基坑工程课程设计概述.docx

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淮阴工学院课程设计课程名称：基坑工程姓名： XXX 班级：土木学号： XXX 指导老师：刘目录某水池基坑工程设计 - 1 - 一、基本资料 - 1 - 二、设计计算 - 1 - 2.1 深基坑支护设计 - 1 - 2.2 深基坑支护设计 - 14 - 2.3 深基坑支护设计 - 27 - 三、设计图纸 - 41 - 附录1：设计平面图 - 41 - 附录2；支护结构大样图 - 41 - 某水池基坑工程设计一、基本资料水池尺寸长：17.3米，宽11.1米，周长约64米，基坑的面积约240平方米。呈长方形。周边环境：水池东面外墙距在建2-G楼（2F）9.0米，西侧距在建2-K（2F）9.1米，北侧距用地红线6.5～7.1米，红线外侧为已建（砖混结构，浅基础）民房。土层信息：地层层度(m) C(kPa) ψ(度) γ(kN/m3) 素填土 1.5 5 15 18.5 粉土 3 10 35 19 粘性土 5 30 25 19.2 粘性土 10 35 30 19.4 地下水：-2米开挖深度：6米二、设计计算 2.1 深基坑支护设计设计单位：X X X 设计院设计人：X X X 设计时间：2017-12-22 14:37:17 ---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ] ---------------------------------------------------------------------- 排桩支护 ---------------------------------------------------------------------- [ 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γ0 1.00 基坑深度H(m) 6.000 嵌固深度(m) 4.000 桩顶标高(m) -1.000 桩截面类型圆形 └桩直径(m) 1.000 桩间距(m) 1.400 混凝土强度等级 C30 有无冠梁有 ├冠梁宽度(m) 1.000 ├冠梁高度(m) 0.800 └水平侧向刚度(MN/m) 1.923 放坡级数 1 超载个数 2 支护结构上的水平集中力 0 ---------------------------------------------------------------------- [ 放坡信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 坡号台宽(m) 坡高(m) 坡度系数 1 1.000 1.000 1.000 ---------------------------------------------------------------------- [ 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) 1 30.000 0.000 15.000 8.530 --- --- 2 10.000 --- --- --- --- --- ---------------------------------------------------------------------- [ 附加水平力信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是否参与序号 (kN) (m) 倾覆稳定整体稳定 ---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 土层数 4 坑内加固土否内侧降水最终深度(m) 7.000 外侧水位深度(m) 2.000 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ㄨ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 1.50 18.5 --- 5.00 15.00 2 粉土 3.00 19.0 10.0 10.00 35.00 3 粘性土 5.00 19.2 9.3 30.00 25.00 4 粘性土 10.00 19.4 8.0 --- --- 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) 1 60.0 --- --- --- m法 4.68 --- 2 60.0 0.00 33.00 分算 m法 18.48 --- 3 60.0 45.00 15.00 合算 m法 7.50 --- 4 120.0 10.00 10.00 分算 m法 10.00 --- ---------------------------------------------------------------------- [ 土压力模型及系数调整 ] ---------------------------------------------------------------------- 弹性法土压力模型: 经典法土压力模型: 层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力调整系数调整系数调整系数最大值(kPa) 1 素填土合算 1.000 1.000 1.000 10000.000 2 粉土分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 3 粘性土合算 1.000 1.000 1.000 10000.000 4 粘性土分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 ---------------------------------------------------------------------- [ 工况信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 工况工况深度支锚号类型 (m) 道号 1 开挖 2.000 --- 2 开挖 4.000 --- 3 开挖 6.000 --- ---------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ] ---------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ] ---------------------------------------------------------------------- 各工况：内力位移包络图：地表沉降图： ---------------------------------------------------------------------- [ 冠梁选筋结果 ] ---------------------------------------------------------------------- 钢筋级别选筋 As1 HRB335 2D16 As2 HRB335 2D16 As3 HRB335 D16@2 ---------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ] ---------------------------------------------------------------------- [ 截面参数 ] 桩是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm) 20 桩的纵筋级别 HRB335 桩的螺旋箍筋级别 HRB335 桩的螺旋箍筋间距(mm) 150 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) 9.00 [ 内力取值 ] 段内力类型弹性法经典法内力内力号计算值计算值设计值实用值基坑内侧最大弯矩(kN.m) 69.73 0.00 74.09 74.09 1 基坑外侧最大弯矩(kN.m) 150.86 294.99 160.28 160.28 最大剪力(kN) 84.45 104.20 105.57 105.57 段选筋类型级别钢筋实配[计算]面积号实配值 (mm2或mm2/m) 1 纵筋 HRB335 24D16 4825[4712] 箍筋 HRB335 D12@150 1508[1064] 加强箍筋 HRB335 D14@2000 154 ---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 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: 0.40m 滑裂面数据整体稳定安全系数 Ks = 1.451 圆弧半径(m) R = 16.793 圆心坐标X(m) X = 0.439 圆心坐标Y(m) Y = 8.783 ---------------------------------------------------------------------- [ 抗倾覆稳定性验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 抗倾覆安全系数: 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： Ks = 14.589 >= 1.200, 满足规范要求。