土木工程(巖土)畢業(yè)論文漯河市第二人民醫(yī)院C區(qū)病房樓基坑支護(hù)設(shè)計與施工

1、土木工程(巖土)畢業(yè)論文-漯河市第二人民醫(yī)院c區(qū)病房樓基坑支護(hù)設(shè)計與施工 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）漯河市第二人民醫(yī)院c區(qū)病房樓基坑支護(hù)設(shè)計與施工專業(yè)名稱：土木工程專業(yè)年級班級：巖土09-3班學(xué)生姓名：關(guān)朋真指導(dǎo)教師：秦莞臻河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院二?一三年六月十日河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 專業(yè)班級：學(xué)生姓名：一、題目：二、起止日期年 月 日 至年 月 日三、主要任務(wù)與要求指導(dǎo)教師： 職稱：院 領(lǐng) 導(dǎo)： 簽字（蓋章） 年月日河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱人評語題目： 評 閱 人： 職稱： 工作單位： 年月日河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）評定書題目：指導(dǎo)教師：職稱： 年月日河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)

2、計（論文）答辯許可證答辯前向畢業(yè)答辯委員會（小組）提交了如下資料：1、設(shè)計（論文）說明共頁2、圖紙共張3、指導(dǎo)教師意見共頁4、評閱人意見共頁經(jīng)審查，專業(yè)班 同學(xué)所提交的畢業(yè)設(shè)計（論文），符合學(xué)校本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）的相關(guān)規(guī)定，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書的要求，根據(jù)學(xué)校教學(xué)管理的有關(guān)規(guī)定，同意參加畢業(yè)設(shè)計答辯。指導(dǎo)教師： 簽字（蓋章） 年月日根據(jù)審查，準(zhǔn)予參加答辯。 答辯委員會主席（組長）簽字（蓋章）年月日河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會（小組）決議土木工程 學(xué)院 專業(yè) 班 同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計（論文）于 72013 年 06 月 日進(jìn)行了答辯。根據(jù)所提供的畢業(yè)設(shè)計（論文）材料、指導(dǎo)教師和評閱

3、人意見以及在答辯過程中學(xué)生回答問題的情況，畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會（小組）做出如下決議。一、畢業(yè)設(shè)計（論文）的總評語二、畢業(yè)設(shè)計（論文）的總成績：三、答辯組組長簽名：答辯組成員簽名：答辯委員會主席： 簽字（蓋章） 年 月 摘 要漯河市第二人民醫(yī)院c區(qū)病房樓位于漯河市交通路201號。場地呈長方形，長72m，寬31m，地上建筑面積24183.96m2，地下室總建筑面積1742 m2，是一幢16層大樓，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下1層，基坑開挖深度為6m。本文先介紹了工程地質(zhì)及周邊環(huán)境情況，結(jié)合工程概況及其周邊環(huán)境情況，參照現(xiàn)有基坑支護(hù)設(shè)計理論，本次設(shè)計采用了鉆孔灌注樁加錨桿的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計是根據(jù)

4、國家現(xiàn)行建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程，在給定地質(zhì)勘察報告的條件下，進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計，主要目的是掌握基坑支護(hù)設(shè)計的方法。在土壓力計算過程中，運用了朗肯土壓力理論；在內(nèi)力計算過程中，運用了等值梁法；在配筋計算過程中，參照了混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。計算過程中除了以國家現(xiàn)行建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程為依據(jù)外，還參考以往的工程實例，加強(qiáng)理論與實踐的結(jié)合。本次設(shè)計的主要指導(dǎo)原則是如何保證基坑的安全可靠、方便施工，并達(dá)到經(jīng)濟(jì)的效果。通過本篇論文，直觀的說明了鉆孔灌注樁加錨桿支護(hù)設(shè)計所需的參數(shù)。關(guān)鍵詞：基坑支護(hù)；朗肯土壓力理論；等值梁法；鉆孔灌注樁；錨桿。abstractthe luohe second peoples hos

5、pital c area hospital ward building is located in luohe transportation road 201st. the site is a rectangle, length 72m, width 31m, the area of ground floor is 24183.96 square meters, the basement total floor is 1742 square meters in area, it is a 16-storey building, frame - shear wall structure, the

6、 actual structure excavation depth of the basement is 6m. this article first introduces engineering geology and the surrounding environment, combined with the project general situation and its surrounding environment situation, refers to the existing pit-retaining structure design theory, this desig

