人民商场办公楼基坑支护结构设计-毕业设计计算书

'1设计方案综合说明1.1概述1.1.1工程概况拟建人民商场办公楼采用框架结构，设两层地下室，挖深为8m，局部挖深10m。位于解放路以西，迎宾路以北。本工程开挖深度较大，但几何形状简单，且接近正方形。基坑周围有建筑物和管道等市政公用设施。1.1.2基坑周边环境条件基坑南面和东面均为马路，最近距离为6m,下设通讯电缆、煤气管线等设施。西侧为居民住宅楼，其最近距离为分别为7m，北侧为人民商场，其最近距离为4m。1.1.3工程水文地质条件拟建场区地貌单元为阶地，地形较平坦。在基坑支护影响范围内，自上而下有下列土层：1层素填土：灰黄～灰色，粉质粘土为主，可塑～软塑，混少量碎砖粒，炉渣，填龄大于10年。层厚0.5～1.0m。2层粉质粘土：灰黄～灰色，可塑～软塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。层厚1.1～2.0m。3-1层淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，含腐植物，稍有光泽，无摇震反应，干强度低，韧性低。层厚1.5～2.0m。3-2层砂质粉土：青灰～灰色，中密，砂颗粒成分以石英质为主，含少量腐植物及云母碎片。层厚2.8～3.2m。3-3层淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，含腐植物，夹薄层粉土，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。层厚1.5～2.1m。4层淤泥质粘土：灰色～灰黑色，软～流塑，局部含泥炭及有机质，有腐臭味，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。层厚1.1～2m。5-1层粘土：灰黄色～灰色，软~可塑，切面有光泽，韧性、干强度较高。层厚1.1～3.0m。5-2层粉质粘土：黄褐色，可塑～硬塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，含铁锰结核及灰色高岭土团块。层厚20m。场区有一层地下水，属孔隙潜水类型，地下水位深度在2.8m。主要接受降雨、地表水、地下径流的补给。1.1.4基坑侧壁安全等级及重要性系数人民商场办公楼基坑要求支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周围环境及地下结构施工影响一般，所以取安全等级为二级，基坑重要性系数γ0=1.0。65 1.2设计总说明1.2.1设计依据（1）《人民商场办公楼岩土工程勘察报告》(K2013-59)；（2）《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)；（3）《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)；（4）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；（5）《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)；（6）《岩土工程勘察规范》(GB50021-2009)。1.2.2支护结构方案本工程基坑支护设计方案的设计计算，严格按照《建筑基坑支护设计规程》（JGJ120—2012）、《混凝土结构设计规范》（GBJ50010—2002）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中的有关要求进行。同时采用了理正软件进行了辅助计算和验算；经过详细的计算分析后，我们认为：采用本设计的基坑支护方案，能满足基坑土方开挖、地下室结构施工及周围环境保护对基坑支护结构的要求，符合“安全可靠，经济合理，技术可行，方便施工”的原则。图1-1基坑平面图基坑分为ABC、CDE、EFA三个计算区段，如图1-1所示，均采用钻孔灌注桩与钢筋混凝土支撑，基坑四周采用单排双轴深搅桩止水结构。本基坑工程的特点是基坑开挖面积大，地基土层以淤泥质土为主，基坑四周有主干道和建筑，且距离较小。周围环境较复杂，必须确保周围建筑物、道路、管线的正常安全使用，要求围护结构的稳定性好、沉降位移小，并能有效地止水。因此，围护结构的设计应满足上述要求。综合考察现场的周边环境、道路及岩土组合等条件，为尽可能避免基坑开挖对周围建筑物、道路的影响，经过细致分析、计算和方案比较，本工程支护方案选用下列形式：65 ①整个基坑采用钻孔灌注桩加一层钢筋混凝土支撑作为支护结构。②基坑四周采用单排双轴深搅桩作止水结构。③基坑内采用集水坑排除地下水。1.3基坑监测基坑监测是指导正确施工、避免事故发生的必要措施，本设计制定了详细的沉降、位移监测方案：(1)沿压顶梁布置观测点、（2）在支护桩外侧布置深层位移观测孔、（3）沿周边道路设沉降观测点、（4）每幢建筑物上设一组沉降观测点、（5）在支撑梁上布置应力量测点。施工过程中将严格按照设计要求做好监测、监控工作。基坑开挖施工前进行一次观测，观测值作为初始值，基坑开挖前期每三天观测一次，中期每两天观测一次，开挖至坑底后每天观测一次，基坑或周围环境位移变形较大时，每天观测两次。基坑出现险情时，加密观测。观测成果应及时反馈给业主、监理、设计和施工单位。6565 2基坑支护结构设计计算书2.1设计计算2.1.1地质计算参数根据本工程岩土工程勘察资料，各土层的设计计算参数如表2-1：表2-1土层设计计算参数层号土层名称层厚/m重度γ（kN/m3）内摩擦角φ(º)粘聚力C(kPa)qsk(kPa)渗透系数(10-6cm/s)(10-6cm/s)1素填土0.5～1.019.518.010.0---2粉质粘土11.1～2.01915.310370.050.053-1淤泥质粉质粘土11.50～2.01614.015.0291.454.953-2砂质粉土2.80～3.221197.04114.545.53-3淤泥质粉质粘土21.50～2.11913.012312.25504淤泥质粘土1.1～21816.59.0290.451.255-1粘土1.1～317.916.57.05300.055-2粉质粘土220.0017.19.08.0450.152.52.1.2计算区段的划分根据具体环境条件、地下结构及土层分布厚度，将该基坑划分为三个计算区段，其附加荷载及计算开挖深度如表2-2：表2-2计算区段的划分段位号ABCCDEEFA地面荷载（kPa）202020开挖深度（m）88102.1.3计算方法按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）的要求，65 土压力计算采用朗肯土压力理论，采用矩形分布模式，所有土层均使用水土合算。求支撑轴力时使用等值梁法，用力矩平衡求净土压力零点。桩长是根据桩端力矩求出，并应满足抗隆起及整体稳定性要求，各段的抗隆起、整体稳定性验算、位移计算详见电算结果。为了对比分析，除用解析法计算外，还用理正软件电算。由于支护结构内力是随工况变化的，设计时按最不利情况考虑。2.1.4土压力系数计算按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据，即：主动土压力系数：Kai=tg2(45°-i/2)被动土压力系数：Kpi=tg2(45°+i/2)计算时，不考虑支护桩体与土体的摩擦作用，且不对主、被动土压力系数进行调整，仅作为安全储备处理。计算所得土压力系数表如表2-3所示：表2-3土压力系数表土层KaiKpi1素填土0.5280.7271.8941.3762粉质粘土0.5820.7631.7171.3103-1淤泥质粉质粘土0.6100.7811.6381.2803-2砂质粘土0.5090.7131.9651.4023-3淤泥质粉质粘土0.6310.7941.5801.2574淤泥质粘土0.5580.7471.7931.3395-1粘土0.5580.7471.7931.3395-2粉质粘土0.7290.8541.3711.1712.2ABC段支护结构设计计算该段为基坑东～北侧。建筑±0.00相当于绝对标高15.25m，整平后地面标高为15.00m，支撑设在-1.5m处，桩顶标高为-1.1m。实际挖深8.0m，结构外侧地面附加荷载q取20kPa，计算时以J1孔为例。2.2.1土层分布（如表2-4所示）表2-4ABC段土层分布层号岩土名称厚度（m）1素填土1.03-1淤泥质粉质粘土2.03-2砂质粉土3.05-1粘土3.05-2粉质粘土20.02.2.2土层侧向土压力计算65 2.2.2.1主动土压力计算Ea(11)=20×0.528-2×10×0.727=-3.98(kPa)Ea(12)=(20+19.5×1.0)×0.528-2×10×0.727=6.316(kPa)Ea(21)=(20+19.5×1.0)×0.610-2×15×0.781=0.665(kPa)Ea(22)=(20+19.5×1.0+16×2)×0.610-2×15×0.781=20.185(kPa)Ea(31)=(20+19.5×1+16×2)×0.509-2×7×0.713=26.411(kPa)Ea(32)=(20+19.5×1+16×2+21×3)×0.509-2×7×0.713=58.479(kPa)Ea(41)=(20+19.5×1+16×2+21×3)×0.558-2×7×0.747=64.593(kPa)Ea(42)=(20+19.5×1+16×2+21×3+17.9×2)×0.558-2×7×0.747=84.569(kPa)Ea(51)=Ea(52)=Ea(42)=84.569(kPa)Ea(61)=(20+19.5×1+16×2+21×3+17.9×2)×0.558-2×8×0.854=110.485(kPa)Ea(62)=Ea(61)=110.485(kPa)2.2.2.2被动土压力计算Ep(51)=2×7×1.339=18.746(kPa)Ep(52)=17.9×1×1.793+2×7×1.339=50.841(kPa)Ep(61)=17.9×1×1.371+2×8×1.171=43.277(kPa)Ep(62)=(17.9×1+17.1×20)×1.371+2×8×1.171=512.519(kPa)2.2.2.3净土压力计算（坑地面以下）Ep(51)=18.746-84.569=-65.823(kPa)Ep(52)=50.841-84.569=-33.728(kPa)Ep(61)=43.277-110.485=-67.208(kPa)Ep(62)=512.159-110.485=401.674(kPa)图2-1ABC段土压力分布图2.2.3土压力合力及作用点的计算65 LD(1)=3.98×1/(3.98+6.316)=0.387(m)Ea(1)=6.316×(1-0.387)/2=1.936(KN/m)Ha(1)=(1-0.387)/3=0.204(m)Ea(2)=(0.665+20.185)×2/2=20.85(KN/m)Ha(2)=2/3×(0.665×2+20.185)/(0.665+20.185)=0.688(m)Ea(3)=(26.411+58.479)×3/2=127.335(KN/m)Ha(3)=3/3×(26.411×2+58.479)/(26.411+58.479)=1.311(m)Ea(4)=(64.593+84.569)×2/2=149.162(KN/m)Ha(4)=2/3×(64.593×2+84.569)/(64.593+84.569)=0.955(m)Ea(5)=(33.728+65.823)×1/2=49.776(KN/m)Ha(5)=1-1/3×(33.728×2+65.823)/(33.728+65.823)=0.107(m)LD(6)=67.208×20/(67.208+401.674)=2.867(m)Ea(6)=67.208×2.867/3=96.343(KN/m)Ha(6)=2.867-2.867/3=1.911(m)Ep(6)=(20-2.867)×401.674/2=3440.940(KN/m)Hp(6)=(20-2.867)/3=5.711(m)Ea=1.936+20.85+127.335+149.162+49.776+96.343=445.402(KN/m)Ma=1.936×11.071+20.85×9.555+127.335×7.178+149.162×4.822+49.776×2.974+96.343×1.911=2186.068(KN•m)2.2.4支撑轴力计算经计算：∑MaD=2186.068(KN•m)∑Ea=445.402(KN/m)支撑轴线位于地面下1.5m处由∑MD=0得：R=2186.068/（8+3.867-1.5）=210.868(kN/m)反弯点反力P0计算：P0=445.402-210.868=234.534(kN/m)2.2.5桩长计算设桩端进入弯矩零点以下x米处，由∑M=0得：1.2[2186.068+445.402x]=210.868(11.867+x-1.5)+1/2×(401.674×x/17.133)×x×(x/3)解之得：x=9.7m桩长H=9+2.867+9.7=21.567m，取22m，经电算验算，满足要求。