土木工程(巖土)畢業(yè)論文---基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　xx市第二人民醫(yī)院C區(qū)病房樓</p><p><b>　　基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工</b></p><p><b>　　二〇一三年六月十日</b></p><p>　專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：土木工程專(zhuān)業(yè)</p><p>　年級(jí)班級(jí)：

2、巖土09-3班</p><p>　學(xué)生姓名：</p><p>　指導(dǎo)教師：xx</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　xx市第二人民醫(yī)院C區(qū)病房樓位于xx市交通路201號(hào)。場(chǎng)地呈長(zhǎng)方形，長(zhǎng)72m，寬31m，地上建筑面積24183.96m²，地下室總建筑面積1742 m²，是一

3、幢16層大樓，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下1層，基坑開(kāi)挖深度為6m。本文先介紹了工程地質(zhì)及周邊環(huán)境情況，結(jié)合工程概況及其周邊環(huán)境情況，參照現(xiàn)有基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理論，本次設(shè)計(jì)采用了鉆孔灌注樁加錨桿的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)是根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程，在給定地質(zhì)勘察報(bào)告的條件下，進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計(jì)，主要目的是掌握基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的方法。在土壓力計(jì)算過(guò)程中，運(yùn)用了朗肯土壓力理論；在內(nèi)力計(jì)算過(guò)程中，運(yùn)用了等值梁

4、法；在配筋計(jì)算過(guò)程中，參照了混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。計(jì)算過(guò)程中除了以國(guó)家現(xiàn)行建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程為依據(jù)外，還參考以往的工程實(shí)例，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合。本次設(shè)計(jì)的主要指導(dǎo)原則是如何保證基坑的安全可靠、方便施工，并達(dá)到經(jīng)濟(jì)的效果。通過(guò)本篇論文，直觀的說(shuō)明了鉆孔灌注樁加錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)所需的參數(shù)。</p><p>　　[關(guān)鍵詞]：基坑支護(hù)；朗肯土壓力理論；等值梁法；鉆孔灌注樁；錨桿。</p><p>&

5、lt;b>　　Abstract</b></p><p>　　The Luohe second People's Hospital C area hospital ward building is located in Luohe transportation road 201st. The site is a rectangle, length 72m, width 31m, the a

6、rea of ground floor is 24183.96 square meters, the basement total floor is 1742 square meters in area, it is a 16-storey building, frame - shear wall structure, the actual structure excavation depth of the basement is 6m

7、. This article first introduces engineering geology and the surrounding environment, combined with the project gene</p><p>　　This design is according to national present construction pit-retaining structure

8、technical schedule, under assigning condition of geological prospecting report, carries on the pit-retaining structure designs, the main purpose is to master the design method of pit-retaining structure. In the process o

9、f earth pressure calculation using the Rankine earth pressure theory; In the process of internal force calculation with the use of the equivalent beam method; In the process of reinforcement calcula</p><p>　

10、　[Keywords]: retaining and protection for Excavations; Rankine earth pressure theory; bored caisson pile; Equivalent beam method; Anchor.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒 論1<

11、;/p><p>　　第二章 工程概況3</p><p>　　第三章 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況4</p><p>　　3.1 工程地質(zhì)情況4</p><p>　　3.2 水文地質(zhì)情況6</p><p>　　第四章 支護(hù)結(jié)構(gòu)方案選擇7</p><p>　　4.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)選型的因素7&l

12、t;/p><p>　　4.2 基坑支護(hù)方案的初選7</p><p>　　4.3 基坑支護(hù)方案的確定8</p><p>　　第五章 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算10</p><p>　　5.1 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)要求10</p><p>　　5.2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)原則與安全等級(jí)10</p><p>　　5.3

13、 參數(shù)的初選11</p><p>　　5.4 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容12</p><p>　　5.5 排樁設(shè)計(jì)計(jì)算12</p><p>　　5.5.1 土壓力計(jì)算簡(jiǎn)介13</p><p>　　5.5.2 水平荷載計(jì)算14</p><p>　　5.5.3 水平抗力計(jì)算16</p><p&g

14、t;　　5.5.4 支點(diǎn)力計(jì)算18</p><p>　　5.5.5 嵌固深度計(jì)算20</p><p>　　5.5.6 樁身最大彎矩的計(jì)算21</p><p>　　5.6 灌注樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22</p><p>　　5.6.1 樁受力鋼筋計(jì)算22</p><p>　　5.6.2 樁箍筋計(jì)算23</p>

15、<p>　　5.6.3 樁配筋驗(yàn)算24</p><p>　　5.6.4 冠梁設(shè)計(jì)計(jì)算25</p><p>　　5.7 錨桿設(shè)計(jì)計(jì)算25</p><p>　　5.7.1 錨桿簡(jiǎn)介25</p><p>　　5.7.2錨桿設(shè)計(jì)主要內(nèi)容26</p><p>　　5.7.3 錨桿設(shè)計(jì)計(jì)算27</p

16、><p>　　5.7.4 錨桿配筋計(jì)算31</p><p>　　5.7.5 腰梁設(shè)計(jì)計(jì)算31</p><p>　　第六章 穩(wěn)定性驗(yàn)算33</p><p>　　6.1 嵌固深度穩(wěn)定性驗(yàn)算33</p><p>　　6.2 抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算35</p><p>　　6.3 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算36

17、</p><p>　　6.4 錨桿承載力驗(yàn)算40</p><p>　　第七章 施工組織設(shè)計(jì)43</p><p>　　7.1 施工組織設(shè)計(jì)編寫(xiě)依據(jù)43</p><p>　　7.2 施工準(zhǔn)備43</p><p>　　7.2.1 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備43</p><p>　　7.2.2 材料準(zhǔn)備43

18、</p><p>　　7.2.3 施工機(jī)械設(shè)備44</p><p>　　7.2.4 勞動(dòng)力計(jì)劃44</p><p>　　7.2.5 施工用電和施工用水45</p><p>　　7.2.6 施工平面布置45</p><p>　　7.3 排樁施工45</p><p>　　7.3.1 施工工

19、藝流程46</p><p>　　7.3.2 鋼筋籠制作與吊放46</p><p>　　7.3.3 成孔47</p><p>　　7.3.4 灌注混凝土47</p><p>　　7.4 錨桿施工51</p><p>　　7.4.1 施工工藝51</p><p>　　7.4.2 施工準(zhǔn)備

20、51</p><p>　　7.4.3 施工方法51</p><p>　　7.4.4 質(zhì)量保證措施52</p><p>　　7.5 土方工程53</p><p>　　7.5.1 機(jī)械選擇53</p><p>　　7.5.2 施工方法53</p><p>　　7.6 安全與環(huán)保要求和措施

