毕业设计（论文）-上海华虹综合楼二期工程基坑支护设计.doc

摘要 第一章 设计方案综合说明书 全套图纸加扣 3012250582 1.1 设计依据设计依据 本工程的岩土工程勘察报告； 本工程建筑总平面图及地下层平面图； 有关设计计算规范及规程： 基坑工程设计规程（DBJ-61-97） 混凝土结构设计规范（GBJ50010-2002） 钢结构设计规范（GBJ7-89） 场地的周边环境条件； 1.2 工程概况工程概况 本工程上海华虹综合楼二期基坑工程，开挖面积为 131.6X40.0m2，开挖深度为 8.00m。 开挖区内无不良地质现象，地层分布较为均匀。建设场地位于海宁路和吴淞路的交叉口， 地处闹市区，周边有多栋建筑物和多条管道。 1.3 场地工程地质概况场地工程地质概况 根据工程勘察报告，影响基坑支护范围内的各土层自上而下为： 1 填土：杂色，松散，由松散的粘性土夹碎砖、小石子、煤渣等生活垃圾、 局部为耕作土。层厚 0.405.50m，平均厚度为 1.31m； 2 淤泥质填土：灰黑色，由灰黑色淤泥组成，含腐殖质有机质及细小石子。 层厚 0.704.10m，平均厚度为 1.34m； 粘土：褐黄灰黄，软塑流塑，土质尚匀，夹粉性土，含氧化铁锈斑，下部 土质较软弱，该层在明浜、河岸浜缺失，层厚为 0.501.90m，平均厚度为 1.34m； 1 砂质粉土夹淤泥质粉质粘土：土质不均，以砂质粉土为主，局部为粘质粉 土，夹薄层淤泥质粘性土，含云母。厚度 2.404.50m，平均厚度为 3.53； 2 淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，土质尚均，较软弱，夹薄层状或团状粉性 土，含云母。厚度 1.504.20m，平均厚度为 2.81m； 淤泥质粘土：灰色，流塑，土质均匀，软弱，切面光滑。厚度 8.1010.00m， 平均厚度为 8.94m； 1 粘土：灰色，软塑，土质尚均，夹少量粒状条带状粉性土，含植物根茎贝 壳碎屑及有机质。厚度 2.204.20m,平均厚度为 3.31m； 2 粉质粘土：灰色，软塑，土质尚均，夹薄层粉砂，含灰黄色泥钙质结核及 有机质。厚度 1.703.90m；平均厚度为 2.80m； 粉质粘土：暗绿-草黄色，可塑，土质尚均，较硬，结构致密含少量氧化铁锈 斑及铁锰质结核，下部为草黄色。厚度为 3.505.30m,平均厚度为 4.18m； 1 砂质粘土：草黄色，土质尚均，夹薄层粘性土，含云母、石英。厚度 5.08.6m 平均厚度为 7.35m； 2 粉砂：土质尚均，粉砂颗粒较均一，含云母、石英、长石，该层孔深 55.00m，未揭穿。 建设场地位于海宁路和吴淞路的交叉口，地貌类型属滨海平原。场地地下水属潜水 类型，水位动态变化受大气降水影响较大。场地土层以粉土和粘土为主，渗透系数小于 10-6，在设计中取地下水埋深为 1.00m 。 1.4 场地周边环境场地周边环境 拟建上海华虹综合楼二期工程位于海宁路和吴淞路的交叉口，位于上海市中心，毗 邻外滩，周边环境复杂，并有多条管线从场地周围经过。因此对变形合成将要求严格。 同时，此工程的安全性对周围环境影响巨大。一旦出现安全性问题，会给周边建筑物带 来很坏的作用。 1.5 设计思路设计思路 （1）本工程的特点是基坑开挖深度较大，深度 8.00m，基坑位于市区主干道边上， 因此对地面沉降有严格限制。 （2）采用 SMW 工法，设两道土钉、一道内支撑的支护形式有效地控制基坑侧壁的 位移。为降低成本，基础工程结束后将回收型钢，故需在型钢插入搅拌桩前涂光滑剂。 （3）运用 SMW 工法构筑的连续墙具有很好的抗渗性能，故无须再设置水帷幕。 （4）本基坑的开挖深度和周围环境条件，考虑采用以下支护方案：0-3.00m 高度 范围内采用放坡开挖，在-3.35m 处设一道钢筋混凝土支撑。 （5）由于本基坑空间尺寸大，为了有效地控制基坑变形，内支撑宜采用刚度大的钢 筋混凝土支撑，以减小支护结构顶端的变形，增加整个支护系统的安全性。 （6）由于运用了 SMW 工法，采用一定量的轻型井点就可以将基坑内的地下水疏干。 （7）本工程华虹综合楼二期工程，水准点、高程系统及定位轴线均按照一期工程的 相关规定。为方便说明及计算，以下计算设天然地面标高为零。 （8）SMW 工法尚未有技术规范颁布，未尽事宜应类比相关工程经验。 1.6 支护方案选择支护方案选择 综合考察现场的周边环境等条件，根据建设单位对基坑支护工程的具体要求，本着 “安全可靠，经济合理，技术可靠，方便施工”的原则，我们设计了以下基坑支护方案： 基坑 0-3.00m 范围内放坡开挖，坡度为 1：0.6，设两道土钉，形成土钉墙支护； -3.00-8.00m 深度范围内直立开挖，设一道钢筋混凝土支撑。