2.2.6嵌固稳定性验算根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中第4.2.2条由得：（3440.94×17.178）/（445.402×6.76）=19>=1.265 满足要求。2.2.7最大弯矩计算2.2.7.1R-P0间最大弯矩，Mmax1计算：设剪力Q=0点位于第3-2层底面以下x米处：210.868=1.936+20.85+127.335+64.593x+1/2(84.569-64.593)/2×x2解得：x=0.88mMmax1=210.868×(6+0.88-1.5)-1.936×(5.204+0.88)-20.85×(3.688+0.88)-127.335×（1.311+0.88）-64.593×0.88×0.88/2-0.5×(84.569-64.593)×0.88/2×0.882/3=725.23(KN•m)2.2.7.2P0以下最大弯矩，Mmax2计算：设剪力Q=0点位于弯矩零点以下x米处：234.534=1/2×(401.674x/17.133)x解得：x=4.47mMmax2=234.534×4.47-1/2×4.47×401.674×4.47/17.133×4.47/3=699.38(KN•m)2.2.8拆撑计算本工程拟建两层地下室，混凝土垫层200mm，地下室负2层底板厚800mm，负1层底板中心线位于地面下3.75m处，厚400mm，负1层顶板中心线位于建筑±0.00处，厚500mm。负1层底板换撑时，支护桩悬臂位于位于地面下3.55m处。M=1.936×（2.204+0.55）+20.85×（0.688+0.55）+26.411×0.55×0.55/2+（58.479-26.411）×0.55/3×0.55/2×0.55/3=35.43(KN•m/m)2.2.9配筋计算按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第4.1.11条取桩径Φ1000，桩心距1100，Mmax=725.23kNM，取砼强度C30，fc=14.3N/mm2，主筋1820钢筋（HRB335)，均匀布置，fy=300N/mm2，保护层厚度50mm，Φ8@200螺旋筋，Φ20@2000加强筋。As=18´314=5652mm2b==300´5652/(14.3´3.14´5002)=0.151a=1+0.75´0.151-[(1+0.75´0.151)2-0.5-0.625´0.151]1/2=0.31at=1.25-2a=0.63[M]=2/3´14.3´(500´sinpa)3+300´450´5652´(sinp+sinpa)/p65 =1098.05kN×m>1.25´1.0´1.1Mmax(=997)满足要求！配筋率r=As/A=5652/(5002p)=7.9‰>rmin=4‰，满足设计要求！2.3CDE段支护结构设计计算该段为基坑东～南侧，建筑±0.00相当于绝对标高15.25m，整平后地面标高为15.00m，支撑设在-1.5m处，桩顶标高为-1.1m。实际挖深8.0m，结构外侧地面附加荷载q取20kPa，计算时以J11孔为例。2.3.1土层分布（如表2-5所示）表2-5CDE段土层分布层号岩土名称厚度（m）1素填土1.02粉质粘土2.03-2砂质粉土3.03-3淤泥质粘土25-2粉质粘土202.3.2土层侧向土压力计算2.3.2.1主动土压力计算Ea(11)=20×0.528-2×10×0.727=-3.98(kPa)Ea(12)=(20+19.5×1)×0.528-2×10×0.727=6.316(kPa)Ea(21)=(20+19.5×1)×0.582-2×10×0.763=7.729(kPa)Ea(22)=(20+19.5×1+19×2)×0.582-2×10×0.763=29.845(kPa)Ea(31)=(20+19.5×1+19×2)×0.509-2×7×0.713=29.466(kPa)Ea(32)=(20+19.5×1+19×2+21×3)×0.509-2×7×0.713=61.953(kPa)Ea(41)=(20+19.5×1+19×2+21×3)×0.558-2×9×0.747=64.953(kPa)Ea(42)=(20+19.5×1+19×2+21×3+18×2)×0.558-2×9×0.747=84.48(kPa)Ea(51)=(20+19.5×1+19×2+21×3+18×2)×0.729-2×8×0.854=114.276(kPa)Ea(52)=Ea(51)=114.276(kPa)2.3.2.2被动土压力计算Ep(51)=2×8×1.171=18.736(kPa)Ep(52)=17.1×20×1.371+2×8×1.171=487.618(kPa)2.3.2.3净土压力计算（坑地面以下）Ep(51)=18.736-114.276=-95.54(kPa)Ep(52)=487.618-114.276=373.342(kPa)65 图2-2CDE段土压力分布图2.3.3土压力合力及作用点的计算LD(1)=3.98×1/(3.98+6.316)=0.387(m)Ea(1)=6.316×(1-0.387)/2=1.936(KN/m)Ha(1)=(1-0.387)/3=0.204(m)Ea(2)=(7.729+29.845)×2/2=37.574(KN/m)Ha(2)=2/3×(7.729×2+29.845)/(7.729+29.845)=0.804(m)Ea(3)=(29.466+61.533)×3/2=136.4985(KN/m)Ha(3)=3/3×(29.466×2+61.533)/(29.466+61.533)=1.3238(m)Ea(4)=(64.953+84.483)×2/2=149.436(KN/m)Ha(4)=2/3×(64.953×2+84.483)/(64.953+84.483)=0.9564(m)LD(5)=95.54×20/(95.54+373.342)=4.075(m)Ea(5)=95.54×4.075/2=194.66275(KN/m)Ha(5)=4.075-4.075/3=2.717(m)Ep(6)=373.342×(20-4.075)/2=2972.736(KN/m)Ha(6)=(20-4.075)/3=5.308(m)Ea=1.936+37.574+136.4985+149.436+194.66275=520.107(KN/m)Ma=1.936×(11.075+0.204)+37.574×(4.075+5.804)+136.4985×(6.075+1.3238)+149.436×(4.075+0.9564)+194.66275×2.717=2683.73(KN•m)2.3.4支撑轴力计算经计算：∑MaD=2683.73(KN•m/m)∑Ea=520.107(KN/m)65 支撑轴线位于地面下1.5m处由∑MD=0得：R=2683.73/(8+4.075-1.5)=253.78(kN/m)反弯点反力P0计算：P0=520.107-253.78=266.327(kN/m)2.3.5桩长计算设桩端进入弯矩零点以下x米处，由∑M=0得：1.2[2683.73+520.107x]=253.78×(8+4.075-1.5+x)+1/2[373.342×x/15.925]×x×(x/3)解之得：x=10.39m桩长H=8+4.075+10.39=22.465m，取22.5m，经电算后，满足要求。2.3.6嵌固稳定性验算根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中第4.2.2条由得：（2972.736×16.983）/（520.107×7.02）=13>=1.2满足要求。2.3.7最大弯矩计算2.3.7.1R-P0间最大弯矩，Mmax1计算：设剪力Q=0点位于第3-3层顶面以下x米处：253.78=1.936+37.574+136.4985+64.953x+1/2(84.483-64.953)/2×x2整理得：4.8825x2+64.953x-77.7515=0解得：x=1.1mMmax1=253.78×(7.1-1.5)-1.936×(5.204+1.1)-27.574×(3.804+1.1)-136.4985×(1.3238+1.1)-64.953×1.1×1.1/2-0.5×(84.483-64.953)×1.1/2×1.12/3=853.48(KN•m)2.3.7.2P0以下最大弯矩，Mmax2计算：设剪力Q=0点位于弯矩零点以下x米处：266.327=1/2×[373.342x/15.925]x解得：x=4.76mMmax2=266.327×4.76-1/2×4.76×373.342×4.76/15.925×4.76/3=846.36(KN•m)2.3.8拆撑计算本工程拟建两层地下室，混凝土垫层200mm，地下室负2层底板厚800mm，负1层底板中心线位于地面下3.75m处，厚400mm，负1层顶板中心线位于建筑±0.00处，厚500mm。负1层底板换撑时，支护桩悬臂位于位于地面下3.55m处。M=1.936×（2.204+0.55）+37.574×（0.804+0.55）+29.466×0.55×0.55/2+1/2×0.55（61.533-29.466）×0.55/3×0.55/3=60.96KN•m65 2.3.9配筋计算按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第4.1.11条取桩径Φ1000，桩心距1100，Mmax=853.48kNM，取砼强度C30，fc=14.3N/mm2，主筋2022钢筋（HRB335)，均匀布置，fy=300N/mm2，保护层厚度50mm，Φ8@200螺旋筋，Φ20@2000加强筋。