灌注桩在基坑围护施工中的应用

本科生毕业设计（论文）诚信承诺书1、本人郑重地承诺所呈交的毕业设计（论文），是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。2、本人承诺在毕业设计（论文）选题和研究内容过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为，没有请人代做。3、在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。4、学校有权保留本毕业设计（论文），允许被查阅和借阅,可以将毕业设计（论文）的内容编入有关数据库进行检索或向上级有关部门送交本毕业设计（论文）。学生（签名）：年月日摘要高层建筑与市政建设正处于高速发展时期，围护结构是基坑工程的重要组成部分，其功能是用来维持地基土的平衡，使基坑四周边坡保持稳定，保证基坑开挖及工程施工过程中的安全和基坑四周相邻建筑物的安全，不因土体变形、沉降而造成危害。围护结构必须因工程、因地、因时制宜地进行合理设计，按要求进行施工。基坑工程正确、科学地设计和施工，能带来巨大的经济效益和社会效益，对加快施工进度、保护环境发挥着重要作用。本毕业设计为****基坑围护设计。结合场地的具体情况，选择合适的围护方式，确定了钻孔灌注桩结合一道内支撑的围护形式，外侧采用一道三轴搅拌桩止水止土。根据提供的地质资料，准确计算实际作用于围护结构上的土压力、结构受力，合理布置围护结构和监测点，并进行相应的计算和设计，编写设计计算书，绘制施工图。关键词：基坑围护结构；围护桩；内支撑；土压力

AbstractHigh-risebuildingsandmunicipalconstructionisinaperiodofrapiddevelopment,Retainingstructureisanimportantpartofexcavationengineering,itsfunctionistomaintainthebalanceofthesoil,keeptheslopearoundtheexcavationstable,andtoensurethesafetyofconstructionprocessandtheadjacentbuildingsaroundtheexcavation,toavoidtheharmcausedbysoildeformationandsettlement.Retainingstructuremustbedesignedreasonablyaccordingtotheengineering.Andtheconstructionshouldbebasedontherequirementsofdesign.Thecorrect,scientificdesignandconstructionofexcavationengineeringcanbringhugeeconomicbenefitsandsocialbenefitsandplayanimportantroleinacceleratingtheprogressofconstructionandenvironmentalprotection.ThisgraduationdesigniscalledSiJiQingHotelauxiliarybuildingexcavationengineering.Thisdesigncombinedwiththespecificsituationofthesite,choosetherightwayofretaining:boredpilecombinedwithbracing,outsideusingthreeaxismixingpiletoretainwaterandsoil.Consideringtothegeologicaldataprovided,accuratelycalculatethesoilpressureontheretainingstructureandthestructurestress,tolayoutoftheretainingstructureandmonitoringpoint,calculateanddesign.Thusmakethecorrespondingcalculationandconstructiondrawing.Keywords：excavationretainingstructure；retainingpile；innersupport；soilpressure

