《某5栋连体高层住宅结构设计》13000字

某5栋连体高层住宅结构设计目录TOC\o"1-2"\h\u15033摘要 122540第一章绪论 220845第二章支护型式的选择 588172.1基坑支护设计前的稳定性分析 5206472.2基坑支护型式的比选 822514第三章基坑南侧支护结构设计 9274553.1土压力计算 922780按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据，即： 9284913.2桩的设计 13190643.3锚杆设计 15267723.4冠梁设计 168585图3-1冠梁配筋图 165699表3-8冠梁配筋表 1633203.5稳定性验算 1720252第四章基坑东侧DE区段支护结构设计 22263914.1土压力计算 2220573按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据，即： 22234484.2桩的设计 2653014.3锚杆设计 2823384.4冠梁设计 2931741图4-1冠梁配筋图 3025784表4-8冠梁配筋表 3044934.5稳定性验算 305421第五章基坑监测及降水止水设计 36282615.1基坑降水止水设计 36284575.2基坑工程监测 38239435.2.1基坑监测项目 38160305.2.2基坑监测点的布置 38摘要刘村新村安置房（二期）项目建设用地位于广州市黄埔区云信路与永和大道交叉口北300米,建设规模：本项目规划总用地面积50420平方米。总建筑面积为273064平方米，其中地上建筑面积167365平方米，地下建筑面积106995平方米。本项目拟建的主要建（构）筑物为5栋连体高层住宅（编号为1#～5#），均为首层局部架空，室外地坪设计标高（±0.00）为南侧40.70、北侧41.70米，高层住宅建筑拟采用混凝土剪力墙结构和桩基础。基坑开挖深度11m。本着“安全可靠、经济合理、技术可行、施工方便”原则，基坑南侧为现状平地采用一排钻孔灌注桩+锚杆作为支护结构，采用四道锚杆锚拉；基坑东侧为现状平地，拟建施工便道，采用一排钻孔灌注桩+锚杆作为支护结构，采用四道锚杆进行锚拉。降水方案采用轻型井点降水。关键词：深基坑支护结构锚杆钻孔灌注桩第一章绪论1.1工程信息图1-1场地地貌及周边环境示意图1.1.1基坑基本信息基坑开挖面积为38333m2，周长为843.3m，基坑设计深度为4.7-11.05m。1.1.2基坑周边环境信息（1）本项目南侧为现状平地，西南侧为在建小学，距离基坑约16m。西侧为现状缓坡山体，东侧为现状平地，拟建施工便道。（2）场地标高变化不大，由北往南，场平标高由41.85m变化至35.5m。1.1.3水文地质勘察信息根据野外钻探揭露情况，该场地自上而下分别为第四系全新统填土层，第四系冲积层、残积层及花岗岩风化层。(1)填土层灰褐色，稍湿，松散～稍密，主要由人工堆填的粘性土、砂土、碎石及少量建筑生活垃圾组成，填垫时间2～5年，组份不均。本层共129个钻孔揭露,层厚0.60～11.20m，平均厚度为3.63m；层顶标高35.81～53.05m，平均标高为41.00m，位于地表。（2）冲积层（Qal）<2-1>层，淤泥质土：灰黑色，以粉粘粒为主，含较多中粗砂，很湿，流塑～软塑，腥臭味，含有机质。本层共44个钻孔揭露,层厚0.90～9.30m，平均厚度为1.16m；层顶标高27.67～43.69m，平均标高为35.13m，层顶埋深2.30～11.00m，平均埋深为5.10m。<2-2>层，粗砾砂：灰黄色，主要成份为石英，饱和，松散-稍密，含有较多粉粘粒。本层共14个钻孔揭露,层厚1.20～5.00m，平均厚度为1.51m；层顶标高24.67～40.08m，平均标高为31.66m，层顶埋深3.00～12.50m，平均埋深为7.26m。<2-3>层，粉质粘土：灰黄色，湿，可塑，以粉粘粒为主，含少量砂砾。本层共81个钻孔揭露,层厚0.80～12.80m，平均厚度为4.03m；层顶标高22.49～45.25m，平均标高为36.64m，层顶埋深0.00～14.90m，平均埋深为3.86m。（3）残积层（Qel）<3-1>层，砾质粘性土：灰黄色，湿，可塑，由花岗岩风化残积而成，结构已全部破坏，以粉粘粒为主，含较多石英砂砾。本层共48个钻孔揭露,层厚0.60～10.00m，平均厚度为3.12m；层顶标高20.80～43.16m，平均标高为34.82m，层顶埋深0.00～16.60m，平均埋深为5.66m。<3-1>层，砾质粘性土：灰黄色，稍湿，硬塑～坚硬，由花岗岩风化残积而成，结构已全部破坏，以粉粘粒为主，含较多石英砂砾。本层共121个钻孔揭露,层厚0.40～8.10m，平均厚度为3.17m；层顶标高17.20～41.49m，平均标高为32.71m，层顶埋深0.00～20.20m，平均埋深为7.76m。（4）基岩（γ）场地基岩为燕山期花岗岩，裂隙发育，风化强烈，且风化规律明显，自上而下风化程度减弱，在勘察深度范围内按风化程度不同可分为全风化带、强风化带、中风化带、微风化带共4个风化带。<4-1>层，全风化花岗岩：灰褐色，岩芯呈坚硬土状，矿物风化剧烈，原岩结构已基本破坏，但尚可辨认，遇水易软化崩解。全风化花岗岩为极软岩，极破碎，岩体基本质量等级分类为V级。本层121个钻孔揭露,层厚0.40～9.00m，平均厚度为2.86m；层顶标高13.30～38.52m，平均标高为28.72m，层顶埋深2.80～24.10m，平均埋深为11.01m。<4-2>层，强风化花岗岩：灰褐色，岩芯呈半岩半土状、碎块状，原岩结构已大部分破坏，矿物成份显著变化，风化裂隙很发育，泡水易软化崩解。强风化花岗岩为极软岩，极破碎，岩体基本质量等级分类为V级。本层79个钻孔揭露,层厚0.40～10.00m，平均厚度为2.61m；层顶标高10.92～40.64m，平均标高为29.18m，层顶埋深0.00～25.00m，平均埋深为12.39m。