商业大厦深基坑围护结构计算书

'一、工程概况拟建的某大厦位于市湘江东路，分为A、B、C三栋，A栋与B栋地上29-31层，C栋地上28-31层，总建筑面积49376.09m2（含地下室面积6268.22m2，其中C座上部建筑面积15809.59m2），均为框剪结构。A栋、B栋与C栋设二层整体地下室。地下室顶标高即为规划设计±0.00，为60.0m，地下室层高均为4.2m，底板厚度0.3m，垫层厚0.1m。现地面标高为58.5m。基坑地下室边线，南、北、东三面相距3.5m为市政道路，路宽约6m，下埋有通讯、国防、燃气、电力、供水管线。紧邻道路就有3~6层办公楼或住宅，西面紧邻城市公园，公园地面标高为59.5m，四周没有放坡空间。土层名称厚度（m）容重（kn/m3）凝聚力（kpa）内摩擦角（0）杂填土4.319.5515粉质粘土（水上）3.819.519.517.0粉质粘土（水下）16.015.0粉砂4.319.0013圆砾1122030强风化3.82315030中风化10.72350035二、计算依据1、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；2、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；3、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；4、《基坑土钉支护技术规程》（CECS96:97）；5、《建筑边坡技术规范》（GB50330-2002)；6、中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所.PKPM系列软件基坑支护模块使用手册；三、计算方法3.1、基本条件1、采用理正深基坑6.0软件计算。2、基坑侧壁安全等级：基坑南、北、东三面距离周边建筑物较近且开挖深26 度设计为7.3m，安全等级取一级，侧壁重要性系数取1.1；西面紧邻城市公园开挖深度小于10m侧壁安全等级取二级，重要性系数取1.0。3、南、北、东侧坡顶地面活载取3.5m人行道取5kN/m2，6m宽公路取20kN/m2，西侧坡将上部1m填土作为超载考虑取20kN/m2。4、坑内地下水水位取坑底下1m深处，考虑到施工是在雨水较多时期施工，坑外地下水位地面以下1m。3.2、计算断面选定根据基坑侧壁土层分布以及周边建（构）筑物的基础形式和埋深以及与本基坑的距离、拟采用的支护形式等情况，将基坑侧壁分为2段，断面图如下图：考虑到周边环境及水文地质的因素，该基坑采用排桩加内支撑的形式进行支挡。四、计算结果4.1东南北方向排桩支护26 ----------------------------------------------------------------------[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基坑等级一级基坑侧壁重要性系数γ01.10基坑深度H(m)7.300嵌固深度(m)16.200桩顶标高(m)0.000桩截面类型圆形└桩直径(m)0.800桩间距(m)1.600混凝土强度等级C30有无冠梁有├冠梁宽度(m)1.000├冠梁高度(m)0.80026 └水平侧向刚度(MN/m)9.956超载个数2----------------------------------------------------------------------[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)15.0000.0003.5000.000------220.0000.0006.0003.500----------------------------------------------------------------------------[土层信息]----------------------------------------------------------------------土层数6坑内加固土否内侧降水最终深度(m)8.300外侧水位深度(m)1.000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----------------------------------------------------------------------[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杂填土4.3019.59.55.0015.002粘性土3.8019.59.519.5017.003粉砂4.3019.09.00.0013.004圆砾11.0022.012.0------5强风化岩3.8023.013.0------6中风化岩10.7023.013.0------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)118.05.0015.00分算m法3.50---240.016.0015.00合算m法4.60---345.00.0013.00分算m法2.08---4120.00.0030.00分算m法15.00---26 5200.0150.0030.00合算m法30.00---6200.0500.0035.00合算m法71.00-------------------------------------------------------------------------[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10.0030.00---2～---100.001.00----------------------------------------------------------------------[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杂填土分算1.0001.0001.00010000.0002粘性土合算1.0001.0001.00010000.0003粉砂分算1.0001.0001.00010000.0004圆砾分算1.0001.0001.00010000.0005强风化岩合算1.0001.0001.00010000.0006中风化岩合算1.0001.0001.00010000.000----------------------------------------------------------------------[工况信息]----------------------------------------------------------------------工况工况深度支锚号类型(m)道号26 1开挖2.000---2加撑---1.