基坑支护毕业设计说明书[岩土毕业设计]

'WORD格式整理版本科生毕业设计泛海酒店基坑支护毕业设计院部名称：土木与建筑工程学院专业班级：土木工程（岩土）09-5学生姓名：XXX指导教师：ＸＸＸ　　ＸＸＸ职称：副教授高工黑龙江工程学院二○一三年六月学习参考好帮手 WORD格式整理版TheGraduationDesignforBachelor"sDegreeDesignofFanHaiHotelFoundationDitchSupportingStructureCandidate:Specialty:CivilEngineeringClass:09-5Supervisor:AssociateProf.ｘｘｘ　SeniorEngineer.细细想想HeilongjiangInstituteofTechnology2013-06·Harbin学习参考好帮手 WORD格式整理版摘要本设计为泛海酒店基坑支护结构设计，该基坑位于黑龙江省佳木斯市境内，基坑长为55m,宽为45m。厂区内地形整体呈现则矩形，基坑开挖深度为9m,北侧为居民楼，基础埋深为2m,距基坑最近距离为2.5m，其余三侧建筑物距基坑较远。通过方案比选，最终确定北侧采用混凝土桩锚杆支护结构设计，南侧为幸福路，采用土钉墙锚杆支护结构设计，东西两侧采用钢板桩锚杆支护结构设计。本次设计主要内容包括：设计方案必选；土压力计算；支护结构计算；基坑稳定性验算；支护结构的配筋；基坑的降水止水设计；基坑监测方案设计。经验算，该基坑设计合理，方案可行，满足泛海酒店基坑的服务水平。关键词：基坑支护；桩锚；混凝土；土钉墙；止降水；监测学习参考好帮手 WORD格式整理版ABSTRACTThedesignfortheAsiaStandardHotelExcavationsdesign,thefoundationpitinJiamusiCity,HeilongjiangProvince,territory,pitlength55m,width45m.Plantintheregionasawholeshowedtherectangularterrain,excavationdepthof9m,northoftheresidentialbuilding,foundationdepthof2m,distancefromthenearestpit2.5m,theremainingthreesidesofthebuildingfartherawayfromthepit.ThroughAlternatives.Finalizethenorthsideoftheconcretepilesusingboltingstructuraldesign,southofXingfuRoad,usingsoilnailwallboltingstructuraldesign,eastandwestsidesbysteelpilesboltingstructuraldesign.Thedesignofthemaincontentsinclude:DesignRequired;earthpressurecalculation;supportingstructuralcalculations;foundationstabilitychecking;supportingstructurereinforcement;precipitationsealingpitdesign;excavationmonitoringprogramdesign.Experiencecount,thepitdesignisreasonable,feasible,tomeetthelevelofserviceofFanhaiHotelpit.Keywords,thefoundationdesignisreasonable,feasible,meetthehotelfoundationservicelevel.学习参考好帮手 WORD格式整理版目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1选题目的和意义11.2国内外现状21.3工程概况41.3.1基坑周边环境41.3.2工程水文地质条件41.4设计依据51.5设计中拟解决主要问题6第2章基坑支护方案的比较与选择72.1基坑特点分析72.2深基坑支护方案的选择72.3本章小结12第3章土钉墙支护结构设计133.1土钉墙设计参数133.2土钉墙整体稳定性验算133.2.1第一次取圆弧143.2.2第二次取圆弧163.2.3第三次取圆弧193.2.4第四次取圆弧213.2.5第五次取圆弧243.3土钉的承载力计算263.4土钉配筋计算293.5本章小结30学习参考好帮手 WORD格式整理版第4章混凝土桩锚支护结构设计314.1支护方案324.1.1基本信息324.1.2超载信息324.1.3土层信息334.1.4土层参数334.1.5支锚信息334.1.6土压力模型及系数调整344.1.7工况信息354.2设计结果354.2.1结构计算354.2.2截面验算374.2.3锚杆计算384.3整体稳定验算394.4抗倾覆稳定性验算抗倾覆安全系数:404.5抗隆起验算424.6抗管涌验算434.7嵌固深度验算444.9本章小结46第5章钢板桩锚杆支护结构设计475.1土压力计算475.2支护结构计算485.2.1基本信息485.2.2土层信息495.2.3土层参数495.2.4支锚信息495.2.5土压力模型及参数调整505.2.6工况信息515.3设计结果515.3.1结构计算各工况：515.3.4锚杆计算54学习参考好帮手 WORD格式整理版5.4整体稳定验算：555.5抗倾覆稳定性验算565.6抗隆起验算585.7抗管涌、抗承压水(突涌)验算595.8嵌固深度计算605.9本章小结61第6章基坑降水设计626.1概述626.2井点设计计算626.2.1降水工程的平面布置626.2.2确定基坑的有效半径636.2.3井点管埋设深度计算636.2.4井点系统的抽水影响半径636.2.5计算基坑涌水量Q636.2.6单根井点出水量646.2.7确定降水井数量与井点间距646.2.8基坑降水验算646.3本章小结65第7章基坑监测方案设计667.1.基坑监测667.1.1基坑监测的目的和意义667.2基坑监测方案667.2.1土钉墙监测的项目667.2.2土钉墙监测项目的监测方法及监测精度677.3本章小结67结论69参考文献70致谢72学习参考好帮手 WORD格式整理版第1章绪论1.1选题目的和意义毕业设计是培养学生综合能力的重要环节。根据土木工程专业（岩土与地下工程方向）的培养目标要求及毕业生的主要服务去向，通过毕业设计，使每个学生把所学过的专业知识综合应用于实际工程设计中，使理论与生产实践相结合提高工程设计能力，能独立进行基坑支护结构设计。通过泛海酒店基坑支护结构设计，使学生在应用现行规范、标准、技术指标与经济指标等方面得到基本训练，达到对所学专业知识进行巩固、综合掌握和灵活运用的目的，提高毕业生分析问题、解决问题的能力。基坑为房屋建筑、市政工程或地下建筑物在施工时需开挖的地坑。为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周围环境不受损害而采取的支护结构、降水和土方开挖与回填，包括勘察、设计、施工和监测等，称为基坑工程。它是地下基础施工中内容丰富而富于变化的领域，是一项风险工程，是一门古老而具有划时代特点的综合性的新型学科，它涉及到工程地质、土力学、基础工程、结构力学、原位测试技术、施工技术、土与结构相互作用以及环境岩土工程等多学科问题。基坑工程采用的围护墙、支撑（或土层锚杆）、防渗帷幕等结构体系总称为支护结构。本项毕业设计选题泛海酒店基坑支护结构设计,为详细学习和了解与岩土工程相关的知识，巩固以前学习过的（深基坑支护、基础工程、地基处理、土力学、工程地质学等）知识，并按照现行规范，通过对实际情况的分析把它运用到生产实践中去，同时也培养了调查研究、查阅文献、收集资料和整理资料的能力。通过本次设计使自己能够理论联系实际，并为以后的工作和学习打下坚实的基础。选定该课题也是为了培养自己的综合能力。根据土木工程专业（岩土与地下工程方向）的培养目标要求及本人毕业后的主要服务去向，通过毕业设计，能够使我们把所学过的专业知识综合应用于实际工程设计中，使理论与生产实践相结合提高工程设计能力，能独立进行基坑支护结构设计。通过泛海酒店基坑支护结构设计，使我们在应用现行规范、标准、技术指标与经济指标等方面得到基本训练，达到对所学专业知识进行巩固、综合掌握和灵活运用的目的，提高分析问题、解决问题的能力。学习参考好帮手 WORD格式整理版在毕业设计的过程中，使我们对基坑支护设计的全过程有了系统的了解和初步的掌握，在此过程中，我们对以前所学的知识进行了一次综合性的复习，并把零散的知识进行了一次有选择性的系统综合，从而把我们四年所学的各种知识进行了融会贯通。