基坑支护课程设计Word文档下载推荐.docx
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4.2桩锚体系计算过程
5.基坑支护结构施工组织设计
土方开挖施工设计
基坑测量施工方案
土钉墙施工方案
钻孔灌注桩施工方案
预应力锚杆施工方案
滞水处理方案
第三部分计算内容
1.计算说明书
1.1土钉墙内部稳定验算
1.2土钉墙整体稳定性验算
1.3桩锚体系验算
第四部分设计图纸及计算书
1.支护结构剖面图
2.相关结构设计大样图
感谢信
参考文献
工程资料
工程名称:
国家开发银行数据中心深基坑支护结构设计
工程地点:
北京市海淀区苏家坨镇三星庄北
本工程场地位于北京市海淀区苏家坨镇三星庄北,东临规划的创新园经二路,西临规划的创新园经一路,北临创新园中环路,南临周家巷,交通便利。
拟建的国家开发银行数据中心主要有1#设备用房、2#科研用房、传达室及地下车库组成。
最大基础埋深米,拟采用土钉墙+桩锚的护坡方式进行基坑护坡。
拟建的建筑物概况见表1-1,其中2#科研用房建筑形体呈“U”形,西侧地上3层,无地下室,北侧及东侧地上4层,1层地下室,西侧及北侧楼体均设置房顶机房。
表1-1拟建建筑物设计概况
拟建建筑物
层数(地上/地下)
基础深度(m)
结构形式
±
高程
1#楼
2F/0F
约—
框架结构
2#楼
3~4F/0~1F
传达室
1F/0F
地下车库
0F/1F
2.场地地质及水文地质条件
地形地貌
拟建场地位于苏家坨镇三星庄北,地貌单元属于永定河冲积扇上部。
从拟建场地地理位置示意图可以看出,勘察期间场地现状在中部主要为葡萄、果树、大棚等农业园地,地表的各种植物及构筑物尚未清除;
在东部主要为苗圃,草木丛生;
西侧主要为旧有的建筑物场地(旧有建筑物地面以上的结构部分已经拆除,砼地面以及基础尚未拆除),地面堆放有大量的建筑生活垃圾。
场地现状地形较平坦,地面高程约为~。
根据现场走访调查,建设场地西北角曾经为鱼塘,后经回填至现状标高。
地层构成
根据地层钻探结果,拟建场地深度范围内的地层主要有人工填土、新近沉积层及一般第四纪沉积层构成。
现根据现场钻探情况将场地地层自上而下分述如下:
人工填土层:
主要由①素填土组成,局部地段为①1杂填土。
1素填土:
黄褐色~灰褐色,湿~饱和,松散~稍密,主要成分为粘质粉土素填土,含少量圆砾及碎石,可见大量植物根茎;
11杂填土:
杂色,稍湿~湿,松散~稍密,主要成分为建筑垃圾,以碎砖、混凝土碎砖为主,可见其他建筑材料碎块。
新近沉积层:
2粉质粘土~重粉质粘土:
黄褐、黄灰、暗褐、灰褐色,很湿,软塑~可塑,含氧化铁、云母,可见少量螺壳、姜石及有机质,属中高压缩性土。
局部夹砂质粉土~粘质粉土薄层或透镜体。
②1砂质粉土~粘质粉土:
黄褐、黄灰、暗褐、灰褐色,很湿,密实,含氧化铁和云母,可见少量螺壳、姜石及有机质,属中高压缩性土。
局部夹粉质粘土、重粉质粘土、粉砂、细砂薄层或透镜体。
②2淤泥质粘土:
暗褐、灰褐、灰色,很湿,软塑~可塑,含氧化铁和云母,可见少量螺壳、姜石及有机质,属高压缩性土。
②3泥炭质粘土:
灰黑、黑色及暗褐色,很湿,可塑,含云母、氧化铁,含有机质,具微臭味,易崩解,失水后干缩现象很明显,属高压缩性土。
局部夹粉质粘土薄层或透镜体。
第四纪沉积层:
③粉质粘土~重粉质粘土:
黄褐、黄灰、灰黄色,很湿,软塑~可塑,含氧化铁、云母。
局部夹砂质粉土~粘质粉土薄层或透镜体,属中高压缩性土。
③1砂质粉土~粘质粉土:
黄褐、黄灰、灰褐色,湿,密实。
可见氧化铁和云母。
局部夹粉砂、细砂薄层或透镜体,属于压缩性~中低压缩性土。
④重粉质粘土~粘土:
灰褐、灰黄、灰绿色,很湿,可塑。
含氧化铁、云母。
局部夹砂质粉土~粘质粉土薄层或透镜体,属于中高压缩性土。
⑤淤泥质粘土:
黄褐、灰褐色,局部灰黑色,很湿,可塑,可见氧化铁、云母。
局部为粉质粘土、重粉质粘土薄层或透镜体,属中高压缩性土~中压缩性土。
⑤1砂质粉土~粘质粉土:
黄褐、黄灰、灰褐色,很湿,密实。
可见氧化铁、云母,属于低压缩性土。
各土层物理力学参数表见表2—1。
表2—1土体物理力学参数表
层号
土类名称
层厚
()
重度()
浮重度(())
粘聚力
(KPa)
内摩擦角
①
素填土
─
①1
杂填土
②
粉质粘土
②1
砂质粘土
②2
淤泥质粘土
②3
泥炭质土
③
③1
④
重粉质粘土
⑤
⑤1
拟建场地水文地质条件
地下水分布情况
勘察期间,在地表下()范围内实测到4层地下水见表2—2:
表2—2地下水分布情况表
层数
地下水类型
水位埋深
第一层
上层滞水
~
第二层
潜水
第三场
微承压水
第四层
承压水
历年地下水变化状况
建厂区历年(1959年)最高地下水位接近自然地表。
