基坑支护课程设计

市政深基坑工程课程设计姓名：学号：班级：指导老师：一、设计题目酒店基坑支护结构设计二、工程概况拟建某酒店工程位于居民住宅以南，其东临津东商场，西侧为广电大场，南侧为幸福路。拟建建筑物地面以上7层，地下2层，总建筑面积2864m2，建筑±0.00相当于绝对标高35.95m，整平后地面标高为36.00m，其它标高均以此为准，地下室负二层底板顶标高为27.50m，基坑开挖深度为9.0m，地下室采用框架结构。三、基坑周边环境条件：基坑背面为住宅，最近距离为2.5m，无下设的通讯电缆、煤气管线等设施。南侧为幸福路，，其最近距离为12m，东侧为津东商场，最近距离为15m。楼高10层。西侧为广电大楼，其最近距离为10m。四、主要参考资料[1]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012).北京：中国建筑工业出版社，2012.[2]《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012).北京：中国建筑工业出版社，2012.[3]《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001).北京：中国建筑工业出版社，2001.[4]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008).北京：中国建筑工业出版社，2008.[5]《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010).北京：中国建筑工业出版社，2010.[6]《岩土工程勘察规范》(GB50021-20012009版).北京：中国建筑工业出版社，2001.[7]《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002).北京：中国建筑工业出版社，2002.[8]《深基坑工程》，高大钊主编.机械工业出版社，2003.[9]《基坑工程手册（第二版）》，刘建航、侯学渊主编.中国建筑工业出版社，2009.[10]《深基坑工程》陈忠汉，程丽萍.北京：机械工业出版社，1999.[11]《岩土锚固》程良奎,范景伦，韩军等.北京：中国建筑工业出版社，2002.[12]《岩土锚固技术手册》闫莫明，徐祯祥，苏自约.北京：人民交通出版社，2004.[13]《岩土工程手册》，岩土工程手册编写委员会.北京：中国建筑工业出版社，1994.附件拟建场区地貌单元为阶地，地形较平坦，本次基坑设计场地主要可能涉及以下5种土层。①号层杂填土：灰色，稍密，主要由碎石、碎砖、建筑垃圾组成，硬质含量30-60%,填龄大于5年。②号层粉质黏土：灰色，可塑，切面光滑，无摇震反应，干强度和韧性中等。⑤号层粉土：黄灰色，饱和，稍密～中密，含云母碎片，颗粒级配一般。场区有一层地下水，属孔隙潜水类型，地下水位深度在2m处。主要接受降雨、地表水、地下径流的补给。场地土体情况一览表序号类别（名称）重度γ(kN/m3)土粒重度γs(kN/m3)含水率ω(%)液限ωL塑限ωP渗透系数k(m3/d)内摩擦角φk(°)黏聚力ck(kPa)压缩模量Es(MPa)1杂填土18.528.520.728.917.70.005108.0-2粉质黏土19.02923.029.018.20.0821255.505粉土2232.53552.528.01.529359.0该场地地下水类型为孔隙潜水，初见水位为3m,场地地下水对混凝土无腐蚀性影响。1号2m、2号4m、5号12m。六、设计方案比选根据基坑开挖深度，地层条件及基坑与道路的间距，采用放坡开挖或排桩支护，依据稳定需要坡面喷砼防护，具体分段如下：A-B段：基坑开挖边坡剩余空间2.0m，采用排桩支护，钻孔桩设在开挖底线外侧，桩径1.0m，桩心距2.0m，桩长11.7m，桩口低于地面0.8m，用人工结合机械成孔，灌注C25砼，各桩采用冠梁联接成一体，冠梁宽度1.0m，高度0.8m。B-C-D-A段：基坑边有较大空间，基坑开挖深度大，采取分级放坡开挖，顶部一级高4.00m，开挖坡率1:1.0，中间一级高3.50m，开挖坡率1:1.0。二级之间设1.50m宽马道，共2道，下一道马道外倾2-4°，以便坡面流水能够顺利流入基坑排水沟。坡面均采用C20钢筋网喷砼（厚10cm）护面。钢筋网钢筋间距20×20cm，Φ6mm，钢筋网用2×2m间距的锚钉固定。由于基岩面稍有起伏，底部开挖施工可根据实际基岩面调节。七、土压力计算d.9mc.6mb.2m▽1号杂填土2号粉质粘土5号粉土基坑土质分布图1①epjk=δpjkkpi-2ck√kpi+(zj-hwp)（1-kpi）γw②kpi=tan2(45。+φk2）③对于粉土及粘性土，基坑内侧水平抗压力标准值：epjk=δpjkkpi+2ck√kpi所以有：对于b点eb上=18.5*2*1.42-2*8*1.19=33.5kPaeb下=18.5*2*1.42+2*8*1.19=69.73kPaa对于c点ec=19.0*4*5.04+2*25*2.25+eb上-10*2=509.04kPa对于d点ed=22*3*5.55+2*28*2.36+ec=1007.5kPa八、支护结构计算（1）土压力的计算Ka=tan2（45。