【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 2008年邯鄲市康奈大廈基坑支護設(shè)計畢業(yè)論文目 錄0緒論 1 1 2 3 4 初選方案 4 方案確定 4 7 7，抗力標(biāo)準(zhǔn)值 8。 9 11（m法） 13 腰梁設(shè)計 20： 21： 21： 22 24 29 29 29 水泥用量 29 298施工監(jiān)測方案 30 30 30 管線沉降變形監(jiān)測 30 30 31鳴 謝 32參考文獻 33附件1讀書報告附件2專題報告48邯鄲市康奈大廈基坑支護設(shè)計學(xué)生：屈春來 指導(dǎo)教師：吳雄志河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院土木工程專業(yè)巖土工程方向0緒論近年來全國各地建筑深基坑支護工程發(fā)展很快，因建設(shè)需要基礎(chǔ)愈做愈深，其支護結(jié)構(gòu)難度，尤以軟土地區(qū)也愈來愈大，已成為高層建筑基礎(chǔ)工程中的難點和熱點。深基坑支護結(jié)構(gòu)涉及巖石力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)和地質(zhì)水文等學(xué)科?；又ёo設(shè)計理論的發(fā)展隨著基坑支護工程實踐的進展而提高，初期的設(shè)計理論主要基于擋土墻設(shè)計理論。對于懸臂樁支護結(jié)構(gòu)，根據(jù)朗肯土壓力計算方法確定墻土之間的土壓力，也就是支護結(jié)構(gòu)上作用荷載及反作用力按主動土壓力與被動土壓力分布考慮，以此按靜力方法計算出擋土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。對于支點結(jié)構(gòu)，則按等值梁法計算支點力及結(jié)構(gòu)內(nèi)力。由于基坑支護結(jié)構(gòu)與一般擋土墻受力機理的不同，按經(jīng)典方法（極限平衡法或等值梁法）計算結(jié)果與支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力實測結(jié)果相比，在大部分情況下偏大。這是由于經(jīng)典方法計算支護結(jié)構(gòu)與實測不盡相符的事實，二則由于基坑周邊環(huán)境（建筑物，地下管線，道路等）基坑內(nèi)基礎(chǔ)線對支護結(jié)構(gòu)更為嚴(yán)格要求，需要對支護結(jié)構(gòu)變形進行一定精度的預(yù)估，而經(jīng)典方法則難以計算出支護結(jié)構(gòu)的變形。古典理論已不適宜指導(dǎo)深基坑支護的發(fā)展。在總結(jié)實踐的基礎(chǔ)上，將會逐步完善理論以指導(dǎo)設(shè)計計算。畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)四年學(xué)習(xí)的最后一個階段，本次就基坑支護設(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。：擬建邯鄲市康奈大廈位于邯鄲市陵園路北側(cè)，西臨邯山南大街，建筑面積22849 m2，地上24層，地下1層，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。該工程基礎(chǔ)埋深5m。該工程北測毗鄰邯山區(qū)實驗小學(xué)教學(xué)樓（4層）。目測該教學(xué)樓窗戶有豎向裂縫；東側(cè)有一邯山區(qū)政府房屋（2層）。西側(cè)有邯山區(qū)自來水網(wǎng)管。，；平面圖如下：康奈大廈基坑平面圖2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)概況：據(jù)中冶地勘巖土工程總公司提供的巖土工程勘察報告，該場地土層由上至下分別為：第1層，雜填土：雜色，稍密，濕，主要以碎磚塊等建筑垃圾組成，本層在整個場地均有分布，～，~。第2層，素填土：深褐色，可塑～硬塑，主要回填物為粉質(zhì)粘土，局部為粉土，含少量小磚塊及炭屑，本層在整個場地均有分布，～，～。