某地下車庫基坑支護工程畢業(yè)設計

1、<p>　　國家安全部行政管理局地下車庫</p><p><b>　　基坑支護工程設計</b></p><p>　　畢業(yè)設計（論文）成績評定表</p><p>　　國家安全部行政管理局地下車庫</p><p><b>　　基坑支護工程設計</b></p><p>&

2、lt;b>　　長春工程學院</b></p><p>　學 生 姓 名所 學 專 業(yè)勘查技術與工程</p><p>　設 計 題 目國家安全部行政管理局地下車庫基坑支護工程設計</p><p>　指 導 教 師 評 閱 成 績 及 評 語</p><p>　開題報告（10分）平時成績（10

3、分）成果質量（20分）創(chuàng)新性與實用性（4分）</p><p>　評語： 總成績： 指導教師簽字： </p><p>　評 閱 教

4、 師 評 閱 成 績 及 評 語</p><p>　工作量（4分）難易程度（4分）設計內容（10分）文獻及譯文（2分）創(chuàng)新與實用（4分）</p><p>　評語： 總成績：

5、 評閱教師簽字： </p><p>　答 辯 成 績 及 評 語</p><p>　工作量（4分）難易程度（4分）成果質量（8分）口頭陳述（12分）回答問題（12分）</p><p>　評語：

6、 總成績： 答辯委員會主任簽字： </p><p>　總成績指導教師成績： ；評閱人成績： ；答辯成績： 總成績得分： 總成績等級： 上分教

7、師簽字： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　擬建國家安全部行政管理局地下車庫基坑支護工程位于北京市朝陽區(qū)酒仙橋南十里居亮馬河南側60 m處。設計為兩層地下車庫，采用鋼筋混凝土框架結構、基礎形式為筏板基礎，無上部結構。車庫開挖深度11.4m，基坑長約108m、寬約88m，建筑面積約14551m2，屬民用建筑。

8、</p><p>　　初步選擇兩種方案，即方案一：東側、南側、北側鉆孔灌注樁加錨桿支護，西側土釘墻支護方案；方案二：深層攪拌樁止水(擋土)，(東、南、北)樁錨支護，西側土釘墻支護方案。再經過第二步詳細論證中對這兩個方案的參數選定、被選參數的合理性驗算及整體方案的穩(wěn)定性驗算進行了詳細計算論證，通過工程概預算對兩個方案在工程量、施工周期、工程造價等方面進行了統(tǒng)計計算，其中第二個方案在施工周期及工程造價兩項指標上據占優(yōu)

9、勢，最終選定四周用深層攪拌樁止水(擋土)，東、南、北三側混凝土灌注樁加單錨支護，西側土釘墻支護方案。止水擋土帷幕的深層攪拌樁設計樁長14m、樁徑800mm、共1020根；混凝土灌注樁設計樁長為17m、樁徑600mm、共196根；錨桿非錨固段長13m、全長20m、共196根；土釘共布置七層、共280根；總工期為62天，總造價為2602641.30元。</p><p>　　本設計所選方案不僅在止水方面效果突出，而且大

10、大降低了工程造價及縮短了施工工期；對鄰近建筑物的沉降控制相對降水施工容易控制。技術上可行、經濟上合理且安全可靠的基坑支護方案。</p><p><b>　　關鍵詞</b></p><p>　　降水 鉆孔灌注樁 深層攪拌樁 錨桿 土釘墻 止水擋土帷幕 </p><p><b>　　目　　　錄</b>&l

11、t;/p><p>　　1. 工程概況1</p><p>　　1.1 建筑工程概況1</p><p>　　1.2 工程地質條件1</p><p>　　1.3 水文地質概況1</p><p>　　2. 方案論證2</p><p>　　2.1 初選方案2</p>&l

12、t;p>　　2.1.1 基坑平面尺寸與深度2</p><p>　　2.1.2 地質條件與地下水狀況2</p><p>　　2.1.3 鄰近建筑物的限制2</p><p>　　2.1.4 工程造價與經濟效益2</p><p>　　2.2 詳細論證初選方案3</p><p>　　2.2.1 方案一

13、3</p><p>　　2.2.2 方案二12</p><p>　　2.3 工程量計算23</p><p>　　2.3.1 方案一23</p><p>　　2.3.2 方案二24</p><p>　　2.4 工程概預算25</p><p>　　2.5 結論25</

14、p><p>　　3. 設計計算25</p><p>　　3.1 技術設計計算25</p><p>　　3.1.1 深層攪拌支護設計25</p><p>　　3.1.2 樁錨支護設計27</p><p>　　3.1.3 土釘支護設計33</p><p>　　3.1.4 明溝排水設

15、計37</p><p>　　3.2 工程量計算37</p><p>　　3.2.1 深層攪拌37</p><p>　　3.2.1 深層攪拌37</p><p>　　3.2.3 錨桿37</p><p>　　3.2.4 土釘墻38</p><p>　　3.3 程序設計38

16、</p><p>　　4. 質量監(jiān)測與檢測38</p><p>　　4.1 樁支護檢測38</p><p>　　4.1.1 施工期質量檢驗38</p><p>　　4.1.2 工程竣工后的質量檢驗39</p><p>　　4.2 土釘墻支護監(jiān)測39</p><p>　　4.2

17、.1 土釘抗拔力檢驗39</p><p>　　4.2.2 面層強度及厚度檢驗40</p><p>　　4.2.3 監(jiān)測40</p><p><b>　　5.　結論40</b></p><p><b>　　參考文獻41</b></p><p><b>

18、　　畢業(yè)論文42</b></p><p><b>　　外文翻譯47</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　近十多年來，我國高層建筑發(fā)展很快，地下空間的充分利用，促進了深基礎的發(fā)展，隨之而來產生了深基坑支護設計與施工問題，而基坑的深度值為關鍵，目前已經深達近三十米。深基坑

