课程设计-坑设计——土钉墙支护.doc

土钉支护 课 程 设 计 学 院： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 年 月 日基坑设计土钉墙支护摘要：本次基坑的设计主要内容为某建筑物的二层地下室做一个基坑支护设计，设计选择的是土钉墙支护方式，不单只是土钉，还加上别的基坑支护方式，如锚杆。设计的主要内容包括:支护结构的选型和结构布置、支护的设计方案，基坑支护土钉支护的计算、相关验算，还包过土钉支护的施工设计图、设计方案。 基坑支护涉及到土力学中强度和稳定问题，基坑维护方案的设计应根据工程实际情况进行方案的筛选和优选，选择的出发点是安全、经济。所有的这些方案，在保证安全的前提下必须达到最大的经济效益。设计不仅要保证边坡的稳定，而且要满足变形控制的要求，以确保基坑周围建筑物、构筑物、管线、道路的安全。本人从经济可靠的角度出发，采用土钉加固复合地基加固。再通过查阅相关基坑工程的规范99版的，最终得出报告书。其程序是：通过理正深基坑软件计算-查规范-修改数据-得出施工图。关键词：基坑设计、土钉支护、抗倾覆验算、加固基坑1.支护结构的选型和结构布置1.1方案优选 合理安排好地下室工程的施工，优选基坑围护方案，对降低工程造价，保证基坑稳定，促进安全生产、文明施工，至关重要。因此，基坑围护方案的优选主要考虑以下因素： (1)造价因素。项目强调低成本，必须降低支护结构的材料、人工、机械设备费用，合理调配基坑土方的开挖、运输、堆放、回填、弃土，渣土处置等费用。 (2)环境因素。按照jgj5999的要求，要做好安全生产、文明施工，施工过程中尽可能减少对周围环境的影响。 (3)工期。不同的围护形式，工程的工期也各不相同。该工程的特点是时间紧，任务重，工期越短，效益越好。 (4)社会效益。该项目实行“标化”管理，要求工程质量确保优良。 (5)不可预见因素。施工过程中，要综合考虑雨、雪等各种不可预见因素。本工程从经济可靠的角度出发，采用土钉加固复合地基加固。1.2结构布置土钉加固法，其特点是：经济、可靠、施工快捷、应用范围广、施工方法灵活、施工时对环境干扰少、对场地土层的适应性强。基坑支护涉及到土力学中强度和稳定问题，基坑维护方案的设计应根据工程实际情况进行方案的筛选和优选，选择的出发点是安全、经济。所有的方案，在保证安全的前提下必须达到最大的经济效益。设计不仅要保证边坡的稳定，而且要满足变形控制的要求，以确保基坑周围建筑物、构筑物、管线、道路的安全。本工程从经济可靠的角度出发，采用土钉加固复合地基加固。2.支护设计方案2.1土钉支护设计依据（一） 本工程岩土工程勘察报告及设计图纸；（二） 建筑基坑支护技术规程(jgj120-99) ；（三） 建筑地基与基础设计规范（gbj7-89）；（四） 混凝土结构设计规范（gbj7-89）。2.2具体位置详见下图3.施工总体布署3.1钉支护设计依据3.1.1施工程序（各工序的综合协调）（一） 设计土钉墙：在挖出的边坡上直接进行土钉墙支护施工。（二） 土方：用长臂挖土机对开挖不到位的土方应首先开挖到位，土方随挖随用人工进行清理，并挖掉浮土， 3.1.2基础施工阶段的施工流程施工准备测量放线地下室施工基础验收回填土土方清运施工基坑支护施工4.基坑支护4.1土钉支护的工艺流程测量放线第二步土钉墙施工第一步土钉墙施工第三步土钉墙施工第四步土钉墙施工第五步土钉墙施工组织验收4.2土钉墙护坡工程（1） 工艺流程施工准备边坡修整 定位放线 加工土钉 打土钉 注 浆挂 网喷射砼养 护验收（2） 施工方法1边坡修整：采用人工清理，为确保喷射砼面层的平整，此工序必须挂线定位。对于土层含水量较大的边坡，可在支护面层背部插入长度为400600mm，直径不小于40mm的水平排水管包滤网，其外端伸出支护面层，间距为2m，以便将喷混凝土面层后的积水排走。1. 定位放线：按设计图纸由测量人员放出每一个土钉的位置。2. 注浆：采用搅拌机造浆，应严格控制水灰比为w/c=0.5；注浆采用注浆泵，注浆时，将导管缓慢均匀拔出，但出浆口应始终处于孔中浆体表面之下，保证孔中气体能全部排出。3. 挂网及锚头安装：钢筋网片用插入土中的钢筋固定，与坡面间隙34cm，不应小于3cm，搭接时上下左右一根对一根搭接绑扎，搭接长度应大于30cm，并不少于两点点焊。