基坑支护结构设计(全套图纸CAD)

第一章 设计方案综合说明 1 11 1 概述概述 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 1 8 0m 拟建场地属 级复 杂场地 该基坑用地面积约 20000 m2 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 有关拟建物层数 结构型式 柱网和室内外地坪设计标高具体见表 1 1 表 1 1 栋 号 建筑物层数 结构型 式 室内地坪 设计标高 m 室外地坪 设计标高 m 01办公楼19 框架结 构 7 37 0 7 2 02 国家实验 室 1 10 11 框架结 构 7 37 0 7 2 03 会议楼 商务楼 2 18 框架结 构 7 57 2 04 南 北地 下室 1 框架 抗 震墙结 构 1 97 0 7 2 注 表 1 1 内建筑物室内外地坪设计标高系吴淞高程 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 下设通讯电缆 煤气管线等设施 北侧隔马路为基 第一章 设计方案综合说明 2 坑 A 地块 1 1 3 工程水文地质条件 拟建场地地形总体较为平坦 地面高程在 4 87 8 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 7 4 5m 填料为粉细砂 填龄不足 2 年 层厚 0 3 4 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 8 5 3m 层厚 0 2 2 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 2 2 9m 层厚 0 6 4 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 3 4 7m 层厚 0 3 2 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 1 6 2m 层厚 11 2 12 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 6 5 7m 层厚 0 4 3 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 5 15 6m 层厚 1 2 7 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 2 21 5m 层厚 1 2 8 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 0 25 6m 层厚 10 3 12 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 6 25 0m 层厚 0 4 0 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 2 33 5m 层厚 14 2 22 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 9 45 5m 层厚 0 3 1 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 0 52 3m 层厚 0 6 5 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 0 57 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 5 59 5m 层厚 0 3 0 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 27 10 3 cm s 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 0 1 21 2 设计总说明设计总说明 1 2 1 设计依据 1 南京新城科技园 B 地块场地地形图 管网图 建筑基础图 地下室 平面布置图 桩位图 2 南京新城科技园 B 地块岩土工程勘察报告 K2005 59 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 钢结构设计规范 GB50017 2003 6 建筑桩基础技术规范 JGJ94 94 7 岩土工程勘察规范 GB50021 2002 8 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 9 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 10 其他相关规范及规程 1 2 2 支护结构方案 本工程基坑支护设计方案的设计计算 严格按照 建筑基坑支护设计规 第一章 设计方案综合说明 4 程 JGJ120 99 混凝土结构设计规范 GBJ50010 2002 钢结构设 计规范 GB50017 2003 中的有关要求进行 同时采用了理正软件进行了 辅助计算和验算 经过详细的计算分析后 我们认为 采用本设计的基坑支 护方案 能满足基坑土方开挖 地下室结构施工及周围环境保护对基坑支护 结构的要求 符合 安全可靠 经济合理 技术可行 方便施工 的原则 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 