在做这次毕业设计的过程中我们依据实际情况并考虑各种外界因素进行理论与实际相结合的基坑支护设计，这次毕业设计课程，巩固了我们的专业知识，培养了我们的动手能力，对我们以后的学习和工作有深刻的指导意义和实际价值.1.2国内外现状我国改革开放和国民经济持续高速增长的形势下，全国工程建设亦突飞猛进，高层建筑迅猛发展，建筑高度越来越高，同时各地还兴建了许多大型地下市政设施、地下商场、地铁车站等，导致多层地下室逐渐增多，基坑开挖深度超过10m的比比皆是，其埋置深度也就越来越深，对基坑工程的要求越来越高，随着人防、地铁、地下商场、仓库、影剧院等大量工程的建设，特别是近年来的工程实践，城市地下空间开挖技术得到了长足发展和提高。我国城市地下工程、隧道及井孔工程等先后采用了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等，这些技术有的已达到国际先进水平。促进了建筑科学技术的进步和施工技术、施工机械和建筑材料的更新与发展。为了保证建筑物的稳定性，建筑基础都必须满足地下埋深嵌固的要求。随之出现的问题也越来越多，这给建筑施工、特别是城市中心区的建筑施工带来了很大的困难。地下工程包括市政管线工程,地下仓储工程,地下商场，地下车库，城市地下空间综合开发利用等地下建筑物以及大中型平战结合工程。随着现代化城市高密度化,生活水准的高标准化,各种供给设施(如电信、电气、煤气、上下水等)的需求量将会急剧增加,需要改造和增设的供管线愈来愈多,解决这一问题的最好对策乃是进行统一规划与管理的城市地下共同沟(城市地下公用事业综合隧道),1994年上海浦东建成了我国第一条规模较大的张扬路共同沟。城市地下空间开发利用,目前较广泛的有高层建筑物地下室,平战结合的人防工程,如上海人民广场地下商场,哈尔滨、长春地下商业街等。利用地下工程恒温恒湿,受地面干扰小,防灾抗灾能力强等的特点,我国修建了许多地下储库,如地下粮库、油库、金库等。随着我国经济和科技的发展,地下工程的应用领域和应用深度将不断拓展。国外城市地下空间开发利用起步早，大规模的开发大约经历了150多年的发展历程，经验比较成熟。国外地下空间的开发开始于建设地铁，比如说英国伦敦1863年就建成了世界上第一条地铁，开创了城市地下铁道建设的先河，美国纽约1865年建设是第一条地铁，法国的巴黎1900年建设了第一条地铁，德国的柏林1902年建设了第一条地铁，西班牙的马德里1919年建设了第一条地铁，日本的东京1927年建设了第一条地铁，目前世界上已经修建地铁投资运营的国家和地区有40多个，城市有一百多个。学习参考好帮手 WORD格式整理版国外地下空间的开发开始于第二次世界大战，第二次世界大战战前加强地下工势建设，牵引了地下空间的开发。第二次世界大战中战略轰炸已经成为战争的主要样式，巨大的平民伤亡和财产损失，使各交战国充分认识加强民防工程建设，修建地下防护设施的重要地位和作用，在遭受敌空袭时，民防和地下防护设施建设相对较好的英国平均每受弹一吨伤亡1人，在过去的战争中，军队的伤亡人数和平民的伤亡人数是20：1，而现代战争军人的伤亡人数和平民的伤亡人数是1：20，所以在战后欧洲各国在十分重视在民用建筑下面修建防空地下室，并以法律形势加以规定，瑞士作为一个中立国家，接近300年没有战争，但是瑞士所有的建筑物都修建了地下防护工程，它的地下空间的开发主要是战时的防护和防灾。注重立体开发，充分利用地下空间的多功能性，建设四通五达的地下城，从地铁交通工程、大型建筑物向地下自然的延伸发展，到复合型地下综合体，再到地下城，形成了地下交通、地下商业、地下疏散干道、地下共同管沟建设的有机融合。同时，公共建筑也向地下发展，如公共图书馆、会议中心、展览中心、体育馆、音乐厅、大型的科研实验室等文化体育设施。国外的地下建筑的内部空间环境质量、应急系统和运营管理都达到了较高的水平。例如：美国基本上是实行道路交通的地下化，比如波士顿中央大道就是经历了城市由高架道路转入地下的过程，验证了城市道路及高架道路走进地下化的发展趋势，美国的地铁建设在世界上运营最长，纽约有443公里，车站达504个，每天有510多万人在地铁里面运行，每年将近20亿人次，真正的市中心曼哈顿地区常住人口只有10万，但白天进入该地区是300万，多数是乘坐地铁的人员。法国也是城市地下空间开发较早国家，一是对废弃的矿井进行再开发利用，改变为城市的下水道和防空设施，巴黎市早在18世纪末就开发利用了几个世纪之前的废弃矿井，于1890年成功用于巴黎世博会中国馆和印度馆的设计，取得成功。二是大力建设地下车库。三是用于保护历史文化景观，比如卢浮宫改造，地上已经没有空间利用，就在地下扩建，成功对古典建筑进行了现代化改造。 钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。其多用于坑深7～15m的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有8～9m的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小槽钢钢板桩这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6～8m,型号由计算确定。其特点为:槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用;施工方便,工期短;不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小,开挖后变形较大。学习参考好帮手 WORD格式整理版基坑工程的发展往往是一种新的围护型式的出现带动新的分析方法的产生，并遵循实践、认识、再实践、再认识的规律，而走向成熟。早期的开挖常采用放坡的形式，后来随着开挖深度的增加，放坡面空间受到限制，产生了围护开挖。迄今为止，围护型式已经发展至数十种。从基坑围护机理来讲，基坑围护方法的发展最早有放坡开挖，然后有悬臂围护、内撑（或拉锚）围护、组合型围护等。放坡开挖需要有较大的工作面，且开挖土方量较大。一般的支护结构位移控制以水平位移为主，主要是水平位移较直观，易于监测。水平位移控制与周边环境的要求有关，这就是通常规范中所谓的基坑安全等级的划分，对于基坑周边有较重要的构筑物需要保护的，则应控制小变形，此即为通常的一级基坑的位移要求；对于周边空旷，无构筑物需保护的，则位移量可大一些，理论上只要保证稳定即可，此即为通常所说的三级基坑的位移要求；介于一级和三级之间的，则为二级基坑的位移要求。对于一级基坑的最大水平位移，一般宜不大于30mm，对于较深的基坑，应小于0.3%H,H为基坑开挖深度。对于一般的基坑，其最大水平位移也宜不大于50mm。一般最大水平位移在30mm内地面不致有明显的裂缝，当最大水平位移在40-50mm内会有可见的地面裂缝。因此一般的基坑最大水平位移应控制不大于50mm为宜，否则会产生较明显的地面裂缝和沉降，感观上会产生不安全的感觉。围护结构最早用木桩，现在常用钢筋混凝土桩、地下连续墙、钢板桩以及通过地基处理方法采用水泥土挡墙、土钉墙等。钢筋混凝土桩设置方法有钻孔灌注桩、人工挖孔桩、沉管灌注桩和预制桩等。1.3工程概况1.3.1基坑周边环境工程概况：拟建泛海酒店工程位于居民住宅以南，其东临津东商场，西侧为广电大楼，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2864m2，建筑±0.00相当于绝对标高35.95m，整平后地面标高为36.00m，其它标高均以此为准，地下室负二层底板顶标高为27.55m，基坑开挖深度为9.0m，地下室采用框架结构。1.3.2工程水文地质条件拟建场区地貌单元为阶地，地形较平坦，自上而下有下列土层：①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。②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。③层粉质黏土：灰黄色，可塑，切面光滑，干强度和韧性中等。④层黏土：黄色，可塑，局部软塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度和韧度高。学习参考好帮手 WORD格式整理版⑤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2m处。主要接受降雨、地表水、地下径流的补给。图1.1基坑平面图1.4设计依据(1)中华人民共和国行业标准：建筑基坑支护技术规范（JGJ20-2012）.北京：中国建筑工业出版社，2012.(2)中华人民共和国行业标准：建筑基坑支护技术规程（JGJ20-2012）.北京：中国建筑工业出版社，2012.