基坑支护毕业设计方案设计方案说明书(岩土毕业设计方案)

1、本科生毕业设计泛海酒店基坑支护毕业设计院部名称：土木与建筑工程学院专业班级：土木工程 岩土）09-5学生姓名：XXX指导教师：XXX XXX职称：副教授高工黑龙江工程学院二O三年六月1 / 80The Graduation Design for Bachelors DegreeDesign of Fan Hai Hotel Foundation DitchSupporting StructureCandidate:Specialty:Civil EngineeringClass:09-5Supervisor:AssociateProf. xxxSenior Eng ine e r .细细想想H

2、eilongjiang Institute of Technology2018-06 Harbin摘要本设计为泛海酒店基坑支护结构设计，该基坑位于黑龙江省佳木斯市境内，基坑长为55m,宽为45m。厂区内地形整体呈现则矩形，基坑开挖深度为9m,北侧为居民楼，基础埋深为2m,距基坑最近距离为2.5m,其余三侧建筑物距基坑较远。通过方案 比选，最终确定北侧采用混凝土桩锚杆支护结构设计，南侧为幸福路，采用土钉墙锚 杆支护结构设计，东西两侧采用钢板桩锚杆支护结构设计。本次设计主要内容包括：设计方案必选；土压力计算；支护结构计算；基坑稳 定性验算；支护结构的配筋；基坑的降水止水设计；基坑监测方案设计。经验

3、算，该基坑设计合理，方案可行，满足泛海酒店基坑的服务水平。关键词： 基坑支护；桩锚；混凝土；土钉墙；止降水；监测ABSTRACTThe design for the Asia Standard Hotel Excavations design, the foundation pit in Jiamusi City, Heilongjiang Province, territory, pit length 55m, width 45m. Plant in the region as a whole showed the rectangular terrain, excavation depth

4、of 9m, north of the residential building, foundation depth of 2m, distance from the nearest pit 2.5m, the remaining three sides of the building farther away from the pit. Through Alternatives. Finalize the north side of the concrete piles using bolting structural design, south of Xingfu Road, using

5、soil nail wall bolting structural design, east and west sides by steel piles bolting structural design.The desig n of the main contents in elude: Desig n Required earth pressure calculation。 supporting structural calculations。 foundation stability checking。 supporting structure reinforcement。 precip

6、itation sealing pit design。 excavation monitoring program design.Experience count, the pit design is reasonable, feasible, to meet the level of service of Fan hai Hotel pit.Key words, the foundation design is reasonable, feasible, meet the hotel foundation service level.2 / 80目录摘要 IAbstractII第 1 章绪论

7、 11.1 选题目的和意义 11.2 国内外现状 21.3 工程简况 41.3.1 基坑周边环境 41.3.2 工程水文地质条件 41.4 设计依据 51.5 设计中拟解决主要问题 6第 2 章基坑支护方案的比较与选择 72.1 基坑特点分析 72.2 深基坑支护方案的选择 72.3 本章小结 12第 3 章土钉墙支护结构设计 133.1 土钉墙设计参数 143.2 土钉墙整体稳定性验算 143.2.1第一次取圆弧153.2.2第二次取圆弧173.2.3第三次取圆弧203.2.4第四次取圆弧223.2.5第五次取圆弧253.3 土钉的承载力计算 273.4 土钉配筋计算 303.5 本章小结

8、31第 4 章混凝土桩锚支护结构设计 324.1 支护方案 334.1.1 基本信息 334.1.2 超载信息 334.1.3 土层信息 334.1.4 土层参数 344.1.5 支锚信息 344.1.6 土压力模型及系数调整 354.1.7 工况信息 354.2 设计结果 364.2.1 结构计算 364.2.2 截面验算 384.2.3 锚杆计算 394.3 整体稳定验算 404.4 抗倾覆稳定性验算抗倾覆安全系数 :414.5 抗隆起验算 434.6 抗管涌验算 444.7 嵌固深度验算 454.9 本章小结 47第 5 章钢板桩锚杆支护结构设计 485.1 土压力计算 485.2 支护

9、结构计算 495.2.1 基本信息 495.2.2 土层信息 495.2.3 土层参数 505.2.4 支锚信息 505.2.5 土压力模型及参数调整 515.2.6 工况信息 515.3 设计结果 525.3.1 结构计算各工况： 525.3.4 锚杆计算 555.4 整体稳定验算： 565.5 抗倾覆稳定性验算 575.6 抗隆起验算 595.7 抗管涌、抗承压水 （突涌验算 605.8 嵌固深度计算 615.9 本章小结 62 第 6 章基坑降水设计 636.1 概述 636.2 井点设计计算 636.2.1 降水工程的平面布置 646.2.2 确定基坑的有效半径 646.2.3 井点管

