某大廈深基坑支護方案及設計畢業(yè)設計

1、<p>　　畢業(yè)設計（論文）題目</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計為XX市某大廈深基坑支護方案及設計，設計過程中主要參考國家現行規(guī)范以及本科期間所學教科書，根據給定的地質勘探資料，結合工程實際進行了深基坑的支護設計與計算。</p><p>　　本設計首先依據土層參數、設計基坑周邊環(huán)境確定了設計方案

2、，根據安全、經濟的原則選定了該基坑的支護方案為土釘墻支護與樁錨支護。</p><p>　　本論文主要部分為樁錨支護與土釘墻支護的設計計算。樁錨設計部分通過計算土壓力、反彎點、水平支撐力等，完成了樁和錨桿的支護樁的配筋計算、錨桿的設計以及基坑抗傾覆、抗隆起、抗?jié)B流等穩(wěn)定性驗算。土釘墻設計部分通過土釘的長度計算、配筋計算、整體穩(wěn)定性驗算完成了土釘墻的支護設計。</p><p>　　關鍵詞：深基

3、坑工程；基坑支護；土釘墻；樁錨支護</p><p>　　Luoyang deep excavation of a building plan and design</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The design for the building in deep excavation plan an

4、d design, the design process as well as the main reference current national norms during the undergraduate textbooks, according to the given geological exploration data, combined with the actual construction of deep foun

5、dation pit support design and calculation.</p><p>　　The design is first based on soil parameters, design surrounding environment determines pit design, according to the security and economic principles of th

6、e pit selected supporting schemes for the soil nailing and pile anchor.</p><p>　　The main part of the paper pile anchor and soil nailing the design calculations. Pile-anchor design part by calculating earth

7、pressure, inflection points, horizontal support force, etc., completed the anchor piles and piles supporting the reinforcement calculation, anchor design and excavation overturning, anti-bump, anti-seepage stability of c

8、hecking. Soil nail wall design in part through the soil nail length calculation, reinforcement, the overall stability of the soil nail wall finished check</p><p>　　KEY WORDS: Deep excavation,excavation,soil

9、nailing wall,PARS目　錄</p><p><b>　　前　言1</b></p><p>　　第一章 工程簡介及基坑設計參數2</p><p><b>　　1.1工程簡介2</b></p><p>　　1.2工程地質概況2</p><p>　　1.3水文

10、地質概況2</p><p>　　1.4 基坑支護設計土層參數3</p><p>　　第二章 設計依據及方案選擇4</p><p>　　2.1本基坑工程設計依據4</p><p>　　2.1.1相關技術規(guī)范規(guī)程4</p><p>　　2.1.2采用相關資料、施工圖紙4</p><p>

11、　　2.2基坑支護設計原則與設計思路5</p><p>　　2.3深基坑支護方案簡介及方案初選5</p><p>　　2.3.1深基坑方案簡介5</p><p>　　2.3.2 方案初選6</p><p>　　第三章 樁錨支護設計7</p><p>　　3.1 土壓力應力計算7</p><

12、;p>　　3.1.1 土壓力計算理論7</p><p>　　3.1.3 土壓力計算8</p><p>　　3.2 樁錨式支護結構設計11</p><p>　　3.2.1 計算規(guī)定11</p><p>　　3.2.2 反彎點的確定11</p><p>　　3.2.3 水平支撐力的計算12</p&g

13、t;<p>　　3.3 樁墻嵌固深度的確定14</p><p>　　3.3.1 樁墻嵌固深度的計算理論14</p><p>　　3.3.2 嵌固深度的計算15</p><p>　　3.4 支護結構的設計長度17</p><p>　　3.5 結構計算17</p><p>　　3.5.1 截面彎矩設

14、計值的計算17</p><p>　　3.5.2 截面剪力設計值的計算19</p><p>　　3.5.3 支點結構支點力設計值20</p><p>　　3.6 支護樁的配筋計算20</p><p>　　3.6.1 鉆孔灌注樁結構及計算特點20</p><p>　　3.6.2 擬用條件20</p>

15、<p>　　3.6.3 計算理論20</p><p>　　3.6.4 支護樁配筋計算21</p><p>　　3.7 土層錨桿的設計與計算23</p><p>　　3.7.1 概述23</p><p>　　3.7.2錨桿的設計計算理論23</p><p>　　3.7.3 錨桿設計計算24<

16、;/p><p>　　3.8 基坑的穩(wěn)定性驗算26</p><p>　　3.8.1 基坑的抗傾覆穩(wěn)定性驗算26</p><p>　　3.8.2 基坑的抗隆起穩(wěn)定性驗算29</p><p>　　3.8.3 基坑抗?jié)B透穩(wěn)定性驗算30</p><p>　　3.8.4 基坑整體穩(wěn)定性驗算31</p><

17、p>　　第四章 土釘支護設計32</p><p>　　4.1土釘支護簡介32</p><p>　　4.2土釘墻的設計計算32</p><p>　　4.2.1土釘的布置及基坑土層參數：32</p><p>　　4.2.2 土層參數計算：32</p><p>　　4.2.3 確定土釘布置圖：33</

18、p><p>　　4.2.4 土釘長度的計算34</p><p>　　4.2.5 整體穩(wěn)定性驗算39</p><p>　　5.1工程方案44</p><p>　　5.1.1 概述44</p><p>　　5.1.2工程地質條件44</p><p>　　5.1.3 方案確定45</p&

19、gt;<p><b>　　結　論48</b></p><p><b>　　謝 辭49</b></p><p><b>　　參考文獻50</b></p><p><b>　　外文資料翻譯51</b></p><p><b>　

20、　前　言</b></p><p>　　基坑支護是是一個綜合性的巖土工程難題，既涉及土力學中典型的強度與穩(wěn)定問題，還涉及土與支護結構的共同作用。對這些問題的認識及其對策的研究，是隨著土力學理論、分析技術、測試儀器以及施工機械、施工技術的進步而逐步改善的。工程建設突飛猛進，高層建筑如雨后春筍般迅速發(fā)展，促進了建筑學技術的進步和施工技術、施工機械和建筑材料的更新與發(fā)展。</p><p&g