围护结构方面，采用 SMW 工法构筑地下连续墙； 基坑降水采用轻型井点降水。 基坑支护工程监测是指导正确施工，避免事故发生的必要措施。本设计按基坑工 程设计规程（DBJ08-61-97）中的相关要求，结合本工程基坑支护结构和环境的特点， 制定了详细的沉降、位移监测方案，施工过程中应严格按照设计要求，做好基坑支护工 程监测、监控和信息的反馈工作，确实使监测工作来正确地指导基坑支护工程的各施工 工序和基坑内土方开挖。 本工程基坑支护结构方案的设计计算，是严格按照上海市基坑工程设计规程 （DBJ08-61-97）、国家混凝土结构设计规范（GB50010-2002）中的有关基坑支护结 构设计要求和标准进行的；并利用电算进行校核。 第二章第二章 荷载与内力计算荷载与内力计算 2.1 设计计算系数设计计算系数 2.1.1 地质计算参数 根据本工程岩土工程勘察资料，各土层的设计计算参数如下： 表 1 各土层设计参数 土 层 (KN/m3) C(kPa)() 粘土17.51615.6 1 砂质粉土夹淤泥质 粉质粘土 18.4726.8 2 淤泥质粉质粘土17.31411.7 淤泥质粘土16.61310.3 1 粘土18.01513.7 2 粉质粘土18.31714.9 粉质粘土19.44519.4 1 砂质粘土18.5231.9 2 粉砂18.7034.6 注：1. 稳定地下水位为 1m，各土层水下重度均为饱和重度； 2. 1 填土按经验值取值，=18.5(KN/m3)，C=5(kPa), =10()； 2 淤泥质填土按经验值取值，=17.5(KN/m3)，C=5(kPa), =10() 2.1.2 土压力系数计算 按照朗肯土压力计算理论作为侧向土压力的计算依据，即： 主动土压力系数：kai=tg2(450-/2) 被动土压力系数：kpi=tg2(450+/2) 手算时不考虑支护桩体与土体的摩擦作用，且不对被动土压力系数进行调整，仅作 为安全储备处理。 2.1.3 土压力计算的方法 按照基坑工程设计规程（DBJ08-61-97）的要求，采用水土合算的方法。土压力 模式 I 型图式，即坑底以下的主动侧土压力强度按照矩形分布模式计算。 2.1.4 支撑位置的确定： 本基坑支护结构采用一层钢筋混凝土支撑，支撑轴线位置位于-3.35m 处。 2.2 土压力计算土压力计算 根据建筑场地内不同区域内土层分布的变化情况，将本项工程土压力计算分为两个 断面，在进行支护结构设计时，取两个断面中的危险值为控制值，并乘以相应的分项系 数作为设计值。 2.2.1 断面一土压力计算 1)土层分布及土压力系数 表 2：断面一土层分布及土压力系数 土层层厚主动土压力系数被动土压力系数 -1 0.80Ka1=0.704 =0.839Ka1 Kp1=1.420 =1.191 1p K -2 0.90Ka2=0.704 =0.839 2a K Kp2=1.420 =1.191 2p K 4.30Ka3=0.576 =0.759 3a K Kp3=1.736 =1.317 3p K -1 3.00Ka4=0.378 =0.615 4a K Kp4=2.642 =1.625 4p K -2 8.00Ka5=0.663 =0.814 5a K Kp5=1.508 =1.228 5p K 4.00Ka6=0.697 =0.935 6a K Kp6=1.435 =1.198 6p K -1 3.00Ka7=0.617 =0.786 7a K Kp7=1.621 =1.273 7p K -2 4.00Ka8=0.591 =0.769 8a K Kp8=1.692 =1.301 8p K 4.00Ka9=0.501 =0.708 9a K Kp9=1.995 =1.412 9p K 2)土体内竖向总应力计算 计算土体内的竖直方向总应力，由土体自重应力和水的重力两部分组成。在计算中 采用饱和重度即可。超载设为一均布超载 q=20kN/m2，计算简图见图 1。 图 1 竖向总应力计算简图 A 水土自重产生的竖向总应力 1 1 0.8 18.514.8() zAa phkP 1 12222 14.80.9 17.530.55() zBzAa phhphkP 11 1223333 30.55 1.3 17.553.3() zzBa phhhphkP 21 1223333 30.554.3 17.5105.80() zzBa phhhphkP 144 1 18.418.4() za phkP 31 1223344244 105.802.0 18.4142.6() zza phhhhphkP 41 1223344344 142.6 1.0 18.4161() zza phhhhphkP 