南大微結(jié)構(gòu)國家實驗室設(shè)計方案

1、南大微結(jié)構(gòu)國家實驗室設(shè)計方案第一章 設(shè)計方案綜合說明1.1 概述1.1.1 工程概況 擬建工程位于南京市以西，其南臨南大生命科學(xué)院大樓，西側(cè)為住宅樓。擬建建筑物地面以上6層，地下2層，總建筑面積69533m2,建筑土 0.00相當(dāng) 于絕對標(biāo)高 17.25m ，整平后地面標(biāo)高為 17.00m ，其它標(biāo)高均以此為準(zhǔn)，地下 室負(fù)二層底板頂標(biāo)高為 -7.75m ，基坑開挖深度為 8.50m ,框架結(jié)構(gòu)。1.1.2 基坑周邊環(huán)境條件基坑北面和東面均為馬路，最近距離為 15 m, 下設(shè)通訊電纜、煤氣管線等 設(shè)施。西側(cè)為居民住宅樓，樓高五層，其最近距離為 10.5 m南側(cè)為南大生命 科學(xué)院大樓，最近距離為

2、12.5 m 。1.1.3 工程水文地質(zhì)條件 擬建場區(qū)地貌單元為階地，地形較平坦，場地西側(cè)有坳溝分布，東側(cè)有暗 塘分布。在基坑支護影響范圍內(nèi)，自上而下有下列土層： 層雜填土：灰色，稍密，主要由碎石、碎磚、建筑垃圾組成，硬質(zhì)含量 30-60%,填齡大于 5 年。 -2層素填土：灰黃灰色，粉質(zhì)粘土為主，可塑軟塑，混少量碎磚粒， 爐渣，填齡大于 10年。 -3 層淤泥質(zhì)填土：灰黑色，流塑，稍具臭味，含腐植物。 -1 層粉質(zhì)粘土：灰黃灰色，可塑軟塑，稍有光澤，無搖震反應(yīng)，干 強度中等，韌性中等。 -2 層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土淤泥：灰色，流塑，含腐植物，稍有光澤，無搖 震反應(yīng)，干強度低，韌性低。 -3 層粉質(zhì)

3、粘土：灰色，軟塑，稍有光澤，無搖震反應(yīng)，干強度中等，韌 性中等。 -1 層粉質(zhì)粘土：黃褐色，可塑硬塑，含少量鐵錳結(jié)核，稍有光澤，無搖震反應(yīng)，干強度中等，韌性中等。1 -2 層粉質(zhì)粘土：黃褐色，可塑，局部軟塑，稍有光澤，無搖震反應(yīng)， 干強度中等，韌性中等。 -3層粉質(zhì)粘土：黃褐色，可塑硬塑，稍有光澤，無搖震反應(yīng)，干強 度中等，韌性中等，含鐵錳結(jié)核及灰色高嶺土團塊。 -1 層粉質(zhì)粘土混卵礫石：黃褐色，由硬塑粉質(zhì)粘土，稍密卵礫石及中粗砂組成，卵礫石為渾圓次圓狀，主要成分為石英巖，粒徑 450mm含量 約 30%。 -2 層殘積土：棕褐及紫紅色，呈硬塑粘性土狀。 -1 層強風(fēng)化泥巖泥質(zhì)粉砂巖：磚紅色，

4、上部呈硬塑粘性土狀，下部 碎塊狀，節(jié)理發(fā)育。 -2 層中風(fēng)化泥巖泥質(zhì)粉砂巖：磚紅色，層狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，泥質(zhì) 膠結(jié)，屬極軟巖。場區(qū)有一層地下水，屬孔隙潛水類型， 地下水位深度在 0.70m 1.65m 之 間。主要接受降雨、地表水、地下徑流的補給。1.1.4 基坑側(cè)壁安全等級及重要性系數(shù)南大微結(jié)構(gòu)國家實驗室基坑安全等級為二級，基坑重要性系數(shù)丫 0 = 1.0。1.2 設(shè)計總說明1.2.1 設(shè)計依據(jù)（1）南大微結(jié)構(gòu)國家實驗室場地地形圖、管網(wǎng)圖、建筑基礎(chǔ)圖、地下室 平面布置圖、樁位圖；（2）南大微結(jié)構(gòu)國家實驗室?guī)r土工程勘察報告 （K2005-59） ；（3）建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 （JGJ120-9

5、9） ；（4）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （GB50010-2002）；（5）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （GB50017-2003）；（6）建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范 （JGJ94-94） ；（7）巖土工程勘察規(guī)范 （GB50021-2002）。1.2.2 支護結(jié)構(gòu)方案本工程基坑支護設(shè)計方案的設(shè)計計算， 嚴(yán)格按照建筑基坑支護設(shè)計規(guī)程(JGJ120-99)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GBJ5001 2002)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè) 計規(guī)范(GB50017-2003中的有關(guān)要求進行。同時采用了理正軟件進行了 輔助計算和驗算；經(jīng)過詳細的計算分析后，我們認(rèn)為：采用本設(shè)計的基坑支 護方案，能滿足基坑土方開挖、地下室結(jié)構(gòu)施工及周圍環(huán)境保護對基坑支護