10、埋设深度计算 646.2.4 井点系统的抽水影响半径 646.2.5 计算基坑涌水量 Q656.2.6 单根井点出水量 656.2.7 确定降水井数量与井点间距 656.2.8 基坑降水验算 666.3 本章小结 66 第 7 章基坑监测方案设计 667.1.基坑监测 667.1.1 基坑监测的目的和意义 667.2 基坑监测方案 67677.2.1 土钉墙监测的工程 67 7.2.2土钉墙监测工程的监测方法及监测精度7.3 本章小结 68 结论 69 参考文献 70 致谢 72第1章绪论1.1选题目的和意义毕业设计是培养学生综合能力的重要环节。根据土木工程专业 岩土与地下工程 方向）的培养目

11、标要求及毕业生的主要服务去向，通过毕业设计，使每个学生把所学 过的专业知识综合应用于实际工程设计中，使理论与生产实践相结合提高工程设计能 力，能独立进行基坑支护结构设计。通过泛海酒店基坑支护结构设计，使学生在应用 现行规范、标准、技术指标与经济指标等方面得到基本训练，达到对所学专业知识进 行巩固、综合掌握和灵活运用的目的，提高毕业生分析问题、解决问题的能力。基坑为房屋建筑、市政工程或地下建筑物在施工时需开挖的地坑。为保证基坑施 工、主体地下结构的安全和周围环境不受损害而采取的支护结构、降水和土方开挖与 回填，包括勘察、设计、施工和监测等，称为基坑工程。它是地下基础施工中内容丰 富而富于变化的领

12、域，是一项风险工程，是一门古老而具有划时代特点的综合性的新 型学科，它涉及到工程地质、土力学、基础工程、结构力学、原位测试技术、施工技 术、土与结构相互作用以及环境岩土工程等多学科问题。基坑工程采用的围护墙、支 撑 或土层锚杆）、防渗帷幕等结构体系总称为支护结构。本项毕业设计选题泛海酒店基坑支护结构设计，为详细学习和了解与岩土工程相 关的知识，巩固以前学习过的 深基坑支护、基础工程、地基处理、土力学、工程地 质学等）知识，并按照现行规范，通过对实际情况的分析把它运用到生产实践中去， 同时也培养了调查研究、查阅文献、收集资料和整理资料的能力。通过本次设计使自 己能够理论联系实际，并为以后的工作和

13、学习打下坚实的基础。选定该课题也是为了培养自己的综合能力。根据土木工程专业 岩土与地下工程 方向）的培养目标要求及本人毕业后的主要服务去向，通过毕业设计，能够使我们把 所学过的专业知识综合应用于实际工程设计中，使理论与生产实践相结合提高工程设 计能力，能独立进行基坑支护结构设计。通过泛海酒店基坑支护结构设计，使我们在 应用现行规范、标准、技术指标与经济指标等方面得到基本训练，达到对所学专业知 识进行巩固、综合掌握和灵活运用的目的，提高分析问题、解决问题的能力。在毕业设计的过程中，使我们对基坑支护设计的全过程有了系统的了解和初步的 掌握，在此过程中，我们对以前所学的知识进行了一次综合性的复习，并

14、把零散的知识进行了一次有选择性的系统综合，从而把我们四年所学的各种知识进行了融会贯 通。在做这次毕业设计的过程中我们依据实际情况并考虑各种外界因素进行理论与实 际相结合的基坑支护设计，这次毕业设计课程，巩固了我们的专业知识，培养了我们 的动手能力，对我们以后的学习和工作有深刻的指导意义和实际价值1.2国内外现状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 层建筑迅猛发展，建筑高度越来越高，同时各地还兴建了许多大型地下市政设施、地 下商场、地铁车站等，导致多层地下室逐渐增多，基坑开挖深度超过10m的比比皆是，其埋置深度也就越来越深，对基坑工程的要求越来越高，随着人防、地

15、铁、地下 商场、仓库、影剧院等大量工程的建设，特别是近年来的工程实践，城市地下空间开 挖技术得到了长足发展和提高。我国城市地下工程、隧道及井孔工程等先后采用了明 挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等，这些技术有的已达到 国际先进水平。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。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。地下工程包括市政管线工程，地下仓储工程，地下商场，地下车库，城市地下空 间综合开发利用等地下建筑物以及大中型平战结合工程。随着现

