深基坑毕业设计计算书.doc

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1、摘 要本设计-。 结构设计-依据，对建筑结构模型及相关设计参数作出调整，直至该结构的各个方面均能符合结构设计原则的要求。 关键词：结构设计 框架剪力墙 配筋 施工图 目 录一、工程概况二、周边环境概况三、工程地质概况四、基坑支护方案设计依据五、基坑支护设计方案选取六、基坑支护方案计算七、基坑监测要求八、施工说明及应急预案九、施工注意事项十、结论 中山利和广场基坑支护设计计算书一、工程概况 拟建中山市利和广场位于中山市区中心繁华地段，石岐中山三路南侧。拟建建筑物为两栋超高建筑，主楼地上4853层，裙楼3层，设2层地下室，采用钢筋混凝土框架-核心筒结构。地下室负二层底板面标高为-9.20m（相对标

2、高），底板厚按 0.6m考虑，现状地面标高为3.0m(相对标高-0.40m)，因此，底板处基坑开挖深度为9.50m，南侧局部为10.0m。另两栋高层承台面标高为-13.00m（相对标高），承台厚3.0m，因此塔楼承台挖深为15.70m。基坑短边长约120130m，长边约170m，总周长约620m。二、周边环境拟建场地位于市中心，目前为停车场，交通极为便利。场地北侧为中山三路，地下车库至红线边线为17m，中山三路下有供电管及供水管，距地下室边最近距离为供电管13.6m；场地西侧为怡华街，红线为街道中心，地下室边线距红线为14.5m，怡华街道下有供水管、供电管及电信管，距地下室边最近距离为8.8m

3、，街对面为56层商住楼；场地南侧为9层益华大厦，无地下室，大厦外墙边距用地红线为16.2m；场地东侧为中国银行，中银大银为一层地下室，深约34m，预应力管桩基础，利和广场地下室外墙边距用地红线9.7m，距中银大厦17.9m。三、地质概况3.1 场地地层分布根据甲方提供的岩土勘察报告（详勘），拟建场地地质分布从上向下地层依次为：人工填土层、第四系全新统冲积层、第四系上更新统冲积层及第四系残积层，基岩为下第三系泥质砂岩。各地层特征按自上而下的顺序描述如下：1、人工填土层表层为砼地坪，以下属杂填土，主要由碎石、砼块、碎砖瓦等建筑垃圾混粘性土组成，粘性土含量约占10-40%，在场地东北角见旧建筑基础构

4、件，组成比较复杂。堆填时间超过10年，呈中密稍密状态。各钻孔均遇见此层，层厚1.503.20m，层底标高-0.800.68m。2、冲积层按组成及性质的差异划分为淤泥、粉质粘土、淤泥质细砂及中粗砂四个亚层。淤泥2-1：深灰灰黑色，成分以次生高岭土为主，均匀细腻，手捻有滑腻感，含有机质及未完全分解的植物残骸，稍有腥臭味，局部含少量细砂，饱和，软塑流塑。其余钻孔均遇见此层，自东向西逐渐变厚，层厚1.208.20m。粉质粘土2-2：灰白色，质不纯，混少量细砂，偶见植物残骸，韧性中等高，湿，软塑可塑状态。仅在场地局部呈透镜体分布，钻孔ZK3、ZK12、ZK29遇见，层厚1.003.20m。淤泥质细砂2-

5、3：灰黑色,砂成分主要为石英质,含少量淤泥及有机质，级配良好，分选较差，饱和,松散状态。仅在场地局部分布，钻孔ZK1、ZK7、ZK8、ZK16、ZK17、ZK20、ZK24、ZK25、ZK26遇见，层厚0.502.30m。中粗砂2-4：灰褐色，砂成份为石英质，含少量粘性土，级配及分选性较好，饱和，松散。仅在场地局部呈透镜体分布，钻孔ZK3、ZK9、ZK25遇见。层厚0.703.20m。3、第四系上更新统冲积含砾粘土：主要为粘土，红褐、黄褐色，杂灰白色或浅黄色斑纹，具网纹结构，不均匀的含粗砂及园砾，含砾量1020%，稍湿湿，可塑硬塑。局部呈透镜体分布。层厚1.003.40m。4、第四系残积粉质粘