6、 結(jié)構(gòu)的要求，符合“安全可靠，經(jīng)濟合理，技術(shù)可行，方便施工”的原則。-!|圖1基坑平面圖基坑分為ABC CDEF FGHAE個計算區(qū)段，如圖1所示，均采用鉆孔灌 注樁與鋼筋混凝土支撐，坳溝、暗塘分布區(qū)采用單排雙軸深攪樁止水結(jié)構(gòu)。本基坑工程的特點是基坑開挖面積大， 地基土層以粉質(zhì)粘土為主，基坑 西側(cè)和北側(cè)有坳溝、暗塘。周圍環(huán)境較復(fù)雜，必須確保周圍建筑物、道路、 管線的正常安全使用，要求圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性好、沉降位移小，并能有效地 止水。因此，圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)滿足上述要求。綜合考察現(xiàn)場的周邊環(huán)境、道路及巖土組合等條件，為盡可能避免基坑 開挖對周圍建筑物、道路的影響，經(jīng)過細致分析、計算和方案比較，本工

7、程 支護方案選用下列形式： 整個基坑采用鉆孔灌注樁加一層鋼筋混凝土支撐作為支護結(jié)構(gòu)。 基坑西側(cè)和北側(cè)坳溝、暗塘分布區(qū)采用單排雙軸深攪樁作止水結(jié)構(gòu)。 基坑內(nèi)采用集水坑排除地下水。1.3基坑監(jiān)測基坑監(jiān)測是指導(dǎo)正確施工、避免事故發(fā)生的必要措施，本設(shè)計制定了詳 細的沉降、位移監(jiān)測方案，施工過程中將嚴(yán)格按照設(shè)計要求做好監(jiān)測、 監(jiān)控 工作。5第二章基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書2.1設(shè)計計算2.1.1地質(zhì)計算參數(shù)根據(jù)本工程巖土工程勘察資料，各土層的設(shè)計計算參數(shù)如表1:表1 土層設(shè)計計算參數(shù)土層重度y粘聚力C內(nèi)摩擦角滲透系數(shù)水平Kh垂直Kv3(KN/m)(kPa)( )(cm/s)(cm/s)雜填土19.510 1

8、515 18.62.52E-62.37E-6-1粉質(zhì)粘土19.323.416.91.36E-66.30E-7-2淤泥質(zhì)粘土淤泥15.111.08.75.72E-73.70E-7-3粉質(zhì)粘土19.113.418.13.89E-62.64E-6-1粉質(zhì)粘土19.947.818.81.00E-71.00E-7-2粉質(zhì)粘土19.630.618.53.85E-72.62E-7-3粉質(zhì)粘土20.150.917.91.00E-71.00E-72.1.2計算區(qū)段的劃分根據(jù)具體環(huán)境條件、地下結(jié)構(gòu)及土層分布厚度，將該基坑劃分為三個計算 區(qū)段，其附加荷載及計算開挖深度如表2：表2計算區(qū)段的劃分區(qū)段西、北東、北西、南

9、段位號ABCCDEFFGHA地面荷載（kPa）202020開挖深度（m8.58.58.52.1.3計算方法按照建筑基坑支護技術(shù)規(guī)范（JGJ 120-99）的要求，土壓力計算采用 朗肯土壓力理論，矩形分布模式，所有土層采用水土合算。求支撐軸力是用等 值梁法，對凈土壓力零點求力矩平衡而得。樁長是根據(jù)樁端力矩求出，并應(yīng)滿 足抗隆起及整體穩(wěn)定性要求，各段的抗隆起、整體穩(wěn)定性驗算、位移計算詳見 點電算結(jié)果。為了對比分析，除用解析法計算外，還用理正軟件電算。由于支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力是隨工況變化的，設(shè)計時按最不利情況考慮。2.1.4 土壓力系數(shù)計算按照朗肯土壓力計算理論作為土側(cè)向壓力設(shè)計的計算依據(jù)，即:主動土壓力系

10、數(shù)：Kai=tg2(45 - : i/2)被動土壓力系數(shù)：Kpi =tg 2(45 +i/2)計算時，不考慮支護樁體與土體的摩擦作用，且不對主、被動土壓力系數(shù)進行調(diào)整，僅作為安全儲備處理。計算所得土壓力系數(shù)表如表3所示:表3 土壓力系數(shù)表土 層Kai/KOiKpiKpi雜填土0.5160.5890.7190.767-1粉質(zhì)粘土0.5500.7411.8201.349-2淤泥質(zhì)粘土 淤泥0.7370.8591.3561.165-3粉質(zhì)粘土0.5260.7251.9011.379-1粉質(zhì)粘土0.5130.7161.9511.397-2粉質(zhì)粘土0.5180.7201.9301.389-3粉質(zhì)粘土0.

