安徽理工大學土木深基坑工程畢業(yè)設(shè)計

1、安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計說明書合肥蕪湖路萬達廣場北區(qū)深基坑支護設(shè)計THE DESIGN OF WANDA PLAZA NORTH DEEP EXCAVATION ON WUHU ROAD IN HEFEI CITY 學院（部）： 土木建筑學院 專業(yè)班級： 土木10-3班 學生姓名： 指導教師： 教授 年 月 日3安 徽 理 工 大 學畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書專業(yè)、班級 土木10-3班 姓名 日期 1 設(shè)計題目 合肥蕪湖路萬達廣場北區(qū)深基坑支護設(shè)計 （專 題） 2 設(shè)計原始資料：3 設(shè)計文件：說 明 書圖 紙4. 設(shè)計任務(wù)下達日期：5. 設(shè)計完成日期：6. 設(shè)計各章節(jié)答疑人： 部分 部分 部分 部

2、分 部分 部分 7. 指導教師 8. 教研室負責人 9. 系負責人 安 徽 理 工 大 學畢業(yè)設(shè)計成績評定專業(yè)、班級 土木10-3班 姓名 完成日期 1、設(shè)計題目 合肥蕪湖路萬達廣場北區(qū)深基坑支護設(shè)計 2、專題 3、答辯評定意見 4、畢業(yè)設(shè)計成績的評定指導教師（分）評閱教師（分）畢業(yè)答辯（分）總 分5、答辯委員會（簽名） 日期 合肥蕪湖路萬達廣場北區(qū)深基坑支護設(shè)計摘要本設(shè)計為合肥市蕪湖路萬達廣場北區(qū)深基坑支護設(shè)計。設(shè)計時嚴格按照建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程（JGJ120-2012）和畢業(yè)設(shè)計大綱進行。 根據(jù)該基坑工程實際情況，以及考慮到經(jīng)濟、工期等諸多因素，選取樁錨支護結(jié)構(gòu)作為基坑圍護形式；截水帷幕加

3、明溝集水井作為基坑降水排水方法。整個工程的施工時間擬定為六個月。施工組織的順序是先施工鉆孔灌注樁和截水帷幕；再進行土方開挖、打設(shè)錨桿支護；最后設(shè)置排水溝和集水井。在整個基坑工程中，務(wù)必組織好各個分項工程的施工、管理和監(jiān)測工作，確保工程按時按質(zhì)按量完成。關(guān)鍵詞：深基坑，鉆孔灌注樁，錨索，施工組織THE DESIGN OF WANDA PLAZA NORTH DEEP EXCAVATION ON WUHU ROAD IN HEFEI CITYABSTRACTThe design is about the Hefei Wuhu Road, Wanda Plaza, North deep excava

4、tion,which is in strict accordance with the "construction excavation Technical Specification" (JGJ120-2012) and "Graduation Outline" .According to the excavation actual situation, and taking into account the many economic factors, duration, etc., it selectes the pile anchor retai

5、ning structure as bracing, Curtain mecamylamine ditch drainage sump pit as dewatering methods.Construction time of six months developes the whole project.the first order of the Construction of the organization is construction bored and cut water curtain.And then earth excavation, set up to fight bol

6、ting;Finally, set the drains and sump Throughout the excavation project, it be sure to organize the construction, management and monitoring of the various sub-projects to ensure that the project is completed on time and according to the volume.KEYWARDS：Deep foundation，Pile anchor retaining structure

7、, Construction OrganizationConstruction OrganizationConstruction OrganizationIII目錄摘要（中文）I摘要（英文）II1工程基本情況11.1 建筑工程概況11.2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件11.2.1 工程地質(zhì)11.2.2 水文地質(zhì)22深基坑維護結(jié)構(gòu)方案與選擇22.1 深基坑圍護結(jié)構(gòu)方案22.1.1 土釘墻22.1.2 水泥土重力式擋土墻32.1.3 地下連續(xù)墻32.1.4 灌注樁排樁圍護墻32.2 結(jié)構(gòu)方案選擇43圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計43.1 設(shè)計基本參數(shù)43.2 圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算及驗算43.2.1 1-1截面設(shè)計計算43.2

8、.2 2-2截面設(shè)計計算253.3 基坑降水、排水設(shè)計464圍護結(jié)構(gòu)施工及土方開挖464.1 施工方法選擇464.2 圍護結(jié)構(gòu)施工464.2.1 鉆孔灌注樁施工464.2.2 錨索施工484.3 基坑開挖494.3.1 施工準備494.3.2 施工流程494.3.3 施工設(shè)備494.4 截水帷幕施工494.4.1 施工準備494.4.2 施工流程494.4.3 問題處理504.5 施工組織設(shè)計504.6 施工安全技術(shù)措施504.6.1 安全用電措施504.6.2 現(xiàn)場消防安全措施504.6.3 建筑施工安全措施514.7 基坑質(zhì)量檢查與驗收515工程檢測515.1 監(jiān)測內(nèi)容515.2 量測原件

