舟山市临城某大厦深基坑工程设计【毕业设计】.doc

1、毕业论文 - 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 舟山市临城某大厦深基坑工程设计 学 院： 学生姓名： 专 业： 土木工程 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 毕业论文 - 目 录 摘 要 2 Abstract 3 1 设计方案综合说明 4 1.1 概述 4 1.2 设计总说明 5 2 基坑支护结构设计计算书 10 2.1 计算准备 10 2.2 北段支护结构设计计算 11 2.3 东段支护结构设计计算 14 2.4 南段支护结构设计计算 17 2.5 西段支护结构设计计算 21 2.6 支撑结构设计计算 24 2.7 圈梁设计计算 26 2.8 立柱强度计算 26 2.9 基坑止水设计

2、26 3 电算结果 28 3.1 北面深基坑支护设计 28 3.2 东段深基坑支护 设计 38 3.3 南段 深基坑支护设计 47 3.4 西段 深基坑支护设计 56 4 围护设计施工 64 4.1 基坑施工要求 64 4.2 基坑监测方案 64 4.3 应急措施 65 5 参考文献 66 6 致谢词 67 毕业论文 - 舟山市临城某大厦深基坑工程设计 摘 要 舟山市 恒大建设集团办公楼 高层建筑 为 钢筋混凝土框架结构高层综合楼。位于舟山市临城新区经三路西侧，建筑物地上部分为主楼 13 层，采用框剪结构，含一层地下室。主楼和设备用房房的基坑开挖深度为其地下室底板层顶标高加底板及垫层厚度，分别

3、是 5.5m 和 6.5m，总面积 15016.7，场地自然地坪与建筑 0.000 高差为 0.5 米。 要求围护结构的稳定性好、沉降位移小，并能有效地止水。因此方案的选择要既经济，又要其对周围的环境影响很小。所以经过计算和分析选用以下设计方案： 整个基坑采 用钻孔灌注桩支撑作为支护结构。 采用单排 水泥土搅拌桩 作止水结构，基坑内采用集水坑排除地下水。 本工程采用朗肯土压力计算方法计算土压力的大小，设计计算严格按照 建筑基坑支护设计规程（ JGJ120 99）、混凝土结构设计规范（ GBJ50010 2002）中的有关要求进行。同时对整体稳定性、抗隆起、抗管涌进行验 算。 关键词 基坑工程

4、； 围护结构；支护结构；设计方案 毕业论文 - Zhoushan lincheng mansion Of deep foundation pit engineering design Abstract Zhoushan City rival construction group office building high-rise building for the reinforced concrete frame structure in high rise comprehensive building. Zhoushan city is located in the Lincheng New

5、 Area by three on the west side of the road, building the part on the ground for the 13 main building, the frame structure, including a layer of basement. The main building and the equipment room of the excavation depth of foundation pit for the basement floor elevation of the top and bottom plate a

6、nd cushion thickness, are 5.5m and 6.5m, covers an area of 15016.7square meters, venue natural floor and building0height difference of 0.5 meters. Requirements for retaining structure of good stability, small settlement and displacement, and can effectively stop. The options are economical, but also

7、 the surrounding environment is very small. So after the calculation and analysis, select the following design: the whole foundation using bored piles support as the supporting structure. The single rank of cement soil mixing pile for foundation pit sealing structure, the sump eliminate groundwater.

8、The project adopts the Rankines earth pressure calculation method to calculate the earth pressure size, strictly according to the design calculation,The building foundation pit bracing design rules “(JGJ120-99)、The concrete structure design codes “(GBJ50010-2002) ,according to the related requiremen

9、ts. At the same time on the overall stability and resistance to uplift, resistance to link the piping. Key Words Foundation； retaining structure； Support Structure； design program 毕业论文 - 1 设计方案综合说明 1.1 概述 1.1.1 工程概况 项目名称：恒大建设集团办公楼 舟山市某高层建筑 为 钢筋混凝土框架结构高层综合楼。位于舟山市临城新区经三路西侧，建筑物地上部分为主 楼 13 层，采用框剪结构，含一层地

10、下室。主楼和设备用房房的基坑开挖深度为其地下室底板层顶标高加底板及垫层厚度，分别是 5.6m， 总建筑面积 15016.7 ，场地自然地坪与建筑 0.000 高差为 0.5 米。 工程场地总用地面积为 1824m2、东西长约 48m、南北宽约 38m，建筑占地面积为 1155.2 m2，（其中地上部分 13862 m2、地下部 分 1155.2 m2） 。 1.1.2 基坑周边环境条件 拟建工程场地位于舟山市 临城新区 ，场地 西 侧与普陀商会大厦基坑工程相邻、南侧与在建的 永跃大厦 、 东 侧 隔经三路及空地，场地基本现 状如下 :东侧：经三路及以东空地；北侧：为规划路以北为空场地；西侧：

