邯鄲市滏河大廈基坑支護設計 土木工程專業(yè)巖土工程方向畢業(yè)設計 畢業(yè)論文_第1頁
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文檔簡介

1、摘 要邯鄲市滏河大廈位于邯鄲市邯鄲市區(qū)南部,光明大街西側原光明飲料廠內,地上29層,建筑高度87.0m,結構形式擬采用框架結構,地基基礎設計等級均為乙級。基坑深度8m。通過對滏河大廈場地的工程地質條件分析,地下水位較淺且緊鄰滏陽河,因此采用擋水措施。由于對基坑深度問題和周圍環(huán)境的考慮,因此可試著考慮采用較簡單的經濟的基坑支護措施,以保證基礎正常施工和主體地下結構的安全及周圍建筑物不受損害,并且達到技術要求。在本次基坑支護設計過程中,考慮到施工安全、質量、經濟等原因,根據場地的土層條件及邯鄲市類似基坑工程的經驗,為保證基坑質量的同時盡量節(jié)省投資,對基坑壁先進行了等級劃分,對不同等級的基坑壁擬采用

2、不同的支護方案。先后制定了三種方案:1.單支點支護;2.土釘墻支護;3.水泥土擋墻支護。對于水泥土擋墻方案,讓其兼做防水帷幕,可起到擋水的作用。關鍵詞:水泥土擋墻 單支點排樁 基坑支護 經濟AbstractHandan furong raw material the handan city building is located at the river south west street, bright light, the ground in the SAN 87.0 29 layer, building height is used structure forms m, frame st

3、ructure, foundation design level are serie b. Excavation depth 8m.Through field of furong raw material of the engineering geological river building are analyzed, and close to a shallow underground water level, so the method YangHe cauldron retaining water measures. Because of foundation pit depth an

4、d the surrounding environment consideration, so you can try to consider using a relatively simple economic foundation pit supporting measures, to ensure the basic normal construction and main body of underground structures safety and surrounding buildings is not compromised, and achieve technical re

5、quirements.In this Ji the pit protect the design the process, in consideration of construction safety, quality, economy etc. reason, according to condition and the Han Dan City of the soil layer of the place similar the Ji pit experience of the engineering, is assurance Ji pit quality of in the mean

6、time as far as possible economical investment, to Ji pit wall forerunner line grade divide the line, to dissimilarity the Ji pit wall of the grade draw up adoption dissimilarity of protect a project.Successively establishment three kinds of project:1.The list fulcrum protect;2.The soil nail a wall t

7、o protect;3.The cement soil block a wall to protect.Block a wall project to the cement soil, let it and do a watertightness purdah, can there is function of block water.Keyword:The cement soil blockthe wall list fulcrum row a stake The Ji pit protect economy摘 要10 緒論31 工程概況31.1 工程地質勘察資料31.2 基坑工程的主要內容

8、41.3 設計方案比較及使用方案82 沉降、位移觀測布置及方法83 單支點方案113.1 求支點力113.2 嵌固深度計算123.3 求最大彎矩14(2) 配筋計算143.4 錨桿設計153.5 錨桿防銹設計234 北側基坑支護計算244.1 土壓力244.2 穩(wěn)定性驗算274.3 應力計算284.4 基底地基承載力驗算284.5 格倉壓力驗算294.6 擋墻水平位移計算295 土釘墻設計計算295.1 土釘參數確定295.2 整體穩(wěn)定性驗算315.3 抗滑移穩(wěn)定性驗算325.4 抗傾覆穩(wěn)定性驗算336 工程應急預案336.1 預案處理權限336.2 潛在事故危險性分析336.3 應急救援的職

9、責與分工346.4 緊急處理措施347 各方案經濟指標計35參考文獻38邯鄲市滏河大廈基坑支護設計 學生:張亞洲指導老師:原冬霞河北工程大學科信學院土木工程專業(yè)巖土工程方向0 緒論畢業(yè)設計是大學四年學習的最后一個階段,本次設計的目的是詳細學習和了解與巖土工程相關的知識,鞏固以前學習過的(深基坑支護、基礎工程、地基處理、土力學、工程地質學等)知識,并按照現行規(guī)范,通過對實際情況的分析把它運用到生產實踐中去,同時也培養(yǎng)了調查研究、查閱文獻、收集資料和整理資料的能力。通過本次設計使自己能夠理論聯(lián)系實際,并為以后的工作和學習打下堅實的基礎,因此要達到以下要求:(1)、學會對資料的收集、整理、分析、評價