19、支護的設計與施工已經是當前高層建筑基礎工程的熱點與難點。已經發(fā)現(xiàn)有不少深基坑支護工程的失誤，導致經濟上的重大損失、建設工期的重大延誤。因此保證深基坑支護工程的安全可靠和經濟合理是當前迫切的課題。</p><p>　　本設計以畢業(yè)實習期間所收集到的《國家安全部行政管理局地下車庫支護工程地質勘查報告》為基礎，對此基坑支護工程進行方案論證及設計計算，最終優(yōu)選出一個方案。其目的是培養(yǎng)學生本人綜合運用所學的專業(yè)理論知識，理

20、論聯(lián)系實際，真題真做，獨立完成基坑工程的設計工作，實現(xiàn)專業(yè)能力的進一步綜合提高，為即將走向工作崗位奠定良好的專業(yè)基礎。</p><p>　　本設計主要針對降水技術及深層攪拌樁止水(擋土)技術與樁墻支護技術相結合進行基坑支護方案論證。論證中考慮到工程造價的因素，增選土釘墻支護方案。近年來、樁墻支護技術在北京得到了大力的發(fā)展，其施工技術也逐漸趨于成熟。該工法最早是由美國于1911年首先用巖石錨桿支護礦山巷道。經過近一

21、個世紀的發(fā)展，樁墻支護技術成樁設備、工藝得到了完善和提高，并得到了廣泛應用。深層攪拌法最早是由美國在第二次世界大戰(zhàn)后研制成功，稱之為就地攪拌樁。經過近50多年的發(fā)展，深層攪拌技術在施工工藝等方面得到了完善和提高，并得到了廣泛應用。主要用于止水工程及重力式擋土墻基坑支護工程。</p><p>　　目前，深基坑圍護的方法已有多種，如地下連續(xù)墻、SMW工法等，但是與這些工藝方法相比較，本設計所選用方案的特點是：設計與施

22、工密切結合，解決實習期間發(fā)現(xiàn)的實際工程存在的突出問題，將設計方案進一步合理化。 </p><p>　　此基坑支護工程具有工程量大、技術難度高、不可預見因素多等特點，其安全可靠性不僅影響基坑工程本身，而且往往會影響周邊環(huán)境。因此它要求我們對基坑工程有一個統(tǒng)一認識，運用基本理論，結合工程經驗處理好各個環(huán)節(jié)。由于本人水平有限、經驗局限、時間較緊，設計中難免有許多不妥之處，敬請各位老師、同仁批評指正。</p>

23、<p><b>　　1. 工程概況</b></p><p>　　1.1 建筑工程概況</p><p>　　擬建國家安全部行政管理局地下車庫基坑支護工程位于北京市朝陽區(qū)酒仙橋南十里居亮馬河南側60 m處。設計為兩層地下車庫，采用鋼筋混凝土框架結構、基礎形式為筏板基礎，無上部結構。車庫開挖深度11.4m，基坑長約108m、寬約88m，建筑面積約14551

24、m2，屬民用建筑。</p><p>　　擬建車庫所屬院內，一條寬約5 m的馬路環(huán)形于距基坑開挖線四周7～10m處。開挖軸線西側無鄰近建筑物，東側距軸線17 m處分布有11層辦公樓、南側、北側距軸線16 m處分布有3層辦公樓(詳見圖集A3-1)。 </p><p>　　1.2 工程地質條件</p><p>　　根據北京城鄉(xiāng)建設勘察院提供的《國家安全部

25、行政管理據地下車庫工程地質勘察報告》，擬建場地地形較平坦，地面標高為34.98m～35.27m之間。地下管線分布較多。地基土按沉積年代、成因類型分為人工堆積層和第四紀沉積層。</p><p>　　表層為人工堆積土層，層中分布有雜填土①1層，0.7～2.4m有粘質粉土填土層①2層；②層以粘質粉土、砂質粉土為主，層中有粉砂②1層、重粉質粘土、粉質粘土②2層，層厚約1.6～2.8m；③層為粉質粘土，土質較軟，結構較敏感

26、，層中夾有粘質粉土、砂質粉土③1層，細、粉砂③2層，層厚約2.1～3.6m；④層為細砂，厚度約為1.0～2.2m；⑤層為粉質粘土，層厚約5.1～7.5m；⑥層為粉質粘土，層中分布有粘質粉土、砂質粉土⑥1層、重粉質粘土⑥2層、砂質粉土⑥3層等夾層，厚度約為6.8～8.0m。(詳見圖集A3-5)</p><p>　　表1.1 各巖層物理力學指標統(tǒng)計表</p><p>　　1.3 水文地質概況

27、</p><p>　　根據工程勘察報告，本場區(qū)測得第一層地下水靜止水位32.68～34.47m，平均水位埋深3.50m，含水土層為粘質粉土②層；第二層地下水靜止水位28.04～30.13m，水位埋深5.28～5.40m，含水土層為細砂④層和細、粉砂③2層，本層水為承壓水。根據巖土工程勘察報告提供的資料表明，擬建地實測到三層地下水，其類型及埋深、標高如下表：</p><p>　　表1.2各巖

28、層水文地質概況統(tǒng)計表</p><p>　　地下水對混凝土無腐蝕性，對鋼筋以及鋼結構具有弱腐蝕性。</p><p><b>　　2. 方案論證</b></p><p><b>　　2.1 初選方案</b></p><p>　　2.1.1 基坑平面尺寸與深度</p><p>

29、;　　擬建車庫基坑開挖深11.4m、長約108m、寬約88m，面積為9504m2?；用娣e較大、開挖較深，故初步選用抗彎性、整體性較好的鉆孔排樁支護方法。</p><p>　　2.1.2 地質條件與地下水狀況</p><p>　　根據工程地質報告，場區(qū)地下以粉質粘土為主，土質較松軟；地下水狀況因受場區(qū)北側60m處亮馬河所影響，地下水量大。潛水層位于-4.7m和-9.3m處，均為粉質粘土層