-ϕ/2）临界深度：z0=-=0.22m第一层主动土压力强度Pb上=（q+γ1h1）Ka1-2c1√Ka1=23.19kPaPb下=Pb上-γwh1=23.19-10*2=3.19kPa坑底计算简图2QBBGA2mq=15kPa4m3m1号杂填土2号粉质粘土5号粉土Ea1Ea2Ea3Ea42c1γ1√Ka1qγ1uxRa主动土压力Ea1=1/2*Pb上（h1-z0）=20.64kN/mEa1距坑底的距离为：b1=1+（2-0.22）/3=1.593mKa2=0.4724，Pc下=(15+18.5*2+19*4)*0.4724-2*25*0.69=25.97kPaEa2=[（pb1下+Pc下）/2]*4=[（3.19+25.97）/2]*4=58.32kN/mEa2距坑底的距离为：b2=[3.19*4*1+0.5*(25.97-3.19)*4*2*1/3]/58.32=0.740Ka3=0.4550,Pd下=(15+18.5*2+19*4+22*3)*0.455-2*35*0.6745=41.06kPaEa3=(25.97+41.06)*3/2=100.545KN/mEa3距坑底的距离为:b3=[25.97*3*1+0.5*(41.06-25.97)*3*2*1/3]/100.545=0.925Kp2=tan2（45。+29。/2）=2.8821，pp1，=2*35*1.6977=118.839Pp1=22*u*2.8821+118.839=63.4062u+118.839Pa4=22*u*Ka3+Pd下=22*u*0.455+41.06=9.79u+41.06Pa4-Pp1=-53.6162u-77.779令上式等于零。u=1.4507m，呈三角形分布的土压力强度的最大差值为：ea1=118.39-41.06=77.33kPa土压力Ea4=0.5*ea1*u=56.09kN/mEa4距坑底的距离为:b4=u/3=0.484m（2）上段等值梁计算将B点视为等值梁的零弯矩点，B点将板桩分为两段：AB等值梁和BG等值梁。对等值梁B点求矩可得：Ra=[Ea1(b1+u)+Ea2(b2+u)+Ea3（b3+u）+Ea4（b4+u）]/(7+u)=63.66kN/mQB=[Ea1（7-b1)+Ea2(7-b2)+Ea3(7-b3)+Ea4(7-b4)]/(7+U)=171.45KN/m（3）下段等值梁计算对下段等值梁BG梁的B点求矩，得:X=√6QB/[γd（Kp2-Ka3）]=4.3892mt0=u+x=5.8399m桩的最小入土深度t=1.2t0=7.0079m桩长L=9+7.0079=16.0079m（4）计算最大弯矩先求Q=0的位置，再求该点的弯矩。设该点在B点下深度为z，则：0.5*γdz2Kp2-0.5γdz2Ka3+Ra=∑Ea=235.595z=2.97mRa至零剪应力的距离为：7+1.4507+2.97=11.4207Ea1至零剪应力的距离为：1.593+1.4507+2.97=6.0137Ea2至零剪应力的距离为：0.740+1.4507+2.97=5.1607Ea3至零剪应力的距离为：0.925+1.4507+2.97=5.3457Ea4至零剪应力的距离为：0.484+1.4507+2.97=4.9047Mmax=6.0137*20.64+5.1607*58.32+5.3457*100.543+4.9047*56.09-11.4207*63.66=510.63KN·m九、基坑稳定性验算（1）抗倾覆稳定验算：抗倾覆安全系数:Mp———被动土压力及锚杆力对桩底的弯矩,其中锚杆力由等值梁法求得;Ma———主动土压力对桩底的弯矩;KsMpMa4I=1Mp=6.0137*20.64+5.1607*58.32+5.3457*100.543+4.9047*56.09=1237.67Ma=6.0137*20.64+5.1607*58.32+5.3457*100.543+4.9047*56.09-11.4207*63.66=510.63KN·mKs=1237.67/510.63=2.4231.200，满足要求（2）抗隆起验算：Prandtl(普朗德尔)公式(Ks＞=1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部):tan1313[tan(45)]23.264e=（3.264-1）×1/tan13°=9.806117318.3816.74.517.51.617.117.576218.32.916.74.517.51.6917.3582qc1+cN(sDNKH+D)+q=17.35893.264149.80617.576(8.19)20=2.019Ks=2.019＞1.1,满足规范要求。Nqtan45o22etanNcNq11tan（3）抗管涌验算：抗管涌稳定安全系数(K＞=1.5):738.386.74.57.5617.14.47.560('2)''(8.10.529)7.561.07.6102.547whDKh式中γ0———侧壁重要性系数;γ′———土的有效重度(kN/m3);γw———地下水重度(kN/m3);h′———地下水位至基坑底的距离(m);D———桩(墙)入土深度(m);K=2.547＞=1.5,满足规范要求。9m6m9m6m坑底坑底立面图剖面图