排樁支護(hù)設(shè)計(jì)任務(wù)指導(dǎo)書(shū)

1、目 錄1.基坑排樁支護(hù)設(shè)計(jì)基本理論2.基坑排樁護(hù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3.基坑基坑排樁支護(hù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)4.本次設(shè)計(jì)的相關(guān)資料1.基坑排樁支護(hù)設(shè)計(jì)基本理論1.1概述1.1.1基坑支護(hù)的作用基坑開(kāi)挖后,形成臨空面,在基坑土體自身重量、地表荷載、地下水滲透作用下，可能產(chǎn)生破壞或過(guò)大變形，危及基礎(chǔ)施工或周?chē)ㄖ锏陌踩?，因此，須?duì)基坑側(cè)壁采取一定的措施進(jìn)行支護(hù)。1.1.2排樁支護(hù)的定義、支護(hù)原理排樁:由連續(xù)的樁體（或地下連續(xù)墻體）或樁（墻）體與錨固結(jié)構(gòu)共同組成的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，該支護(hù)結(jié)構(gòu)適用性廣泛在支護(hù)中能提供可靠的抗傾覆及抗滑移能力。錨固設(shè)施：用來(lái)加固、錨固現(xiàn)場(chǎng)原位土體的細(xì)長(zhǎng)桿件。通常采用巖土中鉆孔，置入變形鋼筋，

2、并沿孔全長(zhǎng)注漿的方法做成。 加固原理：基坑臨空面形成后，由于邊坡在自重應(yīng)力下的內(nèi)部材料抗剪強(qiáng)度不能維持自身穩(wěn)定，側(cè)壁土體有向臨空面滑移的趨勢(shì)，及沿某一圓弧破壞面破壞的趨勢(shì)，打入排樁后，排樁作為擋土結(jié)構(gòu)承受了來(lái)自側(cè)向的主動(dòng)土壓力作用，從而阻止了側(cè)壁土體向基坑方向的位移；而在排樁施加的錨固結(jié)構(gòu)物進(jìn)一步提供了張拉力，并由于錨桿的拉力，使?jié)撛谄茐拿嫔系姆ㄏ驊?yīng)力增大，因而摩擦力增大，阻止基坑側(cè)壁沿某一潛在破壞面破壞。1.1.3 排樁支護(hù)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）樁體嵌固深度的計(jì)算（2）樁（墻）體內(nèi)力與截面承載力計(jì)算（3）支撐體系設(shè)計(jì)計(jì)算1.2嵌固深度計(jì)算對(duì)于開(kāi)挖較淺的基坑，僅采用懸臂式支護(hù)，排樁的嵌固深度足夠

3、就能滿(mǎn)足地基的側(cè)向壓力，從而使抗滑移及整體穩(wěn)定性達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而隨著開(kāi)挖深度的增長(zhǎng)，還需要在排樁支護(hù)的基礎(chǔ)上采用額外支護(hù)支點(diǎn)（即錨桿或錨桿群）。在本次課程設(shè)計(jì)中，主要采用懸臂式支護(hù)，其主要嵌固深度計(jì)算方法如下：對(duì)于基坑外側(cè)受到的主動(dòng)土壓力： 其中對(duì)于基坑內(nèi)側(cè)受到的被動(dòng)土壓力 其中由以上各式可作出基坑內(nèi)外側(cè)土壓力分布圖見(jiàn)圖1.1，其中，分別為內(nèi)外側(cè)土壓力的合力，在數(shù)值上等于壓力分布圖的面積，作用位置位于圖的型心到排樁的垂線的垂足處。令懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度設(shè)計(jì)值為根據(jù)抗傾覆穩(wěn)定條件，考慮基坑重要性系數(shù)與分項(xiàng)系數(shù)，嵌固深度應(yīng)滿(mǎn)足下式：圖1.1某懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度計(jì)算簡(jiǎn)圖 墻以上基坑內(nèi)側(cè)土層壓力

4、的合力 作用點(diǎn)到樁墻底的距離 墻以上基坑外側(cè)土層壓力的合力 作用點(diǎn)到樁墻底的距離 一級(jí)基坑取1.2，二、三級(jí)基坑取1.0即：總樁長(zhǎng)=嵌固深度+基坑深度備注：此處計(jì)算嵌固深度要求解一元三次方程，可采用以下兩種方法:1.盛金公式法求解（見(jiàn)附錄1）。2.用試算法不斷逼近合理值：如先取=1, =5，=10， =15試算各個(gè)取值下方程結(jié)果，例如f(10)0,則根據(jù)拉格朗日中值定理：10與15之間必然存在一個(gè)滿(mǎn)足f()=0，然后繼續(xù)在10與15之間縮小范圍，取11與14試算以此類(lèi)推直至逼近最接近值。（取值精確到0.1）1.3 排樁內(nèi)力計(jì)算懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)主要的內(nèi)力是計(jì)算彎矩和剪力，根據(jù)材料力學(xué)原理，結(jié)構(gòu)界面

