深基坑围护结构设计指导书.docx
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深基坑围护结构设计指导书
深基坑与边坡支护工程实验指导书
武夷学院
土木工程与建筑学院
2013.8.25
目录
实验一深基坑围护结构设计指导书1
1.1原始资料1
1.1.1工程概况1
1.1.2岩土层分布特征1
1.1.3基坑侧壁安全等级及重要性系数3
1.2.操作指导说明3
1.2.1操作流程3
1.2.2流程说明3
1.3.支护结构设计指导说明5
1.3.1单排桩、连续墙5
1.3.2水泥土墙5
1.3.3土钉墙6
1.3.4放坡6
1.3.5双排桩6
1.4.确定支护方案6
实验二边坡稳定性分析7
2.1工程概况7
2.1.1工程地质条件7
2.1.2边坡岩土力学参数7
2.1.3边坡开挖方案8
2.1.4边坡稳定性分析8
2.2边坡稳定性分析指导说明8
2.3稳定性评价11
实验三边坡支护结构设计12
3.1工程概况12
3.1.1工程地质条件12
3.1.2边坡岩土力学参数12
3.1.3边坡支护方案设计13
3.2边坡支护结构设计指导说明13
3.2.1抗滑桩设计说明13
3.2.2挡土墙设计说明16
3.2.3土钉墙18
3.2.4其他支护结构19
3.3方案比选19
实验一深基坑围护结构设计指导书
1.1原始资料
1.1.1工程概况
某建筑物的场地条件如图1所示,基坑左侧距离道路边缘距离为8.5m,基坑长度69.0m,基坑宽度为23.0m,距基坑右侧4.6m处有两栋6层工商局宿舍。
图1.1基坑平面图
1.1.2岩土层分布特征
根据地质勘察资料,在A-B-C-D段主要分布的土层如下:
(1)杂填土(Qm1):
褐灰至褐红色,以粘性土为主,含大量砖块及碎石生活垃圾,人工填积,结构松散,不含地下水,湿。
埋深1.00~1.11m,层厚1.20~4.00m,层底标高66.70~66.80m。
(2)素填土2(Qm1):
褐红色,以粘性土为主,含少量砖块及碎石。
人工新近填积,未完成自重固结,结构松散,不含地下水,湿。
埋深0.00~1.10m,层厚1.20~4.00m,层底标高63.10~66.70m。
(3)淤泥质杂填土3(Qa1):
褐灰至灰黑色,含大量碎石及生活垃圾腐烂物,具臭味,含地下水,软塑状,易变形,很湿。
埋深1.80~4.00m,层厚0.70~2.90m,层底标高63.10~64.10m。
(4)粉质粘土4(Qa1):
褐黄至褐红色,含少量灰白色团状高岭土及铁锰氧化物,裂隙发育,摇震无反应。
土状光泽,干强度一般,顶部受水浸泡严重。
硬塑,中密,稍湿。
埋深0.00~4.70m,层厚2.10~6.70m,层底标高60.30~62.00m。
(5)圆砾5(Qa1):
黄至黄褐色,以石英硅质岩碎屑为主。
含少量砂粒及粘性土,胶结一般。
粗颗粒呈圆状,中风化。
粒径Ø>20mm占35%,5~20mm占25%,粘性土占5%,富含地下水,中密饱和。
埋深5.00~7.60m,层厚4.50~5.30m,层底标高55.80~56.70m。
(6)粘土6(Qa1):
紫红色,由下伏基岩风化残积而成,含少量斑状灰白色高岭土及石英粉砂、云母碎屑,裂隙发育,土状光泽,摇震无反应。
干强度一般,可塑,中密,湿。
(7)强风化粉砂质泥岩7(K):
紫红色,粉砂泥质结构,层状构造,以泥质成分为主,石英粉砂为次,岩石风化强烈,裂隙发育,裂面见铁锰氧化膜,浸水易软化,干燥易散碎,顶部风化呈土状。
坚硬,致密,稍湿。
埋深12.50~13.20m,层厚2.00~3.70m,层底标高51.50~53.10m。
(8)中风化粉砂质泥岩8(K):
紫红色,粉砂泥质结构,以泥质成分为主,石英粉砂为次,见云母小片,岩芯表面见绿泥石斑块,偶见石膏细脉充填于裂隙中,岩石较完整,裂隙较发育,局部夹泥岩透镜体,分布无规律。