<4-3>层，中风化花岗岩：灰褐色，岩芯呈短柱状、碎块状，中粗粒结构，块状构造，结构部分破坏，风化裂隙发育，RQD约为75%～80%。中风化花岗岩属较软岩～较硬岩，岩体较破碎，岩体基本质量等级分类为IV级。本层共33个钻孔揭露,层厚0.70～7.10m，平均厚度为2.41m；层顶标高15.88～39.93m，平均标高为28.04m，层顶埋深0.00～23.90m，平均埋深为13.98m。<4-4>层，微风化花岗岩：灰白色，岩芯呈长柱状、短柱状，矿物成份主要为石英、长石及少量云母，中粗粒结构，块状构造，结构基本未变化，有少量风化裂隙，RQD约为80%～90%。微风化花岗岩属较硬岩～坚硬岩，岩体较完整，岩体基本质量等级分类为II～III级。本层共165个钻孔揭露,层厚1.30～18.60m，平均厚度为6.59m；层顶标高7.92～39.12m，平均标高为25.77m，层顶埋深4.40～28.30m，平均埋深为15.19m。地下水条件勘察施工期间，测得初见水位埋深为0.10～12.20m，高程在35.11～43.81m之间；稳定水位埋深为0.30～12.40m，高程在34.91～43.61m之间。由于本次勘察野外作业时间短，且正值雨季（5月）测得的地下水稳定水位与长期地下水位有可能存在一定的差别。根据对周边场地地下水位的调查及走访，结合地区经验，本场地地下水水位变化幅度约0.50～2.00m。第二章支护型式的选择2.1基坑支护设计前的稳定性分析2.2.1基坑南侧AB区段支护结构设计前的稳定性分析使用理正深基坑对天然开挖稳定分析，结构简图如下：图2-1基坑南侧AB区段天然开挖简图表2-1基本信息表规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012支护结构安全等级一级支护结构重要性系数γ01.10基坑深度h(m)11.000放坡级数0超载个数1（1）整体稳定性验算图2-2天然放坡整体稳定性计算简图天然放坡计算条件:计算方法：瑞典条分法应力状态：有效应力法稳定计算合算地层考虑孔隙水压力:否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:5.00m条分法中的土条宽度:0.40m整体稳定安全系数:1.20天然放坡计算结果：表2-2天然放坡计算表道号整体稳定安全系数计算值半径R(m)圆心坐标Xc(m)圆心坐标Yc(m)是否满足10.65014.197-9.29218.104不满足20.45610.392-6.97513.913不满足30.43522.271-18.33417.395不满足40.43322.275-18.36317.309不满足50.37722.736-17.30215.420不满足60.38524.749-19.34915.431不满足根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ-120-2012）中3.1.3，当土体的结构失效、土体变形会对基坑周边环境或主体结构施工的安全产生严重的影响时，本基坑安全等级为一级，基坑重要安全性系数γ=1.25REF_Ref18854\w\h[1]。利用理正深基坑软件，利用基坑开挖深度、土层信息、水位条件等信息对基坑支护前进行稳定性分析得到边坡滑动系数均小于1.25，故基坑不稳定需要进行基坑支护。2.1.2基坑东侧DE区段支护结构设计前的稳定性分析使用理正深基坑对天然开挖稳定分析，结构简图如下：图2-3基坑东侧DE区段天然开挖简图表2-3基本信息表规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012支护结构安全等级一级支护结构重要性系数γ01.10基坑深度h(m)11.000放坡级数0超载个数1（1）整体稳定性验算图2-4天然放坡整体稳定性计算简图天然放坡计算条件:计算方法：瑞典条分法应力状态：有效应力法稳定计算合算地层考虑孔隙水压力:否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:5.00m条分法中的土条宽度:0.40m整体稳定安全系数:1.20（2）天然放坡计算结果：表2-4天然放坡计算表道号整体稳定安全半径圆心坐标圆心坐标是否系数计算值R(m)Xc(m)Yc(m)满足10.65014.197-9.29218.104不满足20.50321.228-16.88918.421不满足30.51219.314-15.62916.097不满足40.41420.727-15.26615.351不满足50.41924.749-19.34915.431不满足利用理正深基坑软件，利用基坑开挖深度、土层信息、水位条件等信息对基坑支护前进行稳定性分析得到边坡滑动系数均小于1.25，故基坑东侧不稳定需要进行基坑支护。2.2基坑支护型式的比选表2-5支护结构类型以及比较结构类型地下连续墙排桩逆作拱墙土钉墙适用范围适用于多种地层条件，从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层，各种软岩和硬岩等软土层时，悬臂式结构排桩不宜大于5m以上

基坑支护工程淤泥或淤泥质土

场地不宜采用；拱

墙轴线的矢跨比

不宜小于1/8；基

坑深度不宜大

12m。基坑深度不宜大于

12m；当地下水位高

于基坑底面时，应采

