丝绸大厦深基坑设计计算书—课程设计

1、丝丝绸绸大大厦厦深深基基坑坑设设计计计计算算书书课课程程设设计计Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。第一章 设计方案综合说明0丝绸大厦深基坑支护设计摘摘 要要本设计是丝绸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

2、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。第一章 设计方案综合说明0Silk Buildings Pit Support DesignAbstractThe design is the hole excavated for building foundation supports and protections design of the silk bui

3、lding. The foundation soil is primarily made of foundation-filling soil,mud clay, silty silt, silty clay.This terrain is covered with slopes,and some parts are reservoirs. It is pushed to be smooth Artificially, and the venue is a formation. Primitive landform of it is a corrosive stack hillock plac

4、e.The main body of the hole excavated for building foundation supports and protections use different supports and protections systems to support and protect from two sides. One kind is the supports and protections system by useing the drill hole filling pile added with the anchor rod.The excavation

5、depth of the structure is 9m, and the total length of the pile is 13m . Another way is the use of earth nail wall supports and protections,and the excavation depth of the structure is 10m. The hole excavated for building foundation uses the in-depth agitation pile to stop water and the drain to drai

6、n water . The soil layer anchor rod will be used in the project practice more widely as one emerging science, and it will be of higher scientific nature, use nature, and it will be constructed conveniently and it will not occupy the location. Primary coverage of the design contains the choice of the

7、 supports and protections plan, the design and the computation of the drill hole filling pile, the computation of the earth nail and the anchor rod, the water stopping of the hole excavated for building foundation,the construction organization plan and budgets generally.Keywords: Deep hole excavated

8、 for building foundation supports and protections; Earth nail wall; Drills a hole the filling pile; In-depth agitation pile; Anchor rod support; Construction organization plan; Generally budget.第一章 设计方案综合说明目目 录录第1章 设计方案综合说明.11.1 设计任务.11.1.1 本设计为基坑工程.11.1.2 基坑工程设计图纸要求.11.1.3 针对性设计专题在论文的相应章节详细论述。.11.2

9、 原始资料.11.2.1 工程概况.11.2.2 基坑周边环境条件.21.2.3 岩土层分布特征.2图1.2 岩土层分布图.31.2.4 基坑侧壁安全等级及重要性系数.31.3 设计依据.4（1）地质勘察报告及相关资料;.4第2章 支护体系方案的选择.52.1 支护体系的组成.52.2 基坑支护结构的选择.72.3 支护方案的比较和确定.9土钉支护不仅适用于杂填土、粘土、砂土、粉土等，而且在流沙地段，淤泥质土中已有先例。.9（2）节省工期.9土钉支护是边开挖边支护，土方开挖完，支护也告结束。.10（3）土钉支护的面层可直接作为结构外模板墙使用.10现在土钉支护的表面，亦可做成垂直九十度，利用其

10、直接作为结构外模板使用，将防水层直接做在上面，既节约了工序，用节约了时间，还提高了经济效益。.10（4）造价低廉.102.4 总结.102.4.1 各土层的计算参数.102.4.2 计算区段的划分.102.4.3 计算方法.112.4.4 方案确定.11第3章 BC断面的围护结构设计与计算.123.1 土压力系数计算 .123.2 支护结构设计计算.123.2.1 侧向土压力计算.123.3 锚杆设计的内容和步骤.173.3.1 锚杆承载力的计算.183.4 桩的配筋.21第一章 设计方案综合说明3.4.1 桩体的配筋计算方法.213.4.2 构造配筋.223.5 冠梁设计.233.6 腰梁设

11、计.23第4章 基坑的稳定性验算.254.1 概述.254.2 验算内容 .254.3 验算方法及计算过程 .254.3.1 基坑的整体抗滑稳定性验算.25根据简明深基坑工程设计施工手册6 采用圆弧滑动面验算板式支护结构和地基的整体稳定抗滑动稳定性时，应注意支护结构一般有内支撑或外拉锚杆结构、墙面垂直的特点。不同于边坡稳定验算的圆弧滑动，滑动面的圆心一般在挡墙上方，基坑内侧附近。通过试算确定最危险的滑动面和最小安全系数。考虑内支撑或者锚拉力的作用时，通常不会发生整体稳定破坏，因此，对支护结构，当设置外拉锚杆时可不做基坑的整体抗滑移稳定性验算。.254.3.2 基坑抗倾覆稳定性验算.254.3.

