北京市朝阳广场基坑设计 土木工程专业毕业设计 毕业论文

束
1:设计腰梁时可以把腰梁看作是一个连续梁,所以 可以用钢结构的公式来计算
公式如下:
……①
设需要的钢材为
⑴：第一道中：
,按固定支座来计算：
由①式得：
,因此选择槽钢16a,其
满足设计要求。
⑵: 第二道中：
,按固定支座来计算：
由①式得：
,因此选择槽钢20a,其
满足要求。
⑶：第三道中：
,按固定支座来计算：
岩性
颜色
湿度
稠度／密度
压缩性
杂填土
杂
稍湿～饱和
稍密
/
粉质粘土
褐黄
湿～饱和
可塑～软塑
低～中低～中压缩性
粉砂、细砂
褐黄
湿
密实
低压缩性
细砂
褐黄
湿
中密
低压缩性
粉质粘土
褐黄～褐黄（暗）
（局部灰黄）
饱和
可塑～硬塑
低～中低压缩性
圆砾、卵石
杂
湿～饱和
中密
低压缩性
⑦
粉质粘土
褐黄～褐黄（暗）
（局部灰黄）
饱和
可塑～硬塑
低～中低压缩性
如下：
2.2.2求B点所受的水平力
⑴：先求出10.5米以下的弯矩为零点处y的距离，查表得出砂性土的Φ=32°则：
⑵:Ea的计算：
⑶:对O1点的力矩：
⑷:对O点的合力矩为零则：
推出：
⑸:最大弯矩的计算：
2.2.3求C点的所受水平力：
图表5
图表6
⑴：挖土按工况进行再D点以下0.5米处深度，看为无粘性砂土所以：
表1--1
序号
地下水类型
地下水稳定水位
量测时间
水位埋深（m）
水位标高（m）
1
上层滞水
1.40～5.00
37.44～40.85
2004年3月中旬～下旬
2
层间潜水
15.00～18.40
24.84～25.75
3
承压水（测压水头）
21.50～24.50
18.96～20.13
地层岩性特征一览表表1—2
地层序号
1.2.1排桩加锚杆
采用密排桩加高压喷射水泥桩，由支护桩的构造要求得：排桩桩直径不宜小于
600毫米，桩间距应根据排桩的受力及桩间土的稳定条件来确定。
1.1.2土钉墙加锚杆
由于在基坑的西南角有地铁站的出口，而且与基坑红线仅有0.56米，所以没有机器的工作面，经分析采用土钉墙加锚杆里面用截水帷幕。
2 桩锚设计
本拟建工程场地西南角，有一地铁出入口站房，其外墙与中国石化科研办公楼地下室外墙之距离仅有0.56m，其基础埋深约为2.7m.。
1.2 方案选择
整个深基坑为一级的安全等级，由于基坑下部有三层地下水，而且水位比较高，因此不能用一般的土钉墙，本基坑深20米坑中又有水因此在除了西南角有地下工事的选用土钉墙加锚杆其余的部分用排桩加锚杆再进行基坑内降水。
⑸:求
则：
所以满足要求。
3:
⑴：
⑵:
⑶：
因为：θ=13°<Φ=27°,则可以不计算地面的荷载：
⑷:
代替墙的主动土压力为：
⑸:求 ：
则： 所以满足要求。
2.6 基坑位移计算
2.6.1坑底以下桩的位移
查表得m值：
由当混凝土选择为：C25时，则桩的变形系数为：
⑧
粉土
褐黄
饱和
中密～密实
低压缩性
⑨
粘土
褐黄
饱和
可塑～硬塑
低压缩性
⑩
粉土
褐黄
饱和
密实
低压缩性
⑾
中砂
褐黄
饱和
密实
低压缩性
⑿
粉质粘土
褐黄
湿～饱和
可塑
中低压缩性
⒀
中砂
褐黄
湿～饱和
中密
低压缩性
表1--3
土层
层底相对标高(m)
层厚(m)
重度(kN/m3)
孔隙比
液性
指数
()
c(kPa)
m(kN/m4)
(kPa)
杂填土
由《建筑结构静力计算手册》得：
图表4
得：
2.1.6：弯矩分配：
由于计算的固端弯矩不平衡，所以需用弯矩分配法来平衡支点C,D的弯矩:
分配系数的确定：
通过弯矩分配，得出的各支点的弯矩为：
2.1.7求各支点得反力
⑴：如上图所示，先求 对A点取矩 ：
求 ，对C点取矩：
则：
⑵:
⑶:如图CD段，对D点求矩：
⑷:
被动土压力系数：
考虑桩在基坑下，现取Φp=30°δ=2/3Φ=20
2.1.2.土压力为零点
土压力为零点就是零弯矩点，距离坑底面的公式为：
则：y=149.2/129.1=1.156 m取 y=1.16 m
2.1.3.基坑支护简图
图表 1
2.1.4：土压力的分层计算
一层：
二层：
三层：
四层：
五层：
六层：
七层：
1.1.3周围环境资料
朝阳广场位于北京东二环朝阳门立交桥东北角，西邻东二环路，南邻朝外大街，与外交部办公大楼隔街相望。本项目地块分南、北两区，南北两区地下连为一体，南区为中石化集团科研办公楼，由中国石化集团公司投资建设；北区为集办公、酒店式公寓和商业为一体的综合性建筑，由联合置地房地产开发有限公司投资开发。
