2010工程施工课程设计深基坑设计书

深基坑工程施工方案设计专业年级土木10级小组成员指导教师田正宏、王永泉二〇一三年七月.............中国南京目录一、工程概况………………………………………………………………………（3）1.1、工程资料…………………………………………………………………（3）1.2、设计方案…………………………………………………………………（3）1.3、施工方案…………………………………………………………………（3）1.4、参考文献…………………………………………………………………（3）二、设计方案………………………………………………………………………（4）2.1、降水后地下水位计算……………………………………………………（4）2.2、土压力设计计算…………………………………………………………（4）2.3、结构计算…………………………………………………………………（8）2.4、支护桩设计计算…………………………………………………………（10）2.5、土层预应力锚杆设计计算………………………………………………（12）2.6、抗滑移验算………………………………………………………………（13）2.7、抗倾覆验算………………………………………………………………（14）.............2.8、采用止水帷幕的涌水量计算……………………………………………（15）三、施工方案………………………………………………………………………（15）3.1、施工进度计划表及工程平面图…………………………………………（15）3.2、支护施工及拆除…………………………………………………………（16）3.3、降水工程…………………………………………………………………（17）3.4、护坡工程…………………………………………………………………（17）3.5、土方开挖及回填…………………………………………………………（18）3.6、常见问题及应急预案……………………………………………………（19）3.7、注意事项…………………………………………………………………（21）某大型商场深基坑工程设计及施工方案一、工程概况.............1.1、工程资料该大型商场工程项目，地上6层，地下2层（地下1层为商场营业层，地下2层为停车场）。需设计的为深基坑工程，该结构基础为东西方向长45m，南北方向长50m的混凝土筏板基础，其基础地面标高为-14m，基础板厚为1.5m，地面标高为-0.5m。为施工操作方便，要求基坑地面每边留有距结构基础边2m的工作面。基坑南侧距施工围墙20m，并留有通向外侧公路的大门，其余三面距地面施工围墙均为15m。基坑的基础为45×50m，基坑为49×54m。根据该工程地质勘察报告的有关资料：（1）、地表层有1m厚的杂填土，其重度为18kN/m3，内摩擦角为15，粘聚力为5kPa，压缩模量Es=6Mpa；（2）、地表层以下为均质粉质粘土，其饱和重度为19kN/m3，内摩擦角为20，粘聚力为20kPa，塑性含水量为16%，孔隙比为0.75，渗透系数为0.08m/d，Es=8Mpa；（3）、若需降水，则降水后粘土层内重度为16kN/m3，摩擦角为23，粘聚力为27kPa；（4）、地下水位为-1.5m，地面考虑20kN/m3的均布荷载。1.2、设计方案1.2.1、基坑支护形式：灌注桩加锚杆支护该基坑侧壁安全等级为二级，重要性系数取。根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012（以下简称《规程》），《3.3支护结构选型》第3.3.1条，结合该基坑工程的土质条件、场地条件等因素，采用排桩结构加锚杆支护。.............灌注桩顶部冠梁取1000mmx800mm，包络住灌注桩，使之形成一个整体。1.2.2、土方开挖：采用直壁开挖由于没有采用放坡，施工时可直接开挖，这样既减少了施工量，还为坑外堆土、起重机的起吊、机械的进场、空间的调配等提供足够的作业空间。1.2.3、降水、排水方式：井点降水加集水坑排水根据《规程》8.3条，选用井点降水加回灌的降水方式，设计最低降水深度为0.5m，该点置于基坑底部中点下0.5m，标高-10.7m。为了防止坑内明水以及突降暴雨的影响，在基坑内四周设置2m宽的积水坑，积水过大时进行抽水排水。1.3、施工方案施工方案主要分为施工准备工作、施工平面布置、分项工程、施工方法质量要求和措施、安全要求和措施、环保要求和措施，各环节都需要严格按规范执行，确保质量和安全。1.4、参考文献1、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）2、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）3、《建筑地基基础设计规范》（GBJ50007-2002）4、《深基坑支护技术》厦门市建设委员会主编5、《地下工程支护结构》徐干成、白洪才等编著6、《基坑工程》蒋国盛、李红民等编著7、《简明深基坑工程设计施工手册》赵志缙，应惠清主编8、《建筑工程设计施工详细图集-基坑支护工程》中国建筑工业出版社，2000.............二、设计方案2.1、降水后的地下水位计算基坑开挖需开挖13.5m，降水需降至坑底中央底部0.5m。基坑中的降水深度：S=14-0.5+0.5+16x1/10=16.55m；井点管所需埋设深度为：因此采用2.5型圆心式喷射井点，滤管长度1m，井点管长度12m，环形布置，间距1m。（图为降水后所取的近似水位线）设计降水后水位在基坑中的中心部最高，最近离基坑底部0.5m，标高为-10.7m。