7、n uses the bored pile to add the pit-retaining structure of anchor rod.this design is according to national present construction pit-retaining structure technical schedule, under assigning condition of geological prospecting report, carries on the pit-retaining structure designs, the main purpose is

8、 to master the design method of pit-retaining structure. in the process of earth pressure calculation using the rankine earth pressure theory; in the process of internal force calculation with the use of the equivalent beam method; in the process of reinforcement calculation, with reference to the c

9、oncrete structure design code. the calculation process not only take the current national building foundation pit engineering as the basis, but also refer to the previous projects, strengthen the combination of theory and practice. the main principle of this design is how to ensure the safety and re

10、liability of foundation pit, convenient construction, and achieves the economic effect. through this paper, it has the intuitive description of the foundation pit support design of various parameters.keywords: retaining and protection for excavations; rankine earth pressure theory; bored caisson pil

11、e; equivalent beam method; anchor.目 錄第一章 緒 論1第二章 工程概況3第三章 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況43.1 工程地質(zhì)情況43.2 水文地質(zhì)情況6第四章 支護(hù)結(jié)構(gòu)方案選擇74.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)選型的因素74.2 基坑支護(hù)方案的初選74.3 基坑支護(hù)方案的確定8第五章 基坑支護(hù)設(shè)計計算105.1 基坑支護(hù)設(shè)計要求105.2 基坑支護(hù)設(shè)計原則與安全等級105.3 參數(shù)的初選115.4 基坑支護(hù)設(shè)計的主要內(nèi)容125.5 排樁設(shè)計計算125.5.1 土壓力計算簡介135.5.2 水平荷載計算145.5.3 水平抗力計算165.5.4 支點力計算185.5.5 嵌固深度

12、計算205.5.6 樁身最大彎矩的計算215.6 灌注樁結(jié)構(gòu)設(shè)計225.6.1 樁受力鋼筋計算225.6.2 樁箍筋計算235.6.3 樁配筋驗算245.6.4 冠梁設(shè)計計算255.7 錨桿設(shè)計計算255.7.1 錨桿簡介255.7.2錨桿設(shè)計主要內(nèi)容265.7.3 錨桿設(shè)計計算275.7.4 錨桿配筋計算315.7.5 腰梁設(shè)計計算31第六章 穩(wěn)定性驗算336.1 嵌固深度穩(wěn)定性驗算336.2 抗隆起穩(wěn)定性驗算356.3 整體穩(wěn)定性驗算366.4 錨桿承載力驗算40第七章 施工組織設(shè)計437.1 施工組織設(shè)計編寫依據(jù)437.2 施工準(zhǔn)備437.2.1 現(xiàn)場準(zhǔn)備437.2.2 材料準(zhǔn)備437.

13、2.3 施工機(jī)械設(shè)備447.2.4 勞動力計劃447.2.5 施工用電和施工用水457.2.6 施工平面布置457.3 排樁施工457.3.1 施工工藝流程467.3.2 鋼筋籠制作與吊放467.3.3 成孔477.3.4 灌注混凝土477.4 錨桿施工517.4.1 施工工藝517.4.2 施工準(zhǔn)備517.4.3 施工方法517.4.4 質(zhì)量保證措施527.5 土方工程537.5.1 機(jī)械選擇537.5.2 施工方法537.6 安全與環(huán)保要求和措施547.6.1 安全要求和措施547.6.2 環(huán)保要求和措施547.7 工程監(jiān)測與信息施工55第八章 結(jié) 論58參考文獻(xiàn)60致 謝61第一章 緒

14、論畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)實現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段、是深化、拓寬、綜合教學(xué)的重要過程，是對大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識的全面總結(jié)。通過畢業(yè)設(shè)計可以將以前學(xué)過的知識重溫回顧，對疑難知識再學(xué)習(xí)，對提高個人的綜合知識結(jié)構(gòu)有著重要的作用。通過畢業(yè)設(shè)計使我在資料查找、設(shè)計安排、分析計算、繪制施工圖、口頭表達(dá)等各個方面得到綜合訓(xùn)練具備從事相關(guān)工作的基本技術(shù)素質(zhì)和技能。隨著高層建筑的不斷增加，市政建設(shè)的大力發(fā)展和地下空間的開發(fā)利用，產(chǎn)生了大量的深基坑支護(hù)設(shè)計與施工問題，并使之成為當(dāng)前基礎(chǔ)工程的熱點與難點。基坑支護(hù)是指為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保

