南京新科技园B块地基坑支护设计毕业论文.doc

南京新科技园B块地基坑支护设计毕业论文目 录毕业设计(论文)任务书开题报告或文献综述指导教师审查意见评阅教师评语答辩会议记录中文摘要外文摘要前言1第1章 基坑支护设计计算21.1 概述31.2 设计总说明51.3 设计计算71.4 AB段支护结构设计计算91.5 BC段支护结构设计计算151.6 CD段支护结构设计计算211.7 DA段支护结构设计计算261.8 圈梁设计计算321.9 基坑止降水设计32第2章 施工组织设计342.1 基坑施工的现场准备342.2 基坑施工的技术准备及要求362.3 施工物资的准备392.4 季节施工及应急准备工作402.5 土方开挖要求402.6 基坑监测方案与应急抢救措施41第3章 电算结果433.1 AB段深基坑支护设计433.2 BC段深基坑支护设计503.3 CD段深基坑支护设计583.4 DA段深基坑支护设计663.5 手算和电算结果分析对比743.5 结论753.7 图纸76致谢77毕业论文(设计)任务书(学生将下达的任务书复印粘帖于此处)院（系） 专业 班级 学生姓名 指导教师/职称 1. 毕业论文(设计)题目：2. 毕业论文(设计)起止时间： 年 月 日 年 月 日3毕业论文(设计)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）4毕业论文(设计)应完成的主要内容5毕业论文(设计)的目标及具体要求6、完成毕业论文(设计)所需的条件及上机时数要求任务书批准日期 年 月 日 教研室(系)主任(签字) 任务书下达日期 年 月 日 指导教师(签字) 完成任务日期 年 月 日 学生（签名） 长江大学毕业设计(论文)开题报告题 目 名 称：南京新科技园B块地基坑支护设计题 目 来 源老师的项目题 目 类 别：毕业设计学 院（系）：城市建设学院专 业 班 级：岩土10801班学 生 姓 名：雷博指 导 教 师：王德玲辅 导 教 师：彭从文开题报告日期：2012.3.212012.3.31 一、题目来源来源于教师的实际项目（南京新城科技园B地块基坑支护设计），但根据毕业设计需要以及学生相关专业知识层次做了适当的修改。二、研究目的和意义本次毕业设计是南京新城科技园B地块基坑支护设计。目标：(1) 培养学生综合运用所学知识解决实际工程技术问题的能力；(2) 巩固深化专业知识基础，加深对本专业更为深刻与准确的认识；(3) 培养学生进行科学研究，查阅技术文献和资料以及编写技术文献能力毕业设计是一个总结性的教学环节，是学生全面系统地融汇所学理论知识和专业技能并运用于解决实际问题的过程。通过本教学环节，要加深学生对所学基本理论知识的理解，培养学生综合分析和处理问题的能力以及设计创新精神，使学生得到有关单位工程建设从方案制定到施工组织的全过程系统性的训练。通过毕业设计这一重要的教学环节，培养土木工程专业本科毕业生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。毕业设计要求我们在指导老师的指导下，独立系统的完成一项工程设计，解决与之有关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。在完成本次毕业设计过程中，我们需要运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理，这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还需要我们更好的了解国内外建筑设计的发展的历史、现状及趋势，更多的关注这方面的学术动态，以及我们在以后的土木工程专业发展的方向。同时积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的必要的准备。 相信通过这次毕业设计总结性的教学环节，能够培养我正确的理论联系实际的工作作风，以及全面系统地融汇所学理论知识和专业技能并运用于解决实际问题的过程。因此，这次毕业设计具有重大意义。三、阅读的主要参考文献及资料名称（1）本工程总平面布置图；（2）本工程的岩土工程勘察报告； （3）建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)；（4）混凝土结构设计规范(GB50010-2002)；（5）建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)；（6）建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)；（7）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；（8）基坑支护手册（第二版）；（9）其他相关规范和建设方所提要求。