目录摘要Abstract第1章绪论 11.1引言 11.2本文的主要工作 1第2章工程概况 32.1工程简介 32.2周边环境分析 32.3工程地质条件 3第3章基坑围护方案 63.1本基坑工程特点 63.2围护方案的比较与确定 63.3支撑系统 6第4章围护桩设计 74.1设计内容 74.2围护布置及计算参数取值说明 74.3围护桩受力分析 74.3.1东侧计算 84.3.2南、西、北侧计算 184.4坑底抗隆起验算 214.5抗倾覆稳定验算 214.6整体稳定验算 224.7桩身配筋计算 22第5章内支撑系统设计 255.1设计内容 255.2内支撑平面布置 255.3荷载计算 255.4支撑系统内力计算 265.4.1支撑杆件内力 265.4.2立柱轴力 375.4.3围檩内力 375.5截面设计 405.5.1支撑杆件设计 405.5.2立柱设计 435.5.3冠梁设计 445.5.4围檩设计 44第6章电算部分 466.1支护方案 466.2设计结果 506.2.1结构计算： 506.2.2截面计算 546.2.3整体稳定验算 556.2.4嵌固深度计算 586.2.5协同计算结果 59第7章施工及监测说明 617.1基坑施工顺序 617.1.1土方开挖 617.1.2支撑拆除 617.2应急抢险措施 617.3现场监测内容及要求 61第8章结论 63参考文献 64致谢 65附录****基坑围护设计图纸附件毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）文献综述报告毕业设计（论文）外文翻译毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）指导记录卡毕业设计（论文）进程安排与考核表毕业设计（论文）指导教师评语表毕业设计（论文）评阅教师评语表毕业设计（论文）答辩小组评语表毕业设计（论文）成绩评定表毕业设计（论文）答辩记录表第1章绪论1.1引言近几年来，高层建筑与市政建设处于大发展时期。围护结构是基坑工程的重要组成部分，其功能是用来维持地基土的平衡，使基坑四周边坡保持稳定，保证基坑开挖及工程施工过程中的安全和基坑四周相邻建筑物及地下管线、道路的安全，不因土体变形、沉陷、位移、坍塌而造成危害。围护设置必须因工程、因地、因时进行合理设计，按要求进行施工。但由于有些设计与施工队伍对当地的基坑施工特点不够熟悉，因而引发了一些事故。为避免这些事故的发生，应加强对基坑工程的研究。基坑工程正确、科学地设计和施工，能带来巨大的经济效益和社会效益，对加快施工进度、保护环境发挥着重要作用。1.2本文的主要工作第一阶段：确定初步设计方案结合场地的周围环境和地质条件，选择合适的围护方式（如土钉墙围护方案、排桩结合内支撑围护方案、地下连续墙加内支撑围护方案），并初步设计此围护方案的相关技术指标，本毕业设计建议采用钻孔灌注桩结合一道内支撑、结合三轴搅拌桩止水止土的方案。第二阶段：施工图设计施工图设计是在初步设计的基础上，对设计内容的继续和深化。要求对设计内容进行认真仔细地计算，并对初步设计过程中不完善的地方进行补充和修改。不同的设计方案其设计的内容也大不相同。1.围护桩插入深度设计设计围护桩的长度、插入深度、内支撑的层数和标高，并初步考虑内支撑的布置形式。2.围护桩的抗倾覆稳定性验算应对基坑四周不同的土层情况分别验算。3.不同工况下围护结构内力及变形的计算求取不同工况时围护桩内最大弯矩的大小、位置、支撑轴力和围护桩的最大位移。完成围护桩的配筋设计。4.坑底抗隆起验算5.基坑整体稳定验算6.坑内支撑系统的内力变形及稳定计算计算每道支撑系统的内力和变形情况，求出最大值并给出相应图表。7.内支撑布置设计绘制每道内支撑的布置图，设计支撑的断面大小，合理配筋并绘制支撑节点详图；绘制围护系统典型剖面图；设计冠梁、围檩、合理布置立柱桩，绘制立柱桩定位图和大样。8.立柱桩布置设计合理布置立柱桩，绘制立柱桩定位图和大样9.监测系统设计监测内容主要有：钢筋应力、测斜管、水位管、竖向沉降。合理布置监测点，并设计这些监测项目的警戒置。

第2章工程概况2.1工程简介工程名称：****基坑工程。工程概况：该工程总用地面积约500，总建筑面2569，拟建1幢5层框架建筑，设两层地下室，地下室面积254。该工程拟采用框架结构体系，桩基础方案。地下室底板面标高为-7.850m，底板厚度450mm，承台厚度1000~1200mm，地梁高度700mm，考虑垫层厚度后板底标高为-8.400m，考虑垫层后承台底标高为-9.150m，现自然地坪平均相对标高取-0.400m，则基坑计算开挖深度为8.75m。基坑平面形状呈不规则多边形，总周长约104.08m。2.2周边环境分析场地南侧为青春东路，围护结构轴线至青春东路的最近距离为15.43m；西北侧为****，围护结构轴线至****外墙的最近距离为6.3m，****采用直径377无桩靴夯扩桩基础，桩顶标高-2.300，桩长8.6；东侧为紫晶大酒店，围护结构轴线至紫晶大酒店的最近距离为8.45m，至紫晶大酒店配套的办公用房最近距离11.92m，紫晶大酒店及其配套办公用房基础均为预应力管桩，都设有一层地下室，地下室深约为9.0m；北侧为待拆用房。基坑东侧有废水管、市政给水管、消防给水管、雨水管等管线，其中废水管距基坑围护结构轴线最近距离5.32m、雨水管距基坑围护结构轴线最近距离6.94m；基坑南侧有雨水管、燃气管、通讯管等管线，其中雨水管距基坑围护结构轴线最近距离6.65m、燃气管距基坑围护结构轴线最近距离为17.71m。2.3工程地质条件拟建场地勘探深度范围内地层，可分为4个工程地质层及9个亚层，影响基坑开挖深度范围内的土层土层工程性质和分布特征自上而下描述如下：第（1-1）层：杂填土：杂色，稍湿，松散，含碎石瓦砾约30~40%，最大粒径5cm，一般粒径为0.5~3.0cm，其余以粉性土填充。场地表层为约15cm厚混凝土表层。层厚1.5~3.6m。全场分布。第（2-1）层砂质粉土：灰色，湿，松散~稍密。摇震反应迅速，切面粗糙，无光泽反应，干强度低，韧性低。层厚1.60~3.3m。全场分布。第（3-1）层青灰色，绿灰色，湿，稍密。摇震反应迅速，切面粗糙，干强度低，韧性低。层厚4.10~8.50m。全场分布。第（3-2）层粉砂：青灰色，绿灰色，饱和，稍密~中密。层厚3.40~10.00m。全场分布。第（3-3）层砂质粉土：灰色，湿，稍密。摇震反应迅速，切面粗糙，干强度低，韧性低。层厚1.60~3.10m。全场大部分布，仅Z06孔未揭露。第（5）层淤泥质粘土：灰色，流塑，含有机质，少量植物残体，偶见少量贝壳碎屑，局部夹粉土含量较高。无摇震反应，切面较光滑，光泽反应一般，干强度中等，韧性中等。全场分布。第（6）层粉质粘土：褐黄色，青灰夹黄，可塑状，含氧化铁。无摇震反应，切面较光滑，光泽反应一般，干强度高，韧性中等。层厚5.6~9.2m。全场分布。各土层的主要物理力学指标见表2-1。表2-1各土层物理力学指标层号土层含水量w(℅)天然重度γ(kN/m3)渗透系数k(cm/s)孔隙比e固结快剪粘聚力c(kPa)内摩擦角φ(°)1-1杂填土（18.5）0.8254122-1砂质粉土41.219.01300.8815.8243-1砂质粉土40.319.73700.8525323-2粉砂45.019.4（500）0.9653353-3砂质粉土42.619.20.9218285淤泥质粘土52.317.30.85512.511.56粉质粘土44.219.60.7683015.5注：上表各项参数均来自工程地质勘测报告。场地范围内地下水位在天然地面下1.0m处。基坑设计时采用的钻孔资料为：东侧：ZK1（相对标高）-0.4~-1.0杂填土；-1.0~-2.5砂质粉土；-2.5~-5.5砂质粉土；-5.5~-9.0粉砂；-9.0~-10.0砂质粉土；-10.0~-12.5淤泥质粘土；-12.5以下为粉质粘土。南侧：ZK2-0.4~-1.25杂填土；-1.25~-2.0砂质粉土；-2.0~-4.8砂质粉土；-4.8~-6.0粉砂；-6.0~-9.0砂质粉土；-9.0~-11.5淤泥质粘土；-11.5以下为粉质粘土。西侧：ZK3-0.4~-1.6杂填土；-1.6~-2.8砂质粉土；-2.8~-6.5砂质粉土；-6.5~-9.0粉砂；-9.0~-12.0砂质粉土；-12.0~-13.0淤泥质粘土；-13.0以下为粉质粘土。北侧：ZK4-0.4~-2.0杂填土；-2.0~-3.5砂质粉土；-3.5~-6.5砂质粉土；-6.5~-8.0粉砂；-8.0~-10.0砂质粉土；-10.0~-12.5淤泥质粘土；-12.5以下为粉质粘土。