21、t;　　如今支護結構日臻完善，出現了許多新的支護結構形式與穩(wěn)定放坡的方法，為了降低工程成本，減少土方工程量和對周邊建筑的影響，絕大多數高層建筑都采用垂直開挖，這樣擋土支護技術帶來了革命性的發(fā)展。因而對于基坑支護的研究的意義也更加深遠。</p><p>　　經過本科階段的學習，我已系統(tǒng)掌握了深基坑支護方案設計方法，選擇本課題是對我所學知識的一次綜合運用，通過畢業(yè)設計，培養(yǎng)我獨立分析解決實際問題的能力及創(chuàng)新能力，并鍛

22、煉我們調查研究，收集資料查閱資料及閱讀中、外文文獻的能力，使我們能受到類似與工程師的基本訓練。</p><p>　　基坑開挖支護包括支護結構、支撐或錨固系統(tǒng)、土體開挖、土體加固、地下水控制、工程檢測、環(huán)境保護等幾個主要組成部分。因此，基坑工程設計是一個綜合性很強的設計，設計過程中難免會遇到一系列問題，這些問題主要有以下幾個方面：</p><p>　　1、支護方案的對比與優(yōu)選</p&g

23、t;<p>　　基坑支護方法多種多樣，它應當是符合國家的經濟技術方針、政策、規(guī)范、條例，技術先進，安全可靠，造價經濟，施工方便的支護形式。</p><p>　　2、土壓力計算及支護參數確定</p><p>　　針對本次基坑支護項目預計采用朗肯土壓力理論進行土壓力的計算。支護參數是確定施工材料消耗、施工工序及工期的重要參數，確定合理的支護參數，既可以保證整個工程按時完工又可以保

24、證施工安全。</p><p>　　3、支護的穩(wěn)定性驗算問題</p><p>　　基坑設計工作量大，步驟繁多，設計中難免有許多事物的地方。通過支護效果的檢驗可以發(fā)現設計中的缺陷并在工程中加以及時修正，從而保證工程安全、高效的進行。</p><p>　　4、施工組織設計及安全預案</p><p>　　施工組織設計是用來指導擬建工程施工全過程中各項

25、活動的技術、經濟和組織的綜合性文件。施工組織設計是縮短工期、充分合理利用勞動力資源的重要措施，為了減小工程造價應進行施工組織設計。安全預案是緊急狀況發(fā)生時保證勞動人員生命財產安全的重要措施，設計中應對該工程做出全面、合理、安全、有效的預案措施。</p><p>　　第一章 工程簡介及基坑設計參數</p><p><b>　　1.1工程簡介</b></p>

26、<p>　　該基坑工程位于XX市XX區(qū)XX路，基坑東西長70m，南北寬30m，該處西面，西面臨路，東面10m處為6層磚混結構居民樓，南面6m為一18層建筑物，基坑開挖深度10m。</p><p><b>　　1.2工程地質概況</b></p><p><b>　　1、雜填土</b></p><p>　　灰褐色，

27、主要由雜土組成，夾含大量建筑垃圾，結構松散，密實度差。此層在場地鉆孔均有分布，層厚1.8～2.2m，平均層厚2.0m。</p><p><b>　　2、素填土</b></p><p>　　黃褐色，含少量碎磚、碎石，主要由粘性土組成，結構松散，均勻性差。此層全場地分布，層厚1.30～2.0m，平均層厚1.5m。</p><p><b>

28、　　3、黃土狀粉土</b></p><p>　　黃色，密實，干強度低，韌性低。此層全場地分布，層厚4.10～7.30m，平均厚度6.0m。</p><p><b>　　4、粘土</b></p><p>　　灰褐色，軟塑-可塑，干強度中等，無搖振反應，韌性中等。此層全場地分布，層厚3.50～4.20m，平均厚度4.0m。</p&

29、gt;<p>　　5、強風化泥質粉砂巖</p><p>　　紫紅色，粉砂質結構，中厚層狀構造，鈣泥質膠結，節(jié)理裂隙發(fā)育，多為強、中風化互層，巖芯多呈餅狀、塊狀、短柱狀。此層全場地分布，層厚3.40～10.50m，平均厚度8.0m。</p><p><b>　　1.3水文地質概況</b></p><p>　　勘察期間，各鉆孔均見地下

30、水，擬建場地地下水為空隙潛水，初見潛水位埋深12.00～13.50m之間，穩(wěn)定潛水位埋深在12.20m～13.20m之間，擬建場地地下水位呈季節(jié)性變化，雨季水位抬升，旱季水位下降，年變化幅度約1.0m。</p><p>　　1.4基坑支護設計土層參數</p><p>　　表1-1基坑土層的設計參數</p><p>　　第二章 設計依據及方案選擇</p>

31、<p>　　2.1本基坑工程設計依據</p><p>　　隨著我國經濟建設的迅猛發(fā)展，地下工程越來越多，應用范圍日益擴大，有力的促進了基坑工程這一新興學科的進步與發(fā)展，我國很多地區(qū)都施工了一大批規(guī)模大、深度深、地質條件和周邊環(huán)境復雜多樣的基坑工程，通過時間積累了極為豐富的經驗，已能熟練的掌握各種高難度基坑工程施工技術，為新世紀施工更多、更復雜的地下建筑工程打下了堅實的基礎。</p>&l

32、t;p>　　然而在深基坑支護和邊坡防治中，由于地層復雜，周圍建筑荷載差異等因素，使得深基坑工程的失事率逐年增加，尤其是沿海城市更加突出。根據相關資料，或多或少的存在問題，從而會使得周圍建筑物發(fā)生不均勻沉降，導致建筑物傾斜、開裂、甚至倒塌，結果給國家和社會造成巨大的經濟損失，如果設計過于保守的話會造成材料的嚴重浪費。因此要做到基坑支護的安全可靠，又要做到經濟合理。</p><p>　　2.1.1相關技術規(guī)范規(guī)