10、等基本方法,學會閱讀并編寫勘察報告。(2)、通過對基坑支護、基坑降水和設計,施工圖的繪制,對巖土工程有更深刻的理解,具備獨立分析問題、解決問題的能力。(3)、通過本次設計,應學會熟練掌握和使用在巖土工程方面的應用廣泛的電算技術,以提高設計的效率。深基坑支護是一門理論性和實踐性都很強的技術。它涉及到巖土力學、水文地質學、結構力學、鋼筋混凝土結構學等學科,主要研究巖土的強度和變形、支護結構的強度和剛度以及土與支護結構的共同作用問題等問題。由于深基坑工程的臨時性、復雜性和隨機性,作為一門新學科,無論理論還是實踐上,都仍存在許多不成熟和不完善之處。因此尚需通過大量的工程實踐,積累豐富的原始測試數據,進

11、而總結出有關動態(tài)設計、信息施工、監(jiān)理、監(jiān)測等一系列成熟經驗。由于該工程基坑開挖較深,邊坡不能自然穩(wěn)定,必須對其進行支護。經過對幾種支護方案的分析計算比較后得出最佳方案。采用土釘墻支護體系。在西南角處用單支點排樁支護體系。1 工程概況擬建邯鄲市羅城頭商住樓邯鄲市區(qū)南部,光明大街西側原光明飲料廠內,地上29層,地下1層,建筑高度87.0m,結構形式擬采用剪力墻結構,地基基礎設計等級均為乙級。基坑深度8m。1.1 工程地質勘察資料據邯鄲市金地工程有限責任公司提供的巖土工程勘察報告,該場地土自上而下分述如下:第(1)層:雜填土【Q42ml】,雜色,稍密,稍濕。地表為0.2m厚的混凝土地面,下部為建筑垃

12、圾以及含白灰的粉質粘土。本層在場地內廣泛分布,層厚0.201.20m,層底標高-0.600.50m。第(2)層:粉質粘土【Q42(al+pl)】,褐黃色,軟塑可塑,干強度中等,中等韌性,搖振反應無,稍有光澤。夾少量灰色條紋,局部含錳斑點。本層在場地內廣泛分布,層厚3.706.20m,層頂埋深0.201.20m,層底標高-5.90-3.80m。第(3)層:粉土【Q42(al+pl)】,灰褐色,中密,濕,干強度低,低韌性,搖振反應迅速,無光澤。見鐵銹斑。本層在場地內廣泛分布,層厚2.505.30m,層頂埋深4.006.50m,層底標高-10.00-7.70m。第(4)層:粉質粘土【Q42(al+p

13、l)】,灰褐色灰黑色,可塑,干強度中等,中等韌性,搖振反應無,切面光滑。含少量姜石、鐵銹斑。本層在場地內廣泛分布,部分鉆孔穿透,揭露層厚1.505.00m,層頂埋深8.0010.50m,層底標高-12.70-11.20m。第(5)層:中砂【Q41(al+pl)】,黃褐色,中密,濕。主要礦物成分為石英、長石,磨圓度一般,級配較差,局部夾粘性土團塊。本層部分鉆孔沒有穿透,揭露層厚0.502.40m,層頂埋深11.8013.00m,層底標高-13.90-12.00m。第(6)層:粉質粘土【Q41(al+pl)】,褐黃色,硬塑,局部堅硬,干強度高,中等韌性,搖振反應無,稍有光澤。含小姜石,含量約30%

14、,局部50%。本層僅部分鉆孔穿透,揭露層厚0.507.30m,層頂埋深13.0014.50m,層底標高-20.30-14.10m。第(7)層:粉質粘土【Q41(al+pl)】,灰黃色,硬塑,干強度中等,中等韌性,搖振反應無,稍有光澤。姜石含量較大,見大量灰綠色條帶。本層見于部分鉆孔中,揭露層厚1.204.00m,層頂埋深18.0021.00m,層底標高-23.30-20.20m。第(8)層:粉質粘土【Q41(al+pl)】,黃褐色,硬塑,局部堅硬,干強度高,中等韌性,搖振反應無。含灰綠色團塊,含少量姜石,局部夾細砂薄層。本層見于部分鉆孔中,揭露層厚5.8010.50m,層頂埋深21.0024.