21、54</p><p>　　7.6.1 安全要求和措施54</p><p>　　7.6.2 環(huán)保要求和措施54</p><p>　　7.7 工程監(jiān)測(cè)與信息施工55</p><p>　　第八章 結(jié) 論58</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)60</b></p><

22、p><b>　　致 謝61</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段、是深化、拓寬、綜合教學(xué)的重要過(guò)程，是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可以將以前學(xué)過(guò)的知識(shí)重溫回顧，對(duì)疑難知識(shí)再學(xué)習(xí)，對(duì)提高個(gè)人的綜合知識(shí)結(jié)構(gòu)有著

23、重要的作用。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在資料查找、設(shè)計(jì)安排、分析計(jì)算、繪制施工圖、口頭表達(dá)等各個(gè)方面得到綜合訓(xùn)練具備從事相關(guān)工作的基本技術(shù)素質(zhì)和技能。</p><p>　　隨著高層建筑的不斷增加，市政建設(shè)的大力發(fā)展和地下空間的開(kāi)發(fā)利用，產(chǎn)生了大量的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工問(wèn)題，并使之成為當(dāng)前基礎(chǔ)工程的熱點(diǎn)與難點(diǎn)?；又ёo(hù)是指為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護(hù)措施。基坑支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)根

24、據(jù)場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，結(jié)合周邊環(huán)境情況，綜合考慮施工條件，按照適用性、安全性及經(jīng)濟(jì)性原則進(jìn)行。</p><p>　　基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展隨著基坑支護(hù)工程實(shí)踐的進(jìn)展而提高，初期的設(shè)計(jì)理論主要基于擋土墻設(shè)計(jì)理論。對(duì)于懸臂樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)朗肯土壓力計(jì)算方法確定墻土之間的土壓力，也就是支護(hù)結(jié)構(gòu)上作用荷載及反作用力按主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力分布考慮，以此按靜力方法計(jì)算出擋土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。對(duì)于支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，則按等值梁法計(jì)算支點(diǎn)力及

25、結(jié)構(gòu)內(nèi)力。由于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與一般擋土墻受力機(jī)理的不同，按經(jīng)典方法（極限平衡法或等值梁法）計(jì)算結(jié)果與支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力實(shí)測(cè)結(jié)果相比，在大部分情況下偏大。這是由于經(jīng)典方法計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)與實(shí)測(cè)不盡相符的事實(shí)，二則由于基坑周邊環(huán)境（建筑物，地下管線，道路等）基坑內(nèi)基礎(chǔ)線對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)更為嚴(yán)格要求，需要對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行一定精度的預(yù)估，而經(jīng)典方法則難以計(jì)算出支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。古典理論已不適宜指導(dǎo)深基坑支護(hù)的發(fā)展。在總結(jié)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，將會(huì)逐步完善理論以指導(dǎo)設(shè)計(jì)計(jì)

26、算。</p><p>　　基坑工程是與眾多學(xué)科知識(shí)相關(guān)的，是一個(gè)系統(tǒng)的工程問(wèn)題，具有結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、地基基礎(chǔ)、地基處理、原位測(cè)試等多種學(xué)科知識(shí)，同時(shí)具有豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合擬建場(chǎng)地的土質(zhì)和周?chē)h(huán)境情況，才能制定出因地制宜的支護(hù)結(jié)構(gòu)方案和施工方法。它與場(chǎng)地工程勘察、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工開(kāi)挖、基坑穩(wěn)定、降水、施工管理、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、相鄰場(chǎng)地施工相互影響等密切相關(guān)?；釉O(shè)計(jì)與施工涉及地質(zhì)條件、巖土性質(zhì)、場(chǎng)地環(huán)境、工程要求

27、、氣候變化、地下水動(dòng)態(tài)、施工程序和方法等許多相關(guān)的復(fù)雜問(wèn)題，是理論上尚待完善、成熟和發(fā)展的綜合技術(shù)學(xué)科。如何根據(jù)場(chǎng)地工程性質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境條件制定合理的設(shè)計(jì)方案，如何在保證穩(wěn)定性的前提條件下，設(shè)計(jì)最經(jīng)濟(jì)的方案，也是基坑比較重要的問(wèn)題。因此在基坑工程設(shè)計(jì)與施工中，需要嚴(yán)謹(jǐn)、周密的分析與計(jì)算。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是xx市第二人民醫(yī)院C區(qū)病房樓基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工，xx市第二人民醫(yī)院C區(qū)病房樓基坑呈長(zhǎng)方形

28、，長(zhǎng)72m，寬31m，地上建筑面積24183.96 m²，地下室總建筑面積1742 m²，是一幢16層大樓，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下1層，基坑開(kāi)挖深度為6m。</p><p>　　本次基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選擇、基坑土壓力計(jì)算、樁的嵌固深度計(jì)算、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、冠梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、錨桿長(zhǎng)度的確定、錨桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、腰梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算、基坑整體穩(wěn)定性驗(yàn)算、錨桿承載

29、力驗(yàn)算、基坑工程施工組織設(shè)計(jì)等諸多內(nèi)容。</p><p>　　本次基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的目的是詳細(xì)學(xué)習(xí)和了解與巖土工程相關(guān)的知識(shí)，鞏固以前學(xué)習(xí)過(guò)的（深基坑支護(hù)、基礎(chǔ)工程、地基處理、土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)等）知識(shí)，并按照現(xiàn)行規(guī)范，將自己所學(xué)的多課知識(shí)綜合運(yùn)用起來(lái)，參考以往工程實(shí)例，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的相結(jié)合，通過(guò)對(duì)實(shí)際情況的分析把它運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中去，使自己掌握基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、施工的理論與方法。在這次設(shè)計(jì)中，自己通過(guò)查閱資料，不僅開(kāi)

30、闊了自己的視野，還增強(qiáng)了自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，另外還養(yǎng)成了查閱資料的良好習(xí)慣以及自己獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。</p><p><b>　　第二章 工程概況</b></p><p>　　xx市第二人民醫(yī)院C區(qū)病房樓位于xx市交通路201號(hào)。場(chǎng)地呈長(zhǎng)方形，長(zhǎng)72m，寬31m，地上建筑面積24183.96 m²，地下室總建筑面積1742 m²，是一幢16層大樓，

31、框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下1層，基坑開(kāi)挖深度為6m。</p><p>　　基坑北側(cè)與受降路相臨，距道路只有8m，且地下3m處有地下水管，道路寬10m左右，且有公共汽車(chē)停放和眾多行人；南側(cè)與B區(qū)門(mén)診樓（同期工程）相臨，相距14m；西側(cè)為xx市文化宮，xx市文化宮地上6層地下1層，距離大約12m；東側(cè)為交通路，地下有電纜管道，相對(duì)來(lái)說(shuō)，此路的人流量及車(chē)流量不及北側(cè)的受降路，且有地下管道，距基坑大約10m。如圖2.1基坑平面

