1、深基坑課程設(shè)計(jì) xx大廈基坑支護(hù)工程 班級(jí)： 土木1001班 姓名： 尹普才 學(xué)號(hào)： 201008141030 指導(dǎo)教師： 楊泰華 日期： 2013年12月31日 工程概況及周邊環(huán)境狀況說明1 設(shè)計(jì)項(xiàng)目如：xx大廈基坑支護(hù)工程2 建設(shè)地點(diǎn)東南某市3 設(shè)計(jì)基本資料3.1 地層劃分根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告按成因類型及地質(zhì)特征將場(chǎng)地地層情況劃分如下：表1.1層號(hào)及名稱地層年代及成因分 布范 圍層面埋深(m)地層一般厚 度(m)顏色狀態(tài)及密 度壓縮性包含物及其它特征(1)雜填土qml全場(chǎng)地0.93.6雜松散由碎石、磚塊及粘性土組成(2)粉質(zhì)粘土夾粉土q4al全場(chǎng)地0.93.61.05.3褐黃可塑中含氧化鐵

2、，夾稍密狀粉土夾層，干強(qiáng)度一般，韌性差。(3-1)粉質(zhì)粘土全場(chǎng)地2.77.61.86.3褐灰灰色軟塑中高含有機(jī)質(zhì)、腐植物、有臭味，局部少量螺殼(3-2)粘土全場(chǎng)地7.810.81.05.6褐黃褐灰可塑中含氧化鐵、鐵錳質(zhì)，局部少量螺殼(3-3)強(qiáng)風(fēng)化砂巖全場(chǎng)地9.215.102.27.5淡褐可塑中低含硅、鈣、粘土和氧化鐵。(3-4)粉質(zhì)粘土 全場(chǎng)地13.320.82.08.0褐灰可塑中含少量腐值物，偶夾薄層粉砂。(4-1)粉砂夾粉質(zhì)粘土局部分布17.524.00.97.7灰色松散中低含云母片，夾少量薄層可塑粘性土3.2 土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)與基坑支護(hù)有關(guān)的各層物理力學(xué)指標(biāo)如表1.2所示。表1.2

3、層號(hào)土層名重度（kn/m3）粘聚力c（kpa）內(nèi)摩擦角（度）“m”值（kpa）極限摩阻力（kpa）承載力fak（kpa）（1）雜填土18.5420200020（2）粉質(zhì)粘土夾粉土18.82111.2350040180（31）粉質(zhì)粘土17.0157200040130（32）粘土17.52211.6400035240（33）強(qiáng)風(fēng)化砂巖203227800070（3-4）粉質(zhì)粘土18.811.8400035一層土層厚：2m，基坑開挖深度6m；二層土層厚：依次為3m；其余土層各組均?。悍圪|(zhì)粘土6米；粘土5m；強(qiáng)分化砂巖5m；3.3 地下水本場(chǎng)地地下水可分為二類型：上層為賦存于(1-1)雜填土層中的上層滯

4、水，其水位、水量隨季節(jié)變化，主要受大氣降水、生活排放水滲透補(bǔ)給，下層為賦存于砂土層中的承壓水，水量較豐富；本次勘察期間，在40#孔測(cè)得其承壓水頭埋深為2.4米，其標(biāo)高為18.32米；上下層地下水之間因粘性土阻隔而無水力聯(lián)系，勘察期間測(cè)得混合穩(wěn)定水位埋深為0.42.6米。場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土不具腐蝕性，對(duì)混凝土中的鋼筋不具腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。4 周邊環(huán)境條件依據(jù)總平面圖及現(xiàn)場(chǎng)踏勘： 基坑?xùn)|北側(cè)臨近前進(jìn)路，基坑邊線距紅線6.59米，距前進(jìn)路邊線11.514米；前進(jìn)路上分布有給水、排水、電信管道，其中排水管為帶壓排水管，正在使用，最近的一根靠近路邊，且為80年代建造，該管線為重點(diǎn)要保護(hù)的對(duì)象。

5、基坑?xùn)|南角為市同昌房地產(chǎn)開發(fā)公司住宅樓，磚混結(jié)構(gòu)7層，基礎(chǔ)形式為天然地基，距基坑邊約9米。 基坑安全等級(jí)按二級(jí)考慮，基坑周圍地表均布荷載按15kpa考慮。5.3參考文獻(xiàn)（1） xxx大廈巖土工程勘察報(bào)告（2） xxx大廈施工圖設(shè)計(jì)（3） xx地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范（4） 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（jgj120-2012）（5） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50010-2012）（6） 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gb50009-2012）（7） 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50007-2012）（8） 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 （jgj 94-2008） 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算一土壓力計(jì)算及土釘布置由設(shè)計(jì)任務(wù)書得基坑開挖深