12、3基坑抗隆起稳定性验算.274.3.4抗渗流（或管涌）稳定性验算.29第5章 (AB.AD.DC)(AB.AD.DC)断面的围护结构设计与计算.325.1 土钉概述.325.2 土钉墙设计内容 包括：.325.2.1 方案确定.325.2.2 土钉计算.335.2.3 结构计算.37第6章 基坑止水设计.396.1 方案选择.396.2 基坑止水方案设计.396.2.1 止水桩长确定.396.3 排水设计.396.3.1 排水方案设计.39第7章 监测方案.407.1 基坑监测.407.1.1 位移观测.407.1.2沉降监测.407.2 观测精度及技术要求 .40第第8章章 施工组织设计施工

13、组织设计.43第一章 设计方案综合说明8.1 主要施工顺序 .438.2 主要配备 .43续表8.2.448.3 施工工期与进度计划.458.3.1 组织管理机构.458.3.2 施工准备.468.4 施工方法、施工工艺及技术措施.478.4.1 主要分项工程施工方法：.478.4.2 施工工艺.488.4.3 主要技术措施.498.5 质量保证措施.518.5.1 工程质量目标.518.5.2 土方工程质量要求.518.5.3 土钉墙施工注意事项及质量要求.528.6 环保管理及措施.548.6.1 环境目标.548.6.2 环境指标.548.6.4 环境控制措施.558.7 安全防火管理.

14、568.8 工程监测与信息施工 .578.9 技术资料管理 .588.9.1 工程归档资料.588.9.2 资料收集整理要求.598.9.3 资料保证措施.59第9章 概预算.609.1 工程量的计算.60钻孔灌注桩钢筋工程量计算.609.2 工程预算书.61续表9.4.659.3 工程总造价.65结束语结束语.66参考文献.67第一章 设计方案综合说明第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

15、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）261.1.3 针对性设计专题在论文的相应章节详细论述。1.2 原始资料第一章 设计方案综合说明1.2.1 工程概况 湖南弘丰房地产开发有限公司

16、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：第一章 设计方案综合说明（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 （Qm

17、1）：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 2成自重固结，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 3地下水，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 4育，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

18、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 5般。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 6粉砂、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 7英粉砂为次，岩石风化强烈，裂隙发育，裂面见铁锰氧化膜

19、，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。第一章 设计方案综合说明（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 2杂填土 中，受大气降水及地

20、表水的补给，季节性变化明显；潜水主要赋存于圆砾 中，受 3 5同层地下水补给。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 设计依据第一章 设计方案综合说明（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

21、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。第一章 设计方案综合说明第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

22、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 点第一章 设计方案综合说明地下连续墙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

23、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

24、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

25、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。 续表2.1类型形式特 点第一章 设计方案综合说明钻孔灌注桩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

26、.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

27、支撑；方案4：可应用SMW工法；第一章 设计方案综合说明方案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，

28、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。第一章 设计方案综合说明方案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

29、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，这种组合式结构如因地制宜，可取得较好的技术经济效果。其它侧可以采用土钉墙支护。2.3 支护方案的比较和确定本工程地下水位较高，基坑开挖深度为9米，且BC侧由于距离建筑物较近（4.6m），严格按照建筑基坑支护设计规程（JGJ12099）、建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）；、深基坑支护设计与施工中的有关要求进行。经过详细的分析后，我们认为：第一章 设计方案综合说明 图2.1 基坑平面图本设计基坑支护方案，在满足基坑土方开挖、地下室结构施工及周围环境保护对基坑

30、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。 基坑分为（AB、CD、AD）和BC两个计算区段，如图2所示，由于BC区段距离建筑物较近，为减少施工对其东侧建筑物造成较大影响，减小施工噪声，降低造价费用则采用钻孔灌注桩与锚杆支撑。由于基坑距周围建筑物太近，如采用降水井降水，会对已有周围建筑物造成较大影响则不使用降水井降水，则本工程中使用排水沟排水，采用深层搅拌桩作为止水帷幕。（AB、CD、AD）区段可以采用土钉墙支护，采用土钉墙支护的优点有：（1）适用多种地层第一章 设计方案综合说明土钉支护不仅适用于杂填土、粘土、砂土、粉土等，而且在流沙地段，淤泥质土中已有先例。（2）节

