施工课设计算书终极版解析.docx
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施工课设计算书终极版解析
工程施工课程设计
——深基坑工程
班级土木大禹
姓名
学号
指导教师
编制依据:
本施工方案详细参考河海大学设计院2015年7月10日X基坑场地设局图第三版。
参考规范:
1.《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)
2.《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)
3.《建筑地基基础设计规范》(GBJ50007-2002)
参考文献:
1.《深基坑支护技术》厦门市建设委员会主编
2.《地下工程支护结构》徐干成、白洪才等编著
3.《基坑工程》蒋国盛、李红民等编著
4.《简明深基坑工程设计施工手册》赵志缙,应惠清主编
5.《建筑工程设计施工详细图集-基坑支护工程》中国建筑工业出版社,2000
一、设计书简介
1.1工程概况:
该大型商场工程项目,地上6层,地下2层(地下1层为商场营业层,地下2层为停车场)。
需设计的为深基坑工程,该结构基础为东西方向长65m,南北方向长60m的混凝土筏板基础,其基础地面标高为-12m,基础板厚为2.5m,地面标高为-0.5m。
为施工操作方便,要求基坑地面每边留有距结构基础边3m的工作面。
基坑南侧距施工围墙50m,并留有通向外侧公路的大门,其余三面距地面施工围墙均为20m。
基坑的平面图如上图,基础为65×60m,基坑为71×66m,总建筑面积为111×136㎡。
根据该工程地质勘察报告的有关资料:
(1).地表层有1.5m厚的杂填土,其重度为18kN/m3,内摩擦角为15°,粘聚力为5kPa,压缩模量Es为6Mpa。
(2).地表层1.5m以下为均质粉质粘土,其重度为20kN/m3,内摩擦角为18°,粘聚力为15kPa,塑性含水率为16%,孔隙比为0.75,渗透系数为0.1m/d,Es=8Mpa;降水后粘土层内重度为18kN/m3,内摩擦角与粘聚力不变。
(3).地下水位为-1.5m,地面考虑10kN/m3的均布荷载。
1.2主要设计内容
本论文主要根据基坑施工要求进行支护设计,包括土压力、锚杆及稳定性计算等。
由计算结果为基坑支护施工场地平面布置图以及基坑支护的平面图和剖面图提供依据。
具体包括基坑支护方案设计、降水方案设计、施工组织设计、施工工艺技术以及施工安全保护措施。
二、基坑支护设计计算
2.1输入信息
2.1.1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
一级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.10
基坑深度H(m)
11.500
嵌固深度(m)
8.500
桩顶标高(m)
-0.500
桩截面类型
圆形
└桩直径(m)
1.000
桩间距(m)
1.600
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)
0.000
放坡级数
0
超载个数
1
支护结构上的水平集中力
0
2.1.2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
10.000
---
---
---
---
---
2.1.3土层信息
土层数
3
坑内加固土
否
内侧降水最终深度(m)
12.500
外侧水位深度(m)
16
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
2.1.4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
杂填土
1.50
18.0
---
5.00
15.00
2
粘性土
14.00
18.0
8.0
15.00
18.00
3
粘性土
9.00
20.0
10.0
---
---
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
18.0
---
---
---
m法
3.50
---
2
40.0
15.00
8.00
分算
m法
6.18
---
3
40.0
15.00
18.00
合算
m法
7.50
---
2.1.5支锚信息
支锚道数
3
支锚
支锚类型
水平间距
竖向间距
入射角
总长
锚固段
道号
(m)
(m)
(°)
(m)
长度(m)
1
锚索
2.000
4.000
15.00
25.00
18.00
2
锚索
2.000
2.000
15.00
25.00
18.00
3
锚索
2.000
2.000
15.00
25.00
18.00
支锚
预加力
支锚刚度
锚固体
工况
锚固力
材料抗力
材料抗力
道号
(kN)
(MN/m)
直径(mm)
号
调整系数
(kN)
调整系数
1
80.00
