《基坑最后计算书打印讲课讲稿.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基坑最后计算书打印讲课讲稿.doc（116页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。基坑最后计算书打印-地下建筑结构课程设计任务书地下建筑结构课程是我校土木工程专业的高年级重点专业课程，涉及学科广，授课内容丰富，而且直接与目前的实际工程类型紧密结合，需要有扎实的基础专业知识，如：工程地质学、岩土工程学、基础工程学、岩土力学、基坑工程学、地基处理、施工技术、结构力学、混凝土结构等。与本课程相配套的课程设计，选取目前实际工程最为常见且具有代表性的专题进行，通过课程设计的练习主要考察学生们对本课程基础知识的掌握情况，锻炼基本的设计技能，了解工程设计的主要程序和要点，掌握岩土的基本性质和物理力
2、学参数的联系和规律。巩固专业知识，提高解决工程实际问题的能力。本次课程设计选取常见的地下工程类型之一的基坑工程开展，主要进行基坑支护设计，具体内容和要求如下。一、设计题目（一）工程规模和周边环境广州市东濠涌污水处理工程拟设地下水质净化泵房滤池，滤池呈长方形，由西北向东南布置。长约90m，宽约25m，基坑深约6m。详见图1，需要进行基坑支护设计。建设场地的地貌单元属珠江三角洲平原，地形起伏小，原为闲置地，经人工平整后地势平坦，钻孔孔口高程为8.30m。北侧为约5m宽的过道，东侧距离坑边为4m有一排旧老民居，基础和结构差；南侧7m为6层的小学教学楼，西侧为河涌（涌堤距离坑边15m）。图1、建设小区
3、平面规划图（二）场地岩土工程资料根据场地勘察揭示的地质资料，经综合整理，可将场地内岩土自上而下划分为第四系人工填土层、海陆交互相沉积土层、残积土层及白垩系沉积岩等四大类。现分述如下：一）人工填土层（Q4ml，层号1）顶面高程8.309.55m，厚度3.004.50m；土性为杂填土，灰褐、灰黄、褐红等杂色，由粉质粘土、中粗砂、砾砂、碎石、砼块、块石等建筑垃圾组成，硬质物含量约占2070%，稍湿，稍压实。标贯试验2次，实测击数范围值N=67击。二）第四系海陆交互相沉积土层（Q4mc，层号2）普遍分布，按土性不同可划分为4个亚层。（1）、淤泥、淤泥质土（层号2-1）各钻孔均有分布，顶面高程6.324
4、.40m，顶面埋深3.004.50m，厚度0.503.70m。呈灰黑色，饱和，流塑，粘性好，含有机质、粉砂，局部夹薄层粉质粘土。标贯试验7次，N=24击。建议该层地基承载力特征值fak=60kPa。（2）、粉土（层号2-2）共10个钻孔有分布，顶面高程4.582.30m，顶面埋深4.906.70m，厚度0.502.90m。呈灰黄、褐黄、灰白色，饱和，稍密状，局部夹较多砾砂。标贯试验9次，N=610击。建议该层地基承载力特征值fak=160kPa。（3）、粉质粘土（层号2-3）共7个钻孔有分布，顶面高程4.531.75m，顶面埋深4.507.20m，厚度0.503.30m。呈灰黄、褐红色，湿，可
5、塑状，粘性好，局部含较多粉砂。标贯试验4次，N=714击，Nm=10.5击。建议该层地基承载力特征值fak=180kPa。（4）、中砂、粗砂（层号2-4）共7个钻孔有分布，顶面高程4.001.23m，顶面埋深5.507.80m，厚度0.503.00m。呈灰黄、褐黄、灰褐色，饱和，稍密状，含粘粒。标贯试验6次，N=1114击，Nm=13.2击。建议该层地基承载力特征值fak=180kPa。三）残积层（Qel，层号3）粉质粘土共8个钻孔有揭露，顶面高程3.600.73m；顶面埋深4.808.30m；层厚0.504.80m。褐红色，为泥质粉砂岩风化残积土，湿，硬塑状，稍具粘性。标贯试验7次，N=16
6、28击，Nm=21.7击。建议承载力特征值fak=300kPa。四）白垩系沉积岩（K，层号4）场地内基岩属白垩系褐红色泥质粉砂岩。受岩性、构造等因素影响，基岩风化不均，局部存在软硬夹层现象，根据钻孔揭露深度，按风化程度划分为全风化岩带、强风化岩带、中风化岩带、微风化岩带。4-1全风化岩带：ZK1、3、8、15共4个钻孔有揭露。顶面高程2.32-0.5m；顶面埋深7.009.50m；层厚2.303.40m。原岩结构可辨，已风化成坚硬状土，遇水易软化。标贯试验4次，N=3235击，Nm=33.5击，最小平均值32.8击；N=26.427.6击，Nm=27.0击，最小平均值26.7击。建议承载力特征
7、值fak=500kPa。4-2强风化岩带：除ZK19钻孔缺失外其余20个钻孔均有揭露。顶面高程2.98-2.80m；顶面埋深6.5011.80m；层厚0.707.10m。岩芯呈半岩半土状，手折可断，属极软岩，遇水易软化，局部岩芯呈短柱状，岩质稍硬，局部夹短柱状中风化岩及中风化岩块较多；ZK10夹微风化岩。取得2组岩样做天然抗压强度试验，fr=0.40.9MPa，平均0.7MPa。标贯试验8次，N=5367击，Nm=61.5击，Nk=57.1击；N=42.056.6击，Nm=51.1击，Nk=46.9击。建议承载力特征值fak=700kPa。图2、基坑东边（2-2）工程地质剖面图图3、基坑西边（
