1、 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 目目 录录 某水池基坑工程设计. - 1 - 一、基本资料 - 1 - 二、设计计算 - 1 - 2.1 深基坑支护设计. - 1 - 2.2 深基坑支护设计. - 14 - 2.3 深基坑支护设计. - 27 - 三、设计图纸 - 41 - 附录 1：设计平面图. - 41 - 附录 2；支护结构大样图. - 41 - - 1 - 某水池基坑工程设计某水池基坑工程设计 一、基本资料一、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
2、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 6.57.1 米，红线外侧为已建（砖混结构，浅基础）民 房。 土层信息： 地下水：-2 米 开挖深度：6 米 二、设计计算二、设计计算 2.1 深基坑支护设计深基坑支护设计 设计单位：X X X 设 计 院 设 计 人：X X X 设计时间：2017-12-22 14:37:17 - 支护方案 - 排桩支护 地层 层度(m) C(kPa) (度) (kN/m3) 素填土 1.5 5 15 18.5 粉土 3 10 35 19 粘性土 5 30
3、25 19.2 粘性土 10 35 30 19.4 - 2 - - 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 JGJ 120-99 基坑等级 二级 基坑侧壁重要性系数 0 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 - 3 - - 放坡信息 - 坡号 台宽(
4、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
5、侧水位距开挖面距离(m) - 弹性计算方法按土层指定 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 - - - 4 - 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
6、 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.
7、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 - - 5 - - 设计结果 - - 结构计算 - 各工况： - 6 - 内力位移包络图： - 7 - 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 D162 - 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
8、的纵筋级别 HRB335 桩的螺旋箍筋级别 HRB335 - 8 - 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
9、(mm2 或 mm2/m) 1 纵筋 HRB335 24D16 48254712 箍筋 HRB335 D12150 15081064 加强箍筋 HRB335 D142000 154 - 整体稳定验算 - - 9 - 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: K s M p M a 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
10、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： K s 6230.505 0.000 427.040 Ks = 14.589 = 1.200, 满足规范要求。 工况 2： K s 3070.725 0.000 485.058 Ks = 6.330 = 1.200, 满足规范要求。 工况 3： K s 1211.621 0.000 543.189 Ks = 2.230 = 1.200, 满足规范要求。 - - 10 - 安全系数最小的工况号：工况 3。 最小安全 Ks = 2
11、.230 = 1.200, 满足规范要求。 - 抗隆起验算 - Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术 规范YB 9258-97(冶金部): K s DN q cN c HDq N q tan 45 o 2 2 e tan N c N q 1 1 tan N q tan 45 10.000 2 2 e 3.142tan 10.000 2.471 N c 2.4711 1 tan 10.000 8.345 - 11 - K s 19.1124.0002.47110.0008.345 19.3615.0004.00042.742 Ks = 1.2
12、55 = 1.1, 满足规范要求。 Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术 规范YB 9258-97(冶金部): K s DN q cN c HDq N q 1 2 e 3 42 tan cos 45 o 2 2 N c N q 1 1 tan N q 1 2 e 3 4 3.142 10.000 2 tan 10.000 cos 45 10.000 2 2 2.694 N c 2.6941 1 tan 10.000 9.605 K S 19.1124.0002.69410.0009.605 19.3615.0004.00042.742
13、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! 875 3 1 6 n i1 ihi q125 D H 0.5 6.37 c 0.04 tan 0.54 - 12 - 式中 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(k
14、Pa); 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); 875 3 1 6 117.242.7125 4.0 6.0 0.5 6.3719.410.0 0.04 tan 10.00 0.54 = 122(mm) - 抗管涌验算 - 抗管涌稳定安全系数(K = 1.5): 1.5 0h w h 2D - 13 - 式中 0侧壁重要性系数; 土的有效重度(kN/m3); w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 - K y P cz
15、P wy 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! - 14 - - 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 JGJ 120-99 悬臂式支护结构计算嵌固深度 hd 值，规范公式如下 hpEpj - 0haEai=0 = 1.200 ， 0 = 1.000 hp = 1.187m，Epj =
16、 420.030 kPa ha = 4.489m，Eai = 90.509 kPa 得到 hd = 2.700m，hd 采用值为：4.000m 2.2 深基坑支护设计深基坑支护设计 设计单位：X X X 设 计 院 设 计 人：X X X 设计时间：2017-12-23 17:32:07 - 支护方案 - 排桩支护 - 15 - - 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 JGJ 120-99 基坑等级 二级 基坑侧壁重要性系数 0 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)
17、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 - - - - - - 16 - - 附加水平力信息
18、- 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 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 35.0
19、0 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 - - 17 - - 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
20、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 红粘土 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： - 18
21、 - - 19 - 内力位移包络图： 地表沉降图： - 冠梁选筋结果 - - 20 - 钢筋级别 选筋 As1 HRB335 2D16 As2 HRB335 2D16 As3 HRB335 D162 - 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(k
22、N.m) 69.49 0.00 73.84 73.84 1 基坑外侧最大弯矩(kN.m) 151.17 294.99 160.62 160.62 最大剪力(kN) 85.00 104.20 106.25 106.25 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 48254712 箍筋 HRB335 D12150 15081064 加强箍筋 HRB335 D142000 154 - 21 - - 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
23、= 1.453 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: K s M p M a 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： - 22 - K s 6230.505 0.000 427.223 Ks = 14.583 = 1.200, 满足规范要求。 工况 2： K s 3070.7
24、25 0.000 485.241 Ks = 6.328 = 1.200, 满足规范要求。 工况 3： K s 1211.621 0.000 543.295 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 = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术 规范YB 9258-97(冶金部): - 23 - K s DN q cN c HDq N q tan 45 o 2 2 e tan N c N q 1 1 tan N q
25、 tan 45 10.000 2 2 e 3.142tan 10.000 2.471 N c 2.4711 1 tan 10.000 8.345 K s 19.1124.0002.47110.0008.345 19.3615.0004.00042.588 Ks = 1.256 = 1.1, 满足规范要求。 Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术 规范YB 9258-97(冶金部): K s DN q cN c HDq N q 1 2 e 3 42 tan cos 45 o 2 2 N c N q 1 1 tan N q 1 2 e 3 4
26、 3.142 10.000 2 tan 10.000 cos 45 10.000 2 2 2.694 - 24 - N c 2.6941 1 tan 10.000 9.605 K S 19.1124.0002.69410.0009.605 19.3615.0004.00042.588 Ks = 1.392 = 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! 875 3 1 6 n i1 ihi q125 D H 0.5 6.37 c 0.04 tan 0.54 式中 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
27、 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); 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); 875 3 1 6 117.242.6125 4.0 6.0 0.5 6.3719.410.0 0.04 tan 10.00 0.54 = 122(mm) - 25 - - 抗管涌验算 - 抗管涌稳定安全系数(K = 1.
28、5): 1.5 0h w h 2D 式中 0侧壁重要性系数; 土的有效重度(kN/m3); w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。 - 26 - - 承压水验算 - K y P cz P wy 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
29、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 JGJ 120-99 悬臂式支护结构计算嵌固深度 hd 值，规范公式如下 hpEpj - 0haEai=0 = 1.200 ， 0 = 1.000 hp = 1.176m，Epj = 421.035 kPa ha = 4.621m，Eai = 88.844 kPa 得到 hd = 2.600m，hd 采用值为：4.000m - 27 - 2.3 深基坑支护设计深基坑支护设计 设计单位：X X X 设 计 院 设 计 人：X X X 设计时间：2017-12-24 15:27:30 - 支护方案 - 排桩支护
