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1、东华理工大学毕业设计(论文) 摘要 毕 业 设 计(论文)题 目:苏州高新技术创业楼基坑支护结构设计英文题目:The Design of Deep Foundation Pit Bracing for The Start-up Building Located in Suzhou Hi-tech Industrial Zones 学生姓名: 学 号:指导教师:专 业: 土木工程二 零 零 八 年 六 月摘 要拟建中的苏州高新技术创业楼位于苏州新区,西邻珠江路,北邻竹园路,场地以北为已建一期工程。由苏州高新技术创业中心投资建设,由4幢高层及裙房,附带下沉式广场及餐饮娱乐设施组成,场地下均设有两层
2、地下室相连通,为框剪和框架结构。建筑场地地表绝对标高在+2.48m和+3.85m之间,以1985国家高程基准为准。基坑实际开挖深度分布:北侧约7.5m,西侧及南侧、东侧均为10m。基坑开挖深度在7.00m-9.00m之间。结合本工程地质、环境、挖深等诸多因素确定安全可靠的支护方案;为基坑土方开挖和地下室施工创造一个安全干燥的施工环境;考虑到邻近坑边有建筑和道路(下设有水、电、气等管线),为确保安全,以“变形”控制设计。本着“安全可靠、经济合理、技术可行、施工方便”原则,整个基坑采用一排钻孔灌注桩作挡土结构, 锚杆支撑(局部地段采用钢管竖向斜撑)作为支撑结构体系。基坑四周采用深层搅拌桩作止水帷幕
3、。基坑内采用轻型井点降水+集水坑排水。关键词:深基坑; 支护结构; 挡土结构; 锚杆支撑; 钢管支撑; 钻孔灌注桩 东华理工大学毕业设计(论文) AbstractAbstract The Hightechnical building in New district is located in SuZhou city,in the western of ZhuJiang Road and north behind ZhuYuan Road,closed with Previous Project One.The contractor,Hightechnical Development Cente
4、r of Suzhou,do the construction ,consisted by 4 tall buildings and annexs,sinked plaza and catering entertainment facilities,including 2 basements,classified as frame and shearing wall construction. The average level of the construction for 0.00, absolute level is +2.48m+3.85 meters,according to the
5、 National 1985 regulations. The depth of excavation is between 7-9 meters.Considering of the geologic environment, excavation depth of the foundation pit, to create an safe and dry surroundings for the earth work and basement, we carry out the design in control of displacement deformation, in order
6、to keep main traffic roads and buildings safe and to protect pipelines of water, electricity and coal gas below the surface well. According with fundamental technical standard, approaching safe reliability, the economical-reasonable and convenient construction and guaranteeing project time limit,we