6、度為6m，穿越三個(gè)土層，具體如圖1所示，地面均布荷載為15kpa，地下水位埋深2.4m，故需考慮降水，采用井點(diǎn)降水，將地下水面降至基坑開挖深度下1m。 1. 主動(dòng)土壓力計(jì)算 圖1土層分布圖 q地面荷載（）；土的重度（）； c土層粘聚力（kpa） 主動(dòng)土壓力系數(shù)， ，為土層內(nèi)摩擦角。 各層土壓力計(jì)算：雜填土表面處的土壓力雜填土底面土壓力粉質(zhì)粘土夾粉土頂面土壓力粉質(zhì)粘土夾粉土底面土壓力粉質(zhì)粘土頂層土壓力粉質(zhì)粘土底層土壓力2.土釘參數(shù)及布置土釘墻水平傾角為，即按1:0.3放坡，土釘與水平面的傾角取，土釘豎直間距取，水平間距取，機(jī)械成孔，取孔徑120。具體見圖2。 圖2右側(cè)土釘墻土釘布置土釘處主動(dòng)土壓

7、力計(jì)算：第1點(diǎn)最大主動(dòng)土壓力 第2點(diǎn)最大主動(dòng)土壓力 第3點(diǎn)最大主動(dòng)土壓力 第4點(diǎn)最大主動(dòng)土壓力二土釘設(shè)計(jì)1.折減系數(shù)計(jì)算 土釘墻坡面與水平面夾角，為（坡度1:0.3）；主動(dòng)土壓力折減系數(shù)； m基坑底面以上各土層按土層厚度加權(quán)的內(nèi)摩擦角平均值()。 2. 土釘軸向拉力調(diào)整系數(shù)（j）可按下列公式計(jì)算： 式中： j土釘軸向拉力調(diào)整系數(shù)； zj第j層土釘至基坑頂面的垂直距離(m)； h基坑深度(m)； eaj作用在以sxj、szj為邊長的面積內(nèi)的主動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kn)； a計(jì)算系數(shù)； b經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，可取0.61.0； n土釘層數(shù)。取，則，所以3.受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 式中： nk，j第j層土釘?shù)妮S向拉力

8、標(biāo)準(zhǔn)值(kn)； j第j層土釘?shù)膬A角()； 墻面傾斜時(shí)的主動(dòng)土壓力折減系數(shù)； j第j層土釘軸向拉力調(diào)整系數(shù)； ea，j第j層土釘處的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kpa)； sxj土釘?shù)乃介g距(m)； szj土釘?shù)拇怪遍g距(m)。 4. 土釘?shù)臉O限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值 式中： kt土釘抗拔安全系數(shù)；安全等級(jí)為二級(jí)、三級(jí)的土釘墻，kt分別不應(yīng)小于1.6、1.4； nk，j第j層土釘?shù)妮S向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kn)； rk，j第j層土釘?shù)臉O限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kn)。 5.土釘長度設(shè)計(jì) 土釘長度按以下公式計(jì)算： 式中：rk，j第j層土釘?shù)臉O限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kn)； dj第j層土釘?shù)腻^固體直徑(m)；對(duì)成孔注漿土

9、釘，按成孔直徑計(jì)算，對(duì)打入鋼管土釘，按鋼管直徑計(jì)算； qsik第j層土釘在第i層土的極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kpa)；應(yīng)由土釘抗拔試驗(yàn)確定，無試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合規(guī)范上表5.2.5取值； li第j層土釘在滑動(dòng)面外第i土層中的長度(m)；計(jì)算單根土釘極限抗拔承載力時(shí),取規(guī)范上圖5.2.5所示的直線滑動(dòng)面，直線滑動(dòng)面與水平面的夾角取。 查表得 6、自由段長度的計(jì)算自由段長度按以下公式計(jì)算： 其中：-第i排土釘自由段長度（m）；-基坑深度（m）；-土釘墻坡面與水平面的夾角；-土釘與水平面的傾角取；-第i排土釘?shù)降孛娴木嚯x（m）。 第1排土釘自由段長度計(jì)算， 第1排土釘長度： 第2排土釘自由段