均采用钻孔灌注桩与钢筋混凝土支撑 并采用单排双轴深搅 桩止水结构 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 整个基坑采用钻孔灌注桩加一层钢筋混凝土支撑作为支护结构 基坑周边采用单排双轴深搅桩作止水结构 基坑内采用集水坑排除地下水 1 31 3 基坑监测基坑监测 基坑监测是指导正确施工 避免事故发生的必要措施 本设计制定了详 细的沉降 位移监测方案 施工过程中将严格按照设计要求做好监测 监控 工作 第二章 基坑支护结构设计计算书 6 第二章 基坑支护结构设计计算书 2 12 1 设计计算设计计算 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表 2 1 表 2 1 土层设计计算参数 重度 KN m3 粘聚力 C 内摩擦角 渗透指标 层号 kPa 垂 直 V k 6 10 scm 水平 h k 6 10 scm 1 17 20 1 8 15 18 15 15 19 15 217 916 811 9 2a17 2 15 18 16 11 5 118 416 211 3 0 0 3 0 04 217 513 018 4 1 4 7 4 97 2a18 511 323 7 8 5 8 37 1 318 013 121 9 4 8 9 38 6 418 0 11 223 714 2 45 8 518 8233375 5a18 1 2 2 7 70 618 9280374 6a18 6 2 1 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 67 2 1 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 矩形分布模式 所有土层采用水土合算 求支撑轴力是 用等值梁法 对净土压力零点求力矩平衡而得 桩长是根据桩端力矩求出 并应满足抗隆起及整体稳定性要求 各段的抗隆起 整体稳定性验算 位移 计算详见点电算结果 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 2 1 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 Kai2C Kai Kpi2C Kpi 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 2 22 2 ABAB 段支护结构设计计算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 实际挖深 7 0m 支撑设在 5 00m 处 实际桩顶标高为 4 65m 嵌入圈 第二章 基坑支护结构设计计算书 8 梁 5cm 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 2 2 1 土层分布 如表 2 4 所示 表 2 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 40 2 2 2 土层侧向土压力计算 2 2 2 1 主动土压力计算 pa 1 1 20 0 589 23 020 11 24 kPa pa 1 2 20 18 3 2 0 589 23 020 22 69 kPa pa 2 1 20 18 3 2 0 668 26 145 25 69 kPa pa 2 2 20 18 3 2 17 2 1 3 0 668 26 145 40 63 kPa pa 3 1 20 18 3 2 17 2 1 3 0 520 18 746 33 23 kPa pa 3 2 20 18 3 2 17 2 1 3 17 5 2 5 0 520 18 746 55 98 kPa pa 4 1 pa 4 2 pa 3 2 55 98 kPa pa 5 1 pa 5 2 143 71 0 457 17 685 47 99 kPa pa 6 1 pa 6 2 143 71 0 427 14 627 46 74 kPa 2 2 2 2 被动土压力计算 pp 4 1 0 1 922 36 062 36 06 kPa pp 4 2 0 17 5 6 6 1 922 36 062 258 05 kPa pp 5 1 0 17 5 6 6 2 190 38 776 291 72 kPa pp 5 2 0 17 5 6 6 18 5 7 2 190 38 776 516 42 kPa pp 6 1 0 17 5 6 6 18 5 7 2 344 32 294 543 52 kPa pp 6 2 0 17 5 6 6 18 5 7 18 5 4 2 344 32 294 771 36 kPa 2 2 2 3 净土压力计算 基坑地面以下 po 4 1 36 06 55 98 19 92 kPa po 4 2 258 05 55 98 202 07 kPa po 5 1 291 72 47 99 243 73 kPa po 5 2 516 42 47 99 468 43 kPa po 6 1 543 52 46 74 496 78 kPa po 6 2 771 36 46 74 724 62 kPa 2 2 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 5 hcl 1 922 36 06 55 98 解之得 hcl 0 59m 2 2 4 土压力对弯矩零点的总力矩 