24455155 18.4 17.3 5104.9() zza phhphkP B 竖向总应力 坡顶超载 q=20kPa,则土体内的竖向总应力为： A 14.82034.8() zzAa pqkP B 30.552050.55() zzBa pqkP 11 53.32073.3() zza pqkP 22 105.820125.8() zza pqkP 11 18.4() zza pkP 33 142.620162.6() zza pqkP 22 104.9() zza pkP 44 16120181() zza pqkP 55 247.520267.5() zza pqkP 3)侧压力计算 本工程在采用在 0-3.00m 深度内采用放坡开挖，在计算-3.00m 以下土压力时，将 斜坡作为超载计算。 （计算简图见下页图 2） 主动土压力： 1a3z13a3 K2c0.576 73.32 16 0.75917.95() aa KkP 下 a3z23a32 K2cK0.576 125.82 16 0.75948.2() aa kP 上 2a4z24a4 K2cK0.378 125.82 7 0.61538.94() aa kP 下 a4z34a43 K2cK0.374 162.62 7 0.61552.86() aa kP 上 3a4z34a43 K2cK0.378 162.62 7 0.61552.86() aaa kP 下上 a4z34a44 K2cK0.378 162.62 7 0.61552.86() aa kP 上 4a5z35a5 K2cK0.663 162.62 14 0.81484.95() aa kP 下 a5z35a55 K2cK0.663 162.62 14 0.81484.95() aa kP 上 图 2 侧向土压力计算简图 被动土压力： 04p4 2cK2 7 1.62522.75() pa kP 下 p4z14p41 K2cK2.641 18.42 7 1.62571.35() ap kP 上 1p5z15p5 K2cK1.508 18.42 14 1.22862.13() pa kP 下 p5z25p52 K2cK1.508 104.92 14 1.228192.57() ap kP 上 由此可得墙体两侧的土压力分布如图 3 所示： 图 3 侧向土压力分布图 由以上土压力分布可得到作用在墙体上的净压力如下： 1a a2 2a a3 3a a4 4a a5 17.95kP 48.2kP 38.94kP 52.86kP 52.8622.75=30.13kP 52.8671.35= 18.49kP 84.9562.13=22.82kP 84.95 192.57= 107.62kP 下 上 下 上 下 上 下 上 根据以上计算可以得到作用在墙体上的净压力图如图 4 所示： 图 4 作用与墙体上的净压力分布 土压力合力及作用点的计算 取宽度为 1m 的墙体为研究对象，对作用与墙体上的土压力进行合成，可得到作用于 其上的侧向压力。 11 17.95 353.85/ 12 EkN m 作用点为段中点 12 1 (48.2 17.95) 345.38/ 2 21.0m EkN m 作用点距离点所在平面 21 38.94 277.88/ 23 EkN m 作用点为段中点 22 1 (52.8638.94) 213.92/ 2 30.66m EkN m 作用点距离点 31 1 30.13 0.6199.33/ 2 30.20m EkN m 作用点距离点所在平面 32 1 18.49 0.3813.52/ 2 40.13m EkN m 作用点距离点所在平面 41 1 22.82 0.875=9.99/ 2 40.29m EkN m 作用点距离点所在平面 42 1 107.62 4.125221.97/ 2 21.375m EkN m 作用点距离点 由此可以得到作用于墙体上的侧向力合力如图 5 所示。 图 5 作用于墙体上的侧向力 根据等值梁理论，土压力零点 D 可近似看做弯矩零点。故 D 点所在平面只有剪力， 取 D 点以上墙体为研究对象。所有力对 D 点求矩可得： (0.875 122.65)53.85 (1.52 1 0.875)45.38 (12 1 0.875) 77.88 (1 1 0.875) 13.92 (0.66 1 0.875)9.33 (0.800.875)3.52 (0.130.875)9.99 (0.8750.291) 6.525289.5221.22223.335.3 14.41 4.845.9 N N 即： 121.75/ D91.9/ D NkN m PkN m 故 由点以上水平向作用力平衡可得： 4)嵌固深度计算 为求得 D 点以下墙体的嵌固段深度，取宽度为 1m 的墙体为研究对象。