水泥搅拌桩基坑支护工程的设计计算书secretWord文档格式.docx

1、（2）支护形式采用：上部3米土钉墙支护，下部4.5米SMW工法围护加一道内撑，有效地控制基坑侧壁的位移。（3）基坑范围土层除上部1米左右的填土层外，其下多为粘性土、淤泥质土，土质软弱，土体的渗透性较弱，所以土钉墙部分围护无需采取止水措施。下部SMW工法水泥墙主要起到止水挡土作用。（4）本基坑的开挖深度和周围环境条件，考虑采用以下支护方案：在设计深度范围内作水泥搅拌桩 ，插入H型钢至设计深度。开挖过程中，上部做两道土钉墙，下部一道内撑。（5）由于本基坑空间尺寸大，为了有效地控制基坑变形，内支撑宜采用混凝土支撑，以减小支护结构顶端的变形，增加整个支护系统的安全性。1.6 支护方案选择综合考察现场的

2、周边环境等条件，根据建设单位对基坑支护工程的具体要求，本着“安全可靠，经济合理，技术可靠，方便施工”的原则，我们设计了以下基坑支护方案：基坑上部3米作两道土钉。下部采用SMW工法加一道内撑；基坑SMW工法水泥墙采用直径700，搭接200的单排双头搅拌桩；坑内采用轻型井点降水，若有必要坑内可设明沟排水。基坑支护工程监测是指导正确施工，避免事故发生的必要措施。本设计按建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）中的相关要求，结合本工程基坑支护结构和环境的特点，制定了详细的沉降、位移监测方案，施工过程中应严格按照设计要求，做好基坑支护工程监测、监控和信息的反馈工作，确实使监测工作来正确地指导基坑支护

3、工程的各施工工序和基坑内土方开挖。本工程基坑支护结构方案的设计计算，是严格按照国家的建筑基坑支护技术规范（JGJ 120-99）、混凝土结构设计规范中的有关基坑支护结构设计要求和标准进行的；并利用电算进行校核。第二章 基坑支护结构设计计算书2.1基坑支护结构设计计算参数的确定2.1.1地质计算参数根据本工程岩土工程勘察资料，各土层的设计计算参数如表2-1：表2-1 土层的设计计算参数土 层r（kN/m3）C（kPa） （ ）1层填土（18.5）（5）（10）2层滨填土（17.5）层粘土17.51615.61层砂质粉土夹淤泥质粉质粘土18.4726.82层淤泥质粉质粘土17.31411.7层淤泥

4、质粘土16.61310. 3注：（）括号内为经验值。2.1.2土压力系数计算按照朗肯土压力计算理论作为侧向土压力的计算依据，即：主动土压力系数：ka=tg2（45o- /2）被动土压力系数：kp=tg2（45o+ /2）计算时不考虑支护桩体与土体的摩擦作用，且不对被动土压力系数进行调整，仅作为安全储备处理。2.1.3土压力计算的方法按照建筑基坑支护技术规范（JGJ 120-99）的要求，采用水土合算的方法。土压力模式为：基坑开挖面以上为三角形分布，基坑开挖面以下矩形分布模式。2.1.4支撑位置的确定本基坑支护结构采用一层砼支撑，支撑轴线位置位于自然地面下3.3米处。2.2 基坑支护结构设计计算

5、SMW工法支护挡墙设计计算（分abc、cda两段计算，见图1平面简图）基坑开挖深度为7.5m，地面超载q=20 kPa。上部3m为土钉墙围护，所以上部土层此时可视为均布超载。图2-12.2.1abc段支护墙计算（1）土层分布及土压力系数如表2-2：表2-2 土压力系数土层层厚（m）主动土压力系数被动土压力系数10.5Ka1=0.703 =0.83821.2Ka2=0.703 =0.8381.3Ka3=0.575 =0.75912.9Ka4=0.378=0.61522.0Ka5=0.662=0.814Kp1=1.506 =1.22711.0Ka6=0.696=0.834Kp2=1.433 =1.