11、普陀商会大厦 ；南侧：永跃大厦。 1.1.3 工程水文地质条件 -1 层杂填土：灰色，稍密，主要由碎石、碎砖、建筑垃圾组成，硬质含量 30-60%,填龄大于 5 年，层厚 1.5m 4.0m，整个场区均有分布。 -2 层淤泥质填土：灰黑色，流塑，稍具臭味，含腐植物。层厚 1.0m 1.5m，仅在 ABC、DEF 段见有分布。其层顶标高介于 -2.5m -4.0m。 -1 层粉质粘土：灰黄灰色，可塑软塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，层厚 1.5m 2.0m，除 J11,J13,J14 等十二个孔外，整个场区均有分布。其层顶标高介于 -5.2m -6.0m。 -2 层粉土及淤泥质粉

12、质粘土：灰色，流塑，含腐植物，稍有光泽，无摇震反应，干强度低，韧性低，层厚 1.5m 2.0m，整个场区均有分布 . 其层顶标高介于 -7.0m -7.8m。 -3 粉沙及粉细沙：层厚 1.7m 4.0m，整个场区均有分布。其层顶标高介于 -9.5m-11.5m。 -4 粉细沙：层厚 7.6m 10.2m，整个场区均有分布。 -4 粉细沙：层厚 7.6m 10.2m，整个场区均有分布 场地水 文地质条件 ： 基坑开挖范围内，主要土层为新近回填的 层素填土（塘渣）和 层淤泥质粉质粘土。 层素填土为新近回填塘渣，是基坑围护止（降）水设计应重点考虑的土层，该层透水性和富水性均较大，地毕业论文 - 下

13、水主要受地表水和大气降水补给，向地势地洼处排泄，地下水动态变化主要受气象、水文地质环境的影响， 降雨后经现场测量，地下水位标高约 -2.300。 层为淤泥质粉质粘土，呈流塑状态，其渗透系数 k 在 10-6 - 10-8cm/s 数量级之间。基坑开挖期间，施工单位应密切关注或监测地表水流量、水位变幅情况与气象变化等情况。基坑支护止降水设 计时，地下水位按相对标高 -2.300m 考虑。 1.1.4 基坑侧壁安全等级及重要性系数 基坑最大开挖深度 （相对值）为 5.60m，考虑场地周边环境条件，根据上述相关规范规定，基坑 南侧的 侧壁安全等级定为 一 级、重要性系数 0取 1.10。 毕业论文

14、- 1.2 设计总说明 1.2.1 设计方案的选择 基坑主要支挡方法、技术类型 钢板桩支护 ： 钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成，把这种钢板桩互相连接就形成钢板桩墙，被广泛应用于挡土和挡水。目前钢板桩常用的截面形式有 U 形、 Z 形和直腹板型。 1钢板桩由于施工简单而应 用较广。但是钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声振动，对周围环境影响很大，因此在人口密集、建筑密度很大的地区，其使用常常会受到限制。而且钢板桩本身柔性较大，如支撑或锚拉系统设置不当，其变形会很大，所以当基坑支护深度大于 7m 时，不宜采用。同时由于钢板桩在地下室施工结束后需要拔出，因此应考虑拔出时对周围地基土和地

15、表土的影响。 深层搅拌支护 ： 深层搅拌支护是利用水泥作为固化剂，采用机械搅拌，将固化剂和软土剂强制拌和，使固化剂和软土剂之间产生一系列物理化学反应而逐步硬化，形成具有整体性、水稳定性和一定强度 的水泥土桩墙，作为支护结构。 5适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土等土层，基坑开挖深度不宜大于 6m。对有机质土、泥炭质土，宜通过试验确定。 排桩支护 ： 排桩支护是指柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻（冲）孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式间隔布置包括桩与桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但各桩之间的联系差必

16、须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠联接。 6为了防止地下水并夹带土体颗粒从桩间孔隙流入（渗入）坑内 ，应同时在桩间或桩背采用高压注浆，设置深层搅拌桩、旋喷桩等措施，或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工简便，可用机械钻（冲）孔或人工挖孔，施工中不需要大型机械，且无打入桩的噪声、振动和挤压周围土体带来的危害，成本较地下连续墙低。 地下连续墙 ： 地下连续墙具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果，适用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境，尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况，因此在国内外的地下工程中得到广泛的应用。 11并且随着技术的发展和施工方法及机