16、代化城市高密度化，生活水准的高标准化，各种供给设施（如电信、电气、煤气、上下水等的需求量 将会急剧增加，需要改造和增设的供管线愈来愈多，解决这一问题的最好对策乃是进 行统一规划与管理的城市地下共同沟（城市地下公用事业综合隧道 ,1994年上海浦 东建成了我国第一条规模较大的张扬路共同沟。城市地下空间开发利用，目前较广泛的有高层建筑物地下室，平战结合的人防工程，如上海人民广场地下商场，哈尔滨、 长春地下商业街等。利用地下工程恒温恒湿，受地面干扰小，防灾抗灾能力强等的特点，我国修建了许多地下储库，如地下粮库、 油库、金库等。随着我国经济和科技 的发展，地下工程的应用领域和应用深度将不断拓展。国外城

17、市地下空间开发利用起步早，大规模的开发大约经历了 150多年的发展历 程，经验比较成熟。国外地下空间的开发开始于建设地铁，比如说英国伦敦1863年就建成了世界上第一条地铁，开创了城市地下铁道建设的先河，美国纽约 1865年建 设是第一条地铁，法国的巴黎1900年建设了第一条地铁，德国的柏林 1902年建设了 第一条地铁，西班牙的马德里1919年建设了第一条地铁，日本的东京 1927年建设了 第一条地铁，目前世界上已经修建地铁投资运营的国家和地区有 40多个，城市有一百多个国外地下空间的开发开始于第二次世界大战，第二次世界大战战前加强地下工势 建设，牵引了地下空间的开发。第二次世界大战中战略轰炸

18、已经成为战争的主要样 式，巨大的平民伤亡和财产损失，使各交战国充分认识加强民防工程建设，修建地下 防护设施的重要地位和作用，在遭受敌空袭时，民防和地下防护设施建设相对较好的 英国平均每受弹一吨伤亡1人，在过去的战争中，军队的伤亡人数和平民的伤亡人数 是20: 1，而现代战争军人的伤亡人数和平民的伤亡人数是1： 20，所以在战后欧洲各国在十分重视在民用建筑下面修建防空地下室，并以法律形势加以规定，瑞士作为 一个中立国家，接近300年没有战争，但是瑞士所有的建筑物都修建了地下防护工 程，它的地下空间的开发主要是战时的防护和防灾。注重立体开发，充分利用地下空 间的多功能性，建设四通五达的地下城，从地

19、铁交通工程、大型建筑物向地下自然的 延伸发展，到复合型地下综合体，再到地下城，形成了地下交通、地下商业、地下疏 散干道、地下共同管沟建设的有机融合。同时，公共建筑也向地下发展，如公共图书 馆、会议中心、展览中心、体育馆、音乐厅、大型的科研实验室等文化体育设施。国 外的地下建筑的内部空间环境质量、应急系统和运营管理都达到了较高的水平。例 如：美国基本上是实行道路交通的地下化，比如波士顿中央大道就是经历了城市由高 架道路转入地下的过程，验证了城市道路及高架道路走进地下化的发展趋势，美国的 地铁建设在世界上运营最长，纽约有 443公里，车站达504个，每天有510多万人在 地铁里面运行，每年将近20

20、亿人次，真正的市中心曼哈顿地区常住人口只有10 万,但白天进入该地区是300万，多数是乘坐地铁的人员。法国也是城市地下空间开发较 早国家，一是对废弃的矿井进行再开发利用，改变为城市的下水道和防空设施，巴黎 市早在18世纪末就开发利用了几个世纪之前的废弃矿井，于1890年成功用于巴黎世博会中国馆和印度馆的设计，取得成功。二是大力建设地下车库。三是用于保护历史 文化景观，比如卢浮宫改造，地上已经没有空间利用，就在地下扩建，成功对古典建 筑进行了现代化改造。钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种，在我国得到广泛的应用。其多用 于坑深715m的基坑工程，在我国北方土质较好地区已有 89m的臂桩围护墙

21、。钻 孔灌注桩支护墙体的特点有：施工时无振动、无噪音等环境公害，无挤土现象，对周围 环境影响小。墙身强度高，刚度大,支护稳定性好，变形小槽钢钢板桩这是一种简易的 钢板桩围护墙，由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长 68m ,型号由计算确定。其 特点为:槽钢具有良好的耐久性，基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用。 施工方便，工期短。不能挡水和土中的细小颗粒，在地下水位高的地区需采取隔水或降 水措施。抗弯能力较弱，多用于深度W 4m的较浅基坑或沟槽，顶部宜设置一道支撑或拉 锚。支护刚度小，开挖后变形较大。基坑工程的发展往往是一种新的围护型式的出现带动新的分析方法的产生，并遵 循实践、认识、再

