计算书上交413-61_secret

大学级本科生毕业设计（论文）4 方案设计计算书4.1降水计算地勘报告揭露一层地下水位潜水，埋深13.414.8米。结合工程地质情况，本工程采用管井降水，井点系统为无压完整井，围绕基坑四周布置井点。4.1.1确定井点管埋深HH H+h + i L+ LH基坑深度h降低后地下水位距坑底距离i水力坡降，i=0.1L井点管中心距坑中心距离L滤管长度，取2米代入数据得 H考虑到井点管漏出地面0.2 米，及29米长护坡桩对降水的影响，井管长度确定为29米。4.1.2计算基坑涌水量Q1) 求抽水影响半径R滤管下端标高为-(28.25+0.4)m=-28.65m 基坑中心水位降深S= 则潜水层厚度H=-13.4+28.65=15.25m 取16mR=2=558.1m（根据土质取渗透系数K=80m/d）2) 求基坑等效半径 3) 求基坑涌水量Q Q=4.1.3确定单井出水量qq=r滤管半径， l滤管长度， K渗透系数代入数据得q=4.1.4计算井点管数量nn 4.1.5求井点管间距DD=2（44+2+93+2）/29.1=9.7m 取9米实用井管数量n=2（44+2932）/9=31眼。考虑到四角井管应加密，在四角各增加一眼，坑内布置相距20米两眼自渗井，共用37眼。4.1.6降水深度复核降水深度S=其中：为各降水井到井管中心的距离，经计算得=代入数据得S=9.86米 ，大于设计降深7.8米，故此井点系统可行。4.1.7选择抽水设备选用BA型流量的离心式水泵，每个井管装置一台。当水泵排水量大于单孔滤水井涌水量数倍时，可另加集水总管将相邻的几个吸水管连成一体，共有一台水泵。地下水抽至沉淀池处理后排至城市下水道。4.2支护计算（取单位宽1米计） 4.2.1水平反力计算各层土加权平均取，考虑桩土间的摩擦，取摩擦角，计算得4.15。用逐层开挖支承力不变法计算各支点处的支护反力。详见深基坑支护设计与施工(余志成，施文华著。中国建筑工业出版，1997年)4.2.1.1基坑北侧（A型支护，深21米）一. 求B点所受的水平力R（如图）1. 求土压力零点y=19kN/m,=30,K=0.33,2.求 =E+ E= =37.3+400.3+37.8=475.4KN3.求对O点的力矩M=2190.64.求R支护反力对O点的力矩总和等于，即，二.求C点所受的水平力R（如图） 1. 求土压力零点y=19kN/m,=30,K=0.33,2. 求 =E+ E= =56.43+916.71+82.88=1056KN3.求对点的力矩4.求R反力对点的力矩总和等于，即三.求D点的水平力R（如图）1. 求土压力零点y=19kN/m,=30,K=0.33,2. 求- 18 - =E+ E= =69.3+1382.5+125.5=1577.3KN3.求对F点的力矩4.求R支护反力对F点的力矩总和等于，即4.2.1.2基坑西侧北段（B型支护，深21米）西侧北段上部5米范围1：0.1放坡土钉墙支护，下部锚拉桩，由于基坑深度与北侧相同，且锚杆的位置也相同，故支护反力与北侧一样，在此不做重复计算。4.2.1.3基坑西侧南段及南侧（C型支护，深19.4米）一. 求B点所受的水平力R（如图）1. 求土压力零点y=19kN/m,=30,K=0.33,2. 求 =E+ E= =34.7+345.6+32.8=413KN3.求对O点的力矩MM=4. = 4.求R支护反力对O点的力矩总和等于，即，二.求C点所受的水平力R 1.求土压力零点y=19kN/m,=30,K=0.33,2. 求 =E+ E= =51.15+753.18+69.34=873.67KN3.求对点的力矩4.求R反力对点的力矩总和等于，即三.求D点的水平力R1. 