深基坑毕业设计(共70页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上（2015届）本科毕业设计（论文）题 目 名 称： 佛山万科南约项目基坑 支护与施工组织设计 学 院（部）： 土木工程学院 专 业： 土木工程 学 生 姓 名： 班 级： 土木1111 学号： 指导教师姓名： 何 杰 职称： 教授 最终评定成绩： 年 月 日湖南工业大学本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目佛山万科南约项目基坑支护及施工组织设计是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文章以明确方式注明。除此之外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本

2、人完全意识到本声明应承担的责任。作者签名：日期： 年 月 日专心-专注-专业摘要委托佛山市南海区公司承接了场地的岩土工程勘察任务的佛山万科南项目。它坐落在佛山市南海区，佛平二路与路的交叉口的西南侧，占地约166160平方米的区域。该地基主要是由淤泥，粉质粘土，淤泥质土等组成。在一个安全可靠，经济合理，切实可行，施工方便的原则，整个基坑分为四个部分，对支护方案的选择设计的主要内容，（1）根据工程地质调查报告，水文资料，基坑开挖深度，地下室及周边地环境，制定基坑支护方案；（2）内力计算；（3）检查基坑的稳定性；（4）计算支架的设计（至少4段计算）；（5）和降水方案的设计计算；（6）施工组织设计；（

3、7）施工监测的设计；（8）项目预算；（9）绘制图纸。结合工程地质条件，开挖深度，和许多其他因素确定支护方案的安全性和可靠性；创造干施工基坑开挖和地下室施工安全的环境；考虑基坑邻近建筑物和道路的边缘，为了确保施工安全，变形控制设计。根据专业基础理论和专业知识，结合工程实例，根据工程设计规范，标准，设计图纸和相关资料，独立于此的基坑支护结构设计方案的选择，对降水方案的正确选择，施工监测支护结构，施工组织设计和工程预算内容关键词：深基坑；锚杆支护；水位控制；施工监测；预算；施工组织设计ABSTRACTCommissioned by the Nanhai District of Foshan City

4、, Vanke Leheng Ltd., our company to undertake the Foshan Vanke south project of geotechnical engineering investigation of the proposed site of a task. It is located in Nanhai District of Foshan City, the Buddha Ping two road and the intersection of the southwest side of the road, covers an area of a

5、bout 166 * 160 square meters. The foundation is mainly composed of soil, silty clay, silty clay and so on.In a safe and reliable, economic and reasonable, feasible, convenient construction principle, the whole foundation is divided into four sections, the main contents of design of the supporting sc

6、heme selection, (1) according to the investigation report of engineering geology, the Shui Wen data, the depth of excavation, basement and land and the surrounding environment, develop the foundation pit supporting scheme; (2) the internal force calculation; (3) check the stability of foundation pit

7、; (4) the design and calculation of support (at least 4 section to calculate); (5) the design and calculation of Precipitation Scheme; (6) the construction organization design; (7) the design of construction monitoring; (8) the project budget; (9) drawing on drawings. Combined with the engineering g

8、eological conditions, excavation depth, and many other factors to determine the safety and reliability of the supporting scheme; to create a safe environment for the construction of dry construction foundation pit excavation and underground chamber; considering building and road foundation pit adjac

9、ent to the edge, in order to ensure the safety, the deformation control design. According to the specialty basic theory and professional knowledge, combined with the engineering practice, according to the engineering design specification, standard, design drawings and related references, independent

10、ly of this foundation pit supporting scheme selection and design of supporting structure, precipitation scheme selection, the supporting structure of the construction monitoring, the construction organization design and engineering budget content.Keywords: foundation pit; bolt supporting; water cont