用降水或截水措施。适用安全等级一、二、三一、二、三二、三二、三经过长期的发展，我国已经形成了多种多样的基坑支护形式。其中排桩支护体系得到了广泛应用的原因是依靠较高的稳定性的同时还便于与逆作法相结合的优势，这使它逐渐成为广泛应用的支护形式之一。排桩不仅仅有上述优势，其顶部冠梁的存在大大的加强了刚度和抗弯强度，以及对周围影响小，土地也没有受到挤压，施工方便；其对各种地层地形条件适应性也非常的强，排桩支护在我国工程上取得较大成功的案例很多的。逆作拱墙和土钉墙适用于安全等级为二、三级，本基坑不适用；地下连续墙虽然有刚度强和连续性好等优点，却要求施工空间大和时间长等缺点，综合基坑邻近的外界条件、基坑侧壁土体情况，基坑规模，基础设计以及安全因素，本工程拟建基坑南侧AB区段和东侧DE区段初步采用灌注桩+锚杆支护型式。第三章基坑南侧支护结构设计3.1土压力计算3.1.1土压力参数计算按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据，即：主动土压力系数：Kai=tg2(45°-φi/2)被动土压力系数：Kpi=tg2(45°+φi/2)基坑附加荷载q取15kpa表3-1土层分布表层号土类名称厚度(m)BC1填土3.632淤泥质土1.163粗砾砂1.514粉质粘土4.035砾质粘性土3.126砾质粘性土3.177全风化花岗岩2.868强风化花岗岩2.61表3-2各土层系数表序号图层名称层厚（m）粘聚力C（）内摩擦角φ（）重度（）KaKp1填土3.63121018.50.7041.4202淤泥质土1.165.64.315.90.8611.1623粗砾砂1.5102719.00.3762.6634粉质粘土4.0322.113.218.60.6281.5925砂质粘性土3.1225.219.418.60.5011.9956砾质粘性土3.1726.420.918.60.6881.4527全风化花岗岩2.8627.420.418.70.6951.4398强风化花岗岩2.6131.5624.418.80.6441.5523.1.2主动土压力计算填土层层厚3.63m，上部标高0.00m，下部标高-3.63m，采用水土合算计算主动土压力=15×0.704-2×12√0.704=-9.58kpa=(15+18.5×3.63)×0.704-2×12×√0.704=37.70kpaEa=1/2×37.70×3.63=68.42KN淤泥质土土层层厚1.16m，上部标高为-3.63m，下部标高为-4.79m，采用水土合算计算土压力=(15+18.5×3.63)×0.861-2×5.6√0.861=60.34kpa=(15+18.5×3.63+15.9×1.16)×0.861-2×5.6√0.861=76.22kpaEa=68.42+1/2(60.34+76.22)×4.16=136.70KN粗砾砂层厚1.51m，上部标高为-4.79m，下部标高为-6.3m，采用水土合算计算土压力=(15+18.5×3.63+15.9×1.16)×0.376-2×0×√0.376=37.83kpa=(15+18.5×3.63+15.9×1.16+19.0×1.51)×0.376-2×0×√0.376=48.61kpaEa=136.70+1/2×(37.83+48.61)×1.51=粉质粘土层厚4.03m，上部标高为-6.3m，下部标高为-10.33m，采用水土合算计算主动土压力=(15+18.5×3.63+15.9×1.16+19.0×1.51)×0.628-2×22.1×√0.628=46.17kpa=(15+18.5×3.63+15.9×1.16+19.0×1.51+18.6×4.03)×0.628-2×22.1×√0.628=93.24kpaEa=（5）砾质粘性土层厚3.12m，基坑挖深11m，该层需要挖深0.67m，采用水土合算计算主动土压力=(15+18.5×3.63+15.9×1.16+19.0×1.51+18.6×4.03)×0.501-2×25.2×√0.628=33.29kpa=(15+18.5×3.63+15.9×1.16+19.0×1.51+18.6×4.03+18.6×0.67)×0.501-2×25.2×√0.628=68.63kpaEa=136.70+1/2×(37.83+48.61)×1.51=基坑底部以下土层土压力计算（6）砾质粘性土该土层还剩层厚2.45m，采用水土合算计算主动土压力=(15+18.5×3.63+15.9×1.16+19.0×1.51+18.6×4.03+18.6×0.67)×0.501-2×25.2×√0.501=105.30kpa=(15+18.5×3.63+15.9×1.16+19.0×1.51+18.6×4.03+18.6×0.67+18.6×2.45)×0.501-2×25.2×√0.688=136.65kpaEa=136.70+1/2×(37.83+48.61)×1.51=砾质粘性土，层厚3.17m，主动土压力按水土合算计算=(15+18.5×3.63+15.9×1.16+19.0×1.51+18.6×4.03+18.6×0.67+18.6×2.45)×0.688-2×26.4×√0.688=136.65kpa=(15+18.5×3.63+15.9×1.16+19.0×1.51+18.6×4.03+18.6×0.67+18.6×2.45+18.6×3.17)×0.688-2×26.4×√0.688=Ea=136.70+1/2×(37.83+48.61)×1.51=全风化花岗岩，层厚2.86m，主动土压力按水土合算计算。=(15+18.5×3.63+15.9×1.16+19.0×1.51+18.6×4.03+18.6×0.67+18.6×2.45+18.6×3.17)×0.695-2×27.4×√0.695==(15+18.5×3.63+15.9×1.16+19.0×1.51+18.6×4.03+18.6×0.67+18.6×2.45+18.6×3.17+18.6×2.86)×0.695-2×27.4×√0.695=Ea=136.70+1/2×(37.83+48.61)×1.51=强风化花岗岩，层厚2.61m，主动土压力按水土合算计算。=(15+18.5×3.63+15.9×1.16+19.0×1.51+18.6×4.03+18.6×0.67+18.6×2.45+18.6×3.17+18.6×2.86)×0.644-2×31.56×√0.644==(15+18.5×3.63+15.9×1.16+19.0×1.51+18.6×4.03+18.6×0.67+18.6×2.45+18.6×3.17+18.6×2.86+18.8×2.61)×0.644-2×31.56×√0.644=Ea=136.70+1/2×(37.83+48.61)×1.51=3.1.3被动土压力计算以基坑底以下土层开始计算，（1）第一层土为砾质粘性土，层厚3.12m，已被挖深度为0.67m，该层剩余厚度为2.45m，被动土压力按水土合算计算。