30、。</p><p>　　故根據地質條件及地下水狀況在第一步選用的鉆孔排樁支護方法上細分出兩種方案：①降水采用井點降水將水位降至-12.5m，支護采用鉆孔灌注樁加錨桿支護方法；②距開挖線1～2m布置一圈深層攪拌樁、形成擋土擋水帷幕（無須降水），鉆孔灌注樁加錨桿支護方法（樁及錨桿布置少于方案①）。</p><p>　　2.1.3 鄰近建筑物的限制</p><p>　　基

31、坑西側無鄰近建筑物，東側、南側、北側距軸線17m處分布有辦公樓。軸線至鄰建物的水平距離H與基坑開挖深度L比較為L>1.5H，故樓重對基坑構成的影響可不計，但這三側基坑變形量不應對鄰近建筑物構成影響，故布樁及錨桿須謹慎。</p><p>　　2.1.4 工程造價與經濟效益</p><p>　　因基坑西側無鄰近建筑物，故方案①中西側可選用土釘墻支護方式，從而減少工程造價。方案②中因深層

32、攪拌樁的擋土效應，在后續(xù)論證中可減少樁及錨桿數量，從而減少工程造價。</p><p>　　綜上所述，考慮到選用方案的抗彎及整體性、防滲性、工程造價等方面，初步選用為：方案①東側、南側、北側鉆孔灌注樁加錨桿支護及西側土釘墻支護方案；方案②深層攪拌樁加樁錨支護方案。</p><p>　　2.2 詳細論證初選方案</p><p>　　2.2.1 方案一</p&g

33、t;<p><b>　　一. 降水設計</b></p><p>　　根據地質勘察報告，地下水平均靜止水位為3.50m，含水土層的滲透系數大于3m／d。擬開挖基坑為矩形，基坑長108m、寬88,基坑深11.4m，地下水位埋深-3.5m，含水層深度為14.7m。</p><p>　　綜合各類井點降水條件，考慮到工期限制故排除電滲井點降水方法，確定預先方案為噴

34、射井點和管井井點，由于滲透系數較大，而管井占用場地較小，故選用井點降水法降水，設計管井為完整井。取濾水管直徑D=400mm，填礫厚度取100mm，則井徑為D1=600mmm（400+100×2=600），井點距坑壁1.5m。降水后地下水位距坑底h=1m。</p><p>　　⑴ 計算S、R、r：水位降低值：S=11.4-3.5+1=8.9 m</p><p>　　抽水影響半徑：R

35、=10S×=10×8.9×=154.2 m</p><p>　　井半徑：r==300 mm ；</p><p><b>　　⑵ 涌水量計算</b></p><p>　　大井引用半徑：x0===55.9 m ；</p><p>　　抽水計算影響半徑：R0=R+X0=154.2+55.9=210

36、.1 m ； </p><p>　　涌水量：Q=1.366K=</p><p>　　=1246.2 m3/d ； </p><p>　?、?井管埋設深度計算</p><p>　　取沉砂管長L1=1 m，地下水降落坡度i=1：10,取降深水位以下過濾管長度為L=1.2 m，LS＝45m。則Hg=H1+h+i×Ls+L+L1=11

37、.6+1+×45+1+1.2=19.3 m；取Hg=20 m。 </p><p><b>　　⑷ 單井抽水量q</b></p><p>　　q==2.5×1×3×0.3×14.7=33.1 m2/d 。 </p><p>　　⑸ 井點數量計算：n≥8+1.15×=51.3；取n=54

38、 。</p><p><b>　?、?井點間距： </b></p><p><b>　　b＝＝7.4 m</b></p><p>　　⑺ 降水井立面圖請見附錄一。</p><p><b>　　二.樁錨支護設計</b></p><p><b>　

39、?、?深埋單錨式板樁</b></p><p>　?、?繪土壓力分布與相當梁彎矩圖</p><p>　　根據勘察報告對18m以內各土層力學指標進行加權平均計算得：γ0=18.4 KN/m3 ，φ0=21°，C0=23.7 kpa。由深埋單錨式板樁相當梁計算</p><p>　　方法對粘性土略去粘聚力而增加的內摩擦角</p><

40、p>　　φ,查表取φ＝32°,γ0=17 KN/m3,取q=20</p><p>　　KN/m3。根據設計要求取錨頭距地表Z＝3.5m。</p><p>　　計算主、被動土壓力系數得：</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　則b點主被動土壓力強度:</p><p&

41、gt;　　② 求t0：t0＝＝1.2 m</p><p><b>　?、矍驲a 、P0</b></p><p>　　取d點為相當梁支點，由∑Md=0有</p><p>　　Ra（H-Z+t0）－(+t0)－·=0,代入已知數據可得：</p><p>　　Ra=184.3 KN/m;</p><

42、;p>　　由∑Ma=0求P0：</p><p>　　P0（H-Z+t0）－·－·（+H-Z）=0，代入已知數據可得：</p><p>　　P0=187.2 KN/m</p><p>　?、?求Mmax作用點h1： =8.4 m</p><p>　　⑤ 求最大彎矩Mmax：=387.4 KN·m/m</

43、p><p>　　⑥求受被動土壓力段x：x==4.7 m</p><p>　　則入土深度t1=t0+x=1.2+4.7=5.9 m，</p><p>　　實際入土深度t=（1.1～1.2）t1=6.5～7.1 m，取t=6.6 m；需樁全長18 m。</p><p>　　對彎矩加以修正 ：M=0.74 Mmax=226.7 KN·m/m。

44、</p><p>　?、邔︺@孔灌注樁其抗彎計算的假定條件為圓形截面，則鋼筋混凝土鉆孔灌注樁的彎矩設計值M由下式表達： </p><p>　　αt =1.25－2α （當α＞0.625時αt=0）</p><p>　　為簡化計算，取1－2（α－1）2 =α（1－sin2πα/2πα），則得</p><p>　　針對本設計方案設鉆孔灌注樁φ

45、600mm，C25混凝土，配16φ20的鋼筋，下面求該樁能承受的彎矩設計值。</p><p>　　計算配筋率：ρ= 計算得：</p><p>　　ρmin=0.4%＜ρ==1.8%＜ρmax 故滿足配筋要求</p><p>　?、?查表得fcm=13.5 N/mm2, fy=210 N/mm2。鋼筋分布半徑應由樁半徑減去灌注樁混凝土保護層厚度（不小于5cm）和鋼筋