15、護(hù)措施。基坑支護(hù)設(shè)計應(yīng)根據(jù)場地的工程地質(zhì)條件，結(jié)合周邊環(huán)境情況，綜合考慮施工條件，按照適用性、安全性及經(jīng)濟(jì)性原則進(jìn)行?；又ёo(hù)設(shè)計理論的發(fā)展隨著基坑支護(hù)工程實踐的進(jìn)展而提高，初期的設(shè)計理論主要基于擋土墻設(shè)計理論。對于懸臂樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)朗肯土壓力計算方法確定墻土之間的土壓力，也就是支護(hù)結(jié)構(gòu)上作用荷載及反作用力按主動土壓力與被動土壓力分布考慮，以此按靜力方法計算出擋土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。對于支點結(jié)構(gòu)，則按等值梁法計算支點力及結(jié)構(gòu)內(nèi)力。由于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與一般擋土墻受力機(jī)理的不同，按經(jīng)典方法（極限平衡法或等值梁法）計算結(jié)果與支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力實測結(jié)果相比，在大部分情況下偏大。這是由于經(jīng)典方法計算支護(hù)結(jié)構(gòu)與實測不盡

16、相符的事實，二則由于基坑周邊環(huán)境（建筑物，地下管線，道路等）基坑內(nèi)基礎(chǔ)線對支護(hù)結(jié)構(gòu)更為嚴(yán)格要求，需要對支護(hù)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行一定精度的預(yù)估，而經(jīng)典方法則難以計算出支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。古典理論已不適宜指導(dǎo)深基坑支護(hù)的發(fā)展。在總結(jié)實踐的基礎(chǔ)上，將會逐步完善理論以指導(dǎo)設(shè)計計算?；庸こ淌桥c眾多學(xué)科知識相關(guān)的，是一個系統(tǒng)的工程問題，具有結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、地基基礎(chǔ)、地基處理、原位測試等多種學(xué)科知識，同時具有豐富的施工經(jīng)驗，并結(jié)合擬建場地的土質(zhì)和周圍環(huán)境情況，才能制定出因地制宜的支護(hù)結(jié)構(gòu)方案和施工方法。它與場地工程勘察、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工開挖、基坑穩(wěn)定、降水、施工管理、現(xiàn)場監(jiān)測、相鄰場地施工相互影響等密切相關(guān)?；?/p>

17、設(shè)計與施工涉及地質(zhì)條件、巖土性質(zhì)、場地環(huán)境、工程要求、氣候變化、地下水動態(tài)、施工程序和方法等許多相關(guān)的復(fù)雜問題，是理論上尚待完善、成熟和發(fā)展的綜合技術(shù)學(xué)科。如何根據(jù)場地工程性質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境條件制定合理的設(shè)計方案，如何在保證穩(wěn)定性的前提條件下，設(shè)計最經(jīng)濟(jì)的方案，也是基坑比較重要的問題。因此在基坑工程設(shè)計與施工中，需要嚴(yán)謹(jǐn)、周密的分析與計算。本次畢業(yè)設(shè)計是漯河市第二人民醫(yī)院c區(qū)病房樓基坑支護(hù)設(shè)計與施工，漯河市第二人民醫(yī)院c區(qū)病房樓基坑呈長方形，長72m，寬31m，地上建筑面積24183.96 m2，地下室總建筑面積1742 m2，是一幢16層大樓，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下1層，基坑開挖深度為6m。

18、本次基坑支護(hù)設(shè)計的主要內(nèi)容有：支護(hù)結(jié)構(gòu)類型的選擇、基坑土壓力計算、樁的嵌固深度計算、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計、冠梁結(jié)構(gòu)設(shè)計、錨桿長度的確定、錨桿結(jié)構(gòu)設(shè)計、腰梁結(jié)構(gòu)設(shè)計、抗隆起穩(wěn)定性驗算、抗傾覆穩(wěn)定性驗算、基坑整體穩(wěn)定性驗算、錨桿承載力驗算、基坑工程施工組織設(shè)計等諸多內(nèi)容。本次基坑支護(hù)設(shè)計的目的是詳細(xì)學(xué)習(xí)和了解與巖土工程相關(guān)的知識，鞏固以前學(xué)習(xí)過的（深基坑支護(hù)、基礎(chǔ)工程、地基處理、土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)等）知識，并按照現(xiàn)行規(guī)范，將自己所學(xué)的多課知識綜合運用起來，參考以往工程實例，加強(qiáng)理論與實踐的相結(jié)合，通過對實際情況的分析把它運用到生產(chǎn)實踐中去，使自己掌握基坑支護(hù)設(shè)計、施工的理論與方法。在這次設(shè)計中，自己通過查

