畢業(yè)設計（論文）題目常州吾悅廣場四期基坑樁錨支護設計學生學院環(huán)境與安全工程學院專業(yè)班級校內指導教師專業(yè)技術職務校外指導老師專業(yè)技術職務二○一六年六月⑤粉土夾粉砂層圖6.1HE、MN、OP、DC段土壓力分布圖6.1.3凈土壓力在基坑支擋系統(tǒng)設計中，將地下水位降到基坑底部以下0.5m處，土層暫只考慮到⑤-1粉砂夾粉土層，計算出0~20.8m之間凈土壓力，凈土壓力分布如圖6.2所示。圖6.2凈土壓力分布圖6.2嵌固深度計算采用布魯姆法進行土壓力強度零點及嵌固深度計算6.2.1求土壓力強度零點計算簡圖如下：圖6.3布魯姆法示意圖6.2.2計算土壓力 6.2.3入土深度計算表6.1支護結構土壓力和作用距離計算表主動土壓力作用點距樁距離/m被動土壓力作用點距樁底距離/m96.87.45+t//27.456.12+t11.055.76+t////1.3055.14+t//8.45.09+t//2063.52+t175.33.39+t32.2+1.71/計算公式如下：（6.1）代入數值計算得：解上式得取樁長為12m計算最大彎矩最大彎矩在剪力Q=0處，先計算剪力零點代入數據計算如下：解得所以取第四層土層底為剪力零點計算最大彎矩（6.2）代入數據得彎矩最大值為468.21N·m，設計值取561kN·m。6.4支護樁配筋驗算選定支護樁樁徑，樁中心距為1000mm?；炷翉姸菴30，主筋采用HRB400級鋼筋，混凝土保護層厚度50mm，預計采用2025鋼筋；箍筋為HRB335級鋼筋，選擇12螺旋箍筋，間距確定為150mm：加強鋼筋為HRB335級鋼筋，采用14加強鋼筋，間距2000mm，以加強鋼筋籠剛度。計算過程如下：A=3.14×400×400=502654mm2AS=20×3.14×（25/2）2=9820mm2rS=350mmfy=360N/mm2fc=14.3N/mm2采用插值法求得0.33=1.25-2×0.33=0.59彎矩設計值為561kN·m小于，故配筋滿足要求。因此支護樁配筋設計滿足要求。6.5穩(wěn)定性驗算6.5.1抗隆起驗算Prandtl（普朗德爾）公式： KS=3.584≥1.1，滿足基坑規(guī)范規(guī)定。Terzaghi（太沙基）公式：Ks=1.333≥1.15，滿足基坑規(guī)范規(guī)定。6.5.2整體穩(wěn)定驗算運用瑞典條分法進行整體穩(wěn)定驗算。通過計算得到整體穩(wěn)定安全系數K=2.313，符合規(guī)范要求。因此支護結構安全可靠。6.5.3抗傾覆驗算按上述進行看傾覆驗算抗，計算如下：，滿足規(guī)范規(guī)定。6.6冠梁設計選取冠梁設計為，取其混凝土保護層厚度為，采用HRB400鋼筋。（1）縱向配筋計算選用4Ф20，（2）箍筋配筋計算選用四肢Ф8@200，7IJKL段及NO、DE段支護設計7.1計算基本信息本段設計由于基坑挖深最深為4m，所以根據經驗進行放坡。以下為利用里正軟件進行驗算結果。圖7.1放坡示意圖表7.1放坡基本數據規(guī)范與規(guī)程《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-2012基坑等級二級基坑側壁重要性系數γ01.00基坑深度H(m)1.240放坡級數1超載個數1表7.2放坡設計基本數據坡號臺寬(m)坡高(m)坡度系數10.0001.2400.500表7.3超載信息超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)120.000表7.4土層信息土層數1坑內加固土否內側降水最終深度(m)1.800外側水位深度(m)2.000表7.5土層參數層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內摩擦角與錨固體摩粘聚力內摩擦角m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)1素填土1.2418.515.0010