某大厦深基坑设计计算书-secret.doc

*大厦深基坑支护设计 摘摘 要要 本设计是*大厦的基坑支护设计。地基土层主要由素填土、淤泥质粘土、粉质粉土、 粉质粘土构成。地形为坡地，局部为水塘。由人工推填平整，场地较平整。原始地貌为 侵蚀性堆积岗地。 主体基坑支护采用分两侧采用不同的支护体系支护：一种是钻孔灌注桩加锚杆的支 护体系，采用钻孔灌注桩的基坑开挖深度为 9m，总桩长 13m；一种是土钉墙支护，基 坑开挖深度 10m。基坑采用深层搅拌桩止水，排水沟排水。土层锚杆作为一种新兴科学， 将会更广泛地运用到工程实践中，其具有较高的科学性、使用性，且施工方便，不占场 地。 设计的主要内容有支护方案的选择、钻孔灌注桩的设计与计算、土钉及锚杆的计算、 基坑的止水和施工组织设计和概预算。 关键词：深基坑支护；土钉墙；钻孔灌注桩；深层搅拌桩；锚杆支撑；施工组织设 计；概预算。 目目 录录 第 1 章 设计方案综合说明.1 1.1 设计任务.1 1.1.1 本设计为基坑工程.1 1.1.2 基坑工程设计图纸要求.1 1.1.3 针对性设计专题在论文的相应章节详细论述.1 1.2 原始资料.1 1.2.1 工程概况 .1 1.2.2 基坑周边环境条件.2 1.2.3 岩土层分布特征.2 1.2.4 基坑侧壁安全等级及重要性系数.3 1.3 设计依据.4 第 2 章 支护体系方案的选择.5 2.1 支护体系的组成.5 2.2 基坑支护结构的选择.7 2.3 支护方案的比较和确定.9 2.4 总结.10 2.4.1 各土层的计算参数.10 2.4.2 计算区段的划分.10 2.4.3 计算方法.11 2.4.4 方案确定.11 第 3 章 BC 断面的围护结构设计与计算.12 3.1 土压力系数计算.12 3.2 支护结构设计计算.12 3.2.1 侧向土压力计算.12 3.3 锚杆设计的内容和步骤 .17 3.3.1 锚杆承载力的计算.18 3.4 桩的配筋.21 3.4.1 桩体的配筋计算方法 .21 3.4.2 构造配筋.22 3.5 冠梁设计.23 3.6 腰梁设计.23 第 4 章 基坑的稳定性验算.25 4.1 概述.25 4.2 验算内容.25 4.3 验算方法及计算过程.25 4.3.1 基坑的整体抗滑稳定性验算.25 4.3.2 基坑抗倾覆稳定性验算.25 4.3.3 基坑抗隆起稳定性验算.27 4.3.4 抗渗流（或管涌）稳定性验算.29 第 5 章 (AB.AD.DC)断面的围护结构设计与计算.32 5.1 土钉概述.32 5.2 土钉墙设计内容 包括.32 5.2.1 方案确定.32 5.2.2 土钉计算.33 5.2.3 结构计算.37 第 6 章 基坑止水设计.39 6.1 方案选择.39 6.2 基坑止水方案设计.39 6.2.1 止水桩长确定.39 6.3 排水设计.39 6.3.1 排水方案设计.39 第 7 章 监测方案.40 7.1 基坑监测.40 7.1.1 位移观测.40 7.1.2 沉降监测.40 7.2 观测精度及技术要求.40 第 8 章 施工组织设计.43 8.1 主要施工顺序.43 8.2 主要配备.43 8.3 施工工期与进度计划.45 8.3.1 组织管理机构.45 8.3.2 施工准备.46 8.4 施工方法、施工工艺及技术措施.47 8.4.1 主要分项工程施工方法.47 8.4.2 施工工艺.49 8.4.3 主要技术措施.50 8.5 质量保证措施.51 8.5.1 工程质量目标.52 8.5.2 土方工程质量要求.52 8.5.3 土钉墙施工注意事项及质量要求.53 8.6 环保管理及措施.55 8.6.1 环境目标.55 8.6.2 环境指标.55 8.6.4 环境控制措施.55 8.7 安全防火管理.57 