四、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向基坑工程是一个古老而又有时代特点的岩土工程课题。放坡开挖和简易木桩围护可以追溯到远古时代。人类土木工程活动促进了基坑工程的发展。特别是到了本世纪，随着大量高层、超高层建筑以及地下工程的不断涌现，对基坑工程的要求越来越高，出现的问题也越来越多，促使工程技术人员以新的眼光去审视基坑工程这一古老课题，使许多新的经验和理论的研究方法得以出现与成熟。岩土工程的概念设计 ：岩土工程崇高概念设计，狭义的概念设计可以理解为框架设计，从总体上勾划出设计框架，以备进一步细化。广义的概念设计可以理解为一种设计思想。 概念设计大体上可以概括为：在充分了解功能要求和掌握必要资料的基础上，通过设计条件的概化，先定性分析，再定量分析，提出一个框架，从技术方法的适宜性和有效性，施工的可操作性和质量的可控制性，环境限制和可能产生的负面影响，经济性等方面进行论证，从概念上选择一个或几个方案，进行必要的计算和验算，通过施工检验和监测，逐步完善设计。广义的概念设计，不仅在设计的初始阶段是必要的，而且要将概念设计的思想贯彻工程的始终。 故首先要做好勘察，掌握地质条件；其次是正确选用公式和软件，并充分了解其适用条件和可能的偏差；还要强调信息化施工和动态设计。事先的定量计算一般只是一种估算，只有原型实测最可信。监测不仅是保证安全的重要措施，同时也是最可靠的科学实验。五、主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路本次毕业设计主要内容包括：(1) 完成基坑支护方案设计；(2) 完成基坑施工组织设计；(3) 提交基坑支护设计计算书；(4) 要求完成至少20000个字符的外文翻译。深基坑支护中存在的主要问题及解决思路有：(1) 基坑周围地表的沉降；(2) 悬臂围护结构过大的内部位移；(3) 流沙和管涌现象；(4) 基坑周围严重堆载造成的塌方；(5) 支护的失稳与破坏；首先，深基坑施工占用资金多，工期长，难度大，基坑支护方案的选择应综合考虑造价工期安全及对周围环境的影响，当基坑周围有建筑物道路和管线时特别要注意边坡的变形控制。，其次，支护结构的设计要满足图片的整体稳定，又要限制过大的位移，同时要满足主结构的强度要求，只有这样才能保证基坑开挖的顺利进行。最后，在深基坑维护结构设计的同时，应将监测方案一起考虑，选择有经验的监测单位实施。积累完整准确的基坑开挖与支护监测结果对于总结工程经验，完善设计分析理论是十分重要的。六、完成毕业设计所必须具备的工作条件（如工具书、计算机辅助设计、某类市场调研、实验设备和实验环境条件等）及解决的办法作为设计者，在设计之前必须深入实际，调查研究，了解其所属位置地理、经济条件。而作为本课题中南京新城科技园B地块基坑支护设计必须察看相应的规范、标准等。1：实际考察当地的一些深基坑工程，综合考虑。 2：当地详细的地质资料 3：必要的工具书 4：必要的软件，如：CAD,理正等。七、工作的主要阶段、进度与时间安排1外文翻译2012.1.62012.3.20完成外文翻译。2学生开题报告2012.3.212012.3.31文献检索和开题报告。3方案选择2012.4.32012.4.10总体设计方案选型，围护体选型。4基坑支护设计2012.4.112012.5.19土压力计算，稳定验算，施工组织制图等。5学生整改阶段2012.5.202012.6.4根据指导教师所提建议，学生对图纸、计算书等进行整改。6毕业设计成果上交2012.6.4学生将所有成果：图纸、外文翻译、计算书装订后上交。7毕业设计评审阶段2012.6.52012.6.7（审）2012.6.82012.6.10（评）指导教师分组对学生的设计成果进行评审。成立答辩委员会。8毕业设计答辩阶段2012.6.112012.6.12分组进行毕业设计答辩。成绩评定。9毕业设计总结2012.6.132012.6.15与教师总结座谈。八、指导教师审查意见签字 年 月 日II长江大学毕业设计指导教师审查意见指导教师职 称评 审日 期评审参考内容：学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业设计的质量和水平，毕业设计的难度及工作量，学生的学习态度和组织纪律，毕业设计的优特点及不足。审查意见： III指导教师签名： 评定成绩（百分制）：_分IV长江大学毕业设计评阅教师评语评阅教师职 称评 阅日 期评阅参考内容：学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业设计的质量和水平，毕业设计的难度及工作量，毕业设计的优特点及不足。