33、程</p><p>　　《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021—2001)</p><p>　　《建筑基坑支護技術規(guī)程》(JGJ120-99)</p><p>　　《建筑邊坡工程技術規(guī)范》(GB50330—2002)</p><p>　　《巖土錨桿(索)技術規(guī)程》(CECS22—2005)</p><p>　　《建筑樁基

34、技術規(guī)范》(JGJ94-2008)</p><p>　　《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010—2002)</p><p>　　《混凝土結構工程質量驗收規(guī)范》(GB50204—2002）</p><p>　　《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2002) </p><p>　　2.1.2采用相關資料、施工圖紙</p>&

35、lt;p>　　1、基坑地質條件、周邊環(huán)境、地下管線等資料由某資源規(guī)劃勘測院提供；</p><p>　　2、基礎底板平面圖由XX有限公司提供。</p><p>　　2.2基坑支護設計原則與設計思路</p><p>　　1、本基坑支護堅持安全、經濟的設計原則和思路。在掌握基坑工程要求（平面尺寸及深度等）、場地工程和水文地質條件、場地周邊環(huán)境條件等資料后，對影響基坑

36、工程維護體系安全的矛盾作出分析。根據本基坑的特點，基坑首先必須要保證其安全性，這就要求控制坑壁的變形，基坑設計時選用變形較小的支護體系。</p><p>　　2、安全原則不僅指維護體系自身安全，保證基坑開挖、地下結構施工順利進行，而且要保證臨近建（構）筑物和市政設施的安全及正常使用。</p><p>　　3、經濟原則是指維護體系的工程費用，而且要考慮工期，考慮開挖方便與否，考慮安全貯備，采

37、用綜合分析，確定該方案是否經濟合理。</p><p>　　4、方便施工也應是維護體系的選用原則和思路。方便施工可以降低開挖費用，又可以節(jié)約工期、提高維護體系的可靠性。</p><p>　　5、圍護設計要因地3宜，根據基坑工程周圍建（構）筑物對維護體系變位的適應能力，選用合理的圍護型式，進行圍護結構體系設計。</p><p>　　2.3深基坑支護方案簡介及方案初選&l

38、t;/p><p>　　2.3.1深基坑支護方案簡介</p><p>　　隨著基礎建設的不斷發(fā)展，深基坑支護手段也在不斷發(fā)展與改進，如混凝土灌注排樁支護、地下連續(xù)墻支護、樁錨支護、土釘墻支護、噴錨網支護等。但無論方法手段怎樣改進，深基坑支護的基本要求及設置原則是不會變的。</p><p>　　深基坑支護的基本要求是：</p><p>　　1、確?；?/p>

39、坑維護體系能起到擋土作用，使基坑四周邊坡穩(wěn)定；</p><p>　　2、確?；铀闹芟噜彽慕ǎ嫞┲?、地下管線、道路等的安全，在基坑土方開挖及地下工程施工期間，不因土體的變形、沉陷、坍塌或位移而受到危害；</p><p>　　3、在有地下水的地區(qū)，通過排水、降水、截水等措施，確?；庸こ淌┕ぴ诘叵滤陨线M行。</p><p>　　深基坑支護的設置原則是：</

40、p><p>　　1、要求技術先進，結構簡單，因地制宜，就地取材；</p><p>　　2、盡可能與工程永久性支擋結構相結合，作為結構的組成部分或材料能夠部分回收重復利用；</p><p>　　3、受力可靠，能確?；舆吰路€(wěn)定，不給鄰近已有建（構）筑物、道路及地下設施帶來危害；</p><p>　　4、保護環(huán)境，保證施工安全；</p>

41、<p><b>　　5、經濟上合理。</b></p><p>　　2.3.2 方案初選</p><p>　　本工程場地條件較為復雜，原有邊坡坡頂有高層建筑，所以在設計施工的過程中必須嚴格確保邊坡的變形，故在有建筑物、管線的邊坡采用樁錨支護；對于坡頂上方無建筑物的邊坡采用土釘墻支護方式或者采用放坡法，在安全合理的基礎上，最大程度的滿足經濟效益。</p&

42、gt;<p>　　第三章 樁錨支護設計</p><p>　　3.1 土壓力應力計算</p><p>　　3.1.1土壓力計算理論</p><p>　　土壓力是指土體作用在支護結構上的側向壓力，通常是由土的自重和地面荷載產生的。土壓力的大小與土的密度、土的抗剪強度、地下水位及其變化、支護結構體系的剛度及橫向位移條件以及基坑工程的施工方法等因素相關。土壓力

43、主要包括靜止土壓力、主動土壓和被動土壓力。</p><p>　　由土的極限平衡理論，可得到土中某點處于極限平衡狀態(tài)時主應力之間的關系為：</p><p><b>　　對于粘性土：</b></p><p><b>　?。?—1）</b></p><p><b>　?。?—2）</b&g

44、t;</p><p><b>　　式中：——大主應力</b></p><p><b>　　——小主應力</b></p><p>　　當墻背是豎直、填土面是水平時，處于主動狀態(tài)時可以應用極限平衡理論計算主動土壓力：</p><p><b>　?。?—3）</b></p>

45、;<p>　　當墻背是豎直、填土面是水平時，處于被動狀態(tài)時可以應用極限平衡理論計算被動土壓力：</p><p><b>　?。?—4）</b></p><p><b>　?。?－5）</b></p><p><b>　?。?－6）</b></p><p>　　其中

46、： </p><p>　　3.1.2 地面荷載引起的側壓力</p><p>　　當基坑周圍有附加荷載（鄰近建筑物、設施基礎及施工荷載）及地面為非水平時，在支護結構是那個產生的土壓力。</p><p><b>　　已知條件如下：</b></p><p><b>　　均布荷載： </b&g

47、t;</p><p><b>　　第一層土： </b></p><p><b>　　主動土壓力系數：</b></p><p><b>　　同理，</b></p><p>　　可根據已知的土層參數計算出各土層主動土壓力系數，如下表：</p><p>　　表