6、土：主要由泥质砂岩风化残积而成，母岩结构构造可辨，棕红色，手捻有砂感，湿稍湿，可塑硬塑，局部呈坚硬状态。此层在场地普遍分布，层厚1.0011.50m。4、石炭系下统页岩、粉砂岩本层为页岩及粉砂岩，按风化程度划分为全风化带、强风化带。 (1)、全风化带（层号4-1）本地岩性主要为页岩，此为粉砂岩。带内岩石风化强烈，原岩结构可辨，岩芯呈坚硬土状，遇水易软化。揭露厚度0.6012.40m。 (2)、强风化岩带（层号4-2）本地岩性主要为页岩，此为粉砂岩。带内岩石风化强烈，岩芯呈半岩半土状，遇水易软化。揭露厚度3.004.20m。5、第三系（E2）泥质砂岩：系内陆湖泊相沉积建造，主要为泥质砂岩，局部夹

7、含砾泥质砂岩或细砂岩夹层，紫红、棕红色，碎屑成分以石英质为主，胶结物为泥质，含铁质氧化物及其它盐类，细粒泥质结构，厚层构造。（1）强风化泥质砂岩5-1：棕红色，风化后呈半岩半土状，可辩母岩结构，风化裂隙不太发育，岩块用手可掰断，浸水后迅速崩解，因岩性差异及风化不均匀，偶尔夹有残积土及中风化岩体。此层在场地普遍分布，层厚1.5015.00m，层顶标高-18.00-7.07m。（2）中风化泥质砂岩5-2：棕红色，部分矿物风化变质，风化裂隙不太发育，岩体完整，岩芯接触空气后易皲裂，浸水后易崩解。因岩性差异，其抗风化能力及岩石强度存在差异，局部偶尔夹有微风化或强风化岩体。（二）地下水概况 场地内地下水

8、类型为赋存于人工填土及第四系地层孔隙内的潜水，具微承压性，靠大气降水及河水补给，水位变化因季节而异。勘察期间测得稳定水位埋深0.901.50m，标高介于0.681.46m。地下水对混凝土微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋弱腐蚀性。四、基坑支护方案设计依据结果与讨论1、广东省标准建筑基坑支护工程技术规程（DBJ/T15-20-97）；2、建筑基坑支护技术规范（JGJ120-99）；3、岩土锚杆技术规程(CECS22:2005)；4、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；5、中山市利和广场岩土工程勘察报告；6、中山市利和广场相关建筑、结构设计图及周边环境图纸。五、基坑支护设计方案的选取考虑

9、到本基坑形状、基坑周边环境及地质条件，基坑拟采用钻孔桩支撑支护。六、基坑支护方案计算场地1、计算参数选择（1）该基坑的的安全等级为一级，基坑侧壁的重要性系数取0=1.1； （2）地面超载：地面超载按距基坑边距离、不同基础型式及后期使用情况选取如下：注：上述基础埋深约为1.5m，桩长考虑为6m；超载选取时考虑桩身摩擦力从基础底至桩底沿深度方向均匀分布。（3）地下水位：基坑外侧按各钻孔所提供的稳定水位选取，基坑内侧基坑开挖面以下1.0m；（4）计算软件采用理正深基坑计算软件；（5）土层参数选取；表1-1 各土层参数取值表土层号土层名称密度（kN/m3）内聚力(kPa)摩擦角（度）土层与锚固体间的粘

10、结强度（kPa）1杂填土18.5018152-1淤泥15.6102122-2粉质粘土161510202-3淤泥质细砂19018202-4中粗砂20.5025303砾质粘土19.52220354粉质粘土202520405-1强风化2150251202、不同支护剖面的划分及计算根据场地地质状况、基坑周边建（构）物情况及基坑挖深，将基坑开挖边线划分为9个剖面，具体剖面划分见平面布置图。（一）、支撑刚度计算人工内支撑刚度按下式进行计算：计算公式中：E支撑的弹性模量；A支撑截面积；L支撑计算长度；支撑间距。以1-1剖面对撑为例，混凝土等级为C30，角撑截面1000800mm，最长的角撑长L=47.416