11、5300.7281.8871.3742.2 ABC段支護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算該段為基坑西北側(cè)，建筑土 0.00相當(dāng)于絕對標(biāo)高17.25m，整平后地面標(biāo) 高為17.00m,支撐設(shè)在-1.75m處，樁頂標(biāo)高為-1.35m。實際挖深8.50m,結(jié)構(gòu) 外側(cè)地面附加荷載q取20kPa,計算時以J1孔為例。2.2.1 土層分布(如表4所示)表4 ABC段土層分布層號巖土名稱厚度(m)雜填土3.60-1粉質(zhì)粘土0.90-2淤泥質(zhì)粘土淤泥5.10-3粉質(zhì)粘土7.90-2粉質(zhì)粘土2.202.2.2 土層側(cè)向土壓力計算2.2.2.1 主動土壓力計算Ea(1 1)=(20+19.5 X 1.1) X 0.516-2 X 1

12、5X 0.719=-0.18(kPa)Ea(1 2)=(20+19.5 X 3.6) X 0.516-2 X 15X 0.719=24.97(kPa)Ea(2 1)=(20+19.5 X 3.6) X 0.550-2 X 23.4 X 0.741=14.93(kPa)Ea(2 2)=(20+19.5Ea(3 1)=(20+19.5X 3.6+19.3 X 0.9) X 0.550-2 X 23.4 X 0.741=24.48(kPa)X 3.6+19.3 X 0.9) X 0.737-2 X 11X 0.859=60.37(kPa)Ea(3 2)=(20+19.5 X 3.6+19.3 X 0

13、.9+15.1 X 4) X 0.737-2 X 11X 0.859=104.90(kPa)Ea(4 1)=Ea(3 2)=104.90(kPa)Ea(4 2)=Ea(4 1)=104.90(kPa)Ea(5 1)=(20+19.5 X 3.6+19.3 X 0.9+15.1 X 4) X 0.526-2 X 13.4 X 0.725=68.92(kPa)Ea(5 2)=Ea(5 1)=68.92(kPa)Ea(6 1)=(20+19.5 X 3.6+19.3 X 0.9+15.1 X 4) X 0.518-2 X 30.6 X 0.720=42.94(kPa)Ea(6 2)=Ea(6 1)=

14、42.94(kPa)2.2.2.2被動土壓力計算Ep(4 1)=0 X 1.356+2 X 11X 1.165=25.63(kPa)Ep(4 2)=(0+15.1X 1.1) X 1.356+2 X 11X 1.165=48.15(kPa)Ep(5 1)=(0+15.1X 1.1) X 1.901+2 X 13.4 X 1.379=68.53(kPa)Ep(5 2)=(0+15.1X 1.1+19.1 X 7.9) X 1.901+2 X 13.4 X 1.379=355.37(kPa)Ep(6 1)=(0+15.1X 1.1+19.1 X 7.9) X 1.930+2 X 30.6 X 1.

15、389=408.28(kPa)Ep(6 2)=(0+15.1 X 1.1+19.1 X 7.9+19.6 X 2.2) X 1.930+2 X 30.6 X 1.389=491.50(kPa) 2.2.2.3凈土壓力計算(坑地面以下)Ep(4 1)=25.63-104.90=-79.27(kPa)Ep(4 2)=48.15-104.90=-56.75(kPa)Ep(5 1)=68.53-68.92=-0.39(kPa)Ep(5 2)=355.37-68.92=286.45(kPa)Ep(6 1)=408.28-42.94=365.34(kPa)Ep(6 2)=491.50-42.94=448.

16、56(kPa)圖2 ABC段土壓力分布圖223 土壓力合力及作用點的計算：LD(1)=0.18 X 2.5/(24.97+0.18)=0.02(m)Ea(1)=24.97 X (2.50-0.02)/2=30.96(KN/m)Ha(1)=(2.5-0.02)/3=0.83(m)Ea(2)=(14.93+24.48) X 0.9/2=17.73(KN/m)Ha(2)=0.9/3 X (14.93 X 2+24.48)/(14.93+24.48)=0.41(m)Ea(3)=(60.37+104.90) X 4/2=330.54(KN/m)Ha(3)=4/3 X (60.37 X 2+104.90)

17、/(60.37+104.9)=1.82(m)Ea=(56.75+79.27) X 1.1/2=74.81(KN/m)Ha=1.1-1.1/3 X (56.75 X 2+79.27)/(56.75+79.27)=0.58(m)LD(5)=0.39 X 7.9/(0.39+286.45)=0.01(m)Ea(5)=0.39 X 0.01/2=0.002(KN/m)Ha(5)=0.01-0.01/3=0.007(m)Ep(5)=(7.9-0.01) X 286.45/2=1130.05(KN/m)Hp(5)=(7.9-0.01)/3=2.63(m)Ep(6)=(365.34+448.56) X 2.