22、实践、再认识的规律，而走向成熟。早期的开挖常采用放坡的形 式，后来随着开挖深度的增加，放坡面空间受到限制，产生了围护开挖。迄今为止， 围护型式已经发展至数十种。从基坑围护机理来讲，基坑围护方法的发展最早有放坡 开挖，然后有悬臂围护、内撑 或拉锚）围护、组合型围护等。放坡开挖需要有较大 的工作面，且开挖土方量较大。一般的支护结构位移控制以水平位移为主，主要是水 平位移较直观，易于监测。水平位移控制与周边环境的要求有关，这就是通常规范中 所谓的基坑安全等级的划分，对于基坑周边有较重要的构筑物需要保护的，则应控制 小变形，此即为通常的一级基坑的位移要求；对于周边空旷，无构筑物需保护的，则 位移量可大

23、一些，理论上只要保证稳定即可，此即为通常所说的三级基坑的位移要 求；介于一级和三级之间的，则为二级基坑的位移要求。对于一级基坑的最大水平位移，一般宜不大于 30m m，对于较深的基坑，应小于 0.3%H,H为基坑开挖深度。对于一般的基坑，其最大水平位移也宜不大于50mm。一般最大水平位移在30mm内地面不致有明显的裂缝，当最大水平位移在40-50mm内会有可见的地面裂缝。因此一般的基坑最大水平位移应控制不大于50mm为宜，否则会产生较明显的地面裂缝和沉降，感观上会产生不安全的感觉。围护结构最早用木桩，现在常用钢筋混凝土桩、地下连续墙、钢板桩以及通过地 基处理方法采用水泥土挡墙、土钉墙等。钢筋混

24、凝土桩设置方法有钻孔灌注桩、人工 挖孔桩、沉管灌注桩和预制桩等。1.3工程简况1.3.1基坑周边环境工程简况：拟建泛海酒店工程位于居民住宅以南，其东临津东商场，西侧为广电 大楼，南侧为幸福路。拟建建筑物地面以上7层，地下2层，总建筑面积2864m，建筑土 0.00相当于绝对标高35.95m整平后地面标高为36.00m其它标高均以此为准， 地下室负二层底板顶标高为27.55m,基坑开挖深度为9.0m,地下室采用框架结构。 1.3.2工程水文地质条件拟建场区地貌单元为阶地，地形较平坦，自上而下有下列土层： 层杂填土：灰色，稍密，主要由碎石、碎砖、建筑垃圾组成，硬质含量30-60%,填龄大于5年。

25、层粉质黏土：灰色，可塑，切面光滑，无摇震反应，干强度和韧性中等。 层粉质黏土：灰黄色，可塑，切面光滑，干强度和韧性中等。 层黏土：黄色，可塑，局部软塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度和韧度高。 层粉土：黄灰色，饱和，稍密中密，含云母碎片，颗粒级配一般。场区有一层地下水，属孔隙潜水类型，地下水位深度在2m处。主要接受降雨、地表水、地下径流的补给。广电大楼U1基坑55 X45亦津东商场ECUI幸福路图1.1基坑平面图1.4设计依据(1中华人民共和国行业标准：建筑基坑支护技术规范VJGJ20-2018 北京：中国建筑工业出版社，2018.(2中华人民共和国行业标准：建筑基坑支护技术规程 VJGJ20-

26、2018 .北京：中 国建筑工业出版社，2018.(3中华人民共和国行业标准：基坑土钉支护技术规程 CECS96:97 北京：中国 建筑工业出版社，1999.(4中华人民共和国行业标准：建筑地基基础设计规范VGB50007-2002)北京：中国建筑工业出版社，2002.(5中华人民共和国行业标准：岩土工程勘察规范 (GB50021-2001.北京：中国 建筑工业出版社，2001.（6中华人民共和国行业标准：混凝土结构设计规范 VGB50010-2002）北 京：中国建筑工业出版社，2002.表1.1拟建场地土体情况一览序号别 名 刻 重度丫(kN.3/m 土粒重度丫 s(kN.3/m 含水率3

27、 (%塑限3 L液限3 P渗透 系数 k（m3/d内摩擦角$ k（ 黏聚力Ck(kPa压缩模量Es（MPa动力触探 击数Nh.51杂填土1.518.528.520.728.917.70.005108.02粉质黏土4.519.02923.029.018.20.0821255.503粉质黏土619.929.522.031.518.10.0722285.834黏土520.530.527.032.018.31.3183015.905粉土72232.53552.528.01.529359.0注：上表c、为直剪固快峰值强度最小平均值。1.5设计中拟解决主要问题1）支护方案的对比与优选。2）支护的稳定性验算