9、布置與安裝515.2.1 監(jiān)測點布置515.2.2 監(jiān)測原件安裝525.3 監(jiān)測時間525.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與預報526工程概預算536.1 材料消耗量計算536.2 概預算費用53參考文獻55致謝56ii1工程基本情況1.1 建筑工程概況合肥市萬達廣場位于合肥一環(huán)路以內(nèi)，三面環(huán)路，一面臨河，蕪湖路從廣場中間穿過將其一分為二，地理位置優(yōu)越，交通十分便捷。工程地點位于萬達廣場的北區(qū)部分，在此開挖深基坑建設(shè)地下室，開挖面積約2.89公頃，開挖深度大約在10米左右。該深基坑工程的作用一方面是為了去除表面的人工填土，為廣場上酒店住宅等高層建筑打設(shè)深基礎(chǔ)，另一個更大的作用是為了開發(fā)成多層地下室。該深基坑

10、工程開挖深度以及空間都很大，對基坑穩(wěn)定性要求高、水平位移控制嚴格；要保持基坑內(nèi)部干燥以便于施工。1.2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件1.2.1 工程地質(zhì)依據(jù)勘察結(jié)果，工程場區(qū)地面以下30m深度范圍內(nèi)土層按工程性質(zhì)可分為雜填土、粉質(zhì)黏土夾粉土、粉土與細砂互層、強風化泥質(zhì)砂巖、中風化泥質(zhì)砂巖。雜填土層：該層連續(xù)分布，厚度在35米，以建筑垃圾為主，含大量灰渣、碎石。粉質(zhì)黏土夾粉土：土質(zhì)呈褐黃色，堅硬-硬塑，中壓縮性，局部夾粉土薄層。粉土與細砂互層：該層連續(xù)分布，灰黃色、黃色，濕-較塑，中壓縮性，局部夾粉細砂薄層。強風化泥質(zhì)砂巖：棕紅色，密實，濕，已風化成砂土狀，手捏易碎，遇水軟化。中風化泥質(zhì)砂巖：棕紅色，

11、泥質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)程度低，巖芯呈柱狀，裂隙較發(fā)育。根據(jù)勘察報告各土層的主要設(shè)計參數(shù)建議值見下表1-1。表1-1 各土層的主要設(shè)計參數(shù)建議值巖土名稱天然密度直接快剪壓縮模量靜止側(cè)壓力系數(shù)基床系數(shù)滲透系數(shù)粘聚力內(nèi)摩擦角水平垂直水平垂直cEs0.1-0.2K0KXKvKKg/cm3kPa°Mpa Mpa/mMpa/mm/dm/d雜填土1.8 0811.20.462225 / /粉質(zhì)黏土夾粉土1.872018100.4535350.000600.00062粉土與細砂互層1.91326100.4335300.005650.0333強風化泥質(zhì)砂巖2.002522100.4340350.05000.0

12、500中風化泥質(zhì)砂巖2.013020100.4140350.04320.04631.2.2 水文地質(zhì)蕪湖路萬達廣場北區(qū)地下水位埋深2.03.5米，含水層主要是粉質(zhì)黏土夾粉土，弱承壓，主要接受越流、側(cè)向徑流補給，主要以側(cè)向徑流方式排泄。地下水的動態(tài)特征受大氣降水的垂直滲入的影響較小。2深基坑維護結(jié)構(gòu)方案與選擇基坑工程是土木工程領(lǐng)域經(jīng)常遇到的一個內(nèi)容，也是最為復雜的技術(shù)領(lǐng)域之一?；庸こ叹哂泻苊黠@的“地區(qū)性”，因此在基坑工程設(shè)計時必須因地制宜，結(jié)合當?shù)氐墓こ探?jīng)驗與土質(zhì)條件。而深基坑工程又是基坑工程中技術(shù)最為復雜的部分。隨著基坑深度的加大，擋土墻后水土壓力也不斷線性增長，而且要保持基坑內(nèi)部易于施工，

13、擋水以及排水就變得更加困難。因此深基坑維護結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工不僅要保證維護結(jié)構(gòu)在施工全過程中各工況條件的安全，還要合理控制基坑周圍土體變形以保證基坑周圍環(huán)境（鄰近建筑物以及地下建筑結(jié)構(gòu)）不受擾動，而且在安全的前提下，既要設(shè)計安全，又要經(jīng)濟節(jié)約，施工簡便，縮短工期。2.1 深基坑圍護結(jié)構(gòu)方案目前我國深基坑圍護結(jié)構(gòu)方案一般有土釘墻、水泥土重力式擋土墻、地下連續(xù)墻、灌注樁排樁圍護墻等幾種類型，在深基坑設(shè)計過程中應(yīng)結(jié)合各種圍護結(jié)構(gòu)特點以及具體工程實踐合理選擇圍護結(jié)構(gòu)方案。2.1.1 土釘墻土釘墻是一種由土釘、面層、被加固的原位土體以及必要的防水系統(tǒng)組成的具有自穩(wěn)能力的原位擋土結(jié)構(gòu)。土釘墻的優(yōu)點有：施工工