评语：评阅教师签名： 评定成绩（百分制）：_分V毕业设计答辩记录及成绩评定学生姓名班 级毕业设计 题目答辩时间 年 月 日 时答辩地点一、答辩小组组成答辩小组组长：委 员：二、会议记录摘要答辩小组提问（分条摘要列举）学生回答情况三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）：_分答辩小组组长(签名) ：秘书 (签名) ： 年 月 日院(系)答辩委员会主任(签名)： 院(系)(盖章) 毕业设计最终成绩评定(依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业设计评分的相关规定)等级(五级制)：_中文摘要南京新科技园B块地基坑支护设计学生：雷博，城建学院（岩土工程10801班）指导老师: 王德玲教授，城建学院土木系【摘要】由于城市化的快速发展,城市人口超饱和,地上有限的土地资源已经变得越来越少,建筑空间拥挤和城市绿地减少,使得人们的生活变得越来越压抑和单调，绿色植物的减少也使我们所生活的地方的空气质量也越来越差。这些都直接导致了我国的高层建筑如雨后春笋,拔地而起。而在建设高层建筑之前，一个坚固扎实的基础是必不可少的。在建筑物稠密的城市中心，深基坑的开挖成为岩土工程的一个重要课题。基坑围护体系，是一个土体、支护结构相互共同作用的有机体，由于周围建筑物及地下管道等因素的制约，对支护结构的安全性有了更高的要求。本文结合工程实践，主要针对基坑工程支护结构的设计计算展开研究讨论。详细介绍了土压力、钢筋混凝土支护结构、基坑稳定性验算等计算方法，为基坑支护设计计算提供理论依据。本次基坑支护的方案设计部分包括：基坑概况及周围环境条件图、基坑平面布置图、基坑支护结构剖面图、基坑支护结构大样图、基坑排水及土方开挖流向图。基坑设计计算书包括：工程概况介绍、基坑周边环境条件、 设计思路及方案比较、 基坑降水设计、基坑支护施工组织、土方开挖要求、基坑监测要求。【关键词】：朗肯土压力；基坑围护；基坑稳定；地下水处理VI外文摘要The Pit Bracing Design of Science And Technology Park B block In NanjingStudent，Bo LeiInstructor， Deling WangAbstractBecause of the development of the urbanization, the population in the city become more and more, the limited lands become less and less, the crowded building space and the reduction of the plants cause peoples life more and more depression, the reduction of the plants also makes the air quality become worse and worse. So, there are more and more buildings in our country in recent years. But before constructing, it is essential to build a firm foundation. In the city containing dense buildings, the excavating of deep excavations becomes an important issue of the Geotechnical Engineering. The foundation pit system is a organism which contains soil and supporting structure.The project is combined with the engineering practice , discussing and studying the designed excavation structure. Details of the soil pressure, the concrete supporting structure, such as checking the stability of the pit method of calculating the foundation pit design calculations provide a theoretical basis. This design excavation support