内撑3开挖7.300---[结构计算]各工况：26 内力位移包络图：地表沉降图：----------------------------------------------------------------------[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1.2526 配筋分段数一段各分段长度(m)23.50[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)836.94325.61978.17889.251基坑外侧最大弯矩(kN.m)728.263558.30851.16773.78最大剪力(kN)447.78694.80615.70559.72----------------------------------------------------------------------[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滑裂面数据整体稳定安全系数Ks=4.808圆弧半径(m)R=23.650圆心坐标X(m)X=0.151圆心坐标Y(m)Y=7.441----------------------------------------------------------------------[抗倾覆稳定性验算]----------------------------------------------------------------------抗倾覆安全系数:_26 _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=5.067>=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_100.000_---__Ks=5.237>=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_100.000_---__Ks=1.297>=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=1.297>=1.200,满足规范要求。[抗隆起验算]26 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):_______Ks=53.736>=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):26 _______Ks=66.856>=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);_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);26 _δ=0(mm)---------------------------------------------------------------------[抗管涌验算]----------------------------------------------------------------------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=6.536>=1.5,满足规范要求。[嵌固深度计算]----------------------------------------------------------------------26 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=0.3372)支点力Tc1可按下式计算：hT1=5.800mTc1=122.770kN3)hd按公式：hp∑Epj+Tc1(hT1+hd)-βγ0ha∑Eai>=0确定β=1.200，γ0=1.100hp=5.058m，∑Epj=4473.748kPaha=9.745m，∑Eai=1967.771kPa得到hd=16.187m，hd采用值为：16.200m4.2西侧排桩支护----------------------------------------------------------------------[基本信息]26 ----------------------------------------------------------------------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)7.300嵌固深度(m)16.200桩顶标高(m)0.000桩截面类型圆形└桩直径(m)0.800桩间距(m)1.600混凝土强度等级C30有无冠梁有├冠梁宽度(m)1.000├冠梁高度(m)0.800└水平侧向刚度(MN/m)9.956超载个数1----------------------------------------------------------------------[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)120.0000.00010.0000.000----------------------------------------------------------------------------[土层信息]----------------------------------------------------------------------土层数6坑内加固土否内侧降水最终深度(m)8.300外侧水位深度(m)1.000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----------------------------------------------------------------------[土层参数]26 ----------------------------------------------------------------------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杂填土4.3019.59.55.0015.002粘性土3.8019.59.519.5017.003粉砂4.3019.09.00.0013.004圆砾11.0022.012.0------5强风化岩3.8023.013.0------6中风化岩10.7023.013.0------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)118.05.0015.00分算m法3.50---240.016.0015.00合算m法4.60---345.00.0013.00分算m法2.08---4123.00.0030.00分算m法15.00---5200.0150.0030.00合算m法30.00---6200.0500.0035.00合算m法71.00-------------------------------------------------------------------------[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10.0030.00---2～---100.001.00----------------------------------------------------------------------[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:26 ______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杂填土分算1.0001.0001.00010000.0002粘性土合算1.0001.0001.00010000.0003粉砂分算1.0001.0001.00010000.0004圆砾分算1.0001.0001.00010000.0005强风化岩合算1.0001.0001.00010000.0006中风化岩合算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3开挖7.300-------------------------------------------------------------------------[设计结果]--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[结构计算]----------------------------------------------------------------------各工况：26 26 