28、问题。3）深基坑的降水止水问题。第2章基坑支护方案的比较与选择2.1基坑特点分析(1基坑尺寸2拟建建筑物地面以上7层，地下2层，总建筑面积2864m。基坑长为55m,基坑 宽为45m。(2基坑工程重要性等级根据建筑基坑支护技术规程JGJ20-2018和表2.1可知，本基坑工程重要性等级为二级，y= 1.0。如表2.1基坑侧壁安全等级和重要性系数表2.1基坑侧壁安全等级和重要性系数安全等级破坏结果Y一级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重1.10二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般1.00三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对

29、基坑周边环境及地下结构施工影响不严重0.902.2深基坑支护方案的选择建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2018中，支护结构选型如表2.2表2.2支护结构选型表结构型式适用条件排桩或地下连续墙1适于基坑侧壁安全等级一、二、三级2悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m3当地下水位咼于基坑底面时，宜米用降水、排桩加载截水帷幕或地下连续墙土钉墙1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地2基坑深度不宜大于 12m3当地下水位高于基坑底面时，应采取降 水。续上表逆作拱墙1基坑侧壁安全等级宜为二、三级2淤泥和淤泥质土场地不宜采用3拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/84基坑深度不宜大于 12m5.地下水位咼于基坑

30、底面时，应采取降水或截水措施放坡1基坑侧壁安全等级宜为三级2施工场地应满足放坡条件3可独立或与上述其他结构结合使用4.当地下水位高于坡脚时，应采取降水措 施土钉墙3基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软 土场地4基坑深度不宜大于 12m3.当地下水位咼于基坑底面时，应采取降 水或截水帷幕逆作拱墙1. 基坑侧壁安全等级宜为二、三级2. 淤泥和淤泥质土场地不宜采用3. 拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/84. 基坑深度不宜大于 12m5地下水位咼于基坑底面时，应采取降水或截水措施基坑支护方案的选择一定要符合基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地 质、施工作业设备和施工季节等条件，要达到安全、经济和实用的标

31、准。在满足以上 的条件下，优化基坑支护设计方案，以便达到设计安全、施工方便、工期适当和经济 合理。水泥土墙，其特点主要是：充分利用了土资源，无需开采原材料，大量节约资 源；适用于多种土质；除机械挤土的夯实水泥土桩外，其施工工艺无震动、无噪声和 污染，减少了对周围环境的影响；节省钢材，施工速度快；但是其只适合基坑深度在 6m以下的基坑工程。土钉墙，其特点主要是：增强了土体破坏的延性，延缓了土体失稳的发展过程； 如果对施工进行信息化管理，边施工边监测，可减少施工风险，保证施工安全；施工 机具轻便，技术工艺简单易行；占地场地小，对环境干扰小；与其他基坑支护型式相 比较，施工工期较短，可以节约工期；经

32、济效益好，成本相对较低；但是其不太适合 在软土中单独使用。逆作拱墙，其特点主要是：可缩短工程施工的总工期；基坑变形小，相邻建筑物 的沉降少；可节省地下室外墙及外墙下工程桩费用；使底板设计趋向合理；可节省支 护结构的支撑；可节省土方挖填方费用；简化基坑的施工工序，有明显的经济效益。钢筋混凝土桩主要特点：钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特 点，曾在基坑中广泛应用，但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法，振动与 噪音大，同时沉桩过程中挤土也较为严重，在城市工程中受到一定限制。此外，其制 作一般在工厂预制，再运至工地，成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对 板桩受力较为合理并且可

33、根据需要设计，目前已可制作厚度较大如厚度达500mm上） 的板桩，并有液压静力沉桩设备，故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形 式。基坑支护作为一个结构体系，应满足稳定和变形的要求，即通常规范所说的两种 极限承载状态的要求，即承载力极限状态和正常使用极限状态。所为承载能力极限状 态，对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，出现较大范 围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的而正常使用极限状 态则是指支护结构的变形或是由于开挖引起周边土体产生的变形过大，影响正常使 用，但未造成结构的失稳。钢板桩的类型和主要特点：1）槽钢钢板桩是一种简易的钢板桩围护墙，由槽钢

34、正反扣搭接或并排组成。槽钢长68m型号由计算确定。打入地下后顶部接近地面处设一道拉锚或支撑。由于其截面抗弯能力 弱，一般用于深度不超过4m的基坑。由于搭接处不严密，一般不能完全止水。如地 下水位高，需要时可用轻型井点降低地下水位。一般只用于一些小型工程。其优点是 材料来源广，施工简便，可以重复使用。2）热轧锁口钢板桩图2.3热轧锁口钢板桩的形式有 U型、L型、一字型、H型和组合型。建筑工程中常用 前两种，基坑深度较大时才用后两种，但我国较少用。我国生产的鞍IV型钢板桩为“拉森式” U型），其截面宽400mm、高310mm，重77kg/m，每延M桩墙的截面模量为2042cm3。除国产者外，我国也