第3層，粉土：黃褐色，濕，中密～密實，無光澤，搖震反映中等，韌性低，干強度低。～，～。第4層，粉土：灰色，濕，中密～密實，無光澤，搖震反映中等，韌性低，干強度低，含較多青磚，瓦片?！?，~。第5層，粉質(zhì)粘土：灰褐色，軟塑～可塑，含青磚，瓦片及有機質(zhì)，局部夾粉土薄層。稍有光澤，無搖震反應(yīng)，韌性中等，干強度中等?！瑍。第6層，粉質(zhì)粘土：褐黃色，可塑～硬塑，含砂粒及鈣質(zhì)結(jié)核。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，干強度中等。～，～。第7層，中砂：褐紅色，中密，濕，主要礦物成分為長石，石英，含少量小礫石，局部為細砂?！?，～。第7－1層，粉質(zhì)粘土：褐黃色，硬塑，含砂粒及鈣質(zhì)結(jié)核。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，干強度中等。~，～。第8層，粉質(zhì)粘土：紅褐色，硬塑～堅塑，含氧化鐵及鈣質(zhì)結(jié)核。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，港強度中等?！?，～。第8－1層，細砂：黃褐色，稍密，濕，主要礦物成分為長石，石英。 第9層，粉質(zhì)粘土：紅褐色，硬塑～堅硬，含氧化鐵及砂粒。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，港強度中等。，～。第10層，卵石：黃褐色，紅褐色，稍密，濕，主要巖性為長石，石英，砂巖，約占總質(zhì)量的55～60％ ，一般粒徑20～50mm，最大粒徑約150mm，局部見漂石，磨圓度較好，主要以粘性土及粗砂填充，～。第10～1層，粉質(zhì)粘土：紅褐色，堅硬，含砂粒。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，干強度中等?！?，～。第11層，粘土夾粉質(zhì)粘土：棕褐色，堅硬，含氧化鐵，砂粒及鈣質(zhì)結(jié)核，上部為粉質(zhì)粘土。有光澤，無搖震反映，韌性高，干強度高。本次勘查未揭穿本層。各層土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1。表1：土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)層號土的名稱w(%)(kN/m)Ew(%)W(%)a(MPa)f(kPa)2素填土19903粉 土1004粉 土905粉質(zhì)粘土1006粉質(zhì)粘土140—，近3－，為微承壓水。3設(shè)計依據(jù) m2，地上24層，地下1層，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。，圍護結(jié)構(gòu)不是主體結(jié)構(gòu)的一部分，基坑周圍有建筑物、管線、道路等建筑體需加以保護，故基坑工程等級為二級。按照《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》關(guān)于基坑側(cè)壁安全等級及重要性系數(shù)的表述，該基坑工程基坑側(cè)壁安全等級為二級，重要性系數(shù)γ0＝。（附表如下）基坑側(cè)壁安全等級及重要性系數(shù)安全等級破壞后果重要系數(shù)γ0一級支護結(jié)構(gòu)破壞，土體失穩(wěn)或變形過大對基坑周圍環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響嚴(yán)重二級支護結(jié)構(gòu)破壞，土體失穩(wěn)或變形過大對基坑周圍環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般三級支護結(jié)構(gòu)破壞，土體失穩(wěn)或變形過大對基坑周圍環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重該工程周邊環(huán)境復(fù)雜，場地較小，但基礎(chǔ)埋深5m，因此工程基坑支護的重點主要控制基坑變形，以保證領(lǐng)近建筑物的安全。