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计算书


南京工业大学学士学位毕业设计

第一章
1.1 概述
1.1.1 工程概况

设计方案综合说明

拟建南京新城科技园 B 地块深基坑位于河西香山路和嘉陵江东街交会处 东南隅, 北侧为规四路 (隔马路为 A 地块基坑) , 东侧为青石路。 B 地块±0.00m 相当于绝对标高+7.40m。基坑挖深为 6.1~8.0m。拟建场地属Ⅱ级复杂场地。 该基坑用地面积约 20000 m2,包括 3 幢地上建筑和一层地下室。建筑物采用 框架结构, 最大单柱荷载标准值为 23000KN, 拟采用钻孔灌注桩基础设计方案。 有关拟建物层数、结构型式、柱网和室内外地坪设计标高具体见表 1.1。
表 1.1

栋 号 01 02 03

建筑物

层数

结构型 式 框架结 构 框架结 构 框架结 构 框架~抗 震墙结 构

室内地坪 设计标高 (m) 7.3 7.3 7.5

室外地坪 设计标高 (m) 7.0-7.2 7.0-7.2 7.2

办公楼 国家实验 室 会议楼、 商务楼 南、北地下 室

19 1、10、11 2、18

04

-1

1.9

7.0-7.2

注:表 1.1 内建筑物室内外地坪设计标高系吴淞高程。

本工程重要性等级为二级,抗震设防类别为丙类。根据该工程重要性等 级、场地复杂程度和地基复杂程度,按《岩土工程勘察规范》 (GB50021-2001) 3.1 节,划分该工程岩土工程勘察等级为乙级。 1.1.2 基坑周边环境条件 基坑四面均为马路,下设通讯电缆、煤气管线等设施。北侧隔马路为基 坑(A 地块) 1.1.3 工程水文地质条件 拟建场地地形总体较为平坦,地面高程在 4.87~8.78m(吴淞高程系)之
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第一章 设计方案综合说明

间。对照场地地形图看,场内原有沟塘已被填埋整平。场地地貌单元属长江 漫滩。 在基坑支护影响范围内,自上而下有下列土层: ①~1 杂填土:杂色,松散,由粉质粘土混碎砖、碎石和砼块等建筑垃圾 填积, 其中 2.7~4.5m 填料为粉细砂,填龄不足 2 年。层厚 0.3~4.9m; ①~2 素填土:黄灰~灰色,可~软塑,由粉质粘土、粘土混少量碎砖石填 积,含少量腐植物,填龄在 10 年以上。埋深 0.8~5.3m,层厚 0.2~2.6m; ①~2a 淤泥、淤泥质填土:黑灰色,流塑,含腐植物,分布于暗塘底部, 填龄不足 10 年。埋深 0.2~2.9m,层厚 0.6~4.0m; ②~1 粉质粘土、粘土:灰黄色~灰色,软~可塑,切面有光泽,韧性、干 强度较高。埋深 0.3~4.7m,层厚 0.3~2.1m; ②~2 淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,含腐植物,夹薄层粉土,切面稍有 光泽,韧性、干强度中等。埋深 1.1~6.2m,层厚 11.2~12.4m; ②~2a 粉质粘土与粉土互层:灰色,粉质粘土为流塑,粉土呈稍密,局 部为流塑淤泥质粉质粘土,具水平层理。切面光泽反应弱,摇震反应中等, 韧性、干强度低。埋深 1.6~5.7m,层厚 0.4~3.3m; ②~3 粉质粘土、淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,夹薄层(局部为层状) 粉土、粉砂,具水平层理。切面稍有光泽,有轻微摇震出水反应,韧性、干 强度中等偏低。埋深 10.5~15.6m,层厚 1.2~7.7m; ②~4 粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂:灰色,粉质粘土、淤泥 质粉质粘土为流塑,粉土、粉砂为稍~中密,局部为互层状,具水平层理。光 泽反应弱, 摇震反应中等, 韧性、 干强度较低。 埋深 14.2~21.5m, 层厚 1.2~8.8m; ②~5 粉细砂:青灰~灰色,中密,砂颗粒成分以石英质为主,含少量腐 植物及云母碎片。埋深 20.0~25.6m,层厚 10.3~12.3m; ②~5a 粉质粘土、淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,切面稍有光泽,韧性、 干强度中等。 呈透镜体状分布于②~5 层中。 埋深 23.6~25.0m, 层厚 0.4~0.5m; ②~6 细砂:青灰色,密实,局部为粉砂,砂颗粒成分以石英质为主,含 云母碎片。 层底部局部地段含少量卵砾石。 埋深 29.2~33.5m, 层厚 14.2~22.1m; ②~6a 淤泥质粉质粘土、粉质粘土,灰色,流~ 软塑, 切面稍有光泽, 韧 性、干强度中等。呈透镜体状分布于② ~6 层中。埋深 35.9~45.5m ,层厚 0.3~1.4m。 ⑤~1 强风化泥岩、泥质粉砂岩:棕红~棕褐色,风化强烈,呈土状,遇 水极易软化,属极软岩,岩体基质本量等级分类属Ⅴ级。埋深 47.0~52.3m, 层厚 0.6~5.8m。 ⑤~2 中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩:紫红~棕褐色,泥质胶结,夹层 状泥岩,属极软岩~软岩,岩体较为完整,有少量裂隙发育,充填有石膏,遇 水易软化,岩体基本质量等级分类属Ⅴ级。埋深 48.0~57.9m,未钻穿。 ⑤~2a 中风化泥质粉砂岩、细砂岩:紫红~棕褐色,泥质胶结,属软岩~ 较软岩,岩体较为完整,有少量裂隙发育,基本质量等级分类属Ⅳ级。该层 呈透镜体状分布于⑤~2 层中。埋深 52.5~59.5m,层厚 0.3~0.4m。 根据钻探揭示的地层结构,场地地下水可分为浅层潜水及弱承压水。 (1)浅层潜水含水层组由覆盖层上部的①层人工填土层、②~1、②~2、
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②~3 层粘性土,以及②~2a 粘性土与粉性土的交互层和②~4 层粘性土夹砂层 构成。 (2) 弱承压含水层组由覆盖层下部的②~5 层粉细砂和②~6 层细砂构成, 隔水底板为下伏基岩,其含水丰富,给水性和透水性好,属透水地层。地下 水位随季节不同有升降变化,其年变幅较潜水小,约为 0.5m 左右。根据该孔 水位恢复试验计算结果,该含水层组综合渗透系数 k=1.27?10-3(cm/s) 。 1.1.4 基坑侧壁安全等级及重要性系数 南京新城科技园 B 地块深基坑安全等级为二级,基坑重要性系数 γ 1.0。
0

=

1.2 设计总说明
1.2.1 设计依据 (1)南京新城科技园 B 地块场地地形图、管网图、建筑基础图、地下室 平面布置图、桩位图; (2) 《南京新城科技园 B 地块岩土工程勘察报告》(K2005-59); (3) 《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99); (4) 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002); (5) 《钢结构设计规范》 (GB50017-2003) ; (6) 《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94); (7) 《岩土工程勘察规范》(GB50021-2002)。 (8) 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002); (9) 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001); (10)其他相关规范及规程。 1.2.2 支护结构方案 本工程基坑支护设计方案的设计计算, 严格按照 《建筑基坑支护设计规 程》 (JGJ120—99) 、 《混凝土结构设计规范》 (GBJ50010—2002) 、 《钢结构设 计规范》 (GB50017-2003)中的有关要求进行。同时采用了理正软件进行了 辅助计算和验算;经过详细的计算分析后,我们认为:采用本设计的基坑支 护方案, 能满足基坑土方开挖、 地下室结构施工及周围环境保护对基坑支护 结构的要求,符合“安全可靠,经济合理,技术可行,方便施工”的原则。
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第一章 设计方案综合说明

图 1.1 基坑平面图

根据周围环境和土层情况将基坑分为 AB,BC,CD,DA 四个个计算区段, 如图 1.1 所示, 均采用钻孔灌注桩与钢筋混凝土支撑, 并采用单排双轴深搅 桩止水结构。 本基坑工程的特点是基坑开挖面积较大, 地基土层以粉质粘土为主。 周 围环境较复杂,必须确保周围建筑物、道路、管线的正常安全使用,要求围 护结构的稳定性好、沉降位移小,并能有效地止水。因此,围护结构的设计 应满足上述要求。 综合考察现场的周边环境、 道路及岩土组合等条件, 为尽可能避免基坑 开挖对周围建筑物、道路的影响,经过细致分析、计算和方案比较,本工程 支护方案选用下列形式: ① 整个基坑采用钻孔灌注桩加一层钢筋混凝土支撑作为支护结构。 ② 基坑周边采用单排双轴深搅桩作止水结构。 ③ 基坑内采用集水坑排除地下水。

1.3 基坑监测
基坑监测是指导正确施工、 避免事故发生的必要措施, 本设计制定了详 细的沉降、位移监测方案,施工过程中将严格按照设计要求做好监测、监控 工作。

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第二章 基坑支护结构设计计算书
2.1 设计计算
2.1.1 地质计算参数 根据本工程岩土工程勘察资料,各土层的设计计算参数如表 2.1:
表 2.1 土层设计计算参数

重度 层号

?(KN/m )
3

粘聚力 C (kPa)

内摩擦角﹠ 垂 直
?10
?6

渗透指标 水平
k h ?10?6
(cm / s )

(°)

①-1 ①-2 ①-2a ②-1 ②-2 ②-2a ②-3 ②-4 ②-5 ②-5a ②-6 ②-6a

17~20 (18) 17.9 17.2 18.4 17.5 18.5 18.0 18.0 18.8 18.1 18.9 18.6

15-18(15) 16.8 15-18(16) 16.2 13.0 11.3 13.1 11.2

15-19(15) kV 11.9 (11.5) 11.3 18.4 23.7 21.9 23.7
(cm / s )

0.0 3 1.4 7 8.5 8 4.8 9 14. 2 233 2.2 7 280

0.04 4.97 37.1 38.6 45.8 375 70 374

2.1.2 计算区段划分 根据具体环境条件、地下结构及土层分布厚度,将该基坑划分为四个计算 区段,其附加荷载及计算开挖深度如表 2.2:
表 2.2 计算区段的划分

区 段 段位号 地面荷载(kPa) 开挖深度(m) 2.1.3 计算方法

西 AB 20 7

北 BC 20 7.5

东 CD 20 6.6

南 DA 20 7

按照《建筑基坑支护技术规范》(JGJ 120-99)的要求,土压力计算采用 朗肯土压力理论,矩形分布模式,所有土层采用水土合算。求支撑轴力是用等 值梁法,对净土压力零点求力矩平衡而得。桩长是根据桩端力矩求出,并应满 足抗隆起及整体稳定性要求,各段的抗隆起、整体稳定性验算、位移计算详见
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第二章 基坑支护结构设计计算书

点电算结果。 为了对比分析,除用解析法计算外,还用理正软件电算。由于支护结构内 力是随工况变化的,设计时按最不利情况考虑。 2.1.4 土压力系数计算 按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据,即: 主动土压力系数:Kai=tg2(45°- ? i/2) 被动土压力系数:Kpi=tg2(45°+ ? i/2) 计算时,不考虑支护桩体与土体的摩擦作用,且不对主、被动土压力系数 进行调整,仅作为安全储备处理。计算所得土压力系数表如表 2.3 所示:
表 2.3 土压力系数表

土层 ①-1 杂填土 ①-2 素填土 ①-2a 淤泥、 淤泥质填土 ②-1 粉质粘土、粘土 ②-2 淤泥质粉质粘土 ②-2a 粉质粘土与粉土 互层 ②-3 粉质粘土、淤泥质 粉质粘土 ②-4 粉质粘土、淤泥质 粉质粘土夹粉土、粉砂 ②-5 粉细砂 ②-5a 粉质粘土、 淤泥质 粉质粘土 ②-6 细砂 ②-6a 淤泥质粉质粘土、 粉质粘土

Kai
0.589 0.658 0.668 0.672 0.520 0.427 0.457 0.427

2C Kai 23.020 27.250 26.145 26.568 18.746 14.758 17.685 14.627

Kpi
1.698 1.520 1.498 1.487 1.922 2.344 2.190 2.344

2C

Kpi

39.100 41.429 39.166 39.528 36.062 34.601 38.776 32.294

2.2

AB 段支护结构设计计算
该段为基坑西侧,建筑± 0.00 相当于绝对标高 +7.40m ,该断面标高为

+7.00m,实际挖深 7.0m。支撑设在+5.00m 处。实际桩顶标高为 4.65m,嵌入圈 梁 5cm。圈梁顶上部至地面砌砖。结构外侧地面附加荷载 q 取 20kPa,计算时以
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J58 孔为例。 2.2.1 土层分布(如表 2.4 所示)
表 2.4 AB 段土层分布

层号 ①-1 ①-2a ②-2 ②-3 ②-4

岩土名称 杂填土 淤泥、淤泥质填土 淤泥质粉质粘土 粉质粘土、淤泥质粉质粘土 粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、 粉砂