system design include: pit profiles and environmental conditions around the map, the pit floor plan, foundation pit supporting structure sections, retaining supporting structure of the bulk sample in Figure pit drainage and earthworks open dig the flow of the diagram. Pit design calculations, including: project fact sheets around foundation of environmental conditions, design ideas and solutions, pit dewatering design, excavation support organization, earth excavation requirements, excavation monitoring requirements.Key words: earth pressure; foundation pit; pit stability; groundwater treatment;VII前言前言当前，中国的深基坑工程在数量、开挖深度、平面尺寸以及使用领域等方面都得到高速的发展，深、大基坑已非常常见，放坡开挖或少量钢板桩已经难以保证地下结构施工及基坑周边环境的安全。为此，实践中已发展多种支护方式，如排桩：即以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构；地下连续墙：即用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土形成的地下墙体；水泥土墙：即由水泥土桩相互搭接形成的格栅状、壁状等形式的重力式结构；土钉墙：即采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的支护结构，以及上述方式的各类组合支护方式。基坑工程是一个古老而具有时代特点的岩土工程课题，放坡开挖和简易木桩围护可以追溯到远古时代3。事实上，人类土木工程的频繁活动促进了基坑工程的发展。20世纪90年代以来，在我国改革开放和国民经济持续高速增长的形势下，全国工程建设亦突飞猛进，高层建筑如雨后春笋般迅速发展，促进了建筑科学技术的进步和施工技术、施工机械和建筑材料的更新与发展。为了保证建筑物的稳定性，建筑基础都必须满足地下埋深嵌固的要求。建筑高度越高，其埋置深度也就越深，对基坑工程的要求越来越高，随之出现的问题也越来越多，这给建筑施工、特别是城市中心区的建筑施工带来了很大的困难。随着国家经济建设发展，在515年时间内，房地产开发势必由“虚热”逐步变为“实热”，基坑围护工程也将随之升温，出现真正的“基坑热”。与此同时，基坑围护工程所暴露出的问题也将更多，更复杂。此外，传统方法的应用范围和工程应用概率将急剧减少，特别在深、差基坑中会十分少见。在建筑物稠密的城市中心，深基坑的开挖成为岩土工程的一个重要课题。基坑围护体系，是一个土体、支护结构相互共同作用的有机体，由于周围建筑物及地下管道等因素的制约，对支护结构的安全性有了更高的要求。不仅要能保证基坑的稳定性及坑内作业的安全、方便，而且要使坑底和坑外的土体位移控制在一定范围内，确保邻近建筑物及市政设施正常使用。在实际工程中，每个基坑的平面尺寸、开挖深度、水文地质条件和周围环境都不一样，为了解决复杂的基坑工程问题，常需要多种技术的综合应用，这就需对具体基坑进行支护设计。第 75 页 共 77 页基坑支护设计计算第1章 基坑支护设计计算1.1 概述1.1.1 工程概况拟建南京新城科技园B地块深基坑位于河西香山路和嘉陵江东街交会处东南隅，北侧为规四路（隔马路为A地块基坑），东侧为青石路。B地块0.00m相当于绝对标高+7.40m。基坑挖深为6.18.0m。拟建场地属级复杂场地。该基坑用地面积约20000，包括3幢地上建筑和一层地下室。建筑物采用框架结构，最大单柱荷载标准值为23000KN，拟采用钻孔灌注桩基础设计方案1。本工程重要性等级为二级，抗震设防类别为丙类。根据该工程重要性等级、场地复杂程度和地基复杂程度，按岩土工程勘察规范（GB50021-2001）3.1节，划分该工程岩土工程勘察等级为乙级。1.1.2 基坑周边环境条件基坑四面均为马路，基坑红线距离马路10m，下设通讯电缆、煤气管线等设施。北侧隔马路为基坑（A地块）。1.1.3 工程地质与水文地质条件拟建场地地形总体较为平坦，地面高程在4.878.78m（吴淞高程系）之间。