第3章基坑围护方案3.1本基坑工程特点综合分析场地地理位置、土质条件、基坑开挖深度及周围环境的影响，本工程具有以下特点：（1）基坑所在场地土1-1层人工填土中混有大量碎石砖块，其下分布很厚的砂质粉土和粉砂，该层土属高强度、低压缩性、低灵敏度土层。总体来看，场地土体优良，具有高强度、低压缩性、低灵敏度。（2）基坑开挖面积较大，平面形状呈不规则多边形，总周长约104.08m。（3）基坑计算开挖深度为8.75m。（4）周围环境条件较差：基坑边缘距道路管线及周边建筑较近，因此对基坑侧向变形要求比较严格。3.2围护方案的比较与确定钻孔灌注桩是常用的围护结构形式，且由于地质条件较好，但开挖深度较大，周围地质环境复杂，所以采用钻孔灌注桩结合一道内支撑的围护方案，以适用于各种土层和开挖深度。3.3支撑系统内支撑常采用钢支撑或钢筋混凝土支撑。钢支撑的优点是施工材料可回收，施工速度快，可施加预应力。钢筋混凝土的优点是刚度大，变形小，可根据基坑的形状灵活布置，应用广泛，可借鉴的工程案例也比较多。设计最终确定采用混凝土支撑。在支撑的平面布置方面，由于基坑形状主要呈细长形，为了施工方便及节约造价，采用短方向对撑形式，两端角撑形式的支撑结构。这种支撑形式的受力性能好，而且挖土较方便，因而较适合本工程。水平内支撑平面布置时，应考虑后续施工的方便，尽量避开主体结构的柱子位置，以使柱子的主筋接头按规范施工。各道支撑的截面大小及配筋详见施工图。

