基坑工程课程设计课设

②-2 层粉土：灰色，饱和，软塑，高压缩性，平均层厚 4.00m。
②-3 层淤泥质粉质粘土：灰色，饱和，软～流塑，高压缩性，平均层厚 18.00m。
场地地下水为孔隙潜水，稳定地下水位-1.5m。
各土层的支护设计参数
土层
层厚 重度γ
固结快剪
（m） kN/m3 C（kPa） φ(度)
①层填土
1.50 19.0
基坑工程课程设计
设计题目 院 （系） 专业 姓名 学号 起讫日期 指导教师
天水滨江一期深基坑支护设计 2010-08-30 至 2010-09-12
2010 年 09 月
1
目录 1.设计方案综合说明-------------------------------------2
1.1 工程概况-----------------------------------------2 1.2 拟建场地的工程水文地质条件-----------------------2 1.3 拟建场地的周边环境条件---------------------------2 1.4 设计的目的和任务---------------------------------3 2.支护结构的设计计算-----------------------------------4 2.1 土压力强度---------------------------------------5
2
1.设计方案综合说明
Байду номын сангаас1.1 工程概况
某开发公司拟建的天水滨江一期有 3 栋高层组成，总建筑面积为 126000 m2，
采用钢筋混凝土框架结构，桩基础。设二层地下室，三栋建筑的地下室连成一体，
东西长 200.0 m，南北宽 60.0 m，总周长 520.0 m。建筑±0.00=8.0 m，现地面标
2.1.1 主动土压力-----------------------------------5 2.1.2 被动土压力-----------------------------------5 2.2 土压力及合力作用点位置---------------------------7 2.3 支护桩长计算-------------------------------------9 2.3.1 支承轴力-------------------------------------9 2.3.2 剪力 QB ---------------------------------------9 2.3.3 计算锚固长度---------------------------------10 2.3.4 计算最大弯矩---------------------------------10 2.3.5 抗倾覆、抗滑移验算---------------------------11 2.3.6 最大配筋验算---------------------------------13 2.3.7 抗渗、抗管涌验算-----------------------------14 2.3.8 抗隆起验算-----------------------------------14 2.3.9 压顶圈梁、支撑的设计计算（截面尺寸、砼标号、配筋验 算）--------------------------------------------------15 2.3.10 立柱桩的设计计算----------------------------17 2.3.11 支护结构最大位移估算及整体稳定性验算--------18
20
15
②-1 层粉质粘
3.50 18.6
20
12
土
②-2 层粉土 4.00 18.5
15
18
②-3 层淤泥质
18.00 18.5
12
10
粉质粘土
表1
土层渗透系数
（cm/s）
水平 Kn 5.2× 10-5
垂直 Kv 3.0×10-5
7.4× 10-6
7.0×10-6
6.8× 10-4
6.0×10-4
3
地下水埋深 1.5m。
1.4 设计的目的和任务
工程概况、拟建场地的工程水文地质条件、周边环境条件，确定“安全可 靠，经济合理，技术可行，施工方便”的支护设计方案。