=2×15.2×√1.995=42.94kpa=(18.6×2.45)×1.995+2×25.2×√1.995=162.09kpa（2）第二层土为砾质粘性土，层厚3.17m，被动土压力按水土合算计算。=（18.6×2.45）×1.452+2×26.4×√1.452==（18.6×2.45+18.6×3.17）×1.452+2×26.4×√1.452=第三层土为全风化花岗岩，层厚2.86m，被动土压力按水土合算计算。=（18.6×2.45+18.6×3.17）×1.439+2×27.4×√1.439==（18.6×2.45+18.6×3.17+18.7×2.86）×1.439+2×27.4×√1.439=第五层土为强风化花岗岩，层厚2.61m，被动土压力按水土合算计算。=（18.6×2.45+18.6×3.17+18.7×2.86）×1.552+2×31.56×√1.552==（18.6×2.45+18.6×3.17+18.7×2.86+18.8×2.86）×1.552+2×31.56×√1.552=3.2桩的设计3.2.1桩的嵌固深度根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20121、满足各单项的嵌固深度估算：(1)嵌固深度构造要求：根据公式：嵌固构造深度=嵌固构造深度系数×基坑深度=0.200×11.000=2.200m嵌固深度满足构造要求。(2)嵌固深度满足整体滑动稳定性要求：圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度：圆心(-2.287，8.263)，半径=13.762m，对应的安全系数Ks=1.365≥1.350嵌固深度计算值ld=5.050m。(3)嵌固深度满足坑底抗隆起要求：支护底部，验算抗隆起：Ks=（18.600×2.450×5.207+21.400×13.024）/（18.385×（11.000+2.450）+15.000）=1.967Ks=1.967≥1.800，抗隆起稳定性满足。得到ld=2.450m。满足以上要求的嵌固深度ld计算值=5.050m。嵌固深度ld采用计算5.050m时，各项验算均满足规范要求。当基坑考虑最不利条件时考虑最下到支点轴心的圆弧稳定性时，嵌固深度计算值为9.650m，综合考虑基坑的安全性和经济性，嵌固深度取7.000m，则桩长为18.000m。3.2.2桩的水平设计桩的设计包括桩的桩径、桩的中心距桩径设计：根据建筑基坑支护技术规范JGJ120-2012第4.3.4条当采用混凝土灌注桩时，对悬臂式排桩，支护桩的桩径宜大于或等于600mm；对锚拉式排桩或支撑式排桩，支护桩的桩径宜大于或等于400mmREF_Ref18854\w\h[1]，本基坑南侧AB区段混凝土灌注桩使用1200mm，符合规范要求。桩的中心距：根据建筑基坑支护技术规范JGJ120-2012第4.3.4条排桩的中心距不得大于排桩直径的2.0倍REF_Ref18854\w\h[1]，本基坑南侧AB区段混凝土灌注桩中心距为1800mm，符合规范要求。3.2.3桩的配筋根据混凝土结构设计规范(GB50010-2012)第4.2.1条和JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程第3.1.6和3.1.7条对本项目的支护结构安全等级，结构重要性系数取1.1，根据弹性法计算出的基坑内侧最大弯矩为Mk=1413.82KN,基坑外侧最大弯矩为Mk=517.25，最大剪力为V=410.35基坑内侧弯矩设计值：基坑外侧弯矩设计值：剪力设计值：Mmax=1216.56kN∙m，取砼强度C30，fc=14.3N/mm2，主筋HRB40035E20钢筋，均匀布置，fy=300N/mm2，保护层厚度50mm，采用HPB300d12@150螺旋筋，HPB300D14@2000加强箍筋。As=30*379.94=11170mm2>1.25*1.0*1.1Mmax满足要求！配筋率>min=4‰，满足设计要求！综上本基坑南侧AB区段支护体系每根桩纵筋采用35根直径为20mm的HRB400钢筋，均匀布置；箍筋采用12根HPB300钢筋，间距150mm布置；加强箍筋采用14根HPB300钢筋，间距2000mm布置。3.3锚杆设计3.3.1锚杆布置布置四根锚杆，水平间距1.8m，竖向间距3.0m，入射角20°表3-3锚杆布置表支锚道号支锚类型水平间距（m）竖向间距（m）入射角1锚杆1.80.5202锚杆1.83203锚杆1.83204锚杆1.8320工况信息：表3-4锚杆工况信息表工况号工况类型深度(m)支锚道号1开挖1.0002加撑1.锚杆3开挖4.0004加撑2.锚杆5开挖7.0006加撑3.锚杆7开挖10.0008加撑4.锚杆9开挖11.0003.3.2锚杆参数设计锚杆钢筋类别：HRB400锚杆材料弹性模量(×105MPa)：2.0注浆体弹性模量(×104MPa)：3.0锚杆抗拔安全系数：1.6锚杆荷载分项系数：1.253.3.3锚杆水平方向内力和轴向内力表3-5锚杆水平方向内力支锚道号最大内力（KN）内力标准值（KN）内力设计值(KN)1132.96132.96182.822259.46259.46356.753208.44208.44286.61478.1878.18107.50表3-6锚杆轴向内力支锚道号最大内力（KN）内力标准值（KN）内力设计值(KN)1141.49141.49194.552276.11276.11379.653221.82221.82305.00483.2083.20114.393.3.4锚杆自由段和锚固段长度表3-7锚杆自由段和锚固段长度支锚道号支锚类型自由段长度实用值(m)锚固段长度实用值(m)锚杆刚度(MN/m)1锚杆10.527.011.212锚杆9.032.517.533锚杆7.025.019.104锚杆5.010.512.323.4冠梁设计冠梁的设计规定可以参照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ-120-2012）4.3节。