As=20´380.1=7602.65mm2b==300´7602.65/(14.3´3.14´5002)=0.203a=1+0.75´0.203-[(1+0.75´0.203)2-0.5-0.625´0.203]1/2=0.315at=1.25-2a=0.62[M]=2/3´14.3´(500´sinpa)3+300´450´7602.65´(sinp+sinpa)/p=1272.58kN×m>1.25´1.0´1.1Mmax(=1173.535)满足要求！配筋率r=As/A=7602.65/(5002p)=9.6‰>rmin=4‰，满足设计要求！2.4EFA段支护结构设计计算该段为基坑西～南侧，建筑±0.00相当于绝对标高15.25m，整平后地面标高为15.00m，支撑设在-1.5m处，桩顶标高为-1.1m。实际挖深10.0m，结构外侧地面附加荷载q取20kpa，计算时以J29孔为例。2.4.1土层分布（如表2-6所示）表2-6EFA段土层分布层号岩土名称厚度（m）1素填土1.03-2砂质粉土3.03-3淤泥质粉质粘土2.05-1粘土3.05-2粉质粘土20.02.4.2土层侧向土压力计算2.4.2.1主动土压力计算Ea(11)=20×0.528-2×10×0.727=-3.98(kPa)Ea(12)=(20+19.5×1)×0.528-2×10×0.727=6.316(kPa)Ea(21)=(20+19.5×1)×0.509-2×7×0.713=10.124(kPa)Ea(22)=(20+19.5×1+21×3)×0.509-2×7×0.713=42.191(kPa)Ea(31)=(20+19.5×1+21×3)×0.631-2×12×0.794=45.622(kPa)65 Ea(32)=(20+19.5×1+21×3+19×2)×0.631-2×12×0.794=69.6(kPa)Ea(41)=(20+19.5×1+21×3+19×2)×0.558-2×7×0.747=67.941(kPa)Ea(42)=(20+19.5×1+21×3+19×2+17.9×3)×0.558-2×7×0.747=97.906(kPa)Ea(51)=(20+19.5×1+21×3+19×2+17.9×3)×0.729-2×8×0.854=127.908(kPa)Ea(52)=(20+19.5×1+21×3+19×2+17.9×3+17.1×1)×0.729-2×8×0.854=140.374(kPa)Ea(61)=Ea(62)=Ea(52)=140.374(kPa)2.4.2.2被动土压力计算Ep(61)=2×8×1.171=18.736(kPa)Ep(62)=17.1×19×1.371+2×8×1.171=464.174(kPa)2.4.2.3净土压力计算（坑地面以下）Ep(61)=18.736-140.374=-121.638(kPa)Ep(62)=464.174-140.374=323.8(kPa)图2-3EFA段土压力分布图2.4.3土压力合力及作用点的计算LD(1)=3.98×1/(3.98+6.316)=0.387(m)Ea(1)=6.316×(1-0.387)/2=1.936(KN/m)Ha(1)=(1-0.387)/3=0.204(m)Ea(2)=(10.124+42.191)×3/2=78.4725(KN/m)Ha(2)=3/3×(10.124×2+42.191)/(10.124+42.191)=1.1935(m)Ea(3)=(45.622+69.6)×2/2=115.222(KN/m)Ha(3)=2/3×(45.622×2+69.6)/(45.622+69.6)=0.9306(m)Ea(4)=(67.941+97.906)×3/2=248.7705(KN/m)Ha(4)=3/3×(67.941×2+97.906)/(67.941+97.906)=1.41(m)Ea(5)=(127.908+140.374)×1/2=134.141(KN/m)65 Ha(5)=1/3×(127.908×2+140.374)/(127.908+140.374)=0.492(m)LD(6)=121.638×19/(121.638+323.8)=5.188(m)Ea(6)=121.638×5.188/2=315.53(KN/m)Ha(6)=5.188-5.188/3=3.459(m)Ep(6)=323.8×(19-5.188)/2=2236.1628(KN/m)Hp(6)=(19-5.188)/3=4.604(m)Ea=1.936+78.4725+115.222+248.7705+134.141+315.53=894.072(KN/m)Ma=1.936×(9.204+5.188)+78.4725×(1.1935+6+5.188)+115.222×(4.9306+5.188)+248.7705×(2.41+5.188)+134.141×(0.492+5.188)+315.53×3.459=5906.92(KN•m/m)2.4.4支撑轴力计算经计算：∑MaD=5906.92(KN•m/m)∑Ea=894.072(KN/m)支撑轴线位于地面下1.5m处由∑MD=0得：R=5906.92/(10+5.188-1.5)=431.54(kN/m)反弯点反力P0计算：P0=894.072-431.54=462.532(kN/m)2.4.5桩长计算设桩端进入弯矩零点以下x米处，由∑M=0得：1.2[5906.92+894.072x]=431.54(15.188+x-1.5)+1/2[323.8×x/13.812]×x×(x/3)解之得：x=13.6m桩长H=10+3.459+13.6=27.059m，实取27m，经电算验算，满足要求。2.4.6嵌固稳定性验算根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中第4.2.2条由得：（2236.1628×19.392）/（894.072×8.8）=5.5>=1.2满足要求。2.4.7最大弯矩计算2.4.7.1R-P0间最大弯矩，Mmax1计算设剪力Q=0点位于第5-1层顶面以下x米处：431.54=1.936+78.4725+115.222+67.941x+1/2(97.906-67.941)/3×x2解得：x=2.86mMmax1=431.54×(8.86-1.5)-1.936×(5.204+2.86)-78.4725×(3.1935+2.86)-115.222×(0.9306+2.86)-67.941×2.862/265 -0.5×(97.906-67.941)×2.86/3×3.822/3=1931.92(KN•m)2.4.7.2P0以下最大弯矩，Mmax2计算设剪力Q=0点位于弯矩零点以下x米处：462.532=1/2×323.8x/13.812×x/2解得：x=6.28mMmax2=462.532×6.28-1/2×6.28×323.8×6.28/13.812×6.28/3=1937(KN•m)2.4.8拆撑计算本工程拟建两层地下室，混凝土垫层200mm，地下室负2层底板厚800mm，负1层底板中心线位于地面下3.75m处，厚400mm，负1层顶板中心线位于建筑±0.00处，厚500mm。负1层底板换撑时，支护桩悬臂位于位于地面下3.55m处。M=1.936´2.754+10.124´2.552/2+1/2´(42.191-10.124)´2.553/9=67.787(KN•m)2.4.9配筋计算按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第4.1.11：取桩径φ1000，桩心距1100,Mmax=1937（kNM），取砼强度C30，fc=14.3N/mm2，主筋2040钢筋，，均匀布置，fy=300N/mm2，保护层厚度50mm，Φ8@200螺旋筋，Φ20@2000加强筋。As=20´1256.6=25132mm2b==300´25132/(14.3´3.14´5002)=0.671a=1+0.75´0.671-[(1+0.75´0.671)2-0.5-0.625´0.671]1/2=0.345at=1.25-2a=0.56[M]=2/3´14.3´(500´sinpa)3+300´450´25132´(sinp+sinpa)/p=2836kN×m>1.25´1.0´1.1Mmax(=2663)满足要求！配筋率r=As/A=25132/(5002p)=31‰>rmin=4‰，满足设计要求！2.5支撑结构设计计算内支撑结构采用钢筋混凝土支撑，取支撑力R=431.54KN/m，支撑对撑间距取为8m，角撑间距取为7m，立柱桩间距取10m。支撑梁截面为500×700，混凝土等级为C30。2.5.1支撑轴力N角=1.25×431.54×7/cos45o=7187.92KN65 N对=1.25×431.54×8=4315.4KN取N=7187.92KN2.5.2支撑弯矩计算2.5.2.1支撑梁自重产生的弯矩q=1.25×0.5×0.7×25=10.94KN/mM1=1/10×10.94×102=109.4KN•m2.5.2.2支撑梁上施工荷载产生的弯矩取q=10.0KN/mM2=1/10×10×102=100KN.m2.5.2.3支撑安装偏心产生的弯矩M3=N×e=7187.92×10×3‰=215.6KN•m则支撑弯矩为：M=109.4+100+215.6=425KN•m2.5.3初始偏心距eie0=M/N=425×103/7187.92=59.1mm根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中7.3.3可知：ea=h/30=700/30=23.3>20mm则ei=e0+ea=59.1+23.3=82.4mm2.5.4是否考虑偏心矩增大系数η∵l0/h=10/0.7=14.3>5.0∴要考虑由ξ1==0.5×14.3×0.5×0.7×103/7187.92=0.348<1.0取ξ1=0.348∵l0/h=10/0.7=14.3<15∴取ξ2=1=1.409×82.4=116.1mm2.5.5配筋计算∵=116.1mm<0.3=199.5mm且N=7187.92KN>Nb=2615.1，属于小偏心受压∴为小偏心受压65 e=+-a=116.1+350-35=431.1mm=[7187.92×431.1×10³-1.0×14.3×500×700×（665-350)]/[360×(665-35)]=6712㎜²=（7187.92×10³-1.0×14.3×500×700-360×6712）/360<0由于N=7198.92>=14.3×500×700=5005kN所以还应验算反向破坏。={7187.92×10³×[0.5×700-35-（59.1-23.3)]-1.0×14.3×500×700×(665-350)}/[360×(665-35)]=1897.23>0为了防止钢筋的一侧压坏，初步配筋为As选用1032，As=8042mm²，选用1032，=8042mm²As=>=700mm²由求x7187.92×10³×431.1=1.0×14.3×500x(665-x/2)+360×8042×(665-35)X=372.4>=0.55×665=365.75实配：上下均为1032，As=As’=8042mm2配筋率r=As/A=8042/(500×700)=22.9‰>rmin=4‰，满足设计要求！