(3)中华人民共和国行业标准：基坑土钉支护技术规程（CECS96:97）.北京：中国建筑工业出版社，1999.(4)中华人民共和国行业标准：建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）北京：中国建筑工业出版社，2002.(5)中华人民共和国行业标准：岩土工程勘察规范(GB50021-2001).北京：中国建筑工业出版社，2001.(6)中华人民共和国行业标准：混凝土结构设计规范（GB50010-2002）北京：中国建筑工业出版社，2002.学习参考好帮手 WORD格式整理版表1.1拟建场地土体情况一览序号类别（名称）厚度h(m)重度γ(kN/m3)土粒重度γs(kN/m3)含水率ω(%)塑限ωL液限ωP渗透系数k(m3/d)内摩擦角φk(°)黏聚力ck(kPa)压缩模量Es(MPa)动力触探击数N63.51 杂填土1.518.528.520.728.917.70.005108.0- 2粉质黏土4.519.02923.029.018.20.0821255.50 3粉质黏土619.929.522.031.518.10.0722285.834黏土520.530.527.032.018.31.3183015.90 5粉土72232.53552.528.01.529359.0 注：上表、为直剪固快峰值强度最小平均值。1.5设计中拟解决主要问题（1）支护方案的对比与优选。（2）支护的稳定性验算问题。（3）深基坑的降水止水问题。学习参考好帮手 WORD格式整理版第2章基坑支护方案的比较与选择2.1基坑特点分析(1)基坑尺寸拟建建筑物地面以上7层，地下2层，总建筑面积2864m2。基坑长为55m，基坑宽为45m。(2)基坑工程重要性等级根据建筑基坑支护技术规程（JGJ20-2012）和表2.1可知，本基坑工程重要性等级为二级，γ0=1.0。如表2.1基坑侧壁安全等级和重要性系数表2.1基坑侧壁安全等级和重要性系数安全等级破坏结果γ0一级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重1.10二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般1.00三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重0.902.2深基坑支护方案的选择《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中，支护结构选型如表2.2。表2.2支护结构选型表结构型式适用条件排桩或地下连续墙1.适于基坑侧壁安全等级一、二、三级2.悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m3.当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加载截水帷幕或地下连续墙土钉墙1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地2.基坑深度不宜大于12m3.当地下水位高于基坑底面时，应采取降水。学习参考好帮手 WORD格式整理版续上表逆作拱墙1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级2.淤泥和淤泥质土场地不宜采用3.拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/84.基坑深度不宜大于12m5.地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施放坡1.基坑侧壁安全等级宜为三级2.施工场地应满足放坡条件3.可独立或与上述其他结构结合使用4.当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施土钉墙1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地2.基坑深度不宜大于12m3.当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水帷幕逆作拱墙1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级2.淤泥和淤泥质土场地不宜采用3.拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/84.基坑深度不宜大于12m5.地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施基坑支护方案的选择一定要符合基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节等条件，要达到安全、经济和实用的标准。在满足以上的条件下，优化基坑支护设计方案，以便达到设计安全、施工方便、工期适当和经济合理。水泥土墙，其特点主要是：充分利用了土资源，无需开采原材料，大量节约资源；适用于多种土质；除机械挤土的夯实水泥土桩外，其施工工艺无震动、无噪声和污染，减少了对周围环境的影响；节省钢材，施工速度快；但是其只适合基坑深度在6m以下的基坑工程。学习参考好帮手 WORD格式整理版土钉墙，其特点主要是：增强了土体破坏的延性，延缓了土体失稳的发展过程；如果对施工进行信息化管理，边施工边监测，可减少施工风险，保证施工安全；施工机具轻便，技术工艺简单易行；占地场地小，对环境干扰小；与其他基坑支护型式相比较，施工工期较短，可以节约工期；经济效益好，成本相对较低；但是其不太适合在软土中单独使用。逆作拱墙，其特点主要是：可缩短工程施工的总工期；基坑变形小，相邻建筑物的沉降少；可节省地下室外墙及外墙下工程桩费用；使底板设计趋向合理；可节省支护结构的支撑；可节省土方挖填方费用；简化基坑的施工工序，有明显的经济效益。钢筋混凝土桩主要特点：钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点，曾在基坑中广泛应用，但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法，振动与噪音大，同时沉桩过程中挤土也较为严重，在城市工程中受到一定限制。此外，其制作一般在工厂预制，再运至工地，成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计，目前已可制作厚度较大（如厚度达500mm上） 的板桩，并有液压静力沉桩设备，故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。  基坑支护作为一个结构体系，应满足稳定和变形的要求，即通常规范所说的两种极限承载状态的要求，即承载力极限状态和正常使用极限状态。所为承载能力极限状态，对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，出现较大范围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的而正常使用极限状态则是指支护结构的变形或是由于开挖引起周边土体产生的变形过大，影响正常使用，但未造成结构的失稳。钢板桩的类型和主要特点：（1）槽钢钢板桩是一种简易的钢板桩围护墙，由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6~8m，型号由计算确定。打入地下后顶部接近地面处设一道拉锚或支撑。由于其截面抗弯能力弱，一般用于深度不超过4m的基坑。由于搭接处不严密，一般不能完全止水。如地下水位高，需要时可用轻型井点降低地下水位。一般只用于一些小型工程。其优点是材料来源广，施工简便，可以重复使用。（2）热轧锁口钢板桩图2.3热轧锁口钢板桩的形式有U型、L型、一字型、H型和组合型。建筑工程中常用前两种，基坑深度较大时才用后两种，但我国较少用。我国生产的鞍IV型钢板桩为“拉森式”（U型），其截面宽400mm、高310mm，重77kg/m，每延米桩墙的截面模量为2042cm3。除国产者外，我国也使用一些从日本、卢森堡等国进口的钢板桩。钢板桩由于一次性投资大，施工中多以租赁方式租用，用后拔出归还。学习参考好帮手 WORD格式整理版钢板桩的优点是材料质量可靠，在软土地区打设方便，施工速度快而且简便；有一定的挡水能力（小趾口者挡水能力更好）；可多次重复使用；一般费用较低。其缺点是一般的钢板桩刚度不够大，用于较深的基坑时支撑（或拉锚）工作量大，否则变形较大；在透水性较好的土层中不能完全挡水；拔除时易带土，如处理不当会引起土层移动，可能危害周围的环境。