基坑支护课程设计报告书

深基坑课程设计XX大厦基坑支护工程班级：土木1001班**：***学号：****************：***日期：2013年12月31日工程概况及周边环境状况说明1 设计项目如：xx大厦基坑支护工程2 建设地点东南某市3 设计基本资料3.1 地层划分根据岩土工程勘察报告按成因类型及地质特征将场地地层情况划分如下：表1.13.2 土层物理力学性质指标与基坑支护有关的各层物理力学指标如表1.2所示。

表1.2一层土层厚：2m，基坑开挖深度6m；二层土层厚：依次为3m；其余土层各组均取：粉质粘土6米；粘土5m；强分化砂岩5m；3.3 地下水本场地地下水可分为二类型：上层为赋存于(1-1)杂填土层中的上层滞水，其水位、水量随季节变化，主要受大气降水、生活排放水渗透补给，下层为赋存于砂土层中的承压水，水量较丰富；本次勘察期间，在40#孔测得其承压水头埋深为2.4米，其标高为18.32米；上下层地下水之间因粘性土阻隔而无水力联系，勘察期间测得混合稳定水位埋深为0.4~2.6米。

场地地下水对混凝土不具腐蚀性，对混凝土中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。

4 周边环境条件依据总平面图及现场踏勘：基坑东北侧临近前进路，基坑边线距红线6.5～9米，距前进路边线11.5~14米；前进路上分布有给水、排水、电信管道，其中排水管为带压排水管，正在使用，最近的一根靠近路边，且为80年代建造，该管线为重点要保护的对象。

基坑东南角为市同昌房地产开发公司住宅楼，砖混结构7层，基础形式为天然地基，距基坑边约9米。

基坑安全等级按二级考虑，基坑周围地表均布荷载按15kPa考虑。

5.3参考文献（1）《xxx大厦岩土工程勘察报告》（2）《xxx大厦施工图设计》（3）《xx地区建筑深基坑支护技术规范》（4）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）（5）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2012）（6）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）（7）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2012）（8）《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）支护结构设计计算一﹑土压力计算及土钉布置由设计任务书得基坑开挖深度为6m，穿越三个土层，具体如图1所示，地面均布荷载为15kPa，地下水位埋深2.4m，故需考虑降水，采用井点降水，将地下水面降至基坑开挖深度下1m。

1.主动土压力计算图1土层分布图()a a a K c K h q 2-+=γσq —地面荷载（kN ）；γ—土的重度（3m kN ）；c —土层粘聚力（kPa ）a K —主动土压力系数，)245(tan 02ϕ-=a K ，ϕ为土层内摩擦角。

7.0,49.022,4,1002102112045tan 45tan20==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-===KKa a C ϕϕ82.0,67.022,21,20022022022.1145tan 45tan 2.11==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-===KK a a C ϕϕ88.0,78.022,15,300230233745tan 45tan7==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-===KKa a C ϕϕ各层土压力计算： 杂填土表面处的土压力a a a kp qK 35.749.01510=⨯==σ杂填土底面土压力()()a a a a kp K K q c h r 88.197.04249.025.181********=⨯⨯-⨯⨯+=-+=σ粉质粘土夹粉土顶面土压力()()a a a a kp K K q c h r 4.082.021267.025.181********=⨯⨯-⨯⨯+=-+=σ粉质粘土夹粉土底面土压力()()aa a a kp K K q c h r h r 2.3882.021267.038.1825.1815222222112=⨯⨯-⨯⨯+⨯+=-++=σ粉质粘土顶层土压力()()aa a a kp K K q c h r h r 15.5888.015278.038.1825.1815233322112=⨯⨯-⨯⨯+⨯+=-++=σ粉质粘土底层土压力()()aa a a kp K K q c h r h r h r 4.7188.015278.010.1738.1825.181523333322113=⨯⨯-⨯⨯+⨯+⨯+=-+++=σ2.土钉参数及布置土钉墙水平倾角为03.73，即按1:0.3放坡，土钉与水平面的倾角α取015，土钉竖直间距取m s y 5.1=，水平间距取m s x 5.1=，机械成孔，取孔径120㎜。

具体见图2。

图2右侧土钉墙土钉布置 土钉处主动土压力计算： 第1点最大主动土压力()()aa a a kp K K q c h r e 0.97.04249.08.05.18152111'111=⨯⨯-⨯⨯+=-+=第2点最大主动土压力()()aa a a kp K K q c h r h r e 2.482.021267.03.08.1825.18152222'22112=⨯⨯-⨯⨯+⨯+=-++=第3点最大主动土压力()()aa a a kp K K q c h r h r e 1.2382.021267.08.18.1825.18152222''22113=⨯⨯-⨯⨯+⨯+=-++=第4点最大主动土压力()()aa a a kp K K q c h r h r h r e 1.6288.015278.03.00.1738.1825.18152333'3322113=⨯⨯-⨯⨯+⨯+⨯+=-+++=二﹑土钉设计1.折减系数计算⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=245tan /tan 12tan 12tan 02k k k ϕβϕβϕβξ β－土钉墙坡面与水平面夹角，为03.73（坡度1:0.3）； ζ──主动土压力折减系数；φm ──基坑底面以上各土层按土层厚度加权的内摩擦角平均值(°)。

