福州某大厦深基坑开挖与支护设计毕业论文
福州某大厦深基坑开挖与支护设计毕业论
文
目录
摘要 ................................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................................. I I 第一章设计综合说明.. (1)
1.1 原始资料 (1)
1.1.1工程概况 (1)
1.1.2基坑周边的环境 (1)
1.1.3基坑的岩土层分布特征 (2)
1.1.4基坑侧壁安全等级及安全性系数 (2)
1.2 设计依据 (2)
第二章支护体系方案选择 (3)
2.1 支护体系 (3)
2.2 支护结构选择 (6)
2.3 支护方案的最终确定 (7)
2.4 本章总结 (7)
2.4.1 各土层的参数 (7)
2.4.2 划分计算区段 (8)
2.4.3计算方法 (8)
2.4.4 最终方案的确定 (8)
第三章BC断面的支护设计 (9)
3.1土压力系数的计算 (9)
3.2支护结构设计计算 (9)
3.2.1 侧向土压力计算 (9)
3.3锚杆的设计 (14)
3.3.1 计算锚杆承载力 (14)
3.4 支护桩的配筋的计算 (17)
3.4.1 桩体配筋的计算 (17)
3.4.2 构造配筋 (18)
第四章基坑稳定性计算 (19)
4.1概述 (19)
4.2验算过程 (19)
4.2.1整体抗滑移稳定性验算 (19)
4.2.2 抗倾覆稳定验算 (19)
4.2.3 坑底抗隆起稳定性验算 (21)
4.2.4 抗渗流稳定性验算 (23)
第五章 AB.AD.DC断面的土钉墙围护设计 (25)
5.1 概述 (25)
5.2 土钉墙设计 (25)
5.2.1 方案确定 (26)
5.2.2 土钉计算 (26)
5.2.3结构计算 (31)
参考文献 (33)
结束语 (34)
致谢 (34)
摘要
基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖，是一项综合性很强的系统工程。深基坑工程涉及的内容广泛，包括深基坑工程的土力学问题，深基坑工程在围护结构施工、降水过程中产生的坑底隆起、基坑稳定问题以及土方开挖各阶段的变形预测与控制问题分析与讨论，深基坑工程监测与信息化施工等内容。
福州某大厦系一座31层商住楼，高度115 m，占地面积4614 m2，总建筑面积37355 m2。设地下室3层，基坑平面尺寸56.6 m×36.5 m，自然地面标高-1.65 m,坑底标高-11.65 m，开挖深度10.0 m，土方开挖工作量约21000 m3。
土压力计算用郎肯土压力理论，水土合算，被动土压力折减系数取为1.0，支护桩的长度和入土深度采用极限土压力平衡理论和等值梁法计算确定，支护桩桩长14m，此段基坑支护桩配筋为30Φ28，在通过配筋验算后还要对此段基坑的稳定性进行验算。
关键词：深基坑开挖支护设计
Abstract
Excavation engineering mainly includes the design and construction of excavation support system and earth excavation, is a comprehensive system engineering. Deep excavation engineering involves a wide range of subjects, including deep excavation engineering problems in soil mechanics, deep excavation engineering in construction, precipitation process resulting in heave, foundation pit stability issues and the excavation of the various stages of deformation prediction and control problem analysis and discussion, deep excavation monitoring and information construction and other content.
A building in Fuzhou is a31 floor residential building, the height of 115m, covers an area of 4614 m2, a total construction area of 37355 m2. Basement3, pit plane size of56.6 m x 36.5m, natural ground level -1.65 m, bottom elevation - 11.65m,10.0 m depth of excavation, excavation work of about 21000m3.
Calculation of earth pressure Rankine earth pressure theory for soil and water conservation, economical, the coefficient of passive earth pressure to 1, retaining pile length and depth by using limit earth pressure balance theory and equivalent beam method to determine, retaining pile length14m, the retaining pile of foundation pit reinforcement for30than28, on the through the reinforcement computation to this period after the foundation of the stability checking.