31、省工期土钉支护是边开挖边支护，土方开挖完，支护也告结束。（3）土钉支护的面层可直接作为结构外模板墙使用现在土钉支护的表面，亦可做成垂直九十度，利用其直接作为结构外模板使用，将防水层直接做在上面，既节约了工序，用节约了时间，还提高了经济效益。（4）造价低廉2.4 总结2.4.1 各土层的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2.3：表2.3 土层设计计算参数基坑各向平均厚度(m)层号土类名称ABCDDABC重度(kN/m3)粘聚力(kPa)内摩擦角(度)1粉质粘土 46.36.720.21222.62圆砾 55.14.720.0/35*3粘土 61.31.520.22013

32、.64强风化粉砂质泥岩 72.62.822.518*23*5中风化粉砂质泥岩 85.05.025.423.5*27*注：带*的值为估计值。2.4.2 计算区段的划分根据具体环境条件、地下结构及土层分布厚度，将该基坑划分为三个计算区段，其附加荷载及计算开挖深度如表2.4：第一章 设计方案综合说明表2.4 计算区段的划分段位号AB CD DABC地面荷载（kPa）1010开挖深度（m）992.4.3 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，因为地下水位充裕，就用天然重度代替。求支撑轴力是用等值梁法，对净土压力

33、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。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。2.4.4 方案确定 通过支护形式的对比，从安全经济施工的基础上，本基坑BC侧采用钻孔灌注桩和锚杆做为支护。而（AB,AD,CD）侧则采用土钉支护形式。BC侧的围护结构采用灌注桩，其直径为；两桩之间的距离取1.8m。mm1000第一章 设计方案综合说明第第3 3章章 BCBC断面的围护结构设计与计算断面的围护结构设计与计算3.1 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：

34、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。3.2 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67.9，采用钻孔灌注桩加两道锚杆进行施工，基坑实际挖深9m，取桩径为1m，两桩之间的距离取1.5m。结构外侧地面附加荷载q取10kPa。表3.1 土层分布表厚度(m)层号土类名称BC1粉质粘土 46.72圆砾 54.73粘土 61.54强风化粉砂质泥岩 72.85中风化粉砂质泥岩 85.0各土层的系数分布如下表3.2：表3.2 各土层系数表序号图 层名 称层厚（m）粘聚力C（）akP内摩擦角（）重度（）3

35、/mkNKaKp1粉质粘土6.71222.620.20.4452.2482圆砾4.703520.00.2713.6903粘土1.52013.620.20.6191.615第一章 设计方案综合说明3.2.1 侧向土压力计算锚拉支护体系的内力计算方法较多，手算时常采用的方法为等值梁和连续梁法，这里我们用等值梁法进行详细计算：（1）计算步骤：据净土压力零点处墙前被动土压力强度和墙后主动土压力强度相等的关系，根先求出零点的位置u（该点至基坑底的距离）。公式t=u+1.2x求出桩墙的入土深度。前提是用等直梁法，求出支撑力Ra和作为内力的剪力Qo。取零点下的土压力部分对最低点求弯距，运用方程求出x，得出u

36、。设最大弯距距离土压力零点为xm，根据等值梁法看桩为简直梁，求弯距矢量和，得出最大弯距。（2）土压力计算：第一阶段挖土深至0.25m，此阶段结构稳定，不用计算 。 第二阶段挖土深至6.7m，并在-3m 标高处设立锚杆（a）计算方法：按朗肯理论计算主动与被动土压力强度，其公式如下：0 2aaPqKc K()2aaaiiPqrh Kc K其中： 朗肯主动土压力强度 （）aPakP 地面均匀荷载 （）qakP 第 层土的重度 （）ii3/mkN 第 层土的厚度 （）ihim 朗肯主动土压力系数；aK第一章 设计方案综合说明 245tan2aK 245tan2pK其中： 、 计算点土的抗剪强度指标，、

37、 cakP 110 210 0.4452 120.44511.56aaPqKc Kkpa = ()2aaaPqrh Kc K20.2 6.7 100.4452 12 0.44548.67kpa 12222aaaPhq KCK下=（20.26.7+10）0.271200.521=39.39aKP（b）求开挖面下土压力为0点2am239.390.576203.6900.271Paar KpKa（c）求O点开挖面以上土压力2Ea211.56 248.67 4.739.39 0.576114.15222Eakpa（d）求2yo以上作用在桩上土压力对o点的力矩：2 24.72 0.576 11.564.