48、3-1 土壓力系數</p><p>　　3.1.3 土壓力計算</p><p>　　由《建筑基坑支護規(guī)程》可得：計算支護結構的受力時，一般假設為：支護結構所受外荷載為擋土側在基坑面以上為三角形分布的主動土壓力，基坑面以下為矩形分布的附加壓力?；用嬉陨蟽H考慮開挖面以上荷載所產生的主動土壓力，開挖面以下的土體自重所產生的主動土壓力近似認為與坑內土體的土壓力平衡。</p><

49、;p><b>　　1、主動土壓力計算</b></p><p>　　由公式（3－5） </p><p>　　可得各層土分界處的主動土壓力：</p><p>　　樁頂處： </p><p>　　第一層土底部： </p><p>　　第二層土頂部： </p>

50、<p>　　第三層土底部: </p><p><b>　　第四層土頂部：</b></p><p><b>　　第五層土底部：</b></p><p><b>　　第六層土頂部：</b></p><p>　　第六層頂部以下土壓力按矩形分布計算。</p>

51、<p><b>　　2、被動土壓力計算</b></p><p>　　由公式（3－6） </p><p>　　可得坑內頂部的被動土壓力:</p><p>　　第四層土內任意點到基坑頂部的距離為，則該點的被動土壓力：</p><p>　　圖3-1 各層土主動土壓力與被動應力</p><p&

52、gt;　　3.2 樁錨式支護結構設計</p><p>　　3.2.1 計算規(guī)定</p><p>　　樁錨式支護結構的計算應符合一下規(guī)定</p><p>　　1、應該逐層計算基坑開挖過程中每一層支撐設置前支護結構的內力。</p><p>　　2、達到設計挖土深度后，應驗算支護結構體系抗傾覆的穩(wěn)定性。</p><p>　　

53、3、基坑回筑過程需要替換支撐時，應計算相應狀態(tài)下支護結構的穩(wěn)定性和內力。</p><p>　　4、根據結構嵌固段端點的支撐條件合理選定合適的計算方法。</p><p>　　5、一般的情況下可視為簡支，按等值梁法計算；當嵌固段土體特別軟弱，或者入土較淺時，當作自由端，按靜力平衡法進行計算。</p><p>　　6、假定支撐為不動支點，且下層支撐設置后，上層支撐支撐力保

54、持不變。</p><p>　　3.2.2 反彎點的確定</p><p>　　理論上認為彎距為零點和主動土壓力與被動土壓力相等的點是同一點。</p><p>　　所以由： </p><p><b>　　可得：</b></p><p><b>　　= </b>

55、;</p><p><b>　　即：</b></p><p>　　從而可得:x=1.164m</p><p>　　即反彎點在基坑下1.164m處。</p><p>　　綜合上述計算結果可得如圖3-1：</p><p>　　圖3－2 反彎點以上各層土土壓力圖</p><p>

56、　　3.2.3 水平支撐力的計算</p><p>　　在本工程中，水平支撐力是錨桿拉力的水平分力，它是錨桿設計的基礎，也是確定嵌固深度必不可少的參數之一。</p><p>　　1.水平支撐力計算理論</p><p>　　由于嵌固段地質條件良好，視為簡支。水平支撐力可以由反彎點的力矩平衡求得，計算模式如圖3-3所示。</p><p>　　由對反

57、彎點的力矩平衡得：</p><p>　　式中 ——反彎點以上基坑外側各土層產生的水平主動土壓力標準值；</p><p>　　pp——反彎點以上基坑內側各土層產生的水平被動土壓力標準值；</p><p>　　——合力到反彎點的距離；</p><p>　　hp——合力pp到反彎點的距離；</p><p>　　hT——支撐力

58、的支點到基坑底的距離；</p><p>　　hc——基坑底到反彎點的距離；</p><p>　　——錨桿水平拉力設計值。</p><p><b>　　由此可得:</b></p><p><b>　　2、水平支撐力計算</b></p><p>　　已知條件如圖3-3所示：<

59、;/p><p>　　圖3－3 水平支撐力計算參數圖</p><p><b>　　各層土對反彎點的距</b></p><p>　　第一層土的主動土壓力對反彎點的彎矩：</p><p>　　第二層土的主動土壓力對反彎點的彎矩：</p><p>　　第三層土的主動土壓力對反彎點的彎矩：</p>

60、<p>　　第四層土到基坑底面的主動土壓力對反彎點的彎矩：</p><p>　　第五層土基坑底面以下的主動土壓力對反彎點的彎矩：</p><p>　　被動土壓力對反彎點的彎矩：</p><p>　　設水平支撐力的支撐點到基坑底的距離=8.0m</p><p>　　即土層錨桿的水平分力是。</p><p>　

61、　3.3 樁墻嵌固深度的確定</p><p>　　嵌固深度即從基坑底部算起到樁的底部的距離。</p><p>　　3.3.1 樁墻嵌固深度的計算理論</p><p>　　若要支護結構保持穩(wěn)定，被動土壓力和錨桿的拉力對嵌固端的矩應能夠和主動土壓力對嵌固端的矩保持平衡，并具有一定的安全度。其計算理論式3-7</p><p>　　即：

62、 （3—7）</p><p>　　式中：——嵌固端以上主動土壓力之和；</p><p>　　——嵌固端以上被動土壓力之和；</p><p>　　ha——嵌固端以上總主動土壓力到嵌固端的距離；</p><p>　　hp——嵌固端以上總被動土壓力到嵌固端的距離；</p><p>　　hd——從基坑底算起的嵌固深度

63、。</p><p>　　3.3.2 嵌固深度的計算</p><p>　　圖中是嵌固深度處的被動土壓力，因本基坑安全等級是二級，由《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB5007—2002）中規(guī)定，基坑側壁的安全等級不同，采用相應重要性系數，取1.0</p><p>　　圖3－4嵌固深度計算參數圖</p><p>　　第一層土的主動土壓力對嵌固端的矩：&

