毕业设计-某某公寓基坑支护结构设计.doc
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1、 本科学生毕业设计 ?公寓基坑支护结构设计 院部名称: 土木与建筑工程学院 专业班级: 土木工程(岩土)? 学生姓名: ? 指导教师: ? ? 职 称: 高工 教授黑 龙 江 工 程 学 院 二一四年六月黑龙江工程学院本科生毕业设计 The Graduation Design for Bachelors DegreeDesign of ? Flats Foundation Ditch Supporting Structure Candidate:? Specialty:Civil Engineering Class:? Supervisor:Profseeor.? Lecturer Engin
2、eer. ? Heilongjiang Institute of Technology2014-06Harbin1摘 要 本设计拟建?公寓工程位于哈尔滨市,其南临南环路,东临美食商城,北侧为运动商城,西侧为居民区。拟建建筑物地面以上7层,地下2层,总建筑面积41798m2。经地质勘查,地基土层主要由杂填土、粉土、粉质黏土、黏土构成。建筑0.00相当于绝对标高33.96m,整平后地面标高为33.50m,基坑开挖深度为9.0m,地下室采用框架结构。主体基坑采用三种不同的支护体系:第一种是钢板桩锚杆支体系,第二种是土钉墙支护体系,第三种是混凝土桩锚杆支护体系。基坑采用喷射井点+止水帷幕降止水。本次设
3、计的主要内容包括:支护方案的选择、钢板桩锚杆设计计算、混凝土桩锚杆设计计算、土钉墙设计计算、基坑的稳定性验算、基坑降止水等。经验算,该基坑设计合理,方案可行,可满足基坑土方开挖,地下室结构施工和对周围环境保护的要求。 关键词:深基坑支护;钢板桩;混凝土桩;土钉墙;基坑降水;基坑监测3ABSTRACT This design for ?i foundation pit supporting structure design of the foundation pit is located in Harbin city, Hei long jiang province, in the founda
4、tion pit size is 4050. The field area terrain rules rectangle on the whole, excavation depth of 9 m, for the light market, on the west side of foundation pit in recent distance is 4 m, the north side, for real estate company from foundation pit recent distance of 18 m, bridge road, on the south the
5、storehouse of foundation pit in recent distance of 16 m, through scheme comparison, finally determine the west adopts steel sheet pile support structure and soil nailing wall supporting structure is used in the south the north by concrete pile plus anchor supporting structure. This design main conte
6、nt includes: design scheme comparison; Earth pressure calculation; Calculation of retaining structure; Calculating stability of foundation pit; Foundation pit precipitation of water stop design; Foundation pit monitoring scheme design. Key words: Deep foundation pit;Steel sheet pile;Pile;Soil nailin
7、g wall;Foundation pit dewatering of foundation pit monitoring目 录摘要IABSTRACTII第1章 绪论11.1选题目的和意义11.2 国内外研究现状21.3 基坑工程概况21.3.1 工程概况21.3.2 周边环境31.4 地质条件31.4.1 工程地质条件31.4.2 水文地质条件41.5 拟解决的主要问题4第2章 基坑方案选择及确定52.1 基坑支护设计基本要求52.2 基坑支护方案选择及确定52.2.1 支护方案的选择5 2.2.2 支护结构体系的比较72.2.3 支护结构体系的确定72.3 本章小结7第3章 土压力计算83
8、.1 基坑南侧土压力计算83.2 基坑东侧土压力计算93.3 基坑北侧土压力计算103.4 基坑西侧土压力计算113.5 本章小结12第4章 混凝土桩锚杆支护设计134.1 基本信息134.2 结构计算164.3 截面计算194.4 锚杆计算204.6 抗倾覆稳定性验算224.7 嵌固深度计算234.8 嵌固段基坑内侧土反力验算234.9 本章小结24第5章 钢板桩锚杆支护设计255.1 基本信息255.2 结构计算285.3 截面计算315.4 截面验算325.5 锚杆计算325.6 整体稳定验算335.7 抗倾覆稳定性验算345.8 嵌固深度计算355.9 嵌固段基坑内侧土反力验算365.