-19.000
4.8
19
0.653
/
38.0
0
7800
240
粉质粘土
-23.600
4.6
20.2
0.732
0.26
19.7
35
3800
65
粉土
-24.500
0.9
20.5
0.703
/
25.0
15
2200
70
粘土
-25.700
1.2
20.2
0.872
0.26
19.7
35
3300
65
粉土
-26.200
0.5
北京市朝阳广场基坑设计 土木工程专业毕业设计 毕业论文
北京市朝阳广场基坑设计
河北工程大学土木学院土木工程专业岩土方向
0绪论
作为大学四年学习的最后一个阶段——毕业设计，其设计的目的是详细学习和了解与岩土工程相关的知识，巩固以前学习过的（深基坑支护、基础工程、地基处理、土力学、工程地质学等）知识，并按照现行规范，通过对实际情况的分析把它运用到生产实践中去，同时也培养了调查研究、查阅文献、收集资料和整理资料的能力。通过本次设计使自己能够理论联系实际，并为以后的工作和学习打下坚实的基础，因此要达到以下要求：
得:
则：
⑸: 的值：
是与 相等。
2.3内力与配筋
图表8
2.3.1桩的抗弯矩配筋
⑴：桩的相关数据如下：d=800mm,砼取
C25,
试取12根直径是28mm的其
⑵:计算：
按《混凝土结构设计》GB10-89第4.1.11条中的公 式计算：
令N=0
得：
令 ,将上式整理得：
代入⑶式，
⑶:х的计算：用试算法得出几组数据作图k-b如下
2.1.5.分段计算固端弯矩
⑴：连续梁AB段悬臂部分弯矩：
⑵: 梁BC段：
B支点的荷载
C支点的荷载
由《建筑结构静力计算手册》的公式得：
图表2
⑶：梁CD段：
在CD中，如图为两固定端，由《建筑结构静力计算手册》的公式：
图表 3
得:
⑷：梁DEF段:
=112.9kN; =149.2-112.9=36.3kN; =149.2kN
20.5
0.532
/
25.0
15
3300
90
中砂
-29.5
3.3
19
0.558
/
28.0
0
பைடு நூலகம்2500
115
粉质粘土
-34.0
4.5
18.6
0.706
0.55
21.0
15
3000
45
中砂
-41.7
7.7
19.5
0.650
/
23.0
0
3200
80
1.1.2有关主体结构的设计资料
拟建最高26层左右的建筑，建筑基底面积约32073m2，,相应绝对标高为42.50m，自然地面标高为41.14m，采用钢筋混凝土筏型基础，结构形式为钢筋混凝土框架—剪力墙结构。
由①式得：
则 ,因此选择槽钢22b,其
满足设计要求。
图表 11
2.5排桩验算
2.5.1管涌验算
按 法计算
hc—C点的水头压力
hb—B点的水头压力
由于实际的深度为7米大于3.7米所以满足要求。
2.5.2锚杆的整体稳定性验算
基坑深20米，分三层锚杆，锚杆的端部的深度依次为：-5，-10，-15米
在锚杆的整体稳定性验算中用“克兰茨法”来计算：
-1.5
1.5
19
/
/
8
0
20
粉质粘土
-7.200
5.7
18.4
0.803
0.76
10
8
5000
40
粉砂-细砂
-7.700
0.5
20
0.605
/
25
0
2500
70
细砂
-13.500
5.8
20
0.788
/
32
0
2500
60
粉质粘土
-14.200
0.7
19.4
0.763
0.30
29.8
25
3200
60
圆砾、卵石
m处为土压力为零点
⑵:Ea的计算：
⑶:对O2的力矩为：
⑷:对O2点弯矩相等:
⑸: 的计算
图表7
2.2.4求D点的所受水平力Rd的值
⑴：Rd是在挖土完成时的力，即-20米处的；
按照经验Φ=19.7°为粘土标准的锤击数相当为：
⑵:Ea的计算：
⑶:Mo3的值得：（主动土压力下的弯矩）
⑷:对o3点取矩，总的力矩为零：
⒈学会对资料的收集、整理、分析、评价等基本方法，学会阅读并编写勘察报告。
⒉通过对基坑支护、基坑降水和设计，施工图的绘制，对岩土工程有更深刻的理解，具备独立分析问题、解决问题的能力。
⒊通过本次设计,应学会熟练掌握和使用在岩土工程方面的应用广泛的电算技术，以提高设计的效率。