10、長度計(jì)算， 第2排土釘長度： 第3排土釘自由段長度計(jì)算， 第3排土釘長度： 第4排土釘自由段長度計(jì)算， 第4排土釘長度： 綜合上述計(jì)算結(jié)果及施工因素，取第13排土釘取6m。第4排土釘長度為12m。土釘排號(hào)土釘長度l(m)自由段長度(m)錨固段長度l(m)極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kn)受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kn)土釘抗拔安全系數(shù)（1.6）安全性163.082.9222.013.81.60滿足262.193.8157.57.08.2滿足361.304.7070.938.51.8滿足4120.4111.59174.8106.91.64滿足7.土釘受拉承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算 土釘受拉承載力設(shè)計(jì)值按以下公式計(jì)算：其中

11、：-第i根土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值，（kn）；-第i根土釘受拉承載力設(shè)計(jì)值，（kn）；-基坑側(cè)壁重要性系數(shù)，取1.0。 8、桿體直徑計(jì)算：土釘桿體的鋼筋直徑按以下公式計(jì)算：其中：-鋼筋截面面積； -普通鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值； -土釘受拉承載力設(shè)計(jì)值最大值； -土釘抗拔力安全系數(shù)，取1.3。 選取三級(jí)鋼筋26，三土釘?shù)恼w穩(wěn)定性驗(yàn)算： 土釘墻應(yīng)按下列規(guī)定對(duì)基坑開挖的各工況進(jìn)行整體滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算： 1 整體滑動(dòng)穩(wěn)定性可采用圓弧滑動(dòng)條分法進(jìn)行驗(yàn)算； 2 采用圓弧滑動(dòng)條分法時(shí)，其整體穩(wěn)定性應(yīng)符合下列規(guī)定：式中： ks圓弧滑動(dòng)整體穩(wěn)定安全系數(shù)；安全等級(jí)為二級(jí)、三級(jí)的土釘墻，ks分別不應(yīng)小于1.3、1.25； k

12、s，i第i個(gè)滑動(dòng)圓弧的抗滑力矩與滑動(dòng)力矩的比值；抗滑力矩與滑動(dòng)力矩之比的最小值宜通過搜索不同圓心及半徑的所有潛在滑動(dòng)圓弧確定； cj、j第j土條滑弧面處土的粘聚力(kpa)、內(nèi)摩擦角()，按本規(guī)程第3.1.14條的規(guī)定取值； bj第j土條的寬度(m)； qj作用在第j土條上的附加分布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kpa)； gj第j土條的自重(kn)，按天然重度計(jì)算； j第j土條滑弧面中點(diǎn)處的法線與垂直面的夾角()； rk,k第k層土釘或錨桿對(duì)圓弧滑動(dòng)體的極限拉力值(kn)；應(yīng)取土釘或錨桿在滑動(dòng)面以外的錨固體極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值與桿體受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值（fykas或fptkap）的較小值；錨固體的極限抗拔承載力應(yīng)

13、按本規(guī)程第5.2.5條和第4.7.4條的規(guī)定計(jì)算，但錨固段應(yīng)取圓弧滑動(dòng)面以外的長度； k第k層土釘或錨桿的傾角()； k滑弧面在第k層土釘或錨桿處的法線與垂直面的夾角()； sx，k第k層土釘或錨桿的水平間距(m)； v計(jì)算系數(shù)；可取v0.5sin（kk）tan,此處，為第k層土釘或錨桿與滑弧交點(diǎn)處土的內(nèi)摩擦角。計(jì)算步數(shù) 經(jīng)過深度（m） 圓心x(m) 圓心y(m) 半徑r(m) 第1步 0.8 -2.4 4.8 6.0意圖如下： 采用圓弧滑動(dòng)條分法進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，將滑弧1分為寬度為的兩條，則測(cè)量計(jì)算各參數(shù)代入下列公式得：計(jì)算步數(shù) 經(jīng)過深度（m） 圓心x(m) 圓心y(m) 半徑r(m)

14、第2步 2.3 -2.3 3.2 5.8示意圖如下： 計(jì)算步數(shù) 經(jīng)過深度（m） 圓心x(m) 圓心y(m) 半徑r(m) 第3步 3.8 -4.2 4.6 9.0示意圖如下： 計(jì)算步數(shù) 經(jīng)過深度（m） 圓心x(m) 圓心y(m) 半徑r(m) 第4步 5.3 -1.2 3.9 9.2示意圖如下： 計(jì)算步數(shù) 經(jīng)過深度（m） 圓心x(m) 圓心y(m) 半徑r(m) 第1步 6.0 -2.3 3.5 9.5示意圖如下： 第2,3,4,5滑弧面的計(jì)算按第1滑弧面計(jì)算方法計(jì)算，在此就不列出計(jì)算過程，計(jì)算結(jié)果如下表：計(jì)算步數(shù)深度（m）圓心x（m)圓心y（m)半徑r（m)整體滑動(dòng)安全系數(shù)ks安全性評(píng)價(jià)10