9、10 本章小结36第6章 土钉墙支护设计376.1 土钉墙设计参数376.2 土钉墙整体稳定性验算376.2.1 第一次取圆弧386.2.2 第二次取圆弧406.2.3 第三次取圆弧436.2.4 第四次取圆弧466.2.5 第五次取圆弧496.3 土钉承载力计算过程516.3.1基坑深度范围内内摩擦角加权平均值526.3.2土压力系数526.3.3 各土钉处的主动土压力强度标准值526.3.4 坡面倾斜时的主动土压力折减系数计算526.3.5土钉轴向拉力调整系数536.3.6 单根土钉的轴向拉力标准值536.3.7单根土钉的极限抗拔承载力536.3.8 土钉抗拔安全系数546.4 土钉配筋计
10、算546.5 本章小结55第7章 基坑降排水设计567.1 井点设计计算567.1.1 降水工程的平面布置567.1.2 确定基坑的有效半径567.1.3 井点管埋设深度计算567.1.4 井点系统的抽水影响半径577.1.5 计算基坑涌水量Q577.1.6 单根井点出水量587.1.7 确定降水井数量与井点间距587.1.8 基坑降水验算587.2 止水帷幕的设置597.3 回灌系统的布置597.4 本章小结59第8章 基坑监测方案设计608.1 监测目的与技术要求608.1.1本工程监测目的608.2监测项目内容618.2.1 周边环境监测618.2.2基坑围护监测618.3测试方法原理6
11、28.3.1垂直位移监测高程控制网测量628.3.2 监测点垂直位移测量638.3.3 监测点水平位移测量638.4 应急方案648.5 本章小结64结论65参考文献66致谢67第1章 绪 论1.1选题目的和意义近几年来,随着城市的高层建筑愈来愈多,大多数的基础埋藏深度较大,以满足抗震的设计要求,同时利用地下空间,建造地下车库,商场、仓库和人防设施等。基坑的支护设计、施工、监测技术是近10多来在我国逐渐涉及的技术难题。基坑的护壁随时,不仅要求保证基坑内正常作业安全,而且要防止基坑及坑外侧土体的移动,保证基坑附近建筑物、道路、管线的正常使用,通过工程实践与科研,在基坑支护理论于技术上都有了进一步
12、的发展,取得了可喜的成绩。随着我国大量深基坑工程的成功实施,基坑支护工程的技术水平得到了迅速的提高,积累了比较丰富的经验,但也有不少教训。当前迫切解决的问题是:如何以比较低的的经济代价,都在比较短的时间内实现安全的基坑开挖,总结和发展支护技术的开发,为更深的多层地下室施工提供新的技术和安全保障。 地下岩土工程是一个具有悠久历史的领域,可以说自有人类以来就有岩土工程,特别是进入工业社会以后岩土工程处处存在,但是城市岩土工程,除了传统的地面房屋工程外,地下岩土工程却是随着现代城市的兴起而发展的。经过最近几十年的实践,无论从设计、施工、设备和工艺,还是理论、技术和经验,都已达到相当高的水平,特别是深
13、埋地下岩石工程,更是达到了较成熟的程度。选定该课题也是为了培养自己的综合能力。根据土木工程专业岩土与地下工程方向的培养目标要求及本人毕业后的主要服务去向,通过毕业设计,能够使我们把所学过的专业知识综合应用于实际工程设计中,通过?基坑支护结构设计,使我们在应用现行规范、标准、技术指标与经济指标等方面得到基本训练,达到对所学专业知识进行巩固、综合掌握和灵活运用的目的,提高分析问题、解决问题的能力。本项毕业设计选题为?公寓基坑支护结构设计,详细学习和了解与岩土工程相关知识,巩固以前学习过的深基坑支护、基础工程、地基处理、土力学、工程地质学等知识,并按照现行规范,通过对实际情况的分析把它运用到生产实践
14、中去,为以后的基坑处理工作打下一定的基础,同时也培养了调查研究、查阅文献、收集资料和整理资料的能力。通过本次设计使自己能够理论联系实际,并为以后的工作和学习打下坚实的基础。1.2 国内外研究现状近年来我国经济和城市建设的迅速发展地下工程越来越多,开发和利用地下空间和要求日益重要。高层建筑的多层地下室日益增多。随着城镇建设高层及超高层建筑的大量涌现,深基坑越来越多。尤其20世纪90年代以来,基坑开挖与支护问题,基坑工程规模、数量、分布急剧增加,我国基坑开挖的现状是:a建筑趋向高层化,基坑越来越深,或为了使用方便,或因为地皮珍贵,或为了符合建筑规定及人防需要,建筑投资者不得不向地下空间发展。b工程