32、圖所示。</p><p>　　圖 2.1 基坑平面圖</p><p>　　第三章 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況</p><p>　　3.1 工程地質(zhì)情況</p><p>　　根據(jù)xx勘察設(shè)計(jì)有限公司提供的場(chǎng)地巖土工程勘察報(bào)告，場(chǎng)區(qū)內(nèi)與基坑支護(hù)相關(guān)的地層自上而下可劃分為：</p><p>　　第1層，雜填土：雜色，稍密，濕，

33、主要以碎磚塊等建筑垃圾組成，本層在整個(gè)場(chǎng)地均有分布，層厚0.60～2.80m，層底標(biāo)高56.53～59.11m。</p><p>　　第2層，素填土：深褐色，可塑～硬塑，主要回填物為粉質(zhì)粘土，局部為粉土，含少量小磚塊及炭屑，本層在整個(gè)場(chǎng)地均有分布，層厚1.20～3.60m，層底標(biāo)高53.70～56.86m。</p><p>　　第3層，粉土：黃褐色，濕，中密～密實(shí)，無(wú)光澤，搖震反映中等，韌

34、性低，干強(qiáng)度低。厚度2.00～3.00m，層底標(biāo)高53.33～54.46m。</p><p>　　第4層，粉土：灰色，濕，中密～密實(shí)，無(wú)光澤，搖震反映中等，韌性低，干強(qiáng)度低，含較多青磚，瓦片。層厚0.80～2.50m，層底標(biāo)高51.83～53.03m。</p><p>　　第5層，粉質(zhì)粘土：灰褐色，軟塑～可塑，含青磚，瓦片及有機(jī)質(zhì)，局部夾粉土薄層。稍有光澤，無(wú)搖震反應(yīng)，韌性中等，干強(qiáng)度中等

35、。層厚2.70～4.90m，層底標(biāo)高48.13～49.31m。</p><p>　　第6層，粉質(zhì)粘土：褐黃色，可塑～硬塑，含砂粒及鈣質(zhì)結(jié)核。稍有光澤，無(wú)搖震反映，韌性中等，干強(qiáng)度中等。層厚0.60～1.50m，層底標(biāo)高47.30～48.33m。</p><p>　　第7層，中砂：褐紅色，中密，濕，主要礦物成分為長(zhǎng)石，石英，含少量小礫石，局部為細(xì)砂。層厚0.80～3.10m，層底標(biāo)高44.9

36、6～47.53m。</p><p>　　第7－1層，粉質(zhì)粘土：褐黃色，硬塑，含砂粒及鈣質(zhì)結(jié)核。稍有光澤，無(wú)搖震反映，韌性中等，干強(qiáng)度中等。層厚1.90～2.20m，層底標(biāo)高44.84～45.63m。</p><p>　　第8層，粉質(zhì)粘土：紅褐色，硬塑～堅(jiān)塑，含氧化鐵及鈣質(zhì)結(jié)核。稍有光澤，無(wú)搖震反映，韌性中等，港強(qiáng)度中等。層厚3.3～5.4m，層底標(biāo)高40.10～42.33m。</p&

37、gt;<p>　　第8－1層，細(xì)砂：黃褐色，稍密，濕，主要礦物成分為長(zhǎng)石，石英。層厚1.80m，層底標(biāo)高40.53m。 </p><p>　　第9層，粉質(zhì)粘土：紅褐色，硬塑～堅(jiān)硬，含氧化鐵及砂粒。稍有光澤，無(wú)搖震反映，韌性中等，港強(qiáng)度中等。揭露最大厚度4.4m，層底標(biāo)高36.10～39.70m。</p><p>　　第10層，卵石：黃褐色，紅褐色，稍密，濕，主要巖性為長(zhǎng)石，石

38、英，砂巖，約占總質(zhì)量的55～60％ ，一般粒徑20～50mm，最大粒徑約150mm，局部見(jiàn)漂石，磨圓度較好，主要以粘性土及粗砂填充，層厚25.60～25.80m，層底標(biāo)高11.53m。</p><p>　　第10～1層，粉質(zhì)粘土：紅褐色，堅(jiān)硬，含砂粒。稍有光澤，無(wú)搖震反映，韌性中等，干強(qiáng)度中等。厚度0.50～1.80m，層底標(biāo)高25.03～29.34m。</p><p>　　第11層，粘土

39、夾粉質(zhì)粘土：棕褐色，堅(jiān)硬，含氧化鐵，砂粒及鈣質(zhì)結(jié)核，上部為粉質(zhì)粘土。有光澤，無(wú)搖震反映，韌性高，干強(qiáng)度高。本次勘查未揭穿本層，揭露最大厚度12.20m。</p><p>　　表 3.1 土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)</p><p>　　表 3.2 地層巖土性質(zhì)特征一覽表</p><p>　　3.2 水文地質(zhì)情況</p><p>　　場(chǎng)地在勘查期間，實(shí)

40、測(cè)混合穩(wěn)定地下水位埋深為15.7－16.7m，近3－5年地下水位埋深為15.00m，為微承壓水。</p><p>　　第四章 支護(hù)結(jié)構(gòu)方案選擇</p><p>　　4.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)選型的因素 </p><p><b>　?。?）基坑深度。</b></p><p>　　（2）基坑地下土的性質(zhì)及地下水條件。</p&g

41、t;<p>　?。?）基坑周邊環(huán)境對(duì)基坑變形的承受能力及支護(hù)結(jié)構(gòu)一旦失效可能產(chǎn)生的后果。</p><p>　?。?）主體地下結(jié)構(gòu)及其基礎(chǔ)形式、基坑平面尺寸及形狀。</p><p>　　（5）支護(hù)結(jié)構(gòu)施工工藝的可行性、</p><p>　?。?）施工場(chǎng)地條件及施工季節(jié)。</p><p>　?。?）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、環(huán)保性能和施工工期。&l

42、t;/p><p>　　4.2 基坑支護(hù)方案的初選</p><p>　　本基坑充分考慮到該工程周邊環(huán)境復(fù)雜，場(chǎng)地較小，基坑開(kāi)挖深度6.0m，因此，基坑支護(hù)的重點(diǎn)主要控制基坑變形，以保證領(lǐng)近建筑物的安全。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察報(bào)告和工程地質(zhì)、水文情況，擬采用的支護(hù)方案有：放坡開(kāi)挖、懸臂樁支護(hù)、單支點(diǎn)排樁支護(hù)、土釘墻支護(hù)、重力式水泥土墻。</p><p><b>　?。?）放