浸水易软化,干燥易碎裂。
坚硬,致密,稍湿。
埋深14.80~16.40m,层厚2.40~9.80m,层底标高43.10~49.70m。
地下水位简况:
场地主要见上层滞水及潜水。
上层滞水主要赋存于素填土2和淤泥质杂填土3中,受大气降水及地表水的补给,季节性变化明显;潜水主要赋存于圆砾5中,受同层地下水补给。
测得初见水位0.30~7.00m,相应标高60.90~67.60m,测得静止水位0.40~2.50m,相应标高65.40~67.40m。
场地地下水对混凝土结构无腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性
图1.2岩土层分布图
1.1.3基坑侧壁安全等级及重要性系数
丝绸大厦基坑安全等级为一级,基坑重要性系数
。
1.2.操作指导说明
1.2.1操作流程
图1.3操作流程图
1.2.2流程说明
一、开始
通过两个途径可以进入【深基坑支护结构设计软件6.0】的主界面:
1.在开始菜单中,打开【理正深基坑支护结构设计软件6.0】;
2.双击桌面上的快捷图标。
系统主界面如图1.4所示:
图1.4.主界面
二、路径设置
有两种设置工程路径的方法:
1.在主界面设置路径:
点主界面的【工作目录】按钮,弹出指定工作路径对话框,既可以从右侧上方选择路径处的树形目录
中选择当前路径,也可以在工作路径文本输入框中直接输入当前的路径字符串。
然后点【确定】按钮。
2.在单元计算界面设置路径:
进入单元计算模块后,点【选工程】,弹出指定工作路径对话框,在树形目录或文本输入框中进行路径设置。
注意:
①主界面设置的工作路径为单元计算、整体计算文件的默认路径。
同时单元计算文件还可以在单元计
算模块设置的路径下保存;
②单元计算界面与主界面设置的工作路径最好保持一致;
③路径设置支持输入“空格”;
④单元计算控制菜单下的“打开工程”功能同【选工程】。
三、单元计算和整体计算
四、数据存盘及备份
原始数据和结果数据均保存在设置的工作目录下:
单元计算原始数据文件名:
*.SPW;
图形结果文件名:
*.DXF;
计算书文件名:
*.RTF。
五、退出
1.3.支护结构设计指导说明
采用不同的支护结构形式对本基坑进行支护设计,同时进行不同支护方案支护效果的评价,最终选择合适的支护结构形式。
1.3.1单排桩、连续墙
单排桩、连续墙的操作基本流程如图1.5所示。
图1.5排桩、连续墙操作流程图
1.3.2水泥土墙
水泥土墙的操作基本流程如图1.6所示。
图1.6水泥土墙操作流程图
1.3.3土钉墙
土钉墙的操作基本流程如图1.7所示。
图1.7土钉墙操作流程图
1.3.4放坡
放坡的操作基本流程如图1.7所示。
图1.7放坡操作流程图
1.3.5双排桩
双排桩的操作基本流程如图1.8所示。
图1.8双排桩操作流程图
1.4.确定支护方案
根据第三节中每中支护方案的支护效果,并进行经济效益比选,最终确定合理的支护结构形式。
实验二边坡稳定性分析
2.1工程概况
2.1.1工程地质条件
某厂区位于陕北黄土高原东北部,毛乌素沙漠的南缘地带,地貌上属于黄土高原梁、峁区。
厂区原始地貌主要为黄土低山丘陵,冲沟较为发育,地形较破碎,高低起伏较大,最大高差约120m,冲沟沟壁一般可见基岩出露,地形总体上呈东高西低之势,倾向府准公路。
该厂区东侧边坡以挖方为主,最大高度约84m,挖方边坡临时开挖面最大坡高约58m,坡顶覆盖黄土,坡体以泥岩、砂岩为主,局部夹砂质泥岩、泥质砂岩和条带,呈红褐色、灰白色、灰绿色,砂岩、泥岩较软弱、破碎,泥岩呈散体状结构,砂岩呈破裂状~散体状结构。
地层产状
,倾向厂区主要建筑物,对临时挖方边坡坡面来说是顺层边坡。
2.1.2边坡岩土力学参数