8、4-4）工程地质剖面图图4、基坑北边（5-5）工程地质剖面图图5、基坑南边（9-9）典型工程地质剖面图4-3中风化岩带：各钻孔均有揭露。顶面高程1.00-4.97m；顶面埋深8.5014.10m，层厚1.308.80m。岩石局部裂隙发育，岩芯短柱状、块状，属极软软岩，锤击声哑。ZK1、2、5、10、13、18、20夹厚0.45.70m的微风化岩，取岩样8组岩样做天然抗压强度试验，其中3组为微风化岩，fr=12.213.1MPa；中风化岩5组，fr=2.78.3MPa；平均5.0MPa，最小平均值3.9MPa。建议fr=4MPa，承载力特征值fak=1000kPa。4-4微风化岩带：顶面高程-0
9、.30-11.50m；顶面埋深9.8020.50m，揭露层厚2.5013.20m。岩芯多呈长短柱状，属软较软岩。取得9组岩样做天然抗压强度试验，fr=11.221.9MPa，平均14.9MPa，标准值12.8MPa。五）、地下水特征场地含水砂层局部发育，含孔隙水，2-2层粉土具弱透水性，2-4层中砂、粗砂属强透水性，含水量丰富；人工填土层下部存在一定量的上层滞水，基岩含少量裂隙水，属弱透水层。地下水的补给主要来源于大气降水及含水层侧向补给，地下水位随季节性变化，雨季水位上升，旱季水位下降。在钻探期间测得钻孔内水位埋深1.503.10m。抗浮设防水位可取室外地坪标高。ZK7、14各取1件水样分析
10、结果：pH=7.207.30，SO42-=15.8517.77mg/L，HCO3-=7.808.75mmol/L，侵蚀性CO2=5.906.80，Cl-=104.58109.90mg/L，矿化度=584.12645.32mg/L。按岩土工程勘察规范（GB50021-2001，2009年修订）有关腐蚀性评价方法及标准判定，以场地环境类别为类，地层渗透性为A，长期浸水为条件，判定场地地下水对混凝土具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。二、设计内容和要求（1）确定基坑支护的范围（2）确定基坑的安全等级（3）确定基坑支护的止水帷幕类型（4）确定基坑支护的挡土桩（墙）类型（5
11、）确定基坑支护的水土压力平衡体系类型（6）确定基坑支护桩（墙）的嵌固深度（7）对基坑的水土压力进行计算（手算1个剖面，机计所有剖面），书写工整、数字准确、图文并茂。（8）绘制基坑支护设计图（包括平面布置图、剖面图、大样图、桩配筋图、施工说明、监测要求等）所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为仿宋字。（9）图纸：A2；计算书：A4。（10）设计时间：1.5周。三、设计依据1、国标(GB50010-2002)2、广东省(DBJ15-31-2003)3、广东省(DBJ15-38-2005)4、广东省(DBJ/T15-20-9
12、7)5、地标(GJB02-98)6、省标(JGJ120-99)7、国标(GB50021-2003)8、行业标准9、广州市东濠涌水质净化工程岩土工程详细勘察报告（广东省地质建设工程勘察院，2009年12月）10、广州市东濠涌水质净化工程规划图四、设计内容和要求（1）确定基坑支护的范围（2）确定基坑的安全等级（3）确定基坑支护的止水帷幕类型（4）确定基坑支护的结构类型（5）确定基坑支护的水土压力平衡体系类型（6）确定基坑支护结构的嵌固深度（7）对基坑的水土压力进行计算（手算1个剖面，机计所有剖面），书写工整、数字准确、图文并茂。（8）绘制基坑支护设计图（包括平面布置图、剖面图、大样图、支护结构构件
13、的配筋图、设计对施工的要求和说明、监测与检测要求等）所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合设计院的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为宋字。（9）图纸：A2；计算书：A4。（10）设计时间：1.5周。基坑支护结构设计计算书一、 岩土土层参数的取值1、岩土土层参数的合理确定：表1土层设计计算参数土层层号天然重度r(kN/m3)抗剪强度凝聚力C（kPa）内摩擦角(度)杂填土118.01010淤泥、淤泥质土2-116.843.2粉土2-217.81211粉质粘土2-318.03216中砂、粗砂2-418.5029粉质粘土319.03818全风化硬质岩4-119.5
14、6022强风化岩4-220.48525.4中风化岩4-321.315530微风化岩4-422.0400312、地面超载荷载：东侧坑边4m外有一排老民居，按4层楼计算，即其地面均布超载60Kpa；西侧15m外有一河涌，考虑其均布超载20Kpa；南侧7m处有6层的小学教学楼，考虑其均布超载90Kpa；基坑北侧约5m宽的过道可临时搭建的简易房屋以及施工用料、机具堆载等荷载，所以设计中考虑地面均布超载q=30Kpa。二、支护结构的选型及计算区段划分1、基坑支护的范围及深度长约90m，宽约25m，基坑深约6m，因考虑到基坑的后续建筑，故将基坑四周扩大各1.5m，即长93m，宽28m。2、确定基坑的安全等