11、rol; construction monitoring; budget; construction organization design目录5860616263第1章 工程概况由佛山市南海区万科衡越房地产有限公司委托，我公司承担，拟建场地的岩土工程勘察任务的万科佛山南项目阶段。该遗址位于佛山市南海区佛平路ER和桂澜路交叉口西南侧，红色线表示2层建筑物内，10米以下的地面标高设计现在。采用桩基础。基坑重要性等级为1级，设计的程度和施工现场和地面的复杂性是2级。岩土工程勘察等级为甲级的。1.1工程地质与水文地质1.1.1基坑工程地质层分布与特征描述据佛山市南海区万科乐恒家居有限公司，提交勘察报

12、告，并参考相关规范，从上到下一层的土壤作为描述如下：砂性素填土（Qml）：湿饱和，松散，局部稍密，主要由细砂，中砂和细砂和粗砂冲积土（Qal）：根据土壤的颗粒分布大小，塑性指数和物理力学性能分为8层。-1淤泥质土（Qal）：灰色的深度大，有流塑的性质，有很大的臭味，含有更多的淤泥和腐殖质土。-2粉砂（Qal）：灰色的深度大，湿饱和，松散，含有较多的泥沙。-3粉质粘土（Qal）：灰色，灰绿色，灰白色，灰色，可塑，局部软塑，土质不均，砂和局部淤泥。-4粉土（Qal）：灰色，湿，稍密，宽松的地方，土质不均。-5粉砂（Qal）：灰白色，饱和，松散，局部稍密或中密，局部含少量粘性土。-6中砂（Qal）：

13、灰黄色，饱和，中密，局部稍密，石英质，局部含少量粘性土。 -7淤泥质土（Qal）：深灰色，流塑状，有臭味，淤泥和腐殖质，部分粉质粘土。-8粘土（Qal）：红褐色，有花斑，硬度大，局部塑性，不均匀土壤含砂和小的块大小约2 3厘米碎石残积土（Qel）：为粉土，灰红色、灰黄色，中密密实，局部稍密，湿，由泥质粉砂岩、砂岩风化残积而成。1.1.2水文地质条件施工地理位置位于珠江三角洲冲积平原区，浅层地下水，地下水一般是孔隙潜水，主要发生在填充层和砂孔隙，大气降水补给浅层地下水，根据蒸发量，季节性水位的影响，而深层地下水渗流补给和排泄。丰富的基岩裂隙水通过裂缝发育程度和补给条件控制的影响。第2章 基坑支护

14、结构设计方案的选择2.1 基坑支护结构的类型和适用情况2.1.3土钉墙土钉墙根据基坑边坡采用土钉的加固，以及基坑斜表面铺设钢筋网、喷射混凝土的面层和基坑的斜坡。土钉结构是一个复合的形成（即，钢筋土钉或锚杆）及其周围土体和支护结构，重力式挡土墙类似的表面层。土钉墙的一般要求，土钉墙施工前（1）应在切割断面的第一时间检测，合格后才能清除；（2）土钉墙施工应使支架按设计要求。2.1.2钻孔灌注桩钻孔灌注桩系统是指通过机械钻孔的施工现场，钢管挤土或人力挖掘等手段在基桩成孔，并在内部放置钢筋笼、灌注桩了，成孔的方式不同，钻孔灌注桩可分为沉管灌注桩、注浆桩、挖孔灌注桩的类型。2.1.3悬臂式围护结构悬臂支

15、护地下连续墙结构，钢板桩，钢筋混凝土桩。是在基坑开挖进的深度取决于插入基坑的深度，悬臂桩采用挡土墙作用挡住墙后的墙土。2.1.4深层搅拌桩该方法适用于软土地基的处理，有非常显著效果，处理完后可以对桩，墙等加固。当用于处理泥炭土或地下水的侵蚀，应当为它的稳定性和适用性的专业实验确定。2.1.5锚拉式围护结构拉锚式支护是支撑结构和锚固系统由两部分组成，围护方式一般由排桩和地下连续墙。锚杆锚固系统及地锚。必须要有足够的空间来设置桩锚，或其他桩锚结构；锚桩结构需要基坑来提供非常大的锚固力。螺栓型适用于砂土或粘土，浅基础。 2.1.6锚喷支护 采用锚喷支护围岩的措施，锚杆和喷射混凝土与围岩共同形成一个承

