深基坑悬臂桩支护课程设计

某住宅楼深基坑支护设计院校：________________________________专业：_________________________________班级：_________________________________姓名：_________________________________学号：_________________________________目录:某住宅楼深基坑.......................................................................................................................1支护设计...................................................................................................................................1目录:.........................................................................................................................................21前言........................................................................................................................................12设计资料及设计要求............................................................................................................12.1建筑物概括.........................................................................................................................12.2地层岩性.............................................................................................................................12.3设计要求.............................................................................................................................23悬臂桩设计............................................................................................................................24坑壁土压力计算以及嵌固深度的确定................................................................................3(5)计算嵌固深度......................................................................................................................45悬臂桩内力计算....................................................................................................................45.1桩身剪力计算.....................................................................................................................45.2桩身弯矩计算.....................................................................................................................66悬臂桩配筋及其稳定性验算................................................................................................76.1桩身截面受弯承载力计算——配置纵筋.........................................................................76.2桩身截面受剪承载力计算——配置箍筋.........................................................................86.3桩身稳定性验算.................................................................................................................96.3.1抗滑稳定性验算......................................................................................................96.3.2临界滑动面稳定性验算..........................................................................................96.3.3抗隆起稳定性验算................................................................................................117桩顶冠梁设计.........................................................................................错误!未定义书签。8结语.........................................................................................................错误!未定义书签。11前言随着高层建筑的不断增加，市政建设的大力开发和地下空间的开发利用，产生了大量的深基坑支护设计问题，并使之成为当前基础工程的热点和难点。深基坑的设计是土力学基础工程一个古老的传统课题，同时有是一个综合性的岩土工程难题。既涉及土力学中经典的强度、稳定与变形问题，同时又涉及土与支护结构的共同问题。对这些问题和对策的研究，是随着土力学理论、测试技术、计算机技术及施工器械、施工技术的发展而逐步完善的。拟建建筑为商业及办公用房，位于成都市春熙路北段（成都市锦江区新街后巷子10号）；主楼18F，高69.9m，裙楼5F高24m，地下建筑3F。规划建筑净用面积2310.61m2,，规划总建筑面积约为23647.09m2。2设计资料及设计要求2.1建筑物概括建筑物概况一览表见下表一。表一：建筑概况一览表类别层数高度基础深度预计基础形式主楼18F69.9-78.3m-10.6m筏板基础裙楼5F24m-10.6m筏板基础地下室-3F-15.5m-10.6m筏板基础2.2地层岩性经钻孔揭露，场地内地层为第四系全新统的人工填土Qml4，第四系上更新统冲洪积层Q3al+pl的细沙和卵石土及白垩系灌口组K2g泥岩。岩土的结构及岩性特征由上而下描述为：（1）杂填土：杂色，稍湿~湿，松散。含大量混凝土块及砖块。该地层分布广泛，层厚1.6m。（2）素填土:褐灰色，稍湿~湿，可塑。以粘性土为主，粉土次之，部分地段混凝土块。该层分布广泛，层厚4.3m。2（3）细沙：灰色，松散，湿，成份以长石，石英为主，含少量白云母碎片，夹少量粉土团块。该层局部分布于卵石顶面及呈透镜状分布于卵石层中，层厚2.7m。（4）卵石：杂色，湿~饱和，成分以花岗岩为主，次为石英岩。粒径最大8x11cm，最小1x2cm，一般3~6cm，呈亚圆形，强~中等分化。分选较好，磨圆度中等，卵石层顶部主要有泥岩及强风化花岗碎屑充填，中下部由细、中沙充填，部分为泥质充填，局部夹中沙透镜体。卵石层顶面埋深8.6m。表二：土的物理力学性质推荐值重力密度r(KN/m3)压缩模量Es(MPa)变形模量E0(MPa)粘聚力C(KPa)内摩擦角(°)承载力特征值(KPa)杂填土17.22.87.952素填土18.33.59.080细沙19.010818110卵石层21.0282632.0320此基坑周围均有已建成建筑，各建筑物距基坑四周的距离较远，综合考虑原建筑荷载和施工因素，设计时地面附加荷载取为30KN/m2.2.3设计要求基坑支护体系在满足承载力和变形性的要求上，本次设计还应满足下列要求：采用悬臂桩支护方案。1.选择正确的计算方法及公式完成悬臂桩的设计及计算；2.完成并提交设计报告书1份，设计图件一套。图件内容包括：（1）平面布置图；（2）剖面布置图；（3）立面布置图；（4）桩身配筋图；3.设计附图中，应列出材料用量、工程量表。附图：平面布置图；立面布置图；剖面布置图；结构设计详图；（图中包含工程量表）3悬臂桩设计根据规范的要求和资料中的详细信息及规定，此处悬臂桩选用柱列式钻孔灌注桩，桩与桩之间相切，在基坑周围都进行统一的布置；单桩的横截面采用a*b=1m*2m的方桩，混凝土选用C30，里面配置HRB335（Ⅱ级）带肋钢筋。根据资料，基础埋深是10.6m，要求基坑深度至少应大于基础埋深1.2m，故设计基坑埋深为12m；场地是a*b=55*38(m2)的矩形，则总共所需的桩数为186根。34坑壁土压力计算以及嵌固深度的确定此处嵌固深度的计算用Blum法计算，土层剖面和土压力分布图见图一。图一：土剖面和土压力分布图(1)计算参数q=30KN/m;杂填土：Ka1=tan（45−φ12）2=0.7583；Kp1=tan（45+φ12）2=1.3187;素填土：Ka2=tan（45−φ12）2=0.854;Kp2=tan（45+φ22）2=1.1708;细砂层：Ka3=tan（45−φ32）2=0.5678;Kp3=tan（45+φ32）2=1.894;卵石层：Ka4=tan（45−φ42）2=0.3037；Kp4=tan（45+φ42）2=3.2546；(2)计算单位面积上的主动土压力：基坑顶面单位面积上的主动土压力：ea0=q*Ka1=30*0.7583=22.749;杂填土底面单位面积上的主动土压力：ea1=ea0+γ1z1Ka1=22.749+20.8684=43.6174KN素填土底面单位面积上的主动土压力：ea2=ea1+γ2z2Ka2=43.6174+67.2013=110.8187KN细砂层底面单位面积上的主动土压力：ea3=ea2+γ3z3Ka3=110.8187+29.1281=139.9468KN基坑底面单位面积上的主动土压力：ea4=ea3+γ4z4Ka4=139.921.9412=161.888N(3)确定土压力零点到基坑底面的距离u：U=ea4γ4(Kp4−Ka