【正文】 河北工程大學(xué) 土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2021年 1 北京市朝陽廣場基坑設(shè)計 河北工程大學(xué)土木學(xué)院土木 工程專業(yè) 巖土方向 0 緒論 作為大學(xué)四年學(xué)習(xí)的最后一個階段 —— 畢業(yè)設(shè)計，其設(shè)計的目的是詳細學(xué)習(xí)和了解與巖土工程相關(guān)的知識，鞏固以前學(xué)習(xí)過的（深基坑支護、基礎(chǔ)工程、地基處理、土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)等）知識，并按照現(xiàn)行規(guī)范，通過對實際情況的分析把它運用到生產(chǎn)實踐中去，同時也培養(yǎng)了調(diào)查研究、查閱文獻、收集資料和整理資料的能力。通過本次設(shè)計使自己能夠理論聯(lián)系實際，并為以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)，因此要達到以下要求： ⒈學(xué)會對資料的收集、整理、分析、評價等基本方法， 學(xué)會閱讀并編寫勘察報告。 ⒉通過對基坑支護、基坑降水和設(shè)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。 ⒊通過本次設(shè)計 ,應(yīng)學(xué)會熟練掌握和使用在巖土工程方面的應(yīng)用廣泛的電算技術(shù)，以提高設(shè)計的效率。 此次設(shè)計的朝陽廣場基坑支護工程位于北京東二環(huán)朝陽門立交橋東北角，西鄰東二環(huán)路，南鄰朝外大街，與外交部辦公大樓隔街相望。擬建最高 26 層左右的建筑，檐口高度約 100m，總建筑面積 38萬 ㎡ ，基底面積約 32073㎡ ，相應(yīng)絕對標(biāo)高為 ，自然地面標(biāo)高為 ，采用鋼筋混凝土筏型基 礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架 — 剪力墻結(jié)構(gòu)。 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(jīng)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 +多支點排樁支護體系。在西南角處用土釘墻 +錨桿支護體系。 降水采取了特別處理，及在基坑內(nèi)設(shè)置了排水井。 1 工程概況及方案的選擇 河北工程大學(xué) 土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2021年 2 工程概況 ① 擬建場區(qū)的工程地質(zhì)條件 本工程擬建場地在地貌單元上位于永定河沖洪積扇中部。 擬建場區(qū)地形基本平坦，勘探時鉆孔孔口處地面標(biāo)高為 ～ 。 ② 場區(qū)地 層巖性及分布特征 按地層沉積年代、成因類型，將本次勘察深度范圍的土層劃分為人工堆積層和第四紀(jì)沉積層兩大類，詳見下表。 ③擬建場區(qū)的水文地質(zhì)條件 本工程擬建工程深度范圍內(nèi)共分布 3層地下水，類型分別為：第 1層地下水為上層滯水，賦存于第 2層的雜填土與粉質(zhì)粘土中，受管道滲漏影響該層地下水水位分布不連續(xù)，埋深變化較大，水量的分布也不均衡；第 2層地下水為層間潛水，含水層為第 6層卵石層，該層地下水水位連續(xù)分布；第 3層地下水為承壓水，賦存于具強透水性的第 13 層中砂層中，具體各層地下水的類型及埋深情況詳見下表： 表 11 序號 地下水類型 地下水穩(wěn)定水位 量測時間 水位埋深（ m） 水位標(biāo)高（ m） 1 上層滯水 ～ ～ 2021年 3月中旬～下旬 2 層間潛水 ～ ～ 3 承壓水（測壓水頭） ～ ～ 地層巖性特征一覽表 表 1— 2 地層序號 巖性 顏色 濕度 稠度／密度 壓縮性 ? 雜填土 雜 稍濕～飽和 稍密 / ? 粉質(zhì)粘土 褐黃 濕～飽和 可塑～軟塑 低～中低～中壓縮性 ? 粉砂、細砂 褐黃 濕 密實 低壓縮性 ? 細砂 褐黃 濕 中密 低壓縮性 ? 粉質(zhì)粘土 褐黃～褐黃（暗） （局部灰黃） 飽和 可塑～硬塑 低～中低壓縮性 ? 圓礫、卵石 雜 濕～飽和 中密 低壓縮性 ⑦ 粉質(zhì)粘土 褐黃～褐黃（暗） （局部灰黃） 飽和 可塑～硬塑 低～中低壓縮性 河北工程大學(xué) 土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2021年 3 地層序號 巖性 顏色 濕度 稠度／密度 壓縮性 ⑧ 粉土 褐黃 飽和 中密～密實 低壓縮性 ⑨ 粘土 褐黃 飽和 可塑～硬塑 低壓縮性 ⑩ 粉土 褐黃 飽和 密實 低壓縮性 ⑾ 中砂 褐黃 飽和 密實 低壓縮性 ⑿ 粉質(zhì)粘土 褐黃 濕～飽和 可塑 中低壓縮性 ⒀ 中砂 褐黃 濕～飽和 中密 低壓縮性 表 13 土層 層底相對標(biāo)高 (m) 層厚(m) 重度(kN/m3) 孔隙比 液性 指數(shù) ?(?) c(kPa) m(kN/m4) (kPa) 雜填土 19 / / 8 0 20 粉質(zhì)粘土 10 8 5000 40 粉砂 細砂 20 / 25 0 2500 70 細砂 20 / 32 0 2500 60 粉質(zhì)粘土 25 3200 60 圓礫、卵石 19 / 0 7800 240 粉質(zhì)粘土 35 3800 65 粉土 / 15 2200 70 粘土 35 3300 65 粉土 / 15 3300 90 中砂 19 / 0 2500 115 粉質(zhì)粘土 15 3000 45 中砂 / 0 3200 80 擬建最高 26層左右的建筑，建筑基底面積約 32073m2， ,相應(yīng)絕對標(biāo)高為 ，自然地面標(biāo)高為 ，采用鋼筋混凝土筏型基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架 — 剪力墻結(jié)構(gòu)。 朝陽廣場位于北京東二環(huán)朝陽門立交橋東北角，西鄰東二環(huán)路，南鄰朝外大街，與外交部辦公大樓隔街相望。