2.5.6整体稳定性验算稳定性系数：l0/b=10/0.5=20查表：=0.75=0.9×0.75[14.3×500×700+360×8042×2]=7286.787kN>N=7187.92所以安全，可按构造配筋2.5.7联系梁截面尺寸400×500,取砼C30，取最小配筋率为rmin=3‰，则最小配筋面积为Amin=3‰×400×500=600mm²，上下均配4Φ18,A=1017>Amin,Φ8@200四肢箍。2.6圈梁设计计算65 本设计共分为三个段面，混凝土支撑直接作用于圈梁上，由于三个段面的作用力相差较大，分别为211KN，254KN，432KN，故圈梁设计分三段进行，设计圈梁均为800×1100，C30砼。2.6.1ABC段圈梁设计计算2.6.1.1正截面强度计算=´211×72×1.25=1292.375KN•mαs=1292.375´106/(14.3´800´10652)=0.1γs=0.5(1+)=0.95As=1292.375´106/(0.95´300´1065)=4258实取2×525，有As=4908As=4908mm2>ρmin´A=0.003´800´1100=2640mm2满足最小配筋率要求。2.6.1.2斜截面强度计算V=1/2´211´7´1.25=923.125KN0.7=0.7´1.43´800´1065=852.9KNV=917N满足要求。2.6.2CDE段圈梁设计计算2.6.2.1正截面强度计算=´254×97×1.25=1555.75KN•mαs=1555.75´106/(14.3´800´10652)=0.12γs=0.5(1+)=0.94As=1555.75´106/(0.94´300´1065)=5180故实取2´625有As=5890。As>ρmin´A=0.003´800´1100=2640mm2满足最小配筋率要求。2.6.2.2斜截面强度计算V=1/2´254´7´1.25=1111.25KN0.7=0.7´1.43´800´1065=852.9KNV满足要求。2.6.3EFA段圈梁设计计算2.6.3.1正截面强度计算=1/10´432×72×1.25=2646KN•mαs=2646´106/(14.3´800´10652)=0.265 γs=0.5(1+)=0.89As=2646´106/(0.89´300´1065)=9305实取2´1025有As=9817As=9817mm2>ρmin´A=0.003´800´1100=2640mm2满足最小配筋率要求。2.6.3.2斜截面强度计算V=1/2´432´7´1.25=2268KN0.7=0.7´1.43´800´1065=852.9KNV满足要求。2.7立柱强度计算2.7.1上段钢立柱采用Φ325´10钢管a、立柱上所承受的竖向压力P支撑、联系梁、活载、自重P1=1.25×25×(10×0.5×0.7+7×0.4×0.5×2)+10×(10+7+7)=436.875KNb、使支撑纵向稳定所需的水平压力产生的竖向荷载P2=0.1´432´1.25´8=432KN=436.875+432=868.875KNc、Φ325´10钢管特征系数及强度验算：A=6010mm2W=1.48´106mm3i=112.8L0=8m,λ=L0/i=70.9查表得Φ=0.745s=N/(ΦA)=868.875´103/(0.745´6010)=194<[f]=2052.7.2下段钢筋砼立柱强度验算取立柱桩径1000，基坑面下桩长L米,取qs=26KPaP=868.875+3.14´0.52´L´25×1.2=868.875+23.55LKNF=DfL=3.14´1´26´L=81.64L由F=1.2P得L=19实取L=19M配筋：主筋为14Φ20，螺旋筋Φ8@200,上部加密，加强筋Φ20@2000。r=314×14/(3.14×500²)=0.0056>0.002,满足要求。2.8基坑止降水设计65 2.8.1止水桩长确定坑外水位取地面下2.8m，坑内水位取地面下12m。D=8.36m止水桩长为：h=12+8.36-2.8=17.56m，取18m。2.8.2渗流稳定性分析=（10-9.2+2×17）×7.1/[（10-9.2）×10]>2.0满足要求。2.8.3基坑止水帷幕设计考虑目前普通深搅桩机的施工能力和本基坑的开挖深度等情况，确定深搅桩有效桩长为18m。基坑止水帷幕采用一排Φ700@900的双轴深搅桩，桩体搭接300mm。施工工艺：采用深层搅拌法施工，钻进速度V≤1.0m/min，喷浆是平均提升速度V≤1.2-1.3m/min，内钻杆：50转/min；外钻杆：70转/min，水灰比：0.55，泥浆比重：1.7-1.75，施工前应使桩机水平，使钻杆保持垂直，垂直误差小于0.3%。打开送灰阀门，打开气路阀门，开动钻机，启动空压机，缓慢打开气路调压阀，以V≤1.0m/min，气压力读数0.15Mpa进行钻进。下钻至地面下50CM时，开始送灰，上部（扩大头）采用四搅三喷，下部采用二搅一喷，关闭送浆阀，打开供气阀，钻机正转下沉复搅，复搅速度V=1.0m/min，钻头提离地面0.5m，减压放气后移位。搅拌应采用两搅两喷，且提升速度在0.6～1.0m/min之间。搅拌桩水泥采用C20。2.8.4降水设计根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中第E.0.1条涌水量：=1.366×0.1×[(2×26.2-9.2)×9.2]/lg(1+29.8/79.3)=170m³/d根据涌水量本基坑四周采用单排深搅桩做止水帷幕，基坑内设集水坑排水，降水后基坑内水位低于坑底0.5m。集水坑尺寸取0.7m×0.7m×1m，集水坑底铺垫碎石、卵石，坑壁为木桩加竹篱笆，位置及布置数量详见基坑平面布置图。2.9基坑稳定性验算65 2.9.1基坑抗隆起稳定性验算根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中第4.2.4条由=1.6可知，满足要求。=(17.157×14.000×2.5+8.000×9.1)/(17.750×22.000+20.000)=1.65≥1.6，满足规范要求。2.9.2基坑抗倾覆稳定性验算根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)规定=(25820.660+17225)/34999.622=1.229>1.2满足要求。2.9.3基坑踢脚稳定性验算根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)规定=44363.6/7867.8=5.5>1.0满足要求。2.9.4基坑整体稳定性验算基坑整体稳定性验算详见4电算部分。65 3施工要求及监测方案3.1基坑施工要求(1)严格按《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)进行施工。(2)支护桩应进行间隔施工，确保桩的垂直度，注意施工安全。(3)深搅桩施工前应开挖沟槽，将上部地表障碍物清除，用粘土填实。施工中确保桩身垂直度与桩身搭接。施工中如遇障碍造成断桩，必须明确标明位置，并及时采取措施进行补强。(4)立柱桩、降水井位置应避开工程桩、柱、地梁及小型承台等，如相互矛盾立柱桩、降水井位置可作适当调整(立柱桩只能沿支撑轴线方向移动)。(5)基坑内土方应分层分区对称开挖；坑底留30cm土由人工清除，不得超挖；在开挖至底板设计标高(包括垫层)之后，先尽快满堂作好垫层至支护桩边，然后再进行桩基承台的开挖，承台应采用逐个直立开挖、砖砌外模护壁，不得大面积开挖。(6)挖土到位后及时浇筑承台和地下室底板，严禁暴露时间过长，作为拆撑的必要条件，要求底板砼必须浇筑至支护桩边。(7)土方开挖期间，应注意挖土机械不得损伤支护结构等，基坑四周严禁堆土或堆载，不得在桩墙顶部压顶板上碾压。(8)施工期间应加强基坑监测工作，重点对周围民房与道路进行监测。3.2基坑监测方案该工程为大面积深基坑工程，为了及时掌握基坑围护结构的安全性，了解基坑开挖对周围环境的影响，必须进行施工监测。(1)支护结构顶部水平位移监测点的间距不大于20m，基坑各边的监测点不少于3个。其监测频次为：基坑向下开挖期间，监测不少于每天一次，直至开挖停止后连续三天的监测数值稳定；当地面、支护结构或周边建筑物出现裂缝、沉降，遇到降雨、降雪、气温骤变，基坑出现异常的渗水或漏水，坑外地面荷载增加等各种环境条件变化或异常情况时，应立即进行连续监测，直至连续三天的监测数值稳定。(2)基坑周边建筑物的部位、基坑各边中部及地质条件较差的部位设置监测点。基坑周边建筑物沉降监测点设置在建筑物的结构墙、柱上，并分别沿平行、垂直于坑边的方向上布设。在建筑物邻基坑一侧，平行于坑边方向上的测点间距不大于15m。垂直于坑边方向上的测点，设置在柱、隔墙与结构缝部位。(3)周边道路沉降监测点间距不大于30m，且每条道路监测点不少于3个。坑边地面沉降监测点设置在支护结构外侧的土层表面和柔性地面上。与支护结构的水平距离在基坑深度的0.2倍范围以内，每个监测面的测点不少于565 个。(4)采用测斜管监测支护结构深部水平位移时，对现浇混凝土挡土构件，测斜管设置在挡土构件内，测斜管深度不小于挡土构件的深度，测斜管顶部设置水平位移监测点。(5)支撑立柱沉降监测点设置在基坑中部、支撑交汇处及地质条件较差的立柱上。(6)支撑轴力监测点设置在主要支撑构件、受力复杂和影响支撑结构整体稳定性的支撑构件上。3.2.1基坑及周围环境的监测、测试(1)压顶梁的水平位移监测：沿压顶梁每隔15m布置一个水平位移观测点。(2)深层水平位移监测：要求在支护桩外侧布设10个深层位移观测孔。测斜孔深不小于支护桩长，使用测斜仪逐段量测在基坑开挖过程中和地下室主体结构施工过程中整个支护桩深度范围内支护结构及外侧土体向基坑内的水平位移情况。(3)基坑周边道路沉降观测：沿周边道路每30m设一沉降观测点。(4)基坑周边建筑物沉降观测：每幢建筑物上设一组沉降观测点。(5)砼支撑轴力量测:布设9组应力量测点。3.2.2监测与测试的控制要求(1)桩顶水平位移速率不超过2mm/d或累计水平位移不超过25mm；(2)深层水平位移速率不超过2mm/d或累计水平位移不超过25mm；(3)任何不正常的路面沉陷或路面沉陷不超过25mm或不超过2mm/d；(4)建筑物沉降速率不超过2mm/d或累计水平位移不超过15mm，差异沉不超过建筑物高度的2‰；(5)支撑轴力不超过设计值的80%。3.2.3观测频率基坑开挖施工前进行第一次观测，观测值作为初始值，基坑开挖前期每三天观测一次，中期每两天观测一次，开挖至坑底后每天观测一次，基坑或周围环境位移变形较大时，每天观测两次。基坑出现险情时，加密观测。观测成果应及时反馈给业主、监理、设计和施工单位。