计算简图见图 6 图 6 嵌固段深度计算 等值梁法 E 26.08x E 2 3 3 2 M =0 11 91.926.08 23 91.9 =4.34 4.3491.90 21.20 4.61 xxx xx xx x x 由 可得： 即： L=3+5+1+0.875+1.24.61=15.5，基坑开挖深度为 8m，取桩长 L=16m，为保护 H 型钢， 搅拌桩长度取为 17m。 5)最大弯矩计算： NPD之间最大弯矩计算 最大弯矩处剪力为零，设 2 点一下深度 t 处剪力为零，则 2 2 1 121.7553.8545.3838.940.378 (125.8 18.4 )2 7 0.651 2 1 121.7599.2338.94 26.96 2 121.75138.1738.943.48 11.194.720 0.439 tt t t tt tt t 于是，(设墙背受拉为正) max1 max1 max1 11 38.94 0.5220.439(0.378 18.4 0.439) 0.439 0.14645.381 0.439 22 53.851.50.439121.75 (2.650.439) 2.760.1668.98 108.8386.191 206.2/ M M MkN m m A PD之下最大弯矩 设 D 点一下深度 x 处的剪力为零，则 2 2 2 1 26.0891.9 2 13.0491.90 7.040 2.65 x x x x max2 max2 max2 11 91.9 2.65(26.08 2.65) 2.652.65 23 243.680.8 162.7/ M M MkN m m A 作用于墙体上的最大剪力 根据静力平衡理论，最大剪力作用点处净压力为零，则 max V91.9kN/m 6)拆撑计算 在拆除支撑时，地下室顶板施工已经完成，并具有了足够的强度，无须验算。 2.2.2 断面二土压力计算 土压力计算（断面 2） 1)土层分布及土压力系数 表 3 断面 2 土层分布及土压力系数 土层层厚主动土压力系数被动土压力系数 -10.80Ka1=0.704 =0.839 Ka1 Kp1=1.420 =1.191 1p K -20.90 Ka2=0.704 =0.839 2a KKp2=1.420 =1.191 2p K 4.30 Ka3=0.576 =0.759 3a KKp3=1.736 =1.317 3p K -13.00 Ka4=0.378 =0.615 4a KKp4=2.642 =1.625 4p K -28.00 Ka5=0.663 =0.814 5a KKp5=1.508 =1.228 5p K 4.00 Ka6=0.697 =0.935 6a KKp6=1.435 =1.198 6p K -13.00 Ka7=0.617 =0.786 7a KKp7=1.621 =1.273 7p K -24.00 Ka8=0.591 =0.769 8a KKp8=1.692 =1.301 8p K 4.00 Ka9=0.501 =0.708 9a KKp9=1.995 =1.412 9p K 2)土体内竖向总应力计算 图 7 竖向总应力计算简图 A 水土自重产生的竖向总应力 1 1 18.5 1.222.2() zAa phkP 1 12222 22.2 17.5 0.632.7() zBzAa phhphkP 11 1223333 32.7 17.5 1.253.7() zzBa phhhphkP 21 1223333 32.7 17.5 4.4109.7() zzBa phhhphkP 144 18.4 0.814.72() za phkP 31 1223344244 109.7 18.4 1.8142.82() zza phhhhphkP 41 1223344344 142.82 18.4 0.8157.54() zza phhhhphkP 24455155 14.72 17.3 5.2104.68() zza phhphkP 51 122334455455 157.54 17.3 5.2247.5() zza phhhhhphkP 61 122334455455 157.54 17.3 8.2299.4() zza phhhhhphkP 34455155 14.72 17.3 8.2156.58() zza phhphkP B 竖向总应力 取坡顶超载 q=20kPa,则土体内的竖向总应力为： A 22.22042.2() zzAa pqkP B 32.72052.7() zzBa pqkP 