厚度(m) 3.20 1.30 9.10 5.70 5.40

2.2.2 土层侧向土压力计算 2.2.2.1 主动土压力计算 pa(1 1)=20?0.589-23.020=-11.24(kPa) pa(1 2)=(20+18?3.2)?0.589-23.020=22.69(kPa) pa(2 1)=(20+18?3.2)?0.668-26.145=25.69(kPa) pa(2 2)= (20+18?3.2+17.2?1.3)?0.668-26.145=40.63(kPa) pa(3 1)= (20+18?3.2+17.2?1.3)?0.520-18.746=33.23 (kPa) pa(3 2)= (20+18?3.2+17.2?1.3+17.5?2.5)?0.520-18.746=55.98 (kPa) pa(4 1)= pa (4 2)= pa (3 2)= 55.98 (kPa) pa(5 1)= pa (5 2) =(143.71)?0.457-17.685=47.99(kPa) pa(6 1)= pa (6 2) =(143.71)?0.427-14.627=46.74(kPa) 2.2.2.2 被动土压力计算 pp(4 1)=0?1.922+36.062=36.06 (kPa) pp(4 2)=(0+17.5?6.6)?1.922+36.062=258.05(kPa) pp(5 1)=(0+17.5?6.6)?2.190+38.776=291.72(kPa) pp(5 2)=(0+17.5?6.6+18?5.7)?2.190+38.776=516.42(kPa) pp(6 1)=( 0+17.5?6.6+18?5.7)?2.344+32.294=543.52(kPa) pp(6 2)=( 0+17.5?6.6+18?5.7+18?5.4) ?2.344+32.294=771.36(kPa) 2.2.2.3 净土压力计算(基坑地面以下) po(4 1)=36.06-55.98=-19.92(kPa) po(4 2)=258.05-55.98=202.07(kPa) po(5 1)=291.72-47.99=243.73 (kPa) po(5 2)=516.42-47.99=468.43 (kPa)
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第二章 基坑支护结构设计计算书

po(6 1)=543.52-46.74=496.78 (kPa) po(6 2)=771.36-46.74=724.62 (kPa) 2.2.3 土压力强度零点位置计算 假设近似零弯点距基坑地面距离为 hcl,根据关系式列出方程得 17.5?hcl?1.922+36.06=55.98 解之得 hcl=0.59m 2.2.4 土压力对弯矩零点的总力矩 基坑开挖深度为 7.0m 时,基坑侧壁受到的土压力如示意图 2.2 所示:

图 2.2 AB 段土压力分布图

参照图 2.2 土压力计算示意图,求得土压力对弯矩零点的总力矩为: Ma=-11.24/2 ? (0.59+2.5+1.3+2.2+2/3 ) +22.69 ? 2.2/2 ? (0.59+2.5+1.3+2.2/3 ) +25.69 ? 1.3 ? (0.59+2.5+1.3/2)+(40.63-25.69) ? 1.3/2 ? (0.59+2.5+1.3/3)+33.23 ? 2.5 ? (0.59+2.5/2)+(55.98-33.23) ? 2.5/2 ? (0.59+2.5/3)+19.92 ? 0.59/2 ? 0.59 ? 2/3=-40.78+127.87+ 124.90+34.22+152.86+40.78+2.31 = 442.16 kN?m/m

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2.2.5 支撑轴力计算: 主动土压力对零点弯矩经计算为: ∑Ma=442.16(kN?m/m) 由∑MD=0 得: R=442.16/(7+0.59-2)=79.10(kN/m) 2.2.6 桩长计算: 设桩端进入②-3 层顶面以下 x 米处,由∑M=0 得: 1.2?[-11.24/2?(6.6+x+6+2/3)+22.69?2.2/2?(6.6+x+3.8+2.2/3)+ 25.69 ? 1.3 ? (6.6+x+2.5+1.3/2)+(40.63-25.69) ? 1.3/2 ?

(6.6+x+2.5+1.3/3)+33.23?2.5?(6.6+x+2.5/2)+(55.98-33.23) ?2.5/2? (6.6+x+2.5/3) ]=79.10?(5+6.6+x)+202.07?6.01/2?(6.01/3+x)+243.73 ? x ? (x/2)+(468.43-243.73) ? (x/5.7) ? (x/2) ? (x/3) -19.92 ?0.59/2 ?(0.59?2/3+6.01+x) 整理得: 6.571x3+121.87x2+363.86x-1133.234=0 盛金公式 A=b^2-3ac=7680.62; B=bc-9ad=111351.74; C=c^2-3bd=546715.78, 总判别式: Δ =B^2 - 4AC<0, X1=( - b - 2A^(1/2)cos( θ /3))/(3a), 其 中 θ =arccosT,T= (2Ab-3aB)/(2A^(3/2))=-0.23968,(A>0,-1<T<1) 解之得: x=1.852m 取桩长 H=7.0+6.6+1.9=15.5m, 施工后实际桩长 14.45m (因施工需要上部截去 处理) 。经电算验算,满足要求。 2.2.7 最大弯矩计算: 2.2.7.1 R-P0 间最大弯矩,Mmax1 计算:

设剪力 Q=0 点位于第②-2 层顶面以下 x 米处,此点处主动土压力为 pa= (20+18?3.2+17.2?1.3+17.5?X)?0.520-18.746 (kPa) 则有: E 合 1=-11.24/2+2.2/2?22.69+(25.69+40.63)?1.3/2=62.447 kN/m

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第二章 基坑支护结构设计计算书

E 合 2=( pa +33.23) ?X/2 kN/m E 合 1 + E 合 2 =79.10 kN/m 即 79.10=62.447+( EA +33.23) ?X/2 整理得: 4.55x2+33.23x-16.653=0 解得: x=0.47m

X=0.47 m(深 4.63m)处主动土压力为: Pa=(20+18?3.2+17.2?1.3+17.5?0.47)?0.520-18.746=37.51(kPa) 最大弯矩: Mmax1=79.10 ? (1.2+1.3+0.47)+11.24/2 ? (2/3+2.2+1.3+0.47)-22.69 ? 2.2/2 ? (2.2/3+1.3+0.47)-25.69 ? 1.3 ? (1.3/2+0.47)-(40.63-25.69) ? 1.3/2 ? (1.3/3+0.47)-33.23 ? 0.47 ? 0.47/2-(37.51-33.23) ? 0.47/2 ? 0.47/3=142.82 (KN?m/m)

2.2.7.2 P0 以下最大弯矩,Mmax2 计算: E
合 1

=-11.24/2+2.2/2 ? 22.69+(25.69+40.63) ? 1.3/2+(33.23+55.98) ?

2.5/2=173.96 kN/m 设剪力 Q=0 点位于土压力强度零点以下 x 米处,此处净土压力: Po=X/6.01?202.07 kPa 则有: 173.96=79.10+ (X/6.01?202.07)?X/2-19.92?0.59/2 整理得: 16.81x2 -100.74=0 解得:x=2.45m

Mmax2=79.1 ? (5+0.59+2.45)+11.24/2(2/3+6+0.59+2.45)+2.45/6.01 ? 202.07 ? 2.45/2 ? 2.45/3-22.69 ? 2.2/2 ? (2.2/3+3.8+0.59+2.45)-25.69 ? 1.3 ?

(1.3/2+2.5+0.59+2.45)-(40.63-25.69) ? 1.3/2 ? (1.3/3+2.5+0.59+2.45)-33.23 ? 2.5 ? (2.5/2+0.59+2.45)-(55.98-33.23) ? 2.5/2 ? (2.5/3+0.59+2.45)-19.92 ? 0.59/2?(0.59?2/3+2.45)=-164.092(KN?m/m)

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2.2.8 拆撑计算 本工程拟建一层地下室, 混凝土垫层 200mm, 地下室负 1 层底板中心线位于 地面下 6.6m 处, 底板厚 400mm, 负 1 层顶板中心线位于建筑±0.00 处, 厚 500mm。 拆撑时,支护桩悬臂位于位于地面下 6.4m 处。 M=-11.24/2 ?( 1.9+1.3+2.2+2/3 ) +22.69 ? 2.2/2 ? (1.9+1.3+2.2/3 ) +25.69 ? 1.3 ? (1.9+1.3/2)+(40.63-25.69) ? 1.3/2 ? (1.9+1.3/3)+ 33.23 ? 1.9 ? 1.9/2+17.29?1.9/2?1.9/3=242.28 (KN?m/m) 2.2.9 配筋计算 按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第 4.1.11 条 2 Sin??t ? Sin?? M ? ? f cm ? r 3 ? sin 3 ?? ? f y ? As ? rs ? 3 ?

? ? 1 ? 0.75b ? (1 ? 0.75b) 2 ? 0.5 ? 0.625b
b ? f y ? As / fcm ? A

?t ? 1.25 ? 2?

取桩径Φ 700,桩心距 900,取砼强度 C30,fc=14.3N/mm2,主筋 12Φ 22 钢筋 (HRB235),均匀布置,fy=210N/mm2,保护层厚度 35mm。 As=12?380.1=4561mm2 f ?A b= y s =210?4561/(14.3?3.14?3502)=0.174 fc ? A ?=1+0.75?0.174-[(1+0.75?0.174)2-0.5-0.625?0.174]1/2=0.312 ?t=1.25-2?=0.626
sin ?? =0.8306

sin ? t? =0.9227
[M]=2/3?14.3?(350?0.8306)3+210?315?4561?(0.9227+0.8306)/? =387.69 kN?m >1.25?1.0?0.9?242.28=333.135 满足要求! 配筋率?=As/A=4561/(3502?)=11.9‰>?min=4‰,满足设计要求! 2.2.10 抗隆起验算
?DN q ? cN c ?? H ? D ? ? q

Ks ?

Nq ?

? ?
tan

45

o

?
1

?
2

??

2

e

?tan ?

N c ?? N q ? 1

?

tan ?

11

第二章 基坑支护结构设计计算书

Nq ?

? ?
tan

45 ?

22.111 2
1

??

2

e

3.142 tan 22.111

? 7.910

N c ? ? 7.910 ? 1

?

tan 22.111

? 17.007

Ks ?

19.300 ? 6.402 ? 7.910 ? 12.772 ? 17.007 19.057 ? ? 7.000 ? 6.402

? ? 20.000

Ks = 4.337 >= 1.1, 满足规范要求。

2.2.11 抗管涌验算 抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):
1.5 ? 0 h ? w ?
'

?h

'

? 2D

??

'

式中 γ 0---侧壁重要性系数; γ '---土的有效重度(kN/m3); γ w---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 = 2.965 >= 1.5, 满足规范要求。

2.3

BC 段支护结构设计计算
该段为基坑北侧,建筑± 0.00 相当于绝对标高 +7.25m ,该断面标高为

+7.00m,实际挖深 7.5m。自然地面绝对标高+6.73~+7.48 米,支撑设在+5.00m 处。实际桩顶标高为 4.65m,嵌入圈梁 5cm。圈梁顶上部至地面砌砖。结构外侧 地面附加荷载 q 取 20kPa,计算时以 J68 孔为例。 2.3.1 土层分布(如表 2.5 所示)
表 2.5 BC 段土层分布

层号 ①-1 ①-2a ②-2 ②-3 ②-4

岩土名称 杂填土 淤泥、淤泥质填土 淤泥质粉质粘土 粉质粘土、淤泥质粉质粘土 粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、 粉砂

厚度(m) 1.90 2.10 9.70 4.30 3.10

2.3.2 土层侧向土压力计算 2.3.2.1 主动土压力计算 pa(1 1)=20?0.589-23.020=-11.24(kPa)
12

南京工业大学学士学位毕业设计

pa(1 2)=(20+18?1.9)?0.589-23.020=8.90(kPa) pa(2 1)=(20+18?1.9)?0.668-26.145=10.06(kPa) pa(2 2)= (20+18?1.9+17.2?2.1)?0.668-26.145=34.19(kPa) pa(3 1)= (20+18?1.9+17.2?2.1)?0.520-18.746=28.22(kPa) pa(3 2)= (20+18?1.9+17.2?2.1+17.5?3.5)?0.520-18.746=60.07 (kPa) pa(4 1)= pa (4 2)= pa (3 2)= 60.07(kPa) pa(5 1)= pa (5 2) =(151.57)?0.457-17.685=51.58 (kPa) pa(6 1)= pa (6 2) =(151.57)?0.427-14.627=50.09(kPa) 2.3.2.2 被动土压力计算 pp(4 1)=0?1.922+36.062=36.06 (kPa) pp(4 2)=(0+17.5?6.2)?1.922+36.062=244.60(kPa) pp(5 1)=(0+17.5?6.2)?2.190+38.776=276.39(kPa) pp(5 2)=(0+17.5?6.2+18?4.3)?2.190+38.776=445.90(kPa) pp(6 1)=( 0+17.5?6.2+18?4.3)?2.344+32.294=468.04(kPa) pp(6 2)=( 0+17.5?6.2+18?4.3+18?3.1) ?2.344+32.294=598.84(kPa) 2.3.2.3 净土压力计算(基坑地面以下) po(4 1)=36.06-60.07=-24.01(kPa) po(4 2)=244.60-60.07=184.53(kPa) po(5 1)=276.39-51.58=224.86(kPa) po(5 2)=445.90-51.58=394.32(kPa) po(6 1)=468.04-50.09=417.95 (kPa) po(6 2)=598.84-50.09=548.75 (kPa) 2.3.3 土压力强度零点位置计算 假设近似零弯点距基坑地面距离为 hcl,根据关系式列出方程得 17.5?hcl?1.922+36.06=60.07 解之得 hcl=0.71m 2.3.4 土压力对弯矩零点的总力矩 基坑开挖深度为 7.5m 时,基坑侧壁受到的土压力如示意图 2.3 所示:

13

第二章 基坑支护结构设计计算书

图 2.3 BC 段土压力分布图

参照图 2.3 土压力计算示意图,求得土压力对弯矩零点的总力矩为: Ma= -11.24/2 ? 1.06(0.71+3.5+2.1+0.84+2/3 ? 1.06 ) +8.9 ? 0.84/2 ? (0.71+3.5+2.1+0.84/3 ) +10.06 ? 2.1 ? (0.71+3.5+2.1/2)+(34.19-10.06) ? 2.1/2?(0.71+3.5+2.1/3)+28.22?3.5?(0.71+3.5/2)+(60.07-28.22)?3.5/2 ? (0.71+3.5/3)+24.01 ? 0.71/2 ? 0.71 ? 2/3=-46.80+24.63+ 47.55+242.97+137.11+4.03=520.61 kN?m/m 2.3.5 支撑轴力计算: 主动土压力对零点弯矩经计算为: ∑Ma=520.61(kN?m/m) 由∑MD=0 得: R=520.61/(7.5+0.71-2.0)=91.18(kN/m) 2.3.6 桩长计算: 设桩端进入②-3 层顶面以下 x 米处,由∑M=0 得: 1.2 ? [ -11.24/2 ? 1.06 (9.7+x+2.1+0.84+2/3 ? 1.06)+8.9 ? 0.84/2 ? (9.7+x+2.1+0.84/3)+10.06 ? 2.1 ? (9.7+x+2.1/2)+(34.19-10.06) ? 2.1/2 ?
14

111.12+

南京工业大学学士学位毕业设计

(9.7+x+2.1/3)+28.22 ? 3.5 ? (6.2+x+3.5/2)+(60.07-28.22) ? 3.5/2 ? (6.2+x+3.5/3) ] =91.18 ? (5+6.2+x) + 184.53 ? 5.49/2 ? (5.49/3+x)+224.86 ? x ? (x/2)+(394.32-224.86) ? (x/4.3) ? (x/2) ? (x/3) -24.01 ? 0.71/2 ? (0.71?2/3+5.49+x) 整理得: 6.568x3+112.43x2+208.08x-1829.67=0 盛金公式 A=b^2-3ac; B=bc-9ad; C=c^2-3bd, 总判别式: Δ =B^2 - 4AC<0, X1=( - b - 2A^(1/2)cos( θ /3))/(3a), 其 中 θ =arccosT,T= (2Ab-3aB)/(2A^(3/2)),(A>0,-1<T<1) 解之得: x=3.018m 取桩长 H=7.5+6.2+3=16.7m, 施工后实际桩长 15.65m。 经电算验算, 满足要求。 2.3.7 最大弯矩计算: 2.2.7.1 R-P0 间最大弯矩,Mmax1 计算:

设剪力 Q=0 点位于第②-2 层顶面以下 x 米处,此点处主动土压力为 pa = (20+18?1.9+17.2?2.1+17.5?X)?0.520-18.746 (kPa) 则有: E 合 1=-11.24/2?1.06+0.84/2?8.9+(10.06+34.19)?2.1/2=44.24 kN/m E 合 2=( pa +28.22) ?X/2 kN/m E 合 1 + E 合 2 =91.18kN/m 即

91.18=44.24+( EA +28.22) ?X/2 整理得: 4.55x2+28.22x-46.94=0 解得: x=1.36m

X=1.36 m(深 5.36m)处主动土压力为: pa=(20+18?1.9+17.2?2.1+17.5?1.36)?0.520-18.746=40.60(kPa) 最大弯矩:
15

第二章 基坑支护结构设计计算书

Mmax1=91.18 ?(1.5+1.36)+11.24/2 ?1.06 ?(2/3 ? 1.06+0.84+2.1+1.36)-8.9 ? 0.84/2 ? (0.84/3+2.1+1.36)-10.06 ? 2.1 ? (2.1/2+1.36)-(34.19-10.06) ? 2.1/2 ? (2.1/3+1.36)-28.22 ? 1.36 ? 1.36/2-(40.60-28.22) ? 1.36/2 ? 1.36/3=151.45(KN?m/m) 2.3.7.2 P0 以下最大弯矩,Mmax2 计算: E 合 1=-11.24/2?1.06+0.84/2?8.9+ (10.06+34.19) ?2.1/2+ (28.22+60.07) ?3.5/2=198.75 kN/m 设剪力 Q=0 点位于土压力强度零点以下 x 米处,此处净土压力: Po=X/5.49?184.53 kPa 则有: 198.75=91.18+ (X/5.49?184.53)?X/2-24.01?0.71/2 整理得: 16.806x2 -116.094=0 解得:x=2.63m Mmax2=91.18 ? (5+0.71+2.63)+11.24/2 ? 1.06(2/3 ? 1.06+6.44+0.71+2.63)+2.63/5.49 ? 184.53 ? 2.63/2 ? 2.63/3-8.9 ? 0.84/2 ? (0.84/3+2.1+3.5+0.71+2.63)-10.06 ? 2.1 ? (2.1/2+3.5+0.71+2.63)-(34.19-10.06) ? 2.1/2 ? (2.1/3+3.5+0.71+2.63)-28.22 ? 3.5 ? (3.5/2+0.71+2.63)-(60.07-28.22) ? 3.5/2 ? (3.5/3+0.71+2.63)-24.01 ? 0.71/2 ? (0.71?2/3+2.63)=-247.73(KN?m/m) 2.3.8 拆撑计算 本工程拟建一层地下室, 混凝土垫层 200mm, 地下室负 1 层底板中心线位于 地面下 7.1m 处, 底板厚 400mm, 负 1 层顶板中心线位于建筑±0.00 处, 厚 500mm。 拆撑时,支护桩悬臂位于位于地面下 6.9m 处。 M=-11.24/2 ? 1.06 ( 2.9+2.1+0.84+2/3 ? 1.06 ) +8.9 ? 0.84/2 ? (2.9+2.1+0.84/3 ) +10.06 ? 2.1 ? (2.9+2.1/2)+(34.19-10.06) ? 2.1/2 ? (2.9+2.1/3)+ 28.22?2.9?2.9/2+26.39?2.9/2?2.9/3=311.05 (KN?m/m) 2.3.9 配筋计算 按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第 4.1.11 条 2 Sin??t ? Sin?? M ? ? f cm ? r 3 ? sin 3 ?? ? f y ? As ? rs ? 3 ?

? ? 1 ? 0.75b ? (1 ? 0.75b) 2 ? 0.5 ? 0.625b
b ? f y ? As / fcm ? A

?t ? 1.25 ? 2?

取桩径Φ 700, 桩心距 900, 取砼强度 C30, fc=14.3N/mm2, 主筋 14Φ 22 钢筋,
16

南京工业大学学士学位毕业设计

均匀布置,fy=210N/mm2,保护层厚度 35mm。 As=14?380.1=5321mm2 f ?A b= y s =210?5321/(14.3?3.14?3502)=0.203 fc ? A ?=1+0.75?0.203-[(1+0.75?0.203)2-0.5-0.625?0.203]1/2=0.315 ?t=1.25-2?=0.620
sin ?? =0.8358

sin ? t? =0.9298
[M]=2/3?14.3?(350?0.8358)3+210?315?5321?(0.9298+0.8358)/? =436.57 kN?m >1.25?1.0?0.9?311.05=427.69 满足要求! 配筋率?=As/A=5321/(3502?)=13.8‰>?min=4‰,满足设计要求! 2.3.10 抗隆起验算
注:安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部):
?DN q ? cN c ?? H ? D ? ? q

Ks ?

Nq ?

? ?
tan

45

o

?
1

?
2

??

2

e

?tan ?

N c ?? N q ? 1

?

tan ?
22.912 2

Nq ?

? ?
tan

45 ?

??

2

e

3.142 tan 22.912

? 8.583

N c ? ? 8.583 ? 1

?

1 tan 22.912

? 17.942

Ks ?

18.997 ? 8.086 ? 8.583 ? 12.032 ? 17.942 18.701 ? ? 7.500 ? 8.086

? ? 20.000

Ks = 4.926 >= 1.1, 满足规范要求。

2.3.11 抗管涌验算
抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):
1.5 ? 0 h ? w ?
'

?h

'

? 2D

??

'

式中 γ 0———侧壁重要性系数; γ '———土的有效重度(kN/m3); γ w———地下水重度(kN/m3); 17

第二章 基坑支护结构设计计算书 h'———地下水位至基坑底的距离(m); D———桩(墙)入土深度(m); K = 3.083 >= 1.5, 满足规范要求。

2.4

CD 段支护结构设计计算
该段为基坑东侧,建筑± 0.00 相当于绝对标高 +7.00m ,该断面标高为

+6.60m,实际挖深 6.6m。自然地面绝对标高+5.99~+6.72 米,支撑设在+5.00m 处。实际桩顶标高为 4.65m,嵌入圈梁 5cm。圈梁顶上部至地面砌砖。结构外侧 地面附加荷载 q 取 20kPa,计算时以 J64 孔为例。 2.4.1 土层分布(如表 2.6 所示)
表 2.6 ABC 段土层分布

层号 ①-1 ②-1 ②-2 ②-2a ②-2 ②-3

岩土名称 杂填土 粉质粘土、粘土 淤泥质粉质粘土 粉质粘土与粉土互层 淤泥质粉质粘土 粉质粘土、淤泥质粉质粘土

厚度(m) 0.60 0.70 2.80 0.90 8.30 6.40

2.4.2 土层侧向土压力计算 2.4.2.1 主动土压力计算 pa(1 1)=20?0.589-23.020=-11.24(kPa) pa(1 2)=(20+18?0.6)?0.589-23.020=-4.88(kPa) pa(2 1)=(20+18?0.6)?0.672-26.568=-5.87(kPa) pa(2 2)=(20+18?0.6+18.4?0.7)?0.672-26.568=2.78 (kPa) pa(3 1)=(20+18?0.6+18.4?0.7)?0.520-18.746=3.97(kPa) pa(3 2)=(20+18?0.6+18.4?0.7+17.5?2.8)?0.520-18.746=29.45(kPa) pa(4 1)=(20+18?0.6+18.4?0.7+17.5?2.8)?0.427-14.758=24.82(kPa) pa(4 2)=(92.68+18.5?0.9)?0.427-14.758=31.93(kPa) pa(5 1)=(92.68+18.5?0.9)?0.520-18.746=38.11(kPa) pa(5 2)=(92.68+18.5?0.9+17.5?1.6)?0.520-18.746=52.67(kPa) pa(6 1)=pa(6 2)=pa(5 2)= 52.67(kPa) pa(7 1)=pa(7 2)=(137.33) ?0.457-17.685=45.07(kPa) 2.4.2.2 被动土压力计算
18

南京工业大学学士学位毕业设计

pp(6 1)=0?1.922+36.062=36.06 (kPa) pp(6 2)=(0+17.5?6.7)?1.922+36.062=261.42(kPa) pp(7 1)=(0+17.5?6.7)?2.190+38.776=295.55(kPa) pp(7 2)=(0+17.5?6.7+18?6.4)?2.190+38.776=547.84(kPa) 2.4.2.3 净土压力计算(基坑地面以下) po(6 1)=36.06-52.67=-16.61(kPa) po(6 2)=261.42-52.67=208.75(kPa) po(7 1)=295.55-45.07=250.48(kPa) po(7 2)=547.84-45.07=502.77(kPa) 2.4.3 土压力强度零点位置计算 假设近似零弯点距基坑地面距离为 hcl,根据关系式列出方程得 17.5?hcl?1.922+36.06=52.67 解之得 hcl=0.49m 2.4.4 土压力对弯矩零点的总力矩 基坑开挖深度为 6.6m 时,基坑侧壁受到的土压力如示意图 2.4 所示:

图 2.4 CD 段土压力分布图 19

第二章 基坑支护结构设计计算书

参照图 2.4 土压力计算示意图,求得土压力对弯矩零点的总力矩为: Ma= (11.24-4.88) /2?0.6(0.49+6+2/3?0.6) -4.88?0.6? (0.49+6+0.6/2) -5.87 ? 0.475/2 ? (0.49+5.3+0.225+2/3 ? 0.475)+2.78 ? 0.225/2 ? (0.49+5.3+0.225/3)+3.97 ? 2.8(0.49+2.5+2.8/2)+(29.45-3.97) ? 2.8/2 ? (0.49+2.5+2.8/3) +24.82 ? 0.9(0.49+1.6+0.9/2)+(31.93-24.82) ?

