基坑工程课程设计淮阴工学院.docx
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基坑工程课程设计淮阴工学院
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
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:
XXX设计院
设计人:
XXX
设计时间:
2017-12-2214:
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》JGJ120-99
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》YB9258-97(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》YB9258-97(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》JGJ120-99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=420.030kPa
ha=4.489m,∑Eai=90.509kPa
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:
XXX设计院
设计人:
XXX
设计时间:
2017-12-2317:
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》JGJ120-99
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]
-------------------------------------------
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