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1、毕业设计说明书（毕业论文）邯郸市和谐大厦基坑支护设计 摘 要 邯郸市和谐大厦位于邯郸市区北部,基坑支护采用桩锚结构，为充分利用场地资源，进行了部分砖墙支护，减短了桩的长度，有效的降低了工程的造价和施工的难度。同时由于基坑周围有大量建筑物，为防止降水时造成土体下陷，塌方等事故，采用止水帷幕的方法。西，南，北侧距相临建筑物较远，采用方案一： 钻孔灌注桩+斜锚+水泥土搅拌桩（隔水帷幕）；东侧距相邻建筑物较近，场地不足以放坡，采用方案二:土钉墙。Abstract:the hexie building is at north of handan, Pit support structure anchor
2、ed by piles，To take full advantage of space resources, a part of slope or soil nailing, reduce the length of the pile, Effectively reduce the cost of the project and the difficulty of the construction. At the same time a large number of buildings around the pit, in order to prevent precipitation cau
3、sed by soil subsidence, landslides and other accidents, use a waterproof curtain approach；From the west,north and south side of the temporary buildings further away, using a programme: slope bored piles + + + oblique anchor soil cement mixing pile (Geshui curtain); close to the East from the adjacen
4、t buildings, inadequate venues slope, a second programme: soil nail wall bored piles. 目 录0.绪论.（1）1. 工程概况 .（1）1.1工程地质及水文地质概况：.（1）2支护方案一：桩锚.（2）2.1.计算土压力.（2）2.2根据Pa2=Pp2得到u.(3)2.3计算固端弯矩(3)2.4计算最大弯矩.(4)2.5分工况计算(5)2.6灌注桩截面设计.(5)2.7锚杆的设计.(6)2.8锚杆稳定性验算.(6)2.9腰梁的计算(7)2.10腰梁的选择.(7)2.11桩锚结构的整体稳定性验算.(7)3.m法计算桩
5、锚结构的位移.（9）3.1工况1:基坑以上、以下桩的挠曲变形.（10）3.2工况2:基坑以上、以下桩的挠曲变形弯矩以及剪力计算.（13）4支护方案二:土钉墙.（16）4.1计算简图如右.(16)4.2计算各土钉的土压力.(17)4.3荷载折减系数.(17)4.4单根土钉受拉荷载标准值.(17)4.5自由段长度的计算.(17)4.6计算土钉锚固段长度.(17)4.7土钉总长.(18)4.8土钉配筋确定.(18)4.9土钉墙整体稳定性验算.(19)5.经济技术分析.(20)5.1土方量计算.(20)5.2混凝土费用的计算.(20)5.3钢筋费用.(20)5.4土钉墙.(20)6.基坑监测（21）7
6、应急预案.(21)8.结束语.（22）参考文献（22）附录1附录2邯郸市和谐大厦基坑支护设计 0.绪论毕业设计是大学四年学习的最后一个阶段，本次设计的目的是详细学习和了解与岩土工程相关的知识，巩固以前学习过的（深基坑支护、基础工程、地基处理、土力学、工程地质学等）知识，并按照现行规范，通过对实际情况的分析把它运用到生产实践中去，同时也培养了调查研究、查阅文献、收集资料和整理资料的能力。通过本次设计使自己能够理论联系实际，并为以后的工作和学习打下坚实的基础，1.工程概况拟建邯郸市和谐大厦位于邯郸市区北部，西临建元小区，南侧隔路为建工物业办公楼，东临中华北大街。建筑面积33279.6m2，主楼20
7、层，地下2层，框架剪力墙结构。该工程基坑深9m，局部为11m, 每位同学设计基坑深度附后。该工程位于市区中心地带，建筑物外边缘线西侧距建元小区6层住宅楼10.7m, 距其围墙8.9m，建元小区住宅楼基础埋深约2.5m，水泥土搅拌桩复合地基，桩长约4.0m。北侧偏西为热力加压站，基础埋深约3m，距建筑物外边缘线约4m，此外，南侧、东侧附近有雨污水管线通过，平面图见CAD文件1.1工程地质及水文地质概况：根据中煤邯郸设计工程有限责任公司提供的岩土工程勘察报告，该场地土层由上至下分别为：第1层，杂填土：以粉质粘土为主，土质松散，含碎砖屑及小石子，场地北侧顶部有厚15cm 水泥路面。第2层，粉质粘土：
8、黄褐色，可塑，局部软塑。韧性中等，切面稍有光滑，干强度中等，该层底部粘粒含量高，为中等压缩性。第2-1层，粉土：黄褐色，湿，稍密，摇震反映中等迅速，局部粘粒含量高，为中等压缩性。第3层，粉质粘土：灰灰褐色，可塑，局部软塑，韧性高，切面光滑，干强度中等高，见有青瓦片，该层上部和底部粘粒含量高，局部相变为粘土，底部8.0m处夹有薄层细砂，厚约0.2m，地步灰黑色，近硬塑，场区普遍分布。为中等压缩性。第3-1层，细砂：黄褐色，湿，稍密，含有粘土颗粒，主要成分为石英。第4层，粉质粘土：黄褐色，可塑，局部近软塑，韧性中等高，切面稍有光滑，干强度中等，含姜石，土中混砂粒，见有灰绿色条带。为中等压缩性。第4
9、-1层，粉质粘土：褐黄色，可塑，韧性中等，切面稍有光滑，干强度中等，含有较多砂颗粒。场区普遍分布。为中等压缩性。第4-2层，中砂：黄褐色，湿，中密，成分以石英长石为主，含有粘土颗粒。该层主要分布于场地西侧。第5层，粉质粘土：褐黄黄褐色，可塑，偏硬塑，韧性中等，切面稍有光滑，干强度中等，有砂感。局部粘粒含量高，近粘土，场区普遍分布。为中等压缩性。第6层，粉质粘土：黄褐色褐黄色，可塑硬塑，韧性中等高，切面光滑，干强度中等，见有小姜石，有砂感。场区普遍分布。为中等压缩性。 第7层，粘土：黄褐色，硬塑，局部可塑，韧性高，切面光滑，干强度高，见有黑色铁锰氧化物。该层未揭穿。为中等压缩性。该场地在勘察期间