14、藝簡便，對基坑形狀的適用性強；不需要內(nèi)支撐，可敞開式開挖基坑；墻面的密封性好，可防治坑壁雨水沖刷以及水土流失；施工占用場地小，支護結(jié)構(gòu)幾乎不占用場地內(nèi)空間；可以邊開挖邊施工邊監(jiān)測，有利于信息化施工。土釘墻的缺點有：土釘墻的土釘長度一般比較長，所占用坑外空間比較大，對于地下管線有潛在危險；土釘墻控制土體水平位移能力較弱；土釘施工與土方開挖同時進行，對現(xiàn)場施工組織要求較高；土釘墻不適用較深基坑，在深基坑工程中一般與其他支護方式聯(lián)合使用；土釘墻適用于地下水位以上的人工填土、黏性土或者弱膠結(jié)砂性土土層中的基坑支護，一般用于開挖深度不大于12米、周圍環(huán)境保護要求不太高的基坑工程中。2.1.2 水泥土重力

15、式擋土墻水泥土重力式擋土墻是以水泥等膠凝材料為固化劑，將深層地基土和固化劑進行強制攪拌，形成具有一定厚度的水泥土柱墻式加固結(jié)構(gòu)。優(yōu)點有：原料來源廣、施工簡易快捷、經(jīng)濟效益顯著、基坑內(nèi)部不需用內(nèi)支撐和錨桿體系，無施工阻礙，與此同時還可形成封閉的止水帷幕，因此擋水能力好。缺點有：施工速度較慢，所用工期較長；強身寬度隨著深度而增加，因此造價也會很高；維護結(jié)構(gòu)變形不易控制；維護墻體對周圍環(huán)境影響較大。水泥土重力式擋土墻一般適用于軟土地層，而且適用于軟土地層中開挖深度不大于7米、對周圍環(huán)境保護要求不高的基坑工程中。2.1.3 地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻是先采用挖槽機械沿著基坑邊緣線，在泥漿護壁的條件下，開挖出

16、一條深槽，清槽后，在槽內(nèi)放置鋼筋籠，然后澆筑水下混凝土筑成一個單元槽段，如此逐段進行，在地下筑成一道墻壁式的深基坑維護結(jié)構(gòu)。優(yōu)點有：對周圍環(huán)境影響小；防水防滲性能高；墻體剛度大，穩(wěn)定性好；開挖基坑過程中安全性高；還可用作地下室的墻體。缺點有：廢棄物較難處理；對于粉砂土層會經(jīng)常出現(xiàn)墻壁坍塌等問題；墻體連接部位是防水的薄弱環(huán)節(jié)，容易產(chǎn)生漏水滲水等問題。一般適用深度大于十米、對基坑變形和防水性能要求較高的深基坑工程；如果場地空間不夠或者基坑邊緣與場地紅線距離很近，最好采用地下連續(xù)墻作為基坑圍護結(jié)構(gòu)。2.1.4 灌注樁排樁圍護墻灌注樁排樁圍護墻是采用連續(xù)的柱列式排列的灌注樁形成的圍護結(jié)構(gòu)。工程中有三種

17、常用的灌注樁排樁圍護墻。分離式排樁圍護墻的優(yōu)勢是施工簡易、技術(shù)成熟、造價合理；振動小、噪音低、對環(huán)境影響較小；而且還可以靈活調(diào)整圍護樁剛度。缺點是對于有隔水要求的工程需另設(shè)止水帷幕。分離樁適用性較廣，但不常用于軟土地層中的深基坑工程。咬合式排樁圍護墻的優(yōu)點集受力與隔水結(jié)構(gòu)二者合一，整體剛度較大，防水性能較好；造價低、施工快、對環(huán)境影響較?。蝗秉c是較難滿足對成樁垂直度的要求。咬合樁一般適用于淤泥、流砂、水多的軟土地區(qū)。雙排式排樁圍護墻的優(yōu)點是施工簡易、技術(shù)成熟、造價經(jīng)濟、易控質(zhì)量。缺點是圍護結(jié)構(gòu)占用空間較大；自身不能隔水。雙排樁適用于場地開闊，控制變形要求高，開挖深度大的基坑工程。2.2 結(jié)構(gòu)方

18、案選擇該基坑工程占地面積大，工程量大，施工較復雜?；娱_挖主要有兩個不同的截面，考慮到施工、技術(shù)、工期等方面的因素，兩個截面均采用分離式排樁圍護墻，樁型選用直徑600mm鉆孔灌注樁，支撐體系采用錨拉式結(jié)構(gòu)，600mm高壓旋噴樁作為止水帷幕。1-1截面基坑深10.7米，常地下水位距地面3.2米深處?；由隙?.2米放坡開挖至地下水位，基坑下段7.5米采用樁錨體系作為圍護結(jié)構(gòu)。2-2截面基坑深9米，常地下水位距地面2.2米深處?；尤尾捎脴跺^體系作為圍護結(jié)構(gòu)。3圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 設(shè)計基本參數(shù)1.開挖深度本深基坑工程主要有兩種具有代表性的設(shè)計截面：1-1截面開挖深度10.7米，2-2截面開挖深度