43、坡開(kāi)挖</b></p><p>　　放坡開(kāi)挖是最簡(jiǎn)單的基坑支護(hù)方式之一。當(dāng)?shù)鼗列暂^好，基坑開(kāi)挖深度不大，場(chǎng)地開(kāi)闊，滿足放坡尺寸要求，施工場(chǎng)地條件允許時(shí)可采用，其支護(hù)費(fèi)用較低。為防止邊坡的巖石風(fēng)化剝落及降雨沖刷，可對(duì)放坡開(kāi)挖的坡面實(shí)行保護(hù)，為了防止周?chē)晁霛B和沿坡面流入基坑，可在基坑周?chē)孛嬖O(shè)排水溝、擋水堤等，也可在周?chē)孛婺ㄉ皾{。</p><p>　?。?）懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)&

44、lt;/p><p>　　懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)依靠足夠的入土深度和結(jié)構(gòu)的抗彎能力來(lái)維持整體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全。懸臂結(jié)構(gòu)所受土壓力分布是開(kāi)挖深度的一次函數(shù)，其剪力是深度的二次函數(shù)，彎矩是深度的三次函數(shù)，水平位移是深度的五次函數(shù)。懸臂式結(jié)構(gòu)對(duì)開(kāi)挖深度很敏感，容易產(chǎn)生較大變形，對(duì)相臨的建筑物產(chǎn)生不良的影響。懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)適用于土質(zhì)較好、開(kāi)挖深度較淺的基坑工程，缺點(diǎn)是支護(hù)樁頂水平位移較大。</p><p>　?。?/p>

45、3）土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)</p><p>　　土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的機(jī)理可理解為通過(guò)在基坑邊坡中設(shè)置土釘，形成加筋土重力式擋墻，起到擋土作用。土釘墻圍護(hù)適用于地下水位以上或者人工降水后的粘性土、粉土、雜填土及非松散砂土、卵石土等；不適用于淤泥質(zhì)及未經(jīng)降水處理地下水以下的土層地基中基坑圍護(hù)。土釘墻圍護(hù)基坑深度一般不超過(guò)18m，使用期限不超過(guò)18月。</p><p>　?。?）重力式水泥土墻</p&

46、gt;<p>　　重力式水泥土墻造價(jià)昂貴，自重小，擋土墻厚度大，整體性和穩(wěn)定性好；缺點(diǎn)擋墻占地面積大，不適宜場(chǎng)地狹小的工程，其強(qiáng)度受土層含水量和有機(jī)質(zhì)含量影響大。該工程基坑位于地下水位以上，可能導(dǎo)致水泥土樁強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)值。</p><p>　?。?）單支點(diǎn)錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)</p><p>　　在單支點(diǎn)錨桿支護(hù)體系下，錨桿和支護(hù)體系以及周?chē)馏w是共同工作，彼此協(xié)調(diào)的。根據(jù)本文采用

47、的支護(hù)樁結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的分析，發(fā)現(xiàn)錨桿對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)有明顯的約束作用。加入預(yù)應(yīng)力后，樁體的變形和內(nèi)力都發(fā)生了明顯的變化，受力變得均勻，最大彎矩變小，且樁身最大彎矩點(diǎn)向上移動(dòng)，從而可使支護(hù)構(gòu)件截面減小，配筋量減小，既保證了支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全又節(jié)約了資金。</p><p>　　4.3 基坑支護(hù)方案的確定</p><p>　　根據(jù)建設(shè)單位對(duì)基坑支護(hù)工程的具體要求，以及基坑的周邊環(huán)境、土層條件、地下水條件以

48、及基坑開(kāi)挖深度的綜合考慮，為盡可能避免基坑開(kāi)挖對(duì)周?chē)ㄖ铩⒌缆返挠绊?，本著“安全可靠，?jīng)濟(jì)合理，技術(shù)可行，方便施工”的原則，并且具有整體性好、水平位移小，同時(shí)便于基坑開(kāi)挖及后續(xù)施工的可靠支護(hù)措施。由于該建筑16層，地下室與上部結(jié)構(gòu)構(gòu)成整體，基坑面積相對(duì)較小，但是周邊環(huán)境相對(duì)較復(fù)雜，要求嚴(yán)格進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)和組織施工，以保證基坑的安全。</p><p>　　由于基坑四周有建筑物又有道路，且距離相對(duì)較近，不滿足放坡條件

49、；重力式水泥土墻造價(jià)比較昂貴且施工工期慢，施工過(guò)程中還須有泥漿處理，本工程不宜采用；有勘察報(bào)告知此基坑下土質(zhì)相對(duì)較弱，土釘墻不適用于土質(zhì)較弱的基坑，這是由于土質(zhì)較弱時(shí)，土釘墻容易失穩(wěn)，因此，此工程也不宜采用土釘墻進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)。通過(guò)以上分析比較，基坑四周采用單排鉆孔灌注樁作為支護(hù)體系。關(guān)于支撐體系，如果采用內(nèi)支撐的話，則工程量太大，極不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)，如果支撐拆除考慮在內(nèi)的話，工期過(guò)長(zhǎng)，且拆除過(guò)程中難以保持原力系的平衡。根據(jù)場(chǎng)地的工程地質(zhì)和水

50、文地質(zhì)條件，最后決定基坑四周采用單排鉆孔灌注樁加單層錨桿相結(jié)合的樁錨式支護(hù)方案。</p><p>　　第五章 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　5.1 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)要求</p><p>　　基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)要求：基坑支護(hù)作為一個(gè)結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)滿足穩(wěn)定性和變形性的要求，即通常規(guī)范所說(shuō)的兩種極限狀態(tài)的要求，承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。所謂承載能力極限狀態(tài)，對(duì)基

51、坑支護(hù)來(lái)說(shuō)就是支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、傾倒、滑動(dòng)或周邊環(huán)境的破壞，出現(xiàn)較大范圍的失穩(wěn)。一般的設(shè)計(jì)要求是不允許支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)這種極限狀態(tài)的。而正常使用極限狀態(tài)則是指支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形或是由于開(kāi)挖引起周邊土體產(chǎn)生的變形過(guò)大，影響正常使用，但未造成結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。因此，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)相對(duì)于承載力極限狀態(tài)要有足夠的安全系數(shù)，不致使支護(hù)產(chǎn)生失穩(wěn)，而在保證不出現(xiàn)失穩(wěn)的條件下，還要控制位移量，不致影響周邊建筑物的安全使用。因而，作為設(shè)計(jì)的計(jì)算理論，不但要能計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)

52、定問(wèn)題，還應(yīng)計(jì)算其變形，并根據(jù)周邊環(huán)境條件，控制變形在一定的范圍內(nèi)。一般的支護(hù)結(jié)構(gòu)位移控制以水平位移為主，主要是水平位移較直觀，易于監(jiān)測(cè)。水平位移控制與周邊環(huán)境的要求有關(guān)，這就是通常規(guī)范中所謂的基坑安全等級(jí)的劃分。一般較剛性的支護(hù)結(jié)構(gòu)，如鋼板樁、擋土樁、連續(xù)墻加內(nèi)支撐體系，其位移較小，可控制在30mm之內(nèi)，對(duì)于土釘支護(hù)，地質(zhì)條件較好，且采用超前支護(hù)、預(yù)應(yīng)力錨桿等加強(qiáng)措施后可控制較小位移</p><p>　　5.2