10、实测稳定水位埋深为5.55.7m，为潜水。表1. 工程地质及水文地质概况表层号土类名称层厚重度液性指数粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土1.5117.02粉质粘土4.8218.80.5511.1014.703粉质粘土4.1415.40.7215.3011.704粉质粘土4.3819.50.5812.6015.305粉质粘土7.6319.60.2830.011.16粉质粘土10.6020.10.7315.015.07粘 土10.0019.60.2215.015.02支护方案一：桩锚2.1.计算土压力加权平均重度加权平均内摩擦角加权平均粘聚力2.2根据得到u 即 求得2.3
11、计算固端弯矩 求基坑上主动土压力为零点 画出挡土墙作为连续梁时的计算简图. 计算弯矩 连续梁BC段悬臂部分弯矩 梁CD段 梁DE段 弯矩分配 求支点反力 深度计算 桩长:,取.2.4计算最大弯矩 根据主动土压力=被动土压力+支反力,求. 主动土压力: 被动土压力+支反力: 即 求得, 所以取最大弯矩 2.5分工况计算 第一工况 坑顶1.4m为砖墙,第一次挖土到第一道锚杆下0.5m,即1.4+4.8+0.5=6.7m处. 最大弯矩 第二工况 安装第一道锚杆,然后挖土到基坑底.2.6灌注桩截面设计 桩径, 桩间距,保护层厚度 设配筋25根25级均匀布置,混凝土C25. 箍筋按构造配置采用. 2.7
12、锚杆的设计 自由段长度锚固段长度确定锚固段直径 假设锚固段长度为,则锚固段中点埋深剪切强度 锚固段长度则锚杆总长为锚杆截面选 2.8锚杆稳定性验算 挡土桩的主动土压力 用代替墙的主动土压力为：可以2.9腰梁的计算由于腰梁的整个受力都相等，所以只要将其中一部（五跨）拿出计算即可。计算简图如下：由结构力学求解器得：2.10腰梁的选择 选 得 设 选2.11桩锚结构的整体稳定性验算Hici*li1Hici*li126.96164.6338451363.1844046894.5884.76096797239.2488168956.3271226376.88162.7415020862.22685795
13、16.96128.807060556.291897922124.377909786.74159.4299017560.5867833288.73161.5640284766.875845824196.135003316.56155.1721298958.45766321810.17188.2137651273.834827345265.5647496.32149.4951007555.69446999811.37210.42187977.524372869336.257986836.02142.3988143252.33526405212.41229.6689110379.8055694233
14、99.315522775.66133.8832706148.42652248313.31246.3249964480.078686705460.932021925.25124.1850124944.10292977314.1260.9453380878.619517153520.579733554.76112.5944113239.18647766614.79273.7150035677.320823376569.647996134.2199.58455287333.91116126315.4285.0041281174.952974189616.14372123.5383.499636969
15、27.51951377215.93294.8127117471.590027703659.452083412.8567.41472106621.458972316.39303.3258220667.355553617699.425365052.0348.01820482914.89374172116.79310.7285266962.365966462736.013568521.0925.7831740228.196235154917.12316.8357580156.663559777768.372590472628.834278790.180997417.4322.0176512550.3
16、98099717797.0181872617.62326.0891387943.61856292821.2062898617.79329.2352882636.434968844841.138056517.91423.6482997530.393621213907.0189590317.98425.3040999222.254058132918.5290082918425.7771856813.951662989925.039720866547.200561659.57941310618.4956结果：满足要求。Hici*li1Hici*li126.9945.4683514263.447104
17、67717.9945.46835142159.7704332944.8349046966.9445.4683514262.7500968117.9845.46835142159.0260468589.4978413356.8345.4683514261.36624870117.9245.46835142157.41370414133.499344546.6845.4683514259.48691121517.835.573758771147.39678643166.464014326.4645.4683514256.88025568617.435.573758771142.3332135920
18、2.635969976.1845.4683514253.66958621217.1135.573758771137.84225551237.966729325.8545.4683514249.98191401116.7635.573758771132.58460282270.413486885.4445.4683514245.62494204416.3447.431678361125.53724515311.030496874.9760.62446856141.8599643215.8447.431678361117.5013168346.060902594.4160.62446856134.
