基坑工程设计作业

1、基坑工程设计班级：xxxxxxxxxxxx姓名：xxx学好：xxxxxx学校：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxXxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx2011年 6 月目录设计目的、工程概况 1施工方案选择4基坑南面设计方案5基坑北面设计方案9基坑东、西面设计方案 23南面施工图 36北面施工图 37东、西面施工图 38课程设计目的基坑工程课程设计是学生在完成基坑工程的教学计划规定的 学习内容后， 必须进行的一个重要的实践性教学环节， 是继课堂教学 之后的一个对本课程所涉及的知识的一个系统的总结。通过课程设 计，培养学生综合运用本课程中的基础理论的能力， 并能独立从事

2、基 坑工程的有关设计和施工工作。 为以后从事相关的工作奠定坚实的基 础。二、课程设计内容本次课程设计主要内容是天津XX住宅楼基坑支护设计和施工方案编制工作。三、工程概况与资料3.1 工程概况某开发公司拟建的XX住宅一期有 3栋高层组成，总建筑面积 为126000m?，采用钢筋混凝土框架结构，桩基础。设二层地下室， 三栋建筑的地下室连成一体，东西长200.0 m,南北宽60.0 m,总周 长520.0 m。建筑±).00=8.0 m,现地面标高为7.4 m,基础顶板标高 为-0.6 m,底板厚0.4 m,垫层厚0.1 m。3.2拟建场地的水文地质情况根据勘察院提供的XX住宅一期工程地质

3、勘察报告指出：拟 建场地地势平坦, 为长江漫滩地貌单元, 支护影响范围内依次分布着： 层填土：灰褐色，潮湿，松散，主要由粉质粘土夹少量建筑垃 圾组成，均层厚1.50m。 -1层粉质粘土：灰色，饱和，软可塑，中压缩性，平均层厚 3.50m。-2层粉土：灰色，饱和，软塑，高压缩性，平均层厚4.00m。-3层淤泥质粉质粘土：灰色，饱和，软流塑， 高压缩性，平均层厚18.00m。场地地下水为孔隙潜水，稳定地下水位-1.5m。表1各土层的主要物理力学性质表层序土层名称平均层厚（m天然重度3kN/m固结快剪土层渗透系数（cm/s）C/ KPa*/(0)水平Kh垂直Kv填土1.5019.0201555.2

4、X 10-53.0 X 10-1粉质粘土3.518.62012-67.4 X 10-67.0 X 10-2粉土4.018.515186.8 X 10-46.0 X 10-4-3淤泥质粉 质粘土18.018.51210-69.0 X 10-68.0 X 103.3拟建场地的周边环境条件根据对拟建场地周边情况现场勘察得到周边环境条件如下：基坑东侧、西侧：与道路外边线相距8.0m。基坑北侧：与已建 3栋5层住宅楼相距5.0m，住宅楼为浅基 础，埋深在现地 面下1.5m。基坑南侧：空地。地面活荷载取值为q=20kPa,北侧建筑物按每层15kPa超载进 行计算根据工程勘察报告，地下水属潜水类型，地下水稳

5、定，地下水埋深 1.5m。四、课程设计的目的和任务结合工程概况， 分析拟建场地的工程水文地质条件、 周边环境条 件，确定 “安全可 靠，经济合理，技术可行，施工方便 ”的支护设计 方案。对拟确定的基坑支护设计方案进行具体设计工作， 使设计成果在 安全的前提下，符合国家及相关部门的规范要求。结合支护设计成果， 编制相应的施工方案， 保证工程能安全顺利 的开展施工工作。施工方案选择从工程的概况及周边的环境情况基坑西侧无邻近建筑物，基坑 南侧：空地；基坑北侧 :已建 3 栋 5 层住宅楼相距 5.0m ，住宅楼为浅 基础，埋深在现在地面下 1.5m ；基坑东侧、西侧：与道路外线相距 8.0m 。1、