4电算部分65 4.1ABC段深基坑支护设计----------------------------------------------------------------------[支护方案]----------------------------------------------------------------------排桩支护----------------------------------------------------------------------[基本信息]----------------------------------------------------------------------内力计算方法增量法规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数γ01.00基坑深度H(m)8.000嵌固深度(m)14.000桩顶标高(m)0.000桩截面类型圆形└桩直径(m)1.000桩间距(m)1.100混凝土强度等级C3065 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----------------------------------------------------------------------[超载信息]----------------------------------------------------------------------超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)120.000-------------------------------------------------------------------------------------[附加水平力信息]----------------------------------------------------------------------水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是否参与序号(kN)(m)倾覆稳定整体稳定----------------------------------------------------------------------[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)2.800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----------------------------------------------------------------------[土层参数]----------------------------------------------------------------------层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1素填土1.0019.5---10.0018.002淤泥质土2.0016.06.015.0014.003粉砂3.0021.011.07.0019.004粘性土3.0017.97.97.0016.505红粘土20.0017.17.18.009.00层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(kPa)65 1120.0---------m法10.00---2120.015.0014.00合算m法10.00---3120.07.0019.00合算m法10.00---4120.07.0016.50合算m法10.00---5120.08.009.00合算m法10.00-------------------------------------------------------------------------[支锚信息]----------------------------------------------------------------------支锚道数1支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号(m)(m)(°)(m)长度(m)1内撑1.0001.500---------支锚预加力支锚刚度锚固体工况锚固力材料抗力材料抗力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号调整系数(kN)调整系数10.0050.00---2～---500.001.30----------------------------------------------------------------------[土压力模型及系数调整]----------------------------------------------------------------------弹性法土压力模型:经典法土压力模型:层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1素填土分算1.0001.0001.00010000.0002淤泥质土合算1.0001.0001.00010000.0003粉砂合算1.0001.0001.00010000.0004粘性土合算1.0001.0001.00010000.0005红粘土合算1.0001.0001.00010000.000----------------------------------------------------------------------[工况信息]65 ----------------------------------------------------------------------工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖2.000---2加撑---1.内撑3开挖8.000-------------------------------------------------------------------------[设计结果]--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[结构计算]----------------------------------------------------------------------各工况：65 内力位移包络图：65 地表沉降图：----------------------------------------------------------------------[环梁选筋结果]----------------------------------------------------------------------65 钢筋级别选筋As1HRB3355D20As2HRB3353D20As3HPB235d8@200----------------------------------------------------------------------[截面计算]----------------------------------------------------------------------[截面参数]桩是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm)50桩的纵筋级别HRB335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)22.00[内力取值]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)576.00806.68857.10857.101基坑外侧最大弯矩(kN.m)271.00758.58805.99805.99最大剪力(kN)226.34255.60319.49319.49段选筋类型级别钢筋实配[计算]面积号实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB33523D207226[7090]箍筋HRB335D12@1501508[1136]加强箍筋HRB335D14@2000154----------------------------------------------------------------------[整体稳定验算]----------------------------------------------------------------------65 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:1.00m滑裂面数据整体稳定安全系数Ks=1.085圆弧半径(m)R=21.401圆心坐标X(m)X=-2.383圆心坐标Y(m)Y=7.132----------------------------------------------------------------------[抗倾覆稳定性验算]----------------------------------------------------------------------抗倾覆安全系数: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。65 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)1内撑0.000---Ks=9.244>=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内撑650.000---Ks=12.221>=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内撑650.000---Ks=1.693>=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=1.693>=1.200,满足规范要求。----------------------------------------------------------------------[抗隆起验算]----------------------------------------------------------------------65 Prandtl(普朗德尔)公式(Ks>=1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部):65 Ks=1.473>=1.1,满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks>=1.15～1.25)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部):Ks=1.604>=1.15,满足规范要求。[隆起量的计算]注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理!式中δ———基坑底面向上位移(mm);n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;ri———第i层土的重度(kN/m3)；地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3);65 hi———第i层土的厚度(m);q———基坑顶面的地面超载(kPa);D———桩(墙)的嵌入长度(m);H———基坑的开挖深度(m);c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);φ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3);δ=56(mm)----------------------------------------------------------------------[抗管涌验算]----------------------------------------------------------------------65 抗管涌稳定安全系数(K>=1.5):式中γ0———侧壁重要性系数;γ"———土的有效重度(kN/m3);γw———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=5.482>=1.5,满足规范要求。