0.9/2(0.49+1.6+0.9/3)+38.11?1.6?(0.49+1.6/2)+(52.67-38.11) ?1.6/2 ?(0.49+1.6/3)+16.61?0.49/2?0.49?2/3=-13.15-19.88-8.83+1.83+48.80 +139.96+56.74+7.65+78.66+11.92+0.66=305.15 kN?m/m 2.4.5 支撑轴力计算: 主动土压力对零点弯矩经计算为: ∑Ma=304.36(kN?m/m) 由∑MD=0 得: R=304.36/(6.6+0.49-1.6)=55.44(kN/m) 2.4.6 桩长计算: 设桩端进入②-3 层顶面以下 x 米处,由∑M=0 得: 1.2 ? [ - ( 11.24-4.88 ) /2 ? 0.6(6.7+x+6+2/3 ? 0.6 ) -4.88 ? 0.6 ? ( 6.7+x+6+0.6/2 ) -5.87 ? 0.475/2 ? (6.7+x+5.3+0.225+2/3 ? 0.475)+2.78 ? 0.225/2 ? (6.7+x+5.3+0.225/3)+3.97 ? 2.8(6.7+x+2.5+2.8/2)+(29.45-3.97) ?2.8/2?(6.7+x+2.5+2.8/3) +24.82?0.9(6.7+x+1.6+0.9/2)+(31.93-24.82) ? 0.9/2(6.7+x+1.6+0.9/3)+38.11 ? 1.6 ? (6.7+x+1.6/2)+(52.67-38.11) ? 1.6/2 ? (6.7+x+1.6/3) ] =55.44 ? (6.7+x+5) +208.75 ? 6.21/2 ?

(6.21/3+x)+250.48 ? x ? (x/2)+(502.77-250.48) ? (x/6.4) ? (x/2) ? (x/3) -16.61?0.49/2?(6.7+x+0.49?2/3) 整理得: 6.57x3+125.24x2+449.62x-502.64=0 解之得: x=0.887m 取桩长 H=6.6+6.7+0.9=14.2m,施工后实际桩长 13.15m。经电算验算,满足要 求。 2.4.7 最大弯矩计算: 2.4.7.1 R-P0 间最大弯矩,Mmax1 计算:

20

南京工业大学学士学位毕业设计

设剪力 Q=0 点位于第②-2a 层顶面以下 x 米处,此点处主动土压力为 pa = (20+18?0.6+18.4?0.7+17.5?2.8+18.5?X)?0.427-14.758 (kPa) 则有: E
合 1

=-(11.24+4.88) ?0.6/2-5.87?0.475/2+2.78?0.225/2+(3.97+29.45)

?2.8/2=40.87 kN/m E 合 2=( pa +24.82) ?X/2 kN/m E 合 1 + E 合 2 =55.44kN/m 即 55.44=40.87+( pa +24.82) ?X/2 整理得: 3.95x2+24.82x-14.57=0 解得: x=0.54m

X=0.54 m(深 4.64m)处主动土压力为: pa=(20+18 ? 0.6+18.4 ? 0.7+17.5 ? 2.8+18.5 ? 0.54) ? 0.427-14.758=29.08 (kPa) 最大弯矩: Mmax1=55.44?(2.5+0.54)+ (11.24-4.88) /2?0.6(0.54+3.5+2/3?0.6) +4.88 ? 0.6 ? ( 0.54+3.5+0.6/2 ) +5.87 ? 0.475/2 ? (0.54+2.8+0.225+2/3 ? 0.475)-2.78 ? 0.225/2 ? (0.54+2.8+0.225/3)-3.97 ? 2.8 ? (0.54+2.8/2)-(29.45-3.97) ? 2.8/2 ? (0.54+2.8/3) -24.82 ? 0.54 ? 0.54/2-(29.08-24.82) ?0.54/2?0.54/3=116.04(KN?m/m) 2.4.7.2 P0 以下最大弯矩,Mmax2 计算: E
合 1

=-(11.24+4.88) ?0.6/2-5.87?0.475/2+2.78?0.225/2+(3.97+29.45)

?2.8/2+(24.82+31.93) ?0.9/2+(38.11+52.67) ?1.6/2=139.03 kN/m 设剪力 Q=0 点位于土压力强度零点以下 x 米处,此处净土压力: Po=X/6.21?208.75 kPa 则有: 139.03=55.44+ (X/6.21?208.75)?X/2-16.61?0.49/2 整理得: 16.81x2 -87.66=0 解得:x=2.28m Mmax2=55.44 ? (5+2.77)+2.28/6.21 ? 208.75 ? 2.28/2 ? 2.28/3+ ( 11.24-4.88 ) /2 ?

21

第二章 基坑支护结构设计计算书

0.6(2.77+6+2/3 ? 0.6 ) +4.88 ? 0.6 ? ( 2.77+6+0.6/2 ) +5.87 ? 0.475/2 ? (2.77+5.3+0.225+2/3 ? 0.475)-2.78 ? 0.225/2 ? (2.77+5.3+0.225/3)-3.97 ? 2.8(2.77+2.5+2.8/2)-(29.45-3.97) ? 2.8/2 ? (2.77+2.5+2.8/3) -24.82 ? 0.9 ? (2.77+1.6+0.9/2)-(31.93-24.82) ? 0.9/2 ? (2.77+1.6+0.9/3)-38.11 ? 1.6 ? (2.77+1.6/2)-(52.67-38.11) ?1.6/2(2.77+1.6/3)-16.61?0.49/2?(2.28+0.49? 2/3)=-133.11 (KN?m/m) 2.4.8 拆撑计算 本工程拟建一层地下室, 混凝土垫层 200mm, 地下室负 1 层底板中心线位于 地面下 6.2m 处, 底板厚 400mm, 负 1 层顶板中心线位于建筑±0.00 处, 厚 500mm。 拆撑时,支护桩悬臂位于位于地面下 6.0m 处。 M= -(11.24-4.88)/2?0.6(5.4+2/3?0.6)-4.88?0.6?(5.4+0.6/2)-5.87 ?0.475/2?(4.7+0.225+2/3?0.475)+2.78?0.225/2?(4.7+0.225/3)+3.97? 2.8(1.9+2.8/2)+(29.45-3.97) 1/3=161.08 (KN?m/m) 2.4.9 配筋计算 按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第 4.1.11 条 2 Sin??t ? Sin?? M ? ? f cm ? r 3 ? sin 3 ?? ? f y ? As ? rs ? 3 ? ? 2.8/2 ? (1.9+2.8/3) +24.82 ? 0.9(1+0.9/2)+(31.93-24.82) ?0.9/2(1+0.9/3)+38.11?1?1/2+8.69?1/2?

? ? 1 ? 0.75b ? (1 ? 0.75b) 2 ? 0.5 ? 0.625b
b ? f y ? As / fcm ? A

?t ? 1.25 ? 2?

取桩径Φ 700, 桩心距 900, 取砼强度 C30, fc=14.3N/mm2, 主筋 12Φ 20 钢筋, 均匀布置,fy=210N/mm2,保护层厚度 35mm。 As=12?314.2=3770mm2 f ?A b= y s =210?3770/(14.3?3.14?3502)=0.144 fc ? A ?=1+0.75?0.144-[(1+0.75?0.144)2-0.5-0.625?0.144]1/2=0.309 ?t=1.25-2?=0.632
sin ?? =0.8253

sin ? t? =0.9152
[M]=2/3?14.3?(350?0.8253)3+210?315?3770?(0.9152+0.8253)/? =368.00 kN?m >1.25?1.0?0.9?161.08=220.11
2

满足要求!

配筋率?=As/A=3770/(350 ?)=9.8‰>?min=4‰,满足设计要求!
22

南京工业大学学士学位毕业设计

2.4.10 抗隆起验算
注:安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部):
?DN q ? cN c ?? H ? D ? ? q
o

Ks ?

Nq ?

? ?
tan

45

?
1

?
2

??

2

e

?tan ?

N c ?? N q ? 1

?

tan ?

Nq ?

? ?
tan

45 ?

21.900 2
1

??

2

e

3.142 tan 21.900

? 7.742

N c ? ? 7.742 ? 1

?

tan 21.900

? 16.772

Ks ?

17.531 ? 7.144 ? 7.742 ? 13.100 ? 16.772 17.649 ? ? 6.600 ? 7.144

? ? 20.000

Ks = 4.529 >= 1.1, 满足规范要求。

2.4.11 抗管涌验算
抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):

1.5 ? 0 h ? w ?

'

?h

'

? 2D

??

'

式中 γ 0———侧壁重要性系数; γ '———土的有效重度(kN/m3); γ w———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 = 2.853 >= 1.5, 满足规范要求。

2.5

DA 段支护结构设计计算
该段为基坑南侧,建筑± 0.00 相当于绝对标高 +7.40m ,该断面标高为

+7.00m,实际挖深 7m。支撑设在+5.00m 处。实际桩顶标高为 4.65m,嵌入圈梁 5cm。圈梁顶上部至地面砌砖。结构外侧地面附加荷载 q 取 20kPa,计算时以 J59 孔为例。

23

第二章 基坑支护结构设计计算书

2.5.1 土层分布(如表 2.7 所示)
表 2.7 DA 段土层分布

层号 ①-1 ②-1 ②-2 ②-3 ②-4

岩土名称 杂填土 粉质粘土、粘土 淤泥质粉质粘土 粉质粘土、淤泥质粉质粘土 粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、 粉砂

厚度(m) 1.40 0.70 11.50 5.80 3.60

2.5.2 土层侧向土压力计算 2.5.2.1 主动土压力计算 pa(1 1)=20?0.589-23.020=-11.24(kPa) pa(1 2)=(20+18?1.4)?0.589-23.020=3.60 (kPa) pa(2 1)=(20+18?1.4)?0. 672-26.568=3.81(kPa) pa(2 2)= (20+18?1.4+18.4?0.7)?0. 672-26.568=12.46 (kPa) pa(3 1)= (20+18?1.4+18.4?0.7)?0.520-18.746=11.46 (kPa) pa(3 2)= (20+18?1.4+18.4?0.7+17.5?4.9)?0.520-18.746=56.05 (kPa) pa(4 1)= pa (4 2)= pa (3 2)= 56.05 (kPa) pa(5 1)= pa (5 2) =(143.83)?0.457-17.685=48.05(kPa) pa(6 1)= pa (6 2) =(143.83)?0.427-14.627=46.79(kPa) 2.5.2.2 被动土压力计算 pp(4 1)=0?1.922+36.062=36.06 (kPa) pp(4 2)=(0+17.5?6.6)?1.922+36.062=258.05(kPa) pp(5 1)=(0+17.5?6.6)?2.190+38.776=291.72(kPa) pp(5 2)=(0+17.5?6.6+18?5.8)?2.190+38.776=520.36(kPa) pp(6 1)=( 0+17.5?6.6+18?5.8)?2.344+32.294=547.74(kPa) pp(6 2)=( 0+17.5?6.6+18?5.8+18?3.6) ?2.344+32.294=699.63(kPa) 2.5.2.3 净土压力计算(基坑地面以下) po(4 1)=36.06-56.05=-19.99(kPa) po(4 2)=258.05-56.05=202 (kPa) po(5 1)=291.72-48.05=243.67 (kPa) po(5 2)=520.36-48.05=472.31 (kPa) po(6 1)=543.52-46.79=472.26 (kPa)
24

南京工业大学学士学位毕业设计

po(6 2)=771.36-46.79=724.57 (kPa) 2.5.3 土压力强度零点位置计算 假设近似零弯点距基坑地面距离为 hcl,根据关系式列出方程得 17.5?hcl?1.922+36.06=56.05 解之得 hcl=0.59m 2.5.4 土压力对弯矩零点的总力矩 基坑开挖深度为 7.0m 时,基坑侧壁受到的土压力如示意图 2.5 所示:

图 2.5 DA 段土压力分布图

参照图 2 土压力计算示意图,求得土压力对弯矩零点的总力矩为: Ma= -11.24/2 ? (0.59+4.9+0.7+0.34+1.06 ? 2/3 ) +3.6 ? 0.34/2 ? (0.59+4.9+0.7+0.34/3 ) +3.81 ? 0.7 ? (0.59+4.9+0.7/2)+(12.46-3.81) ? 0.7/2 ? (0.59+4.9+0.7/3)+11.46 ? 4.9 ? (0.59+4.9/2)+(56.05-11.46) ? 4.9/2 ? (0.59+4.9/3)+19.99 ? 0.59/2 ? 0.59 ? 2/3=-40.67+3.56+ 15.58+17.30+170.71+242.88+4.54=413.90 KN?m/m 2.5.5 支撑轴力计算: 主动土压力对零点弯矩经计算为: ∑Ma=413.90 (KN?m/m)
25