6.82
150
2~
1.00
554.40
1.00
2
80.00
9.95
150
4~
1.00
554.40
1.00
3
80.00
9.95
150
6~
1.00
369.60
1.00
2.2设计结果
2.2.1土压力计算
41.291kpa
347.052kpa
92.75kpa
14.112kpa
92.75kpa
335.496kpa
41.291kpa
92.75kpa
14.112kpa
177.69kpa
2.2.2灌注桩结构设计
2.2.2.1嵌固深度计算
嵌固深度计算参数:
抗渗嵌固系数
1.200
整体稳定分项系数
1.300
圆弧滑动简单条分法嵌固系数
1.100
嵌固深度考虑支撑作用
×
嵌固深度计算过程:
按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度:
圆心(-3.729,10.369),半径=17.765m,对应的安全系数Ks=1.341≥1.300
嵌固深度计算值h0=7.000m
嵌固深度设计值hd=αγ0h0
=1.100×1.100×7.000
=8.470m
嵌固深度采用值hd=8.500m
2.2.2.2截面内力计算
(-707.96—185.61)(-248.64—367.68)
2.2.2.3桩截面设计
排桩支护:
灌注桩的直径D=800mm,总桩长L=11.5+8.5=20m,沿周边均匀配置纵向钢筋,柱身混凝土强度等级为C30,纵向钢筋采用HRB335=300mPa,取纵筋2318。
螺旋钢筋级别为HRB335,选用12@150,混凝土保护层厚度为as=50mm。
桩中心间距1600mm。
(1)截面参数
桩是否均匀配筋
是
混凝土保护层厚度(mm)
50
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)
19.97
(2)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)
425.02
707.96
496.74
496.74
1
基坑外侧最大弯矩(kN.m)
600.73
185.61
702.11
702.11
最大剪力(kN)
329.71
367.68
453.35
453.35
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
2318
5853[5696]
箍筋
HRB335
12@150
1508[1136]
加强箍筋
HRB335
14@2000
154
2.2.3梁的设计
2.2.3.1冠梁选筋结果
钢筋级别
选筋
As1
HRB335
2D16
As2
HRB335
2D16
As3
HRB335
D16@200
2.2.3.2腰梁选筋结果
钢筋级别
选筋
As1
HPB235
1d12
As2
HPB235
1d12
As3
HPB235
d12@100
2.2.4土层预应力锚杆设计计算
2.2.4.1锚杆参数
锚杆钢筋级别
HRB400
锚索材料强度设计值(MPa)
1320.000
锚索采用钢绞线种类
1×7
锚杆材料弹性模量(×105MPa)
2.000
锚索材料弹性模量(×105MPa)
1.950
注浆体弹性模量(×104MPa)
3.000
土与锚固体粘结强度分项系数
1.300
锚杆荷载分项系数
1.250
2.2.4.2锚杆内力
支锚道号
锚杆最大内力
锚杆最大内力
锚杆内力
锚杆内力
弹性法(kN)
经典法(kN)
设计值(kN)
实用值(kN)
1
280.60
181.86
385.83
385.83
2
283.36
156.45
389.62
389.62
3
212.76
513.38
292.54
292.54
2.2.4.3锚杆自由段长度计算简图
支锚道号
支锚类型
钢筋或
自由段长度
锚固段长度
实配[计算]面积
锚杆刚度
钢绞线配筋
实用值(m)
实用值(m)
(mm2)
(MN/m)
1
锚索
3s15.2
7.0
18.0
420.0[302.6]
9.77
2
锚索
3s15.2
7.0
18.0
420.0[305.6]
9.77
3
锚索
2s15.2
7.0
18.0
280.0[229.4]
6.73
2.4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:
0.50m
滑裂面数据:
整体稳定安全系数Ks=1.490>1.3满足要求.
圆弧半径(m)R=18.601
圆心坐标X(m)X=-2.568
圆心坐标Y(m)Y=10.391
2.5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。
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
工况1:
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