某综合楼深基坑支护设计手算教学教材文档格式.docx
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30.5
18
10.0
5
5.4×
104
2
粉土层
3.5~4.0
31.7
18.9
35.0
10
5.52×
3
粉土夹沙层
3.5
30.6
18.7
35.5
6.5
5.25×
4
淤泥质粉
质粘土层
34.1
11.2
15.6
4.50×
18.4
6
17.3
43.0
7
粉质粘土层
8
19.1
30.65
二、降水设计
根据本地的工程地质水文条件以及周围环境,设计采用喷射井点降水系统。
由于上部透水性较好,采用环圈形式布置井点,并配抽水设备。
方案为潜水完整井。
1.井点系统布置
井点管呈长方形布置,总管距沉井边缘1.5m。
沉井平面尺寸为144×
40m2,水力坡度取1/10。
1)井点系统总长度
[(144+1.50*2)+(40+1.50*2)]*2=380m
2)喷射井点管埋深
H=11.6+IL1=11.6+1/10*43/2=13.75m
取喷射井点管长度为14m
3)虑水管长度取L=1.5m,φ38mm
4)在埋设喷射井点时冲孔直径为600mm,冲孔深度比滤水管深1米.
即:
14.50+1.50+1.00=17.00m
井点管与滤水管和孔壁间用粗砂填实作为砂滤层,距地表1.00m处用粘土封实以防漏气。
2.基坑排水量计算
2)渗透系数的确定
土的渗透系数用第二层和第三层的加权平均值
=*10-4
=5.36*10-4cm/s
=0.46m/d
2)含水层厚度Hw
Hw=3.9+3.8+3.5+3.5+3+1-1.15=17.55m
2)基坑要求降低水位深度S′
S′=11.6-1.15+0.5=10.95m
2)地下水位以及井管长度,即井管内水位下降深度S
S=S′+iL1=10.95+1/10*43/2=13.1m
2)影响半径R
R=10s=10*13.1*=88.8m
2)引用半径r
r===44.87m
2)基坑总排水量Q
Q=
=
=239.8m3/d
3.单根井点管的出水量
q=65πdl
=65*3.14*0.038*1.5*
=8.98m3/d
4.单根井点管数及间距
N=1.1Q/q=1.1*239.8/8.98=29.4
实际用30根井点管
D=(147+43)*2/30=12.67m
实际间距取12米
注意:
在井点系统抽水期间应加强地面沉降的观测,防止由于地面沉降而引起的环境问题。
按此喷射井点设计方案降水在沉井施工过程中降水效果好,满足设计要求。
三、土层压力计算
因墙背竖直、光滑,填土面基本水平,符合郎金条件计算时假定附加荷载q=10kp
个填土层物理力学性质该书中已给,不再赘述。
计算过程如下:
Ka1=tan2(45。
-10。
/2)
=0.7
σa0=qKa1-2c1
=10*0.7-2*5*
=-1.37kp
σa1=(10+18.1*1.15)*0.7-2*5
=13.2kp
σa2=(10+18.1*1.15+8.1*3.35)*0.7-2*5
=32.2kp
Ka3=tan2(45。
-35。
=0.27
σa2’=(10+18.1*1.15+8.1*3.35)*0.27-2*10
=5.25kp
σa3=(10+18.1*1.15+8.1*3.35+8.9*4)*0.27-2*10
=14.86kp
Ka4=tan2(45。
-35.15。
/2)=0.27
σa3’=(10+18.1*1.15+8.1*3.35+8.9*4)*0.27-2*6.5
=18.5kp
σa4=(10+18.1*1.15+8.1*3.35+8.9*4+8.7*3.5)*0.27-2*6.5
=26.7kp
Ka5=tan2(45。
-11.2。
=0.67
σa4’=(10+18.1*1.15+8.1*3.35+8.9*4+8.7*3.5)*0.67-2*15.6
=57.5kp
σa5=(10+18.1*1.15+8.1*3.35+8.9*4+8.7*3.5+8.4*3.5)*0.67-2*15.6
=77.2kp
Ka6=tan2(45。
-17.3。
=0.54
σa5’=(10+18.1*1.15+8.1*3.35+8.9*4+8.7*3.5+8.4*3.5)*0.54-2*43
=19.6kp
σa6=(10+18.1*1.15+8.1*3.35+8.9*4+8.7*3.5+8.4*3.5+8.9*3.5)*0.54-2*43
=36.5kp
被动:
Kp4=tan2(45。
+35.12。
=3.7
σp4=8.7*0.4*3.7+2*6.5
=37.9kp
Kp5=tan2(45。
+11.2。
=1.48
σp4’=8.7*0.4*1.48+2*15.6
=43.1kp