6、对于南侧，由于是空地， 所以不存在对周围环境和对周围建 筑物的影响，根据建筑工程原则首要考虑的方案是：放坡开挖。2、对于北侧，由于北侧已有建筑物， 所以必须考虑到对周边的 建筑物的安全的保障和考虑到周边建筑物对基坑的压力， 于是选择了 地下连续墙为支护， 但是单连续墙不能满足要求， 所以加用了锚杆支 护。3、对于东侧、西侧，由于东西侧都与道路的外线相距8.0m，所以要考虑到对道路的保护和道路对基坑的压力， 于是选择了地下连 续墙作为支护，但是也要加上锚杆的支护才能满足要求。具体施工方案和设计计算见以下的相应施工设计和相应施工图。南面设计深基坑支护设计1设计单位：X X X设计院设计人：X X

7、X设计时间：2011-05-31 13:34:57支护方案天然放坡支护基本信息规范与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级二级:基坑侧壁重要性系数丫01.00基坑深度H(m)8.500放坡级数2超载个数0放坡信息坡号台宽(m)坡咼(m)坡度系数14.0003.5001.14324.0003.0001.333土层信息土层数4坑内加固土否内侧降水最终深度(m)10.000外侧水位深度(m)10.000土层参数层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦 角(度)粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)水下(kPa)水下(度)1杂填土1.5019.020.0015.002

8、粘性土3.5018.620.0012.003粉土4.0018.515.00 18.004淤泥质土18.0018.520.012.0010.0010.0010.00设计结果整体稳定验算天然放坡计算条件：计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法基坑底面以下的截止计算深度：0.00m 基坑底面以下滑裂面搜索步长：2.00m 条分法中的土条宽度：1.00m天然放坡计算结果道号整体稳定 安全系数半径R(m)圆心坐标Xc(m)圆心坐标Yc(m)15.0122.61014.8919.53922.3654.58913.4879.34132.23910.21010.64512.592:41.8149.31711.

9、7867.11851.38214.2508.11711.712|层号|与锚固体摩|粘聚力|内摩擦角水土|计算ms |抗剪强度北面设计深基坑支护设计1设计单位：X X X设计院设计人：X X X设计时间：2011-05-31 13:14:24支护方案连续墙支护.jNjjri iNirnjrii jijjirrSssi9 <*4 I" 1宀找汕 b.hi4 i 7 lUVlll、4I±基本信息内力计算方法增量法规范与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99:基坑等级二级基坑侧壁重要性系数丫1.000基坑深度H(m)8.500嵌固深度(m)7.000墙顶标高(m)0.

10、000连续墙类型钢筋混凝土墙卜墙厚(m)0.800T昆凝土强度等级C30有无冠梁无放坡级数0超载个数1超载信息超载序号类型超载值(kPa,kN/m)作用深度(m)作用宽度(m)距坑边距(m)形式长度(m)1 Jm Jr 1 Jr Jr60.000土层信息土层数4坑内加固土否内侧降水最终深度(m)10.000外侧水位深度(m)H0.000内侧水位是否随开挖过程变化否弹性法计算方法m法土层参数层号土类名称层厚(m)重度(kN/m3)浮重度(kN/m3)粘聚力(kPa)内摩擦角(度)1杂填土1.5019.020.0015.002粘性土3.5018.620.0012.003粉土4.0018.515.0

11、018.004淤泥质土18.0018.520.012.0010.00擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(MN/m4)(kPa)120.05.00240.03.68322.06.18420.010.0010.00分算2.00支锚道数3支锚信息支锚 道号支锚类型水平间距(m)竖向间距(m)入射角(° )总长(m)锚固段 长度(m)1锚杆1.0002.50015.0023.0015.002锚杆1.0001.50015.0025.0017.00:3锚杆1.0001.50015.0024.0017.00支锚道数3支锚 道号预加力(kN)支锚刚度(MN/m)锚固体 直径(mm)工况号抗拉力

12、(kN)10.0030.0020021.0020.0030.002004 1.0030.0030.0020061.00土压力模型及系数调整弹性法土压力模型：经典法土压力模型：矩勝布"规程"层号土类名称水土水压力 调整系数主动土压力调整系数被动土压力调整系数被动土压力最大值(kPa)1杂填土分算1.0001.0001.00010000.0002粘性土分算|1.0001.0001.00010000.00010000.00010000.000O OT-o oTMMeco寸i <撫! 衣 怒epr! 冏一1:(8PVJe4丄 Qe1«aI丄 <Hs?Elj(J