19、閱資料，不僅開闊了自己的視野，還增強(qiáng)了自己的專業(yè)知識，另外還養(yǎng)成了查閱資料的良好習(xí)慣以及自己獨立解決問題的能力。第二章 工程概況漯河市第二人民醫(yī)院c區(qū)病房樓位于漯河市交通路201號。場地呈長方形，長72m，寬31m，地上建筑面積24183.96 m2，地下室總建筑面積1742 m2，是一幢16層大樓，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下1層，基坑開挖深度為6m。基坑北側(cè)與受降路相臨，距道路只有8m，且地下3m處有地下水管，道路寬10m左右，且有公共汽車停放和眾多行人；南側(cè)與b區(qū)門診樓（同期工程）相臨，相距14m；西側(cè)為漯河市文化宮，漯河市文化宮地上6層地下1層，距離大約12m；東側(cè)為交通路，地下有電纜管道，相

20、對來說，此路的人流量及車流量不及北側(cè)的受降路，且有地下管道，距基坑大約10m。如圖2.1基坑平面圖所示。圖 2.1 基坑平面圖第三章 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況3.1 工程地質(zhì)情況根據(jù)漯河勘察設(shè)計有限公司提供的場地巖土工程勘察報告，場區(qū)內(nèi)與基坑支護(hù)相關(guān)的地層自上而下可劃分為：第1層，雜填土：雜色，稍密，濕，主要以碎磚塊等建筑垃圾組成，本層在整個場地均有分布，層厚0.602.80m，層底標(biāo)高56.5359.11m。第2層，素填土：深褐色，可塑硬塑，主要回填物為粉質(zhì)粘土，局部為粉土，含少量小磚塊及炭屑，本層在整個場地均有分布，層厚1.203.60m，層底標(biāo)高53.7056.86m。第3層，粉土：黃褐色

21、，濕，中密密實，無光澤，搖震反映中等，韌性低，干強(qiáng)度低。厚度2.003.00m，層底標(biāo)高53.3354.46m。第4層，粉土：灰色，濕，中密密實，無光澤，搖震反映中等，韌性低，干強(qiáng)度低，含較多青磚，瓦片。層厚0.802.50m，層底標(biāo)高51.8353.03m。第5層，粉質(zhì)粘土：灰褐色，軟塑可塑，含青磚，瓦片及有機(jī)質(zhì)，局部夾粉土薄層。稍有光澤，無搖震反應(yīng)，韌性中等，干強(qiáng)度中等。層厚2.704.90m，層底標(biāo)高48.1349.31m。第6層，粉質(zhì)粘土：褐黃色，可塑硬塑，含砂粒及鈣質(zhì)結(jié)核。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，干強(qiáng)度中等。層厚0.601.50m，層底標(biāo)高47.3048.33m。第7層，中砂

22、：褐紅色，中密，濕，主要礦物成分為長石，石英，含少量小礫石，局部為細(xì)砂。層厚0.803.10m，層底標(biāo)高44.9647.53m。第71層，粉質(zhì)粘土：褐黃色，硬塑，含砂粒及鈣質(zhì)結(jié)核。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，干強(qiáng)度中等。層厚1.902.20m，層底標(biāo)高44.8445.63m。第8層，粉質(zhì)粘土：紅褐色，硬塑堅塑，含氧化鐵及鈣質(zhì)結(jié)核。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，港強(qiáng)度中等。層厚3.35.4m，層底標(biāo)高40.1042.33m。第81層，細(xì)砂：黃褐色，稍密，濕，主要礦物成分為長石，石英。層厚1.80m，層底標(biāo)高40.53m。 第9層，粉質(zhì)粘土：紅褐色，硬塑堅硬，含氧化鐵及砂粒。稍有光澤，無搖震