16、载结构，可有效地限制围岩变形的自由发展和围岩应力分布调整、防止松动岩体坠落。它可以被用来作为临时支护的施工过程中，在某些情况下，它不需要做永久支护或衬砌。 2.1.7 SMW工法型钢（H型钢等，拉森钢板桩，钢管插入大多数），将承受的荷载和抗SMW工法，也被称为水泥土搅拌桩的强度的方法，即在水泥土桩在插入H的透气性和保水结合，成为两挡土墙支支撑结构的应力和抗渗功能。 2.1.8地下连续墙地下连续墙基础工程用机械挖地，沿周边轴深基坑工程开挖条件下，浆料，窄深槽，清洗槽，浸槽钢筋笼，灌注钢筋混凝土导管时建立单元槽，逐渐在地下筑起了一个连续的钢筋混凝土墙，作为截水，止渗漏，防止轴承，齿轮结构进水。 2

17、.2基坑支护结构设计方案选择 2.2.1基坑的特点该项目的地理位置，土壤条件的综合分析，基坑开挖深度及周边环境，有以下特点：（1）开挖基坑面积较大。（2）由于基坑开挖深度的土层，工程性质较差。开挖层包含许多层不同性质的土壤层。（3）有高层建筑基坑周边建筑物的高层，对沉降要求高，复杂的环境条件。（4）开挖深度超过9米，是二级基坑。2.2.2支护方案的选定根据本项目的特点，对基坑支护形式的几种设计进行了分析和比较，对技术和经济共同分析：1.主体采用桩锚支护。2.采用土钉支护。3.排桩的尺寸比较小，而整体刚度大，变形小，有利于变形控制。根据本工程的特点，设计时此基坑有可能采用的几种支护形式从技术上和

18、经济上进行了分析比较。采用钻孔灌注桩作为挡土结构、深层水泥搅拌桩为止水帷幕及结合锚杆作为内支撑的支护体式。优点：钻孔灌注桩施工容易、造价较低，目前此种技术比较成熟。另深层水泥搅拌桩为止水帷幕时有好的效果防水。锚杆施工速度快，并可施加预应力。此时支护结构有一定的安全性和经济性。缺点：地下水位较高，施工难度较大。经过以上分析，本基坑充分考虑到周边地层条件，选择技术上可行,经济上合理,并且具有整体性好、水平位移小,同。，地下室与上部结构构成整体，基坑面积相对较大，地层相对较复杂，要求严格进行支护设计和组织施工。根据场地的工程地质和水文地质条件，最后决定采用深层搅拌桩作为帷幕隔水，支护结构采用单排钻孔

19、灌注桩加双层锚杆相结合的桩锚式支护方案。第3章 基坑支护结构设计与计算3.1土层参数3.1.1地质报告提供的各层土参数表3.1 土层参数土体类型(kN/)C(kPa) ()砂性素填土18.018.0100.71.430.841.20粉质粘土17.315.0200.492.140.71.47粘土18.312.0260.392.90.631.713.1.2计算区段的划分根据地质勘察报告提供的具体环境、地下结构及土层分布的情况，将基坑划分为四个计算区段，其附加荷载及计算开挖深度如表3.1.2：表3.2 计算区段划分表区段西北东西南区段位置ABCDDEFGGHIIJA地面超载(kPa)10kPa10k

20、Pa10kPa10kPa开挖深度（m）10.0m10.0m10.0m10.0m支护方式桩锚土钉支护桩锚支护土钉支护3.2 ABCD段支护设计计算3.2.1 ABCD土层具体情况表3.3 土层分布土层号土体类型土体厚度砂性素填土2.4m2粉质粘土4.3m1粘土3.3m3构造角砾岩10m根据土层,及西边为在建道路等情况和建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012，考虑超载10kN/，采用两排锚杆支护，桩径为d=800mm，桩间距为s=1500mm。基坑深度及土层示意图如图3.1：图3.1 ABCD段的工程地质剖面图3.2.2土压力计算主动土压力系数为： 主动土压力强度为： kPa 第一层土压力为：

