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基坑支护设计


《某建筑基坑支护工程课程设计》第一组
一、工程资料:
基坑东西长 238m、南北宽 21.7m,深 21m,属于一级基坑。 基坑周围场地受限,沉降控制严格。 (一)工程地质条件 <1>填土 层厚 3m。根据室内试验:天然密度 ρ=1.78g/cm3,天然含水率 w=22%,天然孔隙比 e0=0.833,液性指数 IL=0.50,压缩系数 a0.1-0.2=0.548MPa-1,压缩模量 Es0.1-0.2=3.42MPa, 天然直剪指标:凝聚力 c=15.0kPa,内摩擦角 Φ=17.1°,自由膨胀率 Fs=30%。 <2>粉质粘土 层厚 4m。根据室内试验:天然密度 ρ=2.08g/cm3,天然含水率 w=30%,天然孔隙比 e0=0.684,液性指数 IL=0.50,压缩系数 a0.1-0.2=0.50MPa-1,压缩模量 Es0.1-0.2=5.80MPa,天 然直剪指标:凝聚力 c=25kPa,内摩擦角 Φ=15°,自由膨胀率 Fs=30%。 <3>中砂 层厚 7m。根据室内试验:天然密度 ρ=2.18g/cm3,天然含水率 w=15%,天然孔隙比 e0=0.784,压缩系数 a0.1-0.2=0.40MPa-1,压缩模量 Es0.1-0.2=8.80MPa,天然直剪指标:内摩 擦角 Φ=35°。 <4>可塑状粉质粘土 层厚 9.5m。根据室内试验:天然密度 ρ=2.00g/cm3,天然含水率 w=30%,天然孔隙 比 e0=0.866,液性指数 IL=0.61,压缩系数 a0.1-0.2=0.437MPa-1,压缩模量 Es0.1-0.2=4.74MPa, 天然直剪指标:凝聚力 c=20.7kPa,内摩擦角 Φ=20°,自由膨胀率 Fs=10%。 <5>硬塑状粉质粘土 层厚 7.2m。根据室内试验:天然密度 ρ=2.05g/cm3,天然含水率 w=25%,天然孔隙 比 e0=0.856,液性指数 IL=0.14,压缩系数 a0.1-0.2=0.423MPa-1,压缩模量 Es0.1-0.2=5.5MPa, 天然直剪指标:凝聚力 c=25kPa,内摩擦角 Φ=21°,自由膨胀率 Fs=20%。 <6>全风化含砾砂岩 层厚 4.5m。根据室内试验:天然密度 ρ=2.15g/cm3,天然含水率 w=16.5%,天然孔 隙 比 e0=0.653 , 液 性 指 数 IL=-0.47 , 压 缩 系 数 a0.1-0.2=0. 454MPa-1 , 压 缩 模 量 Es0.1-0.2=5.51MPa, 天然直剪指标: 凝聚力 c=25kPa, 内摩擦角 Φ=20°, 自由膨胀率 Fs=10%。 <7>中风化含砾砂岩 紫红色、棕红色、褐红色、灰褐色、浅灰色等夹灰白色斑点,砂状结构,泥质胶结, 厚层至巨厚层状构造,岩质较软。节理裂隙较发育,裂隙面局部有铁质侵染及次生粘土 矿物充填。所含砾石成分为砂岩、混合花岗岩及片麻岩等,亚圆形、次棱角状,砾石直 径平均为 31mm。岩芯多呈柱状,少量碎块状,柱状岩芯节长 50~700mm。近似 RQD 平 均为 66%,岩石质量指标属较差级别。据波速测试结果,岩体完整性系数 kv =0.27~0.36, 岩体破碎,局部较破碎。根据室内试验:天然密度 ρ=2.46 g/cm3;天然极限抗压强度 fc= 18.7MPa;饱和极限抗压强度 fr= 13.7MPa,属较软岩;风干抗压强度值 fc=22.9MPa。 (二)水文地质条件 地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。 第四系孔隙水主要赋存于砂层及人工填土中,以潜水为主,含水量较大。粘性土透 水性和富水性均较弱。地下水位埋深 1.0m。

人工填土层中存在上层滞水,水量小。 基岩裂隙水主要赋存于岩石强风化带中。基岩的含水性、透水性受岩体的结构、构 造、裂隙发育程度等的控制,由于岩体的各向异性,加之局部岩体破碎、节理裂隙发育, 导致岩体富水程度与渗透性也不尽相同。岩体的节理、裂隙发育地带,地下水相对富集, 透水性也相对较好。总体上,基岩裂隙水发育具非均一性。 场址范围内砂层富水性及透水性较好,含水量较大;粉质粘土、全风化层富水性及 透水性较差,含水量较小,为相对隔水层。

二、设计内容
(一) 、设计依据: (1)《建筑基坑支护技术规范》 (JGJ120-2012) (2)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008) (3)《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) (4)《钢结构设计规范》(GB50017-2003) (5)《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009) (6)《混凝土结构工程施工质量验收规范》 (GB50204-2002) (二)支护结构设计方案: 1、荷载与抗力计算 水平荷载标准值(按土的种类计算) 、水平抗力标准值; 2、围护结构设计计算 (1)嵌固深度计算; (2)结构计算(确定结构内力和支点力设计值) ; (3)截面配筋计算(确定纵向受力筋、箍筋) ; 3、内支撑体系设计计算 (1)水平支撑设计(材料选择、截面参数、配筋设计) (2)竖向支撑设计(材料选择、截面参数、配筋设计) (3)围檩与腰梁设计 4、基坑降排水 5、基坑监测(参考“建筑基坑工程监测技术规范”确定位移控制监测值和报 警值。 (三)支护结构施工方案 1、支护工程与基坑开挖施工顺序(按设计工况确定支护与开挖施工顺序) ; 2、围护结构施工(成孔施工、钢筋笼制作与安放、混凝土灌注、冠梁施工) 3、支撑系统施工(筑模、浇筑、养护、及与基坑开挖之间的协调) 4、施工质量与安全技术措施; B.设计图纸: (1)基坑支护平面图; (2)基坑剖面图; (3)支护结构详图(包括:围护结构截面配筋图、冠梁构造配筋图、腰梁结构 配筋图、水平支撑构件配筋图、竖向支撑构件配筋图) 。


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