对照场地地形图看，场内原有沟塘已被填埋整平。场地地貌单元属长江漫滩。在基坑支护影响范围内，自上而下有下列土层：1杂填土：杂色，松散，由粉质粘土混碎砖、碎石和砼块等建筑垃圾填积， 其中2.74.5m填料为粉细砂，填龄不足2年。层厚0.34.9m；2素填土：黄灰灰色，可软塑，由粉质粘土、粘土混少量碎砖石填积，含少量腐植物，填龄在10年以上。埋深0.85.3m，层厚0.22.6m；2a淤泥、淤泥质填土：黑灰色，流塑，含腐植物，分布于暗塘底部，填龄不足10年。埋深0.22.9m，层厚0.64.0m；1粉质粘土、粘土：灰黄色灰色，软可塑，切面有光泽，韧性、干强度较高。埋深0.34.7m，层厚0.32.1m；2淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，含腐植物，夹薄层粉土，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。埋深1.16.2m，层厚11.212.4m；2a粉质粘土与粉土互层：灰色，粉质粘土为流塑，粉土呈稍密，局部为流塑淤泥质粉质粘土，具水平层理。切面光泽反应弱，摇震反应中等，韧性、干强度低。埋深1.65.7m，层厚0.43.3m；3粉质粘土、淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，夹薄层（局部为层状）粉土、粉砂，具水平层理。切面稍有光泽，有轻微摇震出水反应，韧性、干强度中等偏低。埋深10.515.6m，层厚1.27.7m；4粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂：灰色，粉质粘土、淤泥质粉质粘土为流塑，粉土、粉砂为稍中密，局部为互层状，具水平层理。光泽反应弱，摇震反应中等，韧性、干强度较低。埋深14.221.5m，层厚1.28.8m；5粉细砂：青灰灰色，中密，砂颗粒成分以石英质为主，含少量腐植物及云母碎片。埋深20.025.6m，层厚10.312.3m；5a粉质粘土、淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。呈透镜体状分布于5层中。埋深23.625.0m，层厚0.40.5m；6细砂：青灰色，密实，局部为粉砂，砂颗粒成分以石英质为主，含云母碎片。层底部局部地段含少量卵砾石。埋深29.233.5m，层厚14.222.1m；6a淤泥质粉质粘土、粉质粘土，灰色，流软塑，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。呈透镜体状分布于6层中。埋深35.945.5m，层厚0.31.4m。1强风化泥岩、泥质粉砂岩：棕红棕褐色，风化强烈，呈土状，遇水极易软化，属极软岩，岩体基质本量等级分类属级。埋深47.052.3m，层厚0.65.8m。2中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩：紫红棕褐色，泥质胶结，夹层状泥岩，属极软岩软岩，岩体较为完整，有少量裂隙发育，充填有石膏，遇水易软化，岩体基本质量等级分类属级。埋深48.057.9m，未钻穿。2a中风化泥质粉砂岩、细砂岩：紫红棕褐色，泥质胶结，属软岩较软岩，岩体较为完整，有少量裂隙发育，基本质量等级分类属级。该层呈透镜体状分布于2层中。埋深52.559.5m，层厚0.30.4m。根据钻探揭示的地层结构，场地地下水可分为浅层潜水及弱承压水。（1）浅层潜水含水层组由覆盖层上部的层人工填土层、1、2、3层粘性土，以及2a粘性土与粉性土的交互层和4层粘性土夹砂层构成。（2）弱承压含水层组由覆盖层下部的5层粉细砂和6层细砂构成，隔水底板为下伏基岩，其含水丰富，给水性和透水性好，属透水地层。地下水位随季节不同有升降变化，其年变幅较潜水小，约为0.5m左右。根据该孔水位恢复试验计算结果，该含水层组综合渗透系数k=1.2710-3（cm/s）.静止水位埋深.1.5-2.5m，承压水位于地面下25m处2。1.1.4 基坑侧壁安全等级及重要性系数 南京新城科技园B地块深基坑安全等级为二级，基坑重要性系数0 = 1.03。 1.2 设计总说明1.2.1 设计依据（1）本工程总平面布置图；（2）本工程的岩土工程勘察报告； （3）建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)；（4）混凝土结构设计规范(GB50010-2002)；（5）建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)；（6）建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)；（7）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；（8）基坑支护手册（第二版）；（9）其他相关规范和建设方所提要求。