7、use nondisplacement piles as retaining structure, anchor rod bracing and inclined steel pipe bracing concrete bracing as bracing structures.Around the foundation pit, we use deep churning piles as detaining water pile construct enclosed cut off trench. With the purpose of dewatering, we use sump and
8、 well point .Key words: Foundation pit; Bracing structure; Retaining structure; Anchor Rod bracing ; Steel Pipe bracing; Nondisplacement pile东华理工大学毕业设计(论文) 目录目 录绪 论11 基坑基本概况21.1 基坑工程概况21.1.1 工程概况21.1.2 周边环境21.2 地质条件21.2.1 工程地质条件21.2.2 水文地质条件42 基坑支护方案选择52.1 基坑支护设计基本要求52.2 基坑支护方案选择52.2 计算方案63 基坑降止水设计1
9、33.1 基坑止水计算133.1.1 西侧挖深7.5米抗管涌计算133.1.2 北侧挖深7.0米抗管涌计算143.1.3 南侧挖深9.0米抗管涌计算143.2 基坑降水计算143.2.1 降水井型143.2.2 井点埋深143.2.3 环形井点引用半径153.2.4 井点抽水影响半径153.2.6 基坑单井出水量计算173.2.7 基坑单井数量和井间距确定173.2.8 基坑单井数量复核验算173.2.9 基坑井降水深度验算184 基坑支护设计194.1 基坑支护方案设计参数说明194.1.1 地质力学指标参数194.1.2 基坑实际挖深194.1.3 地面堆载Q取值204.1.4 计算方法2
10、04.1.5 土压力204.1.6 计算模式204.1.7 标高规定204.1.8 有关设计参数确定204.1.9 设计水位确定204.2 西侧AB段和东侧DE段基坑支护结构计算204.2.1 土层厚度204.2.2 土压力强度214.2.3 桩锚支撑布置234.2.4 支撑反力计算和桩的配筋计算:244.2.5 锚杆计算284.2.6 桩顶圈梁和锚座腰梁设计304.2.7 变形控制验算304.3 南侧BCD段支护结构计算404.3.1设计参数说明404.3.2 土压力强度计算404.3.3 桩锚支撑布置424.3.4 支撑反力计算和桩的配筋计算434.3.5 锚杆计算494.3.6构件变形计
11、算524.3.7 圈梁和锚座腰梁的构造计算524.4 北侧EF段和FGA段基坑支护结构计算534.4.1 设计参数说明534.4.2.土压力强度计算544.4.3 EF段,FGA段桩圈梁和竖向斜支撑的布置584.4.4 EF段支撑反力计算和桩的内力计算584.4.5 FGA段支撑反力计算和桩的内力计算604.4.6 各区段圈梁和竖向斜撑的计算615 基坑稳定性验算615.1 EF段稳定性验算615.1.1 EF段工程概况615.1.2 条分法计算EF段竖向斜撑预留土坡的稳定性615.1.3 确定滑弧圆心范围615.1.4 确定滑弧半径范围615.1.5 将土坡条分615.1.6 计算条分法中的
12、各种计算参数615.2 AB,DE段稳定性验算635.2.1 AB,DE段工程概况635.2.2 地质条件645.2.3 工况645.2.4 计算655.3 BCD段稳定性验算675.3.1 工程概况675.3.2 地质条件685.3.3 工况685.3.4 计算695.4 FGA段稳定性验算715.4.1 FGA段工程概况715.4.2 地质条件725.4.3 工况735.4.4 计算736 基坑施工及监测要求766.1 基坑监测方案766.2 监测内容766.3 监测的控制要求766.4 基坑土方开挖技术要求766.5 基坑开挖过程中的施工措施与应急措施777 工程设计结束语及建议787.
13、1 支挡结构背侧,坑底土体的加固,坡面保护措施787.2 基坑转角的保护措施78结 束 语79致 谢80参考文献81东华理工大学毕业设计(论文) 绪论绪 论深基坑的支护体系由两部分组成,一是围护壁,二是基坑内的支撑系统。为施工需要而构筑的深基坑各类支撑系统,既要轻巧又需有足够的强度、刚度和稳定性,以保证施工的安全、经济和方便,因此支撑结构的设计是目前施工方案设计的一项十分重要的内容。在深基坑的支护结构中,常用的支撑系统按其材料分可以有钢管支撑、型钢支撑,钢筋混凝土支撑,钢和钢筋混凝土组合支撑等种类;按其受力形式分可以有单跨压杆式支撑,多跨压杆式支撑,双向多跨压杆支撑,水平桁架相结合的支撑,斜撑