38、70.576114.370.57611.34333175./oMKN m m 221751.5114.15oMymEa第一章 设计方案综合说明 图3.1 开挖第二阶段土压力分布简图（e）计算支撑反力1R支撑到d点距离16.70.57634.276am支撑反力01117540.93/4.276MRKN ma假设支座d处的反力21114.1540.9373.22/dEEaRKN m（f）桩在d下嵌故深度t66 73.222.5320.0 3.690.271dEtmr KpKa需要桩长度16.70.576 1.2 2.5310.31Lm（g）桩强度验算桩上剪力为0的位置距地面以下y处第一章 设计方案

39、综合说明 2222max22102110 0.44520.240.93021.8113223111.810 0.445 1.820.2 1.80.44540.93 1.8322365.07/aaaaqk yry kRayyymyMqk yry kRa yKN m mM第三阶段挖土深9m，并在-6m 标高处设立锚杆在这一阶段，土压力系数采用加权平均计算，开挖面范围内土体力学指标加权平均值为： 002022.6 6.735 2.325.8912 6.70 2.399tan450.392CKpaKpaKa （a）土压力计算0m处：2010 0.392 9 0.397.34/EaKN m 9m处以上:

40、 291020.2 6.720.0 2.30.392 9 0.3963.38/EaKN m 上9m处以下: 土压力为0的距开挖面291020.2 6.720.0 2.30.271 2 00.27151.9/EaKN m 下的d点深度：51.9d0.8220.03.690.271md以上对桩的土压力的合力：d以上作用在1117.34 0.8563.38 8.1551.9 0.82276.43222EaKpa 第一章 设计方案综合说明桩上土压力对d点的力矩：2 0.858.152 0.823.148.150.82258.270.8221.28895./333dMKN m m 图3.2 开挖第二阶段

41、土压力分布简图（b）计算支撑反力：第一层支撑到d点距离：19.8236.82am第二层支撑到d点距离：29.8263.82am第一层支撑反力取第一层挖土时的值：40.93/RaKN m第二层支撑反力值1289540.93 6.82161.22/3.82dabMR aRKN ma假设支座d处的反力：276.4340.93 161.2274.28/daabEERRKN m（f）桩在d下嵌故深度t66 74.282.6520.0 3.690.271dEtmr KpKa需要桩长度190.82 1.2 2.6513Lm（g）桩强度验算第一章 设计方案综合说明桩上剪力为0的位置距地面以下y处2210211

42、0 0.3920.20.3840.93 161.22024.3aabqk yry kRaRyyym 22max221133223114.310 0.39 4.320.2 4.30.3940.93 4.33161.22 4.36223361.31/aabyMqk yry kRa yRyKN m mM3.3 锚杆设计的内容和步骤土层锚杆是一种辅助结构，以外拉方式来锚固支护结构的围护墙，土层锚杆支护的计算内容包括：锚杆承载力，拉杆截面面积，锚杆自由端长度，锚杆的水平力和土层锚杆的整体稳定性验算。步骤：（1）确定基坑支护方案，根据基坑开挖深度和土的参数，确定锚杆的层数，间距和倾角等。（2）计算挡墙单位

43、长度所受各层锚杆的水平力（3）根据锚杆的倾角，间距，计算锚杆的轴力（4）计算锚杆的锚固端长度；（5）计算锚杆的自由端长度；（6）土层锚杆总长度的计算；（7）计算锚杆的端面尺寸；（8）计算桩，墙与锚杆的整体稳定；第一章 设计方案综合说明（9）计算锚杆腰梁断面尺寸。3.3.1 锚杆承载力的计算（1）本工程采用两层锚杆，水平间距一般取（1.54.5）m，此处为1.8m；倾角15 （2）由前面的计算可以知道，锚杆的水平力是1240.93,161.22aaRKN RKN（3）由三角形关系可以求出锚杆的轴力40.9342.2cos0.97161.22166cos0.97baabRNKNRNKN（4）锚杆自