1.2.2 基坑总体设计方案选型分析类似特点和规模的基坑工程基于不同的经济性和工期等严肃的要求，可选择的总体方案一般有“整体顺做”、“全逆做”、“分区逆做”和“顺逆结合”。 所谓的顺做法，是指先施工周边维护结构，然后自上而下分层开挖，并一次设置水平支撑（或锚杆系统），开挖至坑底后，再由下至上施工主体地下结构基础底板、竖向墙柱构件及水平楼板构件，并按一定的顺序拆除水平支撑系统，进而完成地下结构施工过程。所谓逆作法，则是每开挖一定深度的土体后，即支撑模板浇筑永久的结构板梁，用以代替常规顺做法的临时支撑，以平衡作用在围护墙上的土压力。顺做法是基坑工程的传统开挖施工方式，施工工艺成熟，支护结构体系与主体结构相对独立，相比较逆作法，其设计，施工均比较快捷。相对其他方案来说，整体顺做法由于是传统工艺，对施工单位的管理和技术水平要求相对较低。相对于逆作法来说，其基坑支护结构的设计与主体设计关联性较低，受主体设计进度的制约小，基坑工程尽早开工。另外，分区顺做方案由于需要设置一道临时隔断围护体，因此工程量相比整体顺做方案有了较大幅度的增加，因此经与业主沟通，本工程选择整体顺做。1.2.3 围护体选型分析根据南京地区已实施的大量基坑工程的成功实践经验，类似基坑工程中可供选择的有型钢水泥土搅拌桩（SMW工法）、灌注桩结合隔水帷幕以及地下连续墙。型钢水泥土搅拌桩的相对刚度较小，变形较大，在对周边环境保护要求较高，本基坑工程四面均为马路，所以不选用。钻孔灌注桩结合隔水帷幕作为一种成熟的工艺，其施工比较简单，质量易控制，施工时对周边环境影响较小，在南京及周边地区应用十分广泛，尤其适用于顺做法基坑工程。隔水帷幕可根据工程的土层情况，周边环境特点，基坑开挖深度以及经济性要求综合因素选用合适的工艺。同时钻孔灌注桩围护结构施工便捷，造价经济。维护桩一般设置于地下室以外距地下室外墙800mm的位置，仅在基坑开挖阶段用作临时围护体，且在主体地下室结构平面位置、埋深深度确定后即有条件设计、实施。地下连续墙具有抗侧刚度大、可有效控制基坑变形保护周边环境，以及施工工艺成熟等诸多优势，近年来在周边环境保护要求高及基坑开挖深度大的基坑工程中得到了大量的应用。地下连续墙既作为基坑开挖阶段的围护体，同时作为地下室的结构外墙，称为两墙结合，这样可以充分利用地下空间，并且可节约地下室外墙费用，因此经济性比较好。但对于本工程而言，由于工期紧迫，且难以及时提供“两墙合一”地下连续墙设计所需要的相关主体地下结构资料，因此经过权衡，最终确定选择钻孔灌注桩结合双排水泥土搅拌桩隔水帷幕作为围护体。1.2.4 最终支护方案的选择4 图1.1 基坑平面图根据周围环境和土层情况将基坑分为AB，BC，CD，DA四个个计算区段，如图1.1所示。本基坑工程的特点是基坑开挖面积较大，地基土层以粉质粘土为主。周围环境较复杂，必须确保周围建筑物、道路、管线的正常安全使用，要求围护结构的稳定性好、沉降位移小，并能有效地止水。因此，围护结构的设计应满足上述要求。综合考察现场的周边环境、道路及岩土组合等条件，为尽可能避免基坑开挖对周围建筑物、道路的影响，经过细致分析、计算和方案比较，本工程支护方案选用下列形式：（1） 整个基坑采用钻孔灌注桩加冠梁。（2） 基坑周边采用双排深搅桩作止水结构5。（3） 基坑内外采用排水沟和集水坑排除地下水。1.3 设计计算1.3.1 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表2.1：表2.1 土层设计计算参数层号重度g（KN/m3）粘聚力C内摩擦角渗透指标(kPa)()垂直水平-11720（18）15-18（15）15-19（15）-217.916.811.9-2a17.215-18（16）（11.5）-118.416.211.30.030.04-217.513.018.41.474.97-2a18.511.323.78.5837.1-318.013.121.94.8938.6-418.011.223.714.245.8-518.8233375-5a18.12.2770-618.9280374-6a18.61.3.2 计算区段划分根据具体环境条件、地下结构及土层分布厚度，将该基坑划分为四个计算区段，其附加荷载及计算开挖深度如表2.2：表2.2 计算区段的划分区 段西北东南段位号ABBCCDDA地面荷载（kPa）20202020开挖深度（m）77.56.671.3.3 计算方法按照建筑基坑支护技术规范（JGJ 120-99）的要求，土压力计算采用朗肯土压力理论，坑底以下矩形分布模式，所有土层采用水土合算。