基坑支护设计土木工程专业毕业论文(编辑修改稿)

基坑支护设计土木工程专业毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

结构刚度好，对地面沉降控制好。 成孔需专门设备； 施工工艺较复杂。 造价适中 地下连续墙 整 体性好，稳定性强；可作为永久性结构； 漏水点少，渗漏易处理； 刚度大，地面沉降小。 需要专门的成槽设备； 需要足够的施工场地； 对城市环境污染大。 造价相对较高 钻孔桩＋基坑外降水 适用多种地层，施工进度可控制； 可根据基坑深度调整设计参数，满足强度和刚度要求； 基坑外降水，地下水位低时优势明显； 对城市环境有一定影响； 施工工艺较复杂。 造价相对较低 土钉墙 设备简单，操作方便，施工所需场地小，施工干扰少。 材料用量和工程量小，造价低。 土体位移小 ，采用信息化施工可确保工程和施工安全。 应具有较好的工程及水文地质条件。 适用于深度小于 15m 的基坑。 造价低 经比对及施工经验结合此工程环境得知采用钻孔灌注桩具有以下技术优点： （ 1） 施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移，因此对环境和周边建筑物危害小； （ 2）大直径钻孔灌注桩直径大、入土深； （ 3） 对于桩穿透的图层可以在空中作原位测试，以检测土层的性质； （ 4）扩底钻孔灌注桩能更好地发挥桩端承载力； （ 5） 经常设计成一柱一桩，无需桩顶承台，简化了基础结构形式； （ 6）钻孔灌注桩通常布桩间距大，群桩效应小； （ 7）施工设备简单轻便，能在较低的净空条件下设桩； （ 8）钻孔灌注桩在施工中，影响成桩质量的因素较多，质量不够稳定，有时候会发生缩径、桩身局部夹泥等现象，桩侧阻力和桩端阻力的发挥会随着工艺而变化，且又在较大程度上受施工操作影响； 三、钢支撑和锚索施工比较 （一） 施工工艺 支撑和锚索的施工工艺都比较成熟，在深基坑支护中，挖掘机操作需 避让支撑，而锚索不需要。 但锚索需要一定的地下空间，这对于市政工程是一的非常的局限条件，并不在任何地方都可以用锚索支护。 待基坑施工至基底开始施工结构时，需要向基坑内运输工程材料，在调装的过程中，支撑有着很大的限制与不便。 支撑安装工人需要经过专业的培训才可以上岗，危险系数较大。 （二） 施工工期 支撑施工时土方将不能同时进行开挖，而锚索在到达设计标高以后，可以多台同时作业，这期间土方还可以继续施工，不影响工程进度。 但浆液龄期需要大概 4天的时间，土方开挖需要给张拉留出工作面。 中国地质大学（北京）本科毕业设计 8 （三） 体系效果 从监控量测的数值反映和对比，两种支护体系效果均比较理想，桩体的侧向位移都在 3cm 以内。 经过比较并根据已对该工程地质条件、基 坑开挖深度及周边环境的特点的分析，选择基坑支护方案时充分考虑影响边坡稳定性安全的不利因素，同时兼顾经济、高效的原则，该工程基坑支护方案拟采用钻孔灌注桩加锚杆结合支护。 第三节 基坑支护 中荷载的计算 一 、 荷载与组合 结构自重：钢筋混凝土自重按 25kN/m3 计。 水土侧压力：砂、卵石层水土分算，粘性土层水土合算，施工期间按朗 肯 公式计算其主动土压力。 施工荷载：按 0=30kPa 计。 二 、 水平荷载标准值 （一）砂土 的水平荷载标准值 对 砂 土计算点位于地下水位以上 时 按式下式计算 ： a v a ai i ip K z K (21) 20a ta n (4 5 )2iiK  (22) 式中 aiK － 第 i层的主动土压力系数； v － 作用于 iz 深度处的竖 向应力标准值 (kPa)； iz － 计算点深度 (m)； i －第 i层土的内摩擦角 （0）。 （ 二 ） 粉土 水平荷载标准值 对于粉土及粘性土 ， 水平荷载标准值 按下 式 计算： ai a a2i i i ip rz K c K (23) aiK － 第 i层的主动土压力系数； iz － 计算点深度 (m)； ic － 三轴试验当有可靠经验时可采用直接剪切试验确定的第层土固结不排水不（快）剪粘聚力标准值 (kPa)； 式中 aiK 按式 (22)计算。 （三） 工程中土层水平荷载标准值 求土层加权的  值按下式计算： 中国地质大学（北京）本科毕业设计 9 ( 1 .8 2 .6 3 2 .3 0 .72 .4 2 .5 3 ) 1 8 .30 .4 5 72 4 .51 8 2 4 2 5 2 2 2 63 5 2 2 2 3tg tg tg tg tg tgtg tg tg                      得 由式 22计算得主动土压力系数得： 022aa 2 4 . 5ta n 4 5 ta n 4 5 0 . 4 122ooK       。 ikc 三轴试验聚力标准值如 下 表 23： 表 23 Cik三轴试验聚力标准值 土层 ① 素填土 ③ 2 粉土 ④ 2 粉土 ④ 粉质粘土 ⑤ 2 粉土 ⑤ 4 细砂 ⑦ 粉质粘土 ⑨ ⑩ 粉质粘土 ikc 8 8 10 17 6 0 21 21 加权 c  8 1 . 8 8 2 . 6 1 0 3 1 7 2 . 3 6 0 . 7 2 1 1 1 . 8 / 2 4 . 6 1 4 . 