常用的U型钢板桩，多用于周围环境要求不甚高的深5~8m的基坑，视支撑（拉锚）加设情况而定。图2.3钢板桩支护结构（a）内撑方式；（b）锚拉方式1-钢板桩；2-围檩；3-角撑；4-立柱与支撑；5-支撑；6-锚拉杆型钢横挡板图2.4型钢横挡板围护墙亦称桩板式支护结构。这种围护墙由工字钢（或H型钢）桩和横挡板（亦称衬板）组成，再加上围檩、支撑等则一种支护体系。施工时先按一定间距打设工字钢或H型钢桩，然后在开挖土方时边挖边加设横挡板。施工结束拔出工字钢或H型钢桩，并在安全允许条件下尽可能回收横挡板。图2.4型钢横挡板支护结构1-工字钢（H型钢）；2-八字撑；3-腰梁；4-横挡板；5-垂直联系杆件；6-立柱；7-横撑；8-立柱上的支撑件；9-水平联系杆横挡板直接承受土压力和水压力，由横挡板传给工字钢桩，再通过围檩传至支撑或拉锚。横挡板长度取决于工字钢桩的间距和厚度由计算确定，多用厚度60mm学习参考好帮手 WORD格式整理版的木板或预制钢筋混凝土薄板。型钢横挡板围护墙多用于土质较好、地下水位较低的地区，我国北京地下铁道工程和某些高层建筑的基坑工程曾使用过。钻孔灌筑桩图2.5根据目前的施工工艺，钻孔灌筑桩为间隔排列，缝隙不小于l00mm，因此它不具备挡水功能，需另做挡水帷幕，目前我国应用较多的是厚1.2m的水泥土搅拌桩。用于地下水位较低地区则不需做挡水帷幕。钻孔灌筑桩施工无噪声、无振动、无挤土，刚度大，抗弯能力强，变形较小，几乎在全国都有应用。多用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级，坑深7~15m的基坑工程，在土质较好地区已有8~9m悬臂桩，在软土地区多加设内支搅（或拉锚），悬臂式结构不宜大于5m。桩径和配筋计算确定，常用直径600、700、800、900、1000mm。图2.5钻孔灌筑桩排围护墙1-围檩；2-支撑；3-立柱；4-工程桩；5-钻孔灌筑桩围护墙；6-水泥土搅拌桩挡水帷幕；7-坑底水泥土搅拌桩加固有的工程为不用支撑简化施工，采用相隔一定距离的双排钻孔灌筑桩与桩顶横梁组成空间结构围护墙，使悬臂桩围护墙可用于-14.5m的基坑图2.6。图2.6双排桩围护墙1-钻孔灌筑桩；2-联系横梁学习参考好帮手 WORD格式整理版如基坑周围狭窄，不允许在钻孔灌筑桩后再施工1.2m厚的水泥土桩挡水帷幕时，可考虑在水泥土桩中套打钻孔灌筑桩。地下连续墙主要优缺点：地下连续墙是于基坑开挖之前，用特殊挖槽设备、在泥浆护壁之下开挖深槽，然后下钢筋笼浇筑混凝土形成的地下土中的混凝土墙。我国于20世纪70年代后期开始出现壁板式地下连续墙，此后用于深基坑支护结构。目前常用的厚度为600、800、l000mm，多用于-12m以下的深基坑。地下连续墙用作围护墙的优点是：施工时对周围环境影响小，能紧邻建（构）筑物等进行施工；刚度大、整体性好，变形小，能用于深基坑；处理好接头能较好地抗渗止水；如用逆作法施工，可实现两墙合一，能降低成本。由于具备上述优点，我国一些重大、著名的高层建筑的深基坑，多采用地下，根据本次基坑工程的勘察资料和以往的工程经验，拟建基坑马路那侧采用土钉墙支护结构。靠近住宅一侧采用混凝土桩锚杆支护结构设计，靠近津东商场一侧采用钢板桩锚杆支护结构设计形式。2.3本章小结通过本章了解基坑支护设计的基本要求，掌握了国内常用的集中基坑支护方式的特点及适用条件，结合这次选题的工程地质条件、水文地质条件及周边环境确立了三种支护方案：即在南侧采用土钉墙支护结构、北侧采用混凝土锚杆支护结构、西侧东侧采用钢板桩锚杆支护结构设计。学习参考好帮手 WORD格式整理版第3章土钉墙支护结构设计在南侧幸福路那侧采用了土钉墙锚杆支护结构设计。图3.1土钉墙布置3.1土钉墙设计参数（1）开挖坡度为1:0.2；（2）开挖深度为9m；（3）土钉成孔直径为120mm；土钉长拟定为12m。（4）布置4道土钉；（5）土钉倾角均为10º（6）土钉水平间距为1.8m；竖向间距1.8m（7）基坑周边设计荷载取均布荷载；3.2土钉墙整体稳定性验算土钉墙验算施工期不同开挖深度及基地面可能滑动可以按圆弧滑动简单条分学习参考好帮手 WORD格式整理版法整体稳定性验算（3.1）式中：——圆弧滑动稳定安全系数，安全等级为二级，三级的土钉墙，分别不应小于1.3、1.25；——第i个圆弧滑动体的抗滑力矩与滑动力力矩的比值；抗滑力矩与滑动力矩之比的最小值宜通过搜索不同圆心及半径的所有潜在滑动圆弧确定；——分别为第j土条滑弧面处土的黏聚力（kpa）、内摩擦（º）——基坑侧壁重要系数；——第j土条的滑弧长度（m）,取；——第j分条宽度(m)；——第j土条的自重，按天然重度计算；——第j土条滑弧面终点处的法线与垂直面的夹角（º）；——土钉与水平面的夹角；——滑弧面在第k层土钉或锚杆出的法线与垂直面得夹角（º）；3.2.1第一次取圆弧圆心为=2.65m，土条宽2.044m，从左至右标号1.2.3.4)第一次取圆弧滑裂面验算土钉墙整体稳定性计算如图3.2所示:图3.2验算土钉墙整体稳定性计算学习参考好帮手 WORD格式整理版:===：：：=3.7m=2.364m=2.878m=5.480m荷载：：学习参考好帮手 WORD格式整理版因此满足要求。3.2.2第二次取圆弧圆心为：=5.35m，土条宽1.789m从左至右标号1.2.3.4::：学习参考好帮手 WORD格式整理版第二次取圆弧滑裂面验算土钉墙整体稳定性计算如图3.3所示图3.3验算土钉墙整体稳定性计算学习参考好帮手 WORD格式整理版：学习参考好帮手 WORD格式整理版满足要求。3.2.3第三次取圆弧圆心为：土条宽1.789m.从左至右标号1.2.3.4第三次取圆弧滑裂面验算土钉墙整体稳定性计算如图3.4所示：图3.4土钉墙整体稳定性计算图3.4：学习参考好帮手 WORD格式整理版：：：学习参考好帮手 WORD格式整理版：学习参考好帮手 WORD格式整理版满足要求。3.2.4第四次取圆弧圆心为：土条宽1.661m.从左至右标号1.2.3.4：：第四次取圆弧滑裂面验算土钉墙整体稳定性计算如图3.4所示:图3.4验算土钉墙整体稳定性计算:学习参考好帮手 WORD格式整理版：：学习参考好帮手 WORD格式整理版满足要求。3.2.5第五次取圆弧圆心为：土条1.594m从左至右1.2.3.4第五次取圆弧滑裂面验算土钉墙整体稳定性计算如图3.5所示:学习参考好帮手 WORD格式整理版图3.5第五次取圆弧滑裂面验算土钉墙整体稳定性计算：:：：：学习参考好帮手 WORD格式整理版：满足要求3.3土钉的承载力计算单根土钉的抗拔承载力应符合下试：（3.2）式中：——土钉抗拔安全系数；安全等级为二级、三级的土钉墙，分别不小于1.6、1.4；——第层土钉的轴向拉力标准值(kN)，应按本节下试规定计算；学习参考好帮手 WORD格式整理版——第层土钉的极限抗拔承载力标准值(kN)，应按单根土钉的极限抗拔承载力标准值可按下试估算；（3.3）式中：——第层土钉的锚杆固体直径(m)；对成孔注浆土钉，按成孔直径计算，对打入钢管土钉，按钢管直径计算；本试=0.15m,——第层土钉与第土层的极限粘结强度标准值(kPa)；应根据工程经验并结合表取值，本式中=60kPa；——第层土钉滑动面以外的部分在第土层中的长度(m)，直线滑动面与水平面的夹角去；则第一根土钉的抗拔承载力标准值为：第二根土钉的抗拔承载力标准值为：第三根土钉的抗拔承载力标准值为：第四根土钉的抗拔承载力标准值为：单根土钉的轴向拉力标准值可按下试计算：（3.4）式中：——第层土钉的轴向拉力标准值(kN)；——第层土钉的倾角；本设计取——墙面倾角时的主动土压力的折减系数，可按下试计算；——第层土钉轴向拉力调整系数，可按下试计算；学习参考好帮手 WORD格式整理版——第层土钉处的主动土压力强度标准值(kPa)；——土钉的水平间距(m)；——土钉的垂直间距(m)；坡面倾斜时的主动土压力折减系数可按下试计算：（3.5）式中：——土钉墙坡面与水平面的夹角，本题——基坑底面以上各土层按厚度加权的等效内摩擦角平均值本题土钉轴向拉力调整系数可按下列公式计算：（3.6）（3.7）式中：——第层土钉至基坑顶面的垂直距离(m)；——基坑深度(m)；——作用在以、为边长的面积内的主动土压力标准值(kN)；——计算系数；——经验系数，可取0.6~1.0；本题取——土钉层数；学习参考好帮手 WORD格式整理版则因此：所以单根土钉的抗拔承载力为：均符合要求3.4土钉配筋计算土钉杆体的受拉承载力应符合下试规定：学习参考好帮手 WORD格式整理版（3.9）式中：——第层土钉的轴向拉力设计值(kN)，按下试确定；——土钉杆体的抗拉强度设计值(kPa)；——土钉杆体的截面面积()。轴向拉力设计值钢筋选用HRB400钢筋，钢筋抗拉强度设计值为，则土钉钢筋第1,2,3,4排土钉选用采用1E32的钢筋，钢筋的实际面积满足要求。3.5本章小结本章对基坑南侧进行了土钉墙支护设计和计算，确定了采用四道土钉支护，土钉坡度为1：0.2，土钉水平间距为1.8米，竖直间距为1.8米。