桩长是根据桩端力矩求出，并应满足整体稳定性，抗隆起及抗渗流要求，各段的整体稳定性、抗隆起及渗流的复核验算、位移验算见点电算结果。为了对比分析，除用解析法计算外，还用理正软件电算。由于支护结构内力是随工况变化的，设计时按最不利情况考虑。1.3.4 土压力系数计算按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据，即： 主动土压力系数：Kai=tg2(45-i/2) 被动土压力系数：Kpi=tg2(45+i/2)计算时，不考虑支护桩体与土体的摩擦作用，且不对主、被动土压力系数进行调整，仅作为安全储备处理。计算所得土压力系数表如表2.3所示：表2.3 土压力系数表土层Kai2CKpi2C-1杂填土0.58923.0201.69839.100-2素填土0.65827.2501.52041.429-2a淤泥、淤泥质填土0.66826.1451.49839.166-1粉质粘土、粘土0.67226.5681.48739.528-2淤泥质粉质粘土0.52018.7461.92236.062-2a粉质粘土与粉土互层0.42714.7582.34434.601-3粉质粘土、淤泥质粉质粘土0.45717.6852.19038.776-4粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂0.42714.6272.34432.294-5粉细砂-5a粉质粘土、淤泥质粉质粘土-6细砂-6a淤泥质粉质粘土、粉质粘土1.4 AB段支护结构设计计算该段为基坑西侧，建筑0.00相当于绝对标高+7.40m，该断面标高为+7.00m，地面采取放坡处理，坡台宽5m，坡高2m，坡度为1：1.0，实际挖深7.0m。实际桩顶标高为4.30m，嵌入圈梁10cm。圈梁顶上部至地面砌砖。结构外侧地面附加荷载q取20kPa，计算时以J58孔为例。1.4.1 土层分布（如表1.4所示） 表1.4 AB段土层分布层号岩土名称厚度（m）-1杂填土3.20-2a淤泥、淤泥质填土1.30-2淤泥质粉质粘土9.10-3粉质粘土、淤泥质粉质粘土5.70-4粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂5.401.4.2 土层侧向土压力计算（地面局部超载）1.4.2.1 主动土压力计算临界深度，解得z=1.00m，即位于-2a顶面以下1m处。1.4.2.2 被动土压力计算1.4.2.3 净土压力计算（基坑地面以下）1.4.3 土压力强度零点位置计算假设近似零弯点距基坑地面距离为hcl，根据关系式列出方程得17.5hcl1.922+36.06=37.68，解之得hcl=0.05m1.4.4 土压力对反弯点的总力矩：基坑开挖深度为7.0m时，基坑侧壁受到的土压力如下图所示：求得土压力对弯矩零点的总力矩为：Ma=3.220.3/2(0.05+2.5+0.3/3)+4.112.5(0.05+2.5/2)+(37.68-4.11)2.5/2(0.05+2.5/3)+1.620.05/20.052/3=39.66kNm/m1.4.5 桩长计算： 嵌固深度的计算：设桩端进入坑底以下xm处，由M=0 得：1.23.220.3/2(x+2.5+0.3/3)+4.112.5(x+2.5/2)+(37.68-4.11) 2.5/2(x+2.5/3) =202.07(x-0.05)/6.55(x-0.05)/2(x-0.05)/3 -1.20.05/2(x -0.052/3)整理得：5.14x3-3.08x2-45.51x-45.88=0用MATLAB计算： p=5.14 -3.08 -45.51 -45.88; roots(p)ans = 3.6722 -1.5365 + 0.2643i -1.5365 - 0.2643i 解之得： x=3.67m取桩长H=5.0+3.67=8.67m，取8.7m。经电算验算，满足要求。1.4.6 最大弯矩计算：最大弯矩Mmax计算：设剪力Q=0点位于第-2层顶面以下xm处，此点处主动土压力为= (20+181.2+17.21.3+17.5x)0.520-18.746 (kPa)则有：Ea1=0.3/23.22=0.48 kN/m此点处被动土压力为Ea1 + Ea2 = Ep整理得：24.54x2-74.73x+23.13=0解得： x=2.70mx=2.70 m处主，被动土压力分别为为：最大弯矩Mmax1=3.220.3/2(0.3/3+2.7)+4.112.5(2.5/2+0.2)+(37.68-4.11) 2.5/2(2.5/3+0.2)+1.640.05/2(0.052/3+0.15)-0.15/6.55202.070.15/2 0.15/3= 52.43(KNm/m)1.4.7 配筋计算7按基坑工程手册(第二版)12.2.4得：取桩径700，桩心距1000，取砼强度C30，fc=14.3N/，主筋718钢筋（HRB335），均匀布置，fy=300N/，保护层厚度50mm。 