冠梁的混凝土强度不应低于C25，冠梁的宽度不宜小于桩径，高度不宜小于桩径的0.6倍。冠梁纵筋最好采用HRB335级或HRB400级钢筋REF_Ref18854\w\h[1]。构造、计算的原则服从GB50010-2010《混凝土结构设计规范》，冠梁侧面纵筋直径不应小于构造要求，纵筋间距不应大于构造要求；顶底面的纵筋直径不应小于构造要求，其间距不应大于构造要求；箍筋直径不应小于8mm，间距不应大于250mmREF_Ref20888\w\h[3]。本基坑南侧AB区段支护冠梁宽度为1.5m，高度为1.0m，符合规范要求。冠梁配筋情况如下：图3-1冠梁配筋图表3-8冠梁配筋表钢筋编号钢筋类别选筋As1HRB4002D16As2HRB4002D16As3HRB400D16@20003.5稳定性验算3.5.1整体稳定性验算图3-2整体稳定验算简图计算方法：瑞典条分法应力状态：有效应力法条分法中的土条宽度:0.40m圆弧半径(m)R=21.111圆心坐标X(m)X=-1.911圆心坐标Y(m)Y=11.031整体稳定安全系数Ks=2.009>1.35，满足规范要求。3.5.2抗倾覆稳定性验算（1）抗倾覆(对支护底取矩)稳定性验算: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。工况1： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 0.000 0.000 2 锚杆 0.000 0.000 3 锚杆 0.000 0.000 4 锚杆 0.000 0.000满足规范要求。工况2： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 136.834 126.972 2 锚杆 0.000 0.000 3 锚杆 0.000 0.000 4 锚杆 0.000 0.000满足规范要求。工况3： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 136.834 126.972 2 锚杆 0.000 0.000 3 锚杆 0.000 0.000 4 锚杆 0.000 0.000满足规范要求。工况4： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 136.834 126.972 2 锚杆 279.253 246.367 3 锚杆 0.000 0.000 4 锚杆 0.000 0.000满足规范要求。工况5： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 136.834 126.972 2 锚杆 279.253 246.367 3 锚杆 0.000 0.000 4 锚杆 0.000 0.000满足规范要求。工况6： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 136.834 126.972 2 锚杆 279.253 246.367 3 锚杆 226.195 205.249 4 锚杆 0.000 0.000 满足规范要求。工况7： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 136.834 126.972 2 锚杆 279.253 246.367 3 锚杆 226.195 205.249 4 锚杆 0.000 0.000满足规范要求。工况8： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 136.834 126.972 2 锚杆 279.253 246.367 3 锚杆 226.195 205.249 4 锚杆 84.474 78.476满足规范要求。工况9： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 136.834 126.972 2 锚杆 279.253 246.367 3 锚杆 226.195 205.249 4 锚杆 84.474 78.476满足规范要求。综上所述，安全系数最小的工况号：工况9。最小安全系数Kov=1.397≥1.250，满足规范要求。（2）抗倾覆(踢脚破坏)稳定性验算:绕最下道支撑或锚拉点的抗倾覆稳定性验算,多支点参考《建筑地基基础设计规范GB50007-2011》附录V单支点参考《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20124.2.2节∑MEp——被动区抗倾覆作用力矩总和(kN∙m)；∑MEa——主动区倾覆作用力矩总和(kN∙m)； Kt——带支撑桩、墙式支护抗倾覆稳定安全系数，取Kt≥1.250。工况1：此工况不进行抗倾覆稳定性验算；工况2：满足规范要求；工况3：满足规范要求；工况4：满足规范要求；工况5：满足规范要求；工况6：满足规范要求；工况7：满足规范要求；工况8：满足规范要求；工况9：满足规范要求。综上可得安全系数最小的工况号：工况9。最小安全Kt=2.231≥1.250，满足规范抗倾覆要求。3.5.3抗隆起稳定性验算图3-3抗隆起验算简图（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=（18.657×9.850×10.012+26.560×19.867)/18.488×(11.000+9.850)+12.500)=5.949≥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=2.204≥2.200，坑底抗隆起稳定性满足。