65 ----------------------------------------------------------------------[嵌固深度计算]----------------------------------------------------------------------嵌固深度计算参数：嵌固深度系数1.200抗渗嵌固系数1.200嵌固深度计算过程：按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99单支点结构计算支点力和嵌固深度设计值hd：1)按ea1k=ep1k确定出支护结构弯矩零点hc1=3.8702)支点力Tc1可按下式计算：hT1=6.500mTc1=213.813kN3)hd按公式：hp∑Epj+Tc1(hT1+hd)-βγ0ha∑Eai>=0确定β=1.200，γ0=1.000hp=5.504m，∑Epj=3211.630kPaha=9.285m，∑Eai=2011.834kPa得到hd=15.720m，hd采用值为：14.000m4.2CDE段深基坑支护设计----------------------------------------------------------------------[支护方案]----------------------------------------------------------------------排桩支护65 ----------------------------------------------------------------------[基本信息]----------------------------------------------------------------------内力计算方法增量法规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数γ01.00基坑深度H(m)8.000嵌固深度(m)14.500桩顶标高(m)0.000桩截面类型圆形└桩直径(m)1.000桩间距(m)1.100混凝土强度等级C30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065 ----------------------------------------------------------------------[超载信息]----------------------------------------------------------------------超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)120.000-------------------------------------------------------------------------------------[附加水平力信息]----------------------------------------------------------------------水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是否参与序号(kN)(m)倾覆稳定整体稳定----------------------------------------------------------------------[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)2.800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----------------------------------------------------------------------[土层参数]----------------------------------------------------------------------层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1素填土1.0019.5---10.0018.002粉土2.0019.09.010.0015.303细砂3.0021.011.07.0019.004淤泥质土2.0018.08.09.0016.505粘性土20.0017.17.18.009.00层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(kPa)1120.0---------m法10.00---2120.010.0015.30合算m法10.00---3120.07.0019.00合算m法10.00---4120.09.0016.50合算m法10.00---5120.08.009.00合算m法10.00---65 ----------------------------------------------------------------------[支锚信息]----------------------------------------------------------------------支锚道数1支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号(m)(m)(°)(m)长度(m)1内撑1.0001.500---------支锚预加力支锚刚度锚固体工况锚固力材料抗力材料抗力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号调整系数(kN)调整系数10.0050.00---2～---500.001.30----------------------------------------------------------------------[土压力模型及系数调整]----------------------------------------------------------------------弹性法土压力模型:经典法土压力模型:层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1素填土分算1.0001.0001.00010000.0002粉土合算1.0001.0001.00010000.0003细砂合算1.0001.0001.00010000.0004淤泥质土合算1.0001.0001.00010000.0005粘性土合算1.0001.0001.00010000.000----------------------------------------------------------------------[工况信息]----------------------------------------------------------------------工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖2.000---2加撑---1.内撑65 3开挖8.000-------------------------------------------------------------------------[设计结果]--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[结构计算]----------------------------------------------------------------------各工况：65 内力位移包络图：地表沉降图：65 ----------------------------------------------------------------------[环梁选筋结果]----------------------------------------------------------------------钢筋级别选筋As1HRB3355D20As2HRB3353D20As3HPB235d8@200----------------------------------------------------------------------[截面计算]----------------------------------------------------------------------[截面参数]桩是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm)50桩的纵筋级别HRB335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剪力折减系数1.0065 荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)22.50[内力取值]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)615.66947.811007.041007.041基坑外侧最大弯矩(kN.m)309.14939.01997.69997.69最大剪力(kN)254.87295.17368.96368.96段选筋类型级别钢筋实配[计算]面积号实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB33527D208482[8474]箍筋HRB335D12@1501508[1136]加强箍筋HRB335D14@2000154----------------------------------------------------------------------[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:1.00m65 滑裂面数据整体稳定安全系数Ks=1.067圆弧半径(m)R=21.744圆心坐标X(m)X=-1.724圆心坐标Y(m)Y=7.073----------------------------------------------------------------------[抗倾覆稳定性验算]----------------------------------------------------------------------抗倾覆安全系数: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内撑0.000---Ks=8.195>=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内撑650.000---Ks=10.718>=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内撑650.000---Ks=1.559>=1.200,满足规范要求。65 ----------------------------------------------安全系数最小的工况号：工况3。