15、00m,層底標高-32.40-29.10m。第(9)層:卵石【Q41(al+pl)】,黃褐色,中密。卵石含量約50%,主要成分為石英砂巖,亞圓形,磨圓度一般,直徑310cm,大部分35cm,充填物為粉質粘土或中砂。本層見于部分鉆孔中,且僅部分鉆孔穿透,揭露層厚3.6016.20m,層頂埋深29.8033.00m,層底標高-46.40-33.80m。第(10)層:粉質粘土【Q41(al+pl)】,棕褐色,堅硬,干強度高,高韌性,搖振反應無,稍有光澤。含細砂、灰綠色膨脹土團塊。勘察范圍穩(wěn)定水位埋深m,為上層滯水。各層土的物理力學性質指標見表1,其它資料詳見巖土工程勘察報告1.2 基坑工程的主要內容

16、建筑基坑工程是巖土工程的一部分,而巖土工程是近50年來在一些發(fā)達國家發(fā)展起來的一個相對的獨立于土木工程專業(yè)性領域。在工程實踐推動下,巖土工程在學術上亦形成的一門新興科學。在我國巖土工程技術早已存在,源遠流長。但形成一個相對獨立的工程技術行業(yè)以及新的科學是近30年的事,是執(zhí)行改革開放政策以來巖土工程體制改革與建設的結果。1.2.1 基坑工程的主要特點基坑工程是與眾多因素相關的綜合技術基坑工程正向大深度,大面積方向發(fā)展基坑工程穩(wěn)定和位移要求嚴格,如一個環(huán)節(jié)失敗就導致整個工程的失敗,包括擋土支護、防水、降水、挖土等許多緊密聯(lián)系的環(huán)節(jié)。相鄰基坑的施工環(huán)節(jié)都會相互影響與制約?;庸こ痰脑靸r高,但是臨時性

17、的工程,一般不愿投入較多的資金,因此一但出現事故處理非常困難?;庸こ讨芷陂L。1.2.2 各層土指標表11各層土的參數指標層號土層名稱重度(kN/m3)飽和重度 (kN/m3)粘聚力c(kPa)內摩擦角(·)層厚(m)KaKp1雜填土18180810.7551.2330.871.1112粉質黏土19.5219.724.19.350.7221.3860.851.1773粉土19.3619.4724.713.930.6131.6320.7831.2784粉質黏土19.9720.0330.47.740.7751.3090.881.1445中砂19.519.502320.4382.2830.

18、6621.516粉質黏土20.4920.4955.517.660.5361.8670.7311.366注:sat= ;Ka=tan2(450-);Kp= tan2(450+)圖1-1基坑開挖簡圖1.2.3 朗肯土壓力計算(1)土壓力計算第n層土主動土壓力計算(1-1)ea1=qKa1=10×0.755=7.55kPaea2=(q+1h1) Ka1=(10+18×0.5)×0.755=21.14kPaea2=(q+1h1)Ka22c2=28×0.722-2×24.1×0.85=-20.75 kPa自承高度(q+1h1+2)Ka2=2c2

19、(1-2)(28+19.52)×0.722=2×24.1×0.85解得=2.5mea3=q+1h1+2h2+sat2hw2Ka2-2c2=(10+18×1+19.52×2.5+19.75×2.5)×0.722-2×24.1×0.85=50.15kPaea3=q+1h1+2h2+sat2hw2Ka3-2c3=(10+18×1+19.52×2.5+19.7×2.5)×0.613-2×24.7×0.783=38.67kPaea4=q+1h1+2h2+s

20、at2hw2+sat3h3Ka3-2c3=(10+18×1+19.52×2.5+19.75×2.5+19.47×3)×0.613-2×24.7×0.783=74.48kPaea4=q+1h1+2h2+sat2hw2+sat3h3Ka4-2c4=(10+18×1+19.52×2.5+19.75×2.5+19.47×3)×0.775-2×30.4×0.88=89.57kPaea5=q+1h1+2h2+sat2hw2+sat3h3+sat4h4Ka4=(10+1

21、8×1+19.52×2.5+19.75×2.5+19.47×3+4×20.03)×0.775=151.67kPaea5=q+1h1+2h2+sat2hw2+sat3h3+sat4h4Ka5=(10+18×1+19.52×2.5+19.75×2.5+19.47×3+4×20.03)×0.438=115.95kPaea6=q+1h1+2h2+sat2hw2+sat3h3+sat4h4+sat5h5Ka5-2c5=(10+18×1+19.52×2.5+19.75

22、×2.5+19.47×3+4×20.03+2×19.5)×0.438-2×0×0.732=133.03kPaea6=q+1h1+2h1+sat2hw2+sat3h3+sat5h5Ka6-2c6=(10+18×1+19.52×2.5+19.75×2.5+19.47×3+4×20.03+2×19.5)×0.536-2×55.5×0.662=89.32kPa(2)基坑底以下樁前的被動土壓力計算:坑內降水在坑底以下0.5米處ep底=2c3=2&

23、#215;24.7×1.277=63.13 kPaep1=1h1Kp1+2c1=20.03×4×1.309+2×24.7×1.277=168.01 kPaep1,=1h1Kp2+2c2=20.03×4×2.283=182.91kPaep2=(1h1+2h2)Kp2+2c2=(20.03×4+19.5×2)×2.283=271.95 kPaep2,= (1h1+2h2)Kp3+2c3=(20.03×4+19.5×2)×1.867+2×5.55×1.