进行了土钉的设计与计算，土钉承载力的验算符合要求。学习参考好帮手 WORD格式整理版第4章混凝土桩锚支护结构设计基坑实际挖深-9.0m,基坑北侧采用混凝土桩加一层锚杆支护方案设计，地下水位埋深地面以下-2.0m。在距地面4.5m处。钢板桩锚杆支护设计如下：土压力计算：北面靠近一个6层的住宅楼，设a=2.5m,b=2m,;基地附加压力学习参考好帮手 WORD格式整理版h=9m，所以有影响。被动土压力：4.1支护方案4.1.1基本信息表4.1基本信息规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012内力计算方法增量法基坑等级二级基坑侧壁重要性系数γ01.00学习参考好帮手 WORD格式整理版基坑深度H(m)9.000嵌固深度(m)3.000桩顶标高(m)0.000桩材料类型钢筋混凝土混凝土强度等级C30桩截面类型圆形└桩直径(m)1.000桩间距(m)1.500有无冠梁有├冠梁宽度(m)1.000├冠梁高度(m)1.000└水平侧向刚度(MN/m)112.000放坡级数0超载个数1支护结构上的水平集中力04.1.2超载信息表4.2超载信息超载序号类型超载值(kPa,kN/m)作用深度(m)作用宽度(m)距坑边距(m)形式长度(m)1105.3752.0002.0002.500条形---4.1.3土层信息表4.3土层信息土层数5坑内加固土否内侧降水最终深度(m)10.000外侧水位深度(m)2.000内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m)---弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法基坑外侧土压力计算方法主动4.1.4土层参数表4.4土层参数层号土类名称层厚(m)重度(kN/m3)浮重度(kN/m3)粘聚力(kPa)内摩擦角(度)学习参考好帮手 WORD格式整理版1杂填土1.5018.5---8.0010.002黏性土4.5019.09.025.0021.003黏性土6.0019.99.928.0022.004黏性土5.0020.510.5------5粉土7.0022.012.0------表4.5土层参数层号与锚固体摩擦阻力(kPa)粘聚力水下(kPa)内摩擦角水下(度)水土计算方法m,c,K值抗剪强度(kPa)160.0---------m法4.68---260.00.0033.00分算m法18.48---360.035.0035.00合算m法7.50---4120.037.0034.00分算m法10.00---5120.039.0038.00分算m法10.00---4.1.5支锚信息表4.6支锚道数支锚道数1表4.7支锚信息支锚支锚类型道号水平间距(m)竖向间距(m)入射角(°)总长(m)锚固段长度(m)1锚杆1.5004.50015.0021.5015.00表4.8支锚信息支锚道号预加力(kN)支锚刚度(MN/m)锚固体直径(mm)工况号锚固力调整系数材料抗力(kN)材料抗力调整系数1320.0020.001502～1.00407.151.004.1.6土压力模型及系数调整弹性法土压力模型:见图4.1学习参考好帮手 WORD格式整理版图4.1弹性法土压力模型经典法土压力模型:见图4.2图4.2经典法土压力模型表4.9土层信息层号土类名称水土水压力调整系数外侧土压力调整系数1外侧土压力调整系数2内侧土压力调整系数内侧土压力最大值(kPa)1杂填土合算1.0001.0000.0001.00010000.0002黏性土分算1.0001.0000.0001.00010000.0003黏性土合算1.0001.0000.0001.00010000.0004黏性土分算1.0001.0001.0001.00010000.0005粉土分算1.0001.0001.0001.00010000.0004.1.7工况信息表4.10工况信息工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖5.000---2加撑---1.锚杆学习参考好帮手 WORD格式整理版3开挖9.000---4.2设计结果4.2.1结构计算各工况：图4.3工况1图4.4工况2学习参考好帮手 WORD格式整理版图4.5工况3图4.6地表沉降内力位移包络图：图4.7内力包络图学习参考好帮手 WORD格式整理版图4.8冠梁钢筋图表4.11冠梁配筋：钢筋级别选筋As1HRB40010E16As2HRB4006E16As3HRB400E16@150环梁选筋结果：表4.12环梁配筋钢筋级别选筋As1HRB40010E12As2HRB4006E12As3HRB400E12@150配筋图：图4.9配筋图4.2.2截面验算表4.13截面参数表桩是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm)30桩的纵筋级别HRB400桩的螺旋箍筋级别HRB335桩的螺旋箍筋间距(mm)150弯矩折减系数0.85学习参考好帮手 WORD格式整理版续上表剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)12.00表4.14内力取值表段号内力类型弹性法计算值经典法计算值内力设计值内力实用值基坑内侧最大弯矩(kN.m)264.6826.83281.22281.221基坑外侧最大弯矩(kN.m)63.46321.3967.4367.43最大剪力(kN)198.03148.98247.54247.54表4.15配筋图段号选筋类型级别钢筋实配值实配[计算]面积(mm2或mm2/m)1纵筋HRB4009E254418[3927]箍筋HRB400E12@1501508[839]加强箍筋HRB400E14@20001544.2.3锚杆计算表4.16锚杆参数锚杆钢筋级别HRB400锚索材料强度设计值(MPa)1220.000锚索材料强度标准值(MPa)1220.000锚索采用钢绞线种类1×7锚杆材料弹性模量(×105MPa)2.000锚索材料弹性模量(×105MPa)1.950注浆体弹性模量(×104MPa)3.000锚杆抗拔安全系数1.600锚杆荷载分项系数1.250表4.17锚杆水平方向内力支锚道号最大内力弹性(kN)最大内力经典法(kN)内力实用标准值(kN)内力实用设计值(kN)学习参考好帮手 WORD格式整理版续上表1365.37251.74251.74314.67表4.18锚杆轴向内力支锚道号最大内力弹性法(kN)最大内力经典法(kN)内力实用标准值(kN)内力实用设计值(kN)1378.26260.62260.62325.77锚杆自由段长度计算简图图4.10混凝土锚杆支护设计表4.19支锚信息支锚道号支锚类型钢筋或钢绞线配筋自由段长度实用值(m)锚固段长度实用值(m)实配[计算]面积(mm2)锚杆刚度(MN/m)1锚杆2E326.515.01609[905]23.904.3整体稳定验算计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度:0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数Ks=2.275学习参考好帮手 WORD格式整理版圆弧半径(m)R=8.062圆心坐标X(m)X=-1.743圆心坐标Y(m)Y=4.581图4.11整体稳定性验算4.4抗倾覆稳定性验算抗倾覆安全系数:（3.1）式中：Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。工况1：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)1锚杆0.0000.000Ks=3.380>=1.200,满足规范要求。工况2：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。学习参考好帮手 WORD格式整理版序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)1锚杆271.434282.743Ks=4.749>=1.200,满足规范要求。工况3：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)1锚杆271.434282.743Ks=1.906>=1.200,满足规范要求。安全系数最小的工况号：工况3。最小安全Ks=1.906>=1.200,满足规范要求。