6、197（2）土层侧向土压力计算1） 主动土压力计算计算深度按7.5米计算，上部3.0米土钉墙,折算成地面超载q=18.50.5+17.51.2+17.51.3=53kPa，故q总=20+53=73 kPa。第一层：=73 0.378 2 7 0.615=19.0kPa=（73+2.9 18.4） 0.378 2 7 0.615=39.2kPa第二层：=（73+2.9 18.4） 0.662 2 14 0.814=60.9 kPa=（73+4.5 18.0） 0.662 2 14 0.814=79.2 kPa第三层：= = =79.2 kPa第四层：=（73+4.5 18.0） 0.696 2

7、13 0.834=85.5kPa=85.5kPa2） 被动土压力计算=2 14 1.227=34.4kPa=（0.4 17.3） 1.506+2 14 1.227=44.8kPa=（0.4 17.3） 1.433+2 13 1.197=41.0kPa=（11.4 16.62） 1.433+2 13 1.197=302.6kPa3） 净土压力计算=34.4 79.2=-44.8kPa=44.8 79.2=-34.4kPa=41.0 85.5=-44.5 kPa=302.6 85.5=217.6kPa土压力分布如图2：图2-2（3）土压力合力及作用点的计算：Eai 每层土的合力，hai 合力作用点

8、到层底的距离主动土压力：Ea1=1/2 （39.2-19.0） 2.9+19.0 2.9=84.4kN/mha1=（29.3 2.9）/3+（55.1 2.9）/2/84.4=1.28mEa2=1/2 （79.2-60.9） 1.6+60.9 1.6=112.1kN/mha2=（14.64 1.6）/3+（97.44 1.6）/2/112.1=0.77mEa3=1/2 （44.8-34.4） 0.4+34.4 0.4=15.8kN/mha3=（2.08 0.4）/3+（13.76 0.4）/2/15.8=0.19mEa4=1/2 44.5 1.87=41.6kN/mha4=1.87/3=0.6

9、2m被动土压力：Ep1=1/2 217.6 （8.5-1.87）=522.8kN/m hp1=6.63/3=2.2m（4）支撑轴力计算：弯矩零点D位于开挖面以下2.27m。如图2所示。支撑轴线位于自然地面下3.3米处,对D点取矩，如图3所示， MD=0得（7.5-3.3+2.27）T=84.4 5.15+112.1 3.04+15.8 2.08+41.6 1.25T=133.0kN/mD点反力为：PD=120.9kN/m图2-3（5）桩长计算：按建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）,嵌固深度设计值hd可按下式确定，如图4。设hd=0.4+t 4t3-22.25t2-225t+118=0解

10、得 t=10.6mhd=0.4+10.6=11.0mL=4.5+11.0=15.5,取L=16.0m图2-42.2.2cda段支护墙计算（1）土层分布及土压力系数表2-3 土压力系数3.52.5Kp1=1.506 10.5=（73+3.5 18.4） 0.378 2 7 0.615=43.3kPa=（73+3.5 18.4） 0.662 2 14 0.814=68.2 kPa=（73+4.5 18.2） 0.662 2 14 0.814=79.8 kPa =79.8 kPa=（73+4.5 18.2） 0.696 2 13 0.834=86.1kPa =86.1kPa=（1.5 17.3） 1

11、.506+2 14 1.227=73.4kPa=（0.4 17.3） 1.433+2 13 1.197=68.3kPa=（11.4 16.62） 1.433+2 13 1.197=318.3kPa=34.4 79.8=-45.4kPa=73.4 79.8=-6.4kPa=68.3 86.1=-17.8 kPa=318.3 86.1=232.2kPa土压力分布如图5：图2-5Ea1=1/2 （43.3-19.0） 3.5+19.0 3.5=109.0kN/mha1=（42.5 3.5）/3+（66.5 3.5）/2/109.0=1.5mEa2=1/2 （79.8-68.2） 1.0+68.2 1

12、.0=74.0kN/mha2=（5.8 1.0）/3+（68.2 1.0）/2/74.0=0.49mEa3=1/2 （45.4-6.4） 1.5+6.4 1.5=38.9kN/mha3=（29.25 1.5）/3+（9.6 1.5）/2/38.9=0.56mEa4=1/2 17.8 0.75=6.7kN/mha4=0.75/3=0.25mEp1=1/2 232.2 （10.5-0.75）=1132.0kN/m hp1=9.75/3=3.25m弯矩零点D位于开挖面以下2.25m，如图5所示。支撑轴线位于自然地面下3.3米处,对D点取矩，如图6所示， MD=0得，（7.5-3.3+2.25） T=

13、109.0 4.75+74.0 2.74+38.9 1.69+6.7 0.5T=122.4kN/m图2-6按建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99），嵌固深度设计值hd可按下式确定，如图7。设hd=1.5+t解得 t=9.0mhd=1.5+9.0=10.5mL=4.5+10.5=15.0,取L=15.0m图2-72.2.3最大弯矩计算（1） TPD之间最大弯矩计算已知Tmax=133.0 kN/m设剪力Q=0点位于第2层顶面下x1米处：此处土压力：eax=55.210.56x1133.0=84.4+60.9x10.5 11.44x21 x1=0.75m Mmax1=84.4 （1.28+0.