46、半徑，即rs=250 mm。</p><p>　?、?求樁與鋼筋截面積</p><p>　　A =π×3002 = 2.83×105 mm2</p><p>　　As = 16×π×102 =5.03×103 mm2</p><p>　　則： </p>&l

47、t;p><b>　?、?按公式：</b></p><p><b>　?。?.32</b></p><p>　　及αt =1.25－2α= 0.61</p><p>　　sinπα=0.84 ；sinπαt=0.94</p><p><b>　　ⅳ.</b></p&g

48、t;<p>　　≤×13.5×3003×0.843＋210×5030×250×</p><p>　　=487.7×106 N·mm=487.7 KN·m</p><p>　　取安全系數為2，則每根樁可承受248.6 KN·m的彎矩，由每延米上所承受最大彎矩為226.7KN

49、83;m。故灌注樁的樁間距S=＝=1.1m，取樁間距S=1.0 m。</p><p><b>　?、嗤翆渝^桿布置：</b></p><p>　　支錨力最大值為Ra=184.3 KN/m，應乘以安全系數1.35得錨桿所承受的水平力</p><p>　　Th／=1.35×184.3 = 227.4 KN/m（每延米）。</p>

50、;<p>　　土層錨桿頭部距地面3.5m，錨孔孔徑φ150mm，錨桿向下傾斜15°，已知護樁入土深度t=6.6m。設計采用兩樁一錨即錨桿的水平間距為b＝2.0m，則每根錨桿實際承受的水平力為：Th=bTh／=2.0×227.4 KN/m=454.8 KN</p><p>　?、?錨桿的承載能力Tu</p><p>　　錨桿的軸向拉力設計值為 Nt ==47

51、1.3 KN，</p><p>　　取錨桿抗拔安全系數K＝2，</p><p>　　則錨桿的極限抗拔力Tu =KNt=942.6 KN。</p><p>　　ⅱ.錨桿非錨固段長度L0</p><p>　　如下圖所示：錨固地層φ=32°, γ0=17 </p><p>　　KN/m3 ,設q=20KN/m2 。

52、</p><p>　　BE=(18-3.5)×tg(450-)= 8.0m</p><p>　　在△BEF中，根據正弦定理有:</p><p><b>　　= </b></p><p>　　則：BF=7.5× =6.8 m</p><p>　　由此非錨固段長度L0=7.0 m&

53、lt;/p><p>　?、?錨桿錨固段長度Le</p><p>　　初選錨固段長度Le／=15m，則上圖中o點為錨固段的中點有：</p><p>　　BO=BF+FO=7+7.5=14.5 m</p><p>　　h=3.5+ BO sin15°=7.4 m </p><p>　　τ= K0γhtgφ=1

54、5;17×7.4×tg32°=78.6 KN/m2</p><p>　　Le= ==26.3 m </p><p>　　再對原假定錨固段Le／=15m予以修正：</p><p>　　h=3.5+(7+)sin15°＝8.7 m，</p><p>　　τ=1×17×8.7×t

55、g32°=92.4 KN/m2<100～150 KN/m2，取τ=135 KN/m2，</p><p>　　Le==14.8 m 取Le=15m。 錨桿全長為22m。</p><p><b>　　ⅳ.拉桿材料選擇</b></p><p>　　錨桿軸向設計拉力值Nt=471.3 KN,采用7φ5鋼絞線（其橫截面面積為176m2，

56、抗拉強度標準值≥1860N/mm2），鎖定值為360KN。</p><p>　　則所需鋼筋截面積： A===253.3 mm2</p><p>　　由此選用2根7φ5鋼絞線做拉桿（2×176＝352 mm2>253.3 mm2）。</p><p>　?、?錨桿支撐腰梁的設計</p><p>　　按簡支梁錨桿腰梁的最大彎矩為拉桿

57、作用點處。其值為：</p><p>　　M===235.7 KN·m</p><p>　　取36a槽鋼的允許彎曲變形值=19 KN/cm2 ，則有</p><p>　　Wx ==1240.5 cm3</p><p>　　經查表，采用2根36a的槽鋼背靠背布置，間距25cm，其中[Wx]=660×2=1320 cm3 >

58、;Wx =1240.5 cm3，強度滿足要求。</p><p>　?、?深部破裂面穩(wěn)定性驗算</p><p>　　如圖所示將Eah與E1h皆看作是水平方向上的力，則有</p><p>　　G=(7.6+18)×1×14×17÷2=3046.4KN</p><p>　　Eah =［0.5×17&

59、#215;182×0.31＋20×18×0.31］×1 = 965.3 KN，</p><p>　　E1h=［0.5×17×7.62×0.31+20×7.6×0.31］×1 = 179.3 KN，</p><p><b>　　由式：Thmax=</b></p>

60、;<p>　　== 744.6 KN</p><p>　　Ks= ==1.64＞1.5 說明深部破裂面穩(wěn)定無問題</p><p>　　⑨ 基坑的穩(wěn)定性驗算</p><p><b>　　滑動力矩：</b></p><p>　　Ms =(rH+q)D2=×(17×11.4+20)

61、5;6.62</p><p>　　=4656.6 KN·m/m</p><p>　　對抗滑動力矩積分得：</p><p>　　基坑地面處墻體的極限抵彎矩Mh 為：</p><p>　　Mh=×146.9=49.0 KN·m/m</p><p>　　qf =rH+q=17×11.4

62、+20=219.8 KN/m2</p><p>　　Ka=tg2（450－）=0.31</p><p>　　=0.31×0.62［(×17×11.42+20×11.4)×6.6+×219.8×6.62＋×17×6.62］</p><p>　　+0.62×［×

63、219.8×6.62+4×17×6.63÷3］+5024.8+49.0</p><p>　　=12572.7 KN·m/m</p><p>　　因此抗隆起的安全系數公式為：Ks==2.7＞1.2；故基坑底土體穩(wěn)定。</p><p><b>　　三.土釘支護設計</b></p>&l