11 53.72073.7() zza pqkP 22 109.720129.7() zza pqkP 11 14.72() zza pkP 33 142.8220162.82() zza pqkP 22 104.68() zza pkP 44 157.5420177.54() zza pqkP 55 247.520267.5() zza pqkP 66 299.420319.4() zza pqkP 33 156.58() zza pkP 3)侧压力计算 图 8 作用于墙体上的土压力计算简图 主动土压力： 1a3z13a3 K2c0.576 73.72 16 0.75917.9() aa KkP 下 a3z23a32 K2cK0.576 129.72 16 0.75950.31() aa kP 上 2a4z24a4 K2cK0.378 129.72 7 0.61540.42() aa kP 下 a4z34a43 K2cK0.378 162.822 7 0.61552.94() aa kP 上 3a4z34a43 K2cK0.378 162.822 7 0.61552.94() aaa kP 下上 a4z34a44 K2cK0.378 162.822 7 0.61552.94() aa kP 上 4a5z35a5 K2cK0.662 162.822 14 0.81485() aa kP 下 a5z35a55 K2cK0.662 162.822 14 0.81485() aa kP 上 a5z35a56 K2cK0.662 162.822 14 0.81485() aa kP 上 被动土压力： 04p4 2cK2 7 1.62522.75() pa kP p4z14p41 K2cK2.64 14.722 7 1.62561.48() ap kP 上 1p5z15p5 K2cK1.507 14.722 14 1.22856.5() pa kP 下 p5z25p52 K2cK1.507 104.682 14 1.228192() ap kP 上 2p5z25p5 K2cK1.507 104.682 14 1.228192() pa kP 下 图 9 作用于墙体上的侧向压力分布 由土压力分布可得作用于墙体上的净压力为： 1a a2 2a a3 3a a4 4a a5 17.9kP 50.31kP 40.42kP 52.94kP 52.9422.75=30.19kP 52.9461.48=8.54kP 8556.5=28.5kP 85 192=107kP 下 上 下 上 下 上 下 上 由上述计算，可得作用于墙体上的净压力分布图： 图 10 作用于墙体上的净压力分布 土压力合力及作用点的计算 11 17.9 3.257.28/ 12 EkN m 作用点位于段中点 12 1 (50.31 17.9) 3.251.86/ 2 2106m EkN m 作用点距离点所在平面. 21 40.42 1.872.8/ 23 EkN m 作用点位于段中点 22 1 (52.9440.42) 1.811.3/ 2 30 6m EkN m 作用点距离点所在平面. 31 1 E30.19 0.639.6kN/m 2 30.21m 作用点距离点所在平面 图 11 作用于墙体上的侧向力 32 1 8.54 0.170.74/ 2 40.05m EkN m 作用点距离点所在平面 41 1 28.5 1.0915.6/ 2 40.36m EkN m 作用点距离点所在平面为 42 1 107 4.11219.9/ 2 51.39m EkN m 作用点距离点所在平面为 图 12 嵌固段深度计算 根据等值梁理论，土压力零点 D 可近似看做弯矩零点。故 D 点所在平面只有剪力， 取 D 点以上墙体为研究对象。所有力对 D 点求矩可得： (1.090.8 1.82.85)57.28 (1.6 1.80.8 1.09)51.86 (1.067 1.80.8 1.09) 72.8 (0.90.8 1.09) 11.3 (0.60.8 1.09)9.6 (0.59 1.09)0.74 (0.05 1.09) 15.6 (1.090.36) 6.54276.56246.69203.228.14 18.0 N N 即： 40.8 11.4 120/ 93.7/ D NkN m PkN m 4)嵌固深度计算 等值梁法 E 27.36x E 2 3 2 M =0 11 93.727.36 23 93.7 =4.56 20.540 4.51 xxx xx x x 由 可得： 即： 1.09+4.51=5.6 L=3+5+0.8+1.09+1.24.51=15.4，基坑开挖深度为 