最小安全Ks=1.559>=1.200,满足规范要求。----------------------------------------------------------------------[抗隆起验算]----------------------------------------------------------------------Prandtl(普朗德尔)公式(Ks>=1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部):65 Ks=1.466>=1.1,满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks>=1.15～1.25)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部):Ks=1.596>=1.15,满足规范要求。[隆起量的计算]注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理!65 式中δ———基坑底面向上位移(mm);n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;ri———第i层土的重度(kN/m3)；地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3);hi———第i层土的厚度(m);q———基坑顶面的地面超载(kPa);D———桩(墙)的嵌入长度(m);H———基坑的开挖深度(m);c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);φ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3);δ=57(mm)----------------------------------------------------------------------[抗管涌验算]----------------------------------------------------------------------65 抗管涌稳定安全系数(K>=1.5):式中γ0———侧壁重要性系数;γ"———土的有效重度(kN/m3);γw———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=5.577>=1.5,满足规范要求。----------------------------------------------------------------------[嵌固深度计算]65 ----------------------------------------------------------------------嵌固深度计算参数：嵌固深度系数1.200抗渗嵌固系数1.200嵌固深度计算过程：按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99单支点结构计算支点力和嵌固深度设计值hd：1)按ea1k=ep1k确定出支护结构弯矩零点hc1=4.1102)支点力Tc1可按下式计算：hT1=6.500mTc1=256.222kN3)hd按公式：hp∑Epj+Tc1(hT1+hd)-βγ0ha∑Eai>=0确定β=1.200，γ0=1.000hp=5.830m，∑Epj=3606.444kPaha=9.963m，∑Eai=2255.326kPa得到hd=16.760m，hd采用值为：14.500m4.3EFA段深基坑支护设计----------------------------------------------------------------------[支护方案]----------------------------------------------------------------------排桩支护65 ----------------------------------------------------------------------[基本信息]----------------------------------------------------------------------内力计算方法增量法规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数γ01.00基坑深度H(m)10.000嵌固深度(m)18.000桩顶标高(m)0.000桩截面类型圆形└桩直径(m)1.000桩间距(m)1.100混凝土强度等级C30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065 ----------------------------------------------------------------------[超载信息]----------------------------------------------------------------------超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)120.000-------------------------------------------------------------------------------------[附加水平力信息]----------------------------------------------------------------------水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是否参与序号(kN)(m)倾覆稳定整体稳定----------------------------------------------------------------------[土层信息]----------------------------------------------------------------------土层数5坑内加固土否内侧降水最终深度(m)11.000外侧水位深度(m)2.800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----------------------------------------------------------------------[土层参数]----------------------------------------------------------------------层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1素填土1.0019.5---10.0018.002细砂3.0021.011.07.0019.003淤泥质土2.0019.09.012.0013.004粘性土3.0017.97.97.0016.505红粘土20.0017.17.18.009.00层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(kPa)1120.0---------m法10.00---2120.07.0019.00合算m法10.00---3120.012.0013.00合算m法10.00---4120.07.0016.50合算m法10.00---5120.08.009.00合算m法10.00---65 ----------------------------------------------------------------------[支锚信息]----------------------------------------------------------------------支锚道数1支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号(m)(m)(°)(m)长度(m)1内撑1.0001.500---------支锚预加力支锚刚度锚固体工况锚固力材料抗力材料抗力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号调整系数(kN)调整系数10.0050.00---2～---500.001.30----------------------------------------------------------------------[土压力模型及系数调整]----------------------------------------------------------------------弹性法土压力模型:经典法土压力模型:层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1素填土分算1.0001.0001.00010000.0002细砂合算1.0001.0001.00010000.0003淤泥质土合算1.0001.0001.00010000.0004粘性土合算1.0001.0001.00010000.0005红粘土合算1.0001.0001.00010000.000----------------------------------------------------------------------[工况信息]----------------------------------------------------------------------工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖2.000---2加撑---1.