14、等类型。这些支撑系统在实践中有各自的特点和不足之处,以其材料种类分析,钢支撑便于安装和拆除,材料消耗量小,可以施加预紧力以合理控制基坑变形,钢支撑架设速度较快,有利于缩短工期。但是钢支撑系统的整体刚度较弱,由于要在两个方向上施加预紧力,所以纵横杆之间的联结始终处于铰接状态。钢筋混凝土支撑结构的整体刚度好,变形小,安全可靠,施工制作时间长于钢支撑,但拆除工作比较繁重,材料回收利用率低,钢筋混凝土支撑因其现场浇筑的可行性和高可靠度而在目前国内被广泛的使用。深度,取决于土层的透水性,要防止出现管涌、流砂等问题。综合各种支撑方案,本案例参考勘察资料首先排除了悬臂支撑的可能性,因为该方案保证不了这么大基
15、坑的水平向变形的稳定性,再者浪费资源,增加工程量;对于用内支撑水平式的支撑也不太现实,基坑的纵横向跨度大,将致使水平支撑在竖向产生过大的挠曲,不利于支撑的稳定和支护功能的完成,故排除在外;用土钉墙支护将使工程量烦琐和增加,且整个场地的地下水位较高,土钉本身利用不了土体的抗剪强度,故也不适合本工程。综合舍取采用基坑四周采用钻孔灌注桩加预应力拉锚杆支撑支护方案,局部地段增设竖向斜撑和深搅桩墩来加固支撑;经设计验算和电算之后,能满足几坑土方开挖,地下室结构施工和对周围环境保护的要求。 拟垂直开挖、钻孔灌注桩支护、锚杆支撑、局部地段采用竖向钢管斜撑,采用双轴深搅桩止水结构防渗。双轴深搅桩止水结构,抗渗
16、验算计算插入深度,单支点支撑,其支撑点的具体位置,需经计算后确定;可用分段等值梁法计算钢管单支点支撑;在笔算后,可用同济启明星软件复核。81东华理工大学毕业设计(论文) 基坑基本概况1 基坑基本概况1.1 基坑工程概况1.1.1 工程概况拟建中的苏州高新技术创业楼位于苏州新区,西邻珠江路,北邻竹园路,场地以北为已建一期工程。由苏州高新技术创业中心投资建设,由4幢高层及裙房,附带下沉式广场及餐饮娱乐设施组成,场地下均设有两层地下室相连通,为框剪和框架结构。建筑场地地表绝对标高在+2.48m+3.85m,以1985国家高程基准为准。基坑实际开挖深度分布:北侧约7.5m,西侧及南侧、东侧均为10m。
17、基坑周围有道路和管线分布,且部分地段有暗塘,整个基坑规模较大,长宽约为250m100m,该工程由中国建筑西南勘察设计研究院对场地进行勘察。1.1.2 周边环境基坑北侧:距离创业大厦用地红线6.0米左右,且本场地拟建下沉中庭北侧分布一条宽约20米左右,深约3.5的河塘(其位置详见勘探点平面位置图),对基坑开挖边坡稳定将带来不利影响,是本次支护重点和难点;基坑南侧:距离南侧已建邻厂厂房约25米;基坑东侧:距离公寓宾馆25.0米,周围无复杂地下公用设施管线分布;基坑西侧:距离珠江路道路红线围墙(市区交通要道,路下埋有水、电、气等管线)约20米,距离建筑用地红线不到8m,周围沿道路线均有地下管线和市政
18、工程构筑物分布,另外该处是以后施工车辆、材料进出通道,是本次支护重点和难点。1.2 地质条件1.2.1 工程地质条件据拟建场地岩土工程勘察报告揭示:场地地形较平坦,地面标高在+2.48m+3.85m m之间,属长江三角洲冲、湖积平原单元,场区原为农宅,现大部已拆除。据钻探揭露,在地面下75.5m深度范围内除素填土外,其余均为第四纪滨海、河湖相沉积物,由粘性土、粉土和粉砂组成,按其工程特性,从上到下可分为9个层次,其中(4)、层各分为2个亚层,层分为3个亚层。支护深度影响范围内土层依次分布如下页表格1.1所示:1.1 地基土构成、特征一览表土层编号土层名称土层厚度(m)平均厚度 (m)土 层 描
19、 述杂填土0.63.81.00杂色,表层含碎砖等建筑垃圾,下部夹淤泥质土,均匀性、密实性差,全场地分布。粘土0.63.61.70灰黄色褐黄色,可塑,含铁锰氧化物及结核,无摇振反应,切面光滑,干强度和韧性高,全场地分布。粉质粘土1.88.14.03灰黄兰灰色,可塑,含铁锰氧化物,无摇振反应,切面光滑,干强度和韧性中等,全场地分布。1粉土夹粉质粘土0.83.42.97灰色,松散,饱和,含云母,摇振反应迅速,切面粗糙,干强度低,韧性低,分布不连续,局部缺失。2粉土2.49.05.73灰色,中密,饱和,含云母,摇振反应迅速,切面粗糙,干强度低,韧性低,分布不连续,在本场地东侧缺失。粉质粘土5.822.