.00120.07.2整體穩(wěn)定驗算圖7.2穩(wěn)定驗算示意圖天然放坡計算條件:計算方法：瑞典條分法應力狀態(tài)：總應力法基坑底面以下的截止計算深度:0.00m基坑底面以下滑裂面搜索步長:5.00m條分法中的土條寬度:1.00m7.6天然放坡計算結果道號整體穩(wěn)定半徑圓心坐標圓心坐標安全系數R(m)Xc(m)Yc(m)11.6363.222-0.5813.1707.3邊坡構造釘設計根據施工經驗及相關規(guī)范放坡坡面需打入構造釘釘長1.5m，構造釘之間間隔1m，釘直徑選為15mm。8.HI支護設計8.1放坡基本數據HI段同樣采用放坡支護方式，穩(wěn)定性驗算入下：圖8.1放坡示意圖表8.1放坡基本數據規(guī)范與規(guī)程《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-2012基坑等級二級基坑側壁重要性系數γ01.00基坑深度H(m)7.020放坡級數2超載個數1表8.2放坡信息坡號臺寬(m)坡高(m)坡度系數11.5004.0000.70020.0003.0200.700表8.3超載信息超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)110.000表8.4土層信息土層數2坑內加固土是內側降水最終深度(m)7.020外側水位深度(m)2.000層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內摩擦角與錨固體摩粘聚力內摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)1素填土3.9018.58.515.0010.00120.010.0010.002粘性土3.3019.99.920.0016.00120.010.0010.00表8.5土層參數8.2整體穩(wěn)定驗算圖8.2穩(wěn)定驗算示意圖天然放坡計算條件:計算方法：瑞典條分法應力狀態(tài)：總應力法基坑底面以下的截止計算深度:0.00m基坑底面以下滑裂面搜索步長:5.00m條分法中的土條寬度:1.00m表8.6天然放坡計算結果道號整體穩(wěn)定半徑圓心坐標圓心坐標安全系數R(m)Xc(m)Yc(m)11.8122.6935.4057.68421.0255.9213.1099.01331.0086.1643.8419.18040.0001.327-0.3191.2888.3邊坡構造釘設計根據施工經驗及相關規(guī)范放坡坡面需打入構造釘釘長1.5m，構造釘之間間隔1m，釘直徑選為15mm。9.QRST區(qū)段設計對QRST段進行放坡處理計算如下：9.1放坡基本數據圖9.1放坡示意圖表9.1放坡基本信息規(guī)范與規(guī)程《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-99基坑等級二級基坑側壁重要性系數γ01.00基坑深度H(m)3.300放坡級數1超載個數0表9.2放坡信息坡號臺寬(m)坡高(m)坡度系數10.0003.3000.700表9.3降水信息土層數2坑內加固土否內側降水最終深度(m)3.800外側水位深度(m)2.000層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內摩擦角與錨固體摩粘聚力內摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)1素填土4.0018.58.515.0010.00120.010.0010.002粘性土1.8019.99.9120.010.0010.00表9.4土層信息9.2整體穩(wěn)定驗算圖9.2整體穩(wěn)定性計算圖天然放坡計算條件:計算方法：瑞典條分法應力狀態(tài)：總應力法基坑底面以下的截止計算深度:0.00m基坑底面以下滑裂面搜索步長:5.00m條分法中的土條寬度:1.00m表9.5天然放坡計算結果道號整體穩(wěn)定半徑圓心坐標圓心坐標安全系數R(m)Xc(m)Yc(m)12.5312.6931.3013.96421.4134.9970.2974.9889.3邊坡構造釘設計根據施工經驗及相關規(guī)范放坡坡面需打入構造釘釘長1.5m，構造釘之間間隔1m，釘直徑選為15mm。