53、 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)原則與安全等級(jí)</p><p>　　基坑支護(hù)設(shè)計(jì)原則如下所示：</p><p>　　首先，安全可靠：滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)本身強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及變形性的要求，確保周?chē)h(huán)境的安全。</p><p>　　其次，經(jīng)濟(jì)合理性：在支護(hù)結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下，要從工期、材料、設(shè)備、人工以及環(huán)境保護(hù)等方面綜合確定具有明顯技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的方案。</p><p>

54、;　　第三，施工便利并保證工期：在安全可靠經(jīng)濟(jì)合理的原則下，最大限度的使施工方便（如合理的支撐布置，便于挖土施工），縮短工期。另外，為進(jìn)一步保證施工安全，盡早發(fā)現(xiàn)施工隱患以便及時(shí)處理，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮方便信息化施工，便于基坑監(jiān)測(cè)和變形控制，避免重大事故發(fā)生。</p><p>　　基坑側(cè)壁安全等級(jí)重要系數(shù)如表5.1所示。</p><p>　　表 5.1 側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)</p>

55、<p>　　5.3 參數(shù)的初選</p><p>　?。?）根據(jù)xx勘察設(shè)計(jì)有限公司提交的《巖土工程勘察告》，并參考相關(guān)規(guī)范，擬取各層土體的物理力學(xué)參數(shù)，具體參數(shù)如表5.2所示：</p><p>　　表 5.2 土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)</p><p>　?。?）地面超載取=20kPa；</p><p>　?。?）根據(jù)《建筑基坑支護(hù)

56、技術(shù)規(guī)程》（GB120-2012），基坑重要性系數(shù)=1.00（安全等級(jí)二級(jí)）。</p><p>　　5.4 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　　基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括土壓力計(jì)算、彎矩零點(diǎn)位置、嵌固深度的計(jì)算、樁身最大彎矩、樁配筋計(jì)算、冠梁設(shè)計(jì)、錨桿長(zhǎng)度計(jì)算、錨桿配筋計(jì)算、腰梁設(shè)計(jì)。根據(jù)所配置的支護(hù)參數(shù)，進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算、抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算、基坑整體穩(wěn)定性驗(yàn)算和錨桿承載力驗(yàn)算。當(dāng)驗(yàn)

57、算后的支護(hù)參數(shù)不符合要求時(shí)，應(yīng)重新設(shè)置支護(hù)參數(shù)，直至安全、可靠為止。</p><p>　　5.5 排樁設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　地質(zhì)資料的土層參數(shù)如圖5.1所示：</p><p>　　圖 5.1 地質(zhì)質(zhì)料圖層參數(shù)</p><p>　　5.5.1 土壓力計(jì)算簡(jiǎn)介</p><p>　　根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JG

58、J 120-2012）規(guī)定：土壓力計(jì)算用以下公式進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　（1）對(duì)于地下水位以上或水土合算的土層</p><p><b>　　(5-1)</b></p><p><b>　　(5-2)</b></p><p><b>　　(5-3)</b></p&g

59、t;<p><b>　　(5-4)</b></p><p>　　式中：pak──支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)，第i層土中計(jì)算點(diǎn)的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；當(dāng) pak <0時(shí)，應(yīng)取pak＝0；</p><p>　　σak、σpk──分別為支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)、內(nèi)側(cè)計(jì)算點(diǎn)的土中豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)，按本規(guī)程第（2）中的規(guī)定計(jì)算；</p><p&g

60、t;　　Ka，i、Kp，i──分別為第i 層土的主動(dòng)土壓力系數(shù)、被動(dòng)土壓力系數(shù)；</p><p>　　ci、i──第i層土的粘聚力(kPa)、內(nèi)摩擦角(°)。</p><p>　　ppk──支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，第i層土中計(jì)算點(diǎn)的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)。</p><p>　　（2）土中豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值（σak、σpk）應(yīng)按下式計(jì)算： </p>

61、<p><b>　　(5-5)</b></p><p><b>　　(5-6)</b></p><p>　　式中：σac──支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)計(jì)算點(diǎn)，由土的自重產(chǎn)生的豎向總應(yīng)力（kPa）；</p><p>　　σpc──支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)計(jì)算點(diǎn)，由土的自重產(chǎn)生的豎向總應(yīng)力（kPa）；</p><p>

62、　　Δσk，j──支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)第j個(gè)附加荷載作用下計(jì)算點(diǎn)的土中附加豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)，應(yīng)根據(jù)附加荷載類(lèi)型，按本規(guī)程第（3）中計(jì)算。</p><p>　?。?）均布附加荷載作用下的土中附加豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式計(jì)算</p><p><b>　　(5-7)</b></p><p>　　式中： q0──均布附加荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)。</p

63、><p>　　5.5.2 水平荷載計(jì)算 </p><p>　?。?）雜填土層（1.2m）</p><p>　　kN/m³，kPa，</p><p><b>　　主動(dòng)土壓力系數(shù)：</b></p><p>　　0.704 0.839</p><p>　　基坑

64、外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p><b>　　=20kPa</b></p><p>　　20+18.01.2=41.6 kPa</p><p><b>　　水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：</b></p><p>　　200.704-26.500.839=3.173 kPa</p><p&g

65、t;　　41.60.704-26.50.839=18.38 kPa</p><p><b>　　水平合力：</b></p><p><b>　　kN/m</b></p><p>　　水平荷載作用點(diǎn)離該土層底端的距離：</p><p><b>　　m</b></p>

66、<p>　　（2）素填土層（1.8m）</p><p><b>　　kN/m，kPa，</b></p><p><b>　　主動(dòng)土壓力系數(shù)：</b></p><p>　　0.635 0.797</p><p>　　基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p>

67、;<b>　　41.6 kPa</b></p><p>　　41.6+19.01.8=75.8 kPa</p><p><b>　　水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：</b></p><p>　　41.60.635-27.90.797=13.82 kPa</p><p>　　75.80.635-27.90.797=3

68、5.54 kPa</p><p><b>　　水平荷載：</b></p><p><b>　　kN/m</b></p><p>　　水平荷載作用點(diǎn)離該土層底端的距離：</p><p><b>　　m</b></p><p>　?。?）粉土層（2.2m）&

69、lt;/p><p>　　kN/m³，kPa，</p><p><b>　　主動(dòng)土壓力系數(shù)：</b></p><p>　　0.663 0.814</p><p>　　基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p><b>　　75.8 kPa</b></p>