64、lt;/p><p>　　第二層土的主動土壓力對嵌固端的矩：</p><p>　　第三層土的主動土壓力對嵌固端的矩：</p><p>　　第四層土到基坑底面的主動土壓力對嵌固端的彎矩：</p><p>　　第五層土基坑底面以下的主動土壓力對嵌固端的彎矩：</p><p>　　坑內的被動土壓力對嵌固端的矩:</p>

65、<p>　　水平支撐力對嵌固端的矩：</p><p>　　所以把以上各式代如公式（3-7）可得：</p><p><b>　　可以得：</b></p><p>　　為安全經濟適用取滿足施工要求，因此取嵌固深度為m。</p><p>　　3.4 支護結構的設計長度</p><p>　　

66、支護結構的設計長度 </p><p><b>　　3.5 結構計算</b></p><p>　　結構計算主要是最大彎矩和最大剪力的計算。它們是后面進行結構設計的依據。</p><p>　　3.5.1 截面彎矩設計值的計算</p><p>　　令彎矩為，則由數學知識可知，時取得最值，又，所以即剪力Q=0時彎距達到最值。計算

67、參數如圖3－4所示：</p><p>　　1、第一個彎矩最值的確定</p><p>　　第一層土底部處土施加的剪力為：</p><p>　　第二層土底部處土施加的剪力為：</p><p>　　第三層土底部處土施加的剪力為：</p><p>　　第四層土底部處土施加的剪力為：</p><p>&l

68、t;b>　　由于： </b></p><p>　　因此可判定在第四層土內有剪力為0點，即有彎矩取最值點。令該點到地表的距離為，則由三角關系可知該點的壓應力為：</p><p>　　由點的剪力為零可得：</p><p><b>　　由此可解:</b></p><p><b>　　，同時可

69、求到</b></p><p><b>　　所以可求得</b></p><p>　　2、第二個彎矩最值的確定</p><p>　　圍護樁有兩個彎矩最值點，一個在坑上一個在坑下。設第二個點在基底下的第四層土內，到基坑的距離是，則該處的被動土壓應力為：</p><p><b>　　所以得下式：</b

70、></p><p><b>　　即： </b></p><p><b>　　可解:</b></p><p><b>　　,并求得的</b></p><p><b>　　所以可得：</b></p><p>　　由此可見，其最大正

71、彎矩為286.166，最大負彎矩為703.18。因此取703.18。所以截面彎矩設計值取:</p><p>　　3.5.2 截面剪力設計值的計算</p><p>　　最大剪力處為土壓應力為零點，也是反彎點。由力平衡得：</p><p><b>　　可以求得：</b></p><p>　　所以截面剪力設計值是：</p

72、><p>　　3.5.3 支點結構支點力設計值</p><p>　　由公式： </p><p>　　可得: </p><p>　　3.6 支護樁的配筋計算</p><p>　　3.6.1 鉆孔灌注樁結構及計算特點</p><p>　　單孔灌注樁并排連續(xù)起來便可形成排

73、樁式擋墻，其具有以下特點：單樁承載力高，施工無震動，無噪音，無環(huán)境污染，亦無擠土現象，對周圍建筑物影響小，鉆孔灌注樁設計直徑為0.6m～1.5m，但缺點是整體性較差。因此要采取一定的措施把它們聯系起來，使其整體受力性提高。</p><p>　　用于結構的鉆孔灌注樁的直徑一般為500～1200mm，鄰樁的中心距一般不大于樁徑的1.5倍，最大不超過樁徑的2倍。為了提高排樁受力的整體性，樁頂設圈梁構造。圈梁的寬度不小于

74、樁徑，高度一般為樁徑的0.5～0.8倍，且不小于400mm。 </p><p>　　3.6.2 擬用條件</p><p>　　本基坑工程計算最大彎距為703.18，擬用直徑為900的鉆孔樁，間距2000mm，混凝土采用C30，鋼筋采用Ⅱ級鋼。</p><p>　　3.6.3 計算理論</p><p>　　由于本工程采用的是拉錨式鉆孔灌注樁，受

75、力較為復雜，所以縱筋圓形截面均勻配筋，箍筋采用螺旋筋。根據支護結構設計計算出的內力，按現行《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）中的圓截面受彎構件進行計算，當同時受水平荷載和垂直荷載作用時可按彎壓構件計算. </p><p>　　本工程為均勻配筋，當縱向受彎鋼筋不少于6根時，其正截面受彎承載力可按下式計算：</p><p><b>　　（3—8）</b>&

76、lt;/p><p>　　式中：——對應于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角（弧度）和的比值,在本工程中，按下式計算：</p><p><b>　?。?—9）</b></p><p>　　——縱向受拉鋼筋截面面積與全部鋼筋截面面積的比值，，當>0.625時=0；</p><p>　　——應力強度與受壓區(qū)混凝土最大應力的比值，取

77、；</p><p>　　——單樁抗彎承載力設計值；</p><p>　　——樁的橫截面面積，㎡；</p><p>　　——縱向鋼筋截面面積，㎡；</p><p><b>　　——樁的半徑，m；</b></p><p>　　——縱向鋼筋所在圓周的半徑，，是鋼筋保護層的厚度</p>&l

78、t;p>　　——混凝土彎曲抗壓強度設計值，KN/㎡，</p><p>　　——縱向鋼筋的抗拉抗壓強度設計值，KN/㎡，查《混凝土結構設計規(guī)范》可得。</p><p>　　具體的計算步驟如下：</p><p>　?、俑鶕涷炄」嘧兜呐浣盍?；</p><p>　?、谟嬎阆禂礙=，據K值得出系數值；</p><p>

79、<b>　　③將值代入上式求；</b></p><p>　?、鼙容^與單樁承受的彎距值，若過大則減少的值，重復②、③步，直到滿足為止。</p><p>　　3.6.4 支護樁配筋計算</p><p>　　1.單樁承受的最大彎矩:</p><p>　　2.按均勻周邊配筋計算：</p><p>　　樁徑

