【正文】 河北工程大學土木工程學院畢業(yè)設計說明書 2008年邯鄲市康奈大廈基坑支護設計畢業(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，抗力標準值 8。 9 11（m法） 13 腰梁設計 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計學生：屈春來 指導教師：吳雄志河北工程大學土木工程學院土木工程專業(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，因建設需要基礎愈做愈深，其支護結構難度，尤以軟土地區(qū)也愈來愈大，已成為高層建筑基礎工程中的難點和熱點。深基坑支護結構涉及巖石力學、結構力學、材料力學和地質水文等學科?；又ёo設計理論的發(fā)展隨著基坑支護工程實踐的進展而提高，初期的設計理論主要基于擋土墻設計理論。對于懸臂樁支護結構，根據(jù)朗肯土壓力計算方法確定墻土之間的土壓力，也就是支護結構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構的內力。對于支點結構，則按等值梁法計算支點力及結構內力。由于基坑支護結構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）計算結果與支護結構內力實測結果相比，在大部分情況下偏大。這是由于經(jīng)典方法計算支護結構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）基坑內基礎線對支護結構更為嚴格要求，需要對支護結構變形進行一定精度的預估，而經(jīng)典方法則難以計算出支護結構的變形。古典理論已不適宜指導深基坑支護的發(fā)展。在總結實踐的基礎上，將會逐步完善理論以指導設計計算。畢業(yè)設計是大學四年學習的最后一個階段，本次就基坑支護設計的目的是詳細學習和了解與巖土工程相關的知識，鞏固以前學習過的（深基坑支護、基礎工程、地基處理、土力學、工程地質學等）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)了調查研究、查閱文獻、收集資料和整理資料的能力。通過本次設計使自己能夠理論聯(lián)系實際，并為以后的工作和學習打下堅實的基礎，因此要達到以下要求：⒈學會對資料的收集、整理、分析、評價等基本方法，學會閱讀并編寫勘察報告。⒉通過對基坑支護、基坑降水和設計，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通過本次設計,應學會熟練掌握和使用在巖土工程方面的應用廣泛的電算技術，以提高設計的效率。：擬建邯鄲市康奈大廈位于邯鄲市陵園路北側，西臨邯山南大街，建筑面積22849 m2，地上24層，地下1層，框架剪力墻結構。該工程基礎埋深5m。該工程北測毗鄰邯山區(qū)實驗小學教學樓（4層）。目測該教學樓窗戶有豎向裂縫；東側有一邯山區(qū)政府房屋（2層）。西側有邯山區(qū)自來水網(wǎng)管。，；平面圖如下：康奈大廈基坑平面圖2工程地質及水文地質概況：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?！瑍。第5層，粉質粘土：灰褐色，軟塑～可塑，含青磚，瓦片及有機質，局部夾粉土薄層。稍有光澤，無搖震反應，韌性中等，干強度中等?！?，~。第6層，粉質粘土：褐黃色，可塑～硬塑，含砂粒及鈣質結核。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，粉質粘土：褐黃色，硬塑，含砂粒及鈣質結核。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，干強度中等。~，～。第8層，粉質粘土：紅褐色，硬塑～堅塑，含氧化鐵及鈣質結核。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，粘土夾粉質粘土：棕褐色，堅硬，含氧化鐵，砂粒及鈣質結核，上部為粉質粘土。有光澤，無搖震反映，韌性高，干強度高。本次勘查未揭穿本層。各層土的物理力學性質指標見表1。表1：土的物理力學性質指標層號土的名稱w(%)(kN/m)Ew(%)W(%)a(MPa)f(kPa)2素填土19903粉 土1004粉 土905粉質粘土1006粉質粘土140—，近3－，為微承壓水。3設計依據(jù) m2，地上24層，地下1層，框架剪力墻結構。，圍護結構不是主體結構的一部分，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《建筑基坑支護技術規(guī)程》關于基坑側壁安全等級及重要性系數(shù)的表述，該基坑工程基坑側壁安全等級為二級，重要性系數(shù)γ0＝。（附表如下）基坑側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)γ0一級支護結構破壞，土體失穩(wěn)或變形過大對基坑周圍環(huán)境及地下結構施工影響嚴重二級支護結構破壞，土體失穩(wěn)或變形過大對基坑周圍環(huán)境及地下結構施工影響一般三級支護結構破壞，土體失穩(wěn)或變形過大對基坑周圍環(huán)境及地下結構施工影響不嚴重該工程周邊環(huán)境復雜，場地較小，但基礎埋深5m，因此工程基坑支護的重點主要控制基坑變形，以保證領近建筑物的安全。根據(jù)現(xiàn)場勘察和工程地質水文地質情況，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含量影響大。該工程基坑位于地下水位以上，可能導致水泥土樁強度達不到設計值，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,設備簡單,施工所需場地小.通過以上比較,結合工程實際情況,基坑的東、西、南均采用土釘墻支護,北側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)土的加權平均計算. 被動土壓力計算指標： 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)調的。根據(jù)本文采用的支護樁結構計算模型的分析，發(fā)現(xiàn)錨桿對支護結構有明顯的約束作用。加入預應力后，樁體的變形和內力都發(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，從而可使支護構件截面減小，配筋量減小，既保證了支護結構的安全又節(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采用土釘墻支護，北側采用樁+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)： ，抗力標準值圖42 土壓力分布水平荷載標準值 計算點位于開挖面以下時 水平抗力標準值 。： 圖 53單層支點支護結構嵌固深度計算簡圖 即 ，則滿足要求（圖54）；設該點距支點距離為x則由力的平衡條件可知 圖54 (圖55)；設該點距支點距離為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，,樁受彎矩標準值為則截面彎矩設計值取樁徑為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《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ12099規(guī)定錨桿自由段長度不應小于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，