15、.8-2.44.86.02.385滿足22.3-2.33.25.82.411滿足33.8-4.24.69.01.835滿足45.3-1.23.99.21.596滿足56.0-2.33.59.51.326滿足四土釘墻抗滑移抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算（土釘墻簡化成重力式擋土墻，擋土墻的計(jì)算厚度一般按照土釘墻水平長度的2/3-11/12，這取11/12）計(jì)算等效擋土墻的寬度1.擋土墻的抗滑移穩(wěn)定性應(yīng)符合下式式中： 抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)，其值不應(yīng)小于1.3； 、作用在水泥土墻上的主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m)； g水泥土墻的自重(kn/m)； 水泥土墻底面上的水壓力(kpa)；水泥土墻底面在地下水位以下

16、時(shí)，可取，在地下水位以上時(shí)，取0，此處，為基坑外側(cè)水泥土墻底處的水頭高度(m)，為基坑內(nèi)側(cè)水泥土墻底處的水頭高度(m)； c、水泥土墻底面下土層的粘聚力(kpa)、內(nèi)摩擦角()； b水泥土墻的底面寬度(m)?；屏榭够屏樗裕?滿足要求2.擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性應(yīng)符合下式式中： 抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)，其值不應(yīng)小于1.3； 地面超載； 水泥土墻外側(cè)主動(dòng)土壓力合力作用點(diǎn)至墻趾的豎向距離(m)； 水泥土墻內(nèi)側(cè)被動(dòng)土壓力合力作用點(diǎn)至墻趾的豎向距離(m)； 水泥土墻自重與墻底水壓力合力作用點(diǎn)至墻趾的水平距離(m)。； 滿足要求。五土釘墻的抗隆起驗(yàn)算由于無軟弱下臥層，所以無需進(jìn)行抗隆起驗(yàn)算。六面層的設(shè)計(jì)

17、 噴射混凝土面層中應(yīng)配置鋼筋網(wǎng)和通長的加強(qiáng)鋼筋，鋼筋網(wǎng)宜采用hpb335級(jí)鋼筋,面層混泥土采用c30。1.進(jìn)行抗彎驗(yàn)算及面層配筋（簡化計(jì)算）：取受力最大的一排土釘，即所以，以均布荷載沿1.5m方向分布，大小如下：跨中和支座的彎矩為，查表得，采用鋼筋14150（）鋼筋網(wǎng)間的搭接長度應(yīng)大于300mm；加強(qiáng)鋼筋的直徑宜取22mm；當(dāng)充分利用土釘桿體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，加強(qiáng)鋼筋的截面面積不應(yīng)小于土釘桿體截面面積的二分之一。 土釘與加強(qiáng)鋼筋宜采用焊接連接，其連接應(yīng)滿足承受土釘拉力的要求。2.抗沖切驗(yàn)算：（土釘?shù)墓潭訌?qiáng)鋼筋取22，長為500mm)沖切力這里取土釘最大受拉力處設(shè)計(jì)值進(jìn)行抗沖切驗(yàn)算，fl=133.

18、6kn。 滿足要求。七土釘墻地基承載力的驗(yàn)算: 1. 地基承載力特征值修正計(jì)算： 當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m是，按下述方法修正： 式中：為修正后的地基承載力特征值； 為地基承載力特征值； 為寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，查規(guī)范； 為基底以下土的重度，地下水位下取有效重度； 為基底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位下去有效重度； b為基礎(chǔ)底面寬度，小于3m時(shí)取3m,大于6m時(shí)取6m,其余插值法取值； d為基礎(chǔ)埋置深度。查表得： 2. 地基壓力： 式中：fn為土的對(duì)地基的壓力； fg為地面超載； fq土體自重。fn=(nu1+nu2+nu3+nu4)sin15 =207.8sin15