内力位移包络图：地表沉降图：----------------------------------------------------------------------[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)23.50[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)909.49392.78966.34966.341基坑外侧最大弯矩(kN.m)784.383753.20833.40833.40最大剪力(kN)446.53721.09558.16558.1626 ----------------------------------------------------------------------[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滑裂面数据整体稳定安全系数Ks=4.802圆弧半径(m)R=23.650圆心坐标X(m)X=0.151圆心坐标Y(m)Y=7.441----------------------------------------------------------------------[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1：26 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=4.683>=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_100.000_---__Ks=4.840>=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_100.000_---__Ks=1.229>=1.200,满足规范要求。----------------------------------------------安全系数最小的工况号：工况3。_最小安全Ks=1.229>=1.200,满足规范要求。----------------------------------------------------------------------[抗隆起验算]26 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):_______Ks=53.217>=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):____26 ___Ks=66.210>=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);_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=0(mm)----------------------------------------------------------------------[抗管涌验算]26 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=7.189>=1.5,满足规范要求。----------------------------------------------------------------------[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1.20026 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=0.5152)支点力Tc1可按下式计算：hT1=5.800mTc1=163.033kN3)hd按公式：hp∑Epj+Tc1(hT1+hd)-βγ0ha∑Eai>=0确定β=1.200，γ0=1.000hp=4.815m，∑Epj=3827.653kPaha=9.485m，∑Eai=1919.010kPa得到hd=15.165m，hd采用值为：16.200m五、构件归并配筋结果5.1桩5.1.1桩配筋基本信息配筋类型：均匀配筋纵筋级别：HRB335螺旋箍筋级别：HRB335归并系数=0.200保护层厚50mm5.1.2桩归并配筋结果绘图桩编号截面砼等级桩长(m)纵筋(mm2)箍筋(mm2)钢筋型号桩根数(根)加强箍筋Z-1圆桩D=0.800mC3023.40162618532纵筋18Φ36箍筋Φ20@15012Φ22@2000Z-2圆桩D=0.800mC3023.40103605392纵筋18Φ28箍筋Φ20@15052Φ22@2000Z-3圆桩D=0.800mC3023.40130045711纵筋18Φ32箍筋Φ20@150127Φ22@2000绘图桩编号根数包含桩编号Z-1121,20,58,62,87,100,120,130,131,133,146,153,Z-2522,3,4,5,8,16,17,18,19,57,67,68,88,89,91,92,93,119,121,122,124,125,126,127,128,129,134,135,136,137,138,139,142,143,144,145,147,148,149,150,151,152,154,155,159,164,169,174,179,189,190,191,Z-31276,7,9,10,11,12,13,14,15,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,26 52,53,54,55,56,59,60,61,63,64,65,66,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80,81,82,83,84,85,86,90,94,95,96,97,98,99,101,102,103,104,105,106,107,108,109,110,111,112,113,114,115,116,117,118,123,132,140,141,156,157,158,160,161,162,163,165,166,167,168,170,171,172,173,175,176,177,178,180,181,182,183,184,185,186,187,188,5.2冠梁5.2.1基本信息截面尺寸：1000*800mm混凝土强度等级：C30钢筋类型：HRB335截面满足率=0.800左右各6Φ28@120，上下各4Φ25@200，箍筋Φ16@2005.3腰梁5.3.1基本信息截面尺寸：800*600mm混凝土强度等级：C30钢筋类型：HRB335截面满足率=0.800左右各5Φ28@106，上下各4Φ28@121，箍筋Φ16@1205.4支撑梁配筋钢筋类型：HRB335主撑上下6Φ32、左右3Φ32连系梁上下6Φ25、左右3Φ25箍筋Φ12@2005.5立柱5.5.1配筋基本信息截面尺寸：Φ600mm混凝土强度等级：C30配筋类型：对称配筋纵筋级别：HRB335箍筋级别：HRB335归并系数=0.2005.5.2立柱配筋结果绘图柱编号纵筋(mm2)箍筋(mm2/m)LZ-1(167912)555610Φ28@1571533Φ14@200LZ-2(231)1003010Φ36@1573135Φ18@150LZ-3(319)193910Φ16@1571007Φ12@200LZ-4(4511172527)435610Φ25@1571040Φ12@200LZ-5(8102830)698012Φ28@1301007Φ12@20026 LZ-6(1315161824)252910Φ18@1571007Φ12@200LZ-7(142021222629)345310Φ22@1571040Φ12@200LZ-8(23)1338114Φ36@1122943Φ18@15026'