第二章 基坑支护结构设计计算书

由∑MD=0 得: R=413.90 /(7+0.59-2)=74.04(kN/m) 2.5.6 桩长计算: 设桩端进入②-3 层顶面以下米处,由∑M=0 得: 1.2?[-11.24/2?1.06 (6.6+x+4.9+0.7+0.34+1.06?2/3)+3.6?0.34/2? (6.6+x+5.6+0.34/3)+3.81 ? 0.7 ? (6.6+x+4.9+0.7/2)+(12.46-3.81) ? 0.7/2 ?(6.6+x+4.9+0.7/3)+11.46?4.9?(6.6+x+4.9/2)+(56.05-11.49) ?4.9/2? (6.6+x+4.9/3) ]=74.04?(5+6.6+x)+202?6.01/2?(6.01/3+x)+243.67?x? (x/2)+(472.31-243.67)?(x/5.8)?(x/2)? (x/3) -19.92?0.59/2?(0.59? 2/3+6.01+x) 整理得: 6.570x3+121.84x2+361.42x-1088.32=0 解之得: x=1.807m 取桩长 H=7.0+6.6+1.8=15.4m,实际桩长 14.35m。经电算验算,满足要求。 2.5.7 最大弯矩计算: 2.5.7.1 R-P0 间最大弯矩,Mmax1 计算:

设剪力 Q=0 点位于第②-2 层顶面以下 x 米处,此点处主动土压力为 pa = (20+18?1.4+18.4?0.7+17.5?X)?0.520-18.746 (kPa) 则有: E 合 1=-11.24/2?1.06+0.7/2?3.6+(3.81+12.46)?0.7/2=0.997kN/m E 合 2=( EA +11.46) ?X/2 kN/m E 合 1 + E 合 2 =74.04 kN/m 即

74.04=0.997+( pa +11.46) ?X/2 整理得: 4.55x2+11.456x-73.043=0 解得: x=2.94m

X=2.94 m(深 4.59m)处主动土压力为: Pa=(20+18?1.4+18.4?0.7+17.5?2.94)?0.520-18.746 =38.21(kPa) 最大弯矩:
26

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Mmax1=74.04 ? (0.1+2.94)+11.24/2 ? 1.06(2/3 ? 1.06+0.34+0.7+2.94)-3.6 ? 0.7/2 ? (0.7/3+0.7+2.94)-3.81 ? 0.7 ? (0.7/2+2.94)-(12.46-3.81) ? 0.7/2 ? (0.7/3+2.94)-11.46 ? 2.94 ? 2.94/2-(38.21-11.46) ? 2.94/2 ? 2.94/3=178.38 (KN?m/m) 2.5.7.2 P0 以下最大弯矩,Mmax2 计算:

E 合 1=-11.24/2?1.06+0.7/2?3.6+(3.81+12.46)?0.7/2+(11.46+56.05) ?4.9/2=166.40 kN/m 设剪力 Q=0 点位于土压力强度零点以下 x 米处,此处净土压力: Po=X/6.01?202 kPa 则有: 166.40=74.04+ (X/6.01?202)?X/2-19.99?0.59/2 整理得: 16.81x2 -98.26=0 解得:x=2.42m Mmax2=74.04 ? (5+3.01)+11.24/2 ? 1.06 ? (2/3 ?

1.06+0.34+0.7+4.9+3.01)+2.42/6.01 ? 202 ? 2.42/2 ? 2.42/3-3.6 ? 0.34/2 ? (0.34/3+0.7+4.9+3.01)-3.81?0.7?(0.7/2+4.9+3.01)-(12.46-3.81)?0.7/2 ? (0.7/3+4.9+3.01)-11.46 ? 4.9 ? (4.9/2+3.01)-(56.05-11.46) ? 4.9/2 ? (4.9/3+3.01)-19.99?0.59/2?(0.59?2/3+2.42)=-126.86(KN?m/m) 2.5.8 拆撑计算 本工程拟建一层地下室, 混凝土垫层 200mm, 地下室负 1 层底板中心线位于 地面下 6.6m 处, 底板厚 400mm, 负 1 层顶板中心线位于建筑±0.00 处, 厚 500mm。 拆撑时,支护桩悬臂位于位于地面下 6.4m 处。 M=-11.24/2 ? 1.06 ( 4.3+0.7+0.34+2/3 ? 1.06 ) +3.6 ? 0.34/2 ? (4.3+0.7+0.34/3 ) +3.81 ? 0.7 ? (4.3+0.7/2)+(12.46-3.81) ? 0.7/2 ? (4.3+0.7/3)+11.46?4.3?4.3/2+39.13?4.3/2?4.3/3=221.81 (KN?m/m) 2.5.9 配筋计算 按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第 4.1.11 条 2 Sin??t ? Sin?? M ? ? f cm ? r 3 ? sin 3 ?? ? f y ? As ? rs ? 3 ?

? ? 1 ? 0.75b ? (1 ? 0.75b) 2 ? 0.5 ? 0.625b
b ? f y ? As / fcm ? A

?t ? 1.25 ? 2?

取桩径Φ 700, 桩心距 900, 取砼强度 C30, fc=14.3N/mm2, 主筋 12Φ 22 (HRB235)
27

第二章 基坑支护结构设计计算书

钢筋,均匀布置,fy=210N/mm2,保护层厚度 35mm。 As=12?380.1=4561mm2 f ?A b= y s =210?4561/(14.3?3.14?3502)=0.174 fc ? A ?=1+0.75?0.174-[(1+0.75?0.174)2-0.5-0.625?0.174]1/2=0.312 ?t=1.25-2?=0.626
sin ?? =0.8306

sin ? t? =0.9227
[M]=2/3?14.3?(350?0.8306)3+210?315?4561?(0.9227+0.8306)/? =402.69 kN?m >1.25?1.0?0.9?242.28=333.135 满足要求! 配筋率?=As/A=4561/(3502?)=11.9‰>?min=4‰,满足设计要求! 2.5.10 抗隆起验算
?DN q ? cN c ?? H ? D ? ? q

Ks ?

Nq ?

? ?
tan

45

o

?
1

?
2

??

2

e

?tan ?

N c ?? N q ? 1

?

tan ?
21.932 2

Nq ?

? ?
tan

45 ?

??

2

e

3.142 tan 21.932

? 7.767

N c ? ? 7.767 ? 1

?

1 tan 21.932

? 16.807

Ks ?

17.500 ? 6.251 ? 7.767 ? 12.876 ? 16.807 17.600 ? ? 7.000 ? 6.251

? ? 20.000

Ks = 4.209 >= 1.1, 满足规范要求。

2.5.11 抗管涌验算
抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):

1.5 ? 0 h ? w ?

'

?h

'

? 2D

??

'

式中 γ 0———侧壁重要性系数; γ '———土的有效重度(kN/m3); γ w———地下水重度(kN/m3); h'———地下水位至基坑底的距离(m); 28

南京工业大学学士学位毕业设计 D———桩(墙)入土深度(m); K = 2.410 >= 1.5, 满足规范要求。

2.6 支撑结构设计计算:
内支撑结构采用钢筋混凝土支撑,四个段面的作用力分别为 79.01KN , 91.18KN,55.44KN,74.04KN.取支撑力 R=91.2KN/m,角撑间距不大于 9m,取 9m。 立柱桩间距不大于 13m,取 13m。支撑梁截面为 500?700,混凝土等级为 C30 2.6.1 支撑轴力: N 角=1.25 ?? 0 ?91.2?9/cos45o =1451.0KN 取 N=1451.0KN 2.6.2 支撑弯矩计算: 2.6.2.1 支撑梁自重产生的弯矩: q=1.25 ?? 0 ?0.5?0.7?25=10.94KN/m M1=1/10?10.94?132=184.89KN?m 2.6.2.2 支撑梁上施工荷载产生的弯矩: 取 q=10.0 KN/m M2=1/10?10?13 =169 KN.m 2.6.2.3 支撑安装偏心产生的弯矩: M3=N?e=1451.0?13?3‰=56.59KN?m 则支撑弯矩为:M=184.89+169+56.59=410.48 KN?m 2.6.3 初始偏心距 ei e0 =M/N=410.48?103/1451.0=282.9mm 根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中 7.3.3 可知: ea=h/30=700/30=23.3>20mm 则 ei= e0+ea=282.9+23.3=306.2 mm 2.6.4 是否考虑偏心矩增大系数η ∵l0/h=13/0.7=18.6>8.0 ∴要考虑
2

l ( 0 ) 2 ? 1? 2 e h 1400? i h0 0.5 f c A ξ 1= =0.5?14.3?0.5?0.7?103/1451.0=1.72>1.0 N
由η ? 1 ?

1

29

第二章 基坑支护结构设计计算书

取 ξ 1=1

? 2 ? 1.15 ? 0.01 ?
取 ξ 2=0.96 则? ? 1 ?

l0 13 ? 1.15 ? 0.01 ? ? 0.96 h 0.7

l 1 13 ( 0 )2 ?1? 2 ? 1 ? ( ) 2 ? 0.96 ? 1.569 e h 306.2 0.7 1400 ? 1400 ? i 665 h0 1

? ei =1.569?306.2=480.5mm
2.6.5 配筋计算: 取α 1=1.0,ξ b=0.55

Nb ? ?1?bbh0 fc ? 1.0 ? 0.55 ? 0.5 ? 0.665 ?14.3?103 ? 2615.1KN
∵ ? ei =480.5mm>0.32 ho =212.8mm 且 N=1451.0KN<Nb=2615.1 KN ∴为大偏心受压 采用对称配筋 h e= ? ei + -a=480.5+350-35=795.5mm 2 N ? ? fcbx
x Ne ? ? f cbx(h0 ? ) ? f y ' As '(h0 ? a ') 2

可得 x=202.94mm
x 292.8 Ne ? ? f cbx(h0 ? ) 1675.1?103 ? 499.6 ? 14.3 ? 400 ? 292.8 ? (565 ? ) 3 2 2 As ? As ' ? ? [ 795.5 ? 1451.0 ? 10 -14.3 ? 500 ? 202.94 ? f y '(h0 ? a ') 300 ? (565 ? 35)

(665-202.94?0.5)]/[300?(665-35)]=1781 mm2 实配:上下均为 5Φ 22(HRB335),As=As’=1900mm2 配筋率?=As/bh=1900/(500?700)=5.4‰>?min=3‰,满足设计要求! d=(500-5?22)/6=65mm>max{22mm,25mm} 2.6.6 联系梁: 截面尺寸 500?600,砼 C30,上下均配 4Φ 18, Φ 8@200 四肢箍。 满足构造要求!

2.7 圈梁设计计算:
30

南京工业大学学士学位毕业设计

本设计共分为四个段面, 混凝土支撑直接作用于圈梁上, 四个段面的作用力 分别为 79.01KN,91.18KN,55.44KN,74.04KN.设计圈梁均为 800?1100,C30 砼,取最不利地段计算(取作用力为 91.2 KN): 2.7.1 正截面强度计算

M max =
α =

1 ?91.2?92?1.25 ? 0 =769.5 kN?m 12

s

M 6 2 2 =769.5?10 /(14.3?800?1065 )=0.059 ?fcbh 0

γ s=0.5(1+ 1 ? 2? s )=0.970 As=

M =769.5?106/(0.970?300?1065)=2483 mm2 fy?sh0
As=3041 mm2

实配:上下均为 8Φ 22(HRB335)有 As=3041mm2 >ρ
min

?A=0.003?800?1100=2640 mm2

2.7.2 斜截面强度计算 V=1/2?91.2?9?1.25?1.0=513.0kN 0.25 f c bh0 =0.25?14.3?800?1065=3045.9 kN>V 0.7 f t bh0 =0.7?1.43?800?1065=852.9kN>V 按构造配筋:取Φ 8@200 四肢箍

2.8 立柱强度计算:
2.8.1 上段钢立柱采用Φ 325?10 钢管 a、立柱上所承受的竖向压力 P 支撑、联系梁、活载、自重 P1=1.25?25 ? (13?0.5?0.7+9?0.4?0.5?2)+1.25?4?(13+9+9) =409.7KN b、使支撑纵向稳定所需的水平压力产生的竖向荷载 P2=0.1?91.2?1.25?8=91.2KN c、Φ 325?10 钢管特征系数及强度验算: A=6010mm2 W=1.48?106 mm3
31

第二章 基坑支护结构设计计算书

i=112.8 L0=8m, λ =L0/i=70.9 查表得 Φ =0.745 ?=N/(Φ A)=(409.7+91.2)?103/(0.745?6010) =112<[f] 2.8.2 下段钢筋砼立柱强度验算: 取立柱桩径 800,基坑面下桩长 L 米,取 qs=26KPa P=409.7+91.2+3.14?0.402?L?25?1.2=500.9+15.1L KN Quk=π dqsl=3.14?0.8?26?L=65.31L 由 Quk =1.2P 得 L=12.74 实取 L=13M 配筋:主筋为 12Φ 18,螺旋筋Φ 8@200,上部加密,加强筋Φ 14@2000。

2.9 基坑止降水设计
2.9.1 止水桩长确定 坑外水位取地面下 1.0m,坑内水位取地面下 7.50m。
由 D? ( Ksrw ? r' )hw 2r ' 得:

D=(2?10-7.5)?(7.5-2)/(2?7.5) =5.4 止水桩长为:h=7.5+5.4-1.0=11.9m,取 12m

2.9.2 基坑止水帷幕设计 基坑开挖范围内暗塘分布,结合本基坑的开挖深度等情况,考虑目前普通深 搅桩机的施工能力,确定深搅桩有效桩长为 12m。 基坑止水帷幕采用一排Φ 700@900 的双轴深搅桩,桩体搭接 300mm。 2.9.3 降水设计 本基坑周围采用单排双轴深搅桩做止水帷幕,基坑内设集水坑排水。

32

大学学士学位毕业设计

第三章
3.1 基坑施工要求

施工要求及监测方案

(1)严格按《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)、《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ120-99)进行施工。 (2)支护桩应进行间隔施工,确保桩的垂直度,注意施工安全。 (3)深搅桩施工前应开挖沟槽,将上部地表障碍物清除,用粘土填实。施工 中确保桩身垂直度与桩身搭接。施工中如遇障碍造成断桩,必须明确标明位 置,并及时采取措施进行补强。 (4)立柱桩、降水井位置应避开工程桩、柱、地梁及小型承台等,如相互矛 盾立柱桩、降水井位置可作适当调整(立柱桩只能沿支撑轴线方向移动)。 (5)基坑内土方应分层分区对称开挖;坑底留30cm土由人工清除,不得超挖; 在开挖至底板设计标高(包括垫层)之后,先尽快满堂作好垫层至支护桩边, 然后再进行桩基承台的开挖,承台应采用逐个直立开挖、砖砌外模护壁,不 得大面积开挖。 (6)挖土到位后及时浇筑承台和地下室底板,严禁暴露时间过长,作为拆撑 的必要条件,要求底板砼必须浇筑至支护桩边。 (7)土方开挖期间,应注意挖土机械不得损伤支护结构等,基坑四周严禁堆 土或堆载,不得在桩墙顶部压顶板上碾压。 (8)施工期间应加强基坑监测工作,重点对周围民房与道路进行监测

3.2

基坑监测方案

该工程为大面积深基坑工程,为了及时掌握基坑围护结构的安全性,了解 基坑开挖对周围环境的影响,必须进行施工监测。 3.2.1 基坑及周围环境的监测、测试 (1)压顶梁的水平位移监测:沿压顶梁每隔 15-20m 布置一个水平位移观测 点,共 26 个。 (2)深层水平位移监测:要求在支护桩外侧布设 12 个深层位移观测孔。测 斜孔深不小于支护桩长, 使用测斜仪逐段量测在基坑开挖过程中和地下室

33

第三章 施工要求及监测方案

主体结构施工过程中整个支护桩深度范围内支护结构及外侧土体向基坑 内的水平位移情况。 (3)基坑周边道路沉降观测:沿周边道路每 15-20m 设一沉降观测点,约 43 个。 (4)基坑周边建筑物沉降观测:每幢建筑物上设一组沉降观测点。 (5)砼支撑轴力量测:布设 16 组应力量测点。

3.2.2 监测与测试的控制要求: (1)桩顶水平位移速率不超过 2mm/d 或累计水平位移不超过 25mm; (2)深层水平位移速率不超过 2mm/d 或累计水平位移不超过 25mm; (3)任何不正常的路面沉陷或路面沉陷不超过 25mm 或不超过 2mm/d; (4)建筑物沉降速率不超过 2mm/d 或累计水平位移不超过 15mm,差异沉 不超过建筑物高度的 2‰; (5)支撑轴力不超过设计值的 80%。

3.2.3观测频率 基坑开挖施工前进行第一次观测,观测值作为初始值,基坑开挖前期每三 天观测一次,中期每两天观测一次,开挖至坑底后每天观测一次,基坑或周围 环境位移变形较大时,每天观测两次。基坑出现险情时,加密观测。 观测成果应及时反馈给业主、监理、设计和施工单位。

34

大学学士学位毕业设计

第四章
4.1 AB断面深基坑支护设计

电算结果

[ 支护方案 ] ---------------------------------------------------------------------排桩支护

---------------------------------------------------------------------[ 基本信息 ] ---------------------------------------------------------------------内力计算方法 规范与规程 基坑等级 基坑侧壁重要性系数γ 0 基坑深度H(m) 嵌固深度(m) 桩顶标高(m) 桩直径(m) 桩间距(m) 混凝土强度等级 增量法 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 二级 1.00 7.000 7.501 -1.600 0.700 0.900 C30 35

第四章 电算结果 有无冠梁 ├冠梁宽度(m) ├冠梁高度(m) └水平侧向刚度(MN/m) 放坡级数 超载个数 有 1.100 0.800 1.951 0 1

---------------------------------------------------------------------[ 超载信息 ] ---------------------------------------------------------------------超载 序号 1 类型 超载值 (kPa,kN/m) 20.000 作用深度 (m) --作用宽度 (m) --距坑边距 (m) --形式 --长度 (m) ---

---------------------------------------------------------------------[ 土层信息 ] ---------------------------------------------------------------------土层数 内侧降水最终深度(m) 内侧水位是否随开挖过程变化 弹性法计算方法 5 7.500 否 m法 坑内加固土 外侧水位深度(m) 否 2.000

---------------------------------------------------------------------[ 土层参数 ] ---------------------------------------------------------------------层号 1 2 3 4 5 层号 1 2 3 4 5 土类名称 杂填土 淤泥 淤泥质土 粉土 粉土 与锚固体摩 擦阻力(kPa) 20.0 16.0 20.0 60.0 100.0 层厚 (m) 3.20 1.30 9.10 5.70 5.40 粘聚力 水下(kPa) 15.00 16.00 13.00 13.10 11.20 重度 (kN/m3) 18.0 17.2 19.3 18.0 18.0 内摩擦角 水下(度) 15.00 11.50 18.40 21.90 23.70 浮重度 (kN/m3) 8.0 7.2 9.3 8.0 8.0 水土 合算 合算 合算 合算 合算 粘聚力 (kPa) 15.00 16.00 13.00 ----计算m值 (MN/m4) 4.50 3.10 6.23 8.71 9.98 内摩擦角 (度) 15.00 11.50 18.40 ----抗剪强度 (kPa) -----------

36

大学学士学位毕业设计 ---------------------------------------------------------------------[ 支锚信息 ] ---------------------------------------------------------------------支锚道数 支锚 道号 1 支锚 道号 1 支锚类型 内撑 预加力 (kN) 300.00 水平间距 (m) 1.000 支锚刚度 (MN/m) 15.00 竖向间距 (m) 2.000 1 入射角 (°) --锚固体 直径(mm) --总长 (m) --工况 号 2~5 锚固段 长度(m) --抗拉力 (kN) ---

---------------------------------------------------------------------[ 土压力模型及系数调整 ] ---------------------------------------------------------------------弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:

层号 1 2 3 4 5

土类名称 杂填土 淤泥 淤泥质土 粉土 粉土

水土 合算 合算 合算 合算 合算

水压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

主动土压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

被动土压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

被动土压力 最大值(kPa) 10000.000 10000.000 10000.000 10000.000 10000.000

---------------------------------------------------------------------[ 设计结果 ] ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[ 结构计算 ] ---------------------------------------------------------------------各工况:

37

第四章 电算结果

38

大学学士学位毕业设计

39

第四章 电算结果

内力位移包络图:

地表沉降图:

40

大学学士学位毕业设计

---------------------------------------------------------------------[ 冠梁选筋结果 ] ----------------------------------------------------------------------

As1 As2 As3

钢筋级别 HRB335 HRB335 HRB335

选筋 2D18 5D22 d8@200

---------------------------------------------------------------------[ 环梁选筋结果 ] ----------------------------------------------------------------------

As1 As2 As3

钢筋级别 HRB335 HRB335 HRB335

选筋 3D18 8D20 d8@200

---------------------------------------------------------------------41

第四章 电算结果 [ 截面计算 ] ---------------------------------------------------------------------[ 截面参数 ] 桩是否均匀配筋 混凝土保护层厚度(mm) 桩的纵筋级别 桩的螺旋箍筋级别 桩的螺旋箍筋间距(mm) 弯矩折减系数 剪力折减系数 荷载分项系数 配筋分段数 各分段长度(m) [ 内力取值 ] 段 号 1 内力类型 基坑内侧最大弯矩(kN.m) 基坑外侧最大弯矩(kN.m) 最大剪力(kN) 段 号 1 选筋类型 纵筋 箍筋 加强箍筋 级别 HRB235 HRB335 HRB335 弹性法 计算值 287.68 331.29 195.86 经典法 计算值 132.29 143.25 91.54 钢筋 实配值 14D20 d8@200 D14@2000 内力 设计值 140.56 152.20 114.43 内力 实用值 140.56 152.20 114.43 是 35 HRB235 HRB335 200 0.85 1.00 1.25 一段 13.65

实配[计算]面积 (mm2或mm2/m) 4398[1716] 503[-705] 154

---------------------------------------------------------------------[ 整体稳定验算 ] ----------------------------------------------------------------------

42

大学学士学位毕业设计

计算方法:瑞典条分法 应力状态:总应力法 条分法中的土条宽度: 0.40m 滑裂面数据 整体稳定安全系数 Ks = 1.959 圆弧半径(m) R = 13.745 圆心坐标X(m) X = -1.015 圆心坐标Y(m) Y = 6.087 ---------------------------------------------------------------------[ 抗倾覆稳定性验算 ] ---------------------------------------------------------------------抗倾覆安全系数:
Mp Ma

Ks ?

Mp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。 Ma——主动土压力对桩底的弯矩; 注意:锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

43

第四章 电算结果 序号 支锚类型 1 内撑 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 200.000 ---

Ks ?

3706.851 ? 2510.158 3405.447

Ks = 1.825 >= 1.200, 满足规范要求。 ---------------------------------------------------------------------[ 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》 YB 9258-97(冶金部):
?DN q ? cN c ?? H ? D ? ? q

Ks ?

44

大学学士学位毕业设计

Nq ?

? ?
tan

45

o

?
1

?
2

??

2

e

?tan ?

N c ?? N q ? 1

?

tan ?

Nq ?

? ?
tan

45 ?

22.682 2
1

??

2

e

3.142 tan 22.682

? 8.384

N c ? ? 8.384 ? 1

?

tan 22.682

? 17.667

Ks ?

19.136 ? 7.551 ? 8.384 ? 12.274 ? 17.667 18.742 ? ? 7.000 ? 7.551

? ? 20.000

Ks = 4.879 >= 1.1, 满足规范要求。

Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15~1.25),注:安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》 YB 9258-97(冶金部):
?DN q ? cN c ?? H ? D ? ? q

Ks ?

Nq ?

1 2

?
?

e

?

3 4

??

?
2 o

?

tan ?

cos

?
?
3 4

45
1

?

?
2

?
2

?
?
2

2

N c ?? N q ? 1

tan ?
22.682

Nq ?

1 2

e

?

? 3.142 ?

tan 22.682

cos

?

45 ?
1

22.682

?

?

2

? 9.887

N c ? ? 9.887 ? 1

?

tan 22.682

? 21.263

KS ?

19.136 ? 7.551 ? 9.887 ? 12.274 ? 21.263 18.742 ? ? 7.000 ? 7.551

? ? 20.000

Ks = 5.772 >= 1.15, 满足规范要求。

[ 隆起量的计算 ] 注意:按以下公式计算的隆起量,如果为负值,按0处理!

45

第四章 电算结果

??

? 875 3

?

1 6

?

n

? ?ihi
i ?1

?q

?

? 125

? ?
D H

? 0.5

? 6.37 ? c

? 0.04

? tan ? ?

? 0.54

式中 δ ———基坑底面向上位移(mm); n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数; 3 ri———第i层土的重度(kN/m ); 3 3 地下水位以上取土的天然重度(kN/m );地下水位以下取土的饱和重度(kN/m ); hi———第i层土的厚度(m); q———基坑顶面的地面超载(kPa); D———桩(墙)的嵌入长度(m); H———基坑的开挖深度(m); c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa); φ ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度); 3 r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m );

??

? 875 3

?

1 6

? ? 128.2 ? 20.0

? ? 125 ?

? ?
7.6 7.0

? 0.5

? 6.37 ? 18.7 ? 13.1

? 0.04

? ? tan 0.38 ?

? 0.54

δ = 0(mm)

---------------------------------------------------------------------[ 抗管涌验算 ] ----------------------------------------------------------------------

46

大学学士学位毕业设计

抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):

1.5 ? 0 h ? w ?

'

?h

'

? 2D

??