35、使用一些从日本、卢森堡等国进口的钢板桩。 钢板桩由于一次性投资大，施工中多以租赁方式租用，用后拔出归还。 钢板桩的优点是材料质量可靠，在软土地区打设方便，施工速度快而且简便；有 一定的挡水能力 小趾口者挡水能力更好）；可多次重复使用；一般费用较低。其缺 点是一般的钢板桩刚度不够大，用于较深的基坑时支撑或拉锚）工作量大，否则变形较大；在透水性较好的土层中不能完全挡水；拔除时易带土，如处理不当会引起土 层移动，可能危害周围的环境。常用的 U型钢板桩，多用于周围环境要求不甚高的深 58m的基坑，视支撑 拉锚）加设情况而定。(&)图2.4图2.3钢板桩支护结构a）内撑方式；b）锚拉方式1-钢板桩；2-

36、围檩；3-角撑；4-立柱与支撑；5-支撑；6-锚拉杆型钢横挡板图2.4型钢横挡板围护墙亦称桩板式支护结构。这种围护墙由工字钢或H型钢）桩和横挡板 亦称衬板）组成，再加上围檩、支撑等则一种支护体系。施工时先按一定间 距打设工字钢或H型钢桩，然后在开挖土方时边挖边加设横挡板。施工结束拔出工字 钢或H型钢桩，并在安全允许条件下尽可能回收横挡板。型钢横挡板支护结构1-工字钢H型钢）；2-八字撑；3-腰梁；4-横挡板；5-垂直联系杆件；6-立柱；7-横撑；8-立柱上的支撑件；9-水平联系杆横挡板直接承受土压力和水压力，由横挡板传给工字钢桩，再通过围檩传至支撑或拉锚。横挡板长度取决于工字钢桩的间距和厚度由

37、计算确定，多用厚度60mm的木板或预制钢筋混凝土薄板。型钢横挡板围护墙多用于土质较好、地下水位较低的地区，我国北京地下铁道工 程和某些高层建筑的基坑工程曾使用过。钻孔灌筑桩图2.5根据目前的施工工艺，钻孔灌筑桩为间隔排列，缝隙不小于 100mm，因此它不 具备挡水功能，需另做挡水帷幕，目前我国应用较多的是厚 1.2m的水泥土搅拌桩。 用于地下水位较低地区则不需做挡水帷幕。钻孔灌筑桩施工无噪声、无振动、无挤土，刚度大，抗弯能力强，变形较小，几 乎在全国都有应用。多用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级，坑深715m的基坑工程，在土质较好地区已有89m悬臂桩，在软土地区多加设内支搅 或拉锚），悬 臂式

38、结构不宜大于5m。桩径和配筋计算确定，常用直径 600、700、800、900、 1000mm。65图2.5钻孔灌筑桩排围护墙1-围檩；2-支撑；3-立柱；4-工程桩；5-钻孔灌筑桩围护墙；6-水泥土搅拌桩挡水帷幕；7-坑底水泥土搅拌桩加固有的工程为不用支撑简化施工，采用相隔一定距离的双排钻孔灌筑桩与桩顶横梁 组成空间结构围护墙，使悬臂桩围护墙可用于 -14.5m的基坑图2.6。如基坑周围狭窄，不允许在钻孔灌筑桩后再施工1.2m厚的水泥土桩挡水帷幕时，可考虑在水泥土桩中套打钻孔灌筑桩。地下连续墙主要优缺点：地下连续墙是于基坑开挖之前，用特殊挖槽设备、在泥 浆护壁之下开挖深槽，然后下钢筋笼浇筑混

39、凝土形成的地下土中的混凝土墙。我国于20世纪70年代后期开始出现壁板式地下连续墙，此后用于深基坑支护结构。 目前常用的厚度为600、800、1000mm，多用于-12m以下的深基坑。地下连续墙用作围护墙的优点是：施工时对周围环境影响小，能紧邻建构）筑物等进行施工；刚度大、整体性好，变形小，能用于深基坑；处理好接头能较好地抗 渗止水；如用逆作法施工，可实现两墙合一，能降低成本。由于具备上述优点，我国一些重大、著名的高层建筑的深基坑，多采用地下，根 据本次基坑工程的勘察资料和以往的工程经验，拟建基坑马路那侧采用土钉墙支护结 构。靠近住宅一侧采用混凝土桩锚杆支护结构设计，靠近津东商场一侧采用钢板桩锚