18、2/2=895.29(KN/m)Hp(6)=2.2/3 X (365.34 X 2+448.56)/(365.34+448.56)=1.06(m)Ea=30.96+17.73+330.54+74.81=454.04(KN/m)Ma=30.96X 6.84+17.73 X 5.52+330.54 X 2.93+74.01 X 0.59=1321.78(KN ?m/m) 2.2.4支撐軸力計算：經(jīng)計算：刀 MD=1321.78(KN?m/m)刀 Ea=454.04(KN/m)由刀M=0得：R=1321.78/(9.61-1.5)=162.98(kN/m)反彎點反力P0計算：Po=454.04-16

19、2.98=291.06(kN/m)2.2.5樁長計算：設(shè)樁端進入-2層頂面以下x米處，由刀M=0得：1.21321.78+454.04(7.89+x)=162.98(17.5+x-1.5)+1130 X (2.63+x)+1/2X 365.34 X x2+1/2 X (448.56-365.34) X x/2.2) X xX (x/3)9整理得：6.30x 3+182.67x2+748.18x-305.28=0解之得：x=0.374m樁長H=17.5+0.374-1.仁16.8m，經(jīng)電算驗算，滿足要求。2.2.6最大彎矩計算：2.2.6.1 R-P 0間最大彎矩，Mmaxi計算：設(shè)剪力Q=0點

20、位于第-2層頂面以下x米處：162.98=30.96+17.73+60.37x+1/2(104.90-60.37)/4 X x2整理得：25.57x +60.37x-114.29=0解得：x=1.645mMLxi=162.98 X (3.6+0.9+1.645-1.5)-30.96X (0.83+0.9+1.645)-17.73 X(0.41+1.645)-60.37 X 1.6452/2-0.5 X (104.90-60.37) X 1.645/4 X 1.645 2/3=526.18(KN ?m/m)2.2.6.2 P0以下最大彎矩，Mmax2計算：設(shè)剪力Q=0點位于D點以下x米處：291

21、.06=1/2 X (286.45x/7.89)x整理得：218.15x -291.06=0解得：x=4.00mMnax2=291.06 X 4-1/2 X 4X 286.45 X 4/7.89 X 4/3=776.98(KN?m/m)2.2.7拆撐計算本工程擬建兩層地下室，混凝土墊層 200mm地下室負(fù)2層底板厚800mm 負(fù)1層底板中心線位于地面下 3.75m處，厚400mm負(fù)1層頂板中心線位于建筑 0.00處，厚500mm負(fù)1層底板換撐時，支護樁懸臂位于位于地面下3.55m處。M=1/2X 2.43 X 2.43 X 24.97/2.48 X 2.43/3=24.08(KN ?m/m)2

22、.2.8配筋計算按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002)第 4.1.11 條3113#As rs3#:=10.75b . (10.75b)2 0.5 0.625bb 二 fy As / fem A心二 1.25 - 2匚2取樁徑 900,樁心距 1100, Mk=776.98kN M 取砼強度 C30, fe=14.3N/mm, 主筋1822鋼筋，均勻布置，fy=210N/mm保護層厚度50mm820(螺旋筋， 202000加強筋。2As=18 380.仁6842mmfy As2b=-=210 6842/(14.33.14 4502)=0.158fc A2 1/2:=1+0.75 0.

23、158-(1+0.750.158) -0.5-0.625 0.158 =0.311:t=1.25-2 : =0.6283M=2/3 14.3 (450 sin 二：)+210 400 6842 (sin 二：t+sin *;)/ 二=1078kNm1.25 1.0 1.1Mmax(=1056) 滿足要求！配筋率 4A/A=6842/(450 2二)=8.7 %。：為=4%，滿足設(shè)計要求！2.3 CDEF段支護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算該段為基坑?xùn)|北側(cè)，建筑土 0.00相當(dāng)于絕對標(biāo)高17.25m，整平后地面標(biāo) 高為17.00m，支撐設(shè)在-1.75m處，樁頂標(biāo)高為-1.35m。實際挖深8.50m，結(jié)構(gòu) 外側(cè)地面

24、附加荷載q取20kPa,計算時以J11孔為例。2.3.1 土層分布（如表5所示）表5 CDEF段土層分布層號巖土名稱厚度（m雜填土2.40-1粉質(zhì)粘土4.60-2粉質(zhì)粘土3.00-3粉質(zhì)粘土10.302.3.2 土層側(cè)向土壓力計算2.3.2.1 主動土壓力計算Ea(1 1)=(20+19.5 X 1.1) X 0.516-2 x 15X 0.719=-0.18(kPa)Ea(1 2)=(20+19.5 X 2.4) X 0.516-2 X 15X 0.719=12.90(kPa)Ea(2 1)=(20+19.5 X 2.4) X 0.513-2 X 47.8 X 0.716=-34.18(kP