8m,故依据工程经验，取桩长 L=16m，为保护 H 型钢，搅拌桩长度取为 17m 5)最大弯矩计算： NPD之间最大弯矩计算 最大弯矩处剪力为零，设 2 点一下深度 t 处剪力为零，则 2 2 1 12057.2851.8640.420.378 (129.7 18.4 )2 7 0.784 2 1 120109.1440.42 26.96 2 120149.5640.423.48 11.68.490 0.78 tt t t tt tt t 于是，(设墙背受拉为正) max1 max1 max1 11 40.42 0.78 0.780.378 18.4 0.78 0.2651.860.90.78 22 57.281.60.78120 (2.850.78) 12.30.71 87.13 136.4435.6 199.6/ M M MkN m m A PD之下最大弯矩 设 D 点一下深度 x 处的剪力为零，则 2 2 2 1 27.3693.7 2 13.6893.70 6.850 2.7 x x x x 2 max2 max2 max2 11 93.7 2.727.36 2.72.7 23 252.9989.7 163/ M M MkN m m A 作用于墙体上的最大剪力 根据静力平衡理论，最大剪力作用点处净压力为零，则 max V93.7kN/m 6)拆撑计算 在拆除支撑时，地下室顶板施工已经完成，并具有了足够的强度，无须验算。 2.3 结构内力设计值确定结构内力设计值确定 0c M1.25M1.25 207kN/m259kN/m 0c V1.25V1.25 93.7kN118kN 0 T1.25N1.25 122kN153kN 第三章 SMW 工法支护结构设计 3.1 SMW 截面设计截面设计 采用 Q235HW 型钢，取强度，承载力设计值计算宽 3 205 10 a fMpM=259 kN m/m 度为 1 米。 3 333 min 6 259 10 1.3 101300 205 10 M Wmcm f 根据工程经验，依据型钢表，采用型钢截面尺寸为： 1 400 400 13 21() w h btt 截面积 A=219.5，q=172kg/m，W=3340 2 cm 3 cm min W e0 ea=0.12(0.3h0-e0)=13.6mm 则 ei= e0+ea=86.15+13.6=99.75mm (4)是否考虑偏心矩增大系数 l0/h=8/0.5=138.0 要考虑 由 2 0 12 0 1 1() 1400 i l e h h i 1 0 e 0.22.70.22.7 99.756650.605 h 0 2 l 1.150.011.150.01 8007001.04 h 2 18000 1()0.605 1.041.44 99.75 665 1400 665 ei=1.4499.75=143mm e=ei+h/2-as=143+350-35=458mm (5)配筋计算： ei=1438.0 要考虑 由 2 0 12 0 1 1() 1400 i l e h h i 1 0 e 0.22.70.22.7 117.86650.678 h 0 2 l 1.150.011.150.01 80007001.04 h 2 18000 1()0.613 1.041.37 117.8 665 1400 665 ei=1.37117.8=161.6m e=ei+h/2-as=161.65+350-35=476.6mm (5)配筋计算： ei=161.6100mm l = i2528 验算实轴稳定性 于是 采用则 两槽钢翼缘间净距 缀板间净距 1 2222 x1 x 2222 oxx1 3 .1702.5(mm)400mm 600 =21.35 28.1 a i( )i175.628.1177.8 2 5000 28.12 177.8 =28.1221.3535.3 150 0.914, N500 10 33.0(N/mm)1.3 E42.68 抗滑力 滑动力 即抗滑移满足要求 3)抗倾覆验算 M73.72145 1.8 290.7kN m m 抗倾覆力矩（.+） =/ M9.52 (0.85 1.3) 18.4 (0.57 1.3)6.24 0.65+8.52 0.43 20.46 34.4 4.06 3.7 62.58 倾覆力矩 =+ = M290.7 =4.651.3 M62.58 抗倾覆力矩 倾覆力矩 即抗倾覆满足要求 5.5 土钉的设计计算土钉的设计计算 图 20 土钉长度计算简图 0.8 18.50.9 17.5 1.3 17.5 3 14.8 15.7522.75 3 17.77 （） 加权重度 （） 0.8 5+0.9 5+1.3 16 C= 3 4 45 20.8 3 9.7 （） 粘聚力平均值 （+ . +） 0.8 100.9 10 1.3 15.6 3 8 9 20.28 3 12.43 （） 内摩擦角平均值 （+ +） 2 a ktan (45) 2 0.646 。 