据在该拟建场地附近的岩土工程勘察报告,拟建场地近3~5年最高地下水位(包括上层滞水)埋深约为。
上层滞水的主要补给源以大气降水、农业灌溉等入渗为主,主要的排泄方式为大气蒸发;
潜水的主要补给源主要为大气降水和地表水入渗及侧向径流补给,以径流方式排泄;
微承压水及承压水,主要接受侧向径流补给,以径流方式排泄。
地下水年变化幅度约为~。
设计内容
设计依据
1)《建筑基坑支护技术规程JGJ120-99》
本工程基坑开挖深度较深(12.5m),根据地质勘查报告提供的地质情况,基坑上部为较厚的素填土①1层、杂填土①2层,土钉成孔较困难,中部为粉质粘土②层,下部有局部③1粘质粉土~砂质粉土,支护难度较大。
根据地勘报告,基坑开挖范围内无潜水地下水,只有上层滞水,因此不考虑进行专门的降水,开挖时注意滞水的导排,滞水部位的导排必须畅通。
基坑拟采用分步开挖的方案,上部先期开挖,第二步开挖至设计深度。
基坑支护方案设计的指导思想
(1)考虑到地下结构施工可能需要较长的施工周期,基坑支护要经过雨季施工的考验,要求支护设计时需适当加大安全系数。
(2)护坡工程必须与土方工程一体化安排,要为土方工程的顺利施工创造快捷和良好的前提条件。
(3)护坡工程在确保为后续施工创造出良好的施工作业面的同时,还要尽可能地减少不必要的土方回填。
(4)护坡工程要尽量减少与土方施工的工序穿插的次数,以缩短工期。
基坑支护方案选择
(1)目前比较成熟的支护形式主要有以下几种:
护坡桩+锚杆支护、悬臂桩支护、上部土钉墙(挡土墙)下部桩锚支护、土钉墙支护、微型桩复合土钉墙支护和地下连续墙支护等,适合本工程的支护方式为桩锚支护和上部土钉墙+桩锚支护这两种方式。
(2)几种支护方式的优缺点比较
支护形式
安全性
工期
成本
护坡桩加预应力锚杆的支护
★★★★★
★★★★☆
上部(土钉墙)挡土墙支护、下部桩锚支护
★★★☆☆
土钉墙支护
★★☆☆☆
根据《建筑基坑支护技术规程JGJ120-99》及场地周围的堆载情况,同时结合本地区施工经验,本着经济安全原则,设计结果如下:
基坑上部采用土钉墙支护,深度为,坡度为1:
下部采用钻孔灌注桩座位护坡桩,同时结合锚杆做桩锚体系支护。
3.土钉墙设计
基坑开挖深度为,边坡坡度为1:
。
计算后采用钻孔式土钉,设置双排土钉,具体土钉参数如下表:
土钉设计参数
土钉
道号
竖向间距
(m)
水平间距(m)
倾角
(0)
超挖深度
钻孔直径
(mm)
长度
配筋
1
13
100
ⅡФ20钢筋
2
图土钉布置图
计算过程
土钉的参数选取见上表
土钉内部稳定性验算
(1)由于无具体资料,按以往经验,取=37kpa.
(2)土钉墙面层土压力:
在上部1m与2m处各有一排土钉。
因此:
土钉锚固力计算
满足要求。
土钉强度验算
最危险的情况下,土钉抗拉安全系数为
土钉墙外部稳定性验算
(1)抗滑稳定性验算
(2)抗倾覆稳定验算
面层技术参数
边坡面层编制φ@200×
200钢筋网片,每排土钉横向设置1Ф16横向通筋与土钉主筋端部以“L”形短钢筋焊接牢固,每两列土钉竖向设置1Ф16竖向通筋置于横向通筋后面与横筋点焊,然后喷射C20素混凝土(厚度80~100mm),混凝土配合比为水泥:
砂:
石=1:
2:
2。
3.桩锚体系设计
本工程拟采用钻孔灌注桩作为基坑支护结构的护坡桩,经计算设计桩长。
桩顶设置冠梁,冠梁高度为,宽度为。
具体配筋情况见结构设计大样图。
锚杆参数见下表
预应力锚杆技术参数表
序号
位置
孔径
锚杆
总长
自由段长度
锚固段长度
倾角
(度)
间距
配筋
反力梁
设计
荷载
锁定
150
15
2根
钢混冠梁
150KN
120KN
桩锚体系计算过程
求桩埋入土内深度
地面超载:
经加权后,土的重度,,
等效内摩擦角:
代入数据
求得
将参数带入方程
简化后得
试算后,施工时尚应乘。
最后确定桩长
求桩顶锚拉力
带入方程
为了桩锚支护整体的稳定性,取
求最大弯矩
由公式
将数据代入
钻孔灌注桩配筋计算
采用单支撑挡土墙计算方法,将锚杆布置在桩顶,假定锚杆无位移情况。
桩径桩中心距桩长嵌固深度
取C25混凝土主筋,12根
箍筋Ⅰ级圆条盘(HRB235)螺旋箍筋间距
加强筋间距保护层
计算参数:
将参数代入公式
其中
式中:
——钻孔灌注桩截面积,;
——全部纵向钢筋的截面积,;
——圆形桩截面半径,;
——纵向钢筋所在圆周的半径,;
——对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与的比值;
——纵向受拉钢筋截面积与全部纵向钢筋截面积的比值,当时,取;
——混凝土弯曲抗压强度设计值,;
——普通钢筋的抗拉强度设计值,;
求得
代入求,解得
锚杆配筋计算
桩顶冠梁打入锚杆,水平间距入射角自由段