21、， 。 (2) 计算第二层土的土压力：主动土压力系数为： 主动土压力强度为： kPa 第二层土压力为： (3)计算第三层土的土压力：主动土压力系数为:， 主动土压力强度为： 第三层土压力为： 3.2.3锚杆和桩和的计算基坑锚杆的示意图如图3.2： 图3.2 基坑锚杆示意图(1) 开挖深度6m，采用等值梁法计算第一根锚杆的张力(2) 根据墙前被动土压力和净土压力零点处墙后的主动土压力相等，得出: 即：等于负值，即6.5m处为土压力零点。(3)采用等值梁进行计算，对 点取矩求出 ： 解得： (4)然后对锚固点 求矩即可求得 ： 解得： (5)全部开挖，取等值梁计算第二根锚杆的拉力 (6)根据墙前被

22、动土压力和净土压力零点处墙后的主动土压力相等，得出， 即：等于负值，令基坑底以下0.5m为土压力零点。(7)取等值梁进行计算，对点求矩求得： 解得： (8)对锚固点求矩可得： 即：（9）采用G梁计算桩墙入土深度，再对G点求矩：即：入土深度 取t=2.5m桩墙实际的入土深度增大20%，则 桩长（10）求出最大弯矩：对第一次开挖，设剪力为零的点离地面为，即 (3.1) 即： 则 全部开挖，设剪力为零的点离地面为,得 (3.2) 即：得出： 综上所述：3.2.4配筋计算(1)抗弯设计：按混凝土结构设计规范(GB50010-2010)第E.0.4-2,3推荐公式确定： (3.3) (3.4)本段基坑取

23、混凝土桩径为800，桩间距s为1500mm，混凝土采用C30， ,主筋采用， ,箍筋采用HPB300， ,保护层厚度取50mm 经计算： ， ， ，计算弯矩:取1025,配筋率为：纵向配筋间距： (2)抗剪设计： (3.5) (3.6)本段基坑箍筋采用200的螺旋箍筋，每隔1500mm布置一根的焊接加强筋。 3.2.5冠梁设计根据建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012，一般冠梁的高度为，但不小于，宽度为，冠梁混凝土强度不小于C20，本段基坑取冠梁宽度b=800mm，高度h=500mm，混凝土采用，钢筋采用，保护层厚度取。冠梁按构造配筋取1016，配筋率：箍筋采用的双肢封闭箍筋。3.2.6锚

24、杆的设计根据建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012，锚杆的倾角宜取，本段基坑锚杆倾角，锚杆钢筋采用HRB400，机械钻孔D=150mm，锚杆的间距为1500mm。(1)锚杆自由长度的计算：1挡土构件；2锚杆； 3理论直线滑动面图3.3锚杆自由长度计算简图锚杆的自由段长度应按下式确定： (3.7)第一根锚杆的自由段长度: 取,自由段穿过淤泥质粉质粘土。第二根锚杆的自由段长度： (2)锚杆锚固段长度的计算： (3.8)第一根锚杆的锚固段长度计算： 本段基坑的锚固段长度全部在粉质粘土中，采用二次压力注浆工艺取。 取第一根锚杆的长度第二根锚杆的锚固段长度计算： 取第二根锚杆的长度：(3)锚杆的配筋

25、锚杆杆体的受拉承载力应符合下式规定： (3.9) 第一根锚杆：；配122，。第二根锚杆：；配122，。3.2.7腰梁设计桩和锚杆可以简化多跨连续梁，在的作用下，如下图3.4：图3.4 腰梁计算简图弯矩图如图3.5：图3.5 腰梁弯矩图（单位：kN/m）最大弯矩，查基坑支护腰梁型钢选用表可得：腰梁选用214a，。3.2.8稳定性验算：（1）整体稳定性验算：计算简图如下图3.6：图3.6基坑整体稳定性分析土条总数为：11经岩土软件计算：圆心半径(m): (-2.100, 7.623) R = 11.979。稳定性验算表3.4如下：表3.4 参数计算表AB断面整体稳定性验算滑块CiliqibihiG