19、9米。2.標高1-1截面的地表標高為-0.4米，基坑開挖底面標高-11.1米。2-2截面的地表標高為-1.0米，基坑開挖底面標高-10.0米。3.地下水位該工程的地下水位埋深較淺，地下水位一般距地表23.5米。1-1截面的常地下水位標高平均約為-3.6米，2-2截面的常地下水位標高平均約為-3.2米。3.2 圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算及驗算3.2.1 1-1截面設(shè)計計算1-1截面采用單排鉆孔灌注樁加三層錨索支撐，地表標高-0.4米，樁頂標高-3.6米，坑底標高-11.1米，基坑深H=10.7米，三道錨索錨頭標高分別為：-4.6米、-7.1米、-9.6米；鉆孔灌注樁樁徑D=600mm，樁距=1200mm；

20、地面超載=15kPa。樁頂?shù)降乇磉@3.2米厚土層采用1:0.7放坡開挖，在坡頂打入土釘，并鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片、噴射混凝土；在從樁頂處計算土壓力時，要考慮坡體對樁側(cè)土層產(chǎn)生的附加壓力，按照建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程（JGJ120-2012）的要求，產(chǎn)生的豎向附加壓力從標高為-4.6米處算起，附加壓力值為。1、土壓力系數(shù)計算主動土壓力系數(shù)：被動土壓力系數(shù)：式中： 內(nèi)摩擦角表3-1 1-1截面主要土層工程參數(shù)表土層底層厚度(m)厚度(m)重度(kN/m3)雜填土1.61.6180.75601.3230粉質(zhì)黏土夾粉土4.83.218.70.52810.561.89427.53粉土與細砂互層1712.2190.39

21、05.072.56120.802、土壓力計算（1）主動土壓力計算式中 樁側(cè)某點主動土壓力強度，； 土的重度，； 某點距樁頂?shù)木嚯x，； 朗肯主動土壓力系數(shù)，； 土的內(nèi)摩擦角，； 土的粘聚力，。土層中附加壓力不連續(xù)點的豎向附加壓力： 土層中土壓力不連續(xù)點的主動土壓力：（2）被動土壓力計算式中 樁側(cè)某點主動土壓力強度，； 土的重度，； 某點距樁頂?shù)木嚯x，； 朗肯被動土壓力系數(shù)，； 土的內(nèi)摩擦角，； 土的粘聚力，。土層中附加壓力不連續(xù)點的豎向附加壓力： 土層中土壓力不連續(xù)點的被動土壓力：經(jīng)過上述關(guān)于1-1截面主動土壓力和被動土壓力的一系列計算，可以畫出1-1截面樁側(cè)土壓力分布圖，如圖3-1所示。圖3-

22、1 1-1截面樁側(cè)土壓力分布圖3、錨索拉力計算錨索拉力采用分層開挖錨桿力不變法計算。先布置錨索位置，在計算錨索拉力。將第一層錨索布置在樁頂下一米處，即標高為-4.6米處；第二層錨索布置在距第一層錨索2.5米處，即標高為-7.1米處；第三層錨索布置在距第二層錨桿2.5米，即標高為-9.6米處。（1）第一層錨索力計算在計算第一層錨索拉力時，將基坑開挖至第二層錨索位置處，先尋找樁側(cè)壓力反彎點，再利用反彎點以上樁受到的各種力對反彎點求矩，建立平衡方程，求出第一個錨索拉力。根據(jù)等值梁中的基本假設(shè)，反彎點與凈土壓力強度為零點近似重合，因此可以先找到土壓力為零點，再假設(shè)此點為反彎點。圖3-2 1-1截面第一

23、層錨索拉力計算示意圖根據(jù)假設(shè)，零土壓力強度點即為反彎點，由圖3-2易知， 令整理得解得，即圖中A點為反彎點。再對A點取矩，列平衡方程有：整理得： 解得：（2）第二層錨索力計算在計算第二層錨索拉力時，將基坑開挖至第三層錨索位置處，先尋找樁側(cè)壓力反彎點，再利用反彎點以上樁受到的各種力對反彎點求矩，建立平衡方程，求出第二個錨索拉力。圖3-3 1-1截面第二層錨索拉力計算示意圖根據(jù)假設(shè)，零土壓力強度點即為反彎點，由圖3-3易知， 令整理得解得，即圖中A點為反彎點。再對A點取矩，列平衡方程有：整理得： 解得： （2）第三層錨索力計算在計算第三層錨索拉力時，將基坑開挖至設(shè)計基坑底面，先尋找樁側(cè)壓力反彎點，