15、级开挖深度约6m，西侧有河涌，地下水埋深小于2m，支护深度范围内软土层厚度大于5m，南侧有6层的小学教学楼，东侧有一排旧老民居，基础和结构差，变形要求高，根据规范确定此基坑为二级基坑。3、确定基坑支护的止水帷幕类型由于基坑距周围建筑物太近，且建筑物变形要求高，如采用降水井降水，会对已有周围建筑物造成较大影响则不使用降水井降水，则本工程中使用排水沟排水，采用双排搅拌桩作为止水帷幕。4、确定基坑支护的结构类型本工程岩土性质差，地下水位较高，基坑开挖深度为6m，此深度下有强透水层；基坑长、宽、高分别为：90m、25m、6m；且BC东侧由于距离旧老民居较近（4m），南侧7m外有小学教学楼，西侧15m远
16、处有河涌，北侧约5m宽的过道，故不能放坡开挖，且建筑物变形要求高，严格按照建筑基坑支护设计规程（JGJ12099）、建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）、深基坑支护设计与施工中的有关要求进行。经过详细的分析后，我们认为：本设计基坑支护方案，在满足基坑土方开挖、地下室结构施工及周围环境保护对基坑支护结构的要求，符合“安全可靠，经济合理，技术可行，方便施工”的原则。5、计算区段的划分根据具体环境条件、地下结构及土层分布厚度，将该基坑划分为四个计算区段，其附加荷载及计算开挖深度如下表：区段西（4-4）东（2-2）南（9-9）北（5-5）地面荷载（kPa）20609030开挖深度（m）6666基
17、坑分为（东、西、北、南）四个计算区段，如图2、3、4、5所示，由于区段内有小学教学楼和居民楼，且距离建筑物较近，为减少施工对其建筑物造成较大影响，减小施工噪声，降低造价费用则支护形式采用钻孔灌注桩与内支撑。分为四个区段，各个区段均采用钻孔灌注桩+内支撑支护，采用钻孔灌注桩+内支撑支护的优点有：钻孔灌注桩施工无噪声、无振动、无挤土，刚度大，抗弯能力强，变形较小。三、基坑计算方法及设计计算按照建筑基坑支护技术规范（JGJ120-99）的要求，土压力计算采用朗肯土压力理论，矩形分布模式，粘性土层采用水土合算，砂土层采用水土分算，支撑力用等值梁法，对净土压力零点求力矩平衡而求得。桩长是根据桩端弯矩求出
18、，并应满足抗滑移抗倾覆抗隆起及抗管涌，各段的抗管涌、抗隆起、整体稳定性验算、位移计算，详见点电算结果。为了对比分析，除用解析法计算外，还用理正软件电算。由于支护结构内力是随工况变化的，设计时按最不利情况考虑。对于4-4段采用手算方法，以及机算验证。其余各个计算段皆为机算。1、土压力系数计算按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据，即：主动土压力系数：Kai=tg2(45-i/2)被动土压力系数：Kpi=tg2(45+i/2)计算时，不考虑支护桩体与土体的摩擦作用，且不对主、被动土压力系数进行调整，仅作为安全储备处理。计算所得土压力系数表如表2所示：表2土压力系数表土层层号KaKp杂填
19、土10.7040.8391.4201.192淤泥、淤泥质土2-10.8940.9461.1181.057粉土2-20.6800.8241.4721.213粉质粘土2-30.5680.7541.7611.327中砂、粗砂2-40.3470.5892.8821.698粉质粘土30.5280.7271.8941.376全风化硬质岩4-10.4550.6752.1981.483强风化岩4-20.4000.6322.5021.582中风化岩4-30.3330.5893.0001.732微风化岩4-40.3200.5663.1241.7672、4-4段支护结构设计计算该段为基坑西侧，建筑0.00相当于绝对
20、标高9.51m，整平后地面标高为8.3m，支撑设在7.8m处，与冠梁组合在一起，桩顶实际标高为8.3m。实际挖深6.000m，取结构外侧地面附加荷载q取20kPa，计算时以ZK17号技术孔为例。3、土层分布（如表3所示）表34-4段土层分布层号岩土名称厚度（m）1杂填土2.592-1淤泥、淤泥质土3.704-2强风化岩1.504-3中风化岩5.004-4微风化岩6.804、土层侧向土压力计算土压力的计算模式采用“建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）”的计算模式，基坑外侧地下水位埋深1.29m，基坑内侧地下水位下降到基坑底面1.0m，粘性土采用水土合算，砂土采用水土分算。4.1主动土压力计
21、算（从桩顶面算起）4.2被动土压力计算（从坑底面开始算起）4.3净土压力计算（坑地面以下）土压力分布图（kpa）4.4土压力合力及作用点的计算（距本层底的距离）：桩顶被动土压力有利于基坑支护，故不计入主动土压力中。图3侧面土压力简图5、反弯点确定因为在下面的计算中要用到零弯点计算支点反力，而在上述计算中可看出在埋深6.29m处主动土压力和被动土压力有突变，取此点为零支点。6、支点反力确定根据基坑的深度，可知本工程只需一道支撑即可满足支护要求，详见附表3桩身立面图和剖面图。设计该支撑距桩顶0.5m处，与梁组合在一起，该支撑的支反力也就是支点反力为T，在零支点出取弯矩，则由桩体的弯矩平衡方程可知：