工况2： Ks = 6.330 >= 1.200, 满足规范要求。工况3： Ks = 2.230 >= 1.200, 满足规范要求。 ---------------------------------------------- 安全系数最小的工况号：工况3。最小安全Ks = 2.230 >= 1.200, 满足规范要求。 ---------------------------------------------------------------------- [ 抗隆起验算 ] ---------------------------------------------------------------------- Prandtl(普朗德尔)公式(Ks >= 1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部): Ks = 1.255 >= 1.1, 满足规范要求。 Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15～1.25)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部): Ks = 1.391 >= 1.15, 满足规范要求。 [ 隆起量的计算 ] 注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理! 式中 δ———基坑底面向上位移(mm); n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数; ri———第i层土的重度(kN/m3)；地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3); hi———第i层土的厚度(m); q———基坑顶面的地面超载(kPa); D———桩(墙)的嵌入长度(m); H———基坑的开挖深度(m); c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa); φ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度); r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3); δ = 122(mm) ---------------------------------------------------------------------- [ 抗管涌验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5): 式中 γ0———侧壁重要性系数; γ'———土的有效重度(kN/m3); γw———地下水重度(kN/m3); h'———地下水位至基坑底的距离(m); D———桩(墙)入土深度(m); K = 3.484 >= 1.5, 满足规范要求。 ---------------------------------------------------------------------- [ 承压水验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 式中 Pcz———基坑开挖面以下至承压水层顶板间覆盖土的自重压力(kN/m2); Pwy———承压水层的水头压力(kN/m2); Ky———抗承压水头的稳定性安全系数，取1.5。 Ky = 38.50/30.00 = 1.28 >= 1.05 基坑底部土抗承压水头稳定! ---------------------------------------------------------------------- [ 嵌固深度计算 ] ---------------------------------------------------------------------- 嵌固深度计算参数：嵌固深度系数 1.200 抗渗嵌固系数 1.200 嵌固深度计算过程：按《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99悬臂式支护结构计算嵌固深度hd值，规范公式如下 hp∑Epj - βγ0ha∑Eai>=0 β = 1.200 ， γ0 = 1.000 hp = 1.187m，∑Epj = 420.030 kPa ha = 4.489m，∑Eai = 90.509 kPa 得到hd = 2.700m，hd采用值为：4.000m 2.2 深基坑支护设计设计单位：X X X 设计院设计人：X X X 设计时间：2017-12-23 17:32:07 ---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ] ---------------------------------------------------------------------- 排桩支护 ---------------------------------------------------------------------- [ 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γ0 1.00 基坑深度H(m) 6.000 嵌固深度(m) 4.000 桩顶标高(m) -1.000 桩截面类型圆形 └桩直径(m) 1.000 桩间距(m) 1.400 混凝土强度等级 C30 有无冠梁有 ├冠梁宽度(m) 1.000 ├冠梁高度(m) 0.800 └水平侧向刚度(MN/m) 1.923 放坡级数 1 超载个数 2 支护结构上的水平集中力 0 ---------------------------------------------------------------------- [ 放坡信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 坡号台宽(m) 坡高(m) 坡度系数 1 1.000 1.000 1.000 ---------------------------------------------------------------------- [ 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) 1 30.000 0.000 21.000 8.622 --- --- 2 10.000 --- --- --- --- --- ---------------------------------------------------------------------- [ 附加水平力信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是否参与序号 (kN) (m) 倾覆稳定整体稳定 ---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 土层数 4 坑内加固土否内侧降水最终深度(m) 7.000 外侧水位深度(m) 2.000 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ㄨ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 1.50 18.5 --- 5.00 15.00 2 红粘土 3.00 19.0 10.0 10.00 35.00 3 粘性土 5.00 19.2 9.3 30.00 25.00 4 粘性土 10.00 19.4 8.0 --- --- 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) 1 60.0 --- --- --- m法 4.68 --- 2 60.0 0.00 33.00 分算 m法 18.48 --- 3 60.0 45.00 15.00 合算 m法 7.50 --- 4 120.0 10.00 10.00 分算 m法 10.00 --- ---------------------------------------------------------------------- [ 土压力模型及系数调整 ] ---------------------------------------------------------------------- 弹性法土压力模型: 经典法土压力模型: 层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力调整系数调整系数调整系数最大值(kPa) 1 素填土合算 1.000 