某住宅楼深基坑支护设计院校：________________________________专业：_________________________________班级：_________________________________姓名：_________________________________学号：_________________________________目录:某住宅楼深基坑 (1)支护设计 (1)目录: (2)1前言 (1)2设计资料及设计要求 (1)2.1建筑物概括 (1)2.2地层岩性 (1)2.3设计要求 (2)3悬臂桩设计 (2)4坑壁土压力计算以及嵌固深度的确定 (3)(5)计算嵌固深度 (4)5悬臂桩内力计算 (4)5.1桩身剪力计算 (4)5.2桩身弯矩计算 (6)6悬臂桩配筋及其稳定性验算 (7)6.1桩身截面受弯承载力计算——配置纵筋 (7)6.2桩身截面受剪承载力计算——配置箍筋 (8)6.3桩身稳定性验算 (9)6.3.1抗滑稳定性验算 (9)6.3.2临界滑动面稳定性验算 (9)6.3.3抗隆起稳定性验算 (11)7桩顶冠梁设计.........................................................................................错误!未定义书签。

8结语.........................................................................................................错误!未定义书签。

1前言随着高层建筑的不断增加，市政建设的大力开发和地下空间的开发利用，产生了大量的深基坑支护设计问题，并使之成为当前基础工程的热点和难点。

深基坑的设计是土力学基础工程一个古老的传统课题，同时有是一个综合性的岩土工程难题。

既涉及土力学中经典的强度、稳定与变形问题，同时又涉及土与支护结构的共同问题。

对这些问题和对策的研究，是随着土力学理论、测试技术、计算机技术及施工器械、施工技术的发展而逐步完善的。

拟建建筑为商业及办公用房，位于成都市春熙路北段（成都市锦江区新街后巷子10号）；主楼18F，高69.9m，裙楼5F高24m，地下建筑3F。

规划建筑净用面积2310.61m2,，规划总建筑面积约为23647.09m2。

2设计资料及设计要求2.1建筑物概括建筑物概况一览表见下表一。

表一：建筑概况一览表类别层数高度基础深度预计基础形式主楼18F 69.9-78.3m -10.6m 筏板基础裙楼5F 24m -10.6m 筏板基础地下室-3F -15.5m -10.6m 筏板基础2.2地层岩性经钻孔揭露，场地内地层为第四系全新统的人工填土Q ml4，第四系上更新统冲洪积层Q3al+pl的细沙和卵石土及白垩系灌口组K2g泥岩。

岩土的结构及岩性特征由上而下描述为：（1）杂填土：杂色，稍湿~湿，松散。

含大量混凝土块及砖块。

该地层分布广泛，层厚1.6m。

（2）素填土:