钢筋网片借助于井字架与土钉外端的弯勾焊接成一个整体。4. 喷射砼：喷射砼顺序可根据地层情况“先锚后喷”，土质条件不好时采取“先喷后锚”，喷射作业时，空压机风量不宜小于9m3/min，气压0.20.5mpa，喷头水压不应小于0.15 mpa，喷射距离控制在0.61.0m，通过外加速凝剂控制砼初凝和终凝时间在510 min，喷射厚度大于等于100mm。5. 养护：采取浇水养护。4.3 各分项工程质量标准1. 土钉墙质量标准 内容标准喷射砼面层平整度的允许偏差20mm孔深允许偏差50mm孔距允许偏差100mm钢筋保护层厚度25mm土钉倾角偏差5%挂网时网片距坡面34cm2. 土方开挖质量标准：1. 国家有关建筑施工规范（gbj30188）。2. 工程设计对土方的质量要求。5.基坑设计的设计计算5.1基坑北侧计算数据：-设计项目: - 设计简图 - 设计条件 - 基本参数 所依据的规程或方法：建筑基坑支护技术规程jgj 120-99基坑深度： 7.900(m)基坑内地下水深度： 9.400(m)基坑外地下水深度： 1.500(m)基坑侧壁重要性系数： 1.000土钉荷载分项系数： 1.250土钉抗拉抗力分项系数： 1.300整体滑动分项系数： 1.300 坡线参数 坡线段数 1序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角() 1 1.393 7.900 80.0 土层参数 土层层数 4序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 锚杆土摩阻力 水土 (m) (kn/m3) (kn/m3) (kpa) (度) (kpa) (kpa) 1 杂填土 1.500 19.0 22.0 20.0 15.0 20.0 20.0 分算 2 粘性土 3.500 18.6 18.6 20.0 12.0 40.0 40.0 合算 3 粉土 4.000 18.5 18.5 15.0 18.0 64.0 64.0 合算 4 淤泥质土 18.000 18.5 18.5 12.0 10.0 64.0 64.0 分算 超载参数 超载数 1序号 超载类型 超载值(kn/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边线距离(m) 形式 长度(m) 1 局部均布 75.000 1.500 6.000 3.607 条形 土钉参数 土钉道数 4序号 水平间距(m) 垂直间距(m) 入射角度(度) 钻孔直径(mm) 1 1.700 2.000 5.0 120 2 1.500 1.700 5.0 120 3 1.200 1.200 5.0 120 4 1.000 1.000 5.0 120 花管参数 基坑内侧花管排数 0基坑内侧花管排数 0 锚杆参数 锚杆道数 1序号 水平间距(m) 竖向间距(m) 入射角度(度) 锚固体直径(mm) 锚杆长度(m) 锚杆锚固长度(m) 抗拉力(kn) 1 2.500 2.500 15.0 200 20.000 6.000 100.0 坑内土加固参数 厚度(m) 宽度(m) 重度(kn/m3) 饱和重度(kn/m3) 粘聚力(kpa) 内摩擦角(度) 2.000 3.000 18.000 18.000 20.000 30.0施工过程中局部抗拉满足系数: 1.000施工过程中内部稳定满足系数: 1.000 内部稳定设计条件 考虑地下水作用的计算方法：总应力法土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数： 0.500圆弧滑动坡底截止深度(m)： 0.000(m)圆弧滑动坡底滑面步长(m)： 1.000(m)- 设计结果 - 局部抗拉设计结果 工况 开挖深度 破裂角 土钉号 设计长度 最大长度(工况) 拉力标准值 拉力设计值 (m) (度) (m) (m) tjk(kn) tj(kn) 1 2.500 46.9 0 2 4.200 46.5 1 3.825 3.825( 2) 20.9 26.1 3 5.400 46.6 1 2.467 3.825( 2) 0.4 0.5 2 4.134 4.134( 3) 27.1 33.9 4 6.400 47.0 1 3.133 