基坑支护课程设计.docx

基坑支护课程设计62020年4月19日文档仅供参考市政深基坑工程课程设计 姓名： 学号： 班级： 指导老师： 一、设计题目酒店基坑支护结构设计二、工程概况拟建某酒店工程位于居民住宅以南，其东临津东商场，西侧为广电大场，南侧为幸福路。拟建建筑物地面以上7层，地下2层，总建筑面积2864 m2，建筑0.00相当于绝对标高35.95 m，整平后地面标高为36.00 m，其它标高均以此为准，地下室负二层底板顶标高为27.50 m，基坑开挖深度为9.0 m，地下室采用框架结构。三、基坑周边环境条件：基坑背面为住宅，最近距离为2.5 m，无下设的通讯电缆、煤气管线等设施。南侧为幸福路，其最近距离为12 m，东侧为津东商场，最近距离为15 m。楼高10层。西侧为广电大楼，其最近距离为10 m。四、主要参考资料1建筑基坑支护技术规程(JGJ 120- ).北京：中国建筑工业出版社， .2建筑地基处理技术规范(JGJ79- ).北京：中国建筑工业出版社， .3建筑结构荷载规范(GB50009- ) .北京：中国建筑工业出版社， .4建筑桩基技术规范(JGJ94- ).北京：中国建筑工业出版社， .5混凝土结构设计规范(GB50010- ).北京：中国建筑工业出版社， .6岩土工程勘察规范(GB 50021- ).北京：中国建筑工业出版社， .7建筑边坡工程技术规范(GB50330- ).北京：中国建筑工业出版社， .8深基坑工程，高大钊主编.机械工业出版社， .9基坑工程手册（第二版），刘建航、侯学渊主编.中国建筑工业出版社， .10深基坑工程陈忠汉，程丽萍.北京：机械工业出版社，1999.11岩土锚固程良奎,范景伦，韩军等.北京：中国建筑工业出版社， .12岩土锚固技术手册闫莫明，徐祯祥，苏自约.北京：人民交通出版社， .13岩土工程手册，岩土工程手册编写委员会.北京：中国建筑工业出版社，1994.附件拟建场区地貌单元为阶地，地形较平坦，本次基坑设计场地主要可能涉及以下5种土层。号层杂填土：灰色，稍密，主要由碎石、碎砖、建筑垃圾组成，硬质含量30-60%,填龄大于5年。号层粉质黏土：灰色，可塑，切面光滑，无摇震反应，干强度和韧性中等。号层粉土：黄灰色，饱和，稍密中密，含云母碎片，颗粒级配一般。场区有一层地下水，属孔隙潜水类型，地下水位深度在2 m处。主要接受降雨、地表水、地下径流的补给。六、土压力计算七、支护结构计算八、基坑稳定性验算场地土体情况一览表序号类别（名称）重度(kN/m3)土粒重度s(kN/m3)含水率(%)液限L塑限P渗透系数k(m3/d)内摩擦角k()黏聚力ck(kPa)压缩模量Es(MPa)1杂填土18.528.520.728.917.70.005108.0-2粉质黏土19.02923.029.018.20.0821255.505粉土2232.53552.528.01.529359.0该场地地下水类型为孔隙潜水，初见水位为3 m,场地地下水对混凝土无腐蚀性影响。1号2 m 、2号4 m、5号12 m。六、 设计方案比选根据基坑开挖深度，地层条件及基坑与道路的间距，采用放坡开挖或排桩支护，依据稳定需要坡面喷砼防护，具体分段如下： A-B段：基坑开挖边坡剩余空间2.0m，采用排桩支护，钻孔桩设在开挖底线外侧，桩径1.0m，桩心距2.0m，桩长11.7m，桩口低于地面0.8m，用人工结合机械成孔，灌注C25砼，各桩采用冠梁联接成一体，冠梁宽度1.0m，高度0.8m。 B-C-D-A段：基坑边有较大空间，基坑开挖深度大，采取分级放坡开挖，顶部一级高4.00m，开挖坡率1:1.0，中间一级高3.50m，开挖坡率1:1.0。二级之间设1.50m宽马道，共2道，下一道马道外倾2-4，以便坡面流水能够顺利流入基坑排水沟。坡面均采用C20钢筋网喷砼（厚10cm）护面。钢筋网钢筋间距2020cm，6mm，钢筋网用22m间距的锚钉固定。由于基岩面稍有起伏，底部开挖施工可根据实际基岩面调节。a七、 土压力计算epjk=pjkkpi-2ckkpi + (zj-hwp)（1-kpi）wkpi=tan2(45。+k 2）对于粉土及粘性土，基坑内侧水平抗压力标准值：epjk=pjkkpi+2ckkpi 因此有：对于b点eb上=18.5*2*1.42-2*8*1.19=33.5kPaeb下=18.5*2*1.42+2*8*1.19=69.73kPab. 2m1号杂填土RaxuA1q1Ka12c1Ea4Ea3Ea2Ea12号粉质粘土5号粉土1号杂填土3m4mq=15kPa2mGBQB计算简图2坑底对于c点ec=19.0*4*5.04+2*25*2.25+eb上-10*2=509.04kPa对于d点ed=22*3*5.55+2*28*2.36+ec=1007.5kPa八、 支护结构计算（1）土压力的计算Ka=tan2（45。