由于抽水后地下水位曲线呈漏斗曲线，我们取坡度为i=1/10的直线近似代表该曲线，则水位线与挡土结构相交点距基坑底部距离为。2.2、土压力设计计算1）水平荷载标准值计算（根据朗肯主动力理论计算）○1各土层的参数：杂填土层：1c=5KPa,1=15°，1=18KN/m³1aK=)245(tan12o=0.589，1aK=)245tan(1o=0.767降水前的粘土层：2c=20KPa,2=20°,2=19KN/m³.............2aK=)245(tan22o=0.49，2aK=)245(tan2o=0.70降水后的粘土层：'2c=27KPa,'2=23°,'2=16KN/m3'2aK=)245(tan'22o=0.438，'2aK=)245(tan'2o=0.662○2计算步骤：KPaKcqKeaaa11.4767.052589.0202111KPaKcKHqKeaaaa712.14767.052589.0118589.0202111111)(2上，出现拉应力，取压应力为零计算压应力为零点：当02222222112aaaaaKhKcKHqKe2h=1.01m，2h为零点距杂填土层的距离。a995.1062222222112)(3KPKHKcKHqKeaaaaa上水面以下的土应力按水土合算较为经济：基坑地面以下的地下水位以下的压力计算：a995.1062222222112)(3KPKHKcKHqKeaaaaa下a46.13422322222221124KPKHKHKcKHqKeaaaaaa.............（主动土压力分布图）2）水平抗力标准值计算（根据朗肯被动力理论计算）○1各土层的相关参数：基坑底部以下地下水位以上的土层：'2c=27KPa,'2=23°,'2=16KN/m328.2)245(tan'22'2opK，51.1)245tan('2'2opK,基坑底部以下地下水位以下的土层：2c=20KPa,2=20°,2=19KN/m³.............04.2)245(tan222opK，42.1)245tan(22opK；KPaKcepp54.8151.12722'2'23KPaKcKHepp156.18951.127228.295.2162'2'2'p232)(4上KPaKcKHepp09.15342.120204.295.21622'2p23'2)(4下（图为被动土压力分布图）3）综合水平荷载标准值和水平抗力标准值作出总压力图4）嵌固深度计算(一)基坑底面以下支护机构设定弯矩零点位置至坑底地面的距离hc的确.............定：反弯点处paee即222222112'2'2'2'22)(2aacappcKcKHHHqKKcKH解得：cH=0.937m(二)支点力Tc的计算初设锚杆置于地表以下2m处，标高为-2.5m，mHH49.1101.15.1201.12'2ctpacHhMMT，mht5.1125.13)94.049.11(31)94.049.11(719.11521)94.05.1231()11.4712.14(5.0)94.05.125.0(111.4)(31)(21)3()(21)2('2'22111)(2111ccaccaacaaHHHHeHHHHeeHHHHeM上=3110.6mKN23394.031)54.81719.115(5.094.05.094.094.8131)(212ccppcccppHHeeHHeM=41.06mKNKNTc71.246(三)嵌固深度Hd的计算02.1)(aodTcpMHhTM.............91.482125.98023.6755.131)(212)3()(21)2()3(21)21()31()(21234433343333'2'2321112111dddddaadddadaadadadadaaahhhhheehhehHHeehHHehHHHehHHHehHHHeeM（上）356.510273.399545.7646.623)(21)3()21)2(23)(4)(4333)(4333dddddpddppddppdpphhhhhehheehHHeehHHeM下下上（得：0925.1027047.483131.46.423dddhhh解得：7.11dh因此，Hd=1.2x（11.7+2.95-0.937）+0.937=17.39m取Hd=17.5m2.3、结构计算（1）截面剪力设计值V根据总应力图可知，剪力最大值处即为压力为零处即反弯点。根据总应力图可得：KNTVcc10.335937.0)719.11554.81(21)937.049.11(995.106211)11.4712.14(21KNVVco87.41825.1.............（2）截面弯矩设计值M根据材料力学可知，最大弯矩位置为剪应力为零处，以及应力突变处，显然剪力为零的点有两处，应力突变处有一处，因此有三个最大弯矩，以下分别进行计算。1）第一处:支点力作用处根据上图进行计算，MC1=12.14)15.0(1)712.1411.4(21mKN3.35225.111coMMmKN2）第二处：基坑底面以上，距离主动土压力为零处xm处剪力为零时，有71.246)49.11995.106(211)712.1411.4(21xx.............解得：mx14.7mKNTMcc62.1118)2101.114.7(314.714.7)14.749.11995.106(21)14.701.121(111.4)14.701.131(1)11.4712.14(21255.2796225.122coMMmKN3）第三处：该点位于地下水位下xm剪力为零时，有pcaE