5            综上 按式 (23)计算得出 水平荷载标准值 计算结果 下 表 24： 表 24 水平荷载标准值 土层 ① 素填土 ③ 2 粉土 ④ 2 粉土 ④ 粉质粘土 ⑤ 2 粉土 ⑤ 4 细砂 ⑦ 粉质粘土 ⑨ ⑩ 粉质粘土 jz （ m） aiK ikc akj (kPa) 三 水平抗力标准值 根 据《建筑基坑支护技术规程》（ JGJ120－ 99） ， 基坑内侧水平抗力标准值 pjke 按下列方法 计算。 粉土及粘性土基坑内侧水平抗力标准值宜按下式计算 ： p k p k p k p= + 2j j i i ie K c K (24) 式中 pkj －作用于基坑底面以下深度处的竖向应力标准值 (kPa)； piK － 第 i 层土的被动土压力系数。 第 i 层土的被动土压力系数应按下式计算 2o kp = tan 45 + 2iiK  (25) 式中 ki －为第 i 层土的内摩擦角（ 0）。 由于降水 效果良好，地下水位位于支护结构以下 ，基本为无水施工 ，对于砂土、碎石及粉土、粘性土基坑内侧抗力标准值可统一按下 式 计算 ： 中国地质大学（北京）本科毕业设计 10 p k p k p k p= + 2j j i i ie K c K (26) 式中参数意义同 式 (24)。 计算结果见下 表 29： 表 29 基坑内侧抗力标准值 土层 jz (m) piK kic (kPa) pkj (kPa) ⑨ ⑩ 粉质粘土 21 第四节 护坡桩设计 一 、 嵌 固深度计算 多层锚杆整体等值梁的计算方法是，把基坑下桩的弯矩零点与桩顶之间的桩当作多跨连续梁，锚杆位置当作连续梁的支点，采用力矩分配法计算支点反力。 用整体等值梁法计算嵌固深度 0h ，计算过程如下。 主动土压力系数 2 aa ta n 4 5 0 .4 12oK   。 被动土压力 系数 被动土压力系数 按 下 式 计算 ：  2pp c os=c os si n + si nK    (27) 基坑下 土的内磨擦角的加权平均值 op=23。 桩土间的 摩 擦角 12=~33   之间，由于是 砂 土为主，所以取 o2= =。 所以：  2ppppc os= = 3. 52 5c os sin + sinK   。 土压力为零（近似零弯点）距坑底的距离 土压力为零（近似零弯点）距坑底的距离 按 下 式 计算：  qapa+= eey KK (28) 中国地质大学（北京）本科毕业设计 11 式中 qe － 均布附加荷载 为 产生的水平荷载 ， 均布附加荷载 为 30kPa。 土的天然重度的加权平均值： 3= qa= = 3 0 0 .4 1 = 1 2 .3 k P ae q K a = 1 9 . 8 7 0 . 4 1 1 8 . 3 2 1 4 . 5 0 . 4 1 = 1 3 0 . 5 k P ae     将参数代入式（ 319）得出土压力零点，如下：    qapa+ 1 2 .3 + 1 3 0 .5= = = 2 .3 m1 9 .8 7 3 .5 2 5 0 .4 1eey KK 。 用弯矩分配法计算支点反力 现将基坑支护图画作一连续梁，其荷载为土压力及地面荷载， 土压力为零点经计算离坑底为 ，近似看作为弯距为零处， F 点看作 为一地下支点无 弯距，如下图 21 所示 ： mq=30kNABCDEFe=142. 8 图 21 基坑支护简图 将基坑支护图画成为一连续梁，契合在为土压力及地面荷载，见图 22 所示：kN/mB C DEFA 1 图 22 整体等值梁计算简图 中国地质大学（北京）本科毕业设计 12 A 点 超荷压力 为 a 0 a 3 0 0 .4 1 1 2 .3 k Paq q K    。 由 ai a a2i i i ip rz K c K得  ， 1 0. 77 3. 23A B A B   由上得 B、 C、 D、 E、 F 土压力为 b= ； c d e= 71 .1 kPa。 = 10 7. 8k P a。 = 14 2. 8k P a。 q q q f =0kPaq。 分段计算固端弯距 （ 1） 、 AB 段弯矩计算 AB 段弯距， 简化为悬臂梁。 如 下 图 23 所示 ： A 1 B 图 23 桩 AB 段计算简图 A 端弯距为零： A=0M。 B端弯距 计算公式 ： BA 3 . 2 3 3 . 2 32 6 . 3 = 4 5 . 7 k N m23M     ； （ 2） 、 BC 段弯矩计算 梁 BC 段 按一端固定一端简支计算 ， B支点荷载1q=， C 支点荷载2q=。 如下 图 24 所示 ： B Cq1q2 图 24 桩 BC 段计算简图 由公式得   212C 7 + 8 l = 1 8 9 . 7 9 k N m120qqM ； BAC B C= = 1 6 6 . 9 4 k N m2MMM  （ 3）、 CD 段弯矩计算 梁 CD 段如 图 25 所示， 中国地质大学（北京）本科毕业设计 13 C Dq1q2 图 25 桩 CD 段计算简图 两端均为固端，其计算公式为：  22 2212CD 1 0 7 . 8 7 1 . 17 1 . 1 = = 1 4 4 . 7 5 k N m1 2 3 0 1 2 3 0 4 . 54 . 5M qqll     22 2212DC 1 0 7 . 8 7 1 . 17 1 . 1= = 1 5 7 . 1 4 k N m1 2 2 0 1 2 2 0 4 . 54 . 5M qqll     （ 4） 、 DEF 段弯矩计算 梁 DEF 段如图 26 所示，。