基坑开挖深度为 7 0m 时 基坑侧壁受到的土压力如示意图 2 2 所示 图 2 2 AB 段土压力分布图 参照图 2 2 土压力计算示意图 求得土压力对弯矩零点的总力矩为 Ma 11 24 2 0 59 2 5 1 3 2 2 2 3 22 69 2 2 2 0 59 2 5 1 3 2 2 3 25 69 1 3 0 59 2 5 1 3 2 40 63 25 69 1 3 2 0 59 2 5 1 3 3 33 23 2 5 0 59 2 5 2 55 98 33 23 2 5 2 0 59 2 5 3 19 92 0 59 2 0 59 2 3 40 78 127 87 第二章 基坑支护结构设计计算书 10 124 90 34 22 152 86 40 78 2 31 442 16 kN m m 2 2 5 支撑轴力计算 主动土压力对零点弯矩经计算为 Ma 442 16 kN m m 由 MD 0 得 R 442 16 7 0 59 2 79 10 kN m 2 2 6 桩长计算 设桩端进入 3 层顶面以下 x 米处 由 M 0 得 1 2 11 24 2 6 6 x 6 2 3 22 69 2 2 2 6 6 x 3 8 2 2 3 25 69 1 3 6 6 x 2 5 1 3 2 40 63 25 69 1 3 2 6 6 x 2 5 1 3 3 33 23 2 5 6 6 x 2 5 2 55 98 33 23 2 5 2 6 6 x 2 5 3 79 10 5 6 6 x 202 07 6 01 2 6 01 3 x 243 73 x x 2 468 43 243 73 x 5 7 x 2 x 3 19 92 0 59 2 0 59 2 3 6 01 x 整理得 6 571x3 121 87x2 363 86x 1133 234 0 盛金公式 A b 2 3ac 7680 62 B bc 9ad 74 C c 2 3bd 78 总判别式 B 2 4AC0 1 T1 25 1 0 0 9 242 28 333 135 满足要求 配筋率 As A 4561 3502 11 9 min 4 满足设计要求 2 2 10 抗隆起验算 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 22 111 2 2 e 3 142tan 22 111 7 910 N c 7 9101 1 tan 22 111 17 007 K s 19 3006 4027 910 12 77217 007 19 057 7 0006 40220 000 Ks 4 337 1 1 满足规范要求 2 2 11 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 2 965 1 5 满足规范要求 2 32 3 BCBC 段支护结构设计计算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 实际挖深 7 5m 自然地面绝对标高 6 73 7 48 米 支撑设在 5 00m 处 实际桩顶标高为 4 65m 嵌入圈梁 5cm 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 2 3 1 土层分布 如表 2 5 所示 表 2 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 3 10 第二章 基坑支护结构设计计算书 14 粉砂 2 3 2 土层侧向土压力计算 2 3 2 1 主动土压力计算 pa 1 1 20 0 589 23 020 11 24 kPa pa 1 2 20 18 1 9 0 589 23 020 8 90 kPa pa 2 1 20 18 1 9 0 668 26 145 10 06 kPa pa 2 2 20 18 1 9 17 2 2 1 0 668 26 145 34 19 kPa pa 3 1 20 18 1 9 17 2 2 1 0 520 18 746 28 22 kPa pa 3 2 20 18 1 9 17 2 2 1 17 5 3 5 0 520 18 746 60 07 kPa pa 4 1 pa 4 2 pa 3 2 60 07 kPa pa 5 1 pa 5 2 151 57 0 457 17 685 51 58 kPa pa 6 1 pa 6 2 151 57 0 427 14 627 50 09 kPa 2 3 2 2 被动土压力计算 pp 4 1 0 1 922 36 062 36 06 kPa pp 4 2 0 17 5 6 2 1 922 36 062 244 60 kPa pp 5 1 0 17 5 6 2 2 190 38 776 276 39 kPa pp 5 2 0 17 5 6 2 18 4 3 2 190 38 776 445 90 kPa pp 6 1 0 17 5 6 2 18 4 3 2 344 32 294 468 04 kPa pp 6 2 0 17 5 6 2 18 4 3 18 3 1 2 344 32 294 598 84 kPa 2 3 2 3 净土压力计算 基坑地面以下 po 4 1 36 06 60 07 24 01 kPa po 4 2 244 60 60 07 184 53 kPa po 5 1 276 39 51 58 224 86 kPa po 5 2 445 90 51 58 394 32 kPa po 6 1 468 04 50 