44、由段长度的计算：如下图3.3所示：图3.3 锚杆自由段长度计算简图第一章 设计方案综合说明O为土压力零点，OE为假想滑裂面，锚杆AD与水平线AC夹角，AB为非锚固段，可由几何关系得： tansinsin 1352AOAB其中 452452 在此处，025.8所以 tansin6.82 0.63 0.853.80.96sin 1352AOABm因为小于5m，而规范规定锚杆自由端长度不得小于5m，为了结构的稳定，这里我们取两道锚杆的自由段都为6m（5）锚杆的锚固段长度的计算：圆柱形水泥压浆锚杆的锚固段长度按下式计算：aL mtamKNLd其中 ： 锚固段直径，可取钻头直径的1.2倍；md mK锚固

45、安全系数，取=1.5，当使用年限超过两年或周围环境要求较高时取mK=2.0；mK 土层锚杆设计轴向拉力，即按挡墙计算得到的锚拉力；tN 锚固体与土层之间的剪切强度，可按各地积累的经验取用，也可以按照公式 tanC其中 C 土体的粘聚力；第一章 设计方案综合说明 锚固段中点的上覆压力； 锚固段与土体之间的摩擦角，通常取=。当采用二次压注浆时，取，其中1132为土体的固结块剪的内摩擦角峰值。在本工程中，取=1.5 ， =42.2KN ；mKtN1 =161.22KNtN ，因为在工程中采用的是直径120mm的钻孔机械，120 1.2224mdmm 0a0a6.0m 6 h = 11-sin1535

46、.0210 h = 15-sin1568.621ctana=24kpa3 mmkp0a暂设第一层锚杆锚固段长，第二层锚杆锚固段长10m则两层锚杆锚固段中点埋深各为： 剪切强度 = += 9+20. 2 5. 0t an25. 81 ctana=35kpa 3kp0a= += 9+20. 2 8. 6t an25. 8所以得： 11.5 42.23.7 3.14 0.224 241.5 16610.13.14 0.224 35bmtammtmKNLmdKNLmd（6）土层锚杆总长度的计算：土层锚杆总长度可按下式计算： mafLLL 公式中 锚杆的总长度；mL第一章 设计方案综合说明 锚固段长度，

47、由计算确定；aL 自由变形段长度，应取超过滑裂面0.5 fL1.0m的长度，即按上式确定的长度再加0.5 1.0m 。所以，第一层锚杆的总长度为 =11m。第二层锚杆的总长度为=17mmLmL（7）土层锚杆截面积的计算：土层锚杆截面积可以按照下式计算： mjtptkK NAf其中 A 锚杆的截面积； 土层锚杆设计轴向拉力；tN 安全系数，取1.3；mjK 锚杆材料的设计标准强度值。ptkf则根据实际情况，=42.2KN ； tN1 =166KNtN。钢筋在此用HRB335的钢筋，则=300ptkf2/N mm所以带入数据得： 321.3 42.2 10182.9300mjtaptkK NAmm

48、f选用 1 162g=201.1mmA1321.3 166 10719.3300mjtbptkK NAmmf选用 2 252g=982mmA第一章 设计方案综合说明3.4 桩的配筋3.4.1 桩体的配筋计算方法将圆形桩体化为长方形的墙体，然后采用双面对称配筋方法配筋。灌注桩直径为1000mm，保护层为60mm，混凝土为C30，受力钢筋，分布钢筋均采用级钢筋。综合安全系数K=1.4，将直径为1000mm的圆形桩体化为宽1000mm。墙厚h的墙体4411264hD解得h=875. 9m m 取墙厚h=880m mC30混凝土的，级钢筋的设计强度。MPafMPaftc43. 1,3 .14MPafy

49、300墙最大弯矩墙厚880mm，保护层为35mm，混凝土为C30，受力钢筋，分布钢筋均采用级钢筋。C30混凝土的，级钢筋的设计强度。MPafMPaftc43. 1,3 .14MPafy300墙最大弯矩。采用双面对称配筋361.31/Mm m/SSAA 08803584.5hcm mb1 0ff. 1yy0,f. 2y00XAAf bxsscxMMAhf bx hsc由，得1得s12 桩的最大弯矩（）MmmN 纵向钢筋横截面积 （）sA2mm 桩的半径 （）rmm第一章 设计方案综合说明 （）， sa保护层厚度保护层厚度mm 混凝土强度设计值 （） cfaMP 钢筋强度设计值（）yfaMP 62