内撑65 3开挖10.000-------------------------------------------------------------------------[设计结果]--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[结构计算]----------------------------------------------------------------------各工况：65 内力位移包络图：地表沉降图：65 ----------------------------------------------------------------------[环梁选筋结果]----------------------------------------------------------------------钢筋级别选筋As1HRB3355D20As2HRB3353D20As3HPB235d8@200----------------------------------------------------------------------[截面计算]----------------------------------------------------------------------[截面参数]桩是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm)50桩的纵筋级别HRB335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剪力折减系数1.0065 荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)28.00[内力取值]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)1073.032128.062261.072261.071基坑外侧最大弯矩(kN.m)596.022128.902261.952261.95最大剪力(kN)432.62508.91636.14636.14段选筋类型级别钢筋实配[计算]面积号实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB33523D3623411[21031]箍筋HRB335D12@1501508[1136]加强箍筋HRB335D14@2000154----------------------------------------------------------------------[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:1.00m滑裂面数据65 整体稳定安全系数Ks=1.042圆弧半径(m)R=28.918圆心坐标X(m)X=-2.911圆心坐标Y(m)Y=10.652----------------------------------------------------------------------[抗倾覆稳定性验算]----------------------------------------------------------------------抗倾覆安全系数: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内撑0.000---Ks=9.110>=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内撑650.000---Ks=10.957>=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内撑650.000---Ks=1.229>=1.200,满足规范要求。----------------------------------------------安全系数最小的工况号：工况3。65 最小安全Ks=1.229>=1.200,满足规范要求。----------------------------------------------------------------------[抗隆起验算]----------------------------------------------------------------------Prandtl(普朗德尔)公式(Ks>=1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部):65 Ks=1.459>=1.1,满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks>=1.15～1.25)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部):Ks=1.586>=1.15,满足规范要求。[隆起量的计算]注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理!65 式中δ———基坑底面向上位移(mm);n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;ri———第i层土的重度(kN/m3)；地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3);hi———第i层土的厚度(m);q———基坑顶面的地面超载(kPa);D———桩(墙)的嵌入长度(m);H———基坑的开挖深度(m);c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);φ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3);δ=49(mm)----------------------------------------------------------------------[抗管涌验算]----------------------------------------------------------------------65 抗管涌稳定安全系数(K>=1.5):式中γ0———侧壁重要性系数;γ"———土的有效重度(kN/m3);γw———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=4.593>=1.5,满足规范要求。----------------------------------------------------------------------[嵌固深度计算]65 ----------------------------------------------------------------------嵌固深度计算参数：嵌固深度系数1.200抗渗嵌固系数1.200嵌固深度计算过程：按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99单支点结构计算支点力和嵌固深度设计值hd：1)按ea1k=ep1k确定出支护结构弯矩零点hc1=5.1932)支点力Tc1可按下式计算：hT1=8.500mTc1=432.929kN3)hd按公式：hp∑Epj+Tc1(hT1+hd)-βγ0ha∑Eai>=0确定β=1.200，γ0=1.000hp=7.516m，∑Epj=5766.489kPaha=13.009m，∑Eai=3605.630kPa得到hd=21.543m，hd采用值为：18.000m65 结束语经过近三个月的设计，在殷勇老师的悉心指导和严格要求下，我完成了人民商场办公楼基坑支护结构设计。毕业设计是我们大学的最后一个任务，也是我们对大学学习生涯的最佳诠释方式，是我们最终走向未来的重要一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。其间，通过查找资料，询问老师，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的检验，继而达到知识的充实。在这次设计学习工作中，通过阅读《建筑基坑支护设计规程》(JGJ120-2012)，查阅有关基坑方面的书籍，参考类似工程案例，对本基坑作了如下步骤的工作：1、详细阅读人民商场办公楼的实际工程地质概况和水文地质情况后对人民商场办公楼的开挖支护方案做出了比选，确定采用钻孔灌注桩与钢筋混凝土支撑，基坑四周采用单排双轴深搅桩止水结构为本设计的方案。2、依据《混凝土结构设计规范》按受弯构件配筋的要求对钻孔灌注桩做出了配筋。3、根据相关规范和参考文献资料对整个基坑支护施工过程及施工过程中需要注意和要解决的问题作了详细说明。通过这次设计，我了解了深基坑支护的概念及基本处理方法，熟悉了钻孔灌注桩的设计步骤与施工过程，锻炼了工程设计实践能力，培养了自己独立思考、设计的能力。此次毕业设计更是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。由于本次设计任务设计面广，加之本人水平有限，在本次设计中疏漏和错误在所难免，诚挚的希望各位专家和老师的批评指点。65 参考文献[1]高大钊.深基坑工程(第二版)[M].北京：机械工业出版社，1999.[2]JGJ120-2012，建筑基坑支护技术规程[S].[3]JGJ94-2008,建筑桩基技术规范[S].[4]GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].[5]GB50010-2002,混凝土结构设计规[S].[6]YB9258-97,建筑基坑工程技术规范[S].[7]刘建航.侯学渊主编.基坑工程手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997.[8]《建筑结构静力计算手册》编写组.《建筑结构静力计算手册》［M］.北京：中国建筑工业出版社，1974.[10]赵志缙应惠清.简明深基坑工程设计施工手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997.[11]应惠清.建筑工程设计施工详细图集［M］.北京：中国建筑工业出版社，2003.[12]刘宗仁.基坑工程[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.[13]崔江余梁仁旺.建筑基坑工程设计计算与施工［M］.北京：中国建材工业出版社，1999.[14]余志成施文华.深基坑支护设计与施工[M].北京：北京中国建筑工业出版社，1997.[15]王卫东王建华.深基坑支护结构与主体结构[M].北京：中国建筑工业出版，2007.[16]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，2000.[17]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.[18]龚晓南.高等学校教材土力学[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.[19]龚晓南.基坑工程实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.[20]李廉锟.结构力学[M].北京：高等教育出版社，2008.[21]GB50497-2009,建筑基坑工程监测技术规范[S].[22]胡明亮刘刚张小平.基坑支护工程设计施工实例图集［M］.北京：中国建筑工业出版社，2008.[23]熊智彪陈振富段仲沅.建筑基坑支护［M］.北京：中国建筑工业出版社，2011.65 致谢从开始学习毕业设计有关知识，然后开始查阅资料，接着着手开始编写到最后的毕业设计，此毕业设计的完成中遇到了许多的困难，因此我在此要感谢在毕业设计编写中为我提供了帮助的老师和同学。尤其是要感谢我的指导教师殷勇老师。虽然此次毕业设计运用的知识基本都是以前学过的，但是因其专业相关性强，涉及面广，对专业的知识的要求较深，所以在学习设计工作过程中时常得到老师的悉心指导，殷老师不仅为我提供了很多的相关的资料让我去阅读，不厌其烦的帮助我进行毕业设计的修改与改进。我们组和老师还有另外两个交流途径：打电话和上网，为此殷老师还特意建立了一个群，以便大家在第一时间里接收到毕业设计的最新消息和资料。而且在学习之外的领域也有对我的做人，做事做出了指导。对我所遇到的问题都进行详细的讲解和悉心的指导，使我的许多困惑都迎刃而解。通过本次设计学习，使我对建筑行业的认识又更近一步，也认识到了自己在以前的学习工作中的不足之处，在以后的学习工作中应注意和改正的方面。在论文完成之际，我的心情是无法平静的，从最开始进入题目到最后的顺利完成，离不开殷老师和同学的帮助，在这里请接受我最诚挚的谢意，最后我还要感谢土木学院和和我的母校盐城工学院对我四年来的栽培！65'