09 417 95 kPa po 6 2 598 84 50 09 548 75 kPa 2 3 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 5 hcl 1 922 36 06 60 07 解之得 hcl 0 71m 2 3 4 土压力对弯矩零点的总力矩 基坑开挖深度为 7 5m 时 基坑侧壁受到的土压力如示意图 2 3 所示 图 2 3 BC 段土压力分布图 参照图 2 3 土压力计算示意图 求得土压力对弯矩零点的总力矩为 Ma 11 24 2 1 06 0 71 3 5 2 1 0 84 2 3 1 06 8 9 0 84 2 0 71 3 5 2 1 0 84 3 10 06 2 1 0 71 3 5 2 1 2 34 19 10 06 2 1 2 0 71 3 5 2 1 3 28 22 3 5 0 71 3 5 2 60 07 28 22 3 5 2 0 71 3 5 3 24 01 0 71 2 0 71 2 3 46 80 24 63 111 12 47 55 242 97 137 11 4 03 520 61 kN m m 2 3 5 支撑轴力计算 主动土压力对零点弯矩经计算为 Ma 520 61 kN m m 由 MD 0 得 R 520 61 7 5 0 71 2 0 91 18 kN m 第二章 基坑支护结构设计计算书 16 2 3 6 桩长计算 设桩端进入 3 层顶面以下 x 米处 由 M 0 得 1 2 11 24 2 1 06 9 7 x 2 1 0 84 2 3 1 06 8 9 0 84 2 9 7 x 2 1 0 84 3 10 06 2 1 9 7 x 2 1 2 34 19 10 06 2 1 2 9 7 x 2 1 3 28 22 3 5 6 2 x 3 5 2 60 07 28 22 3 5 2 6 2 x 3 5 3 91 18 5 6 2 x 184 53 5 49 2 5 49 3 x 224 86 x x 2 394 32 224 86 x 4 3 x 2 x 3 24 01 0 71 2 0 71 2 3 5 49 x 整理得 6 568x3 112 43x2 208 08x 1829 67 0 盛金公式 A b 2 3ac B bc 9ad C c 2 3bd 总判别式 B 2 4AC0 1 T1 25 1 0 0 9 311 05 427 69 满足要求 配筋率 As A 5321 3502 13 8 min 4 满足设计要求 2 3 10 抗隆起验算 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 22 912 2 2 e 3 142tan 22 912 8 583 N c 8 5831 1 tan 22 912 17 942 K s 18 9978 0868 583 12 03217 942 18 701 7 5008 08620 000 Ks 4 926 1 1 满足规范要求 2 3 11 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 3 083 1 5 满足规范要求 2 42 4 CDCD 段支护结构设计计算段支护结构设计计算 该段为基坑东侧 建筑 0 00 相当于绝对标高 7 00m 该断面标高为 6 60m 实际挖深 6 6m 自然地面绝对标高 5 99 6 72 米 支撑设在 5 00m 处 实际桩顶标高为 4 65m 嵌入圈梁 5cm 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 J64 孔为例 2 4 1 土层分布 如表 2 6 所示 表 2 6 ABC 段土层分布 层号岩土名称厚度 m 1 杂填土 0 60 1 粉质粘土 粘土 0 70 2 淤泥质粉质粘土 2 80 2a 粉质粘土与粉土互层 0 90 2 淤泥质粉质粘土 8 30 3 粉质粘土 淤泥质粉质粘土 6 40 2 4 2 土层侧向土压力计算 2 4 2 1 主动土压力计算 pa 1 1 20 0 589 23 020 11 24 kPa pa 1 2 20 18 0 6 0 589 23 020 4 88 kPa pa 2 1 20 18 0 6 0 672 26 568 5 87 kPa pa 2 2 20 18 0 6 18 4 0 7 0 672 26 568 2 78 kPa pa 3 1 20 18 0 6 18 4 0 7 0 520 18 746 3 97 kPa 第二章 基坑支护结构设计计算书 20 pa 3 2 20 18 0 6 18 4 0 7 17 5 2 8 0 520 18 746 29 45 kPa pa 4 1 20 18 0 6 18 4 0 7 17 5 2 8 0 427 14 758 24 82 kPa pa 4 2 92 68 18 5 0 9 0 427 14 758 31 93 kPa pa 5 1 92 68 18 5 0 9 0 520 18 746 38 11 kPa pa 5 2 92 68 18 5 0 9 17 5 1 6 0 520 18 746 52 67 kPa pa 6 1 pa 6 2 pa 5 2 52 67 kPa pa 7 1 pa 7 2 137 33 0 457 17 685 45 07 kPa 2 4 2 2 被动土压力计算 pp 6 1 0 1 922 36 062 36 06 kPa pp 6 2 0 17 5 6 