50、0y10361.31 1021425f845 300sssssAAxMAAmmha由式知由式可得总面积222850gsAAmm实配钢筋 21220 3768/sAmmm最小配筋率=0.42837.68 0.00428100 88sAbh根据简明深基坑工程设计施工手册 13钻孔灌注桩的最小配筋率为，故按1220配筋可以满足要求。42. 0钢筋按一排均匀布置。3.4.2 构造配筋根据简明深基坑工程设计施工手册13 有：钢箍宜采用螺旋筋，间距一般为，每隔应布置一86mm300200mm20001500跟直径不小于的焊接加强箍筋，以增加钢筋笼的整体刚度，有利于钢筋笼吊放和浇mm12灌水下混凝土时整体性

51、.钢筋笼的配筋量由计算确定，钢筋笼一般离孔底200500mm。因此在本基坑设计中:采用的螺旋筋为箍筋，另外每隔布置一根2008mm2000的焊接加强箍筋（即定位筋）14第一章 设计方案综合说明3.5 冠梁设计由于本工程采用钻孔灌注桩作为支护结构,为了提高支护体系的稳定性形成闭合的结构,根据要求在钻孔灌注桩顶部设置冠梁,增加整体的稳定性.根据 深基坑工程优化设计11 一般冠梁高度为,宽度为（ d5 . 15 . 0d2 . 11d为钻孔灌注桩的直径）.冠梁刚度越大,则冠梁的作用相当于支点的作用,对桩的受力和变形将起显著的作用,因此设计时可以适当的将其断面加大,配以适量的钢筋,增加刚度。本工程设计

52、冠梁高度为,宽为。混凝土标号为.按以下公式计算冠mm1000mm120030C梁的筋: sqAA8 . 05 . 0式中冠梁的配筋面积qA 桩按最大弯矩配筋时的钢筋面积sA本基坑取系数为 所以8 . 020.80.8 14991199qsAAmm取 则最小配筋率 20621884mmAq518840.23%8.2 10qAAmin故配筋满足要求。箍筋采用。为安全起见冠梁的配筋，在满足稳定且较经济2008的情况下可适当调整。钢筋的具体布置见冠梁配筋图。3.6 腰梁设计锚喷支护腰粱计算按多跨连续梁计算（见计算简图）第一章 设计方案综合说明图3.4 锚喷支护腰粱计算简图20.125Mql112224

53、2.210.55/22 216641.5/22 2ttttNqLNNqKN mLNqKN mL 锚杆轴力计算结果得： 21220.125 10.55 421.10.125 41.5 483MKN mMKN m 经计算选用腰粱型号见基坑支护腰梁型钢选用表 表7锚杆跨度(m)23槽钢型号W()3cmM(KN.m)34.122.821079.417.153.435.6212.6124.226.7锚杆轴向力(KN)69.246.2214a16134.6187125222a435.293.674.950214b174.237.593.162216a216.646.610067216233.650.212

54、1.681218a282.860.8130.987.3218304.465.5153.1102220a35676.5锚杆轴向力(KN)164.4110220382.882.3此表摘自岩土工程师则腰梁配筋结果为：第一层锚杆处腰梁的配筋可选用214a，第二层锚杆处腰梁的配筋可选用222a。此工程中为了安全起见，两层锚杆的腰梁都采用222a的槽钢。第一章 设计方案综合说明箍筋选用2008第一章 设计方案综合说明第4章 基坑的稳定性验算4.1 概述在基坑开挖时，由于坑内土体挖出后，使地基的应力场和变形场发生变化，可能导致地基的失稳，例如地基的滑坡、坑底隆起及涌砂等。所以在进行支护设计时，需要验算基坑稳