第4章围护桩设计4.1设计内容（1）围护桩桩长设计；（2）不同工况下围护结构内力及变形的计算；（3）围护桩的抗倾覆稳定性、坑底抗隆起、基坑整体稳定验算；（4）桩身配筋计算。4.2围护布置及计算参数取值说明根据基岩深度及具体布置的不同，将整个基坑分为东西南北四个区域，坑底标高为-8.75m，采用钢筋混凝土支撑，支撑中点标高为-2.600m，围护桩采用钻孔灌注桩。基坑开挖深度影响范围内土体为1-1杂填土、2-1砂质粉土、3-1砂质粉土、3-2粉砂、3-3砂质粉土。设计时地表超载采用15kPa。围护桩内力及变形用等值梁法进行计算。根据地质勘测资料，并结合已有经验，决定采用土体强度参数指标如表4-1所示。表4-1土层分布描述层号土层渗透系数k(cm/s)天然重度(kN/m3)孔隙比e粘聚力c(kPa)内摩擦角(0)1-1杂填土18.50.8254122-1砂质粉土13019.00.8815.8243-1砂质粉土37019.70.8525323-2粉砂(500)19.40.9653353-3砂质粉土19.20.9218285淤泥质粘土17.30.85512.511.56粉质粘土19.60.7683015.54.3围护桩受力分析计算共分三种工况：工况一：土体开挖到一道支撑底部；工况二：一道支撑做好，土体开挖到基坑底部；工况三：换撑板施工完毕，一道支撑拆除。

4.3.1东侧计算围护布置及土层分布如图4-1所示。图4-1东侧围护布置及土层分布图坑底标高以上土层的重度、粘聚力和内摩擦角按加权平均来计算，计算结果如下：主动土压力系数：（4-1）被动土压力系数：（4-2）坑底标高以下土层仍按原值进行计算，计算结果如下：粉砂：砂质粉土：淤泥质粘土：粉质粘土：1.工况一：开挖到第一道支撑的底部，即-3.250m处，如图4-2所示。桩顶至地面厚度的土折算成地面超载，大小为，计算桩两侧的主动土压力和被动土压力。主动土压力：（4-3）水压力：被动土压力：（4-4）图4-2工况一计算简图此时为悬臂状态，最大弯距可按悬臂桩上段的负弯距计算（桩下段弯距很小，可不必计算）。最大弯距距桩顶2.25m。2.工况二：一道支撑做好，土体开挖到基坑底部，即-8.75m处，如图4-3所示。计算主动土压力和被动土压力如下。主动土压力：点C-D：水压力：被动土压力：

图4-3工况二计算简图（1）计算土压力强度为零的点，该点在标高-12.5m处。在等值梁法中认为可近似把该点看成铰，该点以上主被动土压力与支撑轴力对它的弯距为零，可求得：（2）计算剪力为零的点，即的点，设该点距桩顶距离为，得：估算该点在基坑底标高至现开挖面土层之间，故，即解得最大弯距距桩顶6.41m。（3）计算插入深度假设桩底标高在标高-12.5m以下，距标高-12.5m距离为X，对桩底求矩：解得取取安全系数1.1，得所以桩长为，取24.5m桩底标高为计算结果桩底标高在-12.5m以下，所以假设成立。3.工况三：换撑板（板顶面标高为-5.600m）施工完毕，第一道支撑拆除，此时第一道支撑所受的土压力由换撑板承受。由于计算的需要先必须计算出基坑底标高以下的主动土压力和被动土压力进行合算。主动土压力：点C-D：水压力：被动土压力：（1）计算土压力强度为零的点，该点在标高-12.5m处。在等值梁法中认为可近似把该点看成铰，该点以上主被动土压力与支撑轴力对它的弯距为零，可求得：（2）计算剪力为零的点，即的点，设该点距桩顶距离为，得：估算该点在基坑底标高至现开挖面土层之间，故即，解得最大弯距距桩顶7.72m。（3）计算插入深度：假设桩底标高在标高-12.5m以下，距标高-12.5m距离为X，对桩底求矩：解得。取。取安全系数1.1，得。所以桩长为，取26.5m。桩底标高为。计算结果桩底标高在-12.5m以下，所以假设成立。结合工况二，取桩长为26.50m，桩底标高为-27.50m。计算结果如表4-2所示：表4-2东侧围护结构计算结果计算结果工况一工况二工况三最大弯距-45.721128.79690.96最大弯距距桩顶2.256.417.72支撑1轴力-345.944.3.2南、西、北侧计算南侧围护布置及土层分布如图4-4所示。图4-4南侧围护布置及土层分布图表4-3南侧围护结构计算结果计算结果工况一工况二工况三最大弯矩-46.321121.32685.56最大弯矩距桩顶2.256.337.56支撑1轴力-338.45西侧围护布置及土层分布如图4-5所示。图4-5西侧围护布置及土层分布图表4-4西侧围护结构计算结果计算结果工况一工况二工况三最大弯矩-45.331125.95687.56最大弯矩距桩顶2.166.287.63支撑1轴力-342.88