7 1 922 36 062 261 42 kPa pp 7 1 0 17 5 6 7 2 190 38 776 295 55 kPa pp 7 2 0 17 5 6 7 18 6 4 2 190 38 776 547 84 kPa 2 4 2 3 净土压力计算 基坑地面以下 po 6 1 36 06 52 67 16 61 kPa po 6 2 261 42 52 67 208 75 kPa po 7 1 295 55 45 07 250 48 kPa po 7 2 547 84 45 07 502 77 kPa 2 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 5 hcl 1 922 36 06 52 67 解之得 hcl 0 49m 2 4 4 土压力对弯矩零点的总力矩 基坑开挖深度为 6 6m 时 基坑侧壁受到的土压力如示意图 2 4 所示 图 2 4 CD 段土压力分布图 参照图 2 4 土压力计算示意图 求得土压力对弯矩零点的总力矩为 Ma 11 24 4 88 2 0 6 0 49 6 2 3 0 6 4 88 0 6 0 49 6 0 6 2 5 87 0 475 2 0 49 5 3 0 225 2 3 0 475 2 78 0 225 2 0 49 5 3 0 225 3 3 97 2 8 0 49 2 5 2 8 2 29 45 3 97 2 8 2 0 49 2 5 2 8 3 24 82 0 9 0 49 1 6 0 9 2 31 93 24 82 0 9 2 0 49 1 6 0 9 3 38 11 1 6 0 49 1 6 2 52 67 38 11 1 6 2 0 49 1 6 3 16 61 0 49 2 0 49 2 3 13 15 19 88 8 83 1 83 48 80 139 96 56 74 7 65 78 66 11 92 0 66 305 15 kN m m 2 4 5 支撑轴力计算 主动土压力对零点弯矩经计算为 Ma 304 36 kN m m 由 MD 0 得 第二章 基坑支护结构设计计算书 22 R 304 36 6 6 0 49 1 6 55 44 kN m 2 4 6 桩长计算 设桩端进入 3 层顶面以下 x 米处 由 M 0 得 1 2 11 24 4 88 2 0 6 6 7 x 6 2 3 0 6 4 88 0 6 6 7 x 6 0 6 2 5 87 0 475 2 6 7 x 5 3 0 225 2 3 0 475 2 78 0 225 2 6 7 x 5 3 0 225 3 3 97 2 8 6 7 x 2 5 2 8 2 29 45 3 97 2 8 2 6 7 x 2 5 2 8 3 24 82 0 9 6 7 x 1 6 0 9 2 31 93 24 82 0 9 2 6 7 x 1 6 0 9 3 38 11 1 6 6 7 x 1 6 2 52 67 38 11 1 6 2 6 7 x 1 6 3 55 44 6 7 x 5 208 75 6 21 2 6 21 3 x 250 48 x x 2 502 77 250 48 x 6 4 x 2 x 3 16 61 0 49 2 6 7 x 0 49 2 3 整理得 6 57x3 125 24x2 449 62x 502 64 0 解之得 x 0 887m 取桩长 H 6 6 6 7 0 9 14 2m 施工后实际桩长 13 15m 经电算验算 满足 要求 2 4 7 最大弯矩计算 2 4 7 1 R P0间最大弯矩 Mmax1计算 设剪力 Q 0 点位于第 2a 层顶面以下 x 米处 此点处主动土压力为 pa 20 18 0 6 18 4 0 7 17 5 2 8 18 5 X 0 427 14 758 kPa 则有 E合 1 11 24 4 88 0 6 2 5 87 0 475 2 2 78 0 225 2 3 97 29 45 2 8 2 40 87 kN m E合 2 pa 24 82 X 2 kN m E合 1 E合 2 55 44kN m 即 55 44 40 87 pa 24 82 X 2 整理得 3 95x2 24 82x 14 57 0 解得 x 0 54m X 0 54 m 深 4 64m 处主动土压力为 pa 20 18 0 6 18 4 0 7 17 5 2 8 18 5 0 54 0 427 14 758 29 08 kPa 最大弯矩 Mmax1 55 44 2 5 0 54 11 24 4 88 2 0 6 0 54 3 5 2 3 0 6 4 88 0 6 0 54 3 5 0 6 2 5 87 0 475 2 0 54 2 8 0 225 2 3 0 475 2 78 0 225 2 0 54 2 8 0 225 3 3 97 2 8 0 54 2 8 2 29 45 3 97 2 8 2 0 54 2 8 3 24 82 0 54 0 54 2 29 08 24 82 0 54 2 0 54 3 116 04 KN m m 2 4 7 2 P0以下最大弯矩 Mmax2计算 E合 1 11 24 4 88 0 6 2 5 87 0 475 2 2 78 0 225 2 3 97 29 45 2 8 2 24 82 31 93 0 9 2 38 11 52 67 1 6 2 139 03 kN m 设剪力 Q 0 点位于土压力强度零点以下 x 米处 此处净土压力 Po X 6 21 208 75 kPa 则有 139 03 55 44 X 6 21 208 