64、t;p>　　取坡上超載q＝20KN／m2；由地質勘查報告計算各層土的參數值如下表：</p><p>　　表2.1 各層土參數值</p><p>　?、?土釘基本參數的選取</p><p>　　放坡角度為73.30，即基坑邊坡放坡系數1：0.3；取D＝100 mm，傾角為100，土釘為7層呈梅花型布置；間距為Sx＝Sy=1.5 m，則每層布置55根土釘；土釘錨固

65、體直徑l00mm。</p><p>　　⑵ 計算每層土釘所受的土壓力：</p><p>　　由公式 計算出各層錨桿所受土壓力如下表：(此處詳細計算過程經運行計算機程序得出)</p><p>　　表2.2 每層土釘所受的土壓力</p><p>　?、?土釘抗拔力試驗值Tfi：</p><p>　　由試驗抗拔力公式 (式中

66、＝)計算錨體抗剪強度及試驗抗拔</p><p><b>　　力如下表：</b></p><p>　　表2.3 各層錨體抗剪強度及試驗抗拔力Tfi</p><p>　?、?錨體穩(wěn)定區(qū)長度Lbi及土釘總長LNi</p><p>　　危險滑動面內土釘長度La:</p><p>　　La＝0.3H=0.3

67、×11.4=3.3m</p><p>　　由錨體穩(wěn)定區(qū)長度公式</p><p>　　Lbi＝（式中K0取1.5）</p><p><b>　　錨桿總長</b></p><p>　　LNi＝La + Lbi</p><p>　　計算錨體穩(wěn)定區(qū)長度及土釘總長如下表：

68、圖2.5 簡化后的滑裂面圖 </p><p>　　表2.4 各層土釘長度統(tǒng)計表</p><p><b>　　⑸ 土釘抗拔力</b></p><p>　　由土釘抗拔力公式=(式中粘結強度－粉土取80、砂土取100KN/m2、雜&l

69、t;/p><p>　　填土取40 KN/m2)</p><p>　　表2.5 各層土釘抗拔力</p><p>　　⑹ 計算土釘鋼筋直徑</p><p>　　選取1φ20的一級鋼筋，其抗拉強度為＝210 N/mm2，</p><p>　　則由公式＝＝938.6mm2<Aφ20＝1256 mm2</p>&

70、lt;p>　　故滿足要求，選取土釘拉筋為1φ20。</p><p><b>　?、?噴錨面層</b></p><p>　　噴錨面層為φ6.5@200mm的鋼筋網和1φ14橫向壓筋。噴射混凝土面層厚度為100mm，噴射</p><p>　　混凝土等級為C20。</p><p>　?、?土釘內部穩(wěn)定性分析</p&

71、gt;<p>　　土釘抗拔力安全系數 </p><p>　　由土釘抗拔力安全系數公式 計算出每層拔力安全系數如下表：</p><p>　　表2.6 各層土釘抗拔力安全系數</p><p>　　計算結果>1.5 ，既滿足要求。</p><p>　?、?土釘外部穩(wěn)定性驗算</p><p><b

72、>　　抗滑動穩(wěn)定計算</b></p><p>　　土釘抗滑安全系數為式中：</p><p>　　墻后主動土壓力和483.5 KN</p><p>　　抗滑合力Ft＝＝(17.4×11.4×5.7+20×5.7)×0.62×1.5＝1157.5 KN</p><p>　　代入數

73、據得：＝2.4</p><p><b>　?、?抗傾覆穩(wěn)定計算</b></p><p>　　安全系數 ，式中：483.5</p><p><b>　　抗傾覆力矩＝</b></p><p>　?。?17.4×11.4×5.7+20×5.7)×2.85×

74、1.5＝5320.9 KN</p><p>　　傾覆力矩＝＝1837.3，代入數據得：安全系數 </p><p><b>　　四. 小結</b></p><p>　　經過參數的選取及計算得出：降水工程共54口井點、井徑為600mm、井深20m；樁錨支護工程中混凝土灌注樁共392根、樁徑為600mm、樁長18m、樁間距1.0m，錨桿長22m、孔徑

75、為150mm、間距為2.0m、共196根、腰梁選用36a槽鋼；土釘支護工程共布置七層土釘、水平及垂直間距均為1.5m、孔徑為100mm、錨噴面厚100mm、錨噴放坡比為1：0.3。</p><p>　　本方案的降水工程、樁錨支護工程及土釘墻支護工程經過反復的計算、比較后均通過相應</p><p>　　安全驗算。故方案一在技術上是可行的。</p><p>　　2.2.

76、2 方案二</p><p><b>　　深層攪拌支護設計</b></p><p>　　主要設計參數：選用425號硅酸鹽水泥；按要求水泥摻入比應大于7％，這里選14％；水灰比取0.5。</p><p>　?、?確定擋土墻寬度、擋土墻入土深度及樁長</p><p>　?、?假設按平面問題計算,則水泥土擋墻的墻寬取:B =1

77、.40 m</p><p>　?、?水泥土擋墻的樁入土深度為: h =2.6 m </p><p>　　③ 則初步選定深層攪拌樁樁長為: H = h+h1 = 2.6+11.4 =14m</p><p>　?、?對設計任務書給定參數取墻底以上各層土加權平均值如下表：</p><p>　　表2.7 各層土加權平均值（γ、、c）&

78、lt;/p><p><b>　?、?計算土壓力</b></p><p>　?、?墻后主動土壓力：</p><p>　　Ea =(γ0H2+qH)·tg2(45-)-2C0H·tg(45-)</p><p>　　=(×18.2×142 +20×14) ×0.49-2&

79、#215;29.1×14×0.7</p><p>　　= 440.8 KN/m</p><p>　?、?墻后被動土壓力為：</p><p>　　Ep =γ1h2·tg2(45+)+2 C1h·tg(45+)</p><p>　　= ×18.7×2.62 ×2.01+2