25、a)Ea(2 2)=(20+19.5Ea(3 1)=(20+19.5Ea(3 2)=(20+19.5X 2.4+19.9 X 4.6) X 0.513-2 X 47.8 X 0.716=12.07(kPa)X 2.4+19.9 X 4.6) X 0.518-2 X 30.6 X 0.720=37.24(kPa)X 2.4+19.9 X 4.6+19.6 X 1.5) X 0.518-2 X 30.6 X 0.720=52.47(kPa)Ea(4 1)=Ea(3 2)=52.47kPa)Ea(4 2)=Ea(4 1)=52.47(kPa)Ea(5 1)=(20+19.5 X 2.4+19.9 X

26、 4.6+19.6 X 1.5) X 0.530-2 X 50.9 X 0.728=25.39(kPa)Ea(5 2)=Ea(5 1)=25.39(kPa)2.3.2.2被動土壓力計算Ep(4 1)=0 X 1.930+2 X 30.6 X 1.389=85.00(kPa)Ep(4 2)=(0+19.6 X 1.5) X 1.930+2 X 30.6 X 1.389=141.75(kPa)Ep(5 1)=(0+19.6 X 1.5) X 1.887+2 X 50.9 X 1.374=195.35(kPa)Ep(5 2)=(0+19.6 X 1.5+20.1 X 10.30) X 1.887+2

27、 X 50.9 X 1.374=586.02(kPa)2.3.2.3凈土壓力計算(坑地面以下)Ep(4 1)=85.00-52.47=32.53(kPa)Ep(4 2)=141.75-52.47=89.28(kPa)Ep(5 1)=195.35-25.39=169.96(kPa)Ep(5 2)=586.02-25.39=560.63(kPa)圖3 CDEF段土壓力分布圖2.3.3 土壓力合力及作用點的計算：LD(1)=0.18 X 1.3/(0.18+12.90)=0.02(m)Ea(1)=12.90 X (1.3-0.02)/2=8.26(KN/m)Ha(1)=(1.3-0.02)/3=0.

28、43(m)LD(2)=(34.18 X 4.6)/(34.18+12.07)=3.40(m)Ea(2)=12.07 X (4.6-3.4)/2=7.24(KN/m)Ha(2)=(4.6-3.4)/3=0.40(m)Ea(3)=(37.24+52.47) X 1.5/2=67.28(KN/m)Ha(3)=1.5/3 X (37.24 X 2+52.47)/(37.24+52.47)=0.71 (m)Ep=(32.53+74.05) X 1.5/2=79.94(KN/m)Hp(4)=1.5/3 X (32.53 X 2+74.05)/(32.53+74.05)=0.65(m)Ep(5)=(169.

29、96+560.63) X 10.30/2=3762.54(KN/m)Hp(5)=10.30/3 X (169.96 X 2+560.63)/(169.96+560.63)=4.23(m)Ea=8.26+7.24+67.28=82.78(KN/m)Ma=8.26X 6.53+7.24 X 1.9+67.28 X 0.71=115.46(KN ?m/m)2.3.4支撐軸力計算：經(jīng)計算：刀 MD=115.46(KN?m/m)刀 Ea=82.78(KN/m)由刀M=0得：R=115.46/(8.5-2.0)=17.76(kN/m)反彎點反力P0計算：Po=82.78-17.76=65.02(kN/m)

30、2.3.5樁長計算：設(shè)樁端進入-3層頂面以下x米處，由刀M=0得：1.2 115.46+82.78 X (1.5+x)=17.76(10+x-2)+79.94(0.65+x) +169.96x2/2+1/2(560.63-169.96)X x/10.3 X x X (x/3)整理得：326.49x +84.98x -1.64x-95.52=0解之得：x=1.06m14m樁長H=10+1.06-1.仁9.96m，經(jīng)電算不滿足整體穩(wěn)定性要求，實取 經(jīng)驗算后，滿足要求。2.3.6最大彎矩計算：2.3.6.1 R-P 0間最大彎矩，MU1計算：設(shè)剪力Q=0點位于第-2層頂面以下x米處：17.76=8.