3.5.4嵌固段基坑内侧土反力验算工况1：Ps=3595.421≤Ep=13949.729，满足要求。工况2：Ps=3595.421≤Ep=13949.729，满足要求。工况3：Ps=3166.299≤Ep=10519.515，满足要求。工况4：Ps=3166.299≤Ep=10519.515，满足要求。工况5：Ps=2951.463≤Ep=7654.333，满足要求。工况6：Ps=2951.463≤Ep=7654.333，满足要求。工况7：Ps=2707.356≤Ep=5046.411，满足要求。工况8：Ps=2707.356≤Ep=5046.411，满足要求。工况9：Ps=2567.959≤Ep=4320.315，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）。第四章基坑东侧DE区段支护结构设计4.1土压力计算4.1.1土压力参数计算按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据，即：主动土压力系数：Kai=tg2(45°-i/2)被动土压力系数：Kpi=tg2(45°+i/2)计算时，不考虑支护桩体与土体的摩擦作用，且不对主、被动土压力系数进行调整，仅作为安全储备处理。基坑附加荷载q取15kpa。表4-1土层分布表层号土类名称厚度(m)BC1填土3.632粗砾砂1.813粉质粘土4.234砾质粘性土3.225砾质粘性土3.376全风化花岗岩2.967强风化花岗岩2.71表4-2各土层系数表序号图层名称层厚（m）粘聚力c（kpa）内摩擦角φ（）重度（）KaKp1填土3.63121018.50.7041.4202粗砾砂1.8102719.00.3762.6633粉质粘土4.2322.113.218.60.6281.5924砂质粘性土3.2225.219.418.60.5011.9955砾质粘性土3.3726.420.918.60.6881.4526全风化花岗岩2.9627.420.418.70.6951.4397强风化花岗岩2.7131.5624.418.80.6441.5524.1.2主动土压力计算（1）填土层层厚3.63m，上部标高0.00m，下部标高-3.63m，采用水土合算计算主动土压力=15×0.704-2×12×√0.704=-9.58kpa=(15+18.5×3.63)×0.704-2×12×√0.704=37.70kpaEa=1/2×37.70×3.63=68.42KN粗砾砂层厚1.81m，上部标高为-4.79m，下部标高为-6.3m，采用水土合算计算主动土压力=（15+18.5×3.63）×0.376-2×0×√0.376=30.89kpa=（15+18.5×3.63+19.0×1.81）×0.376-2×0×√0.376=43.82kpaEa=68.42+1/2×（30.89+43.82）×1.81=136.03KN（3）粉质粘土层厚4.23m，上部标高为-6.3m，下部标高为-10.33m，采用水土合算计算主动土压力=（15+18.5×3.63+19.0×1.81）×0.628-2×22.1×√0.628=38.16kpa=（15+18.5×3.63+19.0×1.81+18.6×4.23）×0.628-2×22.1×√0.628=87.57kpaEa=136.03+1/2×（38.16+87.57）×4.23=401.95KN（4）砾质粘性土层厚3.22m，基坑挖深11m，该层需要挖深1.33m主动土压力采用水土合算计算=（15+18.5×3.63+19.0×1.81+18.6×4.23）×0.501-2×25.2×√0.628=57.87kpa=（15+18.5×3.63+19.0×1.81+18.6×4.23+18.6×1.33）×0.501-2×25.1×√501=74.67kpaEa=401.95+1/2×（57.87+74.67）×1.33=490.09KN基坑底部以下土层主动土压力计算（5）砾质粘性土该土层还剩层厚1.89m，主动土压力按水土合算计算。=（15+18.5×3.63+19.0×1.81+18.6×4.23+18.6×1.33）×0.501-2×25.1×√0.501=74.67kpa=（15+18.5×3.63+19.0×1.81+18.6×4.23+18.6×1.33+18.6×1.89）×0.501-2×25.1×√0.501=92.28kpaEa=490.09+1/2×（74.67+92.28）×1.89=647.86KN（6）砾质粘性土，层厚3.17m，主动土压力按水土合算计算。=（15+18.5×3.63+19.0×1.81+18.6×4.23+18.6×1.33+18.6×1.89）×0.688-2×26.4×√0.688=348.40kpa=（15+18.5×3.63+19.0×1.81+18.6×4.23+18.6×1.33+18.6×1.89+18.6×3.17）×0.688-2×26.4×√0.688=172.29kpaEa=647.86+1/2×（348.40+172.29）×3.17=1473.15KN（7）全风化花岗岩，层厚2.86m，主动土压力按水土合算计算。=（15+18.5×3.63+19.0×1.81+18.6×4.23+18.6×1.33+18.6×1.89+18.7×3.17）×0.695-2×27.4×√0.695==（15+18.5×3.63+19.0×1.81+18.6×4.23+18.6×1.33+18.6×1.89+18.6×3.17+18.7×2.86）×0.695-2×27.4×√0.695=强风化花岗岩，层厚2.61m，主动土压力按水土合算计算。