10.基坑降水設計10.1ABCP段降水設計吾悅廣場基坑降水方案根據下表10.1幾種降水方法的使用條件及工程的實際狀況，選擇采用環(huán)型輕型井點降水方案。具體布置見下圖：圖10.1基坑降水布置圖表10.1各種降水方法的適用條件方法土類滲透系數（m/d）降水深度（m）管井粉土、砂土、碎石土0.1~200.0不限真空井點粘性土、粉土、砂土0.005~20.0單級井點<6多級井點<20噴射井點粘性土、粉土、砂土0.005~20.0<2010.1.1井點高程設計基坑PABC區(qū)段需降水至基坑下0.5m處。輕型井點高程計算如下：(10.1)式中：代入數據計算得10.1.2井點抽水影響半徑表10.2土的給水度m表土的種類礫石、卵石粗砂中砂細砂粉砂粉質粘土粘土泥炭M0.30-0.350.25-0.300.20-0.250.15-0.200.10-0.150.10-0.150.04-0.070.02-0.05表10.3幾種土的滲透系數土類滲透系數（cm/s）土類滲透系數（cm/s）粘土<1.2×10-6細砂1.2×10-3～6×10-3粉質粘土1.2×10-6～6×10-5中砂6×10-3～2.4×10-2粘質粉土6×10-5～6×10-4粗砂2.4×10-2～6×10-2黃土3×10-4～6×10-4礫砂6×10-2～1.8×10-1粉砂6×10-4～1.2×10-3由公式：（10.2）式中：R——影響半徑（m）；——井水位降深（m）；當降深小于10m時，取＝10m；k——滲透系數（m/d）；本次取0.6m/d；H——含水層厚度（m），本次取12.9m。經計算，取=10m，則：10.1.3井點引用半徑 (10.3)式中：─各降水井所圍面積的等效半徑(m)；u─各降水井中心點連線的周長；10.1.4基坑涌水量計算基坑穩(wěn)定滲流涌水量：(10.4)（10.5）式中：h─基坑動水位至的含水層底面的深度(m)；圖10.2均質含水層潛水非完整井涌水量計算簡圖10.1.5基坑靜儲水量計算根據規(guī)范確定基坑土體給水度m=0.15，因此基坑總靜儲水量V()用下式計算：（10.6）式中——最大水位降深，m；a，b——基坑的長度和寬度，m；m——土的給水度，本次取0.10。計算如下：按預計水10天算，則平均每日出水量為：10.1.6總的涌水量10.1.7基坑單管出水量及井點管的數量和間距確定管徑直徑為38mm，計算公式如下 (10.7)式中：—濾管直徑（m）,取38mm;其他的符號含義同前。代入數值計算得:由于本設計采用井孔徑38mm的管井，所采用井點管數量其間間距計算如下：（個）取整數為23。具體布置間距見圖紙。10.2CD、OP、EH、MN段基坑降水計算10.2.1井點高程設計上述區(qū)段需降水至基坑下0.5m處。輕型井點高程計算如下：代入數據計算得10.2.2井點抽水影響半徑經計算，取=10m，則：10.2.3井點引用半徑10.2.4基坑涌水量計算基坑穩(wěn)定滲流涌水量：10.2.5基坑靜儲水量計算10.2.6總的涌水量10.2.7基坑單管出水量及井點管的數量和間距選用管徑直徑為38mm計算得:井點管數量及間距計算如下（個）取整數為16個。具體布置間距見圖紙。10.3LM、IH段基坑降水計算10.3.1井點高程設計上述區(qū)段均需降水至基坑下0.5m處。輕型井點高程計算如下：代入數據計算得10.3.2井點抽水影響半徑：經計算，取=10m，則：10.3.3井點引用半徑10.3.4基坑涌水量計算基坑穩(wěn)定滲流涌水量：10.3.5基坑靜儲水量計算10.3.6總的涌水量10.3.7基坑單管出水量及井點管的數量和間距選用管徑直徑為50mm，代入數值計算得:井點管數量及間距計算如下（個）取整數為42個。