根据边坡岩土工程勘察资料可知,该边坡从上往下的地层条件依次为填土、黄土、粉土、强风化泥岩、强风化砂岩,各土层的物理力学参数如表2.1所示。
表2.1边坡岩土体物理力学计算参数表
名称
天然状态
饱水状态
体积模(MPa)
剪切模(MPa)
密度(kg/m3)
粘聚力(kPa)
内摩擦角(°)
密度(kg/m3)
粘聚力(kPa)
内摩擦角(°)
填土
16.60
6.80
5.50
34.50
18.50
29.80
2.55
2.285
黄土
17.40
10.00
8.00
29.30
20.00
27.80
2.875
3.045
粉土
18.80
15.70
15.00
22.00
25.00
22.00
4.86
2.30
强风化泥岩
17.80
20.50
17.50
26.00
28.60
24.00
7.80
3.60
强风化砂岩
24.70
25.40
19.00
27.50
15.00
26.60
8.80
4.10
2.1.3边坡开挖方案
根据厂房建设的需要,现需对该山体进行开挖,开挖后的边坡尺寸条件如图2.2所示。
图2.1厂房边坡开挖示意图
2.1.4边坡稳定性分析
试根据上述相关条件,对该边坡在无支护情况下的边坡稳定性进行分析。
2.2边坡稳定性分析指导说明
边坡稳定性分析操作流程图如图2.2所示。
图2.2操作流程
一、选择工作路径
图2.3指定工作路径
注意:
此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。
进入某一计算模块后,还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。
二、选择边坡形式
选择边坡稳定的计算项目,选择界面如下图:
图2.4计算项目选择
三、增加计算项目
点击【工程操作】菜单中的“增加项目”菜单或“增”按钮来新增一个计算项目。
图2.5工程操作界面
四、编辑原始数据
录入或选择等厚土层土坡稳定计算所需的各种原始数据,交互窗口如图2.6。
图2.6等厚土层土坡稳定计算数据交互界面
录入或选择复杂土层土坡稳定计算所需的各种原始数据,交互窗口如图2.7。
注意:
1.集中的参数交互界面,即把几乎所有的参数置于一个界面上,操作简单,大大提高了人机交互的效率,这是理正岩土系列软件的一个共性特征;
2.同时提供了有关参数的即时弹跳说明信息,方便用户理解参数的意义。
图2.7复杂土层土坡稳定计算数据交互界面
五、当前边坡计算
在数据交互对话框中设置好各项参数,点击【计算】按钮来进行当前题目的计算,或者单击【辅助功能】菜单的“计算”。
六、计算结果查询
计算结果查询界面分为左右两个窗口,左侧窗口用于查询图形结果,右侧窗口用于查询文字结果。
图2.8计算结果查询界面
2.3稳定性评价
根据上述的分析结果,对该边坡的稳定性进行评价,完成本次实验。
实验三边坡支护结构设计
3.1工程概况
3.1.1工程地质条件
某厂区位于陕北黄土高原东北部,毛乌素沙漠的南缘地带,地貌上属于黄土高原梁、峁区。
厂区原始地貌主要为黄土低山丘陵,冲沟较为发育,地形较破碎,高低起伏较大,最大高差约120m,冲沟沟壁一般可见基岩出露,地形总体上呈东高西低之势,倾向府准公路。
该厂区东侧边坡以挖方为主,最大高度约84m,挖方边坡临时开挖面最大坡高约58m,坡顶覆盖黄土,坡体以泥岩、砂岩为主,局部夹砂质泥岩、泥质砂岩和条带,呈红褐色、灰白色、灰绿色,砂岩、泥岩较软弱、破碎,泥岩呈散体状结构,砂岩呈破裂状~散体状结构。
地层产状
,倾向厂区主要建筑物,对临时挖方边坡坡面来说是顺层边坡。
3.1.2边坡岩土力学参数
根据边坡岩土工程勘察资料可知,该边坡从上往下的地层条件依次为填土、黄土、粉土、强风化泥岩、强风化砂岩,各土层的物理力学参数如表2.1所示。
表2.1边坡岩土体物理力学计算参数表
名称
天然状态
饱水状态
体积模(MPa)