11、m，与基坑边夹角35度，则其垂直于基坑边刚度为： =sin35o580MN/m。其它剖面支撑刚度计算列表如下。表2-2 各剖面支撑刚度（）剖面号支撑形式支撑刚度（MN/m/根）1对撑5802对撑11423对撑11303角撑5024对撑5684角撑7355对撑14686对撑7156角撑5637对撑10008对撑4968角撑5339对撑1000（三）、各剖面计算结果等级为C3以1-1剖面为例，钻孔桩厚800mm，桩内均布纵筋1922，桩的抵抗弯矩设计值为：0.381查附录D得m=0.2923，按照上述的设计参数，采用理正深基坑结构计算软件进行验算分析最终得出各剖面计算结果，具体如下表3、4、5所示

12、：表3-3 各剖面支护理正计算结果汇总表计算剖面钻孔编号基坑开挖深度(m)支护桩纵向配筋开挖侧最大弯矩（）迎土侧最大弯矩（）开挖侧最大设计弯矩（）迎土侧最大设计弯矩（）最大位移（mm）地表沉降（mm）1-1ZK4912.520B22698.45698.45638.29378.5717.49182-2ZK7312.520B22698.45698.45569.68301.7013.98173-3ZK5112.521B25931.91931.91817.87424.8622.27243-3ZK5112.521B25931.91931.91820.12437.4921.05244-4ZK5612.52

13、0B25896.07896.07623.67299.8918.43215-5ZK3712.520B22698.45698.45588.45269.5915.55186-6ZK9012.519B20554.37554.37446.16111.7210.98147-7ZK8812.519B20554.37554.37241.03135.786.94108-8ZK8412.519B20554.37554.37454.15195.0211.65149-9ZK0512.519B22669.07669.07568.06255.4114.6517表4-4 各剖面支撑及锚索加拆撑（锚）过程中所受最大内力（设计

14、值）汇总表 （单位为）剖面名称1-12-23-33-34-45-56-6第一道支撑3157.003520.213427.334380.973310.733265.251617.18第二道支撑4058.614249.404934.686135.954367.994096.582724.12剖面名称7-78-89-9第一道支撑1600.021658.533379.13第一道对撑2240.102714.104355.57注：表中线数据为一个计算宽度内支撑所受内力。计算宽度为一根主撑（对撑或角撑）所辖范围。其中6-6剖面为两根主对撑所受内力。表5-5各剖面计算安全系数汇总表剖面号1-12-23-33-

15、34-45-56-67-78-89-9整体稳定安全系数2.072.032.012.052.052.172.102.082.172.07抗倾覆安全系数2.222.481.431.371.632.292.063.743.582.22（三）、腰梁计算1）支撑腰梁YL1采用C25砼，其截面为1m1m。由3-3剖面计算结果（详见附件09）可知，加拆撑过程中，第一道支撑所受最大轴力为4380.97kN（设计值），每米所传递的最大水平荷载为q=4380.97/14（支撑所辖范围）=312.93kN/m。腰梁所受的最大弯矩为：配1425，As=14490.96872.6，满足要求。腰梁所受剪力为：梁砼抗剪（箍

16、筋8180）：2）支撑腰梁YL2采用C25砼，其截面为1.2 m1.2 m。由3-3剖面计算结果（详见附件4）可知，加拆撑过程中，第二道支撑所受最大轴力为6135.95kN（设计值），每米所传递的最大水平荷载为q=6135.95/14（支撑所辖范围）=438.28kN/m。腰梁所受的最大弯矩为：配1428，As=14615.88621.2mm2，满足要求。腰梁所受剪力为：梁砼抗剪（箍筋10100）：（四）、混凝土支撑计算1、第一道角撑计算各剖面第一道角撑JCL1，采用C25砼，截面采用800mm1000mm，从计算结果来看，按受力最大的3-3剖面计算，角撑长为63.983m，中间设置3根立柱，

17、角撑受压计算长度取9.415 m，角撑与基坑边夹角为420，支撑所受的最大轴力为：（1）按轴心受压计算：其中 ：N轴向压力设计值；钢筋混凝土构件的稳定系数；fc混凝土轴心抗压强度设计值；A构件截面面积；全部纵向钢筋截面面积；，按构造配筋即可。（2）考虑支撑自重的影响，按偏心受压计算（采用理正结构设计工具箱计算）：弯矩设计值计算类型：小偏心受压，。轴压比=N/(A*fc)=0.538截面验算:Vy=94.14kN min=0.20%)，配筋满足。下部纵筋:8B20(2513.6mm2 =0.31% min=0.20%)，配筋满足。左纵筋: 6B20 (1888mm2 =0.23% min=0.2