3.825( 2) 0.4 0.5 2 4.091 4.134( 3) 20.4 25.5 3 3.198 3.198( 4) 31.3 39.2 5 7.900 47.4 1 4.122 4.122( 5) 0.4 0.5 2 5.091 5.091( 5) 20.3 25.4 3 3.967 3.967( 5) 28.1 35.2 4 8.700 8.700( 5) 108.7 135.8 内部稳定设计结果 工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m) 土钉号 土钉长度 1 1.668 3.443 9.475 4.776 2 1.311 1.065 10.945 7.257 1 13.122 3 1.301 -2.167 13.118 10.933 1 13.122 2 13.091 4 1.309 -6.357 15.770 15.732 1 13.122 2 13.091 3 6.467 5 1.311 -9.350 17.469 19.814 1 13.122 2 13.091 3 9.467 4 9.700 6 1.311 -9.350 17.469 19.814 1 13.122 2 13.091 3 9.467 4 9.700 土钉选筋计算结果 土钉号 土钉拉力(抗拉) 土钉拉力(稳定) 计算钢筋面积 配筋 配筋面积 1 26.1 129.4 359.5 1e22 380.1 2 33.9 151.6 421.1 1e25 490.9 3 39.2 147.6 409.9 1e25 490.9 4 135.8 175.6 490.4 1e25 490.9 喷射混凝土面层计算 计算参数 厚度： 100(mm)混凝土强度等级: c30配筋计算as: 15(mm)水平配筋: d10150竖向配筋: d10150配筋计算as: 15荷载分项系数: 1.200 计算结果 编号 深度范围 荷载值(kpa) 轴向 m(kn.m) as(mm2) 实配as(mm2) 1 0.00 2.00 0.0 x 0.000 306.4(构造) 523.6 y 0.000 306.4(构造) 523.6 2 2.00 3.70 5.0 x 0.532 306.4(构造) 523.6 y 0.399 306.4(构造) 523.6 3 3.70 4.90 24.5 x 1.300 306.4(构造) 523.6 y 1.300 306.4(构造) 523.6 4 4.90 5.90 38.0 x 1.397 306.4(构造) 523.6 y 1.397 306.4(构造) 523.6 5 5.90 7.90 70.8 x 6.835 396.5 523.6 y 1.233 306.4(构造) 523.6 外部稳定计算参数 所依据的规程： 建筑地基基础设计规范gb50007-2002土钉墙计算宽度: 10.000(m)墙后地面的倾角: 0.0(度)墙背倾角: 90.0(度)土与墙背的摩擦角: 10.0(度)土与墙底的摩擦系数: 0.300墙趾距坡脚的距离: 0.000(m)墙底地基承载力: 400.0(kpa)抗水平滑动安全系数： 1.300抗倾覆安全系数： 1.600 外部稳定计算结果 重力: 765.6(kn)重心坐标: ( 5.392, 4.447）超载: 375.0(kn)超载作用点x坐标: 7.500(m)土压力: -23.2(kpa)土压力作用点y坐标: 2.686(m)基底平均压力设计值 116.2(kpa) 400.0基底边缘最大压力设计值 190.8(kpa) 1.300抗倾覆安全系数: 19.795 1.6005.2基坑南侧计算数据：-设计项目: - 设计简图 - 设计条件 - 基本参数 所依据的规程或方法：建筑基坑支护技术规程jgj 120-99基坑深度： 7.900(m)基坑内地下水深度： 9.400(m)基坑外地下水深度： 1.500(m)基坑侧壁重要性系数： 1.000土钉荷载分项系数： 1.250土钉抗拉抗力分项系数： 1.300整体滑动分项系数： 1.300 坡线参数 坡线段数 1序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角() 1 