1.5 支护方案的确定 拟建三栋高层地下室开挖深度约为 8m,基坑开挖所涉及到得土层为填土、粉 质粘土、粉土，地下水位埋藏较浅，考虑到地下场地北侧紧邻已建三栋 5 层住宅 楼，基坑东侧、西侧与道路外边线相距 8m,为保证周边道路、建筑正常安全使用 和本工程地下结构的顺利施工，要求围护结构设计应满足稳定性好、沉降位移小， 并能有效地止水的要求。 综合考察现场的周边环境、道路及岩土层组合等条件，为尽可能避免基坑开 挖对周围建筑物、道路的影响，本着“安全可靠、经济合理、技术可行、方便施 工”的原则，本工程支护选用如下形式： 1.挡土结构：本方案采用柱列式排桩的支护形式作为挡土结构。其中排桩采 用施工速度较快且对周边环境影响较小的钻孔灌注桩的支护形式。 2.支撑体系：由于基坑北侧临近建筑物，对变形控制要求较高，为最大限度 控制基坑变位，本方案考虑采用一层刚度较大的砼支撑，以此减少支护桩体的水 平变位，从而确保周边建筑物的稳定与安全，使施工顺利进行。考虑到开挖对周 边建筑物及光缆、电缆产生的影响，支撑轴线不能过低，本方案砼支撑中心标高 为-1.30m。 3.开挖过程中对地下水的处理： （1）止水帷幕：场区内地表①层填土渗透性较强，②-1 粉质粘土和②-3 层淤泥质粉质粘土的渗透系数为 数量级，渗透性能够较弱，②-2 层粉土渗 透性较强，因此止水帷幕设置在②-3 层以上土层即可。外侧采用双排双轴深搅 桩止水结构，为确保不漏水，要求搭接 200，并要求桩底进入②-3 层不小于 0.5m。 （2）降水结构：由于采用全封闭止水结构，基坑内采用管井井点降水 1.6 支护设计的依据 ①《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）； ②《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
7
北侧土压力分布图：
2.2 土压力及合力作用点位置
超载为 20 KN/m 的东西南侧 Ea1=1/2×3.5×42.122=73.714kN/m 距合力作用点位置 ha1=1/3×3.5+2.9+0.72=4.79m Ea2’=38.171×2.9=110.696 kN/m 距合力作用点位置 ha2’=1/2×2.9+0.72=2.17m Ea2’’=1/2×（66.498－38.171）×2.9=40.074 kN/m 距合力作用点位置 ha2’’=1/3×2.9+0.72=1.69m Ea1 合=1/2×25.281×0.72=9.078 kN/m 距合力作用点位置 ha1=0.72×2/3=0.48m 超载为 50 KN/m 的北侧 设主动土压力为 0 的点在②-1 以下 X m 处 13.704/X=29.002/(3.5-X)
各项土力学系数：
东西南侧及北侧土压力系数相等
Ka1= (45º－12º/2)﹦0.589 Ka2= (45º－12º/2)﹦0.656
1=0.767 2=0.810
Ka3= (45º－18º/2)﹦0.528 Ka4= (45º－10º/2)﹦0.704
3=0.727 3=0.839
Kp3= (45º＋18º/2)﹦1.894 Kp4= (45º＋10º/2)﹦1.420
2.1.2 被动土压力
超载为 20 KN/m 的东西南侧 ep1=2×15×1.376=41.280 kPa ep2=18.5×1.1×1.894+2×15×1.376=79.823 kPa ep3=18.5×1.1×1.420+2×12×1.192=57.505 KPa 设②-3 层土以下 Xm
=（18.5×1.1+18.5×X）/（1.1+X）=18.5KN/m³
3=1.376 4=1.192
5
2.1 土压力强度 2.1.1 主动土压力
超载为 20 KN/m 的东西南侧 如图一 ea1= 39×0.589－2×20×0.767=-7.709 kPa ea2=（39+0.5×19）×0.589－2×20×0.767=-2.114 kPa ea3=（39+0.5×19）×0.656－2×20×0.810=-0.584 kPa ea4=（39+0.5×19+18.6×3.5）×0.656－2×20×0.810=42.122 kPa ea5=（39+0.5×19+18.6×3.5）×0.528－2×15×0.727=38.171kPa ea6=（39+0.5×19+18.6×3.5+2.9×18.5）×0.528－2×15×0.727=66.498 kPa ea7=（39+0.5×19+18.6×3.5+4.0×18.5）×0.704－2×12×0.839=111.934 kPa 超载为 50 KN/m 的北侧 ea1= 19×0.589－2×20×0.767=-19.489 kPa