基坑工程毕业设计

毕业设计某大厦基坑工程设计摘要本设计资料中给出地基土层主要由素填土、淤泥质杂填土、粉质粘土、圆砾构成。地形为坡地，由人工推填平整，场地较平整。原始地貌为侵蚀性堆积岗地。由于东侧为工商局宿舍，楼高六层，其最近距离为5.6m，西侧为马路，最近距离为6.5m，其余两侧为空地，且出于减少施工对其东侧建筑物造成较大影响，减小施工噪声，降低造价费，尽量缩短工期等原因考虑，主体基坑支护采用分两侧（BC侧和AB、AD、DC侧）采用不同的支护体系支护：BC侧是钻孔灌注桩加锚杆的支护体系，采用钻孔灌注桩的基坑开挖深度为10m，总桩长14m；（AB、AD、DC）侧是土钉墙支护，基坑开挖深度10m。土层锚杆作为一种新兴科学，将会更广泛地运用到工程实践中，其具有较高的科学性、使用性，且施工方便，不占场地。设计的主要内容有支护方案的选择、钻孔灌注桩的设计与计算、土钉及锚杆的计算、基坑整体稳定性验算。关键词：深基坑支护；土钉墙；钻孔灌注桩；锚杆支撑目录第1章设计任务说明...........................错误!未定义书签。1.1基本资料.................................错误!未定义书签。1.1.1基坑周边环境......................错误!未定义书签。1.1.2岩土层分布特征....................错误!未定义书签。1.1.3基坑侧壁安全等级及重要性系数......................31.1.4设计依据...........................................3第2章支护体系方案的选择.....................................42.1常见支护体系的类型及其特点和适用范围.....................42.2基坑支护方案的确定....................................6第3章BC断面的围护结构设计与计算............................73.1土压力系数计算...........................................73.2支护结构设计计算.........................................73.2.1侧向土压力计算......................................83.3锚杆的设计..............................................133.3.1锚杆承载力的计算...................................133.4桩的配筋................................................163.4.1桩体的配筋计算方法.................................163.4.2构造配筋..........................................173.5冠梁设计................................................173.6腰梁设计................................................18第4章(AB.AD.DC)断面的围护结构设计与计算....................204.1土钉计算................................................204.2配筋计算................................................244.3土钉稳定性验算..........................................254.3.1土钉的抗滑稳定性分析...............................254.3.2土体的抗倾覆稳定性验算.............................25第5章基坑的稳定性验算.......................错误!未定义书签。5.1基坑的整体抗滑稳定性验算...............错误!未定义书签。5.2基坑抗倾覆稳定性验算...................错误!未定义书签。5.3基坑抗隆起稳定性验算..................................29参考文献......................................................31结束语........................................................321第一章设计任务说明1.1基本资料1.1.1基坑周边环境条件基坑西侧为马路，最近距离为6.5m。东侧为工商局宿舍，楼高六层，其最近距离为5.6m。人工推填平整，场地较平整。地面标高为67.9m，基坑挖深10m。图1基坑平面图1.1.2岩土层分布特征根据地质勘察资料，在A-B-C-D段主要分布的土层如下：（1）杂填土（Qm1）：褐灰至褐红色，以粘性土为主，含大量砖块及碎石生活垃圾，人工填积，结构松散，不含地下水，湿。埋深1.00~1.11m，层厚1.20~4.00m，层底标高66.70~66.80m。2（2）素填土○2（Qm1）：褐红色，以粘性土为主，含少量砖块及碎石。人工新近填积，未完成自重固结，结构松散，不含地下水，湿。埋深0.00~1.10m，层厚1.20~4.00m，层底标高63.10~66.70m。（3）淤泥质杂填土○3（Qa1）：褐灰至灰黑色，含大量碎石及生活垃圾腐烂物，具臭味，含地下水，软塑状，易变形，很湿。埋深1.80~4.00m，层厚0.70~2.90m，层底标高63.10~64.10m。（4）粉质粘土○4（Qa1）：褐黄至褐红色，含少量灰白色团状高岭土及铁锰氧化物，裂隙发育，摇震无反应。土状光泽，干强度一般，顶部受水浸泡严重。硬塑，中密，稍湿。埋深0.00~4.70m，层厚2.10~6.70m，层底标高60.30~62.00m。（5）圆砾○5（Qa1）：黄至黄褐色，以石英硅质岩碎屑为主。含少量砂粒及粘性土，胶结一般。粗颗粒呈圆状，中风化。粒径Ø20mm占35%，5~20mm占25%，粘性土占5%，富含地下水，中密饱和。埋深5.00~7.60m，层厚4.50~5.30m，层底标高55.80~56.70m。（6）粘土○6（Qa1）：紫红色，由下伏基岩风化残积而成，含少量斑状灰白色高岭土及石英粉砂、云母碎屑，裂隙发育，土状光泽，摇震无反应。干强度一般，可塑，中密，湿。（7）强风化粉砂质泥岩○7（K）：紫红色，粉砂泥质结构，层状构造，以泥质成分为主，石英粉砂为次，岩石风化强烈，裂隙发育，裂面见铁锰氧化膜，浸水易软化，干燥易散碎，顶部风化呈土状。坚硬，致密，稍湿。埋深12.50~13.20m，层厚2.00~3.70m，层底标高51.50~53.10m。（8）中风化粉砂质泥岩○8（K）：紫红色，粉砂泥质结构，以泥质成分为主，石英粉砂为次，见云母小片，岩芯表面见绿泥石斑块，偶见石膏细脉充填于裂隙中，岩石较完整，裂隙较发育，局部夹泥岩透镜体，分布无规律。浸水易软化，干燥易碎裂。坚硬，致密，稍湿。埋深14.80~16.40m，层厚2.40~9.80m，层底标高43.10~49.70m。地下水位简况：场地主要见上层滞水及潜水。上层滞水主要赋存于素填土○2和淤泥质杂填土○3中，受大气降水及地表水的补给，季节性变化明显；潜水主要赋存于圆砾○5中，受同层地下水补给。测得初见水位0.30~7.00m，相应标高60.90~67.60m，测得静止水位0.40~2.50m，相应标高65.40~67.40m。场地地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。3图2岩土层分布图1.1.3基坑侧壁安全等级及重要性系数丝绸大厦基坑安全等级为一级，基坑重要性系数γ0=1.0。1.1.4设计依据（1）地质勘察报告及相关资料;（2《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）；（3）《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；（4）《岩土工程预决算指南》；（5）《深基坑工程》；（6）《深基坑工程设计施工手册》；（7）《深基坑支护设计与施工》；（8）《工程概预算》；（9）《基坑工程手册》等。4第二章支护体系方案的选择2.1常见支护体系的类型及其特点和适用范围放坡开挖：适用于周围场地开阔，周围无重要建筑物，只要求稳定，位移控制五严格要求，价钱最便宜，回填土方较大。深层搅拌水泥土围护墙：深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。高压旋喷桩：高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪音也较低,不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于空间较小处,但施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。槽钢钢板桩：这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6～8m,型号由计算确定。其特点为:槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用;施工方便,工期短;不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小,开挖后变形较大。钢筋混凝土板桩：钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工厂预制,5再运至工地,成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm以上)的板桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。钻孔灌注桩：钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。其多用于坑深7～15m的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有8～9m的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、方便、工期短;桩间缝隙易造成水土流失,特别时在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题;适用于软粘土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用;桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差,当在重要地区,特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要特别慎重。地下连续墙：通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm，也有厚达1200mm的，但较少使用。地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，但是造价较高，施工要求专用设备。土钉墙