北侧围护布置及土层分布如下图4-6所示。图4-6北侧围护布置及土层分布图表4-5北侧围护结构计算结果计算结果工况一工况二工况三最大弯矩-45.661126.33684.96最大弯矩距桩顶2.326.287.59支撑1轴力-338.95表4-6桩长计算结果桩底标高(m)桩长(m)东侧-27.5026.50南侧-27.5026.50西侧-27.5026.50北侧-27.5026.504.4坑底抗隆起验算抗隆起安全系数公式为：（4-5）式中： （4-6）（4-7）式中： D——桩体入土深度，m； H——基坑开挖深度，m； 、——墙体外侧及坑底土体重度，kN/m3； q——地面超载，kN/m3； Nc、Nq——地基承载力系数。注：上式中的c、均为桩底土的c、值东西南北方向的桩底土均为粉质粘土，计算时取c=30kPa，=15.50，=10.69，=19.6，则有，，代入上式计算得，满足要求。4.5抗倾覆稳定验算对围护墙的抗倾覆稳定性计算可按下式计算：（4-8）式中：——抗倾覆力矩；——倾覆力矩。，满足要求。是否满足要求东侧108296.4064026.041.69是南侧113495.1567864.181.67是西侧106840.5165138.411.64是北侧109456.8364835.181.69是表4-7抗倾覆稳定验算结果4.6整体稳定验算当考虑支撑作用时，整体稳定可不必验算，除非支撑失效。4.7桩身配筋计算沿截面周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面受弯构件，其正截面承载力可按下列公式计算：（4-9）（4-10）式中：——截面弯矩设计值(kNm)；——圆形截面面积；——全部纵向钢筋截面面积；——圆形截面的半径；取400mm；——纵向钢筋重心所在圆周的半径；——计算深度Z处的竖向应力标准值；，当时，取。——对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与的比值；——混凝土轴心抗压强度设计值；——普通钢筋抗拉强度设计值。东侧经计算得：实际配筋为：18，，截面配筋率1.59%。南侧经计算得：实际配筋为：18，，截面配筋率1.59%。西侧经计算得：实际配筋为：18，，截面配筋率1.59%。北侧经计算得：实际配筋为：18，，截面配筋率1.59%。表4-8围护桩桩身配筋结果选筋类型级别实配钢筋东侧纵筋HRB4001825南侧纵筋HRB4001825西侧纵筋HRB4001825北侧纵筋HRB4001825箍筋HRB33510@100加强箍筋HRB40014@2000注：箍筋和加强箍筋根据规范按照构造配筋，详见桩身配筋施工图。

第5章内支撑系统设计5.1设计内容（1）内支撑平面布置；（2）荷载及内力计算；（3）截面设计；（4）节点设计。5.2内支撑平面布置基坑平面形状呈不规则多边形，总周长约104.08m，决定采用如下内支撑布置形式，支撑材料选用钢筋混凝土，内支撑平面布置如图5-1所示。图5-1内支撑平面布置简图5.3荷载计算内支撑所受荷载由两部分组成，分别是水平荷载和竖向荷载。水平荷载由排桩外侧土压力通过围檩传递到内支撑上，即以两道围檩的中心距为分界面，分别计算作用在每道围檩的上的土压力，计算简图如图5-2所示；竖向荷载由支撑自重和施工荷载组成，通常取40kPa。图5-2内支撑水平荷载计算简图计算结果如表5-1所示。表5-1支撑水平荷载计算结果支撑一（kN/m）围檩一(kN/m)东侧518.13518.13南侧507.63507.63西侧508.32508.32北侧514.14514.145.4支撑系统内力计算5.4.1支撑杆件内力对于水平荷载作用下支撑杆件的轴向力，按围护墙作用于围檩长度方向的水平反力乘以相邻支撑点的中心距来考虑，当支撑杆件与围檩斜交时，则按水平反力沿支撑长度方向上的投影来考虑，结果如下图所示：图5-3第一道内支撑轴力图(单位:kN)对于垂直荷载作用下支撑杆件的内力和变形，按单跨或多跨连续梁计算，梁的自重加施工荷载共40kPa，计算跨度取相邻立柱的中心距。计算杆件编号如图5-4所示。图5-4支撑杆件编号图1号杆件按单跨梁计算：图5-51号杆件内力图2号杆件按单跨梁计算：图5-62号杆件内力图3号杆件按单跨梁计算：图5-73号杆件内力图4号杆件按多跨连续梁计算：图5-84号杆件内力图5号杆件按多跨连续梁计算：图5-95号杆件内力图6号杆件按多跨连续梁计算：图5-106号杆件内力图7号杆件按单跨梁计算：图5-117号杆件内力图8号杆件按单跨梁计算：图5-128号杆件内力图

9号杆件按多跨连续梁计算：图5-139号杆件内力图10号杆件按多跨连续梁计算：图5-1410号杆件内力图

11号杆件按单跨梁计算：图5-1511号杆件内力图12号杆件按单跨梁计算：图5-1612号杆件内力图13号杆件按多跨连续梁计算：图5-1713号杆件内力图14号杆件按单跨梁计算：图5-1814号杆件内力图