13、-r.三：丄ffMJl(n邑徳口丄 【000)；丄竺二丄yGT;5醜丄(占|_-勇I定 H414 2-M 1 ( 2 50m )(-17 141(08)(00(GO)(-56 47)-(4、94(-299 10)-4S?4)(-062)-(刃0 刃)(010)(1712?)(-IrM 76)-(117 .$4(-71 72)(DGD)X4 3-0( 4 5&m )(-9566)-(6225(-I9W)(000(-0 00)-(506 50(-1OT 56)-(111 70：卜 2 刃£)-(6Z2<(00卜一(00)(-17 32 卜-(4590)(-51 2$)一-(

14、75 2)14 4-M 2(400使悅mm：卜旧0$卜(0 00 (00(0 0)(-95 66)(62 Z3(-23J 笳)-(62 2L；(-0 00)-(306 50)(-17 72卜一(45 90)的(-101 58)-(11170'(-512?)(75 03)14 50( bOOfB )(-1Z097 (6905)(-|7?y)-(0 00(-6590H(?7 75)(-74 97)-(?2 52)(-!$： 77) (69 05)(00)-(0 0)(-64 6沪仃6弦)(-61 $4>-(76. CU)14 6-W 3 ( 55C>a )115a WU *N-

15、7| XII4|7 /H7/ /112州.(-12097),_1境77；的 帖)A11 !A1i1'l位畅mm；(-178$)-(0 00)血卜一(0射 1ii-I1 A佔WU 艸JIH巴n SM仝国Vyl.l >LU/ 一t*i-'f/jKr*iiX卜淬豹1>卜越礼卜一(93钩(u w翻 l-S)内力位移包络图:膵(Khl-m)卜巧枇;一“肝LE的A-f芯號>-羽7心卜-巧中引-463X)(430 57：©趺 KN)(-74 q“一,瑟 阖i-bl出卜-飞FM)欣KH)f-l«兌眄|广1苓 逆一二西4 M;曲：一驱（g 5irr J也络图

16、(-142代"-(凉阿(-167«)pd4 M)卜旳也）（計o列:i话列一-W他訂:地表沉降图:few rr 吓t z Zh 'A" PJ3理 7-fit (o 5C'mj划菽疑Tlnrr臥郴34mm环梁选筋结果As3 As21 yS77As1钢筋级别HRB335选筋2D20As2HRB3352D20As3HPB235d8200截面计算截面参数墙是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm)50墙的纵筋级别HRB335弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)15.50内力取值段 号内力类型弹性法 计算值经典

17、法 计算值内力 设计值内力 实用值1基坑内侧最大弯矩(kN.m)597.68463.36635.03635.03基坑外侧最大弯矩(kN.m)370.33430.57393.47393.47:最大剪力(kN)263.27244.34329.09329.09段 号选筋类型级别钢筋 实配值实配计算面积(mm2/m)基坑内侧纵筋HRB335D25150327231361基坑外侧纵筋HRB335D2515032723136水平筋HRB335D12200565拉结筋HPB235d6100283锚杆计算锚杆参数锚杆钢筋级别HRB400锚索材料强度设计值(MPa)1220.000锚索米用钢绞线种类1 X 7锚

18、杆材料弹性模量(X 10A5 MPa)2.000锚索材料弹性模量(X 10A5 MPa)1.950注浆体弹性模量(X 10A4MPa)3.000土与锚固体粘结强度分项系数1.300锚杆何载分项系数1.250锚杆内力支锚道号锚杆最大内力弹性法(kN)锚杆最大内力经典法(kN)锚杆内力设计值(kN)锚杆内力实用值(kN)1121.73126.30152.16152.162173.4671.50216.83216.833204.60261.39255.75255.75锚杆自由段长度计算简图支锚道支锚类钢筋或自由段长锚固段长实配计算面积锚杆刚度号型钢绞线配筋度实用值(m)度实用值(m)(mm2)(MN

19、/m)1锚杆1E328.015.080450817.162锚杆:1E328.017.080472416.973锚杆1E367.017.0101885423.64整体稳定验算Hl计算方法：瑞典条分法 应力状态：总应力法 条分法中的土条宽度：1.00m 滑裂面数据整体稳定安全系数Ks = 1.052圆弧半径(m) R = 14.537圆心坐标X(m) X = -2.671圆心坐标Y(m) Y = 7.116抗倾覆稳定性验算抗倾覆安全系数M被动土压力及支点力对桩底的弯矩，对于内支撑支点力由内支撑抗压 力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较 小值。M主动土压力对桩底的弯矩；注意