26、ii（）uii抗滑力矩滑动力矩110.96 2.07 10.00 2.00 4.25149.45 15.00 0.00 16.00 63.33 39.65 216.52.5710.00 2.00 9.18335.14 43.00 0.00 16.23 126.34 231.63 320.083.40 10.00 2.00 12.05403.31 52.00 0.00 16.46 139.09 349.61 418.52 7.51 10.00 2.00 12.33446.52 67.00 0.00 16.57 200.23 422.48 518.975.0210.00 1.08 12.84 25

27、7.23 72.00 0.00 16.85 109.50 262.08 626.00 21.85 0.00 2.00 4.55 160.4586.00 0.00 18.70 601.43 159.74 726.00 2.120.00 2.00 4.55 160.45 -8.00 0.00 18.60 110.06 -13.97 826.00 2.05 0.00 2.00 3.80 148.67 -12.00 0.00 18.60 104.10 -38.22 926.00 2.85 0.00 2.00 3.18 121.43 -28.00 0.00 18.60 94.43 -50.94 1026

28、.00 2.690.00 2.00 2.11 78.82 -35.00 0.00 18.60 85.20 -45.04 1126.00 2.050.00 1.34 0.78 19.62 -48.00 0.00 18.60 58.03 -11.83 1691.811305.18锚杆的抗滑力矩：整体稳定性满足规范。（2）抗隆起稳定性验算：锚拉式支挡结构和支撑式支挡结构，其嵌固深度应满足坑底隆起稳定性要求，抗隆起稳定性可按下列公式验算： (3.10) (3.11) (3.12)图3.7 挡土构件底端平面下土的抗隆起稳定性验算当挡土构件底面以下有软弱下卧层时，挡土构件底面土的抗隆起稳定性验算的部位尚应

29、包括软弱下卧层，公式中的应取软弱下卧层顶面以上土的重度，应取基坑底面至软弱下卧层顶面的土层厚度。抗隆起稳定性满足规范要求。3.3DEFG段支护设计计算3.3.1 DEFG段土层情况表3.5 土层分布土层号土体类型土体厚度填土2.5m-2淤泥质粉质粘土5.1m-3粉质粘土4.9m 粘土夹粉砂5.6m根据土层，是已经建好的房屋等情况和建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012，考虑超载10kN/，采用土钉支护，桩径d=800mm，桩间距s=1500mm。基坑的深度及土层示意图如下： 图3.8 DEFG 段的工程地质剖面图3.3.2土压力计算主动土压力系数: 主动土压力强度， kPa kPa第一层土

30、压力， 。 (2) 计算第二层土的土压力：主动土压力系数， 主动土压力强度， kPa 第二层土压力， (3)计算第三层土的土压力：主动土压力系数， 主动土压力强度， 第三层土压力， 3.3.3土钉设计参数土钉支护设计中土钉参数确定包括初估土钉长度、土钉锚固体直径、土钉的间距、土钉杆径以及土钉倾角等。3.3.3.1 初步估计土钉长度土钉长度初步估计的时经验公式如下： (3-12)计算得：。 取=12m。3.3.3.2 土钉锚固体直径锚固体直径由施工机械而确定，一般宜为70120mm，本工程钻孔靠人工洛阳铲挖孔，=100mm。3.3.3.3 土钉间距土钉水平间距用来表示，竖直间距用来表示，根据下式