17、械的改进，地下连续墙发 展到既是基坑施工时的挡土围护结构，又是拟建毕业论文 - 主体结构的侧墙，如支撑得当，且配合正确的施工方法和措施，可较好地控制软土地层的变形。在基坑深（一般 h10m）、周围环境保护要求高的工程中，经技术经济比较后多采用此技术。 土钉支护 ： 土钉墙支护是通过沿土钉通长与周围土体接触形成复合体。在土体发生变形的条件下，通过土钉与土体的接触界面上的粘结力或摩擦力，使土钉被动受拉，通过受拉工作面给土体约束加固，提高整体稳定性和承载能力，增强土体变形的延性 7。土钉墙适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散砂 土和卵石土等。对于淤泥质土、饱和软土，应采用复合

18、型土钉墙支护 8。 钻孔灌注桩：钻孔灌注桩作为围护结构承受水土压力，是深基坑开挖常用的一种围护形式，根据不同的地质条件和开挖深度可做成悬臂式挡墙、单撑式挡墙、多层支撑式挡墙等。它的排列形式有一字形相接排列、间隔排列、交错相接排列、搭接排列、或是混合排列，常见的排列方式是一字板间隔排列，并在桩后采用水泥土搅拌桩、旋喷桩、树根桩等阻水。这样的结构形式较为经济，阻水效果较好。上海地区大部分开挖深度在7 12 米左右的深基坑，采用钻孔灌注桩挡土，水泥土搅拌桩阻水， 普遍获得成功。 SMW 工法桩： MW 工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅

19、拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入 H 型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。 土锚 6：用拉杆锚固支护基坑的开挖或用作抗拔桩抵抗浮托力等的应用已日益普遍。拉锚最大的优点是在基坑内部施工时，开挖土方与支撑互不干扰，尤其是在不规则的复杂施工场所，以锚杆代替挡土横撑，便于施工。 这是人们乐于大量使用的主要原因。随着对锚固法的不断改进和使用可靠性的监测手段，使拉锚支护的范围更加广泛。 拉锚是将一种新型受拉杆件的一端（锚固段）固定在开挖基坑的稳定地层中，另一端与工程构筑物相联结（钢板桩、挖孔桩、灌注桩以

20、及地下连续墙等），用以承受由于土压力等施加于构筑物的推力，从而利用地层的锚固力以维持构筑物（或土层）的稳定。 锚杆支护体系由挡土构筑物，腰粱及托架、锚杆三个部分所组成，以保证施工期间边坡的稳定与安全。 基坑主要支撑方法、技术类型 在深基坑的支护结构中，常用的支撑系统按其材料分可以有钢管支 撑、型钢支撑，钢筋混凝土支撑，钢和钢筋混凝土组合支撑等种类；按其受力形式分可以有单跨压杆式支撑，多跨压杆式支撑，双向多跨压杆支撑，水平桁架相结合的支撑，斜撑等类型 9。 这些支撑系统在实践中有各自的特点和不足之处，以其材料种类分析，钢支撑便于安装和拆除，材料消耗量小，可以施加预紧力以合理控制基坑变形，钢支撑架

21、设速度较快，有利于缩短工期。但是钢支撑系统的整体刚度较弱，由于要在两个方向上施加预紧力，所以纵横杆之间的联结始终处于铰接状态 10。 毕业论文 - 钢筋混凝土支撑结构的整体刚度好，变形小，安全可靠，施工制作时间长 于钢支撑，但拆除工作比较繁重，材料回收利用率低，钢筋混凝土支撑因其现场浇筑的可行性和高可靠度而在目前国内被广泛的使用 11。 目前我国深基坑工程存在的主要问题有： 深基坑技术有待尽快发展提高 当前，深基坑工程以深、大、复杂为特点，特别是沿海地区，地下水位较高地区。施工工艺的改进等问题均有待进一步的研究与发展 10。 深基坑工程设计质量太低 一些部门认为深基坑工程是施工部门的事，无需设

22、计资质。设计院及岩土工程部门介入较少。导致工程隐患大发生严重工程事故 7。 深基坑工程缺乏理论研究与计算 目前，深 基坑工程是边开挖边实践边摸索，往往靠实际经验来进行缺乏成熟的技术规范指导，任然靠半经验半理论的方法解决问题 12。 基坑主要止水方法、技术类型 降低地下水位的常用方法可分为明沟降水和井点降水两类。明沟降水由于其制约条件较多，尚不能得到广泛的应用，而井点降水的适用条件较广，并经过二十多年来的应用、发展和改进，已形成了多种井点降水的方法。目前常用的井点降水方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井点，辐射井点等。这些有效的降水方法现已被广泛用于各种降水工程中，但由于降低地下水位以后，