70、;<p>　　75.8+19.22.2=118.04 kPa</p><p><b>　　水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：</b></p><p>　　75.80.663-215.90.814=24.37 kPa</p><p>　　118.040.663-215.90.814=52.38 kPa</p><p><

71、b>　　水平荷載：</b></p><p><b>　　kN/m</b></p><p>　　水平荷載作用點(diǎn)離該土層底端的距離：</p><p><b>　　m</b></p><p>　?。?）粉土層（2.8m）</p><p><b>　　kN

72、/m³，，</b></p><p><b>　　主動(dòng)土壓力系數(shù)：</b></p><p>　　0.624 0.790</p><p>　　基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p>　　118.04 kPa</p><p>　　118.04+19.22.8=171.8

73、 kPa</p><p><b>　　水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：</b></p><p>　　118.040.624-212.00.790=54.7 kPa</p><p>　　171.80.624-212.00.790=87.556 kPa</p><p><b>　　水平荷載：</b></p>

74、<p><b>　　kN/m</b></p><p>　　水平荷載作用點(diǎn)離該土層底端的距離：</p><p><b>　　m</b></p><p>　　（5）粉質(zhì)粘土層（6m）</p><p><b>　　kN/m³，，</b></p>

75、<p><b>　　主動(dòng)土壓力系數(shù)：</b></p><p>　　0.651 0.807</p><p>　　基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p><b>　　171.8 kPa</b></p><p>　　171.8+19.46=288.2 kPa</p>&

76、lt;p><b>　　水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：</b></p><p>　　171.80.651-216.50.807=85.21 kPa</p><p>　　288.20.651-216.50.807=160.99 kPa</p><p><b>　　水平荷載：</b></p><p><b&

77、gt;　　kN/m</b></p><p>　　水平荷載作用點(diǎn)離該土層底端的距離：</p><p><b>　　m</b></p><p>　　5.5.3 水平抗力計(jì)算</p><p>　　基坑底面以下水平抗力計(jì)算的土層為：第4層土（粉土層2.0m）、第5層土（粉質(zhì)粘土層6m）。</p><

78、;p>　?。?）粉土層（2m）</p><p>　　kN/m³，kPa， </p><p><b>　　被動(dòng)土壓力系數(shù)：</b></p><p>　　1.603 1.266</p><p>　　基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p><b>　　k

79、Pa</b></p><p>　　19.22=38.4 kPa</p><p><b>　　水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值：</b></p><p>　　212.01.266=30.384 kPa</p><p>　　38.41.603+212.01.266=60.768 kPa</p><p>&l

80、t;b>　　水平抗力：</b></p><p><b>　　kN/m</b></p><p>　　水平抗力離該土層底端的距離：</p><p><b>　　m</b></p><p>　?。?）粉質(zhì)粘土（6m）</p><p>　　kN/m³，kP

81、a，</p><p><b>　　被動(dòng)土壓力系數(shù)：</b></p><p>　　1.536 1.239</p><p>　　基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p><b>　　38.4 kPa</b></p><p>　　38.4+19.46=154.

82、8 kPa</p><p><b>　　水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值：</b></p><p>　　38.41.536+216.51.239=99.87 kPa</p><p>　　154.81.536+216.51.239=278.66 kPa</p><p><b>　　水平抗力：</b></p>

83、<p><b>　　kN/m</b></p><p>　　水平抗力離該土層底端的距離：</p><p><b>　　m</b></p><p>　　5.5.4 支點(diǎn)力計(jì)算</p><p>　　由5.5.2及5.5.3計(jì)算的土壓力得圖5.2水平荷載與水平抗力分布圖：</p>

84、<p>　　圖 5.2 水平荷載與水平抗力分布圖</p><p>　?。?）計(jì)算基坑底面以下支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)定彎矩零點(diǎn)位置至基坑底面的距離：</p><p><b>　　由可得： </b></p><p>　　19.21.603+30.384=19.20.624+54.7</p><p>　　解得：

85、 m</p><p><b>　?。?）計(jì)算支點(diǎn)力</b></p><p>　　計(jì)算設(shè)定彎矩零點(diǎn)以上基坑外側(cè)各土層水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的合力之和：</p><p>　?、?設(shè)定彎矩零點(diǎn)位置以上第4層土的水平荷載</p><p>　　54.7+19.2(1.804+0.8)0.624=85.9 kPa</p>

86、<p><b>　　kPa</b></p><p>　　其作用點(diǎn)離設(shè)定彎矩零點(diǎn)的距離：</p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　合力之和：</b></p><p>　　=12.93+44.424+84.43+183.6=324.844k

87、N/m</p><p>　　各土層水平荷載距離設(shè)定彎矩零點(diǎn)的距離為：</p><p><b>　　m</b></p><p>　　按上述計(jì)算方法可得：5.572m 3.57m 1.21m</p><p>　　合力作用點(diǎn)至設(shè)定彎矩零點(diǎn)的距離：</p><p><b>　　m</b

88、></p><p>　?、?設(shè)定彎矩零點(diǎn)位置以上基坑內(nèi)側(cè)各土層水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值的：</p><p>　　設(shè)定彎矩零點(diǎn)以上第四層土的水平抗力：</p><p>　　30.384+19.21.8041.603=85.9 kPa</p><p><b>　　水平抗力：</b></p><p><

89、;b>　　kN/m</b></p><p>　　水平抗力作用點(diǎn)離設(shè)定彎矩零點(diǎn)的距離：</p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　（3）計(jì)算支點(diǎn)力</b></p><p>　　支點(diǎn)力計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖5.3所示：</p><p>　　設(shè)定錨

90、桿插于離地面2m的位置處，則</p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　支點(diǎn)力為：</b></p><p><b>　　kN</b></p><p>　　圖 5.3 支點(diǎn)力計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　5.5.5 嵌固深度計(jì)算&

91、lt;/p><p><b>　　設(shè)定嵌固深度為：</b></p><p>　?。?）計(jì)算設(shè)定樁底以上基坑外側(cè)各土層水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的合力之和：</p><p>　　設(shè)定樁底位置以上第5層土的水平荷載：</p><p>　　85.21+19.2(-2)0.651</p><p>　　=（60.21+12.