31、计算： (3-13)经计算： 。取1.5m为确保安全储备，最终取。3.3.3.4 土钉的直径根据本基坑工程，土钉直径选取的公式为： (3-14)3.3.3.5 土钉倾角 土钉与水平面的夹角为15，即土钉倾角,土钉墙水平倾角为，即按1：0.3放坡3.3.4土钉设计计算3.3.4.1土钉拉力计算在土体自重和地表均布荷载作用下，土钉所受的最大拉力可按侧压力分布图形用下式求出： (3-15)对于的土层，土体自重引起的侧压力峰值为地表均布荷载引起的侧压力：计算土钉的最大拉力：3.3.4.2 土钉的设计内力根据规范及本基坑工程要求，土钉在设计内力作用下应满足下式： (3-16)式中 土钉局部稳定性安全系数

32、，1.21.4； 经计算得： 。 因此，土钉设计内力满足要求。3.3.4.3 土钉长度确定各层土钉的长度应满足下式要求： (3-17) 计算得： 。 取土钉设计长度。3.3.4.4 土钉极限抗拉承载力土钉极限抗拉承载力按下列两个公式计算，并取其中较小的值。(1)按土钉抗拔条件计算： 。(2)按土钉受拉屈服条件：。经比较，土钉的极限抗拉承载力=106kN3.3.4.5 杆体直径的计算： 土钉杆体的钢筋直径按以下公式计算: 其中：-钢筋截面面积；-普通钢筋抗拉强度标准值；-土钉受拉承载力设计值最大值N；-土钉抗拔力安全系数，取1.3选取钢筋为HRB钢筋120， 3.3.5混凝土面层计算本段支护混凝

33、土面层喷射混凝土强度等级为C25，面层厚度为100mm。面层配筋计算取单位面积墙体，混凝土面层分担20%土压力。 混凝土面层内配置HPB235级钢筋，8150mm网格形布置，实际配筋面积， 3.3.5.1 土钉抗拔承载力验算单根土钉轴向拉力值为：经比较，。所以，土钉抗拔承载力满足要求。3.3.5.2 土钉内部整体滑动稳定性验算假定破坏面上的土钉只承受拉力，而且达到极限抗拉能力，应该按圆弧破坏面采用简单条分法对土钉支护作内部整体稳定性验算。计算公式如下： (3-18) 经计算，。所以，内部整体稳定性满足要求。3.3.6 土钉外部稳定性验算3.3.6.1 抗滑动稳定性验算根据建筑基坑工程技术规范中

34、相关规定，土钉墙抗滑动稳定性安全系数计算为： (3-19) (3-20)。经计算： 所以，。 因此，该土钉支护设计抗滑动稳定性满足要求。3.3.6.2 抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定安全系数计算式为： (3-21) 经计算：。 所以，抗倾覆稳定性验算满足要求。3.4GHI断截面支护设计计算3.4.1GHI段截面概况表3.7 GHA断面的土层分布土层号土体类型土体厚度素填土2.5m淤泥质土2.1m粉质性土4.6m粘性土5.7m根据土层，有较宽敞是空地，考虑施工的临时建筑及堆载等情况和建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012，考虑超载10kN/，采用排桩支护设计，基坑深度及土层示意图如下：图3.19

35、 GHI断面的工程地质剖面图 支护方案 桩锚支护 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01.00基坑深度H(m)10.000嵌固深度(m)4.000桩顶标高(m)0.000桩截面类型圆形桩直径(m)0.800桩间距(m)0.800混凝土强度等级C25有无冠梁无放坡级数0超载个数1支护结构上的水平集中力0 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)110.000- 附加水平力信息 水平力作用类型水平力值(kN)作用深度(m)是否参与倾覆稳定是否参与整体稳定 土层

36、信息 土层数 4坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)20.000外侧水位深度(m)20.000内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m)-弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法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素填土2.0018.0-18.0023.002淤泥质土4.7017.3-15.0015.003粉土3.0018.3-12.0015.004中风化岩6.0018.0-10.0015.00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)1120.0-m法3.92-2120.0-m法10.00-3120.0-m法10.00-4120.0-m法10.00- 支锚信息 支锚道数2支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角