23、可能带来一些不良影响，如地 面沉降，邻近已有建筑物或构筑物的安全稳定及残留滞水的处理等 12。 明沟降水是在基坑内设置排水明沟或渗渠和集水井，使进入基坑内的地下水沿排水沟渠流入井中，然后用水泵将水抽出基坑外的降水方法。明沟降水一般适用于土层较密实，坑壁较稳定，基坑较浅，降水深度不大，坑底不会产生流砂和管涌等的降水工程 12。 在地下水位以下施工基坑工程时，通常采用井点（垂直和水平井点）降水法来降低地下水位。垂直井点常沿基坑四周外围布设，水平井点则可穿越基坑四周和底部，井点深度大于要求的降水深度，通过井点抽水或引渗来降低地下水位，实 现基坑外的暗降，保证基坑工程的施工。经井点降水后，能有效地截住

24、地下渗流，降低地下水位，克服基坑的流砂和管涌现象，防止边坡和基坑底面的破坏；减少侧土压力，增加挖掘边坡的稳定性，有利于边坡的支护和施工；防止基底隆起和破坏，加速地基土的固结作用；有利于提高工程质量，加快施工进度及保证施工安全 13。 在城市中由于深基坑降水，总会引起地面产生一定的沉降，影响邻近建筑物和管线。最好的办法是采用止水帷幕，将坑外地下水位保持原状，仅在坑内降水。目前，采用钻孔压浆成桩法、地下连续墙、板桩、深层搅拌桩墙等止水结构形式，效果 均较好。其入土深度，取决于土层的透水性，要防止出现管涌、流砂等问题 13。 本基坑工程的特点是基坑开挖面积大，地基土层以粉质粘土和淤泥质土为主。周围环

25、境较复杂，基坑东侧和北侧是交通主干线，而南侧和西侧又是小区居民楼，基坑的地下管线比较复杂，必须确保周围建筑物、道路、管线的正常安全使用，要求围护结构的稳定性好、沉降位移小，并能有效地止水。因此方案的选择要既经济，又要其对周围的环境影响很小。 综合 考察现场的周边环境、道路及岩土组合等条件，为尽可能避免基坑开挖对周围建筑物、道路的影响，经过细致分析、计算和方案比 较，本工程支护方案选用下列形式： 毕业论文 - 整个基坑采 用钻孔灌注桩加一层钢筋混凝土支撑作为支护结构。 采用 单排双轴深搅桩 作 止水结构。 基坑内采用集水坑排除地下水。 1.2.2 设计依据 （ 1） 舟山市恒大建设集团办公楼岩土

26、工程勘察报告（详勘阶段），浙江宏宇工程勘察设计有限公司， 2009 年 5 月； （ 2） 舟山市恒大建设集团办公楼总平面图（建施），浙江省城乡综合设计院有限公司， 2009年 11 月； （ 3） 舟山市恒大建设集团办公楼桩位布置图及基础平面布置图（结施），浙江省城乡综合设计院有限公司， 2009 年 11 月； （ 4） 建 筑基坑支护技术规程 (JGJ120-99)； （ 5）混凝土结构设计规 范 (GB50010-2002)； （ 6） 建筑桩基技术规范（ JGJ94 2008） ； （ 7）岩土工程勘察规 范 (GB50021-2009)； （ 8） 建筑地基处理技术规范 （ JGJ

27、79-2002） ； （ 9） 浙江省标准建筑基坑工程技术规程（ DB33/T1008-2000） 。 1.2.3 支护结构方案 基坑分为东，南，西，北，四个计算区段，均采用 钻孔灌注桩加一层钢筋混凝土支撑作为支护结构。 基坑内采用集水坑排除地下水。 本工程基坑支护 设计方案的设计计算，严格按照 建筑基坑支护设计规程（ JGJ120 99）、混凝土结构设计规范（ GBJ50010 2002） 、钢结构设计规范（ GB50017-2003） 中的有关要求进行。同时采用了理正软件进行了辅助计算和验算；经过详细的计算分析后，我们认为：采用本设计的基坑支护方案，能满足基坑土方开挖、地下室结构施工及周围环境保护对基坑支护结构的要求，符合“安全可靠，经济合理，技术可行，方便施工”的原则。