剪切模(MPa)
密度(kg/m3)
粘聚力(kPa)
内摩擦角(°)
密度(kg/m3)
粘聚力(kPa)
内摩擦角(°)
填土
16.60
19.60
24.50
34.50
18.50
29.80
2.55
2.285
黄土
17.40
20.00
26.00
29.30
20.00
27.80
2.875
3.045
粉土
18.80
22.70
30.00
22.00
25.00
22.00
4.86
2.30
强风化泥岩
17.80
25.60
23.50
26.00
28.60
24.00
7.80
3.60
强风化砂岩
24.70
25.40
22.00
27.50
15.00
26.60
8.80
4.10
3.1.3边坡支护方案设计
试根据实验二的结果,对该边坡提出合理的治理措施。
3.2边坡支护结构设计指导说明
3.2.1抗滑桩设计说明
抗滑桩设计的操作流程如图3.1所示。
图3.1操作流程
一、选择工作路径
图3.2指定工作路径
注意:
此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。
进入某一计算模块后,还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。
二、选择计算项目
选择抗滑桩的计算项目。
图3.3选择计算项目
三、增加计算项目
点击【工程操作】菜单中的“增加项目”菜单或“增”按钮来新增一个计算项目。
图3.4工程操作界面
四、编辑原始数据
当计算项目为抗滑桩或抗滑挡墙时,须录入或选择如下参数:
桩(墙)身尺寸、坡线与滑坡推力、物理参数等数据,交互窗口如图3.5。
注意:
1.集中的参数交互界面,即把几乎所有的参数置于一个界面上,操作简单,大大提高了人机交互的效率,这是理正岩土系列软件的一个共性特征。
2.同时提供了有关参数的即时弹跳说明信息,方便用户理解参数的意义。
图3.5抗滑桩数据交互对话框
五、当前项目计算
在数据交互对话框中设置好各项参数,点击【计算】按钮来进行当前题目的计算;或者单击【辅助功能】菜单的“计算”。
六、计算结果查询
计算结果查询界面分为左右两个窗口,左侧窗口用于查询图形结果,右侧窗口用于查询文字结果。
图3.6计算结果查询窗口
3.2.2挡土墙设计说明
挡土墙设计的操作流程如图3.7所示。
图3.7操作流程
二、选择计算项目
选择行业及所采用的挡土墙形式。
图3.8选择计算项目
三、增加计算项目
点击【工程操作】菜单中的“增加项目”菜单或“增”按钮来新增一个计算项目。
图3.9工程操作界面
四、编辑原始数据
当计算项目为抗滑桩或抗滑挡墙时,须录入或选择如下参数:
桩(墙)身尺寸、坡线与滑坡推力、物理参数等数据,交互窗口如图3.5。
图3.10挡土墙数据交互对话框
注意:
1.集中的参数交互界面,即把几乎所有的参数置于一个界面上,操作简单,大大提高了人机交互的效率,这是理正岩土系列软件的一个共性特征。
2.同时提供了有关参数的即时弹跳说明信息,方便用户理解参数的意义。
五、当前项目计算
在数据交互对话框中设置好各项参数,点击【计算】按钮来进行当前题目的计算;或者单击【辅助功能】菜单的“计算”。
六、计算结果查询
计算结果查询界面分为左右两个窗口,左侧窗口用于查询图形结果,右侧窗口用于查询文字结果。
图3.11计算结果查询窗口
3.2.3土钉墙
土钉墙的操作基本流程如图5所示。
图3.12土钉墙操作流程图
3.2.4其他支护结构
对该边坡采用预应力锚索格构梁、预应力锚索桩、锚杆喷射混凝土等结构形式进行支护。
3.3方案比选
根据上述不同支护方案,选择一种合适的支护结构形式作为本工程的支护结构,并完成实验报告。
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