5、最大剪力應(yīng)滿(mǎn)足彎矩為零，最大彎矩應(yīng)滿(mǎn)足剪力為零，由此可計(jì)算截面最大彎矩和最大剪力，從而進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):如圖1.1，設(shè)結(jié)構(gòu)上某截面滿(mǎn)足以下條件：則該截面上的剪力即為最大剪力，其值為：同樣假設(shè)結(jié)構(gòu)上某截面滿(mǎn)足以下條件則該界面上的彎矩即為最大彎矩其值為：根據(jù)基坑規(guī)程的規(guī)定，樁身所受的最大彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)?。?.4截面承載力計(jì)算排樁、地下連續(xù)墻等結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行截面承載力計(jì)算。正截面受彎及斜截面受剪承載力計(jì)算及縱向鋼筋、箍筋構(gòu)造要求，應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)規(guī)定。實(shí)際工程中，排樁中的單樁一般為圓形截面，配筋通常有兩種形式，即全截面均勻配筋和在受拉區(qū)、受壓區(qū)局部均勻配筋的情況。圓形截面均勻配筋正截

6、面受彎承載力應(yīng)滿(mǎn)足：其中圓形截面面積全部縱向鋼筋截面面積圓形截面半徑縱向鋼筋重心所在圓周的半徑對(duì)應(yīng)于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角與的比值縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值混凝土抗壓強(qiáng)度鋼筋抗拉強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度系數(shù)c50以下取1.0，c50以上取0.94當(dāng)時(shí)，取，否則令具體計(jì)算時(shí)，應(yīng)先通過(guò)下式求解，注意角度的單位為弧度（rad），其中可用試算法可求解出，并進(jìn)而得到。隨后即可驗(yàn)算樁身承載力m，如承載力大于設(shè)計(jì)最大彎矩則表示滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，否則需重新確定樁身截面尺寸、配筋。具體設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮一下情況：1.忽略受壓區(qū)鋼筋作用。2.設(shè)計(jì)時(shí)為計(jì)算方便通常按受拉區(qū)與受壓區(qū)鋼筋對(duì)稱(chēng)布置鋼筋。1.5排

7、樁支護(hù)的構(gòu)造要求樁徑：對(duì)于懸臂式樁的樁徑初步設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)小于600mm樁距：當(dāng)基坑開(kāi)挖深度較大時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)力較大，同事樁間土穩(wěn)定性較差，對(duì)于懸臂式排樁結(jié)構(gòu)可初選1-2倍的樁徑作為中心距。相反則可選用較大的樁距。冠梁：排樁頂部應(yīng)設(shè)鋼筋混凝土冠梁連接，冠梁寬度不宜小于樁徑，高度不宜小于400mm。構(gòu)造采用hpb235鋼筋，直徑不宜大于12mm。凈保護(hù)層不宜小于50mm，構(gòu)造筋間距采用200-300mm。其他：基坑開(kāi)挖后，排樁的樁間土防護(hù)可采用鋼絲網(wǎng)混凝土護(hù)面、磚砌等處理方法、當(dāng)樁間滲水時(shí)應(yīng)在護(hù)面設(shè)置泄水口與排水溝。2.基坑排樁支護(hù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2.1教學(xué)班級(jí)：地下09級(jí)2.2設(shè)計(jì)時(shí)間：校歷1周。2.3設(shè)計(jì)

8、任務(wù)：完成某建筑場(chǎng)地的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)。2.4課程設(shè)計(jì)目的：了解實(shí)際工程中基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容和掌握設(shè)計(jì)排樁支護(hù)基坑的設(shè)計(jì)方法。2.5設(shè)計(jì)要求：2.5.1熟悉分析相關(guān)資料，確定排樁支護(hù)基坑的適宜性。2.5.2設(shè)計(jì)內(nèi)容：將基坑側(cè)壁分成幾段,分別確定以下內(nèi)容。（1）樁體嵌固深度（2）樁體內(nèi)力與截面承載力計(jì)算（3）樁體截面配筋及構(gòu)造鋼筋布置（4）樁頂護(hù)面措施，坡頂、坡腳、排水措施，基底泄水孔的布置（5）繪制基坑支護(hù)剖面圖及配筋截面圖2.5.3計(jì)算：樁內(nèi)外土壓力分布計(jì)算；樁體嵌固深度計(jì)算；樁體內(nèi)力與截面承載力計(jì)算。以確定樁的長(zhǎng)度和截面配筋。2.5.4圖件：提供基坑支護(hù)平面布置圖；分段提供基坑支護(hù)剖面圖

