基坑支護(hù)課程設(shè)計(共28頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上深基坑課程設(shè)計 XX大廈基坑支護(hù)工程 班級： 土木1001班 姓名： 尹普才 學(xué)號： 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)計基本資料3.1 地層劃分根據(jù)巖土工程勘察報告按成因類型及地質(zhì)特征將場地地層情況劃分如下：表1.1層號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全場地0.93.61.

2、05.3褐黃可塑中含氧化鐵，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

3、標(biāo)如表1.2所示。表1.2層號土層名重度（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；其余土層各組均取：粉質(zhì)粘土6米；粘土5m；強(qiáng)分化砂巖5m；3.3 地下水本場地地下水可分為二類型：上層為賦存于(

4、1-1)雜填土層中的上層滯水，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，勘察期間測得混合穩(wěn)定水位埋深為0.42.6米。場地地下水對混凝土不具腐蝕性，對混凝土中的鋼筋不具腐蝕性，對鋼結(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，

5、該管線為重點(diǎn)要保護(hù)的對象?；?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。 基坑安全等級按二級考慮，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告（2） xxx大廈施工圖設(shè)計（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)計計算一土壓力計算及土釘布

6、置由設(shè)計任務(wù)書得基坑開挖深度為6m，穿越三個土層，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. 主動土壓力計算 圖1土層分布圖 q地面荷載（）；土的重度（）； c土層粘聚力（kPa） 主動土壓力系數(shù)， ，為土層內(nèi)摩擦角。 各層土壓力計算：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

7、釘墻土釘布置土釘處主動土壓力計算：第1點(diǎn)最大主動土壓力 第2點(diǎn)最大主動土壓力 第3點(diǎn)最大主動土壓力 第4點(diǎn)最大主動土壓力二土釘設(shè)計1.折減系數(shù)計算 土釘墻坡面與水平面夾角，為（坡度1:0.3）；主動土壓力折減系數(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)的主動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)； a計算系數(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)值計算

8、 式中： Nk，j第j層土釘?shù)妮S向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)； j第j層土釘?shù)膬A角(°)； 墻面傾斜時的主動土壓力折減系數(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)；安全等級為二級、三級的土釘墻，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 土釘長度按以下公式計算： 式中：Rk，j第j層土釘?shù)臉O限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)

9、； dj第j層土釘?shù)腻^固體直徑(m)；對成孔注漿土釘，按成孔直徑計算，對打入鋼管土釘，按鋼管直徑計算； 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，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層土釘在滑動面外第i土層中的長度(m)；計算單根土釘極限抗拔承載力時,取規(guī)范上圖5.2.5所示的直線滑動面，直線滑動面與水平面的夾角取。 查表得 6、自由段長度的計算自由段長度按以下公式計算： 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?。?第i排土釘?shù)降孛娴木嚯x（m）。 第1排土釘自

10、由段長度計算， 第1排土釘長度： 第2排土釘自由段長度計算， 第2排土釘長度： 第3排土釘自由段長度計算， 第3排土釘長度： 第4排土釘自由段長度計算， 第4排土釘長度： 綜合上述計算結(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

11、承載力設(shè)計值計算 土釘受拉承載力設(shè)計值按以下公式計算：其中：-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)計值，（kN）；-基坑側(cè)壁重要性系數(shù)，取1.0。 8、桿體直徑計算：土釘桿體的鋼筋直徑按以下公式計算：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)計值最大值； -土釘抗拔力安全系數(shù)，取1.3。 選取三級鋼筋26，三土釘?shù)恼w穩(wěn)定性驗(yàn)算： 土釘墻應(yīng)按下列規(guī)定對基坑開挖的各工況進(jìn)行整體滑動穩(wěn)定性驗(yàn)算： 1 整體滑動穩(wěn)定性可采用圓弧滑動條分法進(jìn)行驗(yàn)算； 2 采用圓弧滑動條分法時，其整體穩(wěn)定性應(yīng)符合下列規(guī)定：式中： Ks圓弧滑動整體穩(wěn)定安全系數(shù)；安全等級為

12、二級、三級的土釘墻，Ks分別不應(yīng)小于1.3、1.25； Ks，i第i個滑動圓弧的抗滑力矩與滑動力矩的比值；抗滑力矩與滑動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層土釘或錨桿對圓弧滑動體的極限拉力值(kN)；應(yīng)取土釘或錨桿在滑動面以外的錨固體極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值與

13、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)按本規(guī)程第5.2.5條和第4.7.4條的規(guī)定計算，但錨固段應(yīng)取圓弧滑動面以外的長度； 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： 采用圓弧滑動條分法進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算時，將滑弧1分為寬度為的

14、兩條，則測量計算各參數(shù)代入下列公式得：計算步數(shù) 經(jīng)過深度（m） 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第2步 2.3 -2.3 3.2 5.8示意圖如下： 計算步數(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滑弧面的計算按第1滑弧面計算方法計算，在此就不列出計算過程

15、，計算結(jié)果如下表：計算步數(shù)深度（m）圓心X（m)圓心Y（m)半徑R（m)整體滑動安全系數(shù)Ks安全性評價10.8-2.44.86.02.385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，擋土墻的計算厚度一般按照土釘墻水平長度的2/3-11/12，這取11/12）計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土壓力、被動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值(

16、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時，可取，在地下水位以上時，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

17、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 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，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

18、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)計值進(jìn)行抗沖切驗(yàn)算，F(xiàn)l=133.6kN。 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時取3m,大于6m時取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為土的對地

19、基的壓力； Fg為地面超載； Fq土體自重。Fn=(Nu1+Nu2+Nu3+Nu4)sin15 =207.8sin15=53.8kNFg=G=662.4kN 滿足要求。 八.施工與檢測: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，對易產(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，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、減小對孔壁的擾動； 3

20、）當(dāng)成孔遇不明障礙物時，應(yīng)停止成孔作業(yè)，在查明障礙物的情況并采取針對性措施后方可繼續(xù)成孔； 4） 對易塌孔的松散土層宜采用機(jī)械成孔工藝；成孔困難時，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，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，對中支架可選用直徑6mm8mm的鋼筋焊制； 4） 土釘成孔后應(yīng)及時插入土釘桿體，遇塌孔、縮徑時，應(yīng)在處理后再插入土釘桿體。5 鋼筋土釘注漿

21、時應(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0.400.45，同時，灰砂比宜取0.51.0，拌和用砂宜選用中粗砂，按重量計的含泥量不得大于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，宜采用將注漿管與土釘桿體綁扎、同時插入孔內(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，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，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿。6 打入式鋼管土釘施工時應(yīng)

22、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，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，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