75 X 2 16 61 0 49 2 整理得 16 81x2 87 66 0 解得 x 2 28m Mmax2 55 44 5 2 77 2 28 6 21 208 75 2 28 2 2 28 3 11 24 4 88 2 0 6 2 77 6 2 3 0 6 4 88 0 6 2 77 6 0 6 2 5 87 0 475 2 2 77 5 3 0 225 2 3 0 475 2 78 0 225 2 2 77 5 3 0 225 3 3 97 2 8 2 77 2 5 2 8 2 29 45 3 97 2 8 2 2 77 2 5 2 8 3 24 82 0 9 2 77 1 6 0 9 2 31 93 24 82 0 9 2 2 77 1 6 0 9 3 38 11 1 6 2 77 1 6 2 52 67 38 11 1 6 2 2 77 1 6 3 16 61 0 49 2 2 28 0 49 2 3 133 11 KN m m 2 4 8 拆撑计算 本工程拟建一层地下室 混凝土垫层 200mm 地下室负 1 层底板中心线位 于地面下 6 2m 处 底板厚 400mm 负 1 层顶板中心线位于建筑 0 00 处 厚 500mm 拆撑时 支护桩悬臂位于位于地面下 6 0m 处 M 11 24 4 88 2 0 6 5 4 2 3 0 6 4 88 0 6 5 4 0 6 2 第二章 基坑支护结构设计计算书 24 5 87 0 475 2 4 7 0 225 2 3 0 475 2 78 0 225 2 4 7 0 225 3 3 97 2 8 1 9 2 8 2 29 45 3 97 2 8 2 1 9 2 8 3 24 82 0 9 1 0 9 2 31 93 24 82 0 9 2 1 0 9 3 38 11 1 1 2 8 69 1 2 1 3 161 08 KN m m 2 4 9 配筋计算 按 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 第 4 1 11 条 SintSin rAfrfM ssycm 33 sin 3 2 bbb625 0 5 0 75 0 1 75 0 1 2 225 1 tcmsy AfAfb 取桩径 700 桩心距 900 取砼强度 C30 fc 14 3N mm2 主筋 12 20 钢 筋 均匀布置 fy 210N mm2 保护层厚度 35mm As 12 314 2 3770mm2 b 210 3770 14 3 3 14 3502 0 144 ys c fA fA 1 0 75 0 144 1 0 75 0 144 2 0 5 0 625 0 144 1 2 0 309 t 1 25 2 0 632 0 8253sin 0 9152sin t M 2 3 14 3 350 0 8253 3 210 315 3770 0 9152 0 8253 368 00 kN m 1 25 1 0 0 9 161 08 220 11 满足要求 配筋率 As A 3770 3502 9 8 min 4 满足设计要求 2 4 10 抗隆起验算 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 21 900 2 2 e 3 142tan 21 900 7 742 N c 7 7421 1 tan 21 900 16 772 K s 17 5317 1447 742 13 10016 772 17 649 6 6007 14420 000 Ks 4 529 1 1 满足规范要求 2 4 11 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 2 853 1 5 满足规范要求 2 52 5 DADA 段支护结构设计计算段支护结构设计计算 该段为基坑南侧 建筑 0 00 相当于绝对标高 7 40m 该断面标高为 7 00m 实际挖深 7m 支撑设在 5 00m 处 实际桩顶标高为 4 65m 嵌入圈梁 5cm 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 J59 孔为例 2 5 1 土层分布 如表 2 7 所示 表 2 7 DA 段土层分布 层号岩土名称厚度 m 1 杂填土 1 40 1 粉质粘土 粘土 0 70 2 淤泥质粉质粘土 11 50 3 粉质粘土 淤泥质粉质粘土 5 80 4 粉质粘土 淤泥质粉质粘土夹粉土 粉砂 3 60 2 5 2 土层侧向土压力计算 2 5 2 1 主动土压力计算 pa 1 1 20 0 589 23 020 11 24 kPa pa 1 2 20 18 1 4 0 589 23 020 3 60 kPa 第二章 基坑支护结构设计计算书 26 pa 2 1 20 18 1 4 0 672 26 568 3 81 kPa pa 2 2 20 18 1 4 18 4 0 7 0 672 26 568 12 46 kPa pa 3 1 20 18 1 4 18 4 0 7 0 520 18 746 11 46 kPa pa 3 2 20 18 1 4 18 4 0 7 17 5 4 9 0 520 18 746 56 05 kPa pa 4 1 pa 4 2 pa 3 2 56 05 kPa pa 5 1 pa 5 2 143 83 0 457 17 685 48 05 kPa pa 6 1 pa 6 2 143 83 0 427 14 627 46 79 kPa 2 5 2 2 被动土压力计算 