9、及配筋截面圖。2.5.5施工說(shuō)明。（說(shuō)明內(nèi)容為圖件未反映的部分支護(hù)方案要點(diǎn)）2.6本次設(shè)計(jì)成果要求：各細(xì)部參數(shù)，清楚明確;計(jì)算正確，過(guò)程詳細(xì);圖件規(guī)范清晰。2.7、時(shí)間安排：第1天：熟悉相關(guān)資料，明確設(shè)計(jì)思路，初步確定各參數(shù)。第2、3、4天：計(jì)算。第4、5天：結(jié)果整理。附：巖土工程勘察報(bào)告（部分內(nèi)容）：包括基礎(chǔ)相關(guān)資料、環(huán)境資料。3、基坑排樁支護(hù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)3.1設(shè)計(jì)依據(jù)1.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范2.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程3.巖土工程勘察報(bào)告4.鄰近建筑物、道路、地下管線情況。3.2設(shè)計(jì)步驟1. 熟悉相關(guān)資料，根據(jù)場(chǎng)地條件、基坑開(kāi)挖深度、環(huán)境條件、地表荷載、土質(zhì)條件將基坑側(cè)壁分成幾段，對(duì)每段分別設(shè)計(jì)。

10、以下是每段的設(shè)計(jì)步驟：2. 選擇相應(yīng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型（排樁）。3. 據(jù)基坑深度、地表荷載、場(chǎng)地土質(zhì)情況，及排樁的構(gòu)造要求等，初步擬定基坑支護(hù)的內(nèi)容和參數(shù)，如：排樁類(lèi)型、直徑、樁間距、鉆孔直徑；混凝土及鋼筋材料種類(lèi)、強(qiáng)度；排樁頂護(hù)面措施，冠梁、樁腳、排水措施。4. 基坑內(nèi)外土壓力計(jì)算，按土層分層計(jì)算內(nèi)部為被動(dòng)土壓力，外部為主動(dòng)土壓力，從而根據(jù)二者確定嵌入深度，進(jìn)而確定樁長(zhǎng)。5.通過(guò)截面受力計(jì)算排樁配筋面積及箍筋布置。3.3圖件基坑支護(hù)平面布置圖:反映邊排基礎(chǔ)軸線、邊線，支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型，基坑上口開(kāi)挖線、下口開(kāi)挖線，基底各部分標(biāo)高，及周?chē)h(huán)境情況。排樁支護(hù)剖面圖：標(biāo)明基坑深度、側(cè)壁坡度；樁長(zhǎng)、樁徑及內(nèi)部

11、鋼筋示意；砼的強(qiáng)度、鋼筋等級(jí)。樁截面的配筋構(gòu)造圖。3.4施工說(shuō)明：參見(jiàn)巖土工程施工技術(shù)樁基礎(chǔ)部分。4、本次基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的相關(guān)資料4.1 概述 該基坑位于某市兩條主干道交匯處，平面形狀復(fù)雜東、西、北三面為直線，南面為折線，東面是體育館路，基坑長(zhǎng)約267.3m，西面是湘南路，基坑長(zhǎng)約89.3m，北面是解放路，基坑長(zhǎng)約209m，南面是天馬山，折線全長(zhǎng)約368.3m，開(kāi)挖深度為8m，設(shè)計(jì)采用1000mm鉆孔灌注式排樁支護(hù)。設(shè)計(jì)取某一ab段為例，不考慮填土頂部荷載效應(yīng)。樁身材料為c25混凝土，軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為；hrb335級(jí)受拉鋼筋共（28號(hào)鋼筋18根+22號(hào)鋼筋6根），基坑等級(jí)為二級(jí)。（鋼筋截面尺

12、寸見(jiàn)附錄2）4.2 ab段地質(zhì)條件層序土層名稱(chēng)厚度（m）土的重度（）c（kpa）（）1雜填土0.217.64152粉質(zhì)粘土5.818.927.817.83粉質(zhì)粘土2.619.124.2264強(qiáng)風(fēng)化泥巖5.12030325中風(fēng)化泥巖未鉆穿204035engineering construction and acceptance specification for 5 gb50275-98 compressor, fan and pump installation engineering construction and acceptance specification for lifting 6

13、 hg20201-2000 construction installation engineering construction standard 7, hg . pressure gauges, using an installed spark arrestor for acetylene cylinders, illegal carrying, using gas cylinders, each operator fined 20 yuan. gas bottle without the hot sun exposure measures, responsibilities of team

14、 a fine of 50 yuan. (7) at height and the opening and provisional protective measures have been taken, the responsible unit fined 200 yuan, construction person in charge a fine of 50 yuan. (8) no permit to work and the job in accordance with the provisions, on the job unit fined 300 yuan, the unit w

15、ill charge a fine of 100 yuan. 7.5.3 accident penalties (1) injuries fatalities directly punished 12 million. direct responsibility for the accident and have the corresponding responsibility of leadership, such as concerning administrative sanctions, should be brought to the company or the relevant

16、department. (2) personal injury accident occurred, the direct punishment 0.5-10,000 yuan, responsible for the direct responsibility for the accident and the responsibility of leadership, such as concerning administrative sanctions should be dealt with by the personnel department of the company. (3) personal injury accident