14、75）+48.9 0.37-133.0 （2.6+0.75）=-256.1kN.m/m（2） PD之下最大弯矩已知PD =310.1kN/m，设剪力Q=0点位于D下x2米处epx=23.79x2120.9=0.5 23.79xx2=3.19m Mmax2=120.9 3.19-（23.79/6） 3.193=257.0kN.m/m（3） 最大剪力计算在支撑点位置下方Q支下=133.0-0.5 （19.0+21.1） 0.3=127 kN2.2.4抗隆起验算17.2kN/m3 16.63kN/m3 C11.4kPa 13.9 按普朗特尔公式求解Nq、Nc 抗隆起安全系数满足要求！2.2.5围护桩

15、配筋计算由于SMW工法尚未写入相关规范，本设计采用如下的计算方法：通常认为：水土侧压力全部由型钢承担，水泥土桩作用在于抗渗止水。取H型钢的规格为450 200 9 14，牌号Q345,间距1000mm。抗弯强度f=310Mpa,抗剪强度fv=180Mpa。W=1.5 102mm2,I=3.37 108mm4。（1） 强度验算所以每根型钢承受的弯矩值为M=1.25 1.0 1.2 257 （0.2+0.8）=385.5 kN.m如图8。Mpa310MPa图2-8（2） 型钢抗剪验算：面积矩S=200 14 （200-7） 2+9 186 93 2=1844094mm3e0 ea=0.12（0.3

16、h0-e0）=3.7mm则ei= e0+ea=138.9+3.7=142.6mm（4） 是否考虑偏心矩增大系数l0/0.6=10/0.6=16.78.0 要考虑由ei=1.681142.6=239.7mme=ei +h/2-as=239.7+300-35=504.7mm（5） 配筋计算：采用对称配筋ei=239.7 mm0.3h0=0.3565=169.5 mm N=1956kN0.002400600=480 mm2 实配：322，=1140 mm2 箍筋：选用8200，四肢箍。（6）联系梁截面尺寸400600，砼C30，上下均配320。选用8200。2.2.8圈梁结构设计计算（1） 砼支撑直

17、接支撑于圈梁上，T=133.0 kN/m设计圈梁1000600，C30砼,计算长度取10m。Mmax=1/12 133.01.15 102=1274.6 kN-ms =1274.6 106/（14.3 600 9652） =0.16s=0.912As=1274.6 106/（300 0.912965）=4825mm2实取1025 有 As=4909 mm2As=4909mm2 min A=0.0021 600 1000=1260 mm2 =4909/（1000 600）=0.016V截面符合要求。0.07fcbh0=579.6kNV 满足条件!2.2.9立柱结构设计计算（1）立柱采用格构式钢柱

18、1）立柱上所承受的竖向压力（包括支撑自重和施工荷载q=10 kN/m）P11.01.2525+1.00.42025+10（10+20）543.8kN2） 使支撑纵向稳定所需的水平压力产生的竖向荷载 根据建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）的相关规定：P20.1133.01.010.0166.3kNPP1+P2543.8+166.3710.1kN3） 特征系数及强度验算（选用4L10010）（如图10）图2-10面积A=77.04cm2惯性矩I=1001502-903801452-2001952=209790000 mm4回转半径i（209790000/7704）1/2=16.5cmL04.

19、5m，则L0/i27.3 查表得：0.945（MPa）（2） 立柱桩设计1）采用灌注桩桩长计算：竖向荷载桩周摩阻力所以，取L=18m。2）配筋桩径700。按构造配筋，主筋取812，箍筋采用螺旋式箍筋，取8200。=904mm2。0.0022.3 基坑止、降水设计（1） 止水桩长确定由于基坑开挖范围内主要为淤泥质土、粘土和粉土,不会产生管涌,所以设计深搅桩主要起到止水和防止桩间软土流动的作用,结合本基坑的开挖深度等情况，考虑目前普通深搅桩机的施工能力，确定深搅桩长为16米（从地表下-3.0m起算）。（2） 降水设计本基坑采用全封闭的止水帷幕，由于基坑面积大，地下水较丰富，在基坑内设置轻型井点降水。第三章 基坑监测方案3.1基坑及周围环境的监测与测试（1） 基坑周边道路沉降观测：沿周边道路、管线每隔约15m设一沉降监测点。（2） 基坑周围建筑物变形观测：每栋建筑物外墙特征点布置变形监测点。（3） 支护墙顶沉降监测：支护桩顶布设约12个位移监测点。（4） 深层水平位移监测：支护桩体附近布设约6个深层位移监测孔，深度宜为19m。（5） 支撑轴力监测：支撑上布置