主动土压力系数平均值 a k0.804 ma a 2c1 pk (1-) H Hk 2 9.71 0.646 (1) 17.77 3 17.77 30.804 =18.85 a ma 0.55kH0.55 0.646 17.77 318.94 p18.85kP 故，取 qaa pk q=0.646 20=12.92kP 1qa ppp18.85 12.9231.77kP hv vh o : S1m,S1.7m; 11 N=pS S31.77 1.7 155.91 coscos15 kN 土钉设计内力计算 取=则 sd 2 yk 2 sdyk F N=1.3 55.9172.68kN d 1.1f181kN 4 d F N= 1.200, 满足规范要求。 - 抗隆起验算 - Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范 YB 9258-97(冶金部): K s DN q cN c HDq N q tan 45 o 2 2 e tan N c N q 1 1 tan N q tan 45 11.331 2 2 e 3.142tan 11.331 2.794 N c 2.7941 1 tan 11.331 8.955 K s 17.4388.0002.79413.6338.955 17.6775.0008.00074.000 Ks = 1.685 = 1.1, 满足规范要求。 Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范 YB 9258-97(冶金部): K s DN q cN c HDq N q 1 2 e 3 4 2 tan cos 45 o 2 2 N c N q 1 1 tan N q 1 2 e 3 4 3.142 11.331 2 tan 11.331 cos 45 11.331 2 2 3.075 N c 3.0751 1 tan 11.331 10.357 K S 17.4388.0003.07513.63310.357 17.6775.0008.00074.000 Ks = 1.876 = 1.15, 满足规范要求。 隆起量的计算 注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理! 875 3 1 6 n i1 ihi q125 D H 0.5 6.37c 0.04 tan 0.54 式中基坑底面向上位移(mm); n从基坑顶面到基坑底面处的土层层数; ri第i层土的重度(kN/m3)； 地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3); hi第i层土的厚度(m); q基坑顶面的地面超载(kPa); D桩(墙)的嵌入长度(m); H基坑的开挖深度(m); c桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa); 桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度); r桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3); 875 3 1 6 90.374.0125 8.0 5.0 0.5 6.3717.714.0 0.04 tan 0.20 0.54 = 17(mm) - 抗管涌验算 - 抗管涌稳定安全系数(K = 1.5): 1.5 0h w h 2D 式中 0侧壁重要性系数; 土的有效重度(kN/m3); w地下水重度(kN/m3); h地下水位至基坑底的距离(m); D桩(墙)入土深度(m); K = 4.045 = 1.5, 满足规范要求。 - 承压水验算 - K y P cz P wy 式中Pcz基坑开挖面以下至承压水层顶板间覆盖土的自重压力(kN/m2); Pwy承压水层的水头压力(kN/m2); Ky抗承压水头的稳定性安全系数，取1.5。 Ky = 35.70/30.00 = 1.19 = 1.05 基坑底部土抗承压水头稳定! 结束语 从开始撰写开题报告到现在已经有两个多月的时间，在这段时间内，除了做好毕业 设计的任务外，我也阅读了一些专业著作。经过毕业设计这个锻炼，进一步强化了大学 阶段学习的知识，提高了综合运