a=1+0.750.097-(1+0.750.097)2-0.5-0.6250.097 /2=0.305 M=2/314.3(3500.818)3+3003001780(0.903+0.818)/p=311.52 kNm 1.251.00.952.43=85.66 满足要求！配筋率r=As/A=1780/(p)=4.6rmin=4.2，满足设计要求！钢箍采用8200，加强筋162000，钢筋笼离孔底300mm。1.4.8 支护结构顶端的位移8计算时将支护桩墙分为二部份，基坑底面以上部分为悬臂梁，基坑底面以下视为弹性地基梁。对于下段结构，在最大弯矩作用下产生的转角和位移，则可按照建筑桩基础技术规范中推荐的m法进行计算，具体计算如下：灌注桩桩身材料为C30，取则 桩置于非岩石地基中，查表，按得： 基坑坑底面的受力和弯矩 基坑底的位移与转角： 程序如下：结点,1,0,0结点,2,5,0单元,1,2,1,1,1,0,0,0结点支承,1,6,270,0,0,0单元荷载,1,5,37.68,4.11,0,0.5,90单元荷载,1,5,3.22,0,0.5,0.56,90单元材料性质,1,1,-1,290000,10,0,19400000 1.4.9 稳定验算9 包括基坑整体稳定稳定验算，基坑隆起稳定验算和基坑渗流稳定性验算，变形验算见电算结果。1.4.9.1 基坑整体稳定稳定验算（电算）采用瑞典条分法进行整体稳定验算： 满足要求 1. 4. 9. 2 基坑隆起稳定验算 其中为坑底至围护墙底各土层天然重度的加权平均值（kN/）;；为坑内开挖面以下至围护墙底各土层天然重度的加权平均值（KN/）；为基坑开挖深度（m）；D为围护墙体在基坑开挖面以下的入土深度（m）；q为坑外地面荷载（kPa）；，根据围护墙底的地基土特性计算的地基承载力系数；为围护墙底地基承载力安全系数。，, 满足规范要求。1.4.9.3 基坑渗流和承压水稳定性验算抗渗流稳定安全系数 满足规范要求；其中和分别为土体的浮重度和地下水重度（），i为渗流出口处的水力梯度，h为基坑深度，t为嵌固深度，承压水对坑底突涌的验算 ，满足规范，其中为承压水层以上坑底土的饱和重度（），为承压水层顶面距基坑底面的深度（m），为承压水的水头压力，为基坑底土层抗渗流稳定分项洗漱，取1.2。1.5 BC段支护结构设计计算该段为基坑北侧，建筑0.00相当于绝对标高+7.25m，该断面标高为+7.00m，地面采取放坡处理，坡台宽5.5m，坡高2m，坡度为1：1.0，实际挖深7.5m。自然地面绝对标高+6.73+7.48米。圈梁顶上部至地面砌砖，结构外侧地面附加荷载q取20kPa，计算时以J68孔为例。1.5.1 土层分布（如表1.5所示）表1.5 BC段土层分布层号岩土名称厚度（m）-1杂填土1.90-2a淤泥、淤泥质填土2.10-2淤泥质粉质粘土9.70-3粉质粘土、淤泥质粉质粘土4.30-4粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂3.101.5.2 土层侧向土压力计算（地面局部超载）1.5.2.1主动土压力计算临界深度，地面以下4.09m。 1.5.2.2被动土压力计算1.5.2.3 净土压力计算（基坑地面以下）1.5.3 土压力强度零点位置计算假设近似零弯点距基坑地面距离为hcl，根据关系式列出方程得17.5hcl1.922+36.06=41.39，解之得hcl=0.16m1.5.4 土压力对反弯点的总力矩基坑开挖深度为7.5m时，基坑侧壁受到的土压力如下图所示：求得土压力对弯矩零点的总力矩为：Ma=37.683.41/2(0.16+3.41/3)+5.330.16/20.162/3=68.77 kNm/m1.5.5 桩长计算：设桩端进入坑底以下x米处，由M=0 得：1.2313.41/2(x+3.41/3)=183.03(x-0.16)/5.44(x-0.16)/2(x-0.16)/3 -1.25.330.16/2(x-0.16/3)整理得：5.6x3-2.7x2-63.7x-73.1=0由matlab解之得： x=4.07m取桩长H=5.5+4.07=9.57m，取9.6m。经电算验算，满足要求。1.5.6 最大弯矩Mmax1计算：设剪力Q=0点位于第-2层顶面以下x米处，此点处主动土压力为则有：此点处被动土压力为E a = Ep即24.54x2-154.33x+160.48=0解得： x=4.97 m最大弯矩: Mmax1=41.393.41/2(3