根據(jù)現(xiàn)場勘察和工程地質(zhì)水文地質(zhì)情況，擬采用的支護方案由：懸臂樁支護、單支點排樁支護、土釘墻支護、水泥土攪拌樁維護。水泥土攪拌樁造價低，自重小，擋土墻厚度大,整體性和穩(wěn)定性好,施工速度快。缺點擋墻占地面積大,不適宜場地狹小的工程,其強度受土層含水量和有機質(zhì)含量影響大。該工程基坑位于地下水位以上，可能導(dǎo)致水泥土樁強度達不到設(shè)計值，懸臂式排樁適用于土層工程狀況良好的情況,缺點是支護樁頂水平位移較大.土釘墻支護位移小,一般測試位移約20mm,對相鄰建筑影響小,經(jīng)濟效益好,一般成本低于灌注樁支護,且施工快捷,設(shè)備簡單,施工所需場地小.通過以上比較,結(jié)合工程實際情況,基坑的東、西、南均采用土釘墻支護,北側(cè)相臨建筑物較高且對變形要求較高,需計算比較懸臂樁支護與單支點排樁支護. 確定主動被動土壓力系數(shù)土的加權(quán)平均計算. 被動土壓力計算指標(biāo)： Blum法計算懸臂樁開挖素填土等效為超載則土的自立高度計算 計算第一個土壓力為零點 求樁的插入深度，對樁底取彎矩有 代入上式得化簡后得 查Blum曲線表可得ξ=X=ξl== 則樁的插入深度t=+u=+=樁長為L=t+h=+==；，則由上式求得=(.)=通過計算比較可知采用樁+錨桿的支護形式比懸臂樁支護更為經(jīng)濟，且位移控制更為嚴(yán)格。懸臂樁支護樁頂位移較大，對周圍建筑影響較大。在單支點錨桿支護體系下，錨桿和支護體系以及周圍土體是共同工作，彼此協(xié)調(diào)的。根據(jù)本文采用的支護樁結(jié)構(gòu)計算模型的分析，發(fā)現(xiàn)錨桿對支護結(jié)構(gòu)有明顯的約束作用。加入預(yù)應(yīng)力后，樁體的變形和內(nèi)力都發(fā)生了明顯的變化，受力變得均勻，最大彎矩變小，且樁身最大彎矩點向上移動，從而可使支護構(gòu)件截面減小，配筋量減小，既保證了支護結(jié)構(gòu)的安全又節(jié)約了資金。綜上所述：該工程的基坑支護方案為東西南三側(cè)采用土釘墻支護，北側(cè)采用樁+錨桿支護。5 單支點排樁圍護的計算（采用《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ12099）主動土壓力系數(shù)： 圖 51 地層分布計算簡圖 被動土壓力系數(shù)： ，抗力標(biāo)準(zhǔn)值圖42 土壓力分布水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值 計算點位于開挖面以下時 水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值 。： 圖 53單層支點支護結(jié)構(gòu)嵌固深度計算簡圖 即 ，則滿足要求（圖54）；設(shè)該點距支點距離為x則由力的平衡條件可知 圖54 (圖55)；設(shè)該點距支點距離為x則由力的平衡條件可知 圖55()的彎矩（圖56），樁體可按均勻配筋即受拉區(qū)與受壓區(qū)配筋相等，,樁受彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為則截面彎矩設(shè)計值取樁徑為800mm,保護層厚度50mm,混凝土采用Ｃ２０，；鋼筋選用ＨＲＢ３３５，8根Ф20，=2513 圖56 樁截面積 得 符合要求、計算， 其中為錨固體與土層的剪切強度為土體內(nèi)聚力，為錨固段中點的上覆土壓力，為錨固段與土體的摩擦角，通常。計算可得取錨桿傾角為，錨桿孔徑取150mm圓柱形水泥壓漿錨桿錨固段長度取11m 錨桿自由段長度按照《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ12099規(guī)定錨桿自由段長度不應(yīng)小于5m，則錨桿的總程度由，則 取二級鋼筋，； 取圖57整體穩(wěn)定性計算簡圖 通過錨固段中點與圍護墻的假想支撐點連一直線，再過錨固中點做豎直線交地面與一點，確定土體穩(wěn)定性驗算的范圍，如（圖57）所示。 力系驗算 土體自重及地面超載 圍護墻主動土壓力合力 豎直面上的土體主動土壓力 斜面土體的支持力 方向已知大小不能確定， 圖58力多邊形斜面上粘聚力 做力多邊形，如圖58所示，