80、15;31.4×2.6×1.42 </p><p>　　=127.1+231.9＝359.0 KN/m</p><p>　?、?抗傾覆計算 </p><p>　　計算樁體自重: W=γBH=372.4 kN/m3</p><p>　　計算Zo: Zo =＝= 4.7 m</p><p>　　計算

81、抗傾覆系數:Ko ==</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=1.64＞1.5 故滿足抗傾覆要求。</p><p><b>　?、?抗滑移計算</b></p><p>　　重力式擋墻計算墻體沿底面滑動的安全系數,抗滑移系數: </p>

82、<p><b>　　KC ==</b></p><p>　　= 2.1 ＞ 1.3 故滿足抗滑移要求。</p><p><b>　?、?抗?jié)B計算</b></p><p>　　當地下水從基底以下土層向基坑內滲流時，若其動水坡度大于滲流出口處土顆粒的臨界動水坡度，將產生基底滲流失穩(wěn)現(xiàn)象。則需計算看深系數：</

83、p><p><b>　　K滲＝＝</b></p><p>　　＝1.61 ∈［1.5，3.0］ 故滿足抗?jié)B要求。</p><p><b>　?、?抗隆起計算</b></p><p>　　基坑隆起可使墻后土體及基底土體向基坑內移動，促使地面向上鼓起，出現(xiàn)塑性流動和涌土現(xiàn)象。故需計算抗隆起系數：</

84、p><p>　　承載力系數:Nq = tg2(45+)eX? tgφ1?=2.73 </p><p>　　Nc = (Nq-1)C1tgφ=19.5</p><p><b>　　Ks ==</b></p><p>　　=3.4 ＞ 1.2 故滿足抗?jié)B要求。</p><p>&

85、lt;b>　　二. 樁錨支護設計</b></p><p>　　由于采用深層攪拌法聯(lián)合支護,形成一道擋土擋水帷幕，深層攪拌樁與灌注樁間距為1.2m。本設計采用明溝排水降低深層攪拌樁帷幕內側水位。因深層攪拌樁起到擋土作用，可分擔30％的主動土壓力，故以下計算土壓力應取70％。</p><p><b>　?、?深埋單錨式板樁</b></p>

86、<p>　?、?繪土壓力分布與相當梁彎矩圖</p><p>　　根據勘察報告對18m以內各土層力學指標進行加權平均計算得：γ0=10.3 KN/m3 (浮容重)，φ0=22°，C0=23.7 kpa。由深埋單錨式板樁相當梁計算方法對粘性土略去粘聚力而增加的內摩擦角φ，查表取φ＝32°，γ0=17 KN/m3 ，查表取q=20 KN/m3。根據設計要求取錨頭距地表Z＝3.5m。計算主、

87、被動土壓力系數得：</p><p><b>　　；。</b></p><p>　　則b點主被動土壓力強度</p><p>　　② 求t0：t0＝＝1.2 m</p><p>　?、廴點為相當梁支點，則∑Md=0</p><p>　　Ra（H-Z+t0）－(+t0)－·=0, </

88、p><p>　　代入已知數據可得：Ra=123.7 KN/m </p><p>　　由∑Ma=0求P0：</p><p>　　P0（H-Z+t0）－·－·（+H-Z）=0， </p><p>　　代入已知數據可得：P0=122.5 KN/m</p><p>　?、?求Mmax作用點： =7.0 m<

89、;/p><p>　　⑤ 求最大彎矩Mmax：=156.6 KN·m/m</p><p>　?、耷笫鼙粍油翂毫Χ蝬：x==3.9 m</p><p>　　入土深度t1=t0+x=1.2+3.9=5.0 m</p><p>　　實際入土深度t=（1.1～1.2）t1=5.5～6.0 m，取t=5.6 m；需樁全長17 m。</p>

90、;<p>　　對彎矩加以修正 ： M=0.74 Mmax=115.4 KN·m/m。</p><p>　?、邔︺@孔灌注樁其抗彎計算的假定條件為圓形截面，則鋼筋混凝土鉆孔灌注樁的彎矩設計值M由下式表達： </p><p>　　針對本設計方案設鉆孔灌注樁φ600mm，C25混凝土，配16φ20的Ⅰ級熱軋鋼筋，下面求該樁能承受的彎矩設計值。</p><

91、p>　　計算配筋率：ρ= 計算得：</p><p>　　ρmin=0.4%＜ρ==1.8%＜ρmax 故滿足配筋要求</p><p>　　ⅰ.查表得fcm=13.5 N/mm2, fy=210 N/mm2。鋼筋分布半徑應由樁半徑減去灌注樁混凝土保護層厚度（不小于5cm）和鋼筋半徑，即rs=250 mm。</p><p>　?、?求樁與鋼筋截面積： A=π

92、×3002 = 2.83×105 mm2</p><p>　　As= 16×π×102 =5.03×103 mm2</p><p><b>　　則：</b></p><p>　?、?按公式：＝0.32</p><p>　　及αt =1.25－2α= 0.61</p&

93、gt;<p>　　sinπα=0.84 ；sinπαt=0.94</p><p><b>　?、?</b></p><p>　　≤2×13.5×3003×0.843/3＋210×5030×250×1.78/π</p><p>　　=487.7 KN·m</

94、p><p>　　取安全系數為2，則每根樁可承受248.6 KN·m的彎矩，由每延米上所承受最大彎矩為115.4KN·m。故灌注樁的樁間距S=＝=2.160m,取樁間距S=2.0 m。</p><p><b>　?、嗤翆渝^桿布置：</b></p><p>　　支錨力最大值為Ra=123.7 KN/m，應乘以安全系數1.35得錨桿所

95、承受的水平力：</p><p>　　Th／=1.35×123.7=159.9 KN/m（每延米）。</p><p>　　土層錨桿頭部距地面3.5m，錨孔孔徑φ150mm，錨桿向下傾斜15°,已知護樁入土深度t=5.6m。設計采用一樁一錨即錨桿的水平間距為b=2.0m，則每根錨桿實際承受的水平力為：</p><p>　　Th=bTh／=2×