求土压力零点y=19kN/m,=30,K=0.33,2. 求 =E+ E= =64.02+1179.89+107.45=1351.4KN3.求对F点的力矩4.求R支护反力对F点的力矩总和应等于，即4.2.2弯矩计算4.2.2.1 基坑北侧（A型支护，深21米）一.参数计算=19kN/m,=30,K=0.33,二.土压力零点距坑底面距离三.基坑支护简图- 62 -四.分段计算固端弯矩1.连续梁AB段悬臂部分弯矩2.梁BC段B支点荷载q=34.65KN, C支点q=71.02KkN, 参考建筑结构静力计算手册（第一版）P 公式M=(7 q+8 q)l/120。则 M=3.梁 CD段CD段两端均为固端，公式见建筑结构静力计算手册P及P M=M=4.梁DEF段q107.38KN, q=134.97107.3827.59 KN , q=134.97KN按建筑结构静力计算手册P.P.P一端固定一端简支公式 M=-574.3KN5.弯矩分配计算得到的固端弯矩不平衡，下面用弯矩分配法来平衡C、D点的弯矩。分配系数 ：（分配过程见表4-1）C点 D点 表4-1支点BCDF分配系数0.4290.5710.590.41初始弯矩171.8141.3-239.9260.3-574.342.356.3分配92.71/2185.3128.7过程-39.8-52.91/2-26.515.610.9分配结果171.8147.4-147.4446.3-446.304.2.2.2基坑西侧北段（B型支护，深21米）一.参数计算=19kN/m,=30,K=0.33,二.土压力零点距坑底面距离三.基坑支护简图四.分段计算固端弯矩1.梁BC段B支点荷载q=34.65KN, C支点q=71.02KkN, 参考建筑结构静力计算手册 （第一版）P 公式M=(7 q+8 q)l/120则 M=2.梁 CD段CD段两端均为固端，公式见建筑结构静力计算手册P及P M=M=3.梁DEF段q107.38KN, q=134.97107.3827.59 KN , q=134.97KN.按建筑结构静力计算手册P.P.P一端固定一端简支公式 M=-574.3KN4.弯矩分配计算得到的固端弯矩不平衡，下面用弯矩分配法来平衡C、D点的弯矩。分配系数 ：（分配过程见表4-2）C点 D点 4.2.2.3基坑西侧南段及南侧（C型支护，深19.4米） 一.参数计算=19kN/m,=30,K=0.33,二.土压力零点距坑底面距离三.基坑支护简图表4-2支点BCDF分配系数00.4290.5710.590.410初始弯矩227.3-239.9260.3-574.37.25.4分配92.71/2185.3128.7过程-39.8-52.91/2-26.515.610.9分配结果0192.9-192.9434.7-434.70四.分段计算固端弯矩1.梁BC段B支点荷载q=34.65KN, C支点荷载q=65.95KkN, 参考建筑结构静力计算手册 （第一版）P 公式M=(7 q+8 q)l/120则 M=2.梁 CD段CD段两端均为固端，公式见建筑结构静力计算手册P及P M=M=3.梁DEF段q97.3KN, q=124.9497.327.64 KN , q=124.94KN按建筑结构静力计算手册P.P.P一端固定一端简支公式 M=-506.8KN4.弯矩分配计算得到的固端弯矩不平衡，下面用弯矩分配法来平衡C、D点的弯矩。分配系数 ：（分配过程见表4-3）C点 D点 表4-3支点BCDF分配系数00.4290.5710.590.410初始弯矩160.4-163.5176.6-506.81.31.8分配97.41/2194.8135.4过程-41.8-55.61/2-27.816.411.4分配结果0119.9-119.9359.6-36004.2.2.4 基坑东侧（D型支护，深19.4米）12.7米以上与建外SOHO基坑挖通，考虑到-13.1米以下基坑实际深度为6.7米，采用虚800悬臂桩支护。