22、MT=T（6.29-0.5）=5.79TkNm则根据弯矩平衡有T=112.82kN/m反弯点的剪力：F=329.65-112.82=216.83kN/m7、桩弯矩计算7.1确定桩深根据建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99),4.1.1-4，设桩端进入坑底以下2.4米处满足规范嵌固深度要求。桩长取H=6+2.4=8.4m7.2最大弯矩计算：7.2.1坑底面上桩的最大弯矩，Mmax1计算：设剪力Q=0点位于第-1层顶面以下x米处：解得：x=1.22m7.2.2坑底面以下桩的最大弯矩，Mmax2计算：设剪力Q=0点位于第二层被动土压力顶面以下x米处：解得：x=0.017.3拆撑计算支撑在顶面冠梁
23、处，进行地板浇注和地下室施工后最后才拆除支撑拆除支撑时下部结构已全部完工可不进行拆撑计算8、桩配筋计算按混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.3.8：取桩径800，桩心距1000,Mmax=274.88（kNm），取混凝土强度等级为C30，fc=14.3N/mm2，钢筋用HRB335级，主筋1220钢筋，均匀布置，fy=300N/mm2，保护层厚度50mm，8200螺旋筋，202000加强筋。As=12314.2=3770.4mm2b=3003770.4/(14.33.144002)=0.189a=1+0.750.189-(1+0.750.189)2-0.5-0.6250.189
24、1/2=0.314at=1.25-2a=0.622M=2/314.3(400sinpa)3+3003503770.4(sinp+sinpa)/p=567.21kNm1.251.01.1Mmax(=377.96)满足要求！配筋率r=As/A=3770.4/(4002p)=0.75%rmin=0.4%，满足设计要求！4-4支护结构电算结果-支护方案-排桩支护-基本信息-内力计算方法增量法规范与规程建筑基坑支护技术规程JGJ120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)6.000嵌固深度(m)2.390桩顶标高(m)0.000桩直径(m)0.800桩间距(m)1.000混凝土强
25、度等级C30有无冠梁有冠梁宽度(m)1.000冠梁高度(m)1.000水平侧向刚度(MN/m)7.716放坡级数0超载个数1-超载信息-超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)120.000-土层信息-土层数5坑内加固土否内侧降水最终深度(m)7.000外侧水位深度(m)1.290内侧水位是否随开挖过程变化否弹性法计算方法m法-土层参数-层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土2.5918.08.010.0010.002淤泥质土3.7016.86.84.003.203强风化岩1.50
26、20.410.485.0025.404中风化岩5.0021.311.3-5微风化岩6.8021.811.8-层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算m值抗剪强度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(MN/m4)(kPa)160.010.0010.00分算2.00-260.04.003.20合算0.28-360.085.0025.40分算18.86-4120.0155.0030.00合算30.50-5120.0380.0032.30合算55.64-支锚信息-支锚道数1支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号(m)(m)()(m)长度(m)1内撑12.0000.500-支锚预加力支锚刚度锚
27、固体工况抗拉力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号(kN)10.00720.00-2-土压力模型及系数调整-弹性法土压力模型:经典法土压力模型:层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1杂填土分算1.0001.0001.00010000.0002淤泥质土合算1.0001.0001.00010000.0003强风化岩分算1.0001.0001.00010000.0004中风化岩合算1.0001.0001.00010000.0005微风化岩合算1.0001.0001.00010000.000-设计结果-结构计算-各工况：内力位移包络图：地表沉降