-/2）临界深度：z0= - =0.22m第一层主动土压力强度Pb上=（q+1h1）Ka1-2c1Ka1=23.19kPaPb下=Pb上-wh1=23.19-10*2=3.19kPa基坑土质分布图1d. 9mc. 6m5号粉土2号粉质粘土主动土压力Ea1=1/2*Pb上（h1-z0）=20.64kN/mEa1距坑底的距离为：b1=1+（2-0.22）/3=1.593mKa2=0.4724，Pc下=(15+18.5*2+19*4)*0.4724-2*25*0.69=25.97kPaEa2=（pb1下+Pc下）/2*4=（3.19+25.97）/2*4=58.32kN/mEa2距坑底的距离为：b2=3.19*4*1+0.5*(25.97-3.19)*4*2*1/3/58.32=0.740Ka3=0.4550, Pd下 =(15+18.5*2+19*4+22*3)*0.455-2*35*0.6745=41.06kPaEa3=(25.97+41.06)*3/2=100.545KN/mEa3距坑底的距离为: b3=25.97*3*1+0.5*(41.06-25.97)*3*2*1/3/100.545=0.925Kp2=tan2（45。+29。/2）=2.8821， pp1，=2*35*1.6977=118.839Pp1=22*u*2.8821+118.839=63.4062u+118.839Pa4=22*u*Ka3+Pd下=22*u*0.455+41.06=9.79u+41.06Pa4-Pp1=-53.6162u-77.779令上式等于零。u=1.4507m， 呈三角形分布的土压力强度的最大差值为：ea1=118.39-41.06=77.33kPa土压力Ea4=0.5*ea1*u=56.09kN/mEa4距坑底的距离为:b4=u/3=0.484m（2） 上段等值梁计算将B点视为等值梁的零弯矩点，B点将板桩分为两段：AB等值梁和BG等值梁。对等值梁B点求矩可得：Ra=Ea1(b1+u)+Ea2(b2+u)+Ea3（b3+u）+Ea4（b4+u）/(7+u)=63.66kN/mQB=Ea1（7-b1)+Ea2(7-b2)+Ea3(7-b3)+Ea4(7-b4)/(7+U)=171.45KN/m4I=1（3）下段等值梁计算对下段等值梁BG梁的B点求矩，得:X=6QB/d（Kp2-Ka3） =4.3892mt0=u+x=5.8399m桩的最小入土深度t=1.2t0=7.0079m桩长L=9+7.0079=16.0079m（4） 计算最大弯矩先求Q=0的位置，再求该点的弯矩。设该点在B点下深度为z，则：0.5*dz2Kp2-0.5dz2Ka3+Ra=Ea=235.595 z=2.97mRa至零剪应力的距离为：7+1.4507+2.97=11.4207Ea1至零剪应力的距离为：1.593+1.4507+2.97=6.0137Ea2至零剪应力的距离为：0.740+1.4507+2.97=5.1607Ea3至零剪应力的距离为：0.925+1.4507+2.97=5.3457Ea4至零剪应力的距离为：0.484+1.4507+2.97=4.9047Mmax=6.0137*20.64+5.1607*58.32+5.3457*100.543+4.9047*56.09-11.4207*63.66 =510.63KNm九、 基坑稳定性验算（1）抗倾覆稳定验算：抗倾覆安全系数:Mp被动土压力及锚杆力对桩底的弯矩, 其中锚杆力由等值梁法求得;Ma主动土压力对桩底的弯矩;Mp=6.0137*20.64+5.1607*58.32+5.3457*100.543+4.9047*56.09=1237.67Ma=6.0137*20.64+5.1607*58.32+5.3457*100.543+4.9047*56.09-11.4207*63.66 =510.63KNmKs=1237.67/510.63=2.4231.200，满足要求（2）抗隆起验算：Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部): =（3.264-1）1/tan13 =9.806 = =2.019 Ks = 2.019 1.1, 满足规范要求。剖面图立面图坑底坑底6m9m6m9m（3）抗管涌验算：抗管涌稳定安全系数(K = 1.5):式中0 侧壁重要性系数; 土的有效重度(kN/m3); w 地下水重度(kN/m3); h地下水位至基坑底的距离(m); D 桩(墙)入土深度(m);K = 2.547 = 1.5, 满足规范要求。