'

式中 γ 0———侧壁重要性系数; γ '———土的有效重度(kN/m3); γ w———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 = 3.220 >= 1.5, 满足规范要求。

47

第四章 电算结果

4.2

BC断面深基坑支护设计

---------------------------------------------------------------------排桩支护

---------------------------------------------------------------------[ 基本信息 ] ---------------------------------------------------------------------内力计算方法 规范与规程 基坑等级 基坑侧壁重要性系数γ 0 基坑深度H(m) 嵌固深度(m) 桩顶标高(m) 桩直径(m) 桩间距(m) 混凝土强度等级 有无冠梁 ├冠梁宽度(m) ├冠梁高度(m) 增量法 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 二级 1.00 7.500 7.988 -1.600 0.700 0.900 C30 有 1.100 0.800 48

大学学士学位毕业设计 └水平侧向刚度(MN/m) 放坡级数 超载个数 1.951 0 1

---------------------------------------------------------------------[ 超载信息 ] ---------------------------------------------------------------------超载 序号 1 类型 超载值 (kPa,kN/m) 20.000 作用深度 (m) --作用宽度 (m) --距坑边距 (m) --形式 --长度 (m) ---

---------------------------------------------------------------------[ 土层信息 ] ---------------------------------------------------------------------土层数 内侧降水最终深度(m) 内侧水位是否随开挖过程变化 弹性法计算方法 5 7.500 否 m法 坑内加固土 外侧水位深度(m) 否 2.000

---------------------------------------------------------------------[ 土层参数 ] ---------------------------------------------------------------------层号 1 2 3 4 5 层号 1 2 3 4 5 土类名称 杂填土 淤泥 淤泥质土 粉土 粉土 与锚固体摩 擦阻力(kPa) 20.0 16.0 60.0 60.0 100.0 层厚 (m) 1.90 2.10 9.70 4.30 3.10 粘聚力 水下(kPa) 15.00 16.00 18.00 13.10 11.20 重度 (kN/m3) 18.0 17.2 17.5 18.0 18.0 内摩擦角 水下(度) 15.00 11.50 18.40 21.90 23.70 浮重度 (kN/m3) 8.0 7.2 7.5 8.0 8.0 水土 合算 合算 合算 合算 合算 粘聚力 (kPa) 15.00 16.00 18.00 ----计算m值 (MN/m4) 4.50 3.10 6.73 8.71 9.98 内摩擦角 (度) 15.00 11.50 18.40 ----抗剪强度 (kPa) -----------

---------------------------------------------------------------------[ 支锚信息 ] ----------------------------------------------------------------------

49

第四章 电算结果 支锚道数 支锚 道号 1 支锚 道号 1 支锚类型 内撑 预加力 (kN) 300.00 水平间距 (m) 1.000 支锚刚度 (MN/m) 15.00 竖向间距 (m) 2.500 1 入射角 (°) --锚固体 直径(mm) --总长 (m) --工况 号 2~5 锚固段 长度(m) --抗拉力 (kN) ---

---------------------------------------------------------------------[ 土压力模型及系数调整 ] ---------------------------------------------------------------------弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:

层号 1 2 3 4 5

土类名称 杂填土 淤泥 淤泥质土 粉土 粉土

水土 合算 合算 合算 合算 合算

水压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

主动土压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

被动土压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

被动土压力 最大值(kPa) 10000.000 10000.000 10000.000 10000.000 10000.000

---------------------------------------------------------------------[ 设计结果 ] ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[ 结构计算 ] ---------------------------------------------------------------------各工况:

50

大学学士学位毕业设计

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第四章 电算结果

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大学学士学位毕业设计

内力位移包络图:

地表沉降图:

53

第四章 电算结果

---------------------------------------------------------------------[ 冠梁选筋结果 ] ----------------------------------------------------------------------

As1 As2 As3

钢筋级别 HRB335 HRB335 HRB335

选筋 2D18 5D22 d8@200

---------------------------------------------------------------------[ 环梁选筋结果 ] ----------------------------------------------------------------------

As1 As2 As3

钢筋级别 HRB335 HRB335 HRB335

选筋 3D18 8D20 d8@200

54

大学学士学位毕业设计 ---------------------------------------------------------------------[ 截面计算 ] ---------------------------------------------------------------------[ 截面参数 ] 桩是否均匀配筋 混凝土保护层厚度(mm) 桩的纵筋级别 桩的螺旋箍筋级别 桩的螺旋箍筋间距(mm) 弯矩折减系数 剪力折减系数 荷载分项系数 配筋分段数 各分段长度(m) [ 内力取值 ] 段 号 1 内力类型 基坑内侧最大弯矩(kN.m) 基坑外侧最大弯矩(kN.m) 最大剪力(kN) 段 号 1 选筋类型 纵筋 箍筋 加强箍筋 级别 HRB335 HRB335 HRB335 弹性法 计算值 230.89 337.02 181.42 经典法 计算值 93.27 133.71 84.76 钢筋 实配值 16D14 D12@150 D14@2000 内力 设计值 99.10 142.07 105.95 内力 实用值 99.10 142.07 105.95 是 35 HPB235 HRB335 200 0.85 1.00 1.25 一段 14.59

实配[计算]面积 (mm2或mm2/m) 2463[2309] 1508[-705] 154

---------------------------------------------------------------------[ 整体稳定验算 ] ----------------------------------------------------------------------

55

第四章 电算结果

计算方法:瑞典条分法 应力状态:总应力法 条分法中的土条宽度: 0.40m 滑裂面数据 整体稳定安全系数 Ks = 2.028 圆弧半径(m) R = 16.672 圆心坐标X(m) X = -1.944 圆心坐标Y(m) Y = 8.473 ---------------------------------------------------------------------[ 抗倾覆稳定性验算 ] ---------------------------------------------------------------------抗倾覆安全系数:
Mp Ma

Ks ?

Mp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。 Ma——主动土压力对桩底的弯矩; 注意:锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 200.000 ---

56

大学学士学位毕业设计

Ks ?

3138.191 ? 2397.607 2962.973

Ks = 1.868 >= 1.200, 满足规范要求。

---------------------------------------------------------------------[ 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》 YB 9258-97(冶金部):
?DN q ? cN c ?? H ? D ? ? q

Ks ?

57

第四章 电算结果

Nq ?

? ?
tan

45

o

?
1

?
2

??

2

e

?tan ?

N c ?? N q ? 1

?

tan ?

Nq ?

? ?
tan

45 ?

22.894 2
1

??

2

e

3.142 tan 22.894

? 8.568

N c ? ? 8.568 ? 1

?

tan 22.894

? 17.920

Ks ?

17.612 ? 7.988 ? 8.568 ? 12.050 ? 17.920 17.578 ? ? 7.500 ? 7.988

? ? 20.000

Ks = 4.863 >= 1.1, 满足规范要求。

Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15~1.25),注:安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》 YB 9258-97(冶金部):
?DN q ? cN c ?? H ? D ? ? q

Ks ?

Nq ?

1 2

?

e

?

3 4

??

?
2 o

?

tan ?

cos

?
?
3 4

45
1

?

?
2

?
2

?
?
2

2

N c ?? N q ? 1

Nq ?

1 2

?

tan ?
22.894

e

?

? 3.142 ?

tan 22.894

cos

?

45 ?
1

22.894

?
? ? 20.000

?

2

? 10.115

N c ? ? 10.115 ? 1

?

tan 22.894

? 21.584

KS ?

17.612 ? 7.988 ? 10.115 ? 12.050 ? 21.584 17.578 ? ? 7.500 ? 7.988

Ks = 5.759 >= 1.15, 满足规范要求。

[ 隆起量的计算 ] 注意:按以下公式计算的隆起量,如果为负值,按0处理!

58

大学学士学位毕业设计

??

? 875 3

?

1 6

?

n

? ?ihi
i ?1

?q

?

? 125

? ?
D H

? 0.5

? 6.37 ? c

? 0.04

? tan ? ?

? 0.54

式中 δ ———基坑底面向上位移(mm); n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数; 3 ri———第i层土的重度(kN/m ); 3 3 地下水位以上取土的天然重度(kN/m );地下水位以下取土的饱和重度(kN/m ); hi———第i层土的厚度(m); q———基坑顶面的地面超载(kPa); D———桩(墙)的嵌入长度(m); H———基坑的开挖深度(m); c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa); φ ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度); 3 r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m );

??

? 875 3

?

1 6

? ? 131.6 ? 20.0

? ? 125 ?

? ?
8.0 7.5

? 0.5

? 6.37 ? 17.6 ? 13.1

? 0.04

? ? tan 0.38 ?

? 0.54

δ = 0(mm)

---------------------------------------------------------------------[ 抗管涌验算 ] ----------------------------------------------------------------------

59

第四章 电算结果

抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):

1.5 ? 0 h ? w ?

'

?h

'

? 2D

??

'

式中 γ 0———侧壁重要性系数; γ '———土的有效重度(kN/m3); γ w———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 = 2.618 >= 1.5, 满足规范要求。

60

大学学士学位毕业设计

4.3
排桩支护

CD断面深基坑支护设计

---------------------------------------------------------------------[ 基本信息 ] ---------------------------------------------------------------------内力计算方法 规范与规程 基坑等级 基坑侧壁重要性系数γ 0 基坑深度H(m) 嵌固深度(m) 桩顶标高(m) 桩直径(m) 桩间距(m) 混凝土强度等级 有无冠梁 ├冠梁宽度(m) ├冠梁高度(m) 增量法 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 二级 1.00 6.600 7.144 -1.200 0.700 0.900 C30 有 1.100 0.800

61

第四章 电算结果 └水平侧向刚度(MN/m) 放坡级数 超载个数 1.951 0 1

---------------------------------------------------------------------[ 超载信息 ] ---------------------------------------------------------------------超载 序号 1 类型 超载值 (kPa,kN/m) 20.000 作用深度 (m) --作用宽度 (m) --距坑边距 (m) --形式 --长度 (m) ---

---------------------------------------------------------------------[ 土层信息 ] ---------------------------------------------------------------------土层数 内侧降水最终深度(m) 内侧水位是否随开挖过程变化 弹性法计算方法 6 7.500 否 m法 坑内加固土 外侧水位深度(m) 否 2.000

---------------------------------------------------------------------[ 土层参数 ] ---------------------------------------------------------------------层号 1 2 3 4 5 6 层号 1 2 3 4 5 6 土类名称 杂填土 粘性土 淤泥质土 粉土 淤泥质土 粉土 与锚固体摩 擦阻力(kPa) 20.0 60.0 20.0 60.0 20.0 60.0 层厚 (m) 0.60 0.70 2.80 0.90 8.30 6.40 粘聚力 水下(kPa) --16.20 13.00 11.30 13.00 13.10 重度 (kN/m3) 18.0 18.4 17.5 18.5 17.5 18.0 内摩擦角 水下(度) --11.30 18.40 23.70 18.40 21.90 浮重度 (kN/m3) --8.4 7.5 8.5 7.5 8.0 水土 --合算 合算 合算 合算 合算 粘聚力 (kPa) 15.00 16.20 13.00 11.30 13.00 --计算m值 (MN/m4) 4.50 3.04 6.23 9.99 6.23 4.00 内摩擦角 (度) 15.00 11.30 18.40 23.70 18.40 --抗剪强度 (kPa) -------------

----------------------------------------------------------------------

62

大学学士学位毕业设计 [ 支锚信息 ] ---------------------------------------------------------------------支锚道数 支锚 道号 1 支锚 道号 1 支锚类型 内撑 预加力 (kN) 300.00 水平间距 (m) 1.000 支锚刚度 (MN/m) 15.00 竖向间距 (m) 1.600 1 入射角 (°) --锚固体 直径(mm) --总长 (m) --工况 号 2~5 锚固段 长度(m) --抗拉力 (kN) ---

---------------------------------------------------------------------[ 土压力模型及系数调整 ] ---------------------------------------------------------------------弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:

层号 1 2 3 4 5 6

土类名称 杂填土 粘性土 淤泥质土 粉土 淤泥质土 粉土

水土 合算 合算 合算 合算 合算 合算

水压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

主动土压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

被动土压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

被动土压力 最大值(kPa) 10000.000 10000.000 10000.000 10000.000 10000.000 10000.000

---------------------------------------------------------------------[ 设计结果 ] ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[ 结构计算 ] ---------------------------------------------------------------------各工况:

63

第四章 电算结果

64

大学学士学位毕业设计

65

第四章 电算结果

内力位移包络图:

地表沉降图:

66

大学学士学位毕业设计

---------------------------------------------------------------------[ 冠梁选筋结果 ] ----------------------------------------------------------------------

As1 As2 As3

钢筋级别 HRB335 HRB335 HRB335

选筋 2D16 5D22 d8@200

---------------------------------------------------------------------[ 环梁选筋结果 ] ----------------------------------------------------------------------

As1 As2 As3

钢筋级别 HRB335 HRB335 HRB335

选筋 2D16 8D20 d8@200

---------------------------------------------------------------------67

第四章 电算结果 [ 截面计算 ] ---------------------------------------------------------------------[ 截面参数 ] 桩是否均匀配筋 混凝土保护层厚度(mm) 桩的纵筋级别 桩的螺旋箍筋级别 桩的螺旋箍筋间距(mm) 弯矩折减系数 剪力折减系数 荷载分项系数 配筋分段数 各分段长度(m) [ 内力取值 ] 段 号 1 内力类型 基坑内侧最大弯矩(kN.m) 基坑外侧最大弯矩(kN.m) 最大剪力(kN) 段 号 1 选筋类型 纵筋 箍筋 加强箍筋 级别 HRB235 HRB335 HRB335 弹性法 计算值 350.09 372.91 223.83 经典法 计算值 101.90 116.87 77.48 钢筋 实配值 14D20 d8@200 D14@2000 内力 设计值 108.27 124.18 96.85 内力 实用值 108.27 124.18 96.85 是 35 HPB235 HRB335 200 0.85 1.00 1.25 一段 12.84

实配[计算]面积 (mm2或mm2/m) 4298[1716] 503[-705] 154

---------------------------------------------------------------------[ 整体稳定验算 ] ----------------------------------------------------------------------

68

大学学士学位毕业设计

计算方法:瑞典条分法 应力状态:总应力法 条分法中的土条宽度: 0.40m 滑裂面数据 整体稳定安全系数 Ks = 1.894 圆弧半径(m) R = 14.291 圆心坐标X(m) X = -1.586 圆心坐标Y(m) Y = 6.962 ---------------------------------------------------------------------[ 抗倾覆稳定性验算 ] ---------------------------------------------------------------------[ 抗倾覆稳定性验算 ] ---------------------------------------------------------------------抗倾覆安全系数:
Mp Ma

Ks ?