31、26+7.24+37.24x+1/2(52.47-37.24)/1.5X x2整理得：5.08x 2+37.24x-2.26=0解得： x=0.06mMnax=17.76 X (2.4+4.6+0.06-2)-8.26X (0.43+4.6+0.06)-7.24 X (0.40+0.06)-37.24 X 0.062/2-0.5 X (52.47-37.24)X 0.06/1.5 X 0.06 2/3=44.32(KN ?m/m)2.362 P0以下最大彎矩，MU?計算：設(shè)剪力Q=0點位于基坑面以下x米處：65.02=1/2 X (89.28-32.53)x/1.5+32.53 X 2x整理得

32、：18.92x 2+32.53x-65.02=0解得：x=1.18mMLx2=65.02 X 1.18-17.94 X 1.18 X 1.18/2-1/2 X 1.18 X 32.53X 1.18/1.5 X 1.18/3 =59.30(KN ?m/m)2.3.7拆撐計算本工程擬建兩層地下室，混凝土墊層 200mm地下室負(fù)2層底板厚800mm 負(fù)1層底板中心線位于地面下 3.75m處，厚400mm負(fù)1層頂板中心線位于建筑 0.00處，厚500mm負(fù)1層底板換撐時，支護樁懸臂位于位于地面下3.55m處。M=8.26X 1.58=13.05KN?m/m2.3.8配筋計算因MU僅為59.3 KN ?

33、m/m 故取樁徑900,樁心距1100,取砼強度 C30, fc=14.3N/mm,主筋820鋼筋，均勻布置，fy=210N/mm 保護層厚度50mm 8200螺旋筋，20200加強筋。2.4 FGHA段支護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算該段為基坑西南側(cè)，建筑土 0.00相當(dāng)于絕對標(biāo)高17.25m，整平后地面標(biāo) 高為17.00m，支撐設(shè)在-1.75m處，樁頂標(biāo)高為-1.35m。實際挖深8.50m，結(jié)構(gòu) 外側(cè)地面附加荷載q取20kpa，計算時以J29孔為例。2.4.1 土層分布(如表6所示)表6 FGHA段土層分布層號巖土名稱厚度(m雜填土2.50-1粉質(zhì)粘土4.00-2淤泥質(zhì)粘土淤泥2.40-2粉質(zhì)粘土2.00

34、-3粉質(zhì)粘土7.302.4.2 土層側(cè)向土壓力計算2.4.2.1主動土壓力計算Ea(1 1)=(20+17.5 X 1.1) X 0.589-2 X 10X 0.767=7.78(kPa)Ea(1 2)=(20+17.5 X 2.5) X 0.589-2 X 10X 0.767=22.21(kPa)Ea(2 1)=(20+17.5X 2.5) X 0.550-2 X 23.4 X 0.741=0.38(kPa)Ea(2 2)=(20+17.5X 2.5+19.3 X 4) X 0.550-2 X 23.4 X 0.74仁42.84(kPa)Ea(3 1)=(20+17.5X 2.5+19.3

35、X 4) X 0.737-2 X 11X 0.859=84.98(kPa)Ea(3 2)=(20+17.5X 2.5+19.3 X 4+15.1 X 2) X 0.737-2 X 11X 0.859=107.24(kPa)Ea(4 1)= Ea(3 2)=107.24(kPa)Ea(4 2)=Ea(4 1)=107.24(kPa)Ea(5 1)=(20+17.5 X 2.5+19.3 X 4+15.1 X 2.0) X 0.518-2 X 50.9 X 0.720=15.36(kPa)Ea(5 2)=Ea(5 1)=15.36(kPa)Ea(6 1)=(20+17.5 X 2.5+19.3 X

36、 4+15.1 X 2.0) X 0.530-2 X 50.9 X 0.728=16.60(kPa)Ea(6 2)=Ea(5 1)=16.60(kPa)2.4.2.2 被動土壓力計算Ep(4 1)=0+2 X 11X 1.165=25.63(kPa)Ep(4 2)=(0+15.1X 0.4) X 1.356+2 X 11X 1.165=33.82(kPa)Ep(5 1)=(0+15.1X 0.4) X 1.930+2 X 30.6 X 1.389=96.66(kPa)Ep(5 2)=(0+15.1X 0.4+19.6 X 2) X 1.930+2 X 30.6 X 1.389=172.32(k

37、Pa)Ep(6 1)=(0+15.1X 0.4+19.6 X 2) X 1.887+2 X 50.9 X 1.374=225.24(kPa)Ep(6 2)=(0+15.1 X 0.4+19.6 X 2+20.1 X 7.3) X 1.887+2 X 50.9 X 1.374=502.12(kPa)2.4.2.3凈土壓力計算(坑地面以下)Ep(4 1)=25.63-107.24=-81.61(kPa)Ep(4 2)=33.82-107.24=-73.42(kPa)Ep(5 1)=96.66-15.36=81.30(kPa)Ep(5 2)=172.32-15.36=156.96(kPa)Ep(6

38、1)=225.24-16.60=208.64(kPa)Ep(6 2)=502.12-16.60=485.52(kPa)圖4 FGHA段土壓力分布圖243 土壓力合力及作用點的計算：Ea(1)=1.4 X (7.78+22.21)/2=20.99(KN/m)Ha(1)=1.4/3 X (7.78 X 2+22.21)/(7.78+22.21)=0.59(m)Ea(2)=(0.38+42.84) X 4/2=86.44(KN/m)Ha(2)=4/3 X (0.38 X 2+42.84)/(0.38+42.84)=1.35(m)Ea(3)=(84.98+107.24) X 2/2=192.22(KN