20、99.89灰色,软塑可塑,无摇振反应,切面稍光滑,干强度和韧性中等,全场地分布。1粉质粘土1.34.43.36暗绿色,可塑,含铁锰氧化物,无摇振反应,切面稍光滑,干强度和韧性中等,分布不连续,局部缺失。2粉质粘土3.58.75.95灰黄色,可塑,无摇振反应,切面稍光滑,干强度和韧性中等,局部缺失。1粉土13.220.616.75灰色,中密密实,湿,含云母片,摇振反应迅速,切面粗糙,干强度低,韧性低,全场地分布。 2粉质粘土5.412.08.38灰色,可塑,湿,含云母片,无摇振反应,切面稍光滑,干强度和韧性中等,全场地分布。3粉砂2.010.56.94灰色,密实,湿,含云母片,摇振反应迅速,切面
21、粗糙,韧性低,全场地分布。粉质粘土5.79.88.0灰色,可塑,无摇振反应,切面稍光滑,干强度和韧性中等,全场地分布。1.2.2 水文地质条件:根据地下水的赋存条件,将本场地浅层地下水分划为两类:一类为孔隙潜水,赋存于第(1)层素填土中,勘察期间测得该场地初见水位埋深为2.50m2.60m,初见水位的标高为0.10m0.77m;稳定水位埋深为0.65m1.15m,稳定水位的标高为1.80m2.52m。另一类为孔隙微承压水,主要赋存于砂性土中,对本程有影响的主要为浅部1、2层粉性土中,通过对钻孔J1、J4下套管止水测得钻孔浅部微承压水的稳定水位埋深为3.202.70米,微承压水的稳定水位标高为0
22、.11m0.40m。据苏州市区域水文地质勘察资料,苏州市孔隙潜水历史最高水位为2.63米(黄海高程,下同),近35年最高水位约为2.50米,历史最低潜水位约为-0.21米,地下水年变幅为1.02.0米;近35年最高水位约为1.60米,历史最低水位约为0.62米;地下水年变幅约为0.80米左右。有关基坑支护的详细设计参数如下表所示:表1.2 基坑支护设计参数一览表土层编号土层名称渗透试验固结快剪(cq)三轴剪切(uu)重度(KN/m3)静止土压力系数K0Kv(cm/s)KH(cm/s)CKPa()CKPa()粘土5.82E-075.40E-0736.812.1391.619.20.60粉质粘土7
23、.77E-066.22E-0323.312.2212.018.80.501粉土夹粉粘3.25E-043.64E-0410.314.318.60.402粉土8.14E-036.36E-031114.518.60.42粉质粘土6.54E-065.32E-032512.718.50.58东华理工大学毕业设计(论文) 基坑支护方案选择2 基坑支护方案选择2.1 基坑支护设计基本要求(1)基坑设计以“安全、合理、经济、便于施工”为原则,同时保证施工周期较短,结合本工程地质、环境、挖深等诸多因素;(2)替基坑土方开挖和地下室施工创造一个安全干燥的施工条件;支护结构稳定、牢固、安全,确保地下室施工安全以及周
24、边建筑物和道路的安全;有效止水,确保周边建筑物和道路不产生沉降;。(3)支护结构基坑内壁与地下室基础承台边缘应留有足够的施工工作面;基坑周边有良好的围护,确保坑边行人安全;(4)基坑支护范围不超过建设用地红线、不影响现有临时办公用房的正常使用;基坑周边排水畅通,地面雨水、污水不流入基坑;(5)参照苏州地区以往深基坑工程成功实践经验;(6)考虑到邻近坑边有重点保护道路及房子,为确保安全,以“位移变形”控制设计算(7)考虑到支撑中心标高尽可能下落,以减少支护桩配筋、桩径及桩长,从而大大降低支护结构造价成本;(8)考虑到本场地地质条件由于该场地地下水位埋深较浅,地下水较丰富,透水性大,为杜绝“侧壁流
25、砂,坑底管涌”等不良现象出现,关键做好基坑止水,降水设计和施工;(9)考虑到本基坑面积规模大,跨度大,不适合布置内支撑,但考虑到基坑“长边效应”,长边最大达250m,中部变形较大,所以在基坑每边中部设置竖向斜支撑,并在局部基坑地段底部设置深搅桩墩,以防止支护结构倾覆失稳。以利于基坑土方开挖和地下室结构施工。2.2 基坑支护方案选择依照基坑勘探点平面布置图,长宽约250m100m,对基坑支护进行区段划分:AB以及DE段,BCD段,EF段,FGA段。各区段应根据岩土工程勘察报告的地质剖面图来进行计算和分析综合各种支撑方案,首先排除了悬臂支撑的可能性,因为该方案保证不了这么大基坑的水平向变形的稳定性