此次设计的朝阳广场基坑支护工程位于北京东二环朝阳门立交桥东北角，西邻东二环路，南邻朝外大街，与外交部办公大楼隔街相望。拟建最高26层左右的建筑，檐口高度约100m，总建筑面积38万㎡，基底面积约32073㎡，相应绝对标高为42.50m，自然地面标高为41.14m，采用钢筋混凝土筏型基础，结构形式为钢筋混凝土框架—剪力墙结构。
表2--4
х
0.28
0.29
0.30
0.31
b
0.29
0.35
0.41
0.48
经作图查出：х=0.291
则：
配筋率
2：桩的箍筋的配筋
：
所以可以直接按最小配筋来定箍筋:
图表9
则取:
验算:
满足要求。
2.4锚杆计算与腰梁设计
2.4.1锚杆的设计
1：锚杆的布置：
S-锚杆的水平间距，即取1.5米
X-锚杆的倾角x=15°
其中5-10.4米内分别经过了①：粉质粘土2.2米，T=68.6；②：粉沙0.5米，T=180.4
则：
取14m
L1=8+14=22m
⑵: 由P1=661.6kn/根，锚杆的端头深10米，
在11.6-15.1米内分别有以下几层土：①：细砂1.9米，T=180.4；②：粉质粘土0.7米，T=68.6；③：圆砾，卵石0.9米，T=430.7
如图DF段，F点 Mf=0
则：
的计算，对D点取矩:
经计算各支点的反力为：
2.1.8反力的核算：
土压力及地面荷载共计：
支点的反力：
误差为：
2.1.9得出土压力为零点
用公式的出为零点：y=1.16m
则最小入土深度为：
则取嵌固深度为：7.5米
2.2按工况进行验算
2.2.1说明
本基坑深20米，本工程的验算采用“逐层开挖锚杆力不变法”来验算的,其图
相关数据如下： 取平均值： ,
1：求整体稳定安全系数f的值：
锚杆锚固中点深为-8.5米
则：
⑶：因为： ，则Ka=0.37要计算地面荷载值
⑷:代替墙的主动土压力为：
⑸:
所以满足要求。
2： Ta,求整体安全系数：
经计算则：
图表 12
⑴：
⑵:
⑶：因为 ，则Ka=0.37则要对地面的土压力进行计算：
⑷:代替墙的主动土压力为：
本工程拟建场地在地貌单元上位于永定河冲洪积扇中部。
拟建场区地形基本平坦，勘探时钻孔孔口处地面标高为40.49～43.53m。
②场区地层岩性及分布特征
按地层沉积年代、成因类型，将本次勘察深度范围的土层划分为人工堆积层和第四纪沉积层两大类，详见下表。
③拟建场区的水文地质条件
本工程拟建工程深度范围内共分布3层地下水，类型分别为：第1层地下水为上层滞水，赋存于第1、2层的杂填土与粉质粘土中，受管道渗漏影响该层地下水水位分布不连续，埋深变化较大，水量的分布也不均衡；第2层地下水为层间潜水，含水层为第6层卵石层，该层地下水水位连续分布；第3层地下水为承压水，赋存于具强透水性的第13层中砂层中，具体各层地下水的类型及埋深情况详见下表：
则：
取15米
则：
L2=7+15=22m
⑶：由P1=1508.9kn/根，锚杆的端头深15米，设锚杆长20米
则：从16.1-20.8米以内T的计算：
①：圆砾，卵石2.9米，T=430.7；②：粉，粘土1.8米，T=68.6
则：
米 取18米
则:
L3=5+18=23m
2.4.2钢绞线的计算
用7Φ5的钢绞线，极限抗拉力为180千牛每束
假设锚杆垂直于潜在划裂面，则经计算：
图表10
各杆的自由段的长度分别为：7.1米；4.7米；2.35米所以
2:由以前计算出的各支点的力分别为：
来作为各锚杆的设计轴力。
第一道锚杆需承受的拉力：
第二道锚杆需承受的拉力：
第三道锚杆需承受的拉力：
3:锚固段长度的确定:
设自由段长度均为5米
取钻头直径的1.2倍
⑴：由P1=400.95kn 锚杆的端头深5米，先假设锚杆长12米，则中心高：
由于该工程基坑开挖较深，边坡不能自然稳定，必须对其进行支护。经过对几种支护方案的分析计算比较后得出最佳方案。采用土钉墙+多支点排桩支护体系。在西南角处用土钉墙+锚杆支护体系。
降水采取了特别处理，及在基坑内设置了排水井。
1工程概况及方案的选择
1.1工程概况
1.1.1工程地质勘察资料
①拟建场区的工程地质条件
2.1排桩的初步设计与内力设计计算
2.1.1土相关参数与土压力的计算
由于各土层的平均重度相差不大，也为了计算的方便，因此采用了加权平均重度值；γ=19.34N/M ，土的内摩擦角Φ=27度 ，粘聚力C=10
计算如下：
地面的荷载值按规范 q=10
主动土压力的计算：
系数Ka=tan2(45°-Φ/2)=0.376