96、;156.9KN/m=319.8 KN</p><p>　?、?錨桿的承載能力Tu</p><p>　　錨桿的軸向拉力設計值為 Nt ==331.0 KN</p><p>　　取錨桿抗拔安全系數K＝2,則錨桿的極限抗拔力Tu =KNt=662.0 KN</p><p>　　ⅱ.錨桿非錨固段長度L0</p><p>　　

97、如下圖所示：錨固地層φ=32°, γ0=17 KN/m3 ,設q=20KN/m2 </p><p>　　BE=(17-3.5)×tg(450-)= 7.4m</p><p>　　在△BEF中，根據正弦定理有: </p><p><b>　　=</b></p><p>　　BF=7.4× =

98、6.8 m</p><p>　　由此非錨固段長度L0=7.0 m</p><p>　　ⅲ.錨桿錨固段長度Le</p><p>　　初選錨固段長度Le／=14m，則上圖中</p><p>　　o點為錨固段的中點有：</p><p>　　BO=BF+FO=7.0+7.0=14.0 m</p><p>

99、;　　h=3.5+BOsin15°=7.1 m </p><p>　　τ= K0γhtgφ=1×17×7.1×tg32°=75.4 KN/m2</p><p>　　Le= ==18.6 m </p><p>　　再對原假定錨固段Le／=16m予以修正：</p><p>　　h=3.5+(7+)

100、sin15°＝7.7 m</p><p>　　τ=1×17×7.7×tg32°=81.8 KN/m2<100～150 KN/m2</p><p>　　取τ=130 KN/m2</p><p>　　Le ==12.7 m 取Le=13m</p><p><b>　?、?拉桿材料

101、選擇</b></p><p>　　錨桿軸向設計拉力值Nt=331.0 KN,采用7φ5鋼絞線（其橫截面面積為176m2，抗拉強度標準值≥1860N/mm2）。</p><p>　　則所需鋼筋截面積： A===179.7 mm2</p><p>　　由此選用2根7φ5鋼絞線做拉桿（2×176＝352 mm2>179.7 mm2）</p

102、><p>　　ⅴ.錨桿支撐腰梁的設計</p><p>　　按簡支梁錨桿腰梁的最大彎矩為拉桿作用點處其值為：</p><p>　　M==＝165.5 KN·m</p><p>　　取32b槽鋼的允許彎曲變形值=17 KN/cm2 ，則有</p><p>　　Wx ==973.5cm3</p><

103、p>　　經查表[Wx]=509×2=1018 cm3 > Wx=973.5 cm3，強度滿足要求。</p><p>　?、?深部破裂面穩(wěn)定性驗算</p><p>　　如圖所示 設δ=0，則Eah與E1h皆看作是水平方向上的力</p><p>　　G=(7.0+17)×2.0×13.0×17÷2=5320.

104、3 KN</p><p>　　Eah =［0.5×17×172×0.31＋20×17×0.31］×2.0</p><p>　　=1733.8 KN</p><p>　　E1h=［0.5×17×7.02×0.31+20×7.0×0.31］×2.0&l

105、t;/p><p><b>　　=345.0 KN</b></p><p><b>　　由式：Thmax=</b></p><p>　　== 899.7 KN</p><p>　　Ks= ==2.8＞1.5 </p><p>　　說明深部破裂面穩(wěn)定無問題</p>&

106、lt;p>　?、?基坑的穩(wěn)定性驗算</p><p>　　為了保證基坑底的穩(wěn)定性，本方案將以抗滑動</p><p>　　的力矩平衡條件保證基坑底的穩(wěn)定性。 </p><p>　　對抗滑動力矩積分得：</p><p>　　滑動力矩： Ms =(rH+q)D2=×(17×11.4+20)×

107、5.62=3352.4 KN·m/m</p><p>　　基坑地面處墻體的極限抵彎矩Mh=×146.9=49.0 KN·m/m</p><p>　　qf =rH+q=17×11.4+20=219.8 KN/m2</p><p>　　Ka=tg2（450－）=0.31</p><p>　　=0.31

108、15;0.62［(×17×11.42+20×11.4)×5.6+×219.8×5.62＋×17×5.62］</p><p>　　+0.62×［×219.8×5.62+4×17×］+5024.8+49.0</p><p>　　=7040.3 KN·m/m

109、</p><p>　　因此抗隆起的安全系數公式為：Ks==1.9＞1.2 故基坑底土體穩(wěn)定</p><p><b>　　三.土釘支護設計</b></p><p>　　取坡上超載q＝20KN／m2；由地質勘查報告計算各層土的參數值如下表：</p><p>　　表2.8 各層土參數值</p><p&g

110、t;　　⑴ 土釘基本參數的選取</p><p>　　放坡角度為73.30，即基坑邊坡放坡系數1：0.3；取D＝100 mm，傾角為100，土釘為7層呈梅花型布置；間距為Sx＝2.0 m、 Sy=1.5 m，則每層布置40根土釘；土釘錨固體直徑l00mm。</p><p>　?、?計算每層土釘所受的土壓力：</p><p>　　由公式 計算出各層錨桿所受土壓力如下表：

111、(此處詳細計算過程經運行計算機程序得出)</p><p>　　表2.9 每層土釘所受的土壓力</p><p>　?、?土釘抗拔力試驗值Tfi：</p><p>　　由試驗抗拔力公式 (式中＝)計算錨體抗剪強度及試驗抗拔</p><p><b>　　力如下表：</b></p><p>　　表2.10

112、 各層錨體抗剪強度及試驗抗拔力Tfi</p><p>　?、?錨體穩(wěn)定區(qū)長度Lbi及土釘總長LNi</p><p>　　危險滑動面內土釘長度La:</p><p>　　La＝0.3H=0.3×11.4=3.3m</p><p>　　由錨體穩(wěn)定區(qū)長度公式</p><p>　　Lbi＝（式中K0取1.5）<