19、=53.8knfg=g=662.4kn 滿足要求。 八.施工與檢測(cè):1 土釘墻應(yīng)按每層土釘及混凝土面層分層設(shè)置、分層開挖基坑的步序施工。2 當(dāng)有地下水時(shí)，對(duì)易產(chǎn)生流砂或塌孔的砂土、粉土、碎石土等土層，應(yīng)通過試驗(yàn)確定土釘施工工藝和措施。3 鋼筋土釘成孔時(shí)應(yīng)符合下列要求： 1） 土釘成孔范圍內(nèi)存在地下管線等設(shè)施時(shí)，應(yīng)在查明其位置并避開后，再進(jìn)行成孔作業(yè)； 2） 應(yīng)根據(jù)土層的性狀選擇洛陽鏟、螺旋鉆、沖擊鉆、地質(zhì)鉆等成孔方法，采用的成孔方法應(yīng)能保證孔壁的穩(wěn)定性、減小對(duì)孔壁的擾動(dòng)； 3 ）當(dāng)成孔遇不明障礙物時(shí)，應(yīng)停止成孔作業(yè)，在查明障礙物的情況并采取針對(duì)性措施后方可繼續(xù)成孔； 4） 對(duì)易塌孔的松散土層宜

20、采用機(jī)械成孔工藝；成孔困難時(shí)，可采用注入水泥漿等方法進(jìn)行護(hù)壁。4 鋼筋土釘桿體的制作安裝時(shí)應(yīng)符合下列要求： 1） 鋼筋使用前，應(yīng)調(diào)直并清除污銹； 2）當(dāng)鋼筋需要連接時(shí)，宜采用搭接焊、幫條焊；應(yīng)采用雙面焊，雙面焊的搭接長度或幫條長度應(yīng)不小于主筋直徑的5倍，焊縫高度不應(yīng)小于主筋直徑的0.3倍； 3）對(duì)中支架的斷面尺寸應(yīng)符合土釘桿體保護(hù)層厚度要求，對(duì)中支架可選用直徑6mm8mm的鋼筋焊制； 4） 土釘成孔后應(yīng)及時(shí)插入土釘桿體，遇塌孔、縮徑時(shí)，應(yīng)在處理后再插入土釘桿體。5 鋼筋土釘注漿時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定： 1） 注漿材料可選用水泥漿或水泥砂漿；水泥漿的水灰比宜取0.50.55；水泥砂漿的水灰比宜取0.4

21、00.45，同時(shí)，灰砂比宜取0.51.0，拌和用砂宜選用中粗砂，按重量計(jì)的含泥量不得大于3%； 2 ）水泥漿或水泥砂漿應(yīng)拌和均勻，一次拌和的水泥漿或水泥砂漿應(yīng)在初凝前使用； 3） 注漿前應(yīng)將孔內(nèi)殘留的虛土清除干凈； 4） 注漿時(shí)，宜采用將注漿管與土釘桿體綁扎、同時(shí)插入孔內(nèi)并由孔底注漿的方式；注漿管端部至孔底的距離不宜大于200mm；注漿及拔管時(shí)，注漿管口應(yīng)始終埋入注漿液面內(nèi)，應(yīng)49 在新鮮漿液從孔口溢出后停止注漿；注漿后，當(dāng)漿液液面下降時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿。6 打入式鋼管土釘施工時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定： 1） 鋼管端部應(yīng)制成尖錐狀；頂部宜設(shè)置防止鋼管頂部施打變形的加強(qiáng)構(gòu)造； 2) 注漿材料應(yīng)采用水泥漿；水

22、泥漿的水灰比宜取0.50.6； 3) 注漿壓力不宜小于0.6mpa；應(yīng)在注漿至管頂周圍出現(xiàn)返漿后停止注漿；當(dāng)不出現(xiàn)返漿時(shí)，可采用間歇注漿的方法。7 噴射混凝土面層施工應(yīng)符合下列規(guī)定： 1) 細(xì)骨料宜選用中粗砂，含泥量應(yīng)小于3； 2) 粗骨料宜選用粒徑不大于20mm的級(jí)配礫石； 3) 水泥與砂石的重量比宜取1：41：4.5，砂率宜取4555，水灰比宜取0.40.45； 4) 使用速凝劑等外摻劑時(shí)，應(yīng)做外加劑與水泥的相容性試驗(yàn)及水泥凈漿凝結(jié)試驗(yàn)，并應(yīng)通過試驗(yàn)確定外摻劑摻量及摻入方法； 5) 噴射作業(yè)應(yīng)分段依次進(jìn)行，同一分段內(nèi)噴射順序應(yīng)自下而上均勻噴射，一次噴射厚度宜為30mm80mm； 6) 噴射混凝土?xí)r，噴頭與土釘墻墻面應(yīng)保持垂直，其距離宜為0.6m1.0m； 7) 噴射混凝土終凝2h后應(yīng)及時(shí)噴水養(yǎng)護(hù)； 8) 鋼筋與坡面的間隙應(yīng)大于20mm； 9) 鋼筋網(wǎng)可采用綁扎固定