华中科技大学地下工程课程设计

目录

1.设计背景 (2)

2.设计说明 (2)

2.1基坑开挖断面设计： (2)

2.1.1设计依据： (2)

2.2支护方案： (2)

2.2.1基坑支护方案设计的指导思想 (2)

2.2.2支护方案的选择 (2)

3.桩锚体系计算过程 (3)

3.1土压力计算 (3)

3.2计算原理 (4)

3.2.1计算工况 (4)

3.2.2计算土反力 (4)

3.2.3锚杆反力计算 (4)

3.3设计验算 (6)

3.3.1工况一 (6)

3.3.2工况二 (6)

3.3.3工况三 (8)

3.3.4工况四 (10)

3.4配筋计算： (13)

3.4.1桩配筋： (13)

3.4.2锚杆配筋计算： (14)

4.钻孔灌注桩施工方案 (14)

4.1施工工艺流程 (14)

4.2测量定位 (15)

4.3护筒埋设 (16)

4.4钻孔及泥浆护壁 (16)

4.5清孔 (16)

4.6成孔检验 (17)

4.7钢筋笼的制作 (17)

4.8直螺纹连接要求 (18)

4.9钢筋笼的吊装 (18)

1.设计背景

本工程最大基坑开挖深度为12米，基坑安全等级为二级。上层土层为粘性土，土层厚度为30米，3kN/m 191630kPa c =︒==γϕ，，。试设计基坑支护方式。

2.设计说明

2.1基坑开挖断面设计：

2.1.1设计依据：

《建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012（正式稿）》

基坑拟采用分布开挖，第一次先开挖至4米处，第二次开挖至7米处，第三次开挖至10米处，最后一次开挖至基坑开挖设计深度。

2.2支护方案：

2.2.1基坑支护方案设计的指导思想

（1）考虑到地下结构施工可能需要较长的施工周期，基坑支护要经过雨季施工的考验，要求支护设计时需适当加大安全系数。

（2）护坡工程必须与土方工程一体化安排，要为土方工程的顺利施工创造快捷和良好的前提条件。

（3）护坡工程在确保为后续施工创造出良好的施工作业面的同时，还要尽可能地减少不必要的土方回填。

（4）护坡工程要尽量减少与土方施工的工序穿插的次数，以缩短工期。

2.2.2支护方案的选择

（1）目前比较成熟的支护形式主要有以下几种：护坡桩+锚杆支护、悬臂桩支护、上部土钉墙(挡土墙)下部桩锚支护、土钉墙支护、微型桩复合土钉墙支护和地下连续墙支护等，适合本工程的支护方式为桩锚支护和上部土钉墙+桩锚支护这两种方式。

根据《建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012（正式稿）》，本着经济安全原则，设计结果如下：

本工程拟采用钻孔灌注桩作为基坑支护结构的护坡桩，经计算设计桩长20m ，其中嵌固端深度为8米。桩顶设置冠梁，冠梁高度为0.5m ，宽度为1.0m 。桩身的设计说明如下，具体配筋情况见结构设计大样图。

1、桩身混凝土强度等级为C30；

2、支护桩的纵向受力钢筋选用HRB335 级钢筋，单桩的纵向受力钢筋为12 根，在截面均匀分布，桩顶设置冠梁，冠梁高度为0.5m ，宽度为1.0m

3、箍筋采用螺旋式箍筋，箍筋直径6mm ；箍筋间距取250mm ；

4、沿桩身配置的加强箍筋为HRB335 级钢筋，直径12mm ，其间距为2000mm ；

5、纵向受力钢筋的保护层厚度为50mm ；

6、桩间土防护措施采用内置钢筋网的喷射混凝土面层。喷射混凝土面层的厚度为 50mm ，混凝土强度等级为 C25，混凝土面层内配置的钢筋网的纵横向间距200mm 。钢筋网采用横向拉筋与两侧桩体连接，拉筋直径12mm ，拉筋锚固在桩内的长度100mm 。钢筋网采用桩间土内打入直径12mm 的钢筋钉固定，钢筋钉打入桩间土中的长度为排桩净间距的 1.5 倍即750mm 。

锚杆参数见下表：

锚杆技术参数表

锚杆设计说明如下：

1、采用普通钢筋锚杆，套管护壁成孔、二次压力注浆工艺；

3、普通钢筋锚杆的杆体选用 HRB335级螺纹钢筋；在自由段应设置隔离套管；

4、采用千斤顶张拉后对螺栓进行紧固的锁定方法；

5、锚杆腰梁采用混凝土梁，锚杆注浆采用水泥砂浆，水灰比宜取 0.4045,灰砂比取 1.0，拌和用砂选用中粗砂；

3.桩锚体系计算过程 3.1土压力计算

土压力采用朗肯理论计算 主动土压力系数：

75602

-45tan K 2

a .=ϕ︒=）（

被动土压力系数 ：

32712

45tan K 2

p .=ϕ+︒=）（

主动土压力强度：

16952-h 36414K c 2hK p a a ak ..=-=γ

被动土压力强度：

11769h 21325K c 2hK p p p pk ..+=+=γ

装外侧为主动土压力，自稳高度为：

m 6323K K c 2h a

a .==γ

3.2计算原理

3.2.1计算工况

计算需要考虑4种工况，即：

①工况一：开挖至4米处；

②工况二：开挖至7米处，其中4米处设置第一根锚杆； ③工况三：开挖至10米处，其中4、7米处设置两根锚杆； ④工况四：开挖至12米处，其中4、7、10米处设置三根锚杆。

3.2.2计算土反力

土的水平反力系数的比例系数m ：

42b 2m MN 52610

30161620v c 20m /...=+-⨯=+-=ϕϕ

挡土构件内侧嵌固段上土的水平反力系数k s ：

3s kN/m 12z 6520h z m k ）（-=-=)(

式中：z ─计算点距地面的深度；

h —基坑开挖深度

作用在挡土构件上的分布土反力：

0s s s p v k p +=

式中：v —初始土反力强度； 排桩土反力计算宽度：

518150519050d 5190b 0........>=+=+=）（）（

故计算宽度取1.5m 。

3.2.3锚杆反力计算

锚杆混凝土强度等级为C30，锚杆钢筋取HRB335级钢筋mm 20=φ：