19、69447263715.2747.431678361108.68539425375.013048873.7760.62446856128.55750339614.6147.43167836199.101758634396.783498173.0460.62446856122.13705776713.8547.43167836188.868059715410.455977092.1960.62446856115.42587923512.9759.28959795276.699427246422.000309881.275.7805857018.373608821511.9559.28959795
20、264.132501689420.7913504742.64973987704.255545510.7471.14751754250.007431517409.142899679.2983.00543713234.949692939380.732036717.44106.7212763118.799332141326.709098124.81177.868793861.478632237224.974967441073.18070192822.1278355169.0068769结果：所以稳定。3.m法计算桩锚结构的位移3.1工况1:基坑以上、以下桩的挠曲变形 基坑位于第三层粉质粘土中,根据表
21、42,非岩石土的比例系数m,k,c值表的注释2判断:hm=2(d+1)=2(1+1)=4m,而1.51+4.82+4.14-1.4-4.8-0.5=3.77,hm=4m3.77m,则m取第三、四层土层m值的加权平均值: 注:第三层土的IL=0.72,查表42, 第四层土的IL=0.58,查表42,桩身混凝土(C25)弹性模量Ew=2.8107KN/m3,桩直径1m桩的截面惯性矩桩的抗弯刚度桩的变形系数换算深度属弹性桩.又故取因柱底置于非岩石地基中 查表得:, . ,.计算坑底的剪力、弯矩. 则 由上得基坑以上土压力造成的挠曲变形计算 基坑以上部分挠曲总变形计算具体结果见下表:桩顶距离y总位移桩
22、顶距离总位移00.0303792.80.016060.20.02934830.0150770.40.0283163.20.0141090.60.0272853.40.013160.80.0262543.60.01223210.0252233.80.0113291.20.02419340.0104571.40.0231644.20.009621.60.0221364.40.0088231.80.0211114.60.00807420.0200894.80.0073772.20.01907150.0067422.40.0180595.20.0061752.60.017054基坑以下采用m法计算挠曲
23、变形:弯矩和剪力深度h处桩的挠曲变形深度h处桩的弯矩值深度h处桩的剪力值具体结果见下表:坑底距离总位移 坑底距离总位移0.20.00694720.0178670.40.0080472.20.0182160.60.0092272.40.0178230.80.0104852.60.01637610.0118152.80.0134991.20.01318530.0087461.40.0145623.5-0.014741.60.0158754-0.061311.80.0170243.2工况2:基坑以上、以下桩的挠曲变形弯矩以及剪力计算基坑位于第四层粉质粘土中,根据表42非岩石土的比例系数m,k,c值表
24、的注释判断:,而, .故m取第4层和第5层土的m值的加权平均数,查表42可得:,因为桩为同一种桩,所以桩的计算宽度,抗弯刚度.所以桩的变形系数.换算深度,属于弹性桩.又因所以.因桩底置于非岩石地基中 又,取,查表45得:,.则,.计算坑底的剪力弯矩则 基坑以上部分锚杆里造成的挠曲变形计算BC段:CD段:基坑以上部分土压力造成的挠曲变形计算BD段基坑以上部分的挠曲总变形计算 具体见下表.桩顶距离y总位移桩顶距离y总位移00.01714450.0203750.20.0168335.20.0206480.40.0165235.40.0209160.60.0162135.60.0211760.80.0