23、反映，韌性中等，港強(qiáng)度中等。揭露最大厚度4.4m，層底標(biāo)高36.1039.70m。第10層，卵石：黃褐色，紅褐色，稍密，濕，主要巖性為長石，石英，砂巖，約占總質(zhì)量的5560 ，一般粒徑2050mm，最大粒徑約150mm，局部見漂石，磨圓度較好，主要以粘性土及粗砂填充，層厚25.6025.80m，層底標(biāo)高11.53m。第101層，粉質(zhì)粘土：紅褐色，堅硬，含砂粒。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，干強(qiáng)度中等。厚度0.501.80m，層底標(biāo)高25.0329.34m。第11層，粘土夾粉質(zhì)粘土：棕褐色，堅硬，含氧化鐵，砂粒及鈣質(zhì)結(jié)核，上部為粉質(zhì)粘土。有光澤，無搖震反映，韌性高，干強(qiáng)度高。本次勘查未揭穿本層

24、，揭露最大厚度12.20m。表 3.1 土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)土層編號土層名稱粘聚力ckpa內(nèi)摩擦角重度kn/m3孔隙比e液性指數(shù)qskpa1雜填土（雜色）6.510.018.0_2素填土（深褐色）7.9012.919.00.750.13903粉土（黃褐色）15.911.719.20.7580.211004粉土（灰色）12.013.419.20.8120.34905粉質(zhì)黏土（灰褐色）16.512.219.40.7780.35100表 3.2 地層巖土性質(zhì)特征一覽表地層序號巖性顏色濕度稠度密度壓縮性mpa-11雜填土雜濕稍密_2素填土深褐濕可塑硬塑03853粉土黃褐濕中密密實0.3994粉土灰色濕

25、中密密實0.3515粉質(zhì)粘土灰褐濕軟塑可塑0.3633.2 水文地質(zhì)情況場地在勘查期間，實測混合穩(wěn)定地下水位埋深為15.716.7m，近35年地下水位埋深為15.00m，為微承壓水。第四章 支護(hù)結(jié)構(gòu)方案選擇4.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)選型的因素 （1）基坑深度。（2）基坑地下土的性質(zhì)及地下水條件。（3）基坑周邊環(huán)境對基坑變形的承受能力及支護(hù)結(jié)構(gòu)一旦失效可能產(chǎn)生的后果。（4）主體地下結(jié)構(gòu)及其基礎(chǔ)形式、基坑平面尺寸及形狀。（5）支護(hù)結(jié)構(gòu)施工工藝的可行性、（6）施工場地條件及施工季節(jié)。（7）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、環(huán)保性能和施工工期。4.2 基坑支護(hù)方案的初選本基坑充分考慮到該工程周邊環(huán)境復(fù)雜，場地較小，基坑開挖深度6.0m

26、，因此，基坑支護(hù)的重點主要控制基坑變形，以保證領(lǐng)近建筑物的安全。根據(jù)現(xiàn)場勘察報告和工程地質(zhì)、水文情況，擬采用的支護(hù)方案有：放坡開挖、懸臂樁支護(hù)、單支點排樁支護(hù)、土釘墻支護(hù)、重力式水泥土墻。（1）放坡開挖放坡開挖是最簡單的基坑支護(hù)方式之一。當(dāng)?shù)鼗列暂^好，基坑開挖深度不大，場地開闊，滿足放坡尺寸要求，施工場地條件允許時可采用，其支護(hù)費用較低。為防止邊坡的巖石風(fēng)化剝落及降雨沖刷，可對放坡開挖的坡面實行保護(hù)，為了防止周圍雨水入滲和沿坡面流入基坑，可在基坑周圍地面設(shè)排水溝、擋水堤等，也可在周圍地面抹砂漿。（2）懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)依靠足夠的入土深度和結(jié)構(gòu)的抗彎能力來維持整體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全。懸臂

27、結(jié)構(gòu)所受土壓力分布是開挖深度的一次函數(shù)，其剪力是深度的二次函數(shù)，彎矩是深度的三次函數(shù)，水平位移是深度的五次函數(shù)。懸臂式結(jié)構(gòu)對開挖深度很敏感，容易產(chǎn)生較大變形，對相臨的建筑物產(chǎn)生不良的影響。懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)適用于土質(zhì)較好、開挖深度較淺的基坑工程，缺點是支護(hù)樁頂水平位移較大。（3）土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的機(jī)理可理解為通過在基坑邊坡中設(shè)置土釘，形成加筋土重力式擋墻，起到擋土作用。土釘墻圍護(hù)適用于地下水位以上或者人工降水后的粘性土、粉土、雜填土及非松散砂土、卵石土等；不適用于淤泥質(zhì)及未經(jīng)降水處理地下水以下的土層地基中基坑圍護(hù)。土釘墻圍護(hù)基坑深度一般不超過18m，使用期限不超過18月。（4）重力式水