一.参数计算=19kN/m,=30,K=0.33,二.基坑支护简图三.求悬臂桩嵌入深度t土压力零点距坑底合力作用点距坑顶距离a代入式 试算得x=4.7m则埋深t=,实际施工取7米。四.求最大弯矩假设最大弯矩即剪力为零处在土压力零点以下.则 4.2.3锚杆长度计算4.2.3.1基坑北侧（A型支护）一. 第一排1. 自由段长度锚头到土压力零点距离AO=6.3+1.02=7.02m ，锚杆倾角由图中几何关系可得 ，代入数据得 ，取5米 2. 锚固段长度锚杆水平力,则锚杆轴力按公式 ，其中：K锚杆抗拔安全系数，该层锚固体在沙土中，取K=1.3；D锚固体直径 ； 为土层系数，取=1.0 ； h锚固段中心到地面的距离,由图可得 ；锚固体与土体间的摩擦角 ，取；x该层锚杆锚头处到地面的距离 ，x=5.0m代入，解得代入数据解得，取24m , 实际锚杆总长L=5+24=29m .二. 第二排1. 自由段长度锚头到土压力零点距离AO=6.3+1.5=7.8m ，锚杆倾角由公式代入数据得=4.0+1.0=m ，取5米2. 锚固段长度锚杆水平力 ，则锚杆轴力。K抗拔安全系数，该层锚固体在沙土中，取K=1.3；X该层锚杆锚头处到地面的距离 ,x=10.8m；由公式代入数据得，取22m , 实际锚杆总长L=5+22=27m 。三. 第三排1. 自由段长度锚头到土压力零点距离AO=4.4+1.86=6.26m ，锚杆倾角由公式代入数据得=3.2+1.0=4.2m ，取5米2. 锚固段长度锚杆水平力,锚杆轴力K抗拔安全系数，该层锚固体已在粘土中，取K=1.4;X该层锚杆锚头处到地面的距离 ,x=16.6m;由公式代入数据得,取18m , 实际锚杆总长L=5+18=23m .4.2.3.2基坑西侧北段（B型支护）此段所计算的锚杆水平力与北侧完全相同，基坑深度及锚杆间距也相同，故锚杆取与北侧相同长度，在此不作重复计算。4.2.3.3基坑西侧南段及南侧（C型支护）一. 第一排1. 自由段长度锚头到土压力零点距离AO=5.5+0.95=6.45m ，锚杆倾角.由公式代入数据得=3.3+1.0=4.3m ，取5米.2. 锚固段长度锚杆水平力 ，则锚杆轴力;K抗拔安全系数，该层锚固体在沙土中，取K=1.3;X该层锚杆锚头处到地面的距离 ,x=5m;由公式代入数据得，取23m , 实际锚杆总长L=5+23=28m .二. 第二排1. 自由段长度锚头到土压力零点距离AO=5.5+1.38=6.88m ，锚杆倾角.由公式代入数据得=3.5+1.0=4.5m ，取5米.2. 锚固段长度锚杆水平力 ，则锚杆轴力;K抗拔安全系数，该层锚固体在沙土中，取K=1.3;x该层锚杆锚头处到地面的距离 ,x=10m;由公式代入数据得，取19m , 实际锚杆总长L=5+19=24m .三. 第三排1. 自由段长度锚头到土压力零点距离AO=4.4+1.72=6.12m ，锚杆倾角由公式代入数据得=3.1+1.0=4.1m ，取5米2. 锚固段长度锚杆水平力 ，则锚杆轴力K抗拔安全系数，该层锚固体已在粘土中，取K=1.4x该层锚杆锚头处到地面的距离 ,x=15m由公式代入数据得，取20m , 实际锚杆总长L=5+20=25m .4.2.4 锚杆锚索设计采用75为一束的进口钢绞线，屈服强度为200 KN/束 ，n钢绞线束数；K安全系数，取1.5；T锚杆设计轴拉力（KN）单束75钢绞线的强度，即200KN。4.2.4.1基坑北侧（A型支护）第一排 n= 用4束第二排 n= 用5束第三排 n= 用6束4.2.4.2基坑西侧北段（B型支护）同北侧，分别为第一排4束，第二排5束，第三排6束。