40、杆支护结构设计形式。2.3本章小结通过本章了解基坑支护设计的基本要求，掌握了国内常用的集中基坑支护方式的特 点及适用条件，结合这次选题的工程地质条件、水文地质条件及周边环境确立了三种 支护方案：即在南侧采用土钉墙支护结构、北侧采用混凝土锚杆支护结构、西侧东侧 采用钢板桩锚杆支护结构设计。第3章土钉墙支护结构设计在南侧幸福路那侧采用了土钉墙锚杆支护结构设计q=10kpa1仃卩卄fl0090001 081 081 081 081HB00l=l2m-HB0O|=l2m啊 l=2m_图3.1 土钉墙布置3.1 土钉墙设计参数1)开挖坡度为1:0.2;2)开挖深度为9m3) 土钉成孔直径为120mm 土

41、钉长拟定为12m4)布置4道土钉；5)土钉倾角均为10o6)土钉水平间距为1.8m竖向间距1.8m7)基坑周边设计荷载取均布荷载 ；q=10kPa3.2 土钉墙整体稳定性验算土钉墙验算施工期不同开挖深度及基地面可能滑动可以按圆弧滑动简单条分法整 体稳定性验算迟一吋 +qbj 吒Gj)cos 色 tanj+送 备 lcos(8k+%)+妙v】/Sx,k、p3.1)、 (qjbj LGj)sin 耳式中：Ks 圆弧滑动稳定安全系数，安全等级为二级，三级的土钉墙，Ks分别不应小于1.3、1.25；Ks,j 第i个圆弧滑动体的抗滑力矩与滑动力力矩的比值；抗滑力矩与滑动力矩之比的最小值宜通过搜索不同圆心

42、及半径的所有潜在滑动圆弧确定；o, j 分别为第j 土条滑弧面处土的黏聚力kpa)、内摩擦o)r。一一基坑侧壁重要系数；lj 第j 土条的滑弧长度；上G第j 土条的自重，按天然重度计算；耳第j 土条滑弧面终点处的法线与垂直面的夹角 0)；k 土钉与水平面的夹角；4 滑弧面在第k层土钉或锚杆出的法线与垂直面得夹角 第一次取圆弧滑裂面验算土钉墙整体稳定性计算如图3.2所示:m-xlas图3.2验算土钉墙整体稳定性计算q =28 q =25： C3 = (6814.61-6000)X28+(6000-4745.1):25 靳 使4 = 1254.9814.61 .(4745.1 1500_汽25 +

43、1500 汉8)“=19.623245.1 1500智=(6814.61 6000)x28+(6000 4745.1)75_ 21 39 =1254.9 814.61(4745.1 -1500) 21 1500 103245.1 +1500= 17.52bj : b = b2 =b3 = b4 = 2.004m3 :=13卜-30 3Lj : L1 =3.7m L2 =2.364m L3 =2.878m L4 =5.480m荷载:q1 =q2 =q3 =q4 =10kpa1500 18.5 4500 19.0 3000 19.919.21619000y 1500 8.5 +4500 9.0 +

44、(8002.37 6000) 9.9“ =L= 19.13128002.371500 18.54500 19.0 (6814.61 -6000) 19.9“18.9973 6814.611500 18.5 4500 19.0(4745.1 -1500) 19.0 dO O/ld、执=18.8414 4745.1心仆二衬 S1 =19.216 23.37 =449.142G2V2 S2 =19.131 15.142=289.698G3 = 3 S3 = 18.997 117.274 = 222.785G14 二 4 S4 =18.841 48.499 = 91.377Rkj - : dj qsk

45、jliRKj1=3.140.12504.373=82.387RKj2=3.140.12505.094= 95.970RKj3=3.140.12506.265=118.032RKj4=3.140.12508.135=153.263=10：* : F =64 V2 =533=41 =27Sxk =1.5mv 二 0.5sin( x tk)tan 1 =0.5s in( 64 10)ta n21 =0.184-2 =0.5sin(53； 10：l) tan21 =0.152-3=0.5si n( 415； 10)ta n22 =0.156；4 =0.5s in (27； 10:)ta n22； =0

46、.121、alj - (qjbj =Gj)cosEtan j =673.3228 3.7 (10 2.044 449.14) cos13 tan2228 2.364 (10 2.044289.69) cos30 tan22；26.1 2.878 (10 2.044 222.78) cos45 tan21.3:：19.62 5.48 (10 2.044 91.377) cos67 tan17.522 ： = 726.319送 RKkcos(Ok+o(k)+W v/S =82.387 qcos(64, +10：) +0.194/8203.5 xcos(53 +10)+0.152+243.0 xco