26、,再者浪费资源,增加工程量;对于用内支撑水平式的支撑也不太现实,基坑的纵横向跨度大,将致使水平支撑在竖向产生过大的挠曲,不利于支撑的稳定和支护功能的完成,故排除在外;用土钉墙支护将使工程量烦琐和增加,且整个场地的地下水位较高,土钉本身利用不了土体的抗剪强度,故也不适合本工程。综合舍取采用基坑四周采用钻孔灌注桩加预应力拉锚杆支撑支护方案,局部地段增设竖向斜撑和深搅桩墩来加固支撑;经设计验算和电算之后,能满足几坑土方开挖,地下室结构施工和对周围环境保护的要求。 2.2 计算方案严格按照建筑基坑技术规范(JGJ12099)中的有关章节进行。土压力:采用“朗肯”土压力公式“分层”计算,基坑面下主动土压
27、力采用“三角形”分布模式。填土和粘性土采用“水土合算”;粉砂性土采用“水土分算”,水压力计算采用“三角形”分布模式。(1) 计算模式:采用单支点支护结构“等值梁”法计算,桩顶圈梁兼作围檩;分“各种工况”计算。因该场地土层变化较大,计算断面较多,部分区段采用同济启明星软件对支护结构的稳定性进行验算;(2)计算断面:根据地质条件分布、周边环境及挖深不同等情况进行对应的设计;(3)计算复核:最后采用同济启明星基坑支护分析软件进行电算复核,结果基本一致;(4)计算结果:具体参见设计图纸。东华理工大学毕业设计(论文) 基坑支护设计3 基坑降止水设计3.1 基坑止水计算整个基坑四周采用外围“双排双轴”深搅
28、桩形成一个三面止水帷幕。东侧可不做止水帷幕,降水和止水结合。水泥掺入比,水灰比为0.5,700500,相邻的桩搭接200mm,其抗管涌验算为:其计算简图如图4.1所示:图3.1 抗管涌计算简图式中:3.1.1 西侧挖深7.5米抗管涌计算考虑局部地段水位差别,取该地段的平均地下水位-1.000m,则水头差:,设止水桩长为L,则t=(L-7.5-1)m,3.1.2 北侧挖深7.0米抗管涌计算考虑局部地段水位差别,取该地段的平均地下水位-1.000m,则水头差:,设止水桩长为L,则t=(L-7.0-1)m,3.1.3 南侧挖深9.0米抗管涌计算考虑局部地段水位差别,取该地段的平均地下水位仍为-1.0
29、00m,则水头差:,设止水桩长为L,则t=(L-9.0-1)m,3.2 基坑降水计算止水设计在于防止管涌,但实际的水力渗透系数可能会随着开挖的进行而影响到水位基准面的变化,进而使实际水力剃度跟工勘报告有所变化,可能会大于临界管涌水力剃度,再加上一面流渗地下水,故需考虑降水。本次综合考虑基坑水位降深较大,约为9m;以及基坑所处土体的渗透性在0.1m/d-3m/d之间,可采用喷射井点降水方案。3.2.1 降水井型选6型喷射井点:外管直径为150mm,采用环形布置方案。3.2.2 井点埋深埋置深度须保证使地下水降到基坑底面以下,本工程案例取降到基坑面以下1.0m处。埋置深度可由下式确定:式中:L井点
30、管的埋置深度,m; H基坑开挖深度,m; h井点管露出地面高度,m;一般可取0.2m; 降水后地下水位至基坑底面的安全距离,本次可取1.0m; i降水漏斗曲线水力坡度,本次为环状,取0.1 井点管至基坑边线距离,本次取1.0m; 基坑中心至基坑边线的距离,本次工程案例去最近值宽边的一半,即50m; l滤管长度,本次取1.0m;故,L=9+0.2+1+0.1(1+50)+1=16.3m.3.2.3 环形井点引用半径采用“大井法”,参考规范,将矩形(本案例长宽比为2.5,小于10)基坑折算成半径为的理想大圆井,按“大井法”计算涌水量,故本次基坑的引用半径:式中:a,b基坑的长度和宽度,m; 系数,
31、可参照下表格选取:表3.1 系数表b/a00.050.100.200.300.400.500.60-1.001.001.051.081.121.141.161.171.183.2.4 井点抽水影响半径由公式可求得抽水影响半径。式中:t时间,自抽水时间算起(2-5昼夜),d;本案例取5d; m土的给水度,按表3.2确定,本次取粉质粘土0.1; k土的渗透系数,(m/d); 含水层厚度(m),本次取承压含水层厚度1,2土层厚度的总和,即为8.7m。表3.2 土的给水度m表土的种类砾石、卵石粗砂中砂细砂粉砂粉质粘土粘土泥炭m0.30-0.350.25-0.300.20-0.250.15-0.200.