24、366=164.74 kPa ep3=(1h1+2h2+3h3)Kp3+2c3=(20.3×4+19.5×2+20.9×6)×1.867+2×5.55×1.366=393.26kpa圖1-2土壓力分布圖1.3 設計方案比較及使用方案由于該工程基坑開挖較深,邊坡不能自然穩(wěn)定,必須對其進行支護。經過對幾種支護方案的分析計算比較后得出最佳方案。采用土釘墻支護體系。在西面處用單支點排樁支護體系,北面采用水泥擋土墻,東南面使用土釘墻支護方案。(1)單支點排樁方案由于基坑深度為8米,因而采用單支點排樁能有效減少樁身的位移和變形,計算出的錨桿適宜,

25、配筋合適,穩(wěn)定安全。而懸臂梁方案,由于基坑深度過大,土質的摩擦角較小,經計算最大彎距過大,導致樁徑過大配筋過密,不經濟,不宜采用。(2)土釘墻方案通過勘察報告可以看出該工程土質較好,使用土釘墻方案可以利用土體的整體性,提高土體的穩(wěn)定性,從而保證基坑的安全。土釘墻支護方案由于其經濟和施工工期短,所以,此方案是比較經濟并且簡便的方案。(3)水泥土擋墻方案通過勘察報告可以看出該工程土質較好,使用土釘墻方案可以利用土體的整體性,提高土體的穩(wěn)定性,并設在北面有效的起到防水作用,從而保證基坑的安全,所以,此方案是比較理想的方案。2 沉降、位移觀測布置及方法a 基坑變形監(jiān)測的必要性在深基坑施工過程中,對基坑

26、周圍的環(huán)境狀況進行全面、系統(tǒng)的監(jiān)測與觀測,才能對基坑工程的安全性和對周圍環(huán)境的影響程度有全面的預測,從而確保工程的順利施工,在出現異常情況時及時反饋到技術部門,并采取必要的準確工程應急措施,甚至調整施工方案或修改設計要求的有關指標,從而保證工程的質量。b 監(jiān)測目的和內容(1)監(jiān)測目的認真審核設計所采取的各種假設方案和基本參數的準確性,指導基坑開挖和支護結構的施工。確?;又ёo結構和周圍建筑物的安全。積累工程經驗,并應用到工程中,為提高基坑工程的設計和施工的整體水平提供必要指導。(2)監(jiān)測內容本工程基坑東南兩側及地質環(huán)境比較復雜,因此,本工程東南兩側的基坑側壁安全等級及重要性均按照一級考慮并采用

27、了單支點支護其余邊分別采用土釘墻和水泥土擋墻支護。根據建筑基坑支護技術規(guī)程JGJ120-99要求,為確保施工安全及周邊建(構)筑物和地下管線設施的安全,在基坑開挖和地下結構階段需進行以下監(jiān)測:1)監(jiān)測要求及準備;2)支護結構水平位移監(jiān)測C 周圍建(構)筑物、道路和地下管線等變形監(jiān)測;(1)監(jiān)測要求基坑監(jiān)測工作須按照計劃進行。從而保證計劃性監(jiān)測數據完整性。監(jiān)測數據須是真實可靠的,監(jiān)測數據真實性要求所有數據須以原始記錄為基礎,不得更改、刪出。監(jiān)測數據必須是及時的,監(jiān)測數據需在現場及時計算處理,計算有問題可及時復測,盡量做到當天報表當天出。因為基坑開挖是一個動態(tài)的施工過程,只有保證及時監(jiān)測,才能有利

28、于及時發(fā)現隱患,及時采取防患措施,確保安全施工?;颖O(jiān)測應整理完整的監(jiān)測記錄表、數據報表,監(jiān)測結束后整理出監(jiān)測報告。(2)肉眼觀察肉眼憑經驗觀察獲得對判斷基坑穩(wěn)定和環(huán)境安全性有用的信息,這是一項十分重要的工作,需在進行其他使用儀器的監(jiān)測項目前由有一定工程經驗的監(jiān)測人員進行。主要觀察圍護結構和支撐體系的施工質量、圍護體系是否有滲漏水及其滲漏水的位置和多少、施工條件的改變情況、坑邊堆載的變化、管道滲漏和施工用水的不適當排放以及降雨等氣候條件的變化等對基坑穩(wěn)定和環(huán)境安全性關系密切的信息。同時需密切注意基坑周圍的地面裂縫、圍護結構和支撐體系的工作失常情況、鄰近建筑物和構筑物的裂縫、流土或局部管涌現象等