15号杆件按多跨连续梁计算：图5-1915号杆件内力图16号杆件按单跨梁计算：图5-2016号杆件内力图

17号杆件按单跨梁计算：图5-2117号杆件内力图18号杆件按单跨梁计算：图5-2218号杆件内力图5.4.2立柱轴力对于立柱的轴力，取支撑支座的反力之和。立柱截面尺寸取相同，则只需计算立柱的最大轴力，9、11、12、13号杆件相交的支座处的支座反力最大，为40.28+79.57+118.38+115.9+85.9=440.03kN。5.4.3围檩内力当受水平力作用时，按多跨连续梁计算，计算跨度取相邻支撑点的中心距。东侧第一道围檩：图5-23东侧第一道围檩内力图南侧第一道围檩：图5-24南侧第一道围檩内力图

西侧第一道围檩：图5-25西侧第一道围檩内力图北侧第一道围檩：图5-26北侧第一道围檩内力图5.5截面设计5.5.1支撑杆件设计支撑杆件应按偏心受压构件来计算，截面偏心弯矩包括由竖向荷载产生的弯矩以及支撑轴力对构件初始偏心距产生的弯矩。构件的初始偏心距可取支撑计算长度的2/1000至3/1000，对于混凝土支撑不宜小于20mm。现浇钢筋混凝土支撑在竖向平面内的支座弯矩可以乘以0.8的折减系数，跨中弯矩乘以1.2的增大系数。支撑的受压计算长度在竖向平面内取相邻立柱的中心距，在水平面内取与计算支撑相交的横向水平支撑的中心距。所有内力计算值最后都须乘以1.1的安全系数，成为内力设计值，然后进行截面设计。1号杆件正截面受压承载力计算：1.已知计算数据混凝土强度等级C30，，受拉钢筋为HRB400，，受压钢筋为HRB400级，，弯矩设计值：kN·m，轴向压力设计值：，截面：矩形：b=700mm，h=750mm，面积：525000mm2，构件计算长度，，，。2.求初始偏心距，即取3.计算偏心距增大系数：（5-1）式中：——修正系数；——混凝土轴心抗压强度；——截面面积；——支撑杆件轴力。，取由于，故取（5-2）式中：——计算高度；——计算长度；——修正系数；——偏心受压构件长细比对截面曲率的影响系数。得：。4.判断大、小偏心受压（5-3）式中：——受压承载力设计值；——系数；——界限相对受压区高度。故按大偏心计算。5.求纵向钢筋面积和（5-4）式中：——受压区混凝土保护层厚度。受压钢筋选用：6。受拉钢筋选用：6。1号杆件斜截面受剪计算1.已知计算数据偏心受压构件计算截面的剪跨比，剪力设计值V=131054N，箍筋选用二级钢，箍筋最小配筋率0.2%。2.验算截面限制条件所以截面尺寸满足要求。3.验算是否按计算配置箍筋已满足抗剪要求，只需按构造配箍筋和腰筋。其余各杆件的截面设计结果如表5-2所示。

表5-2一道支撑杆件截面设计结果截面尺寸（mm）受压区钢筋（HRB400）受拉区钢筋（HRB400）腰筋（HRB400）箍筋（HPB335）1号杆件S1700×75062062042010@2002号杆件S2500×70052052042010@2003号杆件S2500×70052052042010@2004号杆件S1700×75062062042010@2005号杆件S2500×70052052042010@2006号杆件S1700×75062062042010@2007号杆件S2500×70052052042010@2008号杆件S2500×70052052042010@2009号杆件S2500×70052052042010@20010号杆件S1700×75062062042010@20011号杆件S2500×70052052042010@20012号杆件S2500×70052052042010@20013号杆件S1700×75062062042010@20014号杆件S1700×75062062042010@20015号杆件S1700×75062062042010@20016号杆件S2500×70052052042010@20017号杆件S2500×70052052042010@20018号杆件S2500×70052052042010@2005.5.2立柱设计基坑开挖面以下立柱的竖向和水平向承载力一般按单桩承载力计算，立柱本身应按偏心受压构件计算。（1）立柱截面弯矩的计算，包括：①竖向荷载对立柱截面形心的偏心弯矩；②水平支撑标高处的水平力对立柱产生的弯矩；③土方开挖时，作用于立柱上的侧向土压力对立柱引起的弯矩。（2）立柱的受压计算，其计算长度取竖向相邻层水平支撑的中心距，最下一道支撑以下的立柱则取该道支撑中心线至开挖面以下5倍立柱直径（或边长）处的距离。本工程根据实际情况采用现运用比较广泛且效果较理想的格构式钢柱，角钢采用4L110×10。截面符合偏心受压和单桩承载力验算，详见施工图。5.5.3冠梁设计冠梁L1截面按规范构造要求来设计，因其受力为水平向，所以取截面尺寸为1000×400，水平向受压和受弯区实配420，腰筋实配420，箍筋实配，详见施工图。5.5.4围檩设计围檩在通常情况下可按水平向的受弯构件来计算，现浇钢筋混凝土围檩在水平向平面内的支座弯矩可以乘以0.8的折减系数，跨中弯矩乘以1.2的增大系数。每道围檩设计成相同截面，则只需根据每道围檩所在的四个侧面的最大内力值进行设计即可。所有内力计算值最后都须乘以1.1的安全系数，成为内力设计值，然后进行截面设计。各杆件内力设计值如下：表5-3围檩内力设计值跨中弯矩计算值Max(kN·m)跨中弯矩设计值(kN·m)支座弯矩计算值Max(kN·m)支座弯矩设计值(kN·m)剪力计算值Max(kN)剪力设计值(kN)一道围檩2372.553131.762977.642620.322348.162582.98一道围檩按受弯正截面计算：（1）已知计算数据混凝土强度等级C30，，；受拉钢筋为HRB400级，，受压钢筋为HRB400级，，，。（2）计算配筋面积（5-6）（5-7）（5-8）最小配筋面积：（3）截面配筋及配筋图纵向受拉钢筋选用：10。纵向受压钢筋选用：10。一道围檩受弯斜截面计算：（1）计算参数剪力设计值V=2582980N，箍筋选用二级钢，箍筋最小配筋率0.191%。（2）验算截面限制条件，所以按下式验算截面，所以截面尺寸满足要求。（3）验算是否按计算配置箍筋需要按计算配置箍筋。采用，实有按构造配腰筋。计算结果如表5-4所示。表5-4围檩截面设计结果截面尺寸（mm）受压区钢筋（HRB400）受拉区钢筋（HRB400）腰筋（HRB400）箍筋（HPB335）一道围檩1000×7501020102062010@100