pp 4 1 0 1 922 36 062 36 06 kPa pp 4 2 0 17 5 6 6 1 922 36 062 258 05 kPa pp 5 1 0 17 5 6 6 2 190 38 776 291 72 kPa pp 5 2 0 17 5 6 6 18 5 8 2 190 38 776 520 36 kPa pp 6 1 0 17 5 6 6 18 5 8 2 344 32 294 547 74 kPa pp 6 2 0 17 5 6 6 18 5 8 18 3 6 2 344 32 294 699 63 kPa 2 5 2 3 净土压力计算 基坑地面以下 po 4 1 36 06 56 05 19 99 kPa po 4 2 258 05 56 05 202 kPa po 5 1 291 72 48 05 243 67 kPa po 5 2 520 36 48 05 472 31 kPa po 6 1 543 52 46 79 472 26 kPa po 6 2 771 36 46 79 724 57 kPa 2 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 5 hcl 1 922 36 06 56 05 解之得 hcl 0 59m 2 5 4 土压力对弯矩零点的总力矩 基坑开挖深度为 7 0m 时 基坑侧壁受到的土压力如示意图 2 5 所示 图 2 5 DA 段土压力分布图 参照图 2 土压力计算示意图 求得土压力对弯矩零点的总力矩为 Ma 11 24 2 0 59 4 9 0 7 0 34 1 06 2 3 3 6 0 34 2 0 59 4 9 0 7 0 34 3 3 81 0 7 0 59 4 9 0 7 2 12 46 3 81 0 7 2 0 59 4 9 0 7 3 11 46 4 9 0 59 4 9 2 56 05 11 46 4 9 2 0 59 4 9 3 19 99 0 59 2 0 59 2 3 40 67 3 56 15 58 17 30 170 71 242 88 4 54 413 90 KN m m 2 5 5 支撑轴力计算 主动土压力对零点弯矩经计算为 Ma 413 90 KN m m 由 MD 0 得 R 413 90 7 0 59 2 74 04 kN m 2 5 6 桩长计算 设桩端进入 3 层顶面以下米处 由 M 0 得 1 2 11 24 2 1 06 6 6 x 4 9 0 7 0 34 1 06 2 3 3 6 0 34 2 6 6 x 5 6 0 34 3 3 81 0 7 6 6 x 4 9 0 7 2 12 46 第二章 基坑支护结构设计计算书 28 3 81 0 7 2 6 6 x 4 9 0 7 3 11 46 4 9 6 6 x 4 9 2 56 05 11 49 4 9 2 6 6 x 4 9 3 74 04 5 6 6 x 202 6 01 2 6 01 3 x 243 67 x x 2 472 31 243 67 x 5 8 x 2 x 3 19 92 0 59 2 0 59 2 3 6 01 x 整理得 6 570 x3 121 84x2 361 42x 1088 32 0 解之得 x 1 807m 取桩长 H 7 0 6 6 1 8 15 4m 实际桩长 14 35m 经电算验算 满足要求 2 5 7 最大弯矩计算 2 5 7 1 R P0间最大弯矩 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 pa 20 18 1 4 18 4 0 7 17 5 X 0 520 18 746 kPa 则有 E合 1 11 24 2 1 06 0 7 2 3 6 3 81 12 46 0 7 2 0 997kN m E合 2 EA 11 46 X 2 kN m E合 1 E合 2 74 04 kN m 即 74 04 0 997 pa 11 46 X 2 整理得 4 55x2 11 456x 73 043 0 解得 x 2 94m X 2 94 m 深 4 59m 处主动土压力为 Pa 20 18 1 4 18 4 0 7 17 5 2 94 0 520 18 746 38 21 kPa 最大弯矩 Mmax1 74 04 0 1 2 94 11 24 2 1 06 2 3 1 06 0 34 0 7 2 94 3 6 0 7 2 0 7 3 0 7 2 94 3 81 0 7 0 7 2 2 94 12 46 3 81 0 7 2 0 7 3 2 94 11 46 2 94 2 94 2 38 21 11 46 2 94 2 2 94 3 178 38 KN m m 2 5 7 2 P0以下最大弯矩 Mmax2计算 E合 1 11 24 2 1 06 0 7 2 3 6 3 81 12 46 0 7 2 11 46 56 05 4 9 2 166 40 kN m 设剪力 Q 0 点位于土压力强度零点以下 x 米处 此处净土压力 Po X 6 01 202 kPa 则有 166 40 74 04 X 6 01 202 X 2 19 99 0 59 2 整理得 16 81x2 98 26 0 解得 x 2 42m Mmax2 74 04 5 3 01 11 24 2 1 06 2 3 1 06 0 34 0 7 4 9 3 01 2 42 6 01 202 2 42 2 2 42 3 3 6 0 34 2 0 34 3 0 7 4 9 3 01 3 81 0 7 0 7 2 4