具體布置間距見圖紙。10.4QRST段基坑降水計算10.4.1井點高程設計上述區(qū)段需降水至基坑下0.5m處。輕型井點高程計算如下：代入數據計算得10.4.2井點抽水影響半徑經計算，取=10m，則：10.4.3井點引用半徑10.4.4基坑涌水量計算基坑穩(wěn)定滲流涌水量：10.4.5基坑靜儲水量計算10.4.6總的涌水量10.4.7基坑單管出水量及井點管的數量和間距選用管徑直徑為38mm，代入數值計算得:井點管數量及間距計算如下（個）取整數為12個。具體布置間距見圖紙。11基坑施工監(jiān)測為了保證吾悅廣場基坑工程安全施工，需要在相關位置按照最新規(guī)范布置各項監(jiān)測措施?；颖O(jiān)測方案必須要依據吾悅廣場四期基坑工程的實際情況和相關規(guī)范進行設計。對于基坑附近已建建筑，包括地面以下管線情況、周圍建筑及構筑物現狀（結構狀況、裂縫）等的詳盡觀測。具體監(jiān)測內容及相關要求按照《建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范》（GB50497-2009）實施[19~20]，吾悅廣場四期工程主體監(jiān)測主要內容是支護坡頂水平位移和沉降。監(jiān)測布置圖如下：圖11.1基坑平面布置圖11.1基坑監(jiān)測點的布置（1）支檔結構樁頂部水平位移監(jiān)測點布置的間隔距離需要小于20m基坑各邊監(jiān)測點布置5個。（2）在支護體系外的表面土層或在柔性土層表面上設置基坑坑邊沿地面沉降監(jiān)測點。監(jiān)測點與支護樁的水平距離要小于0.2倍的基坑深度。規(guī)范推薦將多測點的監(jiān)測面布置在在基坑深度的1~2倍深度內，并且需要沿坑邊垂直方向布置監(jiān)測點，布置大于5個監(jiān)測點在每一個監(jiān)測面上。根據吾悅廣場基坑施工現場的實際情況決定沿基坑每15米布置一個監(jiān)測點。（3）在吾悅廣場四期周圍已建建筑物的墻和柱上設置沉降觀測點，這些觀測點應該分別布置在平行和垂直與基坑邊沿方向上。在基坑所面向的建筑物那一側布置監(jiān)測點，平行于坑邊方向上監(jiān)測點布置間距取10m。（4）每15m設置一個道路沉降監(jiān)測點，在周邊道路也需設置沉降觀測點間距也取為15m。（5）根據已知資料對吾悅廣場四期基坑工程附近20m范圍內建筑、地下管線進行精準定位，同時根據規(guī)范設定觀測點進行監(jiān)測。11.2監(jiān)測要求（1）加強對所有設置監(jiān)測點及相關監(jiān)測設備的保護防止設備遺失及損壞。（2）監(jiān)測周期：監(jiān)測需持續(xù)到地下室側壁回填為止。（3）監(jiān)測結果需由監(jiān)測單位及時向監(jiān)理、設計單位和施工方通報。11.3監(jiān)測頻率第一次觀測需在吾悅廣場四期工程施工前進行，初始值以此次觀測值為準，在吾悅廣場四期工程基坑動土前期每1-2天觀測一次，開挖中期每兩天觀測一次，基坑及周圍環(huán)境位移變形較大時，每天觀測一次?；映霈F險情時，隨測。（1）支護樁頂水平位移[21~22]=1\*GB3①基坑挖深小于3m時，每隔1-2天監(jiān)測一次。如出現異?，F象加密監(jiān)測。=2\*GB3②基坑挖深超過3m時，每兩天監(jiān)測一次。如出現異?，F象每天監(jiān)測一次。=3\*GB3③基坑開挖靠近坑底以及挖到標高后一星期內，每天監(jiān)測一次。如出現異常加密監(jiān)測，甚至24小時連續(xù)監(jiān)測。=4\*GB3④基坑底板施工期間，每兩天監(jiān)測一次，如出現異常現象每天監(jiān)測一次。=5\*GB3⑤當基坑底板施工完成時，每隔2-3天監(jiān)測一次。當超過報警值時，監(jiān)測時間間隔由具體情況決定，加密監(jiān)測頻率，甚至跟蹤監(jiān)測。（2）坡頂土體沉降頻率=1\*GB3①圍護結構施工期間，做好觀測初始值。