47、s(41* +10：) +0.156308.0cos(2/ +10：) +0.121/8= 281.3787 (qjbj ：&；Gj)sin J= (10 2.044 449.142)sin13 ； (10 2.044 289.698)sin 30：(10 2.044 222.785)sin 45； (10 2.044 91.377)sin 67 = 535.086ks,726.319 281.378 刊.883 1.3因此满足要求。535.0863.2.2第二次取圆弧圆心为：o2=5.35m, 土条宽1.789m从左至右标号1.2.3.4cj: q = 28 g = 28 q = 25c4(

48、3951.72 -1500)2515008 十.542451.72 1500= 22： 2 =223 =21；f“21 2451.72 10 1500j：3951.7216.82bj :b1 = b2 = b3 = b4 = 1.789Qj - )1 =21= =363 =4854 =65、Lj 九1 M.003mL2 =2.32mL3 二葫沆彳 M.369mq1 =q2 =q3 =q4 =10kpa第二次取圆弧滑裂面验算土钉墙整体稳定性计算如图3.3所示图3.3验算土钉墙整体稳定性计算G1500 18.5 4500 19.0 3000 19.9“ 一厂19.2161 90001500 18.

49、5 4500 19.0 (7364.53 -6000) 19.9 19.062 7364.53= 18.8751500 18.5 (6013.76-1500) 19.06013.76= 18.811500 18.5 (3951.72-1500) 19.03951.72G21 二 1 S1 =19.216 219.929 =422.616GS 19.06 125.133 =238.85022 22G h；沁 Sc =18.875 92.477 =174.55023 33G24=4SS4= 18.81 36.845 =69.306RkjY j qskjR 3.14 0.12 50 5.272 =9

50、9.324 kj1R=3.14 0.12 50 6.0 =113.04kj2R-3.14 0.12 50 7.1 =135.516kj 3R 3.14 0.12 50 9.0 =169.597 kj4:k =10IJ-k : t = 60 = 51= 41293 4Sx,k =1.8mv 二 0.5sin()k 叱：k)tan1 0.5si n( 60 10)ta n21 -0.1803 =0.5si n( 51 10)ta n21 =0.1678 =0.5si n(41 10)ta n22； =0.1564 = 0.5sin(29 10)tan22】 =0.127、clj (qb =G)co

51、s Rtan j=28 4.003 (10 1.884 422.616)cos21； tan2228 2.302 (10 1.884 238.50)cos36； tan2225 2.780 (10 1.884 174.557)cos48 tan2118.54 4.369 (10 1.884 69.306)cos65 tan 16.82二 650.925E RKkC0S(8k+ak) + 屮 v /= 99.324 cos(60；10；) 0.14226.Vcos(51 +10：)+0.1678/.8260.6 cos(41：10：)0.156285.4 cos(29；10)0.127= 214

52、.11 二(qjbg)sin R= (10 1.864 422.616)sin 21(10 1.864238.504)sin 36(10 1.864 174.55)sin 48；(10 1.86469.306)sin 65 =532.551ks, j650.925 214.11532.551=1.6241.3满足要求3.2.3第三次取圆弧圆心为：。3 =8.05 土条宽1.789m.从左至右标号1.2.3.4第三次取圆弧滑裂面验算土钉墙整体稳定性计算如图3.4所示:图3.4 土钉墙整体稳定性计算图3.4c _ (7090.67 6000)28+(6000 5602.27)25 _27炎 cj

53、: q = 28 2 _-.3549.67。4 =(3549.67 -1500)25150087.816C3 二 253549.67j :心21；二(7090.62 -6000)22 +(6000 5602.27)21 二厂讼2 一1488.35-.3 =21：2049.67 211500 10 =16.3513549.67bj : 3 = b2 = b3 = b4 = b5 = 1.789md :-勺=28 m =40 M =50 二4 =63：Lj L = 3.780m L2 = 2.769m L3 = 2.327m L4 = 3.956mq 二 q?二 q3 二 q。=10kpa1 =1

54、9.216= 19.031500 18.5 4500 19.0 (7090.62 -6000) 19.97090.621500 18.5 (5602.27 -1500) 19.0=18.865602.27= 16.871500 18.5 (3549.67 -1500) 19.0=0.5sin 42： 10； tan21 =0.151-4 =0.5sin 32； 10 tan22： =0.135 clj (qbG)cosvjtan j二28 3.78010 1.789 381.22 cos28 tan22川(28 2.76910 1.789 214.765 cos40tan21.7，：l川(25 2.327 10