28、泥土墻重力式水泥土墻造價昂貴，自重小，擋土墻厚度大，整體性和穩(wěn)定性好；缺點擋墻占地面積大，不適宜場地狹小的工程，其強(qiáng)度受土層含水量和有機(jī)質(zhì)含量影響大。該工程基坑位于地下水位以上，可能導(dǎo)致水泥土樁強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計值。（5）單支點錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)在單支點錨桿支護(hù)體系下，錨桿和支護(hù)體系以及周圍土體是共同工作，彼此協(xié)調(diào)的。根據(jù)本文采用的支護(hù)樁結(jié)構(gòu)計算模型的分析，發(fā)現(xiàn)錨桿對支護(hù)結(jié)構(gòu)有明顯的約束作用。加入預(yù)應(yīng)力后，樁體的變形和內(nèi)力都發(fā)生了明顯的變化，受力變得均勻，最大彎矩變小，且樁身最大彎矩點向上移動，從而可使支護(hù)構(gòu)件截面減小，配筋量減小，既保證了支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全又節(jié)約了資金。4.3 基坑支護(hù)方案的確定根據(jù)建設(shè)單

29、位對基坑支護(hù)工程的具體要求，以及基坑的周邊環(huán)境、土層條件、地下水條件以及基坑開挖深度的綜合考慮，為盡可能避免基坑開挖對周圍建筑物、道路的影響，本著“安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)可行，方便施工”的原則，并且具有整體性好、水平位移小，同時便于基坑開挖及后續(xù)施工的可靠支護(hù)措施。由于該建筑16層，地下室與上部結(jié)構(gòu)構(gòu)成整體，基坑面積相對較小，但是周邊環(huán)境相對較復(fù)雜，要求嚴(yán)格進(jìn)行支護(hù)設(shè)計和組織施工，以保證基坑的安全。由于基坑四周有建筑物又有道路，且距離相對較近，不滿足放坡條件；重力式水泥土墻造價比較昂貴且施工工期慢，施工過程中還須有泥漿處理，本工程不宜采用；有勘察報告知此基坑下土質(zhì)相對較弱，土釘墻不適用于土質(zhì)

30、較弱的基坑，這是由于土質(zhì)較弱時，土釘墻容易失穩(wěn)，因此，此工程也不宜采用土釘墻進(jìn)行支護(hù)設(shè)計。通過以上分析比較，基坑四周采用單排鉆孔灌注樁作為支護(hù)體系。關(guān)于支撐體系，如果采用內(nèi)支撐的話，則工程量太大，極不經(jīng)濟(jì)，同時，如果支撐拆除考慮在內(nèi)的話，工期過長，且拆除過程中難以保持原力系的平衡。根據(jù)場地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，最后決定基坑四周采用單排鉆孔灌注樁加單層錨桿相結(jié)合的樁錨式支護(hù)方案。第五章 基坑支護(hù)設(shè)計計算5.1 基坑支護(hù)設(shè)計要求基坑支護(hù)的設(shè)計要求：基坑支護(hù)作為一個結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)滿足穩(wěn)定性和變形性的要求，即通常規(guī)范所說的兩種極限狀態(tài)的要求，承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。所謂承載能力極限狀態(tài)，

31、對基坑支護(hù)來說就是支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、傾倒、滑動或周邊環(huán)境的破壞，出現(xiàn)較大范圍的失穩(wěn)。一般的設(shè)計要求是不允許支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)這種極限狀態(tài)的。而正常使用極限狀態(tài)則是指支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形或是由于開挖引起周邊土體產(chǎn)生的變形過大，影響正常使用，但未造成結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。因此，基坑支護(hù)設(shè)計相對于承載力極限狀態(tài)要有足夠的安全系數(shù)，不致使支護(hù)產(chǎn)生失穩(wěn)，而在保證不出現(xiàn)失穩(wěn)的條件下，還要控制位移量，不致影響周邊建筑物的安全使用。因而，作為設(shè)計的計算理論，不但要能計算支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題，還應(yīng)計算其變形，并根據(jù)周邊環(huán)境條件，控制變形在一定的范圍內(nèi)。一般的支護(hù)結(jié)構(gòu)位移控制以水平位移為主，主要是水平位移較直觀，易于監(jiān)測。水平位移控制與周邊