σp5=(8.7*0.4+8.4*3.5)*1.48+2*15.6
=86.6kp
Kp6=tan2(45。
+17.3。
=1.85
σp5’=(8.7*0.4+8.4*3.5)*1.85+2*43
=177.8kp
σp5’=(8.7*0.4+8.4*3.5+8.9*3.5)*1.85+2*43
=235.4kp
土层水的压力:
σW=γWHW
10*(11.6-1.15)=104.5kp
不考虑渗流的影响
土层水土压力图
四、基坑护围及支护方案设计
1.方案选定
1)东侧和北侧采用放坡另加适当的土钉墙;
基坑开挖深度为9米,采用1:
0.577即坡角60度放坡开挖,中间设1.5米平台。
2)南侧采用人工挖孔桩配合对拉锚杆支护结构。
3)西侧由于对基坑侧壁变形稳定性要求较高,宜采用土钉墙支护。
2.方案设计及计算
1)东侧和北侧放坡段
板面:
C20喷射混凝土,厚度100mm
钢筋网:
φ6@200mm*200mm
土钉:
共设4排土钉,水平间距与垂直间距为2米
土钉规格:
φ28L8000mm@2000mm
分布见图纸
1内部稳定分析
为方便计算土层力学性质采用加权平均值。
附加荷载为10kp,临界破坏面为楔性破坏面,破坏面倾角为:
45○+φ/2
计算时可用下式:
K=[CL+(W+Q)Sin(45。
+φ/2)tanφ+Tsin(45。
+φ/2+Θ)tanφ+Tcos(45。
+φ/2+Θ)]/(W+Q)cos(45。
-φ/2)
公式说明:
φ为土层平均内摩擦角
取φ=
=22.4。
c为土层平均粘聚力
取c=
=7.3kp
γ为土层平均重度
取γ=
=18.5kN/m3
w为土层自重
取w=0.5γH2tan(45-φ/2)-0.5γ*H2cot60
=0.5*18.5*8.92tan33.8-0.5*18.5*8.9*8.9*0.58
=65.5kn/m
H为井深8.9m
L为楔形滑移面长度
L=H/cos(45-11.2)
=8.9/cos33.8。
=10.7m
Q为地面载荷
Q=10*8.9tan(45-11.2)
=59.6kn/m
T为土钉的支撑力
T=*20/1.5
=32*20/15
=426.7kN/m
Θ为土钉与水平面的夹角10度
将以上数据带入公式中
K=
=4.2
2抗滑稳定计算
安全系数KH=FT/Eax
KH为抗滑安全系数;
FT为墙底断面上产生的抗滑力;
Eax为墙后主动土压力。
Eax=(0.5γH+q)Htan2(45-φ/2)-2cHtan(45-φ/2)+2c2/γ
=(0.5*18.5*8.9+10)*8.9tan233.8-2*7.3*8.9tan33.8+2*7.32/18.5
=287kN/m
FT=(W+qB)tanφ
B=11/12*8cos10=7.2m
FT=(18.5*8.9*7.2+10*7.2)tan35.15○=885.4kN/m
KH=885.4/287=3.1
满足稳定要求
3抗倾覆稳定计算
安全系数:
KQ=MW/M
MW=(W+qB)*0.5B
=(18.5*8.9*7.2+10*7.2)*0.5*7.2=4526.9kN/m
M=Eax*1/3H=287*1/3*8.9=851.4kN/m
KQ=4526.9/851.4=5.3
2)西侧土钉墙支护设计
共设8排土钉,水平间距为2米,垂直间距为1米。
前三排:
φ28L4000mm@1000mm
下五排:
φ28L10000mm@1000mm
内部稳定分析
为方便计算,土层力学指标采用加权平均值,临界破坏面为楔形划移面
破坏面倾角为(45+)
楔形划移面长度==10.6m
土层平均加权内摩擦角
==24.263
土层平均加权粘聚力c
c==7.354
土层自重W
W=γH[tg(45-φ/2)-2.38]
=0.5*18.87*8.9*=283.05kN/m
地面附加载荷Q
Q==20*8.9tan(45-)=67.41kN/m
==10.6m
土钉与水平面的夹角=10
土钉锚固力T
T=*20/1.5=29.6*20/15=493.3kN/m
土钉内部稳定系数K
=2.06
抗滑稳定计算
KH=
KH————抗滑安全系数
FT————墙底断面上产生的抗滑力
Eax————墙后主动土压力
=(0.5*18.87*8.9+20)*8.9tan233.8-2*7.354*8.9tan33.8+2*7.3542/18.87
=307.5kN/m
F=(W+q)Btg
B=*cos10=4.74
F=(18.87*8.9*4.74+10*4.74)tan24.263=401.5kN/m
KH=401.5/307.5=1.31
抗倾覆稳定计算
KQ=
MW=(W+q)B*0.5B
=(1
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