1.393 7.900 80.0 土层参数 土层层数 4序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 锚杆土摩阻力 水土 (m) (kn/m3) (kn/m3) (kpa) (度) (kpa) (kpa) 1 杂填土 1.500 19.0 22.0 20.0 15.0 20.0 20.0 分算 2 粘性土 3.500 18.6 18.6 20.0 12.0 40.0 40.0 合算 3 粉土 4.000 18.5 18.5 15.0 18.0 64.0 64.0 合算 4 淤泥质土 18.000 18.5 18.5 12.0 10.0 64.0 64.0 分算 超载参数 超载数 0序号 超载类型 超载值(kn/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边线距离(m) 形式 长度(m) 土钉参数 土钉道数 4序号 水平间距(m) 垂直间距(m) 入射角度(度) 钻孔直径(mm) 1 1.700 2.000 5.0 120 2 1.500 1.700 5.0 120 3 1.200 1.200 5.0 120 4 1.000 1.000 5.0 120 花管参数 基坑内侧花管排数 0基坑内侧花管排数 0 锚杆参数 锚杆道数 1序号 水平间距(m) 竖向间距(m) 入射角度(度) 锚固体直径(mm) 锚杆长度(m) 锚杆锚固长度(m) 抗拉力(kn) 1 2.500 2.500 15.0 200 20.000 6.000 100.0 坑内土加固参数 厚度(m) 宽度(m) 重度(kn/m3) 饱和重度(kn/m3) 粘聚力(kpa) 内摩擦角(度) 2.000 3.000 18.000 18.000 20.000 30.0施工过程中局部抗拉满足系数: 1.000施工过程中内部稳定满足系数: 1.000 内部稳定设计条件 考虑地下水作用的计算方法：总应力法土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数： 0.500圆弧滑动坡底截止深度(m)： 0.000(m)圆弧滑动坡底滑面步长(m)： 1.000(m)- 设计结果 - 局部抗拉设计结果 工况 开挖深度 破裂角 土钉号 设计长度 最大长度(工况) 拉力标准值 拉力设计值 (m) (度) (m) (m) tjk(kn) tj(kn) 1 2.500 46.9 0 2 4.200 46.5 1 3.825 3.825( 2) 20.9 26.1 3 5.400 46.6 1 2.467 3.825( 2) 0.4 0.5 2 4.134 4.134( 3) 27.1 33.9 4 6.400 47.0 1 3.133 3.825( 2) 0.4 0.5 2 4.091 4.134( 3) 20.4 25.5 3 3.198 3.198( 4) 31.3 39.2 5 7.900 47.4 1 4.122 4.122( 5) 0.4 0.5 2 5.091 5.091( 5) 20.3 25.4 3 3.967 3.967( 5) 28.1 35.2 4 7.306 7.306( 5) 88.0 109.9 内部稳定设计结果 工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m) 土钉号 土钉长度 1 2.967 -2.029 12.028 7.267 2 1.708 -3.865 12.007 9.456 1 4.122 3 1.413 -6.598 14.032 13.511 1 4.122 2 5.091 4 1.349 -8.268 13.319 14.577 1 4.122 2 5.091 3 3.967 5 1.305 -10.538 14.232 17.709 1 4.122 2 5.091 3 3.967 4 7.306 6 1.305 -10.538 14.232 17.709 1 4.122 2 5.091 3 3.967 4 7.306 土钉选筋计算结果 土钉号 土钉拉力(抗拉) 土钉拉力(稳定) 计算钢筋面积 配筋 配筋面积 1 26.1 29.6 94.3 1e12 113.1 2 