80、取900mm，混凝土采用C30，查表4-1得＝14.3MPa,Ⅱ級鋼筋，保護層厚度，則</p><p><b>　　。</b></p><p>　　鋼筋配置1628的Ⅱ級鋼筋，</p><p><b>　　則而。</b></p><p><b>　　因此有：</b></p

81、><p>　　由公式（4-4）可得：</p><p><b>　　所以代入公式得：</b></p><p>　　故所用配筋可以滿足施工要求。</p><p>　　配筋率===‰>4‰，滿足設計要求。</p><p>　　所以灌注樁采用樁孔為900mm的鉆孔灌注樁，主筋為16Φ28鋼筋。</

82、p><p>　　樁身箍筋按等效矩形截面：</p><p>　　令b=h 則有b=h=0.876D=0.876×900=788.4mm </p><p><b>　　取，</b></p><p>　　則有：>147.74kN</p><p>　　所以按構造要求配筋：支護樁的箍筋

83、配筋采用φ8@200，并且每隔1500mm布置一根φ14的焊接加強筋，以增加鋼筋籠的整體剛度，有利于鋼筋籠的吊放和澆灌混凝土的整體性。</p><p><b>　　3.6.5冠梁設計</b></p><p>　　取冠梁寬1100mm，高500mm，混凝土采用C30，鋼筋采用HRB335，鋼筋保護層厚度取50mm；</p><p>　　主筋配筋按

84、最小配筋率計算，</p><p><b>　　即</b></p><p><b>　　得：</b></p><p><b>　　則可選8B18，</b></p><p>　　箍筋選取A8四肢封閉箍，間距為200mm。</p><p>　　3.7 土層錨桿

85、的設計與計算</p><p><b>　　3.7.1 概述 </b></p><p>　　土層錨桿是一種新型的受拉桿件，它的一端與工程結構物或擋土樁墻聯結，另一端錨固在地基的土層或巖層中，以承受結構物的上托力、拉拔力、傾側力或擋土墻的土壓力、水壓力，它利用土層的錨固力維持結構物的穩(wěn)定。</p><p>　　3.7.2錨桿的設計計算理論</

86、p><p>　　由《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ120-99）、《錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范》GB 50086-2001，錨桿的設計計算包括錨桿軸力、錨固長度、自由長度及錨桿桿體截面的確定。</p><p>　?。?）圓柱型水泥壓漿錨桿的錨固長度按下式計算：</p><p>　　式中：D——錨固體直徑；</p><p>　　k——抗力分項系數，

87、取1.3；</p><p>　　——土體與錨固體間粘結強度值。</p><p>　　(2)錨桿的自由長度的確定：</p><p>　　錨桿的自由段長度不宜小于5.0m，并應超過潛在滑裂面1.0m。如圖3—6所示，點為土壓力零點，為假象滑裂面，錨桿AD與水平線AC夾角，AB為非錨桿段（即自由段）長度，可有幾何關系求得：</p><p>　　式中

88、：——錨桿傾角；——土層摩擦角。</p><p>　　圖3—6 錨桿自由段長度計算簡圖</p><p>　　(3)錨桿的截面面積用下式計算：</p><p>　　式中：——錨桿的截面面積；</p><p>　　——抗力分項系數，取1.3；</p><p>　　——錨桿設計軸向拉力值；</p><p&

89、gt;　　——鋼筋、鋼絞線強度標準值。</p><p>　　3.7.3 錨桿設計計算</p><p>　　1. 錨固段長度計算</p><p>　　錨桿承載力計算應符合下式規(guī)定：</p><p><b>　　（3—10）</b></p><p>　　式中：——錨桿水平拉力設計值；</p>

90、;<p>　　——錨桿軸向受拉承載力設計值；</p><p>　　——錨桿與水平面的傾角。</p><p><b>　　所以?。?</b></p><p><b>　　則有:</b></p><p>　　(1.3×117.49)/(50×0.2)=4.86m<

91、/p><p><b>　　2. 自由長度計算</b></p><p>　　土體自由段長度，按超出滑裂面1.0m確定。</p><p>　　錨桿自由段長度不宜小于5m</p><p>　　由已知條件知圖3-6中：AO=4.5+0.4657=4.9657m</p><p><b>　　則：<

92、;/b></p><p><b>　　取自由段長度為5m</b></p><p>　　則錨桿的總長為：。則取錨桿為10.0m。滿足設計要求。</p><p>　　3. 錨桿預應力筋的截面面積</p><p><b>　　應按下式計算：</b></p><p>　　式中：

93、——錨桿設計軸向拉力值；</p><p>　　——安全系數，取1.3；</p><p>　　——鋼筋、鋼絞線強度標準值。</p><p>　　本工程設計采用熱軋鋼筋拉錨，取HRB335,</p><p><b>　　由式：</b></p><p>　　選用128，滿足施工要求。</p>

94、<p>　　3.8 基坑的穩(wěn)定性驗算</p><p>　　在基坑開挖時，由于坑內土體挖出后，使地基的應力場和變形場發(fā)生變化，可能導致基坑的失穩(wěn)，例如地基的滑坡、坑底隆起及涌砂等。所以在進行支護設計（包括排樁圍護與地下連續(xù)墻圍護等）時，需要驗算基坑穩(wěn)定性，必要時應采取適當的加強防范措施，使地基的穩(wěn)定性具有一定的安全度。本工程設計中基坑穩(wěn)定性驗算，主要包括四個方面的穩(wěn)定性驗算：抗隆起驗算、抗傾覆驗算、抗

95、滲流驗算、整體穩(wěn)定性驗算。</p><p>　　3.8.1 基坑的抗傾覆穩(wěn)定性驗算</p><p>　　擋土墻的破環(huán)大部分是抗傾覆破環(huán)。樁墻的抗傾覆穩(wěn)定性，又稱踢角穩(wěn)定性，是驗算墻趾支撐以下的主動土壓力、被動土壓力繞墻趾支撐點的轉動力矩是否平衡。</p><p>　　1. 抗傾覆穩(wěn)定性驗算理論</p><p>　　本工程采用的計算理論是《建筑