=（15+18.5×3.63+19.0×1.81+18.6×4.23+18.6×1.33+18.6×1.89+18.6×3.17+18.7×2.86）×0.644-2×31.56×√0.695==（15+18.5×3.63+19.0×1.81+18.6×4.23+18.6×1.33+18.6×1.89+18.6×3.17+18.7×2.86+18.8×2.61）×0.644-2×31.56×√0.695=4.1.3被动土压力计算以基坑底以下土层开始计算，（1）第一层土为砾质粘性土，层厚3.22m，已被挖深度为1.33m，该层剩余厚度为1.89m，被动土压力按水土合算计算。=2×25.2×√1.995=71.19kpa=（18.6×1.89）×1.995+2×25.2×√1.995=141.32kpa（2）第二层土为砾质粘性土，层厚3.37m，被动土压力按水土合算计算。=（18.6×1.89）×1.452+2×26.4×√1.452=114.67kpa=（18.6×1.89+18.6×3.37）×1.452+2×26.4×√1.452=205.68kpa第三层土为全风化花岗岩，层厚2.86m，被动土压力按水土合算计算。=（18.6×1.89+18.6×3.37）×1.439+2×27.4×√1.439=206.52kpa=（18.6×1.89+18.6×3.37+18.7×2.86）×1.439+2×27.4×√1.439=286.87kpa第五层土为强风化花岗岩，层厚2.71m，被动土压力按水土合算计算。=（18.6×1.89+18.6×3.37+18.7×2.86）×1.552+2×31.56×√1.552=313.48kpa=（18.6×1.89+18.6×3.37+18.7×2.86+18.8×2.71）×1.552+2×31.56×√1.552=392.55kpa4.2桩的设计4.2.1桩的嵌固深度根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20121、满足各单项的嵌固深度估算：嵌固深度构造要求：根据公式:嵌固构造深度=嵌固构造深度系数×基坑深度=0.200×11.000=2.200m嵌固深度满足构造要求。嵌固深度满足整体滑动稳定性要求：圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度：圆心(-2.011，8.634)，半径=13.618m，对应的安全系数Ks=1.366≥1.350嵌固深度计算值ld=4.550m。嵌固深度满足坑底抗隆起要求：支护底部，验算抗隆起：Ks=（18.600×1.900×5.207+21.400×13.024）/（18.628×（11.000+1.900）+15.000）=1.812Ks=1.812≥1.800，抗隆起稳定性满足。得到ld=4.550m。满足以上要求的嵌固深度ld计算值=5.050m。嵌固深度ld采用计算4.550m时，各项验算均满足规范要求。当基坑考虑最不利条件时考虑最下到支点轴心的圆弧稳定性时，嵌固深度计算值为9.650m，综合考虑基坑的安全性和经济性，嵌固深度取6.000m，则桩长为18.000m4.2.2桩的水平设计桩的设计包括桩的桩径、桩的中心距桩径设计：根据建筑基坑支护技术规范JGJ120-2012第4.3.4条当采用混凝土灌注桩时，对悬臂式排桩，支护桩的桩径宜大于或等于600mm；对锚拉式排桩或支撑式排桩，支护桩的桩径宜大于或等于400mmREF_Ref18854\w\h[1]，本基坑东侧DE区段支护结构混凝土灌注桩直径1400mm，符合规范要求。桩的中心距：根据JGJ120-2012建筑基坑支护技术规范第4.3.4条排桩的中心距不得大于排桩直径的2.0倍REF_Ref18854\w\h[1]，本基坑东侧DE区段支护结构混凝土灌注桩中心距为1800mm，符合规范要求。4.2.3桩的配筋根据混凝土结构设计规范(GB50010-2012)第4.2.1条和JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程第3.1.6和3.1.7条对本项目的支护结构安全等级，结构重要性系数取1.1，根据弹性法计算出的基坑内侧最大弯矩为Mk=1678.13KN∙m，基坑外侧最大弯矩为Mk=352.61KN∙m，最大剪力为V=411.20KN基坑内侧弯矩设计值：基坑外侧弯矩设计值：剪力设计值：Mmax=1216.56kNm，取砼强度C30，fc=14.3N/mm2，主筋HRB40035E20钢筋，均匀布置，fy=300N/mm2，保护层厚度50mm，采用HPB300d12@150螺旋筋，HPB300D14@2000加强箍筋。As=30*379.94=11170mm2>1.25*1.0*1.1Mmax满足要求！配筋率>min=4‰，满足设计要求！综上本基坑东侧DE区段支护体系每根桩纵筋采用35根直径为20mm的HRB400钢筋，均匀布置；箍筋采用14根HPB300钢筋，间距150mm布置；加强箍筋采用14根HPB300钢筋，间距2000mm布置。4.3锚杆设计4.3.1锚杆布置布置四根锚杆，水平间距1.8m，竖向间距3.0m，入射角25°表4-3锚杆布置表支锚道号支锚类型水平间距（m）竖向间距（m）入射角1锚杆1.80.5252锚杆1.83253锚杆1.83254锚杆1.8325工况信息：表4-4工况信息表工况号工况类型深度(m)支锚道号1开挖1.0002加撑1.锚杆3开挖4.0004加撑2.锚杆5开挖7.0006加撑3.锚杆7开挖10.0008加撑4.