Mp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。 Ma——主动土压力对桩底的弯矩; 注意:锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)

69

第四章 电算结果 1 内撑 200.000 ---

Ks ?

3706.851 ? 2510.158 3405.447

Ks = 1.825 >= 1.200, 满足规范要求。 ---------------------------------------------------------------------[ 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》 YB 9258-97(冶金部):
?DN q ? cN c ?? H ? D ? ? q

Ks ?

Nq ?

? ?
tan

45

o

?

?
2

??

2

e

?tan ?

70

大学学士学位毕业设计
N c ?? N q ? 1

?

1 tan ?

Nq ?

? ?
tan

45 ?

21.900 2
1

??

2

e

3.142 tan 21.900

? 7.742

N c ? ? 7.742 ? 1

?

tan 21.900

? 16.772

Ks ?

17.531 ? 7.144 ? 7.742 ? 13.100 ? 16.772 17.649 ? ? 6.600 ? 7.144

? ? 20.000

Ks = 4.529 >= 1.1, 满足规范要求。

Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15~1.25),注:安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》 YB 9258-97(冶金部):
?DN q ? cN c ?? H ? D ? ? q

Ks ?

Nq ?

1 2

?
?

e

?

3 4

??

?
2 o

?

tan ?

cos

?
?
3 4

45
1

?

?
2

?
2

?
?
2

2

N c ?? N q ? 1

tan ?
21.900

Nq ?

1 2

e

?

? 3.142 ?

tan 21.900

cos

?

45 ?
1

21.900

?

?
D H

2

? 9.093

N c ? ? 9.093 ? 1

?

tan 21.900

? 20.132

KS ?

17.531 ? 7.144 ? 9.093 ? 13.100 ? 20.132 17.649 ? ? 6.600 ? 7.144

? ? 20.000

Ks = 5.341 >= 1.15, 满足规范要求。

[ 隆起量的计算 ] 注意:按以下公式计算的隆起量,如果为负值,按0处理!
??
? 875 3 ? 1 6

?

n

? ?ihi
i ?1

?q

?

? 125

? ?

? 0.5

? 6.37 ? c

? 0.04

? tan ? ?

? 0.54

71

第四章 电算结果

式中 δ ———基坑底面向上位移(mm); n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数; 3 ri———第i层土的重度(kN/m ); 3 3 地下水位以上取土的天然重度(kN/m );地下水位以下取土的饱和重度(kN/m ); hi———第i层土的厚度(m); q———基坑顶面的地面超载(kPa); D———桩(墙)的嵌入长度(m); H———基坑的开挖深度(m); c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa); φ ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度); 3 r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m );

??

? 875 3

?

1 6

? ? 117.3 ? 20.0

? ? 125 ?

? ?
7.1 6.6

? 0.5

? 6.37 ? 17.6 ? 13.1

? 0.04

? ? tan 0.38 ?

? 0.54

δ = 0(mm)

---------------------------------------------------------------------[ 抗管涌验算 ] ----------------------------------------------------------------------

72

大学学士学位毕业设计

抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):

1.5 ? 0 h ? w ?

'

?h

'

? 2D

??

'

式中 γ 0———侧壁重要性系数; γ '———土的有效重度(kN/m3); γ w———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 = 2.853 >= 1.5, 满足规范要求。

73

第四章 电算结果

4.4

DA断面深基坑支护设计

---------------------------------------------------------------------排桩支护

---------------------------------------------------------------------[ 基本信息 ] ---------------------------------------------------------------------内力计算方法 规范与规程 基坑等级 基坑侧壁重要性系数γ 0 基坑深度H(m) 嵌固深度(m) 桩顶标高(m) 桩直径(m) 桩间距(m) 混凝土强度等级 有无冠梁 ├冠梁宽度(m) 增量法 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 二级 1.00 7.000 7.695 -1.600 0.700 0.900 C30 有 1.100 74

大学学士学位毕业设计 ├冠梁高度(m) └水平侧向刚度(MN/m) 放坡级数 超载个数 0.800 1.951 0 1

---------------------------------------------------------------------[ 超载信息 ] ---------------------------------------------------------------------超载 序号 1 类型 超载值 (kPa,kN/m) 20.000 作用深度 (m) --作用宽度 (m) --距坑边距 (m) --形式 --长度 (m) ---

---------------------------------------------------------------------[ 土层信息 ] ---------------------------------------------------------------------土层数 内侧降水最终深度(m) 内侧水位是否随开挖过程变化 弹性法计算方法 5 7.500 否 m法 坑内加固土 外侧水位深度(m) 否 2.000

---------------------------------------------------------------------[ 土层参数 ] ---------------------------------------------------------------------层号 1 2 3 4 5 层号 1 2 3 4 5 土类名称 杂填土 粘性土 淤泥质土 粉土 粉土 与锚固体摩 擦阻力(kPa) 60.0 60.0 60.0 120.0 120.0 层厚 (m) 1.40 0.70 11.50 5.80 3.60 粘聚力 水下(kPa) 15.00 16.20 13.00 13.10 11.20 重度 (kN/m3) 18.0 18.4 17.5 18.0 18.0 内摩擦角 水下(度) 15.00 11.30 18.40 21.90 23.70 浮重度 (kN/m3) 8.0 8.4 7.5 8.0 8.0 水土 合算 合算 合算 合算 合算 粘聚力 (kPa) 15.00 16.20 13.00 ----计算m值 (MN/m4) 4.50 3.04 6.23 4.00 4.00 内摩擦角 (度) 15.00 11.30 18.40 ----抗剪强度 (kPa) -----------

---------------------------------------------------------------------[ 支锚信息 ]

75

第四章 电算结果 ---------------------------------------------------------------------支锚道数 支锚 道号 1 支锚 道号 1 支锚类型 内撑 预加力 (kN) 300.00 水平间距 (m) 1.000 支锚刚度 (MN/m) 15.00 竖向间距 (m) 2.000 1 入射角 (°) --锚固体 直径(mm) --总长 (m) --工况 号 2~5 锚固段 长度(m) --抗拉力 (kN) ---

---------------------------------------------------------------------[ 土压力模型及系数调整 ] ---------------------------------------------------------------------弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:

层号 1 2 3 4 5

土类名称 杂填土 粘性土 淤泥质土 粉土 粉土

水土 合算 合算 合算 合算 合算

水压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

主动土压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

被动土压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000

被动土压力 最大值(kPa) 10000.000 10000.000 10000.000 10000.000 10000.000

---------------------------------------------------------------------[ 设计结果 ] ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[ 结构计算 ] ---------------------------------------------------------------------各工况:

76

大学学士学位毕业设计

77

第四章 电算结果

78

大学学士学位毕业设计

内力位移包络图:

地表沉降图:

79

第四章 电算结果

---------------------------------------------------------------------[ 冠梁选筋结果 ] ----------------------------------------------------------------------

As1 As2 As3

钢筋级别 HRB335 HRB335 HRB335

选筋 2D18 5D22 d8@200

---------------------------------------------------------------------[ 环梁选筋结果 ] ----------------------------------------------------------------------

As1 As2 As3

钢筋级别 HRB335 HRB335 HRB335

选筋 2D18 8D20 d8@200

---------------------------------------------------------------------80

大学学士学位毕业设计 [ 截面计算 ] ---------------------------------------------------------------------[ 截面参数 ] 桩是否均匀配筋 混凝土保护层厚度(mm) 桩的纵筋级别 桩的螺旋箍筋级别 桩的螺旋箍筋间距(mm) 弯矩折减系数 剪力折减系数 荷载分项系数 配筋分段数 各分段长度(m) [ 内力取值 ] 段 号 1 内力类型 基坑内侧最大弯矩(kN.m) 基坑外侧最大弯矩(kN.m) 最大剪力(kN) 段 号 1 选筋类型 纵筋 箍筋 加强箍筋 级别 HRB235 HRB335 HRB335 弹性法 计算值 316.00 376.58 214.04 经典法 计算值 123.93 138.90 86.86 钢筋 实配值 14D20 d8@200 D14@2000 内力 设计值 131.68 147.58 108.58 内力 实用值 131.68 147.58 108.58 是 35 HPB235 HRB335 150 0.85 1.00 1.25 一段 13.79

实配[计算]面积 (mm2或mm2/m) 4398[1716] 503[-705] 154

---------------------------------------------------------------------[ 整体稳定验算 ] ----------------------------------------------------------------------

81

第四章 电算结果

计算方法:瑞典条分法 应力状态:总应力法 条分法中的土条宽度: 0.40m 滑裂面数据 整体稳定安全系数 Ks = 1.936 圆弧半径(m) R = 13.573 圆心坐标X(m) X = -1.806 圆心坐标Y(m) Y = 5.645 ---------------------------------------------------------------------抗倾覆安全系数:
Mp Ma

Ks ?

Mp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。 Ma——主动土压力对桩底的弯矩; 注意:锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 200.000 ---

82

大学学士学位毕业设计

Ks ?

3706.851 ? 2510.158 3405.447

Ks = 1.825 >= 1.200, 满足规范要求。

---------------------------------------------------------------------[ 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》 YB 9258-97(冶金部):
?DN q ? cN c ?? H ? D ? ? q

Ks ?

Nq ?

? ?
tan

45

o

?

?
2

??

2

e

?tan ?

83

第四章 电算结果
N c ?? N q ? 1

?

1 tan ?

Nq ?

? ?
tan

45 ?

22.680 2
1

??

2

e

3.142 tan 22.680

? 8.382

N c ? ? 8.382 ? 1

?

tan 22.680

? 17.665

Ks ?

17.571 ? 7.695 ? 8.382 ? 12.276 ? 17.665 17.628 ? ? 7.000 ? 7.695

? ? 20.000

Ks = 4.838 >= 1.1, 满足规范要求。

Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15~1.25),注:安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》 YB 9258-97(冶金部):
?DN q ? cN c ?? H ? D ? ? q

Ks ?

Nq ?

1 2

?
?

e

?

3 4

??

?
2 o

?

tan ?

cos

?
?
3 4

45
1

?

?
2

?
2

?
?
2

2

N c ?? N q ? 1

tan ?
22.680

Nq ?

1 2

e

?

? 3.142 ?

tan 22.680

cos

?

45 ?
1

22.680

?

?
D H

2

? 9.885

N c ? ? 9.885 ? 1

?

tan 22.680

? 21.260

KS ?

17.571 ? 7.695 ? 9.885 ? 12.276 ? 21.260 17.628 ? ? 7.000 ? 7.695

? ? 20.000

Ks = 5.724 >= 1.15, 满足规范要求。

[ 隆起量的计算 ] 注意:按以下公式计算的隆起量,如果为负值,按0处理!
??
? 875 3 ? 1 6

?

n

? ?ihi
i ?1

?q

?

? 125

? ?

? 0.5

? 6.37 ? c

? 0.04

? tan ? ?

? 0.54

84

大学学士学位毕业设计

式中 δ ———基坑底面向上位移(mm); n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数; 3 ri———第i层土的重度(kN/m ); 3 3 地下水位以上取土的天然重度(kN/m );地下水位以下取土的饱和重度(kN/m ); hi———第i层土的厚度(m); q———基坑顶面的地面超载(kPa); D———桩(墙)的嵌入长度(m); H———基坑的开挖深度(m); c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa); φ ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度); 3 r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m );

??

? 875 3

?

1 6

? ? 123.8 ? 20.0

? ? 125 ?

? ?
7.7 7.0

? 0.5

? 6.37 ? 17.6 ? 13.1

? 0.04

? ? tan 0.38 ?

? 0.54

δ = 0(mm)

---------------------------------------------------------------------[ 抗管涌验算 ] ----------------------------------------------------------------------

85

第四章 电算结果

抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):

1.5 ? 0 h ? w ?

'

?h

'

? 2D

??

'

式中 γ 0———侧壁重要性系数; γ '———土的有效重度(kN/m3); γ w———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 = 2.789 >= 1.5, 满足规范要求。

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