第6章电算部分6.1支护方案排桩支护：图6-1东侧排桩支护布置图表6-1基本信息规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012内力计算方法增量法基坑等级一级基坑侧壁重要性系数1.10基坑深度H(m)8.750嵌固深度(m)18.750桩顶标高(m)-1.000桩材料类型钢筋混凝土混凝土强度等级C30桩截面类型圆形桩直径(m)0.800桩间距(m)1.000有无冠梁有冠梁宽度(m)1.000冠梁高度(m)0.400水平侧向刚度(MN/m)50.000放坡级数1超载个数1支护结构上的水平集中力0表6-2放坡信息坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数10.0000.5000.577表6-3超载信息超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)115.0000.0005.0000.500条形表6-4土层信息土层数7坑内加固土否内侧降水最终深度(m)9.500外侧水位深度(m)1.500内侧水位是否随开挖过程变化是内侧水位距开挖面距离(m)0.000弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法基坑外侧土压力计算方法主动表6-5土层参数1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1.0018.54.0012.002砂质粉土1.5019.09.05.8024.003砂质粉土3.0019.79.75.0032.004粉砂3.5019.49.43.0035.005砂质粉土1.0019.29.28.0028.006淤泥质粘土2.5017.37.37粉质粘土20.0019.69.6表6-6土层参数2层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(kPa)115.0m法1.50235.05.8024.00分算m法5.00340.05.0032.00分算m法5.50445.03.0035.00分算m法6.00535.08.0028.00分算m法5.50618.012.5011.50合算m法1.20755.030.0015.50合算m法6.00表6-7支锚信息1支锚道数1支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号(m)(m)(°)(m)长度(m)1内撑1.0002.600表6-8支锚信息2支锚预加力支锚刚度锚固体工况锚固力材料抗力材料抗力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号调整系数(kN)调整系数10.0050.002～6600.001.00弹性法土压力模型: 经典法土压力模型: 图6-2土压力模型

表6-9土压力模型及系数调整层号土类水土水压力外侧土压力外侧土压力内侧土压力内侧土压力名称调整系数调整系数1调整系数2调整系数最大值(kPa)1杂填土分算1.0001.0001.0001.00010000.0002砂质粉土分算1.0001.0001.0001.00010000.0003砂质粉土分算1.0001.0001.0001.00010000.0004粉砂分算1.0001.0001.0001.00010000.0005砂质粉土分算1.0001.0001.0001.00010000.0006淤泥质粘土合算1.0001.0001.0001.00010000.0007粉质粘土合算1.0001.0001.0001.00010000.000表6-10工况信息工况号工况类型深度(m)支锚道号1开挖3.2502加撑1.内撑3开挖8.7504刚性铰7.4505刚性铰5.2006拆撑1.内撑

6.2设计结果6.2.1结构计算：各工况：图6-3工况1图6-4工况2图6-5工况3图6-6工况4图6-7工况5图6-8工况6图6-9内力位移包络图图6-10地表沉降图

图6-11环筋配筋图表6-11环梁选筋结果钢筋级别选筋As1HRB3355120As2HRB335320As3HPB3008@2006.2.2截面计算表6-12截面参数桩是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm)50桩的纵筋级别HRB400桩的螺旋箍筋级别HRB335桩的螺旋箍筋间距(mm)100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)26.50表6-13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基坑内侧最大弯矩(kN.m)988.761031.161155.621155.621基坑外侧最大弯矩(kN.m)585.221434.68683.98683.98最大剪力(kN)590.92461.08812.51812.51