图4.12抗管涌验算学习参考好帮手 WORD格式整理版（3.2）式中：Kse——流土稳定性安全系数；安全等级为一、二、三级的基坑支护，流土稳定安全系数分别不应小于1.6、1.5、1.4；ld——截水帷幕在基坑底面以下的长度(m)；D1——潜水水面或承压水含水层顶面至基坑底面的垂直距离(m)；γ"——土的浮重度(kN/m3)；Δh"——基坑内外的水头差(m)；γw——地下水重度(kN/m3)；K=1.717>=1.5,满足规范要求。4.5抗隆起验算图4.13抗隆起验算学习参考好帮手 WORD格式整理版图4.14抗隆起验算（1）从支护底部开始，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下：（3.3）（3.4）（3.5）支护底部，验算抗隆起：Ks=15.008≥1.600，抗隆起稳定性满足。深度17.000处，验算抗隆起。Ks=27.030≥1.600，抗隆起稳定性满足。深度24.000处，验算抗隆起。Ks=33.322≥1.600，抗隆起稳定性满足。（2）坑底抗隆起按以最下层支点为转动轴心的圆弧条分法计算，结果如下：（3.6）Ks=2.368≥1.900，坑底抗隆起稳定性满足。4.6抗管涌验算学习参考好帮手 WORD格式整理版图4.16抗管涌验算（3.7）式中：Kse——流土稳定性安全系数；安全等级为一、二、三级的基坑支护，流土稳定性安全系数分别不应小于1.6、1.5、1.4；ld——截水帷幕在基坑底面以下的长度(m)；D1——潜水水面或承压水含水层顶面至基坑底面的垂直距离(m)；γ"——土的浮重度(kN/m3)；Δh"——基坑内外的水头差(m)；γw——地下水重度(kN/m3)；K=1.717>=1.5,满足规范要求。4.7嵌固深度验算嵌固深度计算过程：按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012单支点结构计算嵌固深度ld：学习参考好帮手 WORD格式整理版公式：（3.8）（3.9）得到ld=0.400m，ld采用值为：3.000m当前嵌固深度为：0.400m。依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012,单点支护结构嵌固深度ld不宜小于0.3h。嵌固深度取为：2.700m。嵌固段基坑内侧土反力验算工况1：Ps=55.746≤Ep=3128.147，土反力满足要求。工况2：Ps=50.304≤Ep=3128.147，土反力满足要求。工况3：Ps=115.678≤Ep=1001.353，土反力满足要求。式中：Ps为作用在挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力（kN）；Ep为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力（kN）。-图4.19混凝土结构设计学习参考好帮手 WORD格式整理版4.9本章小结本章对基坑混凝土桩锚支护结构设计，对结构、截面、锚杆等进行了计算。进行了整体稳定性验算，抗倾覆、抗隆起验算等满足基坑要求。学习参考好帮手 WORD格式整理版第5章钢板桩锚杆支护结构设计5.1土压力计算基坑实际挖深-9.0m,基坑西侧和东侧采用钢板桩加一层锚杆支护方案设计，地下水位埋深地面以下-5.0m。在基坑深度为4.5m与2.5m处打锚杆。钢板桩锚杆支护设计如下：土压力计算：西侧靠近一个6层的广电大楼，设a=10m,b=2m,;基地附加压力h=9m，所以无影响。图5.1影响范围图学习参考好帮手 WORD格式整理版被动土压力：5.2支护结构计算5.2.1基本信息表5.1基本信息规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012内力计算方法增量法基坑等级二级基坑侧壁重要性系数γ01.00基坑深度H(m)9.000嵌固深度(m)3.000桩顶标高(m)0.000桩材料类型钢板桩├每延米截面面积A(cm2)236.00├每延米惯性矩I(cm4)39600.00└每延米抗弯模量W(cm3)2200.00└抗弯f(N/mm2)215有无冠梁无放坡级数0超载个数1支护结构上的水平集中力0学习参考好帮手 WORD格式整理版5.2.2土层信息表5.2土层信息见土层数5坑内加固土否内侧降水最终深度(m)10.000外侧水位深度(m)2.000内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m)---弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法基坑外侧土压力计算方法主动5.2.3土层参数表5.3土层参数信息层号土类名称层厚(m)重(kN/m3)浮重(kN/m3)粘聚(kPa)内摩擦(度)1杂填土1.5018.5---8.0010.002黏性土4.5019.09.025.0021.003黏性土6.0019.99.928.0022.004黏性土5.0020.510.5------5粉土7.0022.012.0------表5.4土层信息层号与锚固体摩擦阻力(kPa)粘聚力水下(kPa)内摩擦角水下(度)水土计算方法m,c,K值抗剪强度(kPa)160.0---------m法4.68---260.00.0033.00分算m法18.48---360.035.0035.00合算m法7.50---4120.037.0034.00分算m法10.00---5120.039.0038.00分算m法10.00---5.2.4支锚信息表5.5支锚信息支锚道号支锚类型水平间距(m)竖向间距(m)入射角(°)总长(m)锚固段长度(m)1锚杆1.5004.50015.0018.5013.502锚杆1.5002.50015.0011.006.00表5.6支锚信息支锚道数2学习参考好帮手 WORD格式整理版表5.6支锚信息支锚道号预加力(kN)支锚刚度(MN/m)锚固体直径(mm)工况号锚固力调整系数材料抗力(kN)材料抗力调整系数1320.0020.001502～1.00407.151.002320.0030.001504～1.0011.311.005.2.5土压力模型及参数调整弹性法土压力模型见图5.1：图5.2弹性法土压力模型图5.3经典法土压力模型表5.7土层数据层号土类名称水土水压力调整系数外侧土压力调整系数1外侧土压力调整系数2内侧土压力调整系数内侧土压力最大值(kPa)1杂填土合算1.0001.0000.0001.00010000.0002黏性土分算1.0001.0000.0001.00010000.0003黏性土合算1.0001.0000.0001.00010000.0004黏性土分算1.0001.0001.0001.00010000.0005红粘土分算1.0001.0001.0001.00010000.000学习参考好帮手 WORD格式整理版5.2.6工况信息表5.8工况信息工况号工况类型深度(m)支锚道号1开挖5.000---2加撑---1.锚杆3开挖7.500---4加撑---2.锚杆5开挖9.000---5.3设计结果5.3.1结构计算各工况：图5.4工况1图5.5工况2学习参考好帮手 WORD格式整理版图5.6工况3图5.7工况4图5.8工况5学习参考好帮手 WORD格式整理版内力位移包络图：图5.9工况6地表沉降图：图5.10地表沉降截面计算表5.11截面参数见弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25学习参考好帮手 WORD格式整理版表5.12内力取值见段内力类型弹性法经典法内力内力号计算值计算值设计值实用值基坑内侧最大弯矩(kN.m)4.941.945.255.251基坑外侧最大弯矩(kN.m)200.64197.45213.18213.18最大剪力(kN)243.7791.40304.71304.71截面验算基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力)σnei=M/W=5.249/(2200.000*10-6)（5.1）=2385.870(kPa)=2.386(MPa)=1.200,满足规范要求。工况2：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)1锚杆271.434254.4692锚杆0.0000.000Ks=5.502>=1.200,满足规范要求。工况3：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)1锚杆271.434254.4692锚杆0.0000.000Ks=2.988>=1.200,满足规范要求。工况4：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)1锚杆271.434254.4692锚杆11.310169.646Ks=3.033>=1.200,满足规范要求。