15、地质条件越来越差,城市建设要有规化要求,按规划要求随遇而安,因此,地质条件往往比较差。c基坑四周已建或在建高大建筑物密集或紧靠重要市政设施,兴土木不仅要确保本身基坑的稳定,更不能影响其他的建筑安全。d维护基坑方法多种,如人工挖孔桩、预制桩、钻孔灌注桩、地下连续墙、深层搅拌桩、钢支撑、注浆、土钉墙等以及各种桩、板、墙。e基坑工程事故多为了当前工程的需要,尽快进一步研究和发展。我国城市地下工程建设起步较晚,20 世纪 80 年代前,国内为数不多的高层建筑的地下室多为一层,基坑深不过 4m,常采用放坡开挖就可以解决问题。20 世纪 80 年代初才开始出现大量的基坑工程。到20世纪80年代,随着高层建
16、筑的大量兴建,开始出现两层地下室,开挖深度一般在8m左右,少数超过10m。进入20世纪90年代后,在我国改革开放和国民经济持续高速增长的形势下,全国工程建设亦突飞猛进,高层建筑迅猛发展,基坑开挖深度超过10m 的比比皆是,其埋置深度也就越来越深,对基坑工程的要求越来越高,随着人防、地铁、地下商场、仓库、影剧院等大量工程的建设,特别是近年来的工程实践,城市地下空间开挖技术得到了长足发展和提高。促进了建筑科学技术的进步和施工技术、施工机械和建筑材料的更新与发展。随之出现的问题也越来越多,这给建筑施工、特别是城市中心区的建筑施工带来了很大的困难。20世纪60年代,在奥斯陆等地的基坑开挖中开始实施施工
17、监测,从20世纪70年代起,许多国家陆续制定了指导基坑开挖与支护设计和施工的法规。在国外,比如日本、美国以及欧洲一些发达国家对地下结构有比较完善的研究,地下商城、地下停车场、地下商业街、地铁车站等随处可见。这就意味着他们具有相当的建设基坑工程的能力与经验。1.3 基坑工程概况1.3.1 工程概况本设计为拟建?公寓工程位于哈尔滨市,其南临南环路,东临美食商城,北侧为运动商城,西侧为居民区。拟建建筑物地面以上7层,地下2层,总建筑面积41798m2。经地质勘查,地基土层主要由杂填土、粉土、黏土、粉质黏土、砂土构成。建筑0.00相当于绝对标高33.96m,整平后地面标高为33.50m,地面标高为33
18、.50m,其它标高均以此为准,地下室负二层底板顶标高为25.50m,基坑开挖深度为9.0m,地下室采用框架结构,如图1.1 所示运动商城云海公寓居民楼美食商城2018164南环路图1.1 基坑平面图1.3.2 周边环境基坑周边环境条件:基坑南面为马路,最近距离 16m,无下设的通讯电缆、煤气管线等设施。北侧为运动商城,楼高七层,其最近距离为18m。东侧为美食商城,最近距离为4.0m,楼高7层。西侧为居民楼,其最近距离为20m。1.4 地质条件1.4.1 工程地质条件 据拟建场地岩土工程勘察报告揭示:场地地形较平坦,原始地貌为冲积型堆积土层。根据土层的地质时代、成因类型、岩性及分布埋藏特征,从上
19、到下可分为5个层次,支护深度影响范围内土层依次分布如表格1.1 所示:表1.1 拟建场地土体情况一览表序号类别(名称)厚度h(m)重度(kN/m3)土粒重度s(kN/m3)含水率(%)液限L塑限P渗透系数k(m3/d)内摩擦角k()黏聚力ck(kPa)压缩模量Es(MPa)序号1杂填土2.519.026.019.9325.618.5410-616.0109.332粉土3.021.026.821.1624.317.5410-722.01411.243粉质黏土4.018.027.019.5930.517.8410-824.01614.324黏土5.017.527.219.34-410-418.02
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- 毕业设计 某某 公寓 基坑 支护 结构设计