8.8 工程监测与信息施工.58 8.9 技术资料管理.59 8.9.1 工程归档资料.59 8.9.2 资料收集整理要求.59 8.9.3 资料保证措施.60 第 9 章 概预算.61 9.1 工程量的计算.61 9.2 工程预算书.62 9.3 工程总造价.66 结束语.67 参考文献.68 致 谢.69 第 1 章 设计方案综合说明 1.1 设计任务 1.1.1 本设计为基坑工程 设计者应根据原始资料，在规定的期限内完成以下毕业设计任务书： 根据给定的原始资料进行深基坑结构设计和施工设计； 就指导老师针对性提出的相关设计专题进行加强论述。在完成设计以后交出深基坑设计说明书 一份。 设计说明书的内容必须包含如下内容： （1）工程概括： （2）支护结构类型选择： （3）BC 断面围护结构设计计算： （4）支护体系的稳定性验算： （5）(AB.AD.DC)端面的围护结构设计计算以及稳定性验算： （6）基坑止排水设计： （7）基坑监测 （8）施工组织设计： （9）工程概预算； 1.1.2 基坑工程设计图纸要求 图纸包括（基坑维护平面布置图，维护结构剖面图，地质剖面图，支撑结构大样图，配筋大样 图，以及开挖施工图表等，号及以上图纸应在张以上）26 1.1.3 针对性设计专题在论文的相应章节详细论述。 1.2 原始资料 1.2.1 工程概况 湖南弘丰房地产开发有限公司丝绸大厦位于湘潭市河东高新开发区，丝绸中路东侧，工商局宿 舍西侧，原有地形为坡地，局部为水塘。由人工推填平整，场地较平整。地面标高为 67.9m。 图 1.1 基坑平面图 1.2.2 基坑周边环境条件 基坑西侧为马路，最近距离为 8.5m 。东侧为工商局宿舍，楼高六层，其最近距离为 4.6 m。 1.2.3 岩土层分布特征 根据地质勘察资料，在 A-B-C-D 段主要分布的土层如下： （1）杂填土（Qm1）：褐灰至褐红色，以粘性土为主，含大量砖块及碎石生活垃圾，人工填积， 结构松散，不含地下水，湿。埋深 1.001.11m，层厚 1.204.00m，层底标高 66.7066.80m。 （2）素填土（Qm1）：褐红色，以粘性土为主，含少量砖块及碎石。人工新近填积，未完成 2 自重固结，结构松散，不含地下水，湿。埋深 0.001.10m，层厚 1.204.00m，层底标高 63.1066.70m。 （3）淤泥质杂填土（Qa1）：褐灰至灰黑色，含大量碎石及生活垃圾腐烂物，具臭味，含地 3 下水，软塑状，易变形，很湿。埋深 1.804.00m，层厚 0.702.90m，层底标高 63.1064.10m。 （4）粉质粘土（Qa1）：褐黄至褐红色，含少量灰白色团状高岭土及铁锰氧化物，裂隙发育， 4 摇震无反应。土状光泽，干强度一般，顶部受水浸泡严重。硬塑，中密，稍湿。埋深 0.004.70m， 层厚 2.106.70m，层底标高 60.3062.00m。 （5）圆砾（Qa1）：黄至黄褐色，以石英硅质岩碎屑为主。含少量砂粒及粘性土，胶结一般。 5 粗颗粒呈圆状，中风化。粒径 20mm 占 35%，520mm 占 25%，粘性土占 5%，富含地下水，中 密饱和。埋深 5.007.60m，层厚 4.505.30m，层底标高 55.8056.70m。 （6）粘土（Qa1）：紫红色，由下伏基岩风化残积而成，含少量斑状灰白色高岭土及石英粉 6 砂、云母碎屑，裂隙发育，土状光泽，摇震无反应。干强度一般，可塑，中密，湿。 （7）强风化粉砂质泥岩（K）：紫红色，粉砂泥质结构，层状构造，以泥质成分为主，石英 7 粉砂为次，岩石风化强烈，裂隙发育，裂面见铁锰氧化膜，浸水易软化，干燥易散碎，顶部风化呈 土状。坚硬，致密，稍湿。埋深 12.5013.20m，层厚 2.003.70m，层底标高 51.5053.10m。 （8）中风化粉砂质泥岩（K）：紫红色，粉砂泥质结构，以泥质成分为主，石英粉砂为次， 8 见云母小片，岩芯表面见绿泥石斑块，偶见石膏细脉充填于裂隙中，岩石较完整，裂隙较发育，局 部夹泥岩透镜体，分布无规律。浸水易软化，干燥易碎裂。坚硬，致密，稍湿。埋深 14.8016.40m，层厚 2.409.80m，层底标高 43.1049.70m。 地下水位简况：场地主要见上层滞水及潜水。上层滞水主要赋存于素填土和淤泥质杂填土 2 中，受大气降水及地表水的补给，季节性变化明显；潜水主要赋存于圆砾中，受同层地下水补 3 5 给。测得初见水位 0.307.00m，相应标高 60.9067.60m，测得静止水位 0.402.50m，相应标高 65.4067.40m。场地地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性 图 1.2 岩土层分布图 1.2.4 基坑侧壁安全等级及重要性系数 丝绸大厦基坑安全等级为一级，基坑重要性系数 0 = 1.0。 1.3 设计依据 （1）地质勘察报告及相关资料; （2）建筑基坑支护技术规范（JGJ120-99）； （3）建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）； （4）岩土工程预决算指南； （5）深基坑工程； （6）深基坑工程设计施工手册； （7）深基坑支护设计与施工； （8）工程概预算； （9）基坑工程手册等。 第 2 章 支护体系方案的选择 2.1 支护体系的组成 建筑基坑支护结构通常分为桩(墙)式支护体系和重力式支护体系两大类，根据不同的工程类型和 具体情况，这两大类可分成多种支护结构形式，如表 2-1 所示： 表 2.1 基坑工程支护结构类型及其特点 类型形式特 点 钢板桩 1钢板桩系工厂成品、强度、品质、接缝精度等质量保证，可靠 性高； 2具有耐久性，可回拔修正再使用； 3与多道刚支撑结合，适合软土地区的较深基坑； 4施工方便、工期短； 5施工中需注意接头防水，以防止接缝水土流失所引起的地层塌 陷 及失稳问题； 6钢板桩刚度比排桩和地下连续墙小，开挖后挠度变形较大； 7打拔桩振动噪声大、容易引起土体移动，导致周围地基较大沉 陷 板桩式 预制 混凝 土板桩 1施工方便、快捷、造价低、工期短； 2可与主体结构结合； 3打桩振动及挤土对周围环境影响较大，不适合在建筑密集城市 市区使用； 4接头防水性差； 5不适合在硬土层中施工 板桩式 柱桩 横列式 1施工方便、造价低，适合开挖宽度较窄深度较浅的市政排管工 程； 2止水性较差，软弱地基施工容易产生坑底隆起和覆土后的沉降； 3容易引起周围地基沉降 类型形式特 点 地下连 续墙 1施工噪声底，振动小，就地浇制，墙接头止水效果较好，整体刚 度大，对周围环境影响小； 2适合于软弱地层和建筑设施密集城市市区的深基坑； 3墙接头构造有刚性和柔性两种类型，并有多种形式，高质量的刚 性接头的地下连续墙可作永久性结构；还可施工成 T 型、型等，以增加抗 弯刚度作自立式结构； 4施工的基坑范围可达基地红线，可提高基地建筑物的使用面积， 若建筑物工期紧、施工场地小，可将地下连续墙作主体结构并可采用逆作法、 半逆作法施工； 5泥浆处理、水下钢筋混凝土浇制的施工工艺较复杂，造价较高； 6为保证地下连续墙质量，要求较高的施工技术和管理水平 水泥土 搅拌桩 1适合软土地区，环境保护要求不高，深度不大于 7 米的基坑工程； 2施工低噪声，低振动，结构止水性较好，造价经济； 3维护挡墙较宽，一般需占用 3-4m，需占用基地红线内一部分面积 自立式 水泥土 挡墙高压 旋喷 桩挡墙 1适合软土地区，环境保护要求不高，深度不大于 7 米的基坑工程； 2施工低噪声，低振动，对周围环境影响小，止水性好； 3如作自立式水泥土挡墙，墙体较厚需占用基坑红先内一部分面积； 4施工需作排污处理，工艺复杂，造价高； 5作为维护结构的止水加固措施，旋喷桩深度可达 30m 组合式 SMW 工法 1施工低噪声、对周围环境影响小； 2结构止水性好，结构强度可靠，适合于各种土层，配以多道支撑， 可适合于深基坑； 3此施工方法在一定条件下可取代作为维护的地下连续墙，具有较大 发 展前景 放坡土钉墙 1.