锚杆9开挖11.0004.3.2锚杆参数设计锚杆钢筋类别：HRB400锚杆材料弹性模量(×105MPa)：2.0注浆体弹性模量(×104MPa)：3.0锚杆抗拔安全系数：1.6锚杆荷载分项系数：1.254.3.3锚杆水平方向内力和轴向内力表4-5锚杆水平方向内力支锚道号最大内力（KN）内力标准值（KN）内力设计值(KN)1174.46174.46239.882281.99281.99387.733207.62207.62285.47478.1878.18107.50表4-6锚杆轴向内力支锚道号最大内力（KN）内力标准值（KN）内力设计值(KN)1192.50192.50264..682311.14311.14427.823229.08229.08314.98474.7874.78102.814.3.4锚杆自由段和锚固段长度表4-7锚杆自由段和锚固段长度支锚道号支锚类型自由段长度实用值(m)锚固段长度实用值(m)锚杆刚度(MN/m)1锚杆10.524.010.632锚杆8.527.517.803锚杆7.020.018.734锚杆5.08.09.764.4冠梁设计冠梁的设计规定可以参照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ-120-2012）4.3节。冠梁的混凝土强度不应低于C25，冠梁的宽度不宜小于桩径，高度不宜小于桩径的0.6倍。冠梁纵筋最好采用HRB335级或HRB400级钢筋REF_Ref18854\w\h[1]。构造、计算的原则服从GB50010-2010《混凝土结构设计规范》，冠梁侧面纵筋直径不应小于构造要求，纵筋间距不应大于构造要求；顶底面的纵筋直径不应小于构造要求，其间距不应大于构造要求；箍筋直径不应小于8mm，间距不应大于250mmREF_Ref20888\w\h[3]。本基坑东侧DE区段支护冠梁宽度为1.6m，高度为1.0m，符合规范要求。冠梁配筋情况如下：图4-1冠梁配筋图表4-8冠梁配筋表钢筋编号钢筋类别选筋As1HRB4002D16As2HRB4002D16As3HRB400D16@2004.5稳定性验算4.5.1整体稳定性验算图4-2整体稳定验算简图计算方法：瑞典条分法应力状态：有效应力法条分法中的土条宽度:0.40m圆弧半径(m)R=14.950圆心坐标X(m)X=-2.335圆心坐标Y(m)Y=8.476整体稳定安全系数Ks=1.451>1.35，满足规范要求。4.5.2抗倾覆稳定性验算（1）抗倾覆(对支护底取矩)稳定性验算: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。工况1： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 0.000 0.000 2 锚杆 0.000 0.000 3 锚杆 0.000 0.000 4 锚杆 0.000 0.000满足规范要求。工况2： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 178.722 175.491 2 锚杆 0.000 0.000 3 锚杆 0.000 0.000 4 锚杆 0.000 0.000满足规范要求。工况3： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 178.722 175.491 2 锚杆 0.000 0.000 3 锚杆 0.000 0.000 4 锚杆 0.000 0.000 满足规范要求。工况4： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 178.722 175.491 2 锚杆 279.253 280.849 3 锚杆 0.000 0.000 4 锚杆 0.000 0.000 满足规范要求。工况5： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 178.722 175.491 2 锚杆 279.253 280.849 3 锚杆 226.195 207.895 4 锚杆 0.000 0.000 满足规范要求。工况6： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 178.722 175.491 2 锚杆 279.253 280.849 3 锚杆 226.195 207.895 4 锚杆 0.000 0.000 满足规范要求。工况7： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 178.722 175.491 2 锚杆 279.253 280.849 3 锚杆 226.195 207.895 4 锚杆 0.000 0.000 满足规范要求。工况8： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 136.834 126.972 2 锚杆 279.253 246.367 3 锚杆 226.195 205.249 4 锚杆 68.813 69.349 满足规范要求。工况9： 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 锚杆 136.834 126.972 2 锚杆 279.253 246.367 3 锚杆 226.195 205.249 4 锚杆 68.813 69.349 满足规范要求。综上所述，安全系数最小的工况号：工况9。最小安全系数Kov=1.453≥1.250，满足规范要求。（2）抗倾覆(踢脚破坏)稳定性验算:绕最下道支撑或锚拉点的抗倾覆稳定性验算,多支点参考《建筑地基基础设计规范GB50007-2011》附录V单支点参考《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20124.2.2节式中∑MEp——被动区抗倾覆作用力矩总和(kN∙m)；∑MEa——主动区倾覆作用力矩总和(kN∙m)；Kt——带支撑桩、墙式支护抗倾覆稳定安全系数，取Kt≥1.250。工况1：此工况不进行抗倾覆稳定性验算；工况2：满足规范要求；工况3：满足规范要求；工况4：满足规范要求；工况5：满足规范要求；工况6：满足规范要求；工况7：满足规范要求；工况8：满足规范要求；工况9：满足规范要求。综上可得安全系数最小的工况号：工况9。最小安全Kt=2.231≥1.250，满足规范抗倾覆要求。4.5.3抗隆起稳定性验算图4-3抗隆起验算简图（1）从支