96、基坑技術規(guī)程》推薦的方法。</p><p>　　進行計算時，坑內的被動土壓力按下式計算：</p><p>　　式中：——計算點處被動土壓力強度;</p><p>　　——計算點以上各層土的天然重度，地下水位以下取水下重度；</p><p>　　——計算點以上各層土的厚度；</p><p>　　——計算點處的被動土壓力系

97、數，</p><p>　　這樣在確定了外荷載以后，其抗傾覆穩(wěn)定性可按下式計算：</p><p>　　式中：——抗傾覆穩(wěn)定性安全性系數</p><p>　　——抗傾覆力矩。取基底以下墻體入土部分坑內側壓力對墻趾支撐的力矩。</p><p>　　——傾覆力矩。取墻趾支撐以下墻外側壓力對支撐的力矩。</p><p><

98、b>　　2 .抗傾覆驗算</b></p><p>　?。?）據前面的計算理論，計算：，則：</p><p>　　（2）計算被動土壓力：</p><p>　　基坑內側頂部: </p><p>　　墻端處: </p><p>　?。?）計算被動土壓力對支撐點的矩：</p>

99、<p><b>　　進行下列計算：</b></p><p><b>　　則抗傾覆距</b></p><p>　?。?）計算主動土壓力對支撐點的矩：</p><p><b>　　計算所示：</b></p><p>　　第一層土對支撐點的主動土壓力的矩：</p&

100、gt;<p>　　第二層土對支撐點的主動土壓力的矩：</p><p>　　第三層土對支撐點的主動土壓力的矩：</p><p>　　第四層土對支撐點的主動土壓力的矩：</p><p>　　第四下層土對支撐點的主動土壓力的矩：</p><p><b>　　則傾覆力矩：</b></p><p&

101、gt;　　綜上所述，可知：。所以滿足規(guī)范中二級基坑的要求。</p><p>　　3.8.2 基坑的抗隆起穩(wěn)定性驗算</p><p>　　1. 基底抗隆起驗算</p><p>　　抗隆起驗算具有保證基坑穩(wěn)定和變形控制的重要意義，它對于確定合適的墻體入土深度十分重要，一方面要足以保證不發(fā)生基底隆起破壞或過大的基底隆起變形，另一方面在保證基坑穩(wěn)定的基礎上盡量減少墻體的入土

102、深度，以達到經濟合理的目的。</p><p>　　本工程采用同時考慮、的抗隆起驗算法。此種方法將支護結構底平面作為求極限承載力底基準面，如果產生滑動，其滑動曲線如圖3—8 </p><p>　　圖3—8 考慮、的抗隆起示意圖</p><p>　　不考慮虛線面上的土抗剪強度的作用，可考慮下式驗算抗隆起安全系數：</p><p>　　式中：——坑

103、外地表至支護墻底的天然重度加權平均值；</p><p>　　——坑內開挖面以下至支護墻底各土層的天然重度加權平均值；</p><p>　　——支護墻底處的地基土粘結力；</p><p><b>　　——坑外底面荷載；</b></p><p><b>　　——基坑開挖深度；</b></p>

104、<p><b>　　——墻體入土深度；</b></p><p>　　——地基承載力系數。</p><p><b>　　分別為：</b></p><p>　　——支護墻底處的地基土的內摩擦角；</p><p>　　——支護墻底地基承載力的安全系數。一級基坑取2.5；二級基坑取2；三級基坑

105、取1.7。</p><p>　　在本工程中各計算參數如下：</p><p><b>　　；；；；；</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　將上述各參數代入的計算公式得：</p><p>　　，所以滿足規(guī)范中二級基坑的要求。</p>

106、<p>　　3.8.4 基坑整體穩(wěn)定性驗算</p><p>　　由于圍護樁插入深度比較大，且錨桿比較長、比較密，這些對提高邊坡抗滑移能力是有利的。根據經驗，可不驗算該邊坡的整體穩(wěn)定性。</p><p>　　以上計算表明，斜土錨支護結構各項穩(wěn)定性驗算均滿足要求。</p><p>　　第四章 土釘支護設計</p><p><b&g

107、t;　　4.1土釘支護簡介</b></p><p>　　以土釘作為主要受力構件的邊坡支護技術，它由密集的土釘群被加固的原位土體噴混凝土面層和必要的防水系統(tǒng)組成。</p><p>　　土釘支護亦稱土釘墻。其施工過程為：</p><p>　　1、先錨后噴：挖土到土釘位置，打入土釘后，挖第二步土，再打第二層土釘，如此循環(huán)到最后一層土釘施工完畢。噴射第一次豆石混

108、凝土厚50mm，隨即進行錨固，然后進行第二次噴射混凝土，厚50mm。</p><p>　　2、先噴后錨：挖土到土釘位置下一定距離，鋪鋼筋網，并預留搭接長度，噴射混凝土至一定強度后，打入土釘。挖第二層土方到第二層土釘位置下一定距離，鋪鋼筋網，與上次鋼筋網上下搭接好，同樣預留鋼筋網搭接長度，噴射混凝土，打第二層土釘。如此循環(huán)直至基坑全部深度。</p><p>　　其施工特點是：施工設備較簡單；

109、比用擋土樁錨桿施工簡便；施工速度較快，節(jié)省工期，造價較低。</p><p>　　其適用范圍是：地下水位較低的黏土、砂土、粉土地基，基坑深度一般在15m以內。</p><p>　　4.2土釘墻的設計計算</p><p>　　4.2.1土釘的布置及基坑土層參數：</p><p>　　土釘的水平間距設計為1.2m，豎向間距為1.5m，即按1.2&#

110、215;1.5的規(guī)格布置土釘，土釘與水平面之間的夾角取10°。</p><p>　　4.2.2 土層參數計算：</p><p>　　計算γ、C、φ加權平均值，求主動土壓力系數ka、荷載折減系數§。</p><p>　　==×（2.0×17+1.5×18+6.0×17.5+0.5×18.5）=17.