1.000 1.000 10000.000 2 红粘土分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 3 粘性土合算 1.000 1.000 1.000 10000.000 4 粘性土分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 ---------------------------------------------------------------------- [ 工况信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 工况工况深度支锚号类型 (m) 道号 1 开挖 2.000 --- 2 开挖 4.000 --- 3 开挖 6.000 --- ---------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ] ---------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ] ---------------------------------------------------------------------- 各工况：内力位移包络图：地表沉降图： ---------------------------------------------------------------------- [ 冠梁选筋结果 ] ---------------------------------------------------------------------- 钢筋级别选筋 As1 HRB335 2D16 As2 HRB335 2D16 As3 HRB335 D16@2 ---------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ] ---------------------------------------------------------------------- [ 截面参数 ] 桩是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm) 20 桩的纵筋级别 HRB335 桩的螺旋箍筋级别 HRB335 桩的螺旋箍筋间距(mm) 150 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) 9.00 [ 内力取值 ] 段内力类型弹性法经典法内力内力号计算值计算值设计值实用值基坑内侧最大弯矩(kN.m) 69.49 0.00 73.84 73.84 1 基坑外侧最大弯矩(kN.m) 151.17 294.99 160.62 160.62 最大剪力(kN) 85.00 104.20 106.25 106.25 段选筋类型级别钢筋实配[计算]面积号实配值 (mm2或mm2/m) 1 纵筋 HRB335 24D16 4825[4712] 箍筋 HRB335 D12@150 1508[1064] 加强箍筋 HRB335 D14@2000 154 ---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 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: 0.40m 滑裂面数据整体稳定安全系数 Ks = 1.453 圆弧半径(m) R = 16.793 圆心坐标X(m) X = 0.439 圆心坐标Y(m) Y = 8.783 ---------------------------------------------------------------------- [ 抗倾覆稳定性验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 抗倾覆安全系数: 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： Ks = 14.583 >= 1.200, 满足规范要求。工况2： Ks = 6.328 >= 1.200, 满足规范要求。工况3： Ks = 2.230 >= 1.200, 满足规范要求。 ---------------------------------------------- 安全系数最小的工况号：工况3。最小安全Ks = 2.230 >= 1.200, 满足规范要求。 ---------------------------------------------------------------------- [ 抗隆起验算 ] ---------------------------------------------------------------------- Prandtl(普朗德尔)公式(Ks >= 1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部): Ks = 1.256 >= 1.1, 满足规范要求。 Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15～1.25)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部): Ks = 1.392 >= 1.15, 满足规范要求。 [ 隆起量的计算 ] 注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理! 式中 δ———基坑底面向上位移(mm); n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数; ri———第i层土的重度(kN/m3)；地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3); hi———第i层土的厚度(m); q———基坑顶面的地面超载(kPa); D———桩(墙)的嵌入长度(m); H———基坑的开挖深度(m); c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa); φ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度); r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3); δ = 122(mm) ---------------------------------------------------------------------- [ 抗管涌验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5): 式中 γ0———侧壁重要性系数; γ'———土的有效重度(kN/m3); γw———地下水重度(kN/m3); h'———地下水位至基坑底的距离(m); D———桩(墙)入土深度(m); K = 3.484 >= 1.5, 满足规范要求。 ---------------------------------------------------------------------- [ 承压水验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 式中 Pcz———基坑开挖面以下至承压水层顶板间覆盖土的自重压力(kN/m2); Pwy———承压水层的水头压力(kN/m2); Ky———抗承压水头的稳定性安全系数，取1.5。 Ky = 38.50/30.00 = 1.28 >= 1.05 基坑底部土抗承压水头稳定! ---------------------------------------------------------------------- [ 嵌固深度计算 ] ---------------------------------------------------------------------- 嵌固深度计算参数：嵌固深度系数 1.200 抗渗嵌固系数 1.200 嵌固深度计算过程：按《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99悬臂式支护结构计算嵌固深度hd值，规范公式如下 hp∑Epj - βγ0ha∑Eai>=0 β = 1.200 ， γ0 = 1.000 hp = 1.176m，∑Epj = 421.035 kPa ha = 4.621m，∑Eai = 88.844 kPa 得到hd = 2.600m，hd采用值为：4.000m 2.3 深基坑支护设计设计单位：X X X 设计院设计人：X X X 设计时间：2017-12-24 15:27:30 ---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ] ----

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