18、0%)，配筋满足。右纵筋: 5B20 (1888mm2 =0.23% min=0.20%)，配筋满足。竖向箍筋:d8200四肢箍(1005mm2/m sv=0.13%) Asv/s=976mm2/m，配筋满足。水平箍筋:d8200四肢箍(1005mm2/m sv=0.10%) Asv/s=976mm2/m，配筋满足。2、第一道对撑计算各剖面第一道支撑ZCL1，采用C25砼，撑截面采用800mm1000mm，从计算结果来看，按受力最大的1-1剖面计算，支撑长为52.63m，中间设置两根立柱，支撑受压计算长度取21.26m，支撑所受的最大轴力为：N=4058.61kN 考虑支撑自重的影响，按偏心受

19、压计算：弯矩设计值计算类型：大偏心受压，轴压比=N/(A*fc)=0.426截面验算: Vy=212.60kN min=0.20%)，配筋满足。下部纵筋: 8B22 (3040.8mm2 =0.38% min=0.20%)，配筋满足。左纵筋: 6B20 (1888mm2=0.23% min=0.20%)，配筋满足。右纵筋: 6B20 (1888mm2=0.23% min=0.20%)，配筋满足。竖向箍筋:d8200四肢箍(1005mm2/m sv=0.13%) Asv/s=976mm2/m，配筋满足。水平箍筋:d8200四肢箍(1005mm2/m sv=0.10%) Asv/s=976mm2/

20、m，配筋满足。3、第二道角撑计算各剖面第一道角撑JCL2，采用C25砼，截面采用800mm1000mm，从计算结果来看，按受力最大的3-3剖面计算，角撑长为63.983m，中间设置3根立柱，角撑受压计算长度取9.415 m，角撑与基坑边夹角为420，支撑所受的最大轴力为：考虑支撑自重的影响，按偏心受压计算（采用理正结构设计工具箱计算）：弯矩设计值计算类型：小偏心受压，。轴压比=N/(A*fc)=0.538截面验算:Vy=94.14kN min=0.20%，配筋满足。下部纵筋: 8B22(3040.8mm2 =0.38% min=0.20%)，配筋满足。左纵筋: 6B20 (1888mm2=0.

21、23% min=0.20%)，配筋满足。右纵筋: 6B20 (1888mm2=0.23% min=0.20%)，配筋满足。竖向箍筋:d8200四肢箍(1005mm2/m sv=0.13%) Asv/s=976mm2/m，配筋满足。水平箍筋:d8200四肢箍(1005mm2/m sv=0.13%) Asv/s=976mm2/m，配筋满足。4、钢筋混凝土支撑平面稳定性计算以支撑力较大、平面内支撑计算长度较长的1-1剖面两道对撑进行验算。（1）1-1剖面第一道对撑平面稳定性验算L/b 21.26/0.826.58（支撑计算长度取平面内联梁中心距范围内支撑长度，下同） 查表，得 0.5856=6327

22、.853kNN=4058.61kN，满足要求，支撑在平面内稳定。（五）、立柱计算（1）桩基设计：立柱采用800旋挖桩，采用C30砼,以最大受力剖面1-1计算。荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值；基桩成桩工艺系数，按规范第5.8.3条规定取值；混凝土轴心抗压强度设计值；桩身横截面面积；则桩身强度为：（2）立柱承载力设计值计算式中：Nz1水平支撑及柱自重产生的轴力设计值； Ni第i层支撑交汇于本立柱的最大受力杆件的轴力设计值；n支撑层数。取最长的支撑进行计算：L52.6m，八字撑及联系梁总长为50m，其间设四道立柱：Nz152.60.80.830+500.80.8302/21969.92kNN

23、i3157.00+4058.617215.6kN ，则1.25 Nz =1.252690.56=3363.2Kn3363.2kN, 满足要求!七、基坑监测要求根据基坑周边的环境情况及开挖深度，为保证基坑施工的顺利进行，作到发现情况及时处理，拟对基坑的监测作以下要求：表6-6序号项目符号数目监测目的监测频率基坑开挖期间底板施工完后1位移观测点WY26基坑周边土体的位移每三天一次每周一次2水位观测SW11监测地下水位每三天一次每周一次3围护结构测斜点CX24监测围护结构的倾斜每三天一次每周一次4建筑物沉降CC20监测周边建筑物的沉降每三天一次每周一次6路面沉降SC9监测周边路面的沉降每三天一次每周