29、工程隱患,并及時處理,盡量減少工程事故的發(fā)生。這項工作每天早晚進行,并將觀測到的內容詳細地記錄在監(jiān)測日記中,同時記錄施工進度與施工工況,重要的信息則需要寫在監(jiān)測報表的備注欄內,發(fā)現重要的工程隱患則要專門出監(jiān)測備忘錄從而提高警惕,堵截事故隱患發(fā)展。(3)基坑外半永久性基準點的布置因為基坑坡頂觀測基準點離坑上口一般較近,當基坑發(fā)生變形時,觀測基準點也會隨之變形,因此在距離基坑上口外側2倍坑深的位置布置半永久性基準點,以便在每次觀測時對觀測基準點進行校核,觀測基準點應采用同測量基準點同樣的保護措施。d 護坡樁頂部水平位移監(jiān)測(1)測點位布設:每隔15m布設一個監(jiān)測點。(2)監(jiān)測方法:監(jiān)測儀器:經緯儀

30、觀測法。觀測點:在護坡樁帽梁澆筑完成后,在冠梁預設的觀測點。采用經緯儀進行變形監(jiān)測。(3)監(jiān)測頻率:護坡樁下部土方開挖前測量三次,取其均值作為初始值,基坑開挖時,每開挖一步觀測1次;其它時間每天觀測1次;全部開挖完后每天觀測1次,變形穩(wěn)定后每3-7天觀測一次,并做好記錄。遇大雨、基坑受擾動或變形量有突變后應立即觀測并加大觀測頻率。e 周圍重要建筑物及地下管線變形監(jiān)測(1)監(jiān)測內容基坑土方開挖后,必然對周邊的建筑物產生一定的影響。對其進行必要的變形監(jiān)測,可以了解其變形狀況,分析其變形原因,預報其未來變形趨勢。對于預防工程事故發(fā)生,保證建筑物的正常、安全使用是至關重要的。本工程影響范圍內無建筑物。

31、主要是對地下重要管線(本工程為煤氣管)進行變形觀測。(2)監(jiān)測項目地下重要管線的水平位移監(jiān)測、沉降監(jiān)測(3)監(jiān)測方法采用重復精密水準測量方法,以甲方提供的城市導線點為依據,建立高精度的水準測量控制網,用水準儀進行監(jiān)測。在基坑2倍坑深以外的合適位置布置半永久性水準基點(下水井式混凝土標)。在被觀測建筑物墻上標記監(jiān)測水準點,點距1520m,且不小于3個,離開地面高度約0.5m左右?;又苓吰马數某两涤^測點與水平位移觀測點“合二為一”。(4)監(jiān)測儀器: 水準儀(5)監(jiān)測頻率基坑開挖前觀測2次,得到各監(jiān)測點初始值;基坑施工過程中每7天觀測一次,基坑挖到基底標高后每20天觀測一次。(6)監(jiān)測技術要求監(jiān)測

32、儀器和標尺要按照規(guī)范要求進行檢查;已知水準點要聯(lián)測檢查,以便保證沉降監(jiān)測成果的正確性;每次沉降監(jiān)測應使用定機定人。監(jiān)測時,全部測點需連續(xù)一次測完。f 監(jiān)測資料整理及監(jiān)控報警值(1)意外原因造成基坑變形過大處理措施通過監(jiān)測發(fā)現各項監(jiān)測值大于規(guī)范允許或計算值時,應加強觀測,必要時應采取加固措施。如加斜鋼支撐,補加錨桿加固阻止位移繼續(xù)擴大,確?;蛹爸車ㄖ锏陌踩#?)資料整理和分析反饋監(jiān)控資料按照圖表格式進行整理,凡在當天監(jiān)測得到的數據,必須當天處理完畢。如支護結構的變形量-時間曲線,并將數據和分析結果當天公布。監(jiān)測人員必須在當天向施工單位技術工程主管人員進行口頭提醒,如有必要應向其主管部門進

33、行通報。每周將本周的報表進行處理,做成分析成果表進行周報,上報監(jiān)理。(3)其它注意事項基坑邊2m內,荷載不得大于設計荷載值?;铀闹茏骱梅?、排水工作,嚴防地下管道滲水??由陷S線控制點或水準基點每1個月復核一次,以保證其精度。(4)變形控制及報警值根據建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范GB50202-2002規(guī)定,本工程邊坡按一級基坑考慮。表2-1樁頂變形控制值、報警值 基坑類別支護結構墻體最大位移控制值支護結構墻體最大位移報警值地面最大沉降監(jiān)控值地面最大沉降報警值一級30mm25mm30mm25mm而對基坑南側、東側煤氣管線監(jiān)測最大位移報警值為20mm,最大位移控制值為25mm。支護結構頂部位移