24、再利用反彎點以上樁受到的各種力對反彎點求矩，建立平衡方程，求出第三個錨索拉力。圖3-4 1-1截面第三層錨索拉力計算示意圖根據(jù)假設(shè)，零土壓力強度點即為反彎點，由3-4圖易知， 令，整理得：解得：，即圖中A點為反彎點。再對A點取矩，列平衡方程有：整理得： 解得：4、樁長計算計算嵌固深度時需要求出反彎點處的剪力V，以及畫出樁側(cè)凈土壓力分布圖，利用反彎點以下樁受到的凈力對樁底建立彎矩平衡方程，求得反彎點以下的樁長，再將整個計算嵌固深度乘系數(shù)1.2，得到實際施工時的嵌固深度，最后在加上基坑上段的樁長H,便得到樁長L。圖3-5 1-1截面樁側(cè)凈土壓力分布圖由圖3-5所示，可以求出反彎點處的剪力V 再由剪

25、力V算出t 代入解得理論嵌固深度實際嵌固深度樁長5、內(nèi)力計算計算樁的內(nèi)力，并不苛求樁身每一點所受剪力和彎矩值，只需求出樁所承受的最大剪力和最大彎矩即可。因為在制作樁時，樁上每一點的直徑和配筋都是相同的，而且樁身必須能夠保證樁在承受最大剪力和最大彎矩的作用時也不會導致破壞，所以設(shè)計樁徑來驗算樁是否能承受最大剪力，根據(jù)樁所承受的最大彎矩值來配筋。在計算樁內(nèi)力時，根據(jù)圖3-6能夠比較容易得到樁的剪力圖，也就能找到樁的最大剪力；在根據(jù)材料力學中的原理，剪力為零處存在彎矩極值，從而可以把各個剪力為零處的極值彎矩一一算出，再比較極值彎矩大小，得到最大彎矩值。圖3-6 1-1截面樁側(cè)凈土壓力分布圖（1）樁內(nèi)

26、最大剪力由樁剪力圖可以看出樁內(nèi)最大剪力。（2）樁內(nèi)最大彎矩由剪力圖易知存在四個剪力為零點，即有四個極值彎矩，下面一一計算：1）第一個剪力為零處的極限彎矩由剪力圖易知，第一個剪力為零點為剪力圖中1點，由凈土壓力圖，可以建立方程：整理得：解得：再把第一個剪力為零點以上的樁截取出來做受力分析，取樁上各力對剪力為零點建立力矩平衡方程，得到：解得：2）第二個剪力為零處的極限彎矩由剪力圖易知，第二個剪力為零點為剪力圖中2點，由凈土壓力圖，可以建立方程：整理得：解得：再把第二個剪力為零點以上的樁截取出來做受力分析，取樁上各力對剪力為零點建立力矩平衡方程，得到：解得：3）第三個剪力為零處的極限彎矩由剪力圖易知

27、，第三個剪力為零點為剪力圖中3點，由凈土壓力圖，可以建立方程：整理得：解得：再把第三個剪力為零點以上的樁截取出來做受力分析，取樁上各力對剪力為零點建立力矩平衡方程，得到：解得：4）第四個剪力為零處的極限彎矩由剪力圖易知，第四個剪力為零點為剪力圖中4點，由凈土壓力圖，可以建立方程：代入解得：再把第四個剪力為零點以上反彎點以下這段樁截取出來做受力分析，取樁上各力對剪力為零點建立力矩平衡方程，得到：解得：通過比較以上四個剪力為零點處的極限彎矩值，可以得出最大彎矩值為6、穩(wěn)定性驗算深基坑工程的穩(wěn)定性驗算包括嵌固穩(wěn)定性驗算、抗滑移穩(wěn)定性驗算、抗隆起穩(wěn)定性驗算以及整體穩(wěn)定性驗算。（1）嵌固穩(wěn)定性驗算嵌固穩(wěn)

28、定性驗算的思路主要是被動土壓力及支撐力對樁底產(chǎn)生的被動力矩與主動土壓力對樁底產(chǎn)生的主動力矩之比，即嵌固穩(wěn)定性系數(shù)，對于安全等級為二級的深基坑工程，不應(yīng)小于1.2，以保證整個基坑工程不會發(fā)生傾覆破壞。被動力矩：主動力矩：，滿足嵌固穩(wěn)定性要求。（2）抗滑移穩(wěn)定性驗算抗滑移穩(wěn)定性驗算的思路主要是被動土壓力與錨桿支撐力之和必須大于主動土壓力，這是為了保證整個基坑工程不會發(fā)生側(cè)移破壞。滿足抗滑移穩(wěn)定性要求。（3）抗隆起穩(wěn)定性驗算 滿足抗隆起穩(wěn)定性要求。（4）整體穩(wěn)定性驗算整體穩(wěn)定性驗算通常按平面問題考慮，以圓弧滑動條分法為理論基礎(chǔ)。整體穩(wěn)定安全系數(shù)以下列公式計算：式中： ； 在基坑內(nèi)側(cè)選取一滑動圓心O，

29、以O(shè)點與樁底連線為半徑作滑動圓弧，量取半徑R，取寬度b=0.1R對圓弧內(nèi)基坑進行分條，然后進行整體穩(wěn)定性驗算。圓弧滑動條分法計算示意圖如圖3-7所示。圖3-7 1-1截面圓弧滑動條分法計算示意圖由于圓弧滑動條分法計算較復雜，故不一一列式，現(xiàn)將計算具體計算過程表示與表3-1、表3-2：表3-2 1-1截面圓弧滑動計算參數(shù)表分條號-81.81553.150051.00.5740.8190.4880.454-71.81462.6002185.30.6950.7190.4880.597-61.81382.30038112.80.7880.6160.4880.714-51.81312.07051133.

