[学士]青岛某工程深基坑支护结构设计与施工 毕业论文_secret

第1章深基坑支护结构设计与施工

1.1 工程概况

玺景园小区工程位于青岛市芝泉路西北侧湛山寺附近，为青岛市高档住宅小区，其中6#楼总建筑面积为2442.4m2,结构类型为短肢剪力墙结构。基坑开挖8.0～10.0米左右。

1.2 地质概况

1.2.1 地形地貌

拟建场区起伏较大，北高南低。地貌成因类型为剥蚀残丘，后经人工建设，开挖回填改造形成现有地貌景观。

1.2.2 地层分布及其物理力学特征

土体主要以粉质粘土为主，混花岗岩、煌斑岩碎屑。

1.3 设计依据

1、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)

2、《建筑边坡工程勘察报告》(GB50330-2002)

3、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）

4、《土层锚杆设计与施工规范》（CECS22-90）

5、《岩土工程勘查报告》(2004-002)

6、同类工程经验

1.4 设计说明

为使该工程周围建筑物地下管线和道路安全及本工程放坡要求，根据所提供的该场地工程地质勘察报告和地下室结构图进行基坑支护设计。共分A-B、B-C、C-D三段进行支护设计。

1.4.1 A-B段

该段上部为回填粘性土和砂性土，并伴有花岗岩块石。为保护售楼处草坪，放坡坡度只有1：0.1，售楼处距离坡顶4米左右，比坡顶低2米左右。

1.4.2 B-C段

该段西侧为太清路，距离最近处仅4米，靠近基坑侧为毛石挡墙，高差6-10米，不允许有过大变形，因此该段为重点部分。

1.4.3 C-D段

同B-C段类似。

1.5 B-C段锚杆支护设计计算

1.5.1 地质计算参数

表1.1

1.5.2 活荷载的选取

考虑到该段基坑所处地理位置，故选择计算活荷载为q=10 kPa

1.5.3 支护结构计算

1、土压力系数计算

采用朗肯土压力理论进行计算，对土压力系数均不进行调整，其主、被动土压力系数分别采用下式计算：

K a =tan2(45°-φ/2) K

p

=tan2(45°+φ/2)

则各土层的主、被动土压力系数为：表1.2

2、土压力计算

E

a1

=10×0.27-2×10×0.52=-7.7 kPa

E

a2

=(10+5×18.9)×0.27-2×10×0.52=17.815 kPa

E

a2

′=(10+5×18.9)×0.22-2×10×0.47=13.59 kPa

E

a3

=(10+5×18.9+6×19.7)×0.22-2×10×0.47=39.594 kPa

E

a3

′=(10+5×18.9+6×19.7)×0.25-2×10×0.5=45.675 kPa

7.7

粉质粘土

4.5m 5m

X

1

T

d

′ 17.815

13.59

粉质粘土 6m

40 39.594

45.675

粉质粘土 t

77.586t+40 4.825t+45.675

图1.2 图1.1 基坑面下t深度处土压力值：

E at =E

a3

′+γ

3

×Ka3=45.675+19.3×0.25=4.825t+45.675 kPa

E p3=C

3

×K

p3

1/2=2×10×2.0=40 kPa

E pt =γ

3

×t×k

P3

+E

P3

=19.3t×4.02+40=77.586t+40 kPa

3、按单支点浅埋式计算支护锚杆拉力T

d

要求：∑M

Td3

=0

∵ 7.7/5-x

1

=17.815/x

1

∴ x

1

=3.49 m

故：1/2×7.7×1.51×(2/3×1.51+2.99)-1/2×17.815×3.49×(2.99 -2/3×3.49)+13.59×6×(1/2×6+0.5)+1/2×(39.594-13.59)×6×(2/3×6+0.5)+45.675t×(1/2×t+6+0.5)+1/2×4.825t2×(2/3×t +6.5)-40t×(1/2×t+6.5)-1/2×77.586t2(2/3×t+6.5)=0

整理得： 24.25t3+233.63t2-36.89t-634.16=0

解得： t=1.6 m

锚杆的水平分量为:

-T

d

′=∑E

pi

-∑E

ai

=1/2×(40+77.586×1.6+40)×1.6-1/2×(45.675+4.825×1.6

+45.675)×1.6-1/2×(13.59+39.584)×6-1/2×(17.815×3.49)

=163.31-79.26-159.55-31.09=-106.59 kN

∴ T

d

′=106.59 kN

单位锚杆的拉力则为(取锚杆与水平夹角为θ=20°)

T

d

=T

d

′/cosθ=106.59/cos20°=113.39 kN/m

1.5.4 锚杆设计

1、非锚固段长度的确定

基坑地面下t′处土压力为零，则：

77.586t′+40=4.825t′+45.675

解得： t′=0.08 m

则 L

t

=11-4.5+0.08=6.58 m

取φ=40°

L f =L

t

sin(45°- 1/2×40°)/sin(45°- 1/2×40°+ 20°) =6.58sin25°/sin45°

=3.94 m (且不小于5m)

故可取非锚固段长度 L

f

=6m 。

2、抗剪强度计算

由于锚杆基本处于Ⅱ层土体中，取有效锚杆段为L

m

=15m,则

τ=c+k

γhtanφ

=10+[4.5+(6+15)/2×tan20°]×19.7×0.6×tan40°=92.52 kPa

3、锚杆设计拉力计算

选择锚杆孔径为φ150，有效锚杆长度为15m，则