工况5：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)1锚杆271.434254.4692锚杆11.310169.646Ks=2.193>=1.200,满足规范要求。学习参考好帮手 WORD格式整理版安全系数最小的工况号：工况5。最小安全Ks=2.193>=1.200,满足规范要求。5.6抗隆起验算图5.13抗隆起验算图5.14抗隆起验算学习参考好帮手 WORD格式整理版（1）从支护底部开始，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下：（5.4）（5.5）（5.6）支护底部，验算抗隆起：Ks=17.414≥1.600，抗隆起稳定性满足。深度17.000处，验算抗隆起。Ks=29.350≥1.600，抗隆起稳定性满足。深度24.000处，验算抗隆起。Ks=35.311≥1.600，抗隆起稳定性满足。（2）坑底抗隆起按以最下层支点为转动轴心的圆弧条分法计算，结果如下：Ks=3.286≥1.900，坑底抗隆起稳定性满足。5.7抗管涌、抗承压水(突涌)验算图5.15抗管涌验算简学习参考好帮手 WORD格式整理版（5.7）式中：Kse———流土稳定性安全系数；安全等级为一、二、三级的基坑支护，流土稳定性安全系数分别不应小于1.6、1.5、1.4；ld———截水帷幕在基坑底面以下的长度(m)；D1———潜水水面或承压水含水层顶面至基坑底面的垂直距离(m)；γ"———土的浮重度(kN/m3)；Δh"———基坑内外的水头差(m)；γw———地下水重度(kN/m3)；K=1.717>=1.5,满足规范要求。5.8嵌固深度计算嵌固深度计算过程：按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度：圆心(-2.619，5.551)，半径=6.594m，对应的安全系数Ks=1.942≥1.300嵌固深度计算值h0=0.500m嵌固深度采用值ld=3.000m当前嵌固深度为：0.500m。依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012,多点支护结构嵌固深度ld不宜小于0.2h。嵌固深度取为：1.800m。嵌固段基坑内侧土反力验算工况1：Ps=51.258≤Ep=2085.431，土反力满足要求。工况2：Ps=127.082≤Ep=2085.431，土反力满足要求。工况3：Ps=43.601≤Ep=1127.224，土反力满足要求。工况4：Ps=43.601≤Ep=1127.224，土反力满足要求。工况5：Ps=6.451≤Ep=667.569，土反力满足要求。学习参考好帮手 WORD格式整理版式中：Ps为作用在挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力（kN）；Ep为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力（kN）。图5.16支护结构剖面5.9本章小结本章对基坑钢板桩锚支护结构设计，对结构、截面、锚杆等进行了计算。进行了整体稳定性验算，抗倾覆、抗隆起验算等满足基坑要求。学习参考好帮手 WORD格式整理版第6章基坑降水设计6.1概述基坑的开挖施工，无论是采用支护体系的垂直开挖还是放坡开挖，如果施工地区的地下水位较高，都将设计到地下水对基坑施工的影响这一问题。当开挖施工的开挖面低于地下水位时，土体的含水层被切断，地下水使会从坑外或坑底不断的渗入基坑内。另外在基坑开挖期间由于下雨或其他原因，可能会在基坑内造成滞留水，这样会使坑底基土强度降低，压缩性大，从基坑的安全角度出发，对于采用支护体系的稳定性、强度和变形都是十分不利的。从施工角度出发，在地下水位以下进行开挖，坑内滞留水一方面增加了土方开挖施工的难度；另一方面亦使地下主体结构的施工难以顺利进行。而且在地下水的浸泡下，地基土的强度降低，也影响了其承载力，所以为保证基坑工程开挖施工的顺利进行，一方面在地下水位较高的地区，当开挖面低于地下水位时，需采取降低地下水水位的措施；另一方面基坑开挖期间基坑内需采取排水，使基坑处于干燥的状态，有利于施工。6.2井点设计计算根据勘察报告，本工程地下水位埋深为2m，基坑开挖深度为9m，降水水位应在自然地坪下10m，水位降深为8m。加权平均取：根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）结合现场的水文地质条件，根据场地土体的渗透系数，可以采用喷射井点降水，2.5型圆心式。在必要的情况下，可以在基坑的中部设置相应的管井，用于降水。同时，基坑的降水过程中，基坑周边的地下水位将相应的下降。其将引起地面的不均匀沉降，影响基坑周边建筑物和地下管线的正常使用。因此，本工程需在基坑的周边设置闭合的竖向止水帷幕。必要时在相应的位置采用回灌措施来减少基坑降水对周边环境造成的负面影响。综上所述，本基坑的降水方案为：采用喷射井点基坑内降水及在基坑周边设置闭合的竖向止水帷幕（水泥土搅拌桩）。6.2.1降水工程的平面布置由于该基坑呈矩形（学习参考好帮手 WORD格式整理版）状跨度和面积都比较大，故可以采用环形封闭式平面布置。同时为了减少基坑降水对周边建筑物产生不利影响，基坑边部设置有竖向止水帷幕，所以采用坑内降水方案，这样缩小降水的影响范围，减少降水的总出水量。6.2.2确定基坑的有效半径本设计采用大井法估算基坑涌水量，将矩形基坑换算成半径为的圆形大井，可以由下式求得：6.2.3井点管埋设深度计算井点系统的埋深H应按下式确定，（6.1）式中：H——基坑开挖深度（m），H=9mh——井点露出地面高度（m），一般取0.2~0.3h=0.2m,——井点管至基坑顶面边缘距离，一般取0.7~1.2m,本设计取1m；△h——水位降低后地下水位距基底面的安全距离，一般取0.5～1.0m，本设计取1m；L1——井点管中心线至基坑中心线的水平距离，（m）；i——将水漏斗曲线水力坡度，一般可取1/10；l——滤管长度，一般取1.3～1.7m，本设计取1.5m。——基坑中心至基坑顶面边缘距离，28.075m取15m6.2.4井点系统的抽水影响半径通常情况下，井水的影响半径宜通过试验或根据当地的经验确定。本基坑侧壁安全等级为二级，对于潜水含水层可根据以下公式求得：式中:R——影响半径(m)——井水位降深(m)；当井水位降深小于10m时，取K——含水层的渗透系数(m/d)H——潜水含水层厚度(m)H=17-2=15m6.2.5计算基坑涌水量Q学习参考好帮手 WORD格式整理版由于降水井点按唤醒封闭布置，井群中各井流量近似相等，并结构一致，则可以将基坑周围的井群当成一个以基坑为“中心”的大井。计算涌水量时，按大井计算井点系统的涌水量。可根据下式计算。潜水非完整井井点系统涌水量为：当矩形基坑的长宽比小于5时，基坑的总涌水量Q（m3/d）为：Q=（6.2）K——土的渗透系数(m/d)，H——潜水含水层厚度(m)，——基坑地下水位的设计降深(m),R——抽水影响半径(m),——基坑等效半径(m)6.2.6单根井点出水量（6.3）式中：——单井允许出水量，m3/d；——过滤器半径，本设取0.2m——过滤器进水部分的长度，本设计取1.5m；——含水层的渗透系数；6.2.7确定降水井数量与井点间距n=1.1Q/q（6.4）式中：n——降水井数量；取66q——单井设计流量；Q——基坑降水总涌水量，q>井点数量为66口井，间距为3.00m，符合降水要求。6.2.8基坑降水验算学习参考好帮手 WORD格式整理版当井点布置完毕后，应按验算降深是否满足要求。由井点的布置可知，降水井点对基坑中心的降水影响最小，故对基坑中心降水进行验算。对于潜水含水层，可有下式进行验算：（6.5）。所以基坑降低水位符合工程要求。6.3本章小结本章主要介绍了基坑的降水设计，降排水设计对基坑土开挖，地下式结构设计有重要意义，目的是保证施工期内施工的正常进行和施工安全，降排水方案的选择、基坑降水验算等、完全符合要求.学习参考好帮手 WORD格式整理版第7章基坑监测方案设计7.1.基坑监测7.1.1基坑监测的目的和意义(1)为施工开展提供及时的反馈信息；(2)作为设计与施工的重要补充手段；(3)作为施工开挖方案修改的依据；(4)积累经验以提高基坑工程的设计和施工水平。土体与支护结构的变形虽然可以通过合理的结构设计方案、先进的施工方案进行控制，但是变形是无法避免的。同时，由于基坑工程水文地质情况的复杂性以及不确定性、设计参数的不合理姓、施工因素的多变性。在基坑工程中，土体与支护结构的变形是无法准确的预测，有时甚至无法控制，造成一定的工程事故，产生了不良的社会影响和经济损失。