ea2=19×1.5×0.589－2×20×0.767=-13.894 kPa ea3=19×1.5×0.656－2×20×0.810=-13.704 kPa ea4=（19×1.5+18.6×3.5）×0.656－2×20×0.810=29.002 kPa ea5=（19×1.5+18.6×3.5）×0.528－2×15×0.727=27.611 kPa ea6=（19×1.5+18.6×3.5+18.5×2.9）×0.528－2×15×0.727=56.091 kPa ea7=（19×1.5+18.6×3.5+18.5×4）×0.704－2×12×0.839=97.854 kPa e’a1= 75×0.528=26.4 kPa e’a2=75×0.704=35.2 kPa
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X=1.12 m Ea1=1/2×29.002×2.38=34.512 kN/m 距合力作用点位置 ha1=1/3×2.38+4+2.9=7.69m Ea2’=27.611×2.9=80.072 kN/m 距合力作用点位置 ha2’=1/2×2.9+1.1+2.9=5.35m Ea2’’=1/2×（56.091－27.611）×2.9=41.296 kN/m 距合力作用点位置 ha2’’=1/3×2.9+1.1+2.9=4.97m Ea2’’’=26.4×1.4=36.96 kN/m 距合力作用点位置 ha2’’’=1/2×1.4+1.1+2.9=4.70m Ea3=2.668×1.1=2.935 kN/m 距合力作用点位置 ha3=1/2×1.1+2.9=3.45m Ea4=1/2×(41.211-2.668)×1.1=21.199 kN/m 距合力作用点位置 ha4=2/3×1.1+2.9=3.63m Ea5=1/2×75.549×2.9=109.546 kN/m 距合力作用点位置 ha5=2/3×2.9=1.93m 东西南侧土压力合力分布：
ep4= [18.5×(1.1+X)]
2
1.192=57.505 +26.27X
6
e 合=57.505+ 26.27X-111.934=26.27X－54.429 令 e 合=0，得 X=2.07m 超载为 50KN/m 的北侧 ep1=2×15×1.376=41.280 kpa ep2=18.5×1.1×1.894+2×15×1.376=79.823 kpa 设②-3 层土以下 Xm ep3=（18.5×1.1+18.5X）×1.420+2×12×1.192=26.27X+57.505 kpa e 合=26.27X+57.505-133.054=26.27X-75.549 kpa 令 e 合=0，得 X=2.9m 东西南侧土压力分布图：
4
③《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008； ④《混凝土结构设计规范》GB20010-2002； ⑤《南京地区地基基础设计规范》DGJ32/J 12-2005； ⑥《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009； ⑦《深基坑工程》，陈忠汉，黄书秩，程丽萍编著，机械工业出版社，2002。
场地平面图：
2.支护结构的设计计算
该地段标高为+7.4m.
基坑实际开挖深度 h=8+0.4+0.1-(8.0-7.4)=7.9m,桩顶下落 1m,圈梁标顶高，则
基坑设计计算开挖深度 6.9m。地面活荷载 q=20+1×19=39KPa，因为地面活荷载
较小，故采用一道支撑。支撑标高相对于桩顶为-0.3m
土层分布：见附录
9.0× 10-6
8.0×10-6
1.3 拟建场地的周边环境条件
基坑东侧、西侧：与道路外边线相距 8.0m。 基坑北侧：与已建 3 栋 5 层住宅楼相距 5.0m，住宅楼为浅基础，埋深在现地
面下 1.5m。 基坑南侧：空地。 地面活荷载取值为 q=20kPa，北侧建筑物按每层 15kPa 超载进行计算。
高为 7.4 m，基础顶板标高为-0.6 m，底板厚 0.4 m，垫层厚 0.1 m。
1.2 拟建场地的工程水文地质条件
拟建场地地势平坦，为长江漫滩地貌单元，支护影响范围内依次分布着：
①层填土：灰褐色，潮湿，松散，主要由粉质粘土夹少量建筑垃圾组成，均
层厚 1.50m。
②-1 层粉质粘土：灰色，饱和，软～可塑，中压缩性，平均层厚 3.50m。