20、：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)1 锚杆 321.699226.1112锚杆321.699227.8523锚杆407.150221.825Ks2239.9227512.959一7748.548KS = 1.258 >= 1.200,满足规范要求。抗隆起验算轴irPrandtl（普朗德尔）公式（Ks >= 1.11.2），注：安全系数取自建筑基坑工程 技术规范YB 9258-97（冶金部）：$DNq +cNcH D q。0 2tan 45 亠一-1 ' e2(tan01 Nq J10.000 tan 45 = 22e3

21、.142an 10.000 =2.4711N c = 2.471 1=8.345ctan 10.00027.536 7.000 2.471 10.000 8.345Ks 二s 22.652 8.500 7.000 60.000KS = 1.361 >= 1.1,满足规范要求。Terzaghi（太沙基）公式（Ks >= 1.15 1.25） 技术规范YB 9258-97（冶金部）：,注：安全系数取自建筑基坑工程Ks?DNq eNc1 HNq3 -Z-2eo :45:2NcCOS二 NN =一Nq 23 10.0003.142tan 10.0004 2e'=2.694 ,10.

22、000 cos 4521Nc"6941 ;a;而r9*60527.536 7.000 2.694 10.000 9.605322.652 8.500 7.00060.000KS = 1.496 >= 1.15,满足规范要求。隆起量的计算注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理!-0.5、D125Hc _0.04 tan0-0.54式中 S基坑底面向上位移(mm);n从基坑顶面到基坑底面处的土层层数；ri第i层土的重度(kN/m3);地下水位以上取土的天然重度(kN/m3);地下水位以下取土的饱和重度 (kN/m3);hi第i层土的厚度(m);q基坑顶面的地面超载(kP

23、a);D桩(墙)的嵌入长度(m);H基坑的开挖深度(m);c桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);©桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);r桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3);0.5-0.54875 17.0-0.04158.4 60.0125 一6.37 22.7 10.0tan0.17368.5S = 146(mm)承压水验算u2ZH基坑底部zzz/zzrzz fh1 1Hit UJ1 lp宣尹声赏武書事武乎护書夢尹書夢尹武普尹君箏护萨建尹尹詰尹声普尹尹箏hhhhhhhvczKywy式中Pcz基坑开挖面以下至承压水层顶板间覆盖土的自重压力(kN/m2);Pwy承压

24、水层的水头压力(kN/m2);Ky抗承压水头的稳定性安全系数，取1.5。Ky = 42.75/30.00 = 1.42 >= 1.05基坑底部土抗承压水头稳定！东、西两面 深基坑支护设计1设计单位：X X X设计院设计人：X X X设计时间：2011-05-31 13:58:06支护方案基本信息内力计算方法增量法规范与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数丫01.00基坑深度H(m)8.500嵌固深度(m)6.000墙顶标高(m)0.000连续墙类型钢筋混凝土墙卜墙厚(m)0.800T昆凝土强度等级C30有无冠梁无放坡级数0超载个数1超载信息超载序号

25、类型超载值(kPa,kN/m)作用深度(m)作用宽度(m)距坑边距(m)形式长度(m)1m J! Jr 4r20.000土层信息土层数4坑内加固土否内侧降水最终深度(m)10.000外侧水位深度(m)10.000 1内侧水位是否随开挖过程变化否弹性法计算方法m法土层参数层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土1.5019.0L-20.0015.002粘性土3.5018.620.0012.003粉土4.0018.515.0018.004淤泥质土18.0018.520.012.0010.00层号与锚固体摩擦阻力(kPa)粘聚力 水下(kPa

26、)内摩擦角 水下(度)水土计算mfi(MN/m4)抗剪强度(kPa)120.05.00240.03.683 丁22.06.18420.010.0010.00分算2.00支锚道数3支锚信息支锚 道号支锚类型水平间距(m)竖向间距(m)入射角(° )总长(m)锚固段 长度(m)1锚杆1.0002.00015.0010.004.002锚杆1.0001.50015.00M4.008.00 :3锚杆1.0001.50015.0015.008.00支锚道数3支锚 道号预加力(kN)支锚刚度(MN/m)锚固体 直径(mm)工况号抗拉力(kN)10.0030.0020021.0020.0030.00