55、定性，必要时应采取适当的加强防范措施，使地基的稳定性具有一定的安全度。4.2 验算内容对有支护的基坑全面地进行基坑稳定性分析和验算，是基坑工程设计的重要环节之一。目前，对基坑稳定性验算主要有如下内容：基坑整体稳定性验算基坑的抗隆起稳定验算基坑底抗渗流稳定性验算基坑支护结构踢脚稳定性验算4.3 验算方法及计算过程4.3.1 基坑的整体抗滑稳定性验算根据简明深基坑工程设计施工手册6 采用圆弧滑动面验算板式支护结构和地基的整体稳定抗滑动稳定性时，应注意支护结构一般有内支撑或外拉锚杆结构、墙面垂直的特点。不同于边坡稳定验算的圆弧滑动，滑动面的圆心一般在挡墙上方，基坑内侧附近。通过试算确定最危险的滑动面

56、和最小安全系数。考虑内支撑或者锚拉力的作用时，通常不会发生整体稳定破坏，因此，对支护结构，当设置外拉锚杆时可不做基坑的整体抗滑移稳定性验算。4.3.2 基坑抗倾覆稳定性验算a.概述：根据建筑基坑支护技术规程应用手册11 支护结构在水平荷匝作用下，对于内支撑或锚杆支点体系，基坑土体有可能在支护结构产生踢脚破坏时出现不稳定现象。对于单支点结构，踢脚破坏产生于以支点处为转动点的失稳，对于多层支点结构，则可能绕最下层指点转动而产生踢脚失稳。b.稳定性验算第一章 设计方案综合说明根据建筑基坑支护技术规程应用手册11抗倾覆安全系数如下： atdptddtddtdtKnnKnnnnnnnnK/21231/2

57、23222其中有 hnhddhnhtt hqhc式中 被动土压力系数与主动土压力系数的比值PKaK 基坑的开挖深度h 最下道支撑点到基坑底的距离th 桩的入土深度dh 地面荷载，q2/10mKNq 桩长范围内土层的重度的加强平均值 桩长范围内土层的内摩擦角的加强平均值 桩长范围内土层的粘聚力的加强平均值c 踢脚安全系数。其范围为tK5 . 10 . 1其中有：桩长范围内的所有土层参数的加权平均值如下： 320.2 6.720.0 4.720.2 1.50.1 22.520.1/13KN m 22.6 6.735 4.7 13.6 1.50.1 232613 12 6.70 4.720 1.50

58、.1 188.613aCKP 又有上式得 100.0620.1 9qWh第一章 设计方案综合说明 8.60.0420.1 9Ch 2.56pK 1.6pK 0.39aK 0.62aK H=9m 3dhmt3.0hm则得出 30.339tthnh2.566.560.39KpKa 30.339ddhnh222 0.04 0.33 0.332 0.3320.330.330.336.5631.612 0.040.330.332 0.330.330.06 130.621.0991.0tK （满足要求）4.3.3基坑抗隆起稳定性验算 第一章 设计方案综合说明图4.1 基坑抗隆起稳定性验算计算简图采用同时考

59、虑c、的计算方法验算抗隆起稳定性。 qDHcNDNKcqs12式中 墙体插入深度；D 基坑开挖深度；H 地面超载；q 坑外地表至墙底，各土层天然重度的加强平均值；1 坑内开挖面以下至墙底，各土层天然重度的加强平均值；2、 地基极限承载力的计算系数；qNcN 、 为墙体底端的土体参数值；c用普郎特尔公式，、分别为：qNcN tan2245taneNq tan11qcNN第一章 设计方案综合说明 003.1420.2 6.720.0 2.3920.0 2.420.2 1.644552.52.7221112.9tantNeqNNcq0031322t an2t an15其中 D =4m 、q=10kp

60、a、H =9m 、=15 r =20. 1KN / m r =20. 1KN / m =t ant an =3. 9 =an20.1 4 3.920 10.82220.1 94101r DNcNqcKLrHDq 015 =10. 82则 =1. 951. 2 符合要求 4.3.4抗渗流（或管涌）稳定性验算（1）概述根据建筑基坑工程设计计算与施工6 在地下水丰富、渗流系数较大（渗透系数）的地区进行支护开挖时，通常需要在基坑内降水。如果围护短墙自身不透水scm/106，由于基坑内外水位差，导致基坑外的地下水绕过围护墙下端向基坑内外渗流，这种渗流产生的动水压力在墙背后向下作用，而在墙前则向上作用，当