659.022045tan /3.73tan 12203.73tan 12203.73tan 245tan /tan 12tan 12tan 0020000012111=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=ϕβϕβϕβξo715.022.1145tan /3.73tan 122.113.73tan 122.113.73tan 245tan /tan 12tan 12tan 0020000022222=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=ϕβϕβϕβξo715.023==ξξ739.02745tan /3.73tan 1273.73tan 1273.73tan 245tan /tan 12tan 12tan 0020000032334=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=ϕβϕβϕβξo2.土钉轴向拉力调整系数（ηj ）可按下列公式计算： ()hz j b a a j ηηηη--=()()∑∑==∆-∆-=ni ajjajni jba Ez h Ez h 11ηη式中： ηj ──土钉轴向拉力调整系数；z j ──第j 层土钉至基坑顶面的垂直距离(m)； h ──基坑深度(m)；ΔE aj ──作用在以s xj 、s zj 为边长的面积内的主动土压力标准值(kN)；ηa ──计算系数；ηb ──经验系数，可取0.6～1.0； n ──土钉层数。

取0.1=b η，则()()0.111=∆-∆-=∑∑==ni ajjajni jba Ez h Ez h ηη，所以0.14321====ηηηη3.受拉荷载标准值计算zj xj j a j jj k s s e N ,,cos 1ξηα=式中：N k ，j ──第j 层土钉的轴向拉力标准值(kN)；αj ──第j 层土钉的倾角(°)；ζ──墙面倾斜时的主动土压力折减系数；ηj ──第j 层土钉轴向拉力调整系数；e a ，j ──第j 层土钉处的主动土压力强度标准值(kPa)； s xj ──土钉的水平间距(m)； s zj ──土钉的垂直间距(m)。

kN s s e N z x a k 8.135.15.10.90.1659.0966.01cos 1111,111,=⨯⨯⨯⨯⨯==ξηα kN s s e N z x a k 0.75.15.12.40.1715.0966.01cos 1222,222,=⨯⨯⨯⨯⨯==ξηα kN s s e N z x a k 5.385.15.11.230.1715.0966.01cos 1333,333,=⨯⨯⨯⨯⨯==ξηα kN s s e N z x a k 9.1065.15.11.620.1739.0966.01cos 1444,444,=⨯⨯⨯⨯⨯==ξηα 4.土钉的极限抗拔承载力标准值 j k t j k N K R ,,≥式中： K t ──土钉抗拔安全系数；安全等级为二级、三级的土钉墙，K t 分别不应小于1.6、1.4；N k ，j ──第j 层土钉的轴向拉力标准值(kN)； R k ，j ──第j 层土钉的极限抗拔承载力标准值(kN)。

kN N K R k t k 1.228.136.11,1,=⨯== kN N K R k t k 2.110.76.12,2,=⨯== kN N K R k t k 6.615.386.13,3,=⨯==kN N K R k t k 0.1719.1066.14,4,=⨯== 5.土钉长度设计土钉长度按以下公式计算： ∑=sikj jk i q d R l π,式中：R k ，j ──第j 层土钉的极限抗拔承载力标准值(kN)；dj ——第j 层土钉的锚固体直径(m)；对成孔注浆土钉，按成孔直径计算，对打入钢管土钉，按钢管直径计算；qsik ──第j 层土钉在第i 层土的极限粘结强度标准值(kPa)；应由土钉抗拔试验确定，无试验数据时，可根据工程经验并结合规范上表5.2.5取值；li ──第j 层土钉在滑动面外第i 土层中的长度(m)；计算单根土钉极限抗拔承载力时,取规范上图5.2.5所示的直线滑动面，直线滑动面与水平面的夹角取2mϕβ+。

查表得kpa q k s 201= kpa q k s 402= kpa q k s 403=m q d R l ks k 94.22012.01.22111,1=⨯⨯==∑ππm q d R l ks k 74.04012.02.11222,2=⨯⨯==∑ππm q d R l ks k 08.44012.06.61233,3=⨯⨯==∑ππm q d R l ks k 34.114012.00.171344,4=⨯⨯==∑ππ6、自由段长度的计算自由段长度按以下公式计算：⎪⎭⎫ ⎝⎛+--⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=290cos /2sin sin 0αβααβββi fi Z H L 其中：fi L ---第i 排土钉自由段长度（m ）；H ---基坑深度（m ）；β---土钉墙坡面与水平面的夹角03.73；α---土钉与水平面的倾角α取015；i Z ---第i 排土钉到地面的距离（m ）。