本項目地塊分南、北兩區(qū)，南北兩區(qū)地下連為一體，南區(qū)為中石化集團科研辦公樓，由中國石化集團公司投資建設(shè)；北區(qū)為集辦公、酒店式公寓和商業(yè)為一體的綜合性建筑，由 聯(lián)合置地房地產(chǎn)開發(fā)有限公司投資開發(fā)。 河北工程大學(xué) 土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2021年 4 本擬建工程場地西南角，有一地鐵出入口站房，其外墻與中國石化科研辦公樓地下室外墻之距離僅有 ，其基礎(chǔ)埋深約為 .。 方案選擇 整個深基坑為一級的安全等級，由于基坑下部有三層地下水，而且水位比較高，因此不能用一般的土釘墻，本基坑深 20 米 坑中又有水 因此在除了西南角有地下工事的選用土釘墻加錨桿其余的部分用排樁加錨桿再進行基坑內(nèi)降水。 排樁加錨桿 采用密排樁加高壓噴射水泥樁，由支護樁的構(gòu)造要求得：排樁樁直徑不宜小于 600 毫米 ，樁間距應(yīng)根據(jù)排樁的受力及樁間土的穩(wěn)定條件來確定。 土釘墻加錨桿 由于在基坑的西南角有地鐵站的出口，而且與基坑紅線僅有 ，所以沒有機器的工作面，經(jīng)分析采用土釘墻加錨桿里面用截水帷幕。 2 樁錨設(shè)計 排樁的初步設(shè)計與內(nèi)力設(shè)計計算 土相關(guān)參數(shù)與土壓力的計算 由于各土層的平均重度相差不大，也為了計算的方便，因此采用了加權(quán)平均重度值；γ =， 土的內(nèi)摩擦角 Φ =27度 ，粘聚力 C=10 計算如下： 211/ = 8 2 6 .5 7 /4 1 .7 = 1 9 .3 4 N /m nniiiihh????? ?? b2R = [ 4 0 .1 5 5 /2+ ( 7 6 .5 4 0 .1 ) 5 /2 5 /3 1 9 3 .4 1 6 3 ] /5= 9 4 .1 k N? ? ? ?1 / 27nii n?????? 地面的荷載值按規(guī)范 q=10 主動土壓力的計算： 系數(shù) Ka=tan2(45176。 Φ /2)= 被動土壓力系數(shù)： 考慮樁在基坑下，現(xiàn)取Φ p=30176。δ =2/3Φ =20 河北工程大學(xué) 土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2021年 5 2K p = {c o n 3 0 /[ c o s2 0 [ sin ( 3 0 2 0 ) sin 3 0 ] } = 7 .0 5?? 土壓力為零點就是零彎矩點，距離坑底面的公式為： pa y = (e q+ e a )/ (k k )? E a + E q= 10 0. 37 6+ 19 .3 4 0. 37 6 20 = 14 9. 2k N / m? ? ? 3( k p k a ) = 1 9 .3 4 ( 7 .0 5 0 .3 7 6 ) = 1 2 9 .1 k N /m? ? 則： y= 圖表 1 ：土壓力的分層計算 一層： 2139。 5 .6 / 1 9 1 .5 0 .5 6 0 .5 6 1 0 2 1 .5 6 /ta n ( 4 5 8 / 2 )aaa a aaE k q k N mE k q zk k N mk?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? 二層： 河北工程大學(xué) 土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2021年 6 1 1 2 2251 1 2 2 2 239。 ( ) 2 26 .8 /ta n ( 45 5 ) 0. 52 。 0. 72 6( ) 2 62 .8 /a a aaaa a aE z q k c k k N mkkE z z q k c k k N m???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? 三層： 1 1 2 2 21 1 2 2 3 3 523339。 ( ) 0 44 .5 /( ) 0 47 .6 /ta n ( 45 25 / 2) 0. 23 。 0. 56aaE z z q k k N mE z z z q k k N mkk??? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? 四層： 1 1 2 2 3 3 211 1 1 2 2 3 3 439。 ( ) 0 35. 3 /()( 153 .5 20) 3 50. 5 /aaam x x aE z z z q k k N mE z z z z q kk N m? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? 1 1 2 2 3 3 4 4 4244()( 1 5 3 .5 5 .8 2 0 ) 0 .2 3 6 2 /t a n ( 4 5 3 2 / 2 ) 0 .2 3 。 0 .4 9c o s 3 2 c o s 2 7 s i n 5 3 s i n 3 2aapE z z z z q kk N mkkk? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ???? 五層： 1 1 2 2 3 3 4 2 5251 1 2 2 3 3 4 4 5 5 5 539。 ( ) 2 4 4 .6 /ta n ( 4 5 2 9 .8 / 2 ) 0 .2 6 。 0 .5 1( ) 2 4 8 .1 /a a a aaaa a aE z z z z q k c k k N mkkE z z z z z q k c k k N m? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 六層： 河北工程大學(xué) 土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2021年 7 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 615 1 1 2 2 3 3 61 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 62639