32、環(huán)境的要求有關(guān)，這就是通常規(guī)范中所謂的基坑安全等級的劃分。一般較剛性的支護(hù)結(jié)構(gòu)，如鋼板樁、擋土樁、連續(xù)墻加內(nèi)支撐體系，其位移較小，可控制在30mm之內(nèi)，對于土釘支護(hù)，地質(zhì)條件較好，且采用超前支護(hù)、預(yù)應(yīng)力錨桿等加強(qiáng)措施后可控制較小位移外，一般會大于30mm?；又ёo(hù)是一種特殊的結(jié)構(gòu)方式，具有很多的功能。不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)適應(yīng)于不同的水文地質(zhì)條件，因此，要根據(jù)具體問題，具體分析，從而選擇經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)。5.2 基坑支護(hù)設(shè)計原則與安全等級基坑支護(hù)設(shè)計原則如下所示：首先，安全可靠：滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)本身強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及變形性的要求，確保周圍環(huán)境的安全。其次，經(jīng)濟(jì)合理性：在支護(hù)結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下，要從工期、材料、設(shè)

33、備、人工以及環(huán)境保護(hù)等方面綜合確定具有明顯技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的方案。第三，施工便利并保證工期：在安全可靠經(jīng)濟(jì)合理的原則下，最大限度的使施工方便（如合理的支撐布置，便于挖土施工），縮短工期。另外，為進(jìn)一步保證施工安全，盡早發(fā)現(xiàn)施工隱患以便及時處理，設(shè)計應(yīng)考慮方便信息化施工，便于基坑監(jiān)測和變形控制，避免重大事故發(fā)生?；觽?cè)壁安全等級重要系數(shù)如表5.1所示。表 5.1 側(cè)壁安全等級及重要性系數(shù)安全等級破壞后果重要性系數(shù)一級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)影響很嚴(yán)重1.10二級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)影響很一般1.00三級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)影響

34、很不重0.905.3 參數(shù)的初選（1）根據(jù)漯河勘察設(shè)計有限公司提交的巖土工程勘察告，并參考相關(guān)規(guī)范，擬取各層土體的物理力學(xué)參數(shù)，具體參數(shù)如表5.2所示：表 5.2 土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)土層編號土層名稱粘聚力ckpa內(nèi)摩擦角重度kn/m3孔隙比e液性指數(shù)qskpa1雜填土（雜色）6.510.018.0_2素填土（深褐色）7.912.919.00.750.13903粉土（黃褐色）15.911.719.20.7580.211004粉土（灰色）12.013.419.20.8120.34905粉質(zhì)黏土（灰褐色）16.512.219.40.7780.35100（2）地面超載取20kpa；（3）根據(jù)建筑基坑

35、支護(hù)技術(shù)規(guī)程（gb120-2012），基坑重要性系數(shù)1.00（安全等級二級）。5.4 基坑支護(hù)設(shè)計的主要內(nèi)容基坑支護(hù)設(shè)計的內(nèi)容包括土壓力計算、彎矩零點位置、嵌固深度的計算、樁身最大彎矩、樁配筋計算、冠梁設(shè)計、錨桿長度計算、錨桿配筋計算、腰梁設(shè)計。根據(jù)所配置的支護(hù)參數(shù)，進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定性驗算、抗隆起穩(wěn)定性驗算、基坑整體穩(wěn)定性驗算和錨桿承載力驗算。當(dāng)驗算后的支護(hù)參數(shù)不符合要求時，應(yīng)重新設(shè)置支護(hù)參數(shù)，直至安全、可靠為止。5.5 排樁設(shè)計計算地質(zhì)資料的土層參數(shù)如圖5.1所示：圖 5.1 地質(zhì)質(zhì)料圖層參數(shù)5.5.1 土壓力計算簡介根據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（jgj 120-2012）規(guī)定：土壓力計算用以下公