32、10-0.150.10-0.150.04-0.070.02-0.05 故3.2.5 基坑涌水量计算(1)判断井型 由于井点管埋深为16.3m,处于层粉质粘土不透水层之中,则井型可定位承压完整井,滤管处于1,2层含水层之间,不考虑多层承压水的情况,按单一层均化处理,则依前面所述,渗透系数k可取平均值2.8m/d。(2)基坑稳定渗流涌水量用公式来进行计算:式中:k土的渗透系数,(m/d); M总含水层厚度,m; S地下水水位降深,m;本次取9.0m R抽水影响半径,m; 环形井点系数的引用半径, m;可参考图3.2来进行涌水量计算:图3.2 承压含水层井点降水示意图故(3)基坑静储水量计算取基坑土
33、体给水度m=0.10,故基坑总静储水量V(m3)可由下式计算:式中:HW 最大水位降深,m; a,b基坑的长度和宽度,m; m土的给水度,按表3.2确定,本次取粉质粘土0.1故按预降水10d算,则平均日出水量为: (4)基坑总涌水量计算 3.2.6 基坑单井出水量计算 可采用完整承压井来计算单井出水量,公式如下:式中:水井半径,m,可取外管半径150mm故3.2.7 基坑单井数量和井间距确定(1)基坑井点数量计算管井数量为n=1.2Qq=1.24092.7208.9=23.5(个)实取30个井,其中靠近基坑北侧的暗塘宽20m处加井6口,环状布置在暗塘区域。(1)基坑井点间距计算井点间距: 3.
34、2.8 基坑单井数量复核验算用下式计算: 式中n取外围井的数量,其他所有参数均同前述,不再重复。对于承压完整井,可按下式计算:式中:承压水头至该含水层底板的距离,本次案例的综合承压稳定水头相对标高为-1.00m,故参照工勘报告中的土层特性参数表,取其值为14.43m,则:故=1.14092.724208.9 =0.9m,满足要求。3.2.9 基坑井降水深度验算对于承压含水层: 式中:S基坑中心处地下水位降深值,m; 由n、的乘积得出的基坑抽水总流量,m3/d; 基坑中心距各井点中心的距离由上小节可分配井点分布方案:在基坑角点想外扩展1m,形成井点轮廓,在轮廓的角点处设置四口井,其余在宽边各设置
35、3口井:中点处一口,两边对称设置两口;长边设置7口:中点处设置一口,其余在两旁各设置3口,对称布置,则基坑井点轮廓短边处的井点距离为25.5m,宽边为31.5m。各井点中心距离基坑中心的距离可参照此方案按几何勾股定理方法确定,如下图3.3所示,在此不再累赘。故可得出如下结论:图3.3 各井点中心到基坑中心的距离理想示意图4 基坑支护设计4.1 基坑支护方案设计参数说明4.1.1 地质力学指标参数见如下表格:表4.1 地基地质力学指标参数表土 层rKN/m3C/Kpa/度KaKp备注杂填土17.55.020.00.490.702.041.43合算粘土19.220.012.10.650.811.5
36、31.24合算粉质粘土18.81512.20.650.811.541.24合算1粉土夹粉质粘土18.610.314.30.600.781.661.29合算2粉土18.610150.590.771.701.30合算粉质粘土18.52512.70.640.801.551.25合算备注:表中C、值均为固结快剪标准值取用。层土受地质分带的影响,在北侧有亚层,但差别不大,区别在粘聚力处:可取18Kpa。式中有关主(被)动土压力系数:4.1.2 基坑实际挖深:建筑结构设计0.00对应绝对标高取平均为+3.80m,自然地面标高西侧、东侧(地面标高平均为+3.2m),南侧地面标高(地面标高平均为+2.7m),
37、北侧地面变高(地面标高平均为+3.3m)。故圈梁下落的基准面选在南面,即南面圈梁下落0.0m,东西侧下落0.5m,北侧下落0.6m。挖深分为以下几种情况:(1)西侧、东侧现自然地面标高平均为+3.2m,室内外高差为4.8-3.2=1.6m,则基坑实际挖深为: = -8.10(底板顶)-1.0(地梁、承台、垫层厚)+1.6 =-7.50m(2)南侧自然地面标高平均为+2.7m,室内外高差为4.8-2.7=2.1m,则基坑实际挖深为: = -10.0(底板顶)-1.0(地梁、承台、垫层厚)+2.10 = -8.90m,取实际挖深为9m。(3)北侧自然地面标高平均为+3.3m,室内外高差为4.8-3