=2\*GB3②主體結構施工開挖至±0.00時，監(jiān)測頻率與圍護樁變形頻率一致。11.4監(jiān)測與測試的控制允許值（1）根據基坑的安全等級，30mm為所允許的最大位移量，同時也是所允許的最大沉降量。（2）周邊建筑物的變形允許值按《建筑地基礎設計基規(guī)范》（GB50007-2011）規(guī)定執(zhí)行。11.5監(jiān)測的控制報警值由于地區(qū)不同導致土層性質不一樣，所以各個地方都有自己的基坑變形標準值。上海市《基坑工程技術規(guī)范》（DG/TJ08-61）里的基坑變形設計控制指標是根據對周邊環(huán)境保護等級和基坑周圍環(huán)境的重要性程度及其與基坑的距離來確定的，由基坑深度的一個倍數來確定其支護結構的最大位移和坑外沉降。

所以，對于基坑工程的變形預警參考值，常州地區(qū)圍護結構頂部垂直位移和水平位移＞3mm/d（連續(xù)3天），累計25mm；坑土體深層水平位移＞3mm/d（連續(xù)3天），累計25mm；周邊道路沉降＞3mm/d（連續(xù)3天），累計20mm；周邊建筑物位移＞3mm/d（連續(xù)3天），累計10mm；12結束語學生此次的畢業(yè)設計從選取課題，與老師進行所選課題討論、進行畢業(yè)設計進度計劃制定、開題報告、課題設計等內容，在此過程中進行了以下一些工作：（1）根據吾悅廣場四期工程的地質勘察報告及常州市的土質狀況和相關工程經驗并參照基坑支護規(guī)范，確定了懸臂式排樁支護和錨樁式支護以及放坡等方式為整個工程的支護方式。（2）根據經典土力學計算理論，計算出了相關的土壓力然后根據等值梁法和布魯姆法對嵌固深度、最大彎矩最大剪力等進行了計算。（3）根據《混凝土結構設計規(guī)范》對樁體進行了配筋計算，并且運用里正軟件進行了相關的穩(wěn)定性驗算。（4）運用里正軟件對按經驗進行放坡的區(qū)段進行穩(wěn)定性等相關驗算。（5）根據相關規(guī)范對吾悅廣場四期工程進行了降水設計以及監(jiān)測設計。參考文獻[1]巖土工程手冊編寫委員會．巖土工程手冊[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1994．[2]常士驃.工程地質手冊（第四版）[M]．北京：建筑工業(yè)出版社，2007．[3]中國土木工程學會土力學及巖土工程分會．深基坑支護技術指南[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012．[4]古海東,楊敏．土釘墻在疏排樁支護基坑中的加固效果試驗研究[J]．北京.土木工程學報,2015,48(1):129-138,148．[5]黃廣龍,顏榮華,周峰,等．預應力高強混凝土支護樁抗彎試驗研究及計算方法探討[J]．北京：建筑結構,2012,42(4):113–116．[6]E.Bowles.基礎工程分析與設計（第5版）[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004．[7]劉國彬,王衛(wèi)東.基坑工程手冊（第2版）[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009．[8]黃強.深基坑支護工程實例集[M]．北京：中國建設工業(yè)出版社，2001．[9]龔曉南.基坑工程實例[M]．北京：中國建設工業(yè)出版社，2014．[10]黃亮亮,樊平．豎向水平向荷載共同作用下排樁模型試驗研究[J]．北京：工程勘察．2012,(7):23-27．[11]張維正．深基坑開挖及支護工程理論與實踐[M]．北京：人民交通出版社，2014．[12]中國建筑科學研究院．JGJ120-2012建筑基坑支護技術規(guī)程[s]．北京：中國建筑工業(yè)出版社,2012．[13]中華人民共和國住建和城鄉(xiāng)建設部,中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB5001