39、/m)Ha(3)=2/3 X (84.98 X 2+107.24)/(84.98+107.24)=0.96(m)Ea=(73.42+81.61) X 0.4/2=31.01(KN/m)Ha(4)=040.4/3 X (73.42 X 2+81.61)/(73.42+81.61)=0.20(m)Ep(5)=(81.30+156.96) X 2/2=238.26(KN/m)Hp(5)=2/3 X (81.30 X 2+156.96)/(81.30+156.96)=0.89(m)Ep(6)=(208.64+485.52) X 7.3/2=2533.68(KN/m)Hp(6)=7.3/3 X (208

40、.64 X 2+485.52)/(208.64+485.52)=3.16(m)Ea=20.99+86.44+192.22+31.01=330.66(KN/m)Ma=20.99X 6.99+86.44 X 3.75+192.22 X 1.36+31.01 X 0.2=738.49(KN ?m/m) 2.4.4支撐軸力計算：經(jīng)計算：刀 MD=738.49(KN?m/m)刀曰=330.66(KN/m)由刀M=0得：R=738.49/(8.9-1.5)=99.80(kN/m)反彎點反力P0計算：R=330.66-99.80=230.86(kN/m)245樁長計算：設(shè)樁端進入第-3層頂面以下x米處，由刀

41、M=0得：1.2 738.49+330.66 X (2+x)=99.80(10.9+x-1.5)+238.26(0.89+x)+208.64x72+1/2(485.52-208.64)X x/7.30 X xX (x/3)整理得：326.32x +104.32x -58.73x-529.6=0解之得：x=2.37m樁長H=10.9+2.37-1.1=12.17m，實取12.2m,經(jīng)電算驗算，滿足要求。2.4.6最大彎矩計算：2.4.6.1 R-P 0間最大彎矩，MU計算：設(shè)剪力Q=0點位于第-1層頂面以下x米處：99.80=20.99+0.38x+1/2(42.84-0.38)/4X x2整理

42、得：5.31x 2+0.38x-78.8仁0解得：x=3.82米Mmax=99.8 X (1.4+3.82)-20.99 X (0.59+3.82)-0.38 X 3.82 72-0.5 X (42.84-0.38) X 3.82/4 X 3.82 2/3=327.05(KN?m/m)2.4.6.2 P0以下最大彎矩，MM計算：設(shè)剪力Q=0點位于第-2層頂面以下x米處：230.86=1/2 X (156.96-81.30)x/2+81.30 X 2x整理得：18.915x 2+81.30x-230.86=0解得：x=1.953mMU=230.86 X 1.953-81.3 X 1.953 2/

43、2-1/2 X 1.953 X(156.96-81.30) X 1.953/2 X 1.953/3=324.51(KN ?m/m)2.4.7拆撐計算本工程擬建兩層地下室，混凝土墊層200mm地下室負(fù)2層底板厚800mm負(fù)1層底板中心線位于地面下 3.75m處，厚400mm負(fù)1層頂板中心線位于建筑 0.00處，厚500mm負(fù)1層底板換撐時，支護樁懸臂位于位于地面下3.55mM=20.99 1.64+0.38 1.052/2+1/2 (42.84-0.38)1.05 3/12=36.68(KN?m/m)2.4.8配筋計算按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002)第4.1.11 :2 3. 3

44、Sit Sin二：Mfcm r sin fy As rs3 兀:=10.75b - . (10.75b)2匚0.5匚0.625bb = fy 乓/ fcm A: t T.25-2：取樁徑 900,樁心距 1100, ML=327.05( kN M ,取砼強度 C30,f c=14.3N/mnn, 主筋1220鋼筋，均勻布置，fy=300N/mm保護層厚度50mm820(螺旋 筋，202000加強筋。As=12 314.2=3769mmfy A2b=s=300 3769/(14.33.14 4502)=0.084fc A2 1/2：=1+0.75 0.084-(1+0.750.084) -0.5

45、-0.625 0.084 =0.303:t=1.25-2 :=0.6443M=2/3 14.3 (450 sin 心)+210 400 3769 (sin f t+sin： )/ 二 =655kNm1.25 1.0 1.1Mmax(=446) 滿足要求！配筋率 上A/A=3620/(450 2二)=5.69 %。幾=4%，滿足設(shè)計要求！2.5支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計計算：內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土支撐，取支撐力R=163KN/m支撐對撐間距取為 8m角撐間距取為9m立柱樁間距取10m支撐梁截面為500X 700,混凝土等 級為C302.5.1支撐軸力：N角=1.250 X 163X 9/cos45 =244