33.9 50.1 139.2 1e14 153.9 3 39.2 62.4 173.2 1e16 201.1 4 109.9 133.5 397.0 1e25 490.9 喷射混凝土面层计算 计算参数 厚度： 100(mm)混凝土强度等级: c30配筋计算as: 15(mm)水平配筋: d10150竖向配筋: d10150配筋计算as: 15荷载分项系数: 1.200 计算结果 编号 深度范围 荷载值(kpa) 轴向 m(kn.m) as(mm2) 实配as(mm2) 1 0.00 2.00 0.0 x 0.000 306.4(构造) 523.6 y 0.000 306.4(构造) 523.6 2 2.00 3.70 5.0 x 0.532 306.4(构造) 523.6 y 0.399 306.4(构造) 523.6 3 3.70 4.90 24.5 x 1.300 306.4(构造) 523.6 y 1.300 306.4(构造) 523.6 4 4.90 5.90 38.0 x 1.397 306.4(构造) 523.6 y 1.397 306.4(构造) 523.6 5 5.90 7.90 55.4 x 5.346 307.7 523.6 y 0.964 306.4(构造) 523.6 外部稳定计算参数 所依据的规程： 建筑地基基础设计规范gb50007-2002土钉墙计算宽度: 10.000(m)墙后地面的倾角: 0.0(度)墙背倾角: 90.0(度)土与墙背的摩擦角: 10.0(度)土与墙底的摩擦系数: 0.300墙趾距坡脚的距离: 0.000(m)墙底地基承载力: 400.0(kpa)抗水平滑动安全系数： 1.300抗倾覆安全系数： 1.600 外部稳定计算结果 重力: 765.6(kn)重心坐标: ( 5.392, 4.447）超载: 0.0(kn)超载作用点x坐标: 0.000(m)土压力: -23.2(kpa)土压力作用点y坐标: 2.686(m)基底平均压力设计值 78.7(kpa) 400.0基底边缘最大压力设计值 97.1(kpa) 1.300抗倾覆安全系数: 12.299 1.6005.3东西侧基坑数据： -设计项目: - 设计简图 - 设计条件 - 基本参数 所依据的规程或方法：建筑基坑支护技术规程jgj 120-99基坑深度： 7.900(m)基坑内地下水深度： 9.400(m)基坑外地下水深度： 1.500(m)基坑侧壁重要性系数： 1.000土钉荷载分项系数： 1.250土钉抗拉抗力分项系数： 1.300整体滑动分项系数： 1.300 坡线参数 坡线段数 1序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角() 1 1.393 7.900 80.0 土层参数 土层层数 4序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 锚杆土摩阻力 水土 (m) (kn/m3) (kn/m3) (kpa) (度) (kpa) (kpa) 1 杂填土 1.500 19.0 22.0 20.0 15.0 20.0 20.0 分算 2 粘性土 3.500 18.6 18.6 20.0 12.0 40.0 40.0 合算 3 粉土 4.000 18.5 18.5 15.0 18.0 64.0 64.0 合算 4 淤泥质土 18.000 18.5 18.5 12.0 10.0 64.0 64.0 分算 超载参数 超载数 1序号 超载类型 超载值(kn/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边线距离(m) 形式 长度(m) 1 满布均布 20.000 土钉参数 土钉道数 4序号 水平间距(m) 垂直间距(m) 入射角度(度) 钻孔直径(mm) 1 1.700 2.000 5.0 120 2 1.500 1.700 5.0 120 3 1.200 1.200 5.0 120 4 1.000 1.000 5.0 120 花管参数 基坑内侧花管排数 0基坑内侧花管排数 0 锚杆参数 锚杆道数 1序号 水平间距(m) 竖向间距(m) 入射角度(度) 锚固体直径(mm) 锚杆长度(m) 锚杆锚固长度(m)