28、图：-冠梁选筋结果-钢筋级别选筋As1HRB33516D20As2HRB3352D16As3HPB235d8200-截面计算-截面参数桩是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm)50桩的纵筋级别HRB335桩的螺旋箍筋级别HRB335桩的螺旋箍筋间距(mm)150弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)8.39内力取值段内力类型弹性法经典法内力内力号计算值计算值设计值实用值1基坑内侧最大弯矩(kN.m)396.77254.08421.57421.57基坑外侧最大弯矩(kN.m)36.7380.0539.0339.03最大剪力(kN)185.4921
29、6.83231.87231.87段选筋类型级别钢筋实配计算面积号实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB33516D2050274446箍筋HRB335d101501047-805加强箍筋HRB335D142000154-整体稳定验算-计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度:0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数Ks=4.639圆弧半径(m)R=10.092圆心坐标X(m)X=-0.155圆心坐标Y(m)Y=7.657-抗倾覆稳定性验算-抗倾覆安全系数:Mp被动土压力及支点力对桩底的弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较
30、小值。Ma主动土压力对桩底的弯矩;注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)1内撑289.575-Ks=2.243=1.200,满足规范要求。-抗隆起验算-Prandtl(普朗德尔)公式(Ks=1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB9258-97(冶金部):Ks=32.292=1.1,满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks=1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB9258-97(冶金部):Ks=39.752=1.15,满足规范要求。隆起量的计算注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理!
31、式中基坑底面向上位移(mm);n从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;ri第i层土的重度(kN/m3)；地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3);hi第i层土的厚度(m);q基坑顶面的地面超载(kPa);D桩(墙)的嵌入长度(m);H基坑的开挖深度(m);c桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);r桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3);=13(mm)-抗管涌验算-抗管涌稳定安全系数(K=1.5):式中0侧壁重要性系数;土的有效重度(kN/m3);w地下水重度(kN/m3);h地下水位至基坑底的距离(m);D
32、桩(墙)入土深度(m);K=1.959=1.5,满足规范要求。2-2支护结构电算结果-支护方案-排桩支护-基本信息-内力计算方法增量法规范与规程建筑基坑支护技术规程JGJ120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)6.000嵌固深度(m)3.400桩顶标高(m)0.000桩直径(m)0.800桩间距(m)1.000混凝土强度等级C30有无冠梁有冠梁宽度(m)1.000冠梁高度(m)1.000水平侧向刚度(MN/m)7.716放坡级数0超载个数1-超载信息-超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)160.0000.00020.0004.000-土层信息-土层数8坑内加固土否内侧降水最终深度(m)7.000外侧水位深度(m)0.900内侧水位是否随开挖过程变化否弹性法计算方法m法-土层参数-层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土3.1018.08.010.0010.002淤泥质土2.0016.86.84.003.203粘性土1.2018.08.032.0016.004粘性土2.5019.09.038.0018.005强风化岩2.3019.59.5-6强风化岩0.7020.410.4-7中风化岩