113、/p><p><b>　　錨桿總長</b></p><p>　　LNi＝La + Lbi</p><p>　　計算錨體穩(wěn)定區(qū)長度及土釘總長如下表： 圖2.10 簡化后的滑裂面圖</p><p>　　表2.11 各層土釘長度統(tǒng)計表</p><p><b>　　⑸ 土釘抗

114、拔力</b></p><p>　　由土釘抗拔力公式=(式中粘結強度－粉土取80、砂土取100KN/m2，雜</p><p>　　填土取40 KN/m2)</p><p>　　表2.12 各層土釘抗拔力</p><p>　?、?計算土釘鋼筋直徑</p><p>　　選取1φ20的一級鋼筋，其抗拉強度為＝210

115、 N/mm2，</p><p>　　則由公式＝＝850mm2<Aφ20＝1256 mm2</p><p>　　故滿足要求，選取土釘拉筋為1φ20。</p><p><b>　?、?噴錨面層</b></p><p>　　噴錨面層為φ6.5@200mm的鋼筋網和1φ14橫向壓筋。噴射混凝土面層厚度為100mm，噴射&l

116、t;/p><p>　　混凝土等級為C20。</p><p>　　⑻ 土釘內部穩(wěn)定性分析</p><p>　?、?土釘抗拔力安全系數 </p><p>　　由土釘抗拔力安全系數公式 計算出每層拔力安全系數如下表：</p><p>　　表2.13 各層土釘抗拔力安全系數</p><p>　　計算結果

117、>1.5 ，既滿足要求。</p><p>　?、?土釘外部穩(wěn)定性驗算</p><p><b>　?、?抗滑動穩(wěn)定計算</b></p><p>　　土釘抗滑安全系數為式中：</p><p>　　墻后主動土壓力和484.2 KN</p><p>　　抗滑合力 Ft＝</p>

118、<p>　　＝(10.2×11.4×5.7+20×5.7)×0.62×2＝963.2 KN,</p><p>　　代入數據得：＝1.9</p><p><b>　?、?抗傾覆穩(wěn)定計算</b></p><p><b>　　安全系數 ，式中：</b></p&

119、gt;<p>　　抗傾覆力矩＝＝(10.2×11.4×5.7+20×5.7)×2.85×2＝4427.7 KN</p><p>　　傾覆力矩＝＝1839.9</p><p>　　代入數據得：安全系數 </p><p><b>　　四. 明溝排水設計</b></p>&

120、lt;p>　　本方案因深層攪拌樁墻形成了一道止水帷幕，深層攪拌樁墻在驗算中抗?jié)B透驗算滿足要求，因此在方案二種采用明溝排水的方法是坑內水位降低。</p><p>　　明溝排水采用分層開挖土方，在基礎輪廓線以外開挖排水溝和集水井。</p><p>　　⑴ 計算假設大井半徑</p><p><b>　?。?×＝49 m</b><

121、/p><p><b>　?、?計算涌水量Q</b></p><p>　　Q＝＝＝9814.1 m</p><p><b>　?、?計算水泵功率N</b></p><p>　　N＝＝＝16356.8 W＝16.4 kw</p><p><b>　　四. 小結</b&

122、gt;</p><p>　　經過參數的選取及計算得出：深層攪拌止水擋土工程共1024根、樁徑為800mm、樁長14m、搭接長度為200mm；樁錨支護工程中混凝土灌注樁共196根、樁徑為600mm、樁長17m、樁間距2.0m，錨桿長20m、孔徑為150mm、間距為2.0m、共196根、腰梁選用32b槽鋼；土釘支護工程共布置七層土釘、水平間距為2.0m、垂直間距為1.5m、孔徑為100mm、錨噴面厚100mm、錨噴放

123、坡比為1：0.3。</p><p>　　本方案的深層攪拌止水擋土工程、樁錨支護工程及土釘墻支護工程經過反復的計算、比較后均通過相應安全驗算。故方案二在技術上是可行的。</p><p>　　2.3 工程量計算</p><p>　　2.3.1 方案一</p><p><b>　　一.降水井</b></p>

124、<p>　　鉆進成孔： 54×18×3.14×0.32＝274.7 m3</p><p><b>　　二.護坡樁</b></p><p>　?、?成孔工程量：392×18×3.14×0.32＝1994.0 m3</p><p><b>　　⑵ 鋼筋用量</b

125、></p><p>　?、?主筋Φ20： 16×17.8×2.47×392×1.1＝303330.2kg＝303.3 t</p><p>　　② 加強筋Φ14：2×3.14×0.25×9×1.21×392×1.1＝7.4 t</p><p>　?、?箍筋Φ6.

126、5： 2×3.14×0.25×90×0.26×392×1.1＝15.8 t</p><p><b>　?、?連梁</b></p><p>　　① 混凝土：0.6×0.5×304＝91.2 m3</p><p>　?、?鋼 筋：主筋Φ20： 304×6&#

127、215;2.47×1.1＝4955.8 kg＝5.0 t</p><p>　　箍筋Φ6.5：(0.5+0.6)×2×0.26×1678×1.1=1.1t </p><p><b>　　三.錨桿</b></p><p>　?、?成 孔：196×22×3.14&#

128、215;0.0752＝83.1 m3</p><p>　　⑵ 鋼絞線：196×22×2.18 ×1.1＝11.3 t</p><p>　?、?腰梁（槽鋼36a）：108×2+88＝304 m</p><p><b>　　四.土釘墻</b></p><p>　?、?成 孔：

129、 (13+14+7+8+10+7+7)×55×3.14×0.052＝27.5 m3</p><p>　?、?錨噴面工作量：88×12＝1056 m2</p><p><b>　?、?鋼筋用量</b></p><p>　?、?主筋：Φ20 ： (13+14+7+8+10+7+7)×55

130、5;2.47＝8.64</p><p>　?、?水平壓筋Φ20 ：80×7×2.47×1.1＝1.5 t</p><p>　?、?鋼網Ф6.5： 88×12÷0.25×0.26×1.1×2＝2.2 t</p><p>　　2.3.2 方案二</p><p&