4.2.4.3基坑西侧南段及南侧（C型支护）第一排 n= 用4束第二排 n= 用4束第三排 n= 用5束4.2.5 灌注桩截面设计桩按连续梁计算，支点处的负弯矩大于跨中弯矩，设计时取支点最大弯矩为设计弯矩值。灌注桩的截面均采用直径800mm的钢筋混凝土桩。4.2.5.1 基坑北侧（A型支护）1. M，根据截面抵抗矩相等将圆形截面等效成正方形， h=700.8mm,取h=700mm 2. 混凝土采用C25，钢筋用级， f=13.5N/mm, f=300N/mm设采用单排钢筋，a=35mm, 有效截面高度h0=h35=665mm截面抵抗矩系数相对受压区高度 查庄崖屏、江见鲸著钢筋混凝土基本构件设计 第二版第50页，得界限相对受压区高度 ，则 ，满足适用条件。配筋率A=（可以）（注：也可用内力臂系数 ，计算配筋面积）3. 据双面对称配筋Amm，选用12 ，实配A7390mm4. 保护层厚50mm，钢筋沿圆周均匀布置，箍筋8200，桩间土挂网喷砼保护。4.2.5.2 基坑西侧北段（B型支护）1. M，根据截面抵抗矩相等将圆形截面等效成正方形， h=700.8mm,取h=700mm 2. 混凝土采用C25，钢筋用级， f=13.5N/mm, f=300N/mm设采用单排钢筋，a=35mm, 有效截面高度h0=h35=665mm截面抵抗矩系数相对受压区高度 查庄崖屏、江见鲸著钢筋混凝土基本构件设计 第二版第50页，得界限相对受压区高度 ，则 ，满足适用条件。配筋率A=（可以）3. 据双面对称配筋Amm，选用12 ，实配A7390mm4. 保护层厚50mm，钢筋沿圆周均匀布置，箍筋8200，桩间土挂网喷砼保护。4.2.5.3 基坑西侧南段及南侧（C型支护）1. M，根据截面抵抗矩相等将圆形截面等效成正方形， h=700.8mm,取h=700mm 2. 混凝土采用C25，钢筋用级， f=13.5N/mm, f=300N/mm设采用单排钢筋，a=35mm, 有效截面高度h0=h35=665mm截面抵抗矩系数相对受压区高度 查庄崖屏、江见鲸著钢筋混凝土基本构件设计 第二版第50页，得界限相对受压区高度 ，则 ，满足适用条件。配筋率A=（可以）3. 据双面对称配筋Amm，选用12 ，实配A5890mm4. 保护层厚50mm，钢筋沿圆周均匀布置，箍筋8200，桩间土挂网喷砼保护。4.2.5.4基坑东侧（D型支护）1. M，根据截面抵抗矩相等将圆形截面等效成正方形， h=700.8mm,取h=700mm 2. 混凝土采用C25，钢筋用级， f=13.5N/mm, f=300N/mm设采用单排钢筋，a=35mm, 有效截面高度h0=h35=665mm截面抵抗矩系数相对受压区高度 查庄崖屏、江见鲸著钢筋混凝土基本构件设计 第二版第50页，得界限相对受压区高度 ，则 ，满足适用条件，不需配压筋配筋率A=（可以）3. 据双面对称配筋Amm，选用20 ，实配A12316mm，误差3.8%，可以。4. 保护层厚50mm，钢筋沿圆周均匀布置，箍筋8200，桩间土挂网喷砼保护。4.2.6 锚杆整体稳定性验算整体稳定性验算采用克兰兹（EKranz）法，详见余志成、施文华著深基坑支护设计与施工第107页。北京：中国建筑工业出版社，1997 。4.2.6.1基坑北侧（A型支护）土压力零点处反力：P=ERRR=1577.3299.3408478.5391.5KN；x=5.7m；t5.7+1.867.56m ；由于桩端土质还可以，嵌固深度不再乘1.11.2的系数，具体施工时取8.0m 1. 第一排： 如图，ao=5+24/2=17m , do=5.8m , ad=16mG=由于 ，需计入地面荷载。