92、5）kPa</p><p>　　各土層水平荷載距離樁底的距離為：</p><p><b>　　m</b></p><p>　　按上述法計(jì)算： （3.768+）m</p><p><b>　?。?.766+）m</b></p><p><b>　?。?/p>

93、-0.71）m</b></p><p>　　12.93（5.26+）+44.424（3.768+）+84.43（1.766+）+199.17（-0.71）+0.585.21+0.5（12.5-20）3</p><p>　　（2）計(jì)算設(shè)定樁底以上基坑內(nèi)側(cè)各土層水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值的合力之和：</p><p>　　設(shè)定樁底位置以上第5層土的水平抗力：</p&

94、gt;<p>　　99.87+19.2(-2)1.536（40.27+29.8）</p><p>　　各土層水平荷載距離樁底的距離為：</p><p><b>　　m</b></p><p>　　則：91.152（-1.167）+0.599.87+0.5（29.8-59.6）3</p><p>　　根據(jù)熊智

95、彪主編《建筑基坑支護(hù)》抗傾覆穩(wěn)定條件，并令抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)為1.2，考慮基坑重要性系數(shù)，嵌固深度設(shè)計(jì)值應(yīng)滿足：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　求解得： </p><p>　　因此取嵌固深度為7.7m，總樁長(zhǎng)為：m。</p><p>　　5.5.6 樁身最大彎矩的計(jì)算

96、</p><p>　　由5.5.2以及5.5.3已算出的，及由5.5.4算出的=134.787kN可以知道剪力為零的點(diǎn)在基坑底上部的主動(dòng)土壓力層中，且在第三層土中。</p><p>　　所以設(shè)剪力為零的點(diǎn)在3m以下米 令，為基坑頂?shù)郊袅榱愕狞c(diǎn)的距離，則有： </p><p>　　剪力為零的點(diǎn)的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： </p><p>

97、　　此土層的水平荷載為：</p><p>　　根據(jù)熊智彪主編《建筑基坑支護(hù)》得：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　整理得： </p><p>　　解得： m</p><p>　　由于最大彎矩點(diǎn)就是剪力為零

98、的點(diǎn)，即，所以m</p><p>　　根據(jù)熊智彪主編《建筑基坑支護(hù)》最大彎矩可表示為：</p><p><b>　　(5-10) </b></p><p><b>　　(5-11) </b></p><p><b>　　即：</b></p><p>&l

99、t;b>　　kN·m</b></p><p>　　因此，最大彎矩為：kN·m</p><p>　　5.6 灌注樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）規(guī)定：初選灌注樁直徑φ600mm，混凝土強(qiáng)度為C30，受力鋼筋采用HRB335的普通鋼筋，箍筋采用HPB300，樁間距為1000mm。

100、</p><p>　　根據(jù)陳忠漢、程麗萍編著的《深基坑工程》中的理論，將直徑為600mm的圓柱樁轉(zhuǎn)化為寬為1000mm墻厚：</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　則： mm</p><p><b>　　因此，取mm。</b></p&

101、gt;<p>　　5.6.1 樁受力鋼筋計(jì)算</p><p>　　根據(jù)陳忠漢、程麗萍編著的《深基坑工程》規(guī)定：樁的配筋可轉(zhuǎn)化為截面為bh=1000mm500mm的矩形截面梁進(jìn)行配筋。</p><p>　　根據(jù)梁興文主編的《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》：有環(huán)境類(lèi)別為二級(jí)，混凝土強(qiáng)度選為C30，鋼筋采用HRB335的普通鋼筋。</p><p>　　由環(huán)境類(lèi)別為二級(jí)

102、，混凝土強(qiáng)度C30，梁的保護(hù)層厚度為50mm，則有效高度：mm。</p><p>　　有混凝土強(qiáng)度等級(jí)及鋼筋的型號(hào)查表可得：N/mm² N/mm² N/mm² </p><p>　　──混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值</p><p><b>　　──鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值</b></p><p>　

103、　──混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值</p><p>　　──受壓區(qū)混凝土矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力值與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值</p><p>　　──矩形應(yīng)力圖受壓區(qū)高度與中和軸高度的比值</p><p>　　──統(tǒng)稱(chēng)為等效矩形應(yīng)力圖系數(shù)</p><p>　　──相對(duì)界限受壓區(qū)高度</p><p><b>　　求計(jì)

104、算系數(shù)： </b></p><p>　　則： </p><p>　　故: mm²</p><p>　　因此，查梁興文主編的《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》表可知：樁的受力鋼筋選用6Φ18HRB335，則實(shí)配面積為mm²。</p><p>　　5.6.2 樁箍筋計(jì)算</p>&

105、lt;p>　　根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）有：箍筋可采用螺旋式箍筋，且不應(yīng)小于6mm；箍筋間距宜取100mm～200mm, 且不應(yīng)大于400mm及樁的直徑；沿樁身配置的加強(qiáng)箍筋應(yīng)滿足鋼筋籠起吊安裝要求，宜選用HRB335級(jí)鋼筋，其間距宜取1000mm～2000mm，以增加鋼筋籠的整體剛度，有利于鋼筋籠吊放和澆灌水下混凝土?xí)r整體性。</p><p>　　鋼筋籠的配筋量由計(jì)算確定，鋼筋

106、籠一般離孔底mm，本次設(shè)計(jì)取鋼筋籠離樁底處400mm。</p><p>　　根據(jù)構(gòu)造要求?。毫褐泄拷钭畲箝g距選取200mm，直徑選取8HPB300螺旋箍，在樁底處1000mm范圍內(nèi)加密，箍筋間距100mm。另外每隔2000mm布置一根Φ14HRB335的焊接加強(qiáng)箍筋（即定位筋）。</p><p>　　樁的結(jié)構(gòu)如下：圖5.4灌注樁斷面圖、圖5.5灌注樁剖面圖。</p><

107、p>　　圖 5.4 灌注樁斷面圖</p><p>　　圖 5.5 灌注樁剖面圖</p><p>　　5.6.3 樁配筋驗(yàn)算</p><p><b>　　配筋驗(yàn)算適用條件：</b></p><p><b>　?。?），滿足。</b></p><p>　?。?），同時(shí)，故滿

108、足最小配筋率。</p><p>　　因此，樁的受力鋼筋選為6Φ18HRB335。</p><p>　　5.6.4 冠梁設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　由于本工程采用鉆孔灌注樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，為了提高支護(hù)體系的穩(wěn)定性形成閉合的結(jié)構(gòu)，根據(jù)要求在鉆孔灌注樁頂部設(shè)置冠梁,增加整體的穩(wěn)定性。</p><p>　　根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-

109、2012）規(guī)定：冠梁的寬度不宜小于樁徑，高度不宜小于樁徑的0.6倍?？v向鋼筋錨入冠梁的長(zhǎng)度宜取冠梁厚度。冠梁按結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件設(shè)置時(shí)，樁身縱向受力鋼筋伸入冠梁的錨固長(zhǎng)度應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）對(duì)鋼筋錨固的有關(guān)規(guī)定，當(dāng)不能滿足錨固長(zhǎng)度的要求時(shí)，其鋼筋末端可采取機(jī)械錨固措施；冠梁用作支撐或錨桿的傳力構(gòu)件或按空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，尚應(yīng)按受力構(gòu)件進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。 </p><p>　　因此