111、53</p><p>　　C ==×（2.0×11°+1.5×12°+6.0×11.5°+ 0.5×18°）=12.95</p><p>　　==×（2.0×8+1.5×12+6.0×14+0.5×23）=11.8°</p>&

112、lt;p><b>　　主動土壓力系數：</b></p><p><b>　　==0.660</b></p><p><b>　　荷載折減系數：</b></p><p>　　4.2.3 確定土釘布置圖：</p><p>　　計算土釘主動受拉區(qū)高度h</p>&

113、lt;p><b>　　m</b></p><p>　　因此，可以從基坑頂面以下2.0m處開始布置土釘，布置如下圖：</p><p><b>　　4-1土釘布置圖</b></p><p>　　4.2.4 土釘長度的計算</p><p>　　4.2.4.1 求自由段的長度</p>&

114、lt;p><b>　　由正弦定理：</b></p><p>　　由土釘布置圖可知，，，，， </p><p><b>　?。?。</b></p><p>　　可得土釘自由段長度為：，，，</p><p><b>　　，，。</b></p><p>　

115、　4.2.4.2求錨固段的長度</p><p>　　1、第一道土釘長度計算</p><p>　　土釘長度距基坑頂面的距離：</p><p>　　土釘布置處的水平荷載標準值：</p><p>　　單根土釘受拉荷載標準值：</p><p>　　單根土釘的抗拉承載力設計值：</p><p><b

116、>　　由公式，可得。</b></p><p><b>　　即：</b></p><p><b>　　故：</b></p><p>　　2、第二道土釘長度計算</p><p>　　土釘長度距基坑頂面的距離：</p><p>　　土釘布置處的水平荷載標準值：&l

117、t;/p><p>　　單根土釘受拉荷載標準值：</p><p>　　單根土釘的抗拉承載力設計值：</p><p>　　第二段土釘錨固段長度：</p><p><b>　　故：</b></p><p>　　3、第三道土釘長度計算</p><p>　　土釘長度距基坑頂面的距離：&l

118、t;/p><p>　　土釘布置處的水平荷載標準值：</p><p>　　單根土釘受拉荷載標準值：</p><p>　　單根土釘的抗拉承載力設計值：</p><p>　　第二段土釘錨固段長度：</p><p><b>　　故：</b></p><p>　　4、第四道土釘長度計算&

119、lt;/p><p>　　土釘長度距基坑頂面的距離：</p><p>　　土釘布置處的水平荷載標準值：</p><p>　　單根土釘受拉荷載標準值：</p><p>　　單根土釘的抗拉承載力設計值：</p><p>　　第二段土釘錨固段長度：</p><p><b>　　故：</b&g

120、t;</p><p>　　5、第五道土釘長度計算</p><p>　　土釘長度距基坑頂面的距離：</p><p>　　土釘布置處的水平荷載標準值：</p><p>　　單根土釘受拉荷載標準值：</p><p>　　單根土釘的抗拉承載力設計值：</p><p>　　第二段土釘錨固段長度：</

121、p><p><b>　　故：</b></p><p>　　6、第六道土釘長度計算</p><p>　　土釘長度距基坑頂面的距離：</p><p>　　土釘布置處的水平荷載標準值：</p><p>　　單根土釘受拉荷載標準值：</p><p>　　單根土釘的抗拉承載力設計值：&l

122、t;/p><p>　　第二段土釘錨固段長度：</p><p><b>　　故：</b></p><p>　　4.2.5土釘的配筋計算</p><p>　　配筋所需鋼筋選用二級鋼，型號為HRB335的鋼筋屈服強度標準值：，抗拉強度設計值值為：。</p><p><b>　　計算土釘所需面積：&

123、lt;/b></p><p><b>　　即</b></p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　土釘的配筋：</b></p><p>　　一、二、三排土釘采用一根，。</p><p>　　第四排土釘采用一根，。</

124、p><p><b>　　第五排土釘采用，。</b></p><p>　　4.2.6 整體穩(wěn)定性驗算</p><p>　　4.2.6.1 第i條土體與滑裂面之間的摩阻力計算</p><p>　　用割線長度代替弧長，計算簡圖見后附圖。</p><p>　　4-2 圓弧滑動面整體穩(wěn)定性驗算圖 <

125、/p><p><b>　　第一條土體：</b></p><p>　　滑裂面處各土層粘聚力標準值：</p><p><b>　　kpa</b></p><p>　　圓弧割線與水平面的夾角：</p><p><b>　　滑動面單元體厚度：</b></p&g

126、t;<p><b>　　土滑裂面割線弧長：</b></p><p>　　故，第一條土體提供的摩阻力：</p><p>　　同理，可依次計算剩余4條土體摩阻力，見下表格：</p><p>　　表4-1 分層土土體摩阻力</p><p>　　故：=265.392+104.82+83.904+73.584+69.

127、001=596.697kpa</p><p>　　4.2.6.2 第i條土體提供的抗滑力與致滑力計算</p><p><b>　　抗滑力：</b></p><p><b>　　致滑力：</b></p><p>　　其中, ; 取加權平均重度17.53KN/m3 ，整體滑動分項系數取1.3。</

128、p><p><b>　　計算簡圖如下：</b></p><p>　　4-3 整體穩(wěn)定性計算簡圖</p><p>　　4.2.6.3 土釘錨固力計算</p><p>　　單根土釘在圓弧滑裂面外錨固體與土體的極限抗拉力</p><p><b>　　按下式計算：</b></p&g

129、t;<p><b>　　對第一根土釘：</b></p><p><b>　　;;</b></p><p><b>　　故：</b></p><p><b>　　同理，</b></p><p>　　根據已知參數：，，，</p>&

130、lt;p><b>　　，</b></p><p><b>　??；；；</b></p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　取相同值0.1m。</b></p><p><b>　　可依次計算得：</b>&l

131、t;/p><p><b>　　計算</b></p><p>　　其中：土釘與水平面夾角，分別為。</p><p>　　因為，在計算時選取滑動體單元厚度s=2.0m,而土釘間距取的1.2m,在</p><p><b>　　計算時應乘以</b></p><p><b>