30、90.8570.5150.4880.807-41.81252.00060148.50.9060.4230.4880.878-31.81191.91065156.60.9460.3260.4880.941-21.81131.86072167.90.9740.2250.4880.995-11.8171.82076174.40.9930.1220.4881.03901.8111.81078177.71.0000.0170.4881.07311.8151.82077176.00.9960.0870.4881.05221.81101.840114344.20.9850.1740.4881.01831.8

31、1161.8857.6123318.40.9610.2760.4880.96841.81221.9572.6127298.00.9270.3750.4880.91151.81282.0572.6124266.20.8830.4690.4880.84361.81352.2172.6119238.10.8190.5740.4880.75571.81422.4472.6109215.50.7430.6690.4880.65781.81512.8872.692174.90.6290.7770.4880.51991.81613.7372.669118.30.4850.8750.4880.354101.3

32、7765.6672.62642.120.2420.9700.3250.095表3-3 1-1截面圓弧滑動計算公式表分條號-840.9529.2741.77143.77-733.8031.4461.33189.05-629.956.2569.48226.10-526.9188.8868.96255.55-426.00113.6562.82278.03-324.83136.0951.05297.98-224.18191.0137.78315.08-123.66206.5521.28329.02023.53213.023.02339.78123.66111.0415.31333.13223.9232

33、1.2459.89306.53324.44382.2987.88294.92425.35366.48111.75288.48526.65298.03124.85266.95628.73215.39136.67239.08731.72113.29143.84208.05837.4431.11265.74164.35948.49-72.44333.64112.1010113.20-121.55164.5030.08則：整理得：，滿足整體穩(wěn)定性要求。上述滑弧的圓心不一定是最危險滑弧，還要進行進一步試算，找到最危險滑弧。經(jīng)過北京理正6.0電算結(jié)果顯示，當基坑挖至設(shè)計標高時圓弧滑動整體穩(wěn)定性安全系數(shù)最小

34、值為該基坑整體穩(wěn)定性驗算滿足要求。7、配筋計算(1)樁身配筋計算鉆孔灌注樁縱向受力鋼筋的配置方式通常有兩種，一種是沿樁身周邊均勻配置縱向鋼筋，另一種是沿樁身受拉去和受壓區(qū)局部均勻配置縱向鋼筋。為了施工方便、以及減少施工時擺放鋼筋所造成的位置誤差，本工程設(shè)計中采用第一種方案。沿樁身周邊均勻布置鋼筋的圓形截面支護樁，其截面內(nèi)縱向鋼筋數(shù)量不少于6根時，其正截面受彎承載力應(yīng)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2010）第E.0.4-2條的要求：式中 1-1截面上單位長度上的土條，；取樁距，此時每根樁的，?；拥燃墳槎墸?。所以，。縱向受拉鋼筋選擇HRB400，=360MPa,箍筋選擇HPB300,

35、 =270 MPa，樁身混凝土保護層取35mm，選用C35混凝土，=16.7MPa，,樁徑D=600mm。估計配筋率 由公式：，可得式：再由式：驗算彎矩是否能滿足要求，滿足。選用14根25鋼筋均勻放置在直徑為600mm的圓形樁內(nèi)，每根鋼筋的間距小于300mm，滿足規(guī)范要求。實際。配筋率>0.42%,滿足規(guī)范要求。圓形截面支護樁的的斜截面承載能力計算方法是用1.76r代替矩形截面的截面寬度，用1.6r代替矩形截面的有效高度，在等效成矩形截面的混凝土樁后，按矩形界面的斜截面承載力計算公式進行計算。式中： 從而得，所以只需按最小配筋率配置箍筋即可。取箍筋間距,箍筋選擇雙肢12150，實際。（2

36、）冠梁設(shè)計冠梁按構(gòu)造設(shè)計。寬度取與直徑相等，為600mm；高度取600mm；選擇HRB400級鋼筋，具體配筋方式見附圖。（3）腰梁設(shè)計腰梁采用鋼筋混凝土腰梁?；炷翉姸鹊燃壊捎肅25，梯形截面的上邊尺寸為250mm，選擇HRB335級鋼筋，具體配筋方式見附圖。8、錨索設(shè)計計算錨索選用（7股）鋼絞絲，單束錨索直徑選用17.8mm，其抗拉強度設(shè)計值,錨固體直徑、。（1） 第一層錨索由式：該基坑為二級基坑，??；按設(shè)錨固段長度為，根據(jù)，可得：，取。錨索的自由端長度應(yīng)由下式確定：在錨索拉力計算示意圖中易知： 取。所以第一層錨索的長度。錨索桿體直徑計算：，所需錨索束數(shù)，選擇1根直徑為17.8mm的鋼絞線。