表6-14实配钢筋段选筋类型级别钢筋实配[计算]面积号实配值(mm2或mm2/m)纵筋HRB4001828116991箍筋HRB33512@1002262加强箍筋HRB40014@20001546.2.3整体稳定验算图6-12整体稳定验算图计算方法：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=1.676圆弧半径(m)R=26.647圆心坐标X(m)X=-3.817圆心坐标Y(m)Y=7.4941.抗倾覆安全系数：式中： Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩，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。 Ma——主动土压力对桩底的倾覆弯矩； 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。工况1：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。表6-15支锚信息1序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)1 内撑 0.000 Ks=2.0751.250，满足规范要求。工况2：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。表6-16支锚信息2序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)1 内撑 600.000 Ks=2.4051.250，满足规范要求。工况3：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。表6-17支锚信息.3序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)1 内撑 600.000 Ks=1.3531.250,满足规范要求。工况4：已存在刚性铰，不计算抗倾覆。工况5：已存在刚性铰，不计算抗倾覆。工况6：已存在刚性铰，不计算抗倾覆。安全系数最小的工况号：工况3。最小安全Ks=1.3531.250，满足规范要求。2.抗隆起验算图6-13抗隆起验算简图1图6-14抗隆起验算简图2（1）从支护底部开始，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下：支护底部，验算抗隆起：Ks=2.734≥1.800，抗隆起稳定性满足。（2）坑底抗隆起按以最下层支点为转动轴心的圆弧条分法计算，结果如下： Ks=2.692≥2.200，坑底抗隆起稳定性满足。6.2.4嵌固深度计算嵌固深度计算过程：按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012单支点结构计算嵌固深度ld：（1）ld按公式：得到ld=16.850m，ld采用值为：18.750m。嵌固段基坑内侧土反力验算：工况1： Ps=1499.602≤Ep=11023.949，土反力满足要求。工况2： Ps=1499.602≤Ep=11023.949，土反力满足要求。工况3： Ps=2589.332≤Ep=7058.580，土反力满足要求。工况4： Ps=2589.332≤Ep=7058.580，土反力满足要求。工况5： Ps=2589.332≤Ep=7058.580，土反力满足要求。工况6： Ps=2611.582≤Ep=7058.580，土反力满足要求。式中： Ps为作用在挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力（kN）； Ep为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力（kN）。注：南西北侧围护桩电算结果满足要求，因篇幅所限，本文在此略去。6.2.5协同计算结果图6-15第一层支撑轴力包络图图6-16第一层支撑竖向弯矩包络图图6-17第一层支撑位移图第7章施工及监测说明7.1基坑施工顺序7.1.1土方开挖（1）分层开挖依据GB50202—2002建筑地基基础工程施工质量验收规范的要求，第一层开挖2.5m，挖土机自东北角开挖，运土车辆自西南角出。第二层开挖2.2m，在基坑西部偏南位置留置坡道，坡度1：8。最后的0.2m由人工清槽至设计标高(-5.50m)，电梯井坑、集水坑等局部加深处也由人工开挖，防止机械对基底的扰动。坡道的土方用反铲挖土机顺坡道倒行挖除。（2）修坡清底机械分层开挖时就要组织好人工配合修整边坡，最后留置的土方由人工清底，双轮车运土配合使用卷扬机运出基坑，保证达到基底土质要求及平整度、排水坡度要求，长宽尺寸及标高满足设计条件。7.1.2支撑拆除基础底板及楼板施工时，底板或楼板和围护桩之间用400厚C20素砼浇捣填实（具体见设计图纸），待底板或楼板砼达到设计强度80％以后，方可拆除支撑。7.2应急抢险措施为确保基坑周边环境的安全和正常使用，确保本工程的顺利进展，设计对可能出现的险情作如下对策：（1）若出现局部渗水，则采用水泥注浆；（2）如发生支撑内力过大，则必须予以加固或增设支撑或斜撑；（3）开挖过程中如出现围护体变形过大或变形发展速率过快时，应立即停止相应范围内的土方开挖，必要时设置应急支撑以控制围护桩的变形发展。施工现场应具备一定的抢险应急设备及材料，如草包，钢管，水泥等。7.3现场监测内容及要求为确保施工的安全和开挖的顺利进行，在整个施工过程中应进行全过程监测，实行动态的管理和信息化施工。根据众多的深基坑开挖的工程经验，通过现场监测可以掌握基坑开挖对周围环境的影响，以有效的指导施工，及时调整施工措施，确保周边马路、地下管线和周边建筑物的安全。监测内容主要包括：（1）围护结构压顶梁位移，最大侧向位移警戒值为7cm，连续变化速率3mm/天；（2）房屋、道路及管线的垂直和水平位移；（3）砼支撑内力；（4）支撑及支墩桩竖向位移；（5）地下水位。监测要求：（1）对基坑周围环境的监测，应在基坑开挖之前就开始进行，并将测得的原始数据以及周围的现状记录在案；（2）一般情况下开挖期间每天观察一次，如