土钉墙是一种原位土中的加筋技术，可以边开挖边支护，流水作 业，不占独立工期，施工快捷； 2.设备简单，操作方便，施工所需场地小。材料用量小，经济效果 好； 3.土体位移小，采用信息化施工。 自然 放坡 1.适用土质条件好，具有放坡空间的情况； 2.经济效果很好。 续表 2.1 类型形式特 点 钻孔 灌注桩 1噪声和振动小，就地浇制施工，对周围环境影响小； 2适合软弱地层使用，接头防水性差，要根据地质条件从注浆、 搅拌桩、旋喷桩等方法中选用适当方法解决防水问题； 3在砂层和卵石中施工慎用； 4整体刚度较差，不适合兼作主体结构； 5桩质量取决于施工工艺及施工技术水平，施工时需作排污处理 柱列式 挖孔灌注 桩 1土层施工方便、造价较低廉、成桩质量容易保证； 2施工、劳动保护条件较差； 3不能用于地下水以下不稳定地 土钉墙 1.土钉墙是一种原位土中的加筋技术，可以边开挖边支护，流水作业， 不占独立工期，施工快捷； 2.设备简单，操作方便，施工所需场地小。材料用量小，经济效果好； 3.土体位移小，采用信息化施工。 放坡 自然 放坡 1.适用土质条件好，具有放坡空间的情况； 2.经济效果很好。 2.2 基坑支护结构的选择 本工程地下水位较高，基坑开挖深度为 10.0 米，且 BC 侧由于距离建筑物较近（4.6m） ，根据我 国目前基坑工程中所取得的经验，其围护结构可选择以下几种方案： 方按 1：灌注桩后加搅拌桩或旋喷桩止水，设二至三道内支撑； 方案 2：对于要求维护结构作永久结构的，则可采用设支撑的地下连续墙； 方案 3：环境条件允许时，可打设钢板桩，设三至四道支撑； 方案 4：可应用 SMW 工法； 方案 5：对于较长的排管工程，可采用打设钢板桩，设 3-4 道支撑，或灌注桩后加必要的降水帷 幕，设 3-4 道支撑； 方案 6：灌注桩加锚杆； 方案 7：桩墙合一地下室逆作法。 由于本工程 BC 侧离建筑物较近，故围护结构可考虑的方案有：方案 1、方案 2、方案 6 及方案 7。 表 2 是这四种方案的比较： 表 2.2 基坑支护方案比较 方案 名称 灌注桩加止水幕 （或降排水）和内支撑 地下连续墙 加内支撑 灌注桩加止水帷幕 （或降排水）锚杆 桩墙合一地 下室逆作法 整体 性能 较好好一般较好 抗渗 性 较好好较好差 对环境 的影响 小小较小较小 施工 工期 一般较短一般短 造价一般高一般一般 其他 特点 受力性能好 可以贴近施 工，工效高 地下结构 施工方便 节约支撑 费用 由于地下连续墙施工的造价较高，从经济的角度考虑，方案 2 是不可取的；由于此工程地下水 位较高，用方案 7 不能达到止水的效果，因此方案 7 也不可取。方案 1，BC 侧由于距离建筑物较近 （4.6m） ，因此可以采用灌注桩作为受力结构，旋喷桩止水，加二至三道内支撑，但是由于 BC 段有 2m 高的挡土墙，因此 BC 段和 AD 段同一水平上的支撑受力大小不一致，且在 AD 段也需要设置钻 孔灌注桩，这会增加造价。因此采用灌注桩加止水帷幕（或降水）和内支撑也不是很好的方法。 方案 6，灌注桩加止水帷幕（或降排水）和锚杆，其有特点如下： 1. 灌注桩作受力结构，旋喷桩止水； 2. 施工噪声低，施工方便，造价经济，止水效果好； 3. 地下结构施工方便。 灌注桩作受力结构，深层搅拌桩止水，沿灌注桩竖向设数道适量的锚杆作为支撑，这种