34、以及墻體最大變形計算值詳見計算書。3 單支點方案3.1 求支點力設支點位置在地面以下3米處(1)基坑底面以下支護結構設定彎矩零點位置至基坑底面的距離(3-1)19.97×0.5+20.03×(-0.5)×1.309+2×30.4×1.149=1.9 m水平荷載標準值水平抗力標準值(2)支點力的計算(3-2)設定彎矩零點位置以上基坑外側各土層水平荷載標準值的合力之和合力作用點至設定彎矩零點的距離設定彎矩零點位置以上基坑內側各土層水平抗力標準值的合力之和合力作用點至設定彎矩零點的距離基坑底面至設定彎矩零點位置的距離支點至基坑底面的距離各個參數的加權

35、平均值計算數如下=18×1+19.75×2.5+19.52×2.5+19.47×3+20.3×1.910.9=19.51=8×1+9.3×5+13.9×3+7.7×1.910.9=10.17°=24.1×5+24.7×3+30.4×1.910.9=23.15=0.755+0.722×5+0.613×5+0.613×3+0.755×1.910.9=0.704=1.233+1.386×5+1.632×3+1.3

36、09×1.910.9=1.43=(10+19.5×10.9)×0.704-2×23.15×0.839=117.9 kN·m=10×0.755=7.55 kN·m=(7.55+117.9)10.92=683.7 kN·ma=(7.55+2×117.9)×10.93×(7.55+117.9)=7m=20.3×1.9×1.43+2×30.4×1.2=127.38 kN·m= ×1.9=0.61=5 m把以上各個參數代入下式

37、得=7×683.7-0.6×127.385+1.9=82.58 kN3.2 嵌固深度計算(1) 假設樁的嵌固深度 為7米(3-3)= 63.13×5×(2+5.3)+(168.01-63.13)×4×(2+5.3)+182.91×4×3+(271.95-182.91)×4××(+1)+(393.26-271.95.12)××+82.58×(5+7)=3623.76 N·m=7.55×1×()+(21.14-7.55)×

38、;×1×()+8.03×1.1××()+8.03×2×()+(50.15-8.03)××2.5×()+38.67×2.5×()+(74.48-38.67)××3×8.5+74.48×1.9×()+82.58×4×3+133.03×1×=3021.274 kN·m=3793.75-1.2×1.1×3021.274=-194.33 KN·m0 不滿足要

39、求(2) 現設樁插入第層土中的深度為epx=(3hw3+sat4h4+5h5+6hx)Kp6+2c6=(19.36×3+20.03×4+19.5×2+20.47)×1.867+2×55.5×1.366=417.57+38.25 kPa根據0取1.1=74.87×4×(2+5.3+)+(168.01-63.13)×4×(2+5.3+)+182.91×2×(3+)+(271.95-182.91)×2××(+1+)+(393.26-271.95)

40、15;×(+)+393.26×+38.25×=2751.21+117543.31+2/3.212+7.323=7.55×1×()+(21.14-7.55)××1×()+8.03×1.1××()+8.03×2×()+(50.15-8.03)××2×()+38.67×2.5×()+(74.48-38.67)××3×(1+7+)+74.48×4×(2+5+)+82.58&#

41、215;4×(2+1+)+133.03.53×1×(+)+89.32×=3125.15+713.05+43.632=82.53×(5.3+7+)=990.36+82.53=2751.21+117543.31+203.212+7.323+990.36+82.53-1.2×1.1×(3125.15+713.05+43.632)0整理,得3+30.5320當=1時解得=9.350滿足要求即hd=8m3.3 求最大彎矩(1) 對剪力零點為O點取距得:樁頂到O點的距離為y(4-4)=6.1 m求最大彎距(4-5) = (2) 配筋計算

42、預選樁徑:鋼筋保護層厚度 :鋼筋籠直徑為1100mm鋼筋籠直徑:選豎向主筋經計算, (4-6)得選用1325,3.4 錨桿設計一般錨桿多采用鉆機鉆孔,插入鋼筋后,灌漿形成錨固體,也可采用直接打入法。根據錨固的形態(tài)可以分為三類,擴大圓柱體錨固 圓柱形孔洞錨固 多段擴大圓柱體錨固,此設計采用圓柱形孔洞錨固(圖3-1)圖3-1圓柱形鉆孔圖1錨桿孔 2錨桿自由段長度錨固段長度 (1)對于錨桿布置應遵守以下規(guī)定錨桿上下排間距不宜小于2米;小于不宜錨桿水平間距1.5米。錨桿錨固體上覆土厚度不宜小于4米;錨桿錨固段長度不宜小于4米。傾斜錨桿的傾角不宜小于13°并不大于45°錨桿的自由長度