27、:2004 1.0030.0030.0020061.00土压力模型及系数调整宠程"f&I矩形分布层号土类名称水土水压力 调整系数主动土压力 调整系数被动土压力 调整系数被动土压力最大值(kPa)1杂填土分算1.0001.0001.00010000.0002粘性土分算 分算1.0001.0001.00010000.0003粉土分算 分算1.0001.0001.00010000.0004淤泥质土分算 分算1.0001.0001.00010000.000设计结果结构计算各工况:工况-恥(Z50m ),T11-min心-'Q1J;-6 05)-(65 35) (-2C:154

28、16)(0 00)-(218(-5r-'j 1匏(KN-m)工况 2-M 1 ( 2.00m )工况3开挖(4.00rr )工况 4-M 2 ( 3.50m )悝勰口闌j）剧匕鸥严（匸嬲二（翩）密紺二&搁工况5开挖(5.50rr )溺偲二脚§）储壯詞器）朗壯券盼囲翔二f翳工况 6-W 3 ( 5.00m )偻勰二皆躅（誡上編呼 斶壯节需皿那二翳工迓 7-H5 ( 6.50rr )内力位移包络图:二£ 二； l?T*82 E 7- 7"- 卜- K -J<L/. 4呂&252 &IBPnoB匕就即 上黑馭二俛I饑二30雪二膺4f

29、i地表沉降图:8 9 10 11 12 13环梁选筋结果As3 As?JAs1钢筋级别HRB335选筋2D20As2HRB3352D20As3HPB235d8200截面计算截面参数墙是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm)50墙的纵筋级别HRB335弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)14.50内力取值段 号内力类型弹性法 计算值经典法 计算值内力 设计值内力 实用值1基坑内侧最大弯矩(kN.m)496.03285.82527.04527.04基坑外侧最大弯矩(kN.m)65.35261.9369.4369.431最大剪力(kN)198.16

30、161.48247.70247.70段 号选筋类型级别钢筋 实配值实配计算面积(mm2/m)基坑内侧纵筋HRB335D25150327226031基坑外侧纵筋HRB335D2515032722603水平筋HRB335D12200565拉结筋HPB235d6100283锚杆计算锚杆参数锚杆钢筋级别HRB400锚索材料强度设计值(MPa)1220.000锚索米用钢绞线种类1 X 7锚杆材料弹性模量(x 10A5 MPa)2.000锚索材料弹性模量(x 10A5 MPa)1.950注浆体弹性模量(x 10A4MPa)3.000土与锚固体粘结强度分项系数1.300锚杆何载分项系数1.250锚杆内力支锚

31、道号锚杆最大内力弹性法(kN)锚杆最大内力经典法(kN)锚杆内力设计值(kN)锚杆内力实用值(kN)145.5015.0556.8756.87298.7637.26；123.45123.453158.21181.89197.77197.77锚杆自由段长度计算简图支锚道支锚类钢筋或自由段长锚固段长实配计算面积锚杆刚度号型钢绞线配筋度实用值(m)度实用值(m)(mm2)(MN/m)1锚杆1E186.04.02541907.822锚杆:1E256.08.049141214.643锚杆1E327.08.080466020.29整体稳定验算计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度：1.0

32、0m滑裂面数据整体稳定安全系数Ks = 1.083圆弧半径(m) R = 15.670圆心坐标X(m) X = -0.833圆心坐标Y(m) Y = 9.585抗倾覆稳定性验算抗倾覆安全系数KsMpMaM被动土压力及支点力对桩底的弯矩，对于内支撑支点力由内支撑抗压 力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较 小值。M主动土压力对桩底的弯矩；1487.527 十 3403.546 Ks4075.348KS = 1.200 >= 1.200,满足规范要求。抗隆起验算注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)1锚杆101.788100.5312锚杆196.350110.5843锚杆321.699110.584Prandtl（普朗德尔）公式（Ks >= 1.11.2