110、，本工程設(shè)計(jì)取冠梁高度為600mm，寬為800mm，混凝土強(qiáng)度為C30，根據(jù)構(gòu)造要求選取冠梁箍筋為φ8@200。為安全起見(jiàn)冠梁的配筋，在滿足穩(wěn)定且較經(jīng)濟(jì)的情況下可適當(dāng)調(diào)整。</p><p>　　冠梁配筋按以下公式計(jì)算配筋面積:</p><p><b>　　(5-13)</b></p><p>　　式中： ——冠梁的配筋面積</p>

111、<p>　　—— 樁按最大彎矩配筋時(shí)的鋼筋面積</p><p>　　選取本基坑系數(shù)為，所以mm²。</p><p>　　根據(jù)梁興文主編的《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》查表?。?Φ18HRB335，實(shí)配鋼筋面積為 =1526 mm²，最小配筋率＞，故配筋滿足要求。</p><p>　　5.7 錨桿設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p&g

112、t;　　5.7.1 錨桿簡(jiǎn)介</p><p>　　基坑周?chē)翆右灾鲃?dòng)滑動(dòng)面為界限可分為穩(wěn)定區(qū)與不穩(wěn)定區(qū)，每根錨桿位于穩(wěn)定區(qū)部分的為錨固段、位于不穩(wěn)定區(qū)部分為自由段。土層錨桿一般由錨頭、拉桿與錨固體組成。具體如圖5.6圓柱型錨桿圍護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。</p><p>　　圖 5.6 圓柱形錨桿圍護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　當(dāng)錨頭是支擋結(jié)構(gòu)與拉桿的連接部分時(shí)，為了保證來(lái)

113、自支擋結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)上荷載的有效傳遞，一方面必須保證錨頭構(gòu)件本身有足夠的強(qiáng)度，并緊密固定，同時(shí)應(yīng)盡量將較大的集中荷載分散開(kāi)。該錨頭采用螺母鎖定式錨頭，主要由錨座、承壓板、緊固器組成。如圖5.7所示螺母鎖定式錨頭。</p><p>　　圖 5.7 所示螺母鎖定式錨頭</p><p>　　5.7.2錨桿設(shè)計(jì)主要內(nèi)容</p><p><b>　　錨桿設(shè)計(jì)步驟為：

114、</b></p><p>　?。?）根據(jù)基坑開(kāi)挖深度和土的參數(shù)，確定錨桿的層數(shù)、距離、傾角等。</p><p>　?。?）計(jì)算擋墻單位長(zhǎng)度所受錨桿的水平力。</p><p>　?。?）根據(jù)錨桿的傾角、間距，計(jì)算錨桿軸力。</p><p>　?。?）計(jì)算錨桿極限抗拔承載力。</p><p>　?。?）計(jì)算錨桿

115、自由段長(zhǎng)度。</p><p>　　（6）計(jì)算錨桿錨固段長(zhǎng)度。</p><p>　?。?）計(jì)算錨桿的配筋用量。</p><p>　　（8）計(jì)算錨桿腰梁配筋。</p><p>　　5.7.3 錨桿設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）規(guī)定：取錨桿傾角為，錨桿孔徑為150mm，錨

116、桿間距為2000mm。</p><p><b>　　錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值</b></p><p>　　由5.5.4計(jì)算可知：支點(diǎn)力kN</p><p>　　錨桿水平拉力為：kN</p><p>　　則錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值為kN</p><p>　　錨桿極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值</p><

117、;p>　　根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)規(guī)定：錨桿的極限抗拔承載力應(yīng)符合下式要求：</p><p><b>　　(5-14)</b></p><p>　　式中：Kt──錨桿抗拔安全系數(shù)；安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)的支護(hù)結(jié)構(gòu)， Kt分別不應(yīng)小于1.8、1.6、1.4； </p><p>　　Nk──錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值

118、(kN)；</p><p>　　Rk──錨桿極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)。</p><p>　　由于基坑安全等級(jí)為二級(jí)，所以取。</p><p><b>　　因此：kN</b></p><p>　　取錨桿極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值為：kN</p><p><b>　　錨桿自由段長(zhǎng)度計(jì)算<

119、/b></p><p>　　根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)規(guī)定： 錨桿的自由段長(zhǎng)度應(yīng)按下式確定(計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖5.8)：</p><p><b>　　(5-15) </b></p><p>　　式中：lf──錨桿自由段長(zhǎng)度（m）；</p><p>　　α──錨桿的傾角(°)；&l

120、t;/p><p>　　a1──錨桿的錨頭中點(diǎn)至基坑底面的距離（m）；</p><p>　　a2──基坑底面至擋土構(gòu)件嵌固段上基坑外側(cè)主動(dòng)土壓力強(qiáng)度與基坑內(nèi)側(cè)被動(dòng)土壓力強(qiáng)度等值點(diǎn)O的距離（m）；對(duì)多層土地層，當(dāng)存在多個(gè)等值點(diǎn)時(shí)應(yīng)按其中最深處的等值點(diǎn)計(jì)算；</p><p>　　d──擋土構(gòu)件的水平尺寸（m）；</p><p>　　φm── O點(diǎn)以上各

121、土層按厚度加權(quán)的內(nèi)摩擦角平均值 (°)。</p><p>　　圖 5.8 理論直線滑動(dòng)面</p><p>　　1－擋土構(gòu)件；2－錨桿；3－理論直線滑動(dòng)面</p><p>　　錨桿自由段長(zhǎng)度除應(yīng)符合以上公式的規(guī)定外，尚不應(yīng)小于5.0m。</p><p><b>　　其中</b></p><p&

122、gt;<b>　　取錨桿自由段長(zhǎng)度m</b></p><p><b>　　錨桿錨固段長(zhǎng)度計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）規(guī)定：錨桿極限抗拔承載力的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：</p><p><b>　　（5-16）</b></p><

123、;p>　　式中：d ──錨桿的錨固體直徑(m)； </p><p>　　li──錨桿的錨固段在第i土層中的長(zhǎng)度(m)；錨固段長(zhǎng)度（la）為錨桿在理論直線滑動(dòng)面以外的長(zhǎng)度；</p><p>　　qsik──錨固體與第i土層之間的極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)，應(yīng)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合表5.3。</p><p>　　表 5.3 錨桿的極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值</p&g

124、t;<p><b>　　續(xù)表 5.3</b></p><p>　　由以上計(jì)算得：錨桿極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值為kN ，m，</p><p>　　m。由于錨固始端距基坑頂，所以錨固段開(kāi)始于第三層土，也即是錨固段始于粉土層中止于粉質(zhì)粘土中。第三層土、第四層土和第五層土的孔隙比分別為、與，由孔隙比查以上表格可知可取kPa。</p><p>