46、9.6KNN對=1.250 X 163X 8=1630.0KN取 N=2449.6KN2.5.2支撐彎矩計算：2.5.2.1支撐梁自重產(chǎn)生的彎矩：q=1.250 X 0.5 X 0.7 X 25=10.94KN/m2M=1/10 X 10.94 X 10 =109.4KN?m2.5.2.2支撐梁上施工荷載產(chǎn)生的彎矩：取 q=10.0 KN/mM2=1/10 X 10X 102=100 KN.m2.523支撐安裝偏心產(chǎn)生的彎矩：M=NX e=2449.6 X 10X 3%o =73.49 KN?m則支撐彎矩為：M=109.4+100+73.49=282.89 KN?m2.5.3初始偏心距ei3e

47、。=M/N=282.89 X 10 /2449.6=115.5mm根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002)中7.3.3可知:ea=h/30=23.320mm貝U ei= e 0+ea=115.5+23.3=138.8 mm2.5.4是否考慮偏心矩增大系數(shù)nv l 0/h=10/0.7=14.38.0要考慮1l由耳=1+(h)2n1400 x 亙 hh。0 5 f A3E 1= c =0.5 X 14.3 X 0.5 X 0.7 X 10/2449.6=1.021.0 N取 E 1=1l102=1.15-0.01 0 =1.15-0.01=1.0071.0h0.7取 E 2=1打返笛2

48、6651 1 =1.682ei =1.682 X 138.8=233.5mm 2.5.5配筋計算：Nb bbh0fc =1.0 0.55 0.5 0.665 14.3 103 =2615.1KNv ei =233.5mm0.3ho=199.5mm且N=2449.6KN2a=X 35=70mm32449.6103 548.5 -14.3500 342.6(665 -342.6/2 )2As=As710.28mm300 ( 665 -35) 2實配：上下均為420, As=As =1256mm 2.5.6整體穩(wěn)定性驗算：穩(wěn)定性系數(shù)：I o/b=1O/O.5=2O查表： =0.75N f .2449

49、600叭內(nèi)14 .3 x 500 x 700k = = y0.15丫 s=0.5(1+ J - 2 s )=0.92As=1650 10/(0.92210 1065)=8006mm2實取 2X 9 25有 As=8839 mm2As=8839mm p min A=0.003 800 1100=2640 mrm滿足最小配筋率要求。2.6.1.2 斜截面強度計算V=1/2 163 9 1.25=917KN0.7 ftbh0 =0.7 1.43 800 1065=852.9KNV=917Ns滿足要求2.6.2 CDEF段圈梁設(shè)計計算：2.6.2.1 正截面強度計算1 2Mmax=18X 9 X 1.

50、25 0=183 KN?m10a s =2000 106/(14.3800 10652)=0.15Y s=0.5(1+ . 1 - 2: s )=0.92A=183 106/(0.92 210 1065)=889 mm2 V故只需取8200四肢箍即可滿足要求。2.6.3 FGHA段圈梁設(shè)計計算：2.6.3.1 正截面強度計算1 2Mmax=100X 9 X 1.25 0=1012 KN?m10a s =2000 106/(14.3800 10650.15丫 s=0.5(1+ J - 2 s )=0.92As=1012 106/(0.92210 1065)=4918mm2實取 2 920 有 A

51、s=5652 mm2At=5652mnr p min A=0.003 800 1100=2640 mrli滿足最小配筋率要求。2.6.3.2 斜截面強度計算V=1/2 100 9 1.25=563KN0.7 ftbh0 =0.7 1.43 800 1065=852.9KNV故只需取8200四肢箍即可滿足要求。2.7立柱強度計算：2.7.1上段鋼立柱采用 325 10鋼管a、立柱上所承受的豎向壓力 P支撐、聯(lián)系梁、活載、自重P1=1.25 10 (4+11.3+10)+0.50.7 10 25/2+0.40.5 8 25/2+0.4 0.5 11.3 25=436KNb、使支撐縱向穩(wěn)定所需的水平

52、壓力產(chǎn)生的豎向荷載P2=0.1 163 1.25 8=163KNc、325 10鋼管特征系數(shù)及強度驗算：2A=6010mmW=1.48 106 mmi=112.8Lo=8m,入=Lo/i=70.9查表得=0.7453.7=N/( A)=(436+163) 10/(0.7456010)=134f2.7.2下段鋼筋砼立柱強度驗算：取立柱樁徑900,基坑面下樁長L米，取qs=26KPa2P=436+163+3.140.45 L 25X 1.2=599+19.1L KNF=DfL=3.14 0.9 26 L=73.48L由 F=1.2P 得 L=14.22 實取 L=14.5M配筋：主筋為1420,螺旋筋8200上部加密，加強筋 2020002.8基坑止降水設(shè)計2.8.1止水樁長確定坑外水位取地面下1.0m,坑內(nèi)