37、（2） 第二層錨索由式：該基坑為二級基坑，??；按設(shè)錨固段長度為，根據(jù)，可得：，取。錨索的自由端長度應(yīng)由下式確定：在錨索拉力計算示意圖中易知： 取。所以第二層錨索的長度。錨索桿體直徑計算：，所需錨索束數(shù)，選擇1束直徑為17.8mm的鋼絞線。（3） 第三層錨索由式：該基坑為二級基坑，??；按設(shè)錨固段長度為，根據(jù)，可得：。錨索的自由端長度應(yīng)由下式確定：在錨索拉力計算示意圖中易知： 取。所以第三層錨索的長度錨索桿體直徑計算：，所需錨索束數(shù)，選擇1束直徑為17.8mm的鋼絞線。3.2.2 2-2截面設(shè)計計算2-2截面采用單排鉆孔灌注樁加三層錨索支撐，地表及樁頂標高-1.0米，坑底標高-10.0米，基坑深H

38、=9米，三道錨索錨頭標高分別為：-3.0米、-6.0米、-9.0米；鉆孔灌注樁樁徑D=600mm，樁距=1200mm；地面超載=15kPa。樁頂?shù)降乇磉@3.2米厚土層采用1:0.7放坡開挖，在坡頂打入土釘，并鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片、噴射混凝土；地面超載=15kPa?；又車幸粭澔炷两ㄖ?，基礎(chǔ)埋深1.5米，寬度1.25米，基礎(chǔ)距離基坑4.8米，按照建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程的要求，要考慮建筑物對樁側(cè)土層產(chǎn)生的附加壓力，產(chǎn)生的豎向附加壓力從標高為-7.3米處算起，附加壓力值為。1、土壓力系數(shù)計算主動土壓力系數(shù)：被動土壓力系數(shù)：式中： 內(nèi)摩擦角表3-4 2-2截面主要土層工程參數(shù)表土層底層厚度(m)厚度(m)

39、重度(kN/m3)雜填土3.23.2180.75601.3230粉質(zhì)黏土夾粉土1915.818.70.52810.5601.89427.5302、土壓力計算（1）主動土壓力計算式中 樁側(cè)某點主動土壓力強度，； 土的重度，； 某點距樁頂?shù)木嚯x，； 朗肯主動土壓力系數(shù)，； 土的內(nèi)摩擦角，； 土的粘聚力，。土層中附加壓力不連續(xù)點的豎向附加壓力： 土層中土壓力不連續(xù)點的主動土壓力：（2）被動土壓力計算式中： 樁側(cè)某點主動土壓力強度，； 土的重度，； 某點距樁頂?shù)木嚯x，； 朗肯主動土壓力系數(shù)，； 土的內(nèi)摩擦角，； 土的粘聚力，。土層中附加壓力不連續(xù)點的豎向附加壓力： 土層中土壓力不連續(xù)點的被動土壓力：圖

40、3-8 2-2截面樁側(cè)土壓力分布圖3、錨索拉力計算錨索拉力采用分層開挖錨索力不變法計算。先布置錨索位置，在計算錨索拉力。將第一層錨索布置在樁頂下2米處，即標高為-3.0米處；第二層錨索布置在距第一層錨索3.0米處，即標高為-6.0米處；第三層錨索布置在距第二層錨索3米，即標高為-9.0米處。（1）第一層錨索力計算在計算第一層錨索拉力時，將基坑開挖至第二層錨索位置處，先尋找樁側(cè)壓力反彎點，再利用反彎點以上樁受到的各種力對反彎點求矩，建立平衡方程，求出第一個錨索拉力。根據(jù)等值梁中的基本假設(shè)，反彎點與凈土壓力強度為零點近似重合，因此可以先找到土壓力為零點，再假設(shè)此點為反彎點。圖3-9 2-2截面第一

41、層錨索拉力計算示意圖根據(jù)假設(shè)，零土壓力強度點即為反彎點，由上圖易知， 令整理得解得，由于被動土壓力過大，找不到零土壓力點，所以設(shè)樁底就為反彎點。再對樁底取矩，列平衡方程有：整理得： 解得：（2）第二層錨索力計算在計算第二層錨索拉力時，將基坑開挖至第三層錨索位置處，先尋找樁側(cè)壓力反彎點，再利用反彎點以上樁受到的各種力對反彎點求矩，建立平衡方程，求出第二個錨索拉力。圖3-10 2-2截面第二層錨索拉力計算示意圖根據(jù)假設(shè)，零土壓力強度點即為反彎點，由上圖易知， 令整理得解得，即圖中A點為反彎點。再對A點取矩，列平衡方程有：整理得： 解得： （2）第三層錨索力計算在計算第三層錨索拉力時，將基坑開挖至設(shè)