Key word：Deep excavation Excavation Supporting design
第一章设计综合说明
1.1 原始资料
1.1.1工程概况
福州某大厦系一座31层商住楼，高度115 m，占地面积4614 m2，总建筑面积37355 m2。设地下室3层，基坑平面尺寸56.6 m×36.5 m，自然地面标高-1.65 m,坑底标高-11.65m，开挖深度10 m，土方开挖工作量约21000 m3。
1.1.2基坑周边的环境
基坑西侧为马路，最近距离为9.0米。东侧为审计局宿舍，楼高六层，最近距离为5.0米。
图1.1 拟建基坑简图
1.1.3 基坑的岩土层分布特征
根据地质勘查的资料，在基坑处主要的土层如下：
（1）杂填土（Q m1）：灰黑色，松散，夹碎石块，厚度1.5～3.6 m；
（2）粘土（Q a1）：黄绿色，可塑，厚度2～3 m，容重γ=18.30 kN/m3，内聚力C=50.66 kPa，内摩擦角φ=14.19°；
（3）淤泥: 深灰色，流塑（天然含水量55.8%～74.2%），厚度5.7～10.1 m，γ=18.10 kN/m3，C=7.92 kPa，φ=4.95°；
（4）粉质粘土（Q a1）：褐黄色，可塑，厚度1.4～5.7 m，γ=17.50kN/m3，C=19.90 kPa，φ=9.51°；
（5）含泥中细砂: 灰白色，中密，粒径0.10～0.25 mm，含泥量15%～20%，厚度2.7～10.4 m
以上土层为自上而下垂直分布，由于拟开挖基坑位于福州盆地中部，上部的覆盖层为海陆相冲积成的砂性土，基底为燕山期中粗粒花岗岩。
水文地质情况：地下水位位于自然地面下0.6~1.7m，场地除了淤泥、粘土层顶上贮存有上层滞水外，还有藏于粘土层下的中细砂至碎卵石的多层承压水。对本工程而言，关键是要阻断来自于含泥中细砂的承压水（第一含水层）。经过现场抽水试验，此含水层渗透系数k=1.62m/d；单孔涌水量q=11.48m3/d；影响半径R=96.2m
1.1.4基坑侧壁安全等级及安全性系数
该大厦基坑安全等级为一级，基坑的重要性系数γ0 = 1.0
1.2 设计依据
（1）该大厦的地质勘查报告以及其他的一些技术资料
（2）《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；
（3）《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）；
（4）《深基坑工程》；
（5）《深基坑工程设计施工手册》；
第二章支护体系方案选择
2.1 支护体系
在基坑支护施工中有各种方法，例如各种类型的桩、地下连续墙、锚杆、土钉墙、水泥土墙等。这些方法可以单独使用，也可以根据需要结合在一起使用。
2.2 支护结构选择
由于本工程位于福州市区，地下水位较高，基坑开挖为10.05米，且BC侧距离已建成的建筑物较近，根据以上表格和我国在基坑工程中所取得的经验，其支护结构可从以下几种方案中选择：
方案1：先设灌注桩后加旋喷桩或搅拌桩止水，再设二至三道横向内支撑；
方案2：当外界环境条件允许时，可先打设钢板桩，再设三至四道横向内支撑；方案3：应用SMW工法；
方案4：如要做永久结构，可使用地下连续墙，设三至四道内支撑；
方案5：灌注桩加锚杆组合；
方案6：桩墙合一地下室逆作法；
在本工程中，由于基坑东侧（即BC侧）离已建成的建筑物较近，故可考虑以上的1、4、5、6方案
以下是几种方案的比较
表2.2几种方案的比较
从经济利益的角度考虑，方案4是不可取的；由于此工程位于福州盆地，地下水位较高，用方案6达不到好的止水效果，故方案6也是不可取的；至于方案1，由于东侧距离建筑物较近，采用旋喷桩作为受力结构，旋喷桩止水是合理的，外加三至四道内支撑，但由于基坑东侧有两米高的挡土墙，故BC段与AD段同一水平线上的支撑受力不一致，因此需要在AD段有和BC段有同样的设置，这会增加造价，减少经济效益，故也不可取。
综合以上分析，因此方案5是比较合理的，其有如下特点：
1.灌注桩作为受力结构，旋喷桩止水；
2.方便地下结构施工；
3.施工时噪声低，经济；
2.3 支护方案的最终确定
由于在本工程中地下水位较高，基坑开挖深度达到了10米，且BC侧由于距离已建成的建筑物较近，根据《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）、《深基坑支护设计与施工》《建筑基坑支护设计规程》（JGJ120—99）中的有关规定，本设计基坑支护方案能够满足基坑土方开挖，地下室结构施工及周围环境保护对基坑支护结构的要求。在本工程中，由于基坑距离已建成的周围建筑物较近，不宜采用降水井降水，这样会对周围建筑物造成不利影响，故使用排水沟，采用深层搅拌桩做止水帷幕；其他区段采用土钉墙支护，这是因为土钉墙可以适应于多种地层，同时节省工期且造价低廉，比较经济。
2.4 本章总结
2.4.1 各土层的参数
表2.3土层设计计算参数
注：带*的值为估计值。
2.4.2 划分计算区段
2.4.3计算方法
根据有关规范的要求，土压力的计算按照矩形分布模式，采用郎肯土压力理论，所有的土层均采用水土合算，因为地下水位较高，故采用天然重度；用等值梁法求支撑轴力；用力矩平衡法求净土压力零点；用柱端力矩求桩长，但必须满足抗隆起及整体稳定性要求。
由于施工时工况会随时变化，故设计时应按最不利情况考虑。
2.4.4 最终方案的确定
通过以上分析可以得出结论，本着安全经济的原则，基坑的AB ,CD,AD侧应该采用土钉墙支护形式，而基坑BC侧应该采用钻孔灌注桩加锚杆作为支护。不妨让BC 侧的灌注桩直径为1000mm，桩距2.0米。