24、一次7支撑轴力观测点SLJ20 监测地下水位对于基坑周边的位移、围护结构的测斜控制标准报警值预警值1、位移、横向位移一级基坑30mm25mm20mm对于基坑周边建（构）物的沉降控制标准报警值预警值1、位移、沉降一级基坑20mm15mm10mm2、相对沉降1/10001/15001/2000八、施工顺序及应急预案拟建场地位于市中心，目前为停车场，交通极为便利。场地北1、施工顺序第一步：施工基坑外侧排桩及支撑立柱，将基坑内侧土方开挖至-0.800m，施工排桩冠梁；第二步：开挖土方至第一道支撑梁底下0.3m，施工第一道腰梁及第一道支撑，待第一道腰梁强度达到70%后，开挖土方至第二道腰梁底下0.3m；

25、第三步：施工第二道腰梁及第二道支撑，待腰梁及支撑强度达到设计强度的70%后，开挖土方至基坑底；第五步：施工地下室底板，；第六步：施工负二层楼板，待负二层楼板达到设计强度的70%后，拆除第二道支撑；第七步：施工负一层楼板，待负一层楼板达到设计强度的70%后，拆除第一道支撑；第八步：施工地下室顶板。2、施工应急预案在施工过程中，若出现异常情况，采取的相应应急方案如下：a、顶设钢支撑方案，在基坑内侧产生变形区域，从基坑开挖面设置钢支撑，支顶于腰梁处，钢支撑采用60012的钢管；b、补设预应力锚索；c、在地面出现裂缝区域，采用0.5的纯水泥浆进行灌注；d、在基坑顶部区域，打入竖向的48的钢花管，进行静

26、力注浆;e、进行基坑内侧回填土； f、出现漏水时用堵漏材料（如化学浆液，树脂材料等），处理墙体的渗漏。 九、施工注意事项1、基坑顶的排水沟可与施工场地排水合并设置，基坑顶地面应用素混凝土或砂浆抹面，施工中发现地面裂缝应及时以水泥浆灌满。2、基坑应分段分层开挖，严禁超挖或少挖，上层支撑到设计强度后才能进行下一层土方开挖。3、基坑开挖施工前，基坑四周地面必须硬化，防止地表水渗入基坑，特别是不得在基坑边设置厕所、冲凉房等易漏水设施。基坑开挖过程及地下室施工期间应做好基坑内外的排水工作，基坑外侧宜设置截水沟，基坑内侧可根据基坑渗水情况，采取沿基坑侧设置排水盲沟，集水井等排水措施。如在雨季施工必须准备足

27、够的抽水设备，基坑严禁泡水。4、基坑开挖至设计高程时，应马上验槽并立即施工垫层，严禁基底土层长时间暴露被水浸泡。5、在基坑开挖及地下室施工期间，严禁在基坑顶面堆载；挖土过程严禁撞击腰梁、支撑、锚索等支护结构体。6、基坑开挖过程中，做好挖土机械、车辆的通道布置、挖土的顺序及周围堆土位置安排，应采取措施防止碰撞支护结构、工程桩或扰动基底原状土。土方开挖要求分段逐层开挖，每段长度不大于20m，每层挖深不超过1.5m。7、围护结构的设计和施工应遵循“动态设计与信息化施工”的原则。本场地地理位置复杂，基坑附近有建筑物。在施工过程中，必须建立严格的监测网，对施工全过程的基坑安全及周边环境进行严密监测。关键

28、位置、工况应加密测点布置，加大监测频率，及时作好监测结果的综合分析和风险预测，并将结果提供给业主、施工单位、监理单位、设计单位，根据监测反馈信息、地层岩性的变化及施工条件，及时调整设计和施工，以确保基坑、周围建筑和管线的安全，具体监测项目、频率及要求等见设计图纸。8、本说明未及之外，应严格按国家、广东省及广州市现行有关规范、规程和技术规定执行。十、结论本工程根据场地周边环境状况、场地地质情况、基坑挖深、后期支护结构的使用情况以及施工的可行性，拟采用800厚钢筋混凝土钻孔桩加两道钢筋混凝土圆环内支撑作为整体的支护结构体。通过计算，基坑最大计算位移22.27mm，满足规范规定要求。整个设计方案亦可满足基坑开挖及后期地下室使用要求。