25、159025.80.02142710.01559260.0216641.20.0152826.20.0218861.40.0149726.40.022091.60.0146626.60.0222741.80.0143536.80.02243520.01404470.0225712.20.0137367.20.0226782.40.0134287.40.0227552.60.0131227.60.0227992.80.0128187.80.02280730.01251580.0227773.20.0122148.20.0227063.40.0119178.40.0225923.60.011623
26、8.60.0224313.80.01133240.0110474.20.0107674.40.0104934.60.0102274.80.009969基坑以下用m法计算挠曲变形值弯矩及剪力值计算公式:深度h处桩的挠曲变形值 深度h处桩的弯矩值 深度h处桩的剪力值具体结果见下表：坑底距离总位移坑底距离总位移0.20.00360420.0108930.40.00432.20.0112360.60.0050582.40.0111450.80.0058752.60.01043110.0067452.80.0088651.20.00765230.0061731.40.0085713.5-0.007591
27、.60.0094624-0.035541.80.0102644支护方案二:土钉墙4.1计算简图如右 设土钉水平间距1.5m,垂直间距1.5m,土钉下倾角为.4.2计算各土钉的土压力4.3荷载折减系数 由于基坑无放坡,所以荷载折减系数等于1.4.4单根土钉受拉荷载标准值 4.5自由段长度的计算 由正玄定理得: 4.6计算土钉锚固段长度 设 可以. 设 可以. 设 可以. 设 可以. 设 可以.4.7土钉总长 4.8土钉配筋确定 选(1) ,选,合适（2）,选 ,合适（3）,选 ,合适（4）,选 ,合适（5）,选 ,合适4.9土钉墙整体稳定性验算 123458.58152775102.365415
28、5326.42885467958.58152775100.8257088552.46423709458.5815277597.80494256277.33686476458.5815277593.297063647100.2090974358.5815277587.346208933120.1959723258.5815277580.213532955136.6659570.297833371.061781295152.3598152570.297833360.81299956357.452157733161.5872795282.0141388548.8234256276.146115705
29、165.7442614593.730444435.2678777886.261283947160.26373937117.163055520.42545909105.03957441142.00158917199.177194353.8066562277113.30768249106.88007467984.1696662802.05107205438.206814281402.1377357结果：,所以稳定。5.经济技术分析5.1土方量计算 用AutoCAD在总平面图中读出基坑面积平方米， 土方量 (2)机械费装载机(履覆式1m3) ；自卸汽车(3.5t) ；(3)装载机装自卸汽车运土人工费
30、 ；(4)综合: 元. 即 万元。5.2混凝土费用的计算 用AutoCAD在总平面图中读出11米基坑长度为米,故桩的根数根，所用混凝土体积=桩数单桩体积冠梁所用混凝土体积 锚杆:混凝土体积约取 混凝土费用=混凝土体积混凝土单价5.3钢筋费用 桩:主钢筋数=桩数单桩长度单位长度重量 箍筋数=桩数箍筋数单个箍筋长单位长度重量 冠梁:主钢筋数=钢筋数钢筋长度单位长度重量 锚杆:锚杆个数锚杆长度单位长度重量 钢筋费用=钢筋重量钢筋单价5.4土钉墙一排土钉长,二排长、三排长、四排长, 五排长.单排土钉数道(1)钢筋量=土钉数土钉长度单位长度重量(2)钢筋网面积(3)混凝土体积=混凝土面积混凝土层厚度土钉
31、总费用: 。本工程用于深基坑支护的总的费用为：。6.基坑监测：表4.基坑监测具体方案测点位置监测项目测试方法精度要求围护桩桩顶水平位移埋设测点，用经纬仪测1mm桩顶沉降埋设测点，用水准仪测1mm桩身水平位移预埋测斜管，用测斜仪测1mm桩侧土压力埋设土压力盒，用土压力计测1/100（F,S）及5kpa桩周土体桩外土体深层水平位移预埋测斜管，用测斜仪测1mm坑底土隆起埋设分层沉降管，用沉降仪测1mm孔隙水压力埋设孔隙水压力计 1kpa地下水位埋设水位管1mm支撑或锚杆支撑轴力预先安装轴力计1/100（F,S）锚杆拉力锚杆上预先安装钢筋计1/100（F,S）立柱沉降埋设测点，用水准仪测1mm坑外建筑