38、.3=1.5m,则基坑实际挖深为:= -7.50(底板顶)-1.0(地梁、承台、垫层厚)+1.50 = -7.00m4.1.3 地面堆载q取值根据周围环境条件q综合取值q=20.0kpa。4.1.4 计算方法严格按照建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)中的有关章节进行, 坑底以下主动土压力采用“矩形”分布模式。水压力仍采用“三角形” 分布模式。4.1.5 土压力采用“朗肯”土压力公式“分层”计算。4.1.6 计算模式按单支点支护结构“等值梁法深埋式”进行,分“各种工况”计算。4.1.7 标高规定(1) 本支护设计方案以自然地面标高为+0.00(其对应绝对标高为+3.80m),以下所涉及的
39、标高均相对于此标高。(2) 支撑标高确定:详细标高的确定请参阅主体计算部分,要注意的地方是斜撑标高和圈梁标高的差额关系:两标高线之间应宜为圈梁高的一半。4.1.8 有关设计参数确定本基坑安全等级按照“二级”基坑设计考虑,基坑侧壁重要性系数取0=1.0。钢筋取HRB335级的钢筋,其变形模量取206000Mpa,抗压和抗拉强度取300N/mm2;混凝土强度取C30,其抗压强度取14.3N/mm2,抗拉强度取1.43N/mm2,其变形模量取300000Mpa;砂浆的变形模量按普通水泥砂浆的取值来算取0.05Mpa,水泥掺入比为aw = 15%,水灰比取0.5。4.1.9 设计水位确定本工程的地下水
40、位验算取孔隙微承压水的稳定水位,由于局部地段的地下水位差异大,本次取其平均值1m,即地下水埋深于地面下1m处。4.2 西侧AB段和东侧DE段基坑支护结构计算:基坑实际挖深-7.50m采用钻孔桩加两层锚杆支撑支护方案,地下水位埋深地面下-0.7m。圈梁顶下落地面下-0.5m,支撑中心线位于自然地面下-0.8m。地面堆载q=20.0kpa4.2.1 土层厚度: 参照工程地质剖面图20-20,25-25;24-24图,该段支护范围内各土层厚度:表4.2 AB,DE段地基土层参数表土层12层厚(米)1.862.162.442.606.638.154.2.2 土压力强度:桩顶下落-0.5m,则q=20.
41、0+17.50.5=28.75Kpa。有关代号的说明:其中e代表土压力,a代表主动土压力,p代表被动土压力,a或者p字母后面的数字代表的是土层号若附带斜杠后面的数字则为其土层的亚层,e字母右上角的数字1代表土层的顶面,2代表土层的底面,e字母右上角的汉字“界”代表基坑底的界面处的主动土压力和被动土压力。 4.2.2.1 主动土压力强度计算其朗肯主动土压力计算公式为:层杂填土:在深度h =0.50m处:= 28.750.490-25.00.700=7.1Kpa在深度h =1.86m处:=(28.75+17.51.36)0.490-25.00.700=18.75Kpa层粘土:在深度h =1.86m
42、处:=(28.75+17.51.36)0.650-2200.810=1.76Kpa在深度h =4.02m处:=(28.75+17.51.36+19.22.16)0.650-2200.810 =28.71Kpa层粉质粘土在深度h =4.02m处:=(28.75+17.51.36+19.22.16)0.650-2150.810=36.81Kpa在深度h =6.46m处: =(94.022+18.82.44)0.650-2150.810=66.63Kpa1层粉土夹粉质粘土在深度h =6.46m处: =(94.022+18.82.44)0.600-210.30.780=67.87Kpa在深度h =7.50m处: =(94.022+18.82.44+18.61.04)0.600-210.30.780=79.47Kpa以此步为限,该界面处以下部分,主动土压力采用“矩形分布”模式计算:在深度h =9.06m处: =(94.022+18.82.44+