挡土桩的主动土压力：E=代替墙的主动土压力：E=410.3KN可能承受最大水平力：= 锚杆设计水平力： 2. 第二排：如图，ao=5+22/2=16m , do=5.5m , ad=15mG=由于 ，需计入地面荷载。挡土桩的主动土压力：E=代替墙的主动土压力：E=886.7KN可能承受最大水平力：= = 锚杆设计水平力： 3. 第三排：如图，ao=5+18/2=14m , do=4.8m , ad=13.2mG=由于 ，不需计入地面荷载。挡土桩的主动土压力：E=代替墙的主动土压力：E=可能承受最大水平力：=锚杆设计水平力： 4.2.6.2基坑西侧北段（B型支护）该段与北侧锚杆长度相同，整体稳定性与北侧相同，不再作验算。4.2.6.3基坑西侧南段及南侧（C型支护）土压力零点处反力：P=ERRR=1351.4275319414343.4 KNx=5.33m；t5.33+1.727.05m ；由于桩端土质还可以，嵌固深度不再乘1.11.2的系数，具体施工时取8.0m 1. 第一排： 如图，ao=5+23/2=16.5m , do=5.6m , ad=15.5mG=由于 ，需计入地面荷载。挡土桩的主动土压力：E=代替墙的主动土压力：E=387.2KN可能承受最大水平力：= 锚杆设计水平力： 2. 第二排：如图，ao=5+19/2=14.5m , do=5.0m , ad=13.6mG=由于 ，需计入地面荷载。挡土桩的主动土压力：E=代替墙的主动土压力：E=754.9KN可能承受最大水平力：= 锚杆设计水平力： 3. 第三排：如图，ao=5+20/2=15m , do=5.1m , ad=14.1mG=由于 ，不需计入地面荷载。挡土桩的主动土压力：E=代替墙的主动土压力：E=可能承受最大水平力：= 锚杆设计水平力： 4.2.7抗倾覆安全验算抗倾覆稳定性又称踢脚稳定性，其抗倾覆稳定性安全系数可按下式进行计算：。式中：为抗倾覆稳定性安全系数（一级基坑取1.20，二级基坑取1.10，三级基坑取1.05）；为抗倾覆力矩（取基坑开挖面以下围护桩入土部分坑内被动土压力对最下层锚杆的力矩，）；为倾覆力矩（取最下层锚杆以下围护桩坑外主动土压力对最下层锚杆的力矩）。4.2.7.1基坑北侧及西侧北段如图， 则倾覆力矩，则抗倾覆力矩所以安全系数，安全。4.2.7.2基坑西侧南段及南侧如图， 则倾覆力矩，则抗倾覆力矩所以抗倾覆稳定安全系数，安全。4.2.7.3基坑东侧基坑东侧桩为悬臂支承，由于基坑实际深度较小（6.7m），桩的嵌入深度相对较大（7m），故抗倾覆稳定性在此不作验算，可以满足。 4.2.8 坑底抗隆起安全验算坑底抗隆起验算按公式进行。其中： K抗隆起安全系数，一级基坑取2.5，二级基坑取2.0，三级基坑取1.7 。4.2.8.1 基坑北侧（A型支护）如图 x=8m滑动力矩由于桩端处左边与右边土的深度不同，导致土的抗剪强度不同，故抗滑力矩分左右两部分分别计算如下： 左：右：则抗滑力矩 代入数据计算得：=4.2.8.2 基坑西侧北段（B型支护）同北侧，4.2.8.3 基坑西侧南段及南侧（C型支护）如图 x=8m 滑动力矩抗滑力矩 代入数据计算得： 4.2.8.4 基坑东侧（D型支护）如图 x=7m滑动力矩抗滑力矩 代入数据计算得：4.2.9桩墙底地基承载力验算进行维护桩墙底地基承载力验算时不考虑围护桩以上土体的抗剪强度对抗隆起的影响，按普朗德尔（Prandtle）地基极限承载力公式计算，其中参数意义分别为：一级基坑取2.5，二级基坑取2.0，三级基坑取1.7； 桩底土为粉质粘土及粘质粉土，土的内摩擦角峰值粘聚力偏于安全取c=0kpa.得： ，A、B型支护：C型支护：D型支护：4.2.10土钉墙支护设计基坑西侧及南侧上部5米深度范围做土钉喷射砼支护，西侧1：0.1放坡