32、物沉降及倾斜度埋设测点，用水准仪及经纬仪测1mm坑外地下管线沉降及水平位移安装测点于接头，用水准仪及经纬仪测1mm7应急预案： 当观测数据达到报警值时，必须通报有关单位和人员，采取措施。针对重点区段进行压力注浆，注浆压力一般为12MPa。注浆管深度试具体情况而定。浆液采用掺水玻璃的水泥浆，以加速其凝固，每孔的注浆量已注满为止。8.结束语通过这次毕业设计，我们完成了从理论到实践，又从实践回到理论的过程，很好的完成了大学最后一个阶段的学习，并且在此过程中学习到了很多东西。鸣 谢首先感谢*大学，土木工程学院给了我们一个亲自动手，系统复习学习的机会；在*老师，*老师的悉心安排和指导下，我们的毕业设计进
33、行的非常顺利。在此过程中三位老师不辞辛苦，对我们耐心指导，给了我们很大帮助，借此机会向三位老师致以最诚挚的谢意；同时也向在设计和学习中给予我们很大帮助的史三元老师，*老师表示衷心的感谢；设计过程中同学们都互相帮助，共同提高，在此也向他们表示感谢。在设计中由于本人能力水平有限，加之知识和经验不足，设计中不妥之处在所难免，敬请各位专家，老师和同学批评指正。参考文献1陈中汗等编著，深基坑工程。北京：机械工业出版社，2003。2叶书鳞、叶观宝编著，地基处理。北京：中国建筑工业出版社，1997。3徐至军、赵锡宏编著，深基坑支护设计理论与技术新发展。北京：机械工业出版社，2002。4刘建航、侯学渊主编，基
34、坑工程手册。北京：中国建筑工业出版社，1997。5莫海鸿、杨小平主编，基础工程。北京，中国建筑工业出版社，2003。6祝龙根、刘利民编著，地基基础测试新技术。北京，机械工业出版社，2003。7张客恭、刘松玉主编，土力学。北京，中国建筑工业出版社，2001。8孙永波、孙新忠主编，基坑降水工程。北京，地震出版社，2000。9重庆大学、同济大学等合编，土木工程施工。北京，中国建筑工业出版社，2003。10东南大学、同济大学等合编，混凝土结构。北京，中国建筑工业出版社，2002。11建筑地基基础设计规范（GB5007-2002）。北京，中国建筑工业出版社，2002。12岩土工程勘察规范（GB50021
35、-2001）。北京，中国建筑工业出版社，2001。13建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）。北京，中国建筑工业出版社，1999。读书报告 通过大学四年的学习，尤其是专业课程的学习使我对本专业有了进一步的了解，这将对以后的工作有很大的帮助。首先是基础工程，基础工程是阐述建筑物在设计和施工中有关地基和基础的学科，是土建类专业的一门主要课程。基础是指建筑物最底下的构件或部分结构，其功能是将上部结构所承担的荷载传递到支承它们的地基上。地基是指支承建筑物的整个地层。地层是广阔的半空间体，其表面承受荷载后，理论上在整个半空间体内都要发上应力与变形，都算是建筑物的地基，但是实用意义上的地基，则是指数倍
36、于基础宽度范围内直接承载并相应产生大部分变形的地层。在平原地区，由于基岩埋藏较深，地表覆盖土层较厚，因此建筑物经常建造在由土层所构成的地基上，这种地基称为土基。在丘陵地区和山区，由于基岩埋藏较浅，甚至裸露于地表，因此建筑物能直接建造于基岩上，这种地基称为岩基。土是一种碎散多孔隙粒间没有或很少黏结的材料，作为建筑物地基，必须满足承载后整体稳定和变形控制在建筑物容许范围内的要求。由于地基基础设计不周，施工不善，产生过量沉降或不均匀沉降而导致房屋倾斜，墙体开裂，影响建筑物正常使用的情况屡见不鲜，甚至地基移滑，结构倒塌也有发生，因此，做好地基基础的设计和施工是保证建筑物安全应用的关键环节。特别是在软弱
37、地基上建造高重建筑物，在整个建筑物的设计和施工中，基础工程常常是技术难度大，投资比例高，施工时间长的组成部分，正确解决好地基基础的问题就尤为重要。地基基础和上部结构是建筑物的三个组成部分，三者的功能不同，但彼此联系，相互制约。目前将它们完全统一起来进行计算尚有困难，但在处理地基基础问题时，应该从地基基础上部结构相互作用的整体概念出发全面考虑，才能收到较为理想的效果。 随着我国经济建设的迅猛发展，各个城市的高层建筑大量涌现，目前我国高层建筑发展的趋势和特点是层数增多，高度增高，并积极参与国际高层建筑的竞争。迄今为止，我国已建成高层建筑累计超过1.8亿平方米。高度超过100米的超高层建筑已超过200幢，高度超过200米的超高层建筑已达20余幢。随着高层建筑物的发