36、式進(jìn)行計算。（1）對于地下水位以上或水土合算的土層 5-15-2 5-3 5-4式中：pak支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)，第i層土中計算點的主動土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值kpa；當(dāng) pak 0時，應(yīng)取pak0；ak、pk分別為支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)、內(nèi)側(cè)計算點的土中豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值kpa，按本規(guī)程第（2）中的規(guī)定計算；ka，i、kp，i分別為第i 層土的主動土壓力系數(shù)、被動土壓力系數(shù)；ci、i第i層土的粘聚力kpa、內(nèi)摩擦角。ppk支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，第i層土中計算點的被動土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值kpa。（2）土中豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值（ak、pk）應(yīng)按下式計算： 5-5 5-6式中：ac支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)計算點，由土的自重產(chǎn)生的豎向總應(yīng)力（kpa）；pc支

37、護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)計算點，由土的自重產(chǎn)生的豎向總應(yīng)力（kpa）；k，j支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)第j個附加荷載作用下計算點的土中附加豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值kpa，應(yīng)根據(jù)附加荷載類型，按本規(guī)程第（3）中計算。（3）均布附加荷載作用下的土中附加豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式計算5-7式中： q0均布附加荷載標(biāo)準(zhǔn)值kpa。5.5.2 水平荷載計算 （1）雜填土層（1.2m）kn/m3，kpa，主動土壓力系數(shù)：0.704 0.839基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：20kpa20+18.01.241.6 kpa水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：200.704-26.500.8393.173 kpa41.60.704-26.50.83918.38 kpa水平合力：kn

38、/m水平荷載作用點離該土層底端的距離：m（2）素填土層（1.8m）kn/m，kpa，主動土壓力系數(shù)：0.6350.797基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：41.6 kpa41.6+19.01.875.8 kpa水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：41.60.635-27.90.79713.82 kpa75.80.635-27.90.79735.54 kpa水平荷載：kn/m水平荷載作用點離該土層底端的距離：m（3）粉土層（2.2m）kn/m3，kpa，主動土壓力系數(shù)：0.6630.814基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：75.8 kpa75.8+19.22.2118.04 kpa水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：75.80.663-215.90.81

39、424.37 kpa118.040.663-215.90.81452.38 kpa水平荷載：kn/m水平荷載作用點離該土層底端的距離：m（4）粉土層（2.8m）kn/m3，主動土壓力系數(shù)：0.6240.790基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：118.04 kpa118.04+19.22.8171.8 kpa水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：118.040.624-212.00.79054.7 kpa171.80.624-212.00.79087.556 kpa水平荷載：kn/m水平荷載作用點離該土層底端的距離：m（5）粉質(zhì)粘土層（6m）kn/m3，主動土壓力系數(shù)：0.6510.807基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：171.8 k

40、pa171.8+19.46288.2 kpa水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：171.80.651-216.50.80785.21 kpa288.20.651-216.50.807160.99 kpa水平荷載：kn/m水平荷載作用點離該土層底端的距離：m5.5.3 水平抗力計算基坑底面以下水平抗力計算的土層為：第4層土（粉土層2.0m）、第5層土（粉質(zhì)粘土層6m）。（1）粉土層（2m）kn/m3，kpa， 被動土壓力系數(shù)：1.6031.266基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：kpa19.2238.4 kpa水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值：212.01.26630.384 kpa38.41.603+212.01.26660.7

41、68 kpa水平抗力：kn/m水平抗力離該土層底端的距離：m（2）粉質(zhì)粘土（6m）kn/m3，kpa，被動土壓力系數(shù)：1.5361.239基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：38.4 kpa38.4+19.46154.8 kpa水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值：38.41.536+216.51.23999.87 kpa154.81.536+216.51.239278.66 kpa水平抗力：kn/m水平抗力離該土層底端的距離：m5.5.4 支點力計算由5.5.2及5.5.3計算的土壓力得圖5.2水平荷載與水平抗力分布圖：圖 5.2 水平荷載與水平抗力分布圖（1）計算基坑底面以下支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)定彎矩零點位置至基坑底面的距離：由可得： 19.21.603+30.38419.20.624+54.7解得：m（2）計算支點力計算設(shè)定彎矩零點以上基坑外側(cè)各土層水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的合力之和： 設(shè)定彎矩零點位置以上第4層土的水平荷載54.7+19.21.804+0.80.62485.9 kpakpa其作用點離設(shè)定彎矩零點的距離：m合力之和：12.93+44.424+84.43+183.6324.844kn/m各土層水平荷載距離設(shè)定彎矩零點的距離為：m按上述計算方法可得：5.572m 3.57m 1.21m合力作用點至設(shè)定彎矩零點的距離：m 設(shè)定