42、計基坑底面，先尋找樁側(cè)壓力反彎點，再利用反彎點以上樁受到的各種力對反彎點求矩，建立平衡方程，求出第三個錨索拉力。圖3-11 2-2截面第三層錨索拉力計算示意圖根據(jù)假設(shè)，零土壓力強度點即為反彎點，由上圖易知， 當時，令，整理得：解得：，不滿足要求。當時，令，整理得：解得：，即圖中A點為反彎點。再對A點取矩，列平衡方程有：整理得： 解得： 4、樁長計算計算嵌固深度時需要求出反彎點處的剪力V，以及畫出樁側(cè)凈土壓力分布圖，利用反彎點以下樁受到的凈力對樁底建立彎矩平衡方程，求得反彎點以下的樁長，再將整個計算嵌固深度乘系數(shù)1.2，得到實際施工時的嵌固深度，最后在加上基坑上段的樁長H,便得到樁長L。圖3-1

43、2 2-2截面樁側(cè)凈土壓力分布示意圖由凈土壓力分布圖可以求出反彎點處的剪力V 再由剪力V算出t 代入解得理論嵌固深度實際嵌固深度樁長5、內(nèi)力計算計算樁的內(nèi)力，并不苛求樁身每一點所受剪力和彎矩值，只需求出樁所承受的最大剪力和最大彎矩即可。因為在制作樁時，樁上每一點的直徑和配筋都是相同的，而且樁身必須能夠保證樁在承受最大剪力和最大彎矩的作用時也不會導致破壞，所以設(shè)計樁徑來驗算樁是否能承受最大剪力，根據(jù)樁所承受的最大彎矩值來配筋。在計算樁內(nèi)力時，根據(jù)樁側(cè)凈土壓力分布圖能夠比較容易得到樁的剪力圖，也就能找到樁的最大剪力；在根據(jù)材料力學中的原理，剪力為零處存在彎矩極值，從而可以把各個剪力為零處的極值彎矩

44、一一算出，再比較極值彎矩大小，得到最大彎矩值。圖3-13 2-2截面樁側(cè)凈土壓力分布圖（1）樁內(nèi)最大剪力由樁剪力圖可以看出樁內(nèi)最大剪力。（2）樁內(nèi)最大彎矩由剪力圖易知存在四個剪力為零點，即有四個極值彎矩，下面一一計算：1）第一個剪力為零處的極限彎矩由剪力圖易知，第一個剪力為零點為剪力圖中點，由凈土壓力圖，可以建立方程：整理得：解得：再把第一個剪力為零點以上的樁截取出來做受力分析，取樁上各力對剪力為零點建立力矩平衡方程，得到：解得：2）第二個剪力為零處的極限彎矩由剪力圖易知，第二個剪力為零點為剪力圖中點，由凈土壓力圖，可以建立方程：整理得：解得：再把第二個剪力為零點以上的樁截取出來做受力分析，取

45、樁上各力對剪力為零點建立力矩平衡方程，得到：解得：3）第三個剪力為零處的極限彎矩由剪力圖易知，第三個剪力為零點為剪力圖中點，由凈土壓力圖，可以建立方程：整理得：解得：再把第三個剪力為零點以上的樁截取出來做受力分析，取樁上各力對剪力為零點建立力矩平衡方程，得到：解得：4）第四個剪力為零處的極限彎矩由剪力圖易知，第四個剪力為零點為剪力圖中點，由凈土壓力圖，可以建立方程：代入解得：再把第四個剪力為零點以上反彎點以下這段樁截取出來做受力分析，取樁上各力對剪力為零點建立力矩平衡方程，得到：解得：通過比較以上四個剪力為零點處的極限彎矩值，可以得出最大彎矩值為6、穩(wěn)定性驗算深基坑工程的穩(wěn)定性驗算包括嵌固穩(wěn)定

46、性驗算、抗滑移穩(wěn)定性驗算、抗隆起穩(wěn)定性驗算以及整體穩(wěn)定性驗算。（1）嵌固穩(wěn)定性驗算嵌固穩(wěn)定性驗算的思路主要是被動土壓力及支撐力對樁底產(chǎn)生的被動力矩與主動土壓力對樁底產(chǎn)生的主動力矩之比，即嵌固穩(wěn)定性系數(shù)，對于安全等級為二級的深基坑工程，不應(yīng)小于1.2，以保證整個基坑工程不會發(fā)生傾覆破壞。被動力矩：主動力矩：，滿足嵌固穩(wěn)定性要求。（2）抗滑移穩(wěn)定性驗算抗滑移穩(wěn)定性驗算的思路主要是被動土壓力與錨索支撐力之和必須大于主動土壓力，這是為了保證整個基坑工程不會發(fā)生側(cè)移破壞。滿足抗滑移穩(wěn)定性要求。（3）抗隆起穩(wěn)定性驗算 滿足抗隆起穩(wěn)定性要求。（4）整體穩(wěn)定性驗算整體穩(wěn)定性驗算通常按平面問題考慮，以圓弧滑動條分法為理論基