经过多年的工程实践表明，对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻建筑物进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度有更加全面性的了解。在基坑工程出现异常情况时，能够及时预警和反馈，并采取必要的工程应急措施，必要时需要修好设计参数和修改设计和施工方案，以便使得工程能够顺利的进行。7.2基坑监测方案7.2.1土钉墙监测的项目基坑监测的项目应根据基坑的安全等级来确定，按照规程《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012)，基坑监测项目表7.1。表7.1基坑监测项目监测项目基坑侧壁安全等级一级二级三级支护结构水平位移应测应测应测周围建筑物、地下管线变形应测应测宜测监测项目基坑侧壁安全等级一级二级三级地下水位应测应测宜测桩、墙内力应测宜测可测锚杆拉力应测宜测可测学习参考好帮手 WORD格式整理版续上表支撑轴力应测宜测可测立柱变形应测宜测可测土体分层竖向位移应测宜测可测支护结构界面上侧向压力宜测可测可测根据上表和设计要求并结合本工程特点，确定本工程的监测对象为：基坑顶部水平位移，基坑顶部竖向位移，周围建筑物的竖向位移、地下水位和支撑轴力。7.2.2土钉墙监测项目的监测方法及监测精度表7.2监测方法及监测精度序号监测项目监测方法仪器名称监测精度1基坑顶部水平位移小角度法(全站仪)徕卡TC402型全站仪≤1mm2基坑顶部竖向位移水准测量(二等)苏州一光DSZ2型自动安平仪+测微器≤0.3mm3周围建筑物的竖向位移水准测量(二等)苏州一光DSZ2型自动安平仪+测微器≤0.3mm4地下水位水位计金土木SWJ-90型水位计不低于10mm5支撑轴力钢筋应力计河海大学频率仪应力计精度不低于0.5%F·S表7.3本基坑工程监测项目报警值监测项目日变化量累计值基坑顶部水平位移5mm，且连续3d50mm基坑顶部竖向位移5mm，且连续3d50mm周围建筑物的竖向位移2mm30mm地下水位50cm100cm支撑轴力—设计值80%异常情况下的监测措施：(1)当监测数据出现异常时，应该分析其产生的原因，而且要进行复测；(2)当监测数据达到报警值时，分析其原因，并且预测其的变化趋势，增加监测的频率。7.3本章小结学习参考好帮手 WORD格式整理版本章包括了基坑监测的方法，通过施工过程中的监测工作可以知道支护结构在基坑施工过长中的实时信息，准确的掌握支护体系的细微变化，这样出紧急状况是才能做出合理的因对措施，因此本章是基坑施工过程中必不可少的一章。学习参考好帮手 WORD格式整理版结论本设计为泛海酒店基坑支护结构设计，基坑的规格为5545,基坑采用三种支护形式，混凝土桩锚杆支护结构设计、钢板桩锚杆支护结构设计、土钉墙锚杆支护结构设计。（1）根据土的工程性质及上部荷载确定基坑开挖深度为9m,采用土桩锚杆支护结构设计、钢板桩锚杆支护结构设计、土钉墙锚杆支护结构设计。（2）本设计土压力的计算采用朗肯土压力理论计算。因计算土体的范围内都是黏土，不含有无粘性土，所以采用水土合算的方法。（3）根据基坑的稳定性验算结果确定了基坑的整体稳定性验，抗隆起稳定，锚杆深部破裂面稳定等均满足要求。（4）根据降水所需降深、基坑开挖深度等确定采用喷射井点降水。降水中的计算均按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）降水经过验算满足基坑的设计降深。（5）根据本基坑工程特点，依据有关规范的规定和维护设计方案及业主对施工监测工作的要求，对工程进行检测设计。经验算，该设计符合《建筑基坑支护设计规程》（JGJ120-2012）等相关设计规范和材料的设计要求，方案合理可行。学习参考好帮手 WORD格式整理版参考文献[1]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012).北京：中国建筑工业出版社，2012.[2]《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012).北京：中国建筑工业出版社，2012.[3]《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001).北京：中国建筑工业出版社，2001.[4]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008).北京：中国建筑工业出版社，2008.[5]《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010).北京：中国建筑工业出版社，2010.[6]《岩土工程勘察规范》(GB50021-20012009版).北京：中国建筑工业出版社，2001.[7]《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002).北京：中国建筑工业出版社，2002.[8]《深基坑工程》，高大钊主编.机械工业出版社，2003.[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，2009.[10]唐梦雄,陈如桂.深基坑工程变形控制[M].北京:中国建筑工业出版社,2006[11]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997[12]黄强.深基坑支护工程设计技术[M].北京:中国建材工业出版社,1995[13]尉希成.支护结构设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1995[14]唐业清.基坑工程事故分析与处理[M].北京:中国建筑工业出版社,1999[15]龚晓南,高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1998[16]杨予.深基坑支护优化设计[D].南宁:广西大学,1999.[17]张引平.浅谈深基坑支护结构设计计算[J].科技情报开发与经济,2004,14(4):182-182[18]CloughG.W,DuneanJ.M.FiniteElementAnalysesofRetainingwa11Behavior[J].ASCE,1971,165-167[19]AndrewJ.W,YoussefM.A.AnalysisofDeepExcavationinBoston[J].JournalofGeotechnicalEngineering,1993,69-89学习参考好帮手 WORD格式整理版[20]SunilS.Kishnani,RonaldoI.SeepageandSoi1-structureInterfaceEffectsinBracedExcavations[J].JournalofGeotechnicalEngineering,1993,912-929[21]AndrewJ.W,YoussefM.A.AnalysisofDeepExcavationinBoston[J].JournalofGeotechnanicalEngineering,1993,69-89[22]SunilS.Kishnani,RonaldoI.SeepageandSoil-structureInterfaceEffectsinBracedExcavations[J].JournalofGeotechnicalEngineering,1993,912-929学习参考好帮手 WORD格式整理版致谢本次基坑的毕业课程设计，我对大学四年所学的专业知识进行了一次系统的整理、检验，是对大学期间所学的专业知识一次系统总结。在这个过程中也找到以前所学知识的薄弱环节，如土压力计算、配筋计算、土钉墙稳定性验算等。让我深刻的体会到基坑工程的知识是系统性、深入性的，现在所学的知识对于未来工作是远远不够的，只有更加努力地在这个知识领域里不断充实自己，才能有所建树。在毕业设计中难免会遇到各种问题，在这里要非常感谢宫旭黎，在整个的毕业设计过程中她都是很认真地倾听我们的想法，给出精良的修改意见。认真检查我们的计算进度，督促我们尽快完成任务，使我们有了充足的时间来完成打印计算书。此时也要感谢土木工程系的各位老师，正是因为您们的辛勤授课，我才学到了这么多的知识，才能顺利完成这次毕业设计。在毕业设计的编写过程中，我得到了指导老师的大力帮助，从设计准备，资料搜集，到最后的初稿老师给予了宝贵的意见。老师在百忙之中，挤出时间审阅我的设计初稿、施工图，并且提出修改意见。老师的热情和严谨的教学作风给我留下了深刻的印象。在最后祝土木工程学院的各位老师工作顺利，在教学和学术上取得更大的成就。由于本人水平有限，时间仓促，设计中不足之处难以避免，敬请各位老师给予批评指正。学习参考好帮手'