43、不宜小于5米,并應超過潛在滑裂面1.5米。 (2)參數確定:設置錨桿為一層,間距為1.5,傾角為=25°,錨桿直徑為150,N=82.53KN T=1.25。N=1.25×1×146.55=103.16N3.4.1 錨桿計算=6×=8.9=11.2L=11.2+8.9=11.6m 取L=12N=(3-4)N=3.14÷1.3×0.15×60×8.2=478.26N=478.26×=350>=103.16N3.4.2 錨桿配筋計算 A=(3-5)A=3822取HRB335 314 A=46123.4.

44、3 腰梁的設計(1) 計算模型(2) 內力計算圖3-2 彎矩簡圖選配218 I=1270cm4 Wx=184.62cm3max=215N/2滿足要求3.4.4 錨桿穩(wěn)定性驗算(克蘭茨法)EaE1L/2L/2q=10KN/mGQ6.3m10.69m3m6mabcd圖3-3 單層錨桿深層滑移穩(wěn)定性驗算(1) 設計參數坑底以上土的加權平均物理指標為圖3-4 錨桿計算參數簡圖(2) 計算錨桿間距1.5,傾角,地面超載=10KN/2,錨桿水平力,為代替墻,其他參數如圖(3-2)所示求整體穩(wěn)定性系數圍護結構上作用的土壓力為確定自承高度 由得 (10+19.31)×0.639=2×21.

45、57×解得=2坑底處土壓力為=(10+19.3×9)×0.639-2×21.57×=78.48面土壓力為 =(10+19.3×6.3)×0.639-2×21.57×0.9=45.27(3-6)1.5滿足要求。3.4.5 位移驗算(1)參數計算(3-7)查表得:,樁底置于非巖石中由于得坑底處彎矩:坑底處剪力:所以屬于彈性樁。查=3.6表得:坑底處樁的水平位移:轉角位移(2)坑底以下位移為下表公式為:(3-8)其中系數為表3-1位移計算系數表h=ZA1B1C1D1X。0/M0 /2 EIQ0 /3 EIXz0

46、.110.10.0050.000170.004120.006130.004230.00010.002630.210.20.020.001330.004120.006130.004230.00010.003060.30.999980.30.0450.00450.004120.006130.004230.00010.003440.40.999910.399990.080.010670.004120.006130.004230.00010.003750.50.999740.499960.1250.020830.004120.006130.004230.00010.004000.60.999350.5

47、99870.179980.0360.004120.006130.004230.00010.004180.70.9960.699670.244950.057160.004120.006130.004230.00010.004300.80.997270.799270.319880.085320.004120.006130.004230.00010.004360.90.995080.898520.404720.121460.004120.006130.004230.00010.0042810.991670.997220.499410.166570.004120.006130.004230.00010

48、.004091.10.96581.095080.603840.221630.004120.006130.004230.00010.003921.20.979271.191710.717870.287580.004120.006130.004230.00010.003631.30.969081.28660.841270.365360.004120.006130.004230.00010.003271.40.955231.37910.973730.455880.004120.006130.004230.00010.002821.50.936811.468391.11440.559970.00412

49、0.006130.004230.00010.002291.60.91281.553461.264030.678420.004120.006130.004230.00010.001671.70.882011.633071.420610.811930.004120.006130.004230.00010.000951.80.843131.705751.583620.961090.004120.006130.004230.0001-0.000141.90.794671.769721.75191.126370.004120.006130.004230.0001-0.0001520.735021.822

50、941.924021.308010.004120.006130.004230.0001-0.000752.20.574911.887092.272171.720420.004120.006130.004230.0001-0.000292.40.346911.87452.60822.195350.004120.006130.004230.0001-0.000562.60.0331461.754732.90672.723650.004120.006130.004230.00010.00568樁頂的位移:(1)擋墻作為彈性地基桿系在基底底面處O點受P及彎距Pb后,O點的水平位移(3-9)(2) 擋墻

51、作為彈性地基桿件,在基坑底面處O點受力P及彎距Pb后產生的轉角在N點引起的水平位移為(3-10)按題意得(3) 擋墻懸臂部分作為懸臂梁,在集中力P作用下在N點產生的水平變位,可以根據材料力學求得:圖3-3 受力簡圖(3-11)(1)擋墻作為彈性地基桿系在基底底面處O點受Q及彎距Qb后,O點的水平位移(3-12)(2) 擋墻作為彈性地基桿件,在基坑底面處O點受力Q及彎距Qb后產生的轉角在N點引起的水平位移為(3-13)按題意得:(1) 擋墻懸臂部分作為懸臂梁,在三角形土壓力荷載下P作用下在N點產生的水平變位,可以根據材料力學求得:(3-14)圖3-4 受力簡圖水平位移由以上位移迭加得到當時 =0

52、.0061m同理當當3.5 錨桿防銹設計基本要求。防銹的有時間長于錨桿的有效使用期,防銹應保證錨桿自由段能自由移動,保持荷載的傳遞。防銹應牢固和足夠的韌性,錨桿本身不應受到損害。防銹措施。在自由段采用防銹油漆,在包兩層瀝青玻璃絲布,而國外采用金屬、塑料套管,其孔隙用水泥、瀝青或樹脂充填。在錨固段均以灌漿或高強樹脂充填錨桿孔,對于錨固段予以保護。錨桿頭可以封閉在混凝土中,并有足夠的防護覆蓋物4 北側基坑支護計算4.1 土壓力4.1.1 擋墻寬度和插入深度擬采用深層攪拌樁支護,根據土質和基坑開挖深度情況,可按經驗確定擋墻寬度和插入深度:擋墻寬度:插入深度:圖4-1 北側基坑壁水泥土攪拌樁單元布置圖

53、由于穩(wěn)定水位埋深在米,所以由水泥土墻兼起防水帷幕的作用,將水泥土墻打到地基土的第6層,令。見圖4-2.4.1.2 土壓力計算內聚力加權平均值為:(4-1)內摩擦角加權平均值為:(4-2)°主動土壓力系數為:被動土壓力系數為:基坑底至墻底加權平均值:(4-3)(4-4)墻后主動土壓力合力為:(4-5)墻前被動土壓力合力為:圖4-2 水泥土墻計算簡圖4.2 穩(wěn)定性驗算4.2.1 抗傾覆穩(wěn)定驗算(1)水泥土墻繞前趾A的抗傾覆穩(wěn)定安全系數:(4-6)4.2.2 抗滑動穩(wěn)定驗算水泥土墻按重力式擋土墻驗算沿墻底面滑動的安全系數:(4-7)4.2.3 整體穩(wěn)定驗算由于坑底不存在軟弱土層,故不需進行

54、整體穩(wěn)定驗算。4.3 應力計算水泥土墻墻體應力驗算包括正應力和剪應力兩方面。4.3.1 墻體正應力驗算(?。?-8)當開挖至坑底處作用點位置:(4-9)(4-10)4.3.2 墻體剪應力驗算由于水泥土墻的寬度及插入深度均滿足要求,且水泥土的置換率不小于0.7,因此不進行剪應力驗算.4.4 基底地基承載力驗算由于加固后的墻重比原狀土增加不大(一般僅增加3%左右),因此基底承載力一般可滿足要求,不必驗算。4.5 格倉壓力驗算由于水泥土的置換率較高,因此不進行格倉壓力驗算。4.6 擋墻水平位移計算水泥土擋墻水平位移的計算:(4-11)5 土釘墻設計計算5.1 土釘參數確定土釘直徑取120, 土釘傾

55、角取150,土釘間距S×S=1×1.2,基坑周邊荷載 =10,設7道土釘,開挖坡度10.2圖5-1土釘支護結構布置圖5.1.1 土釘墻側壁土壓力計算根據朗肯土壓力理論計算土壓力當時 =(10+19.3×9)×0.63-2×21.57×0.79=81.21KN圖5-2土壓力分布圖5.1.2 土釘長度的確定荷載折減系數=0.79 (5-1)表5-1土釘長度計算指標 土釘序號土釘所受水平荷載標準值()單根土釘受拉荷載標準值(KN)單根土釘受拉荷載設計值(KN)錨固段長度()錨固段長度()截面面積(2)土釘總長()12.61692.38153

56、.27460.214.6810.914.89214.775913.447218.48991.203.9661.635.16326.934924.512933.70522.193.24112.355.43439.093935.578548.92053.182.52163.065.70551.252946.644264.13584.181.8213.785.98663.411957.709979.35115.171.08264.506.25775.570568.775594.56646.160.36315.226.51注: , , ,:經查表因各層土中極限摩阻力比較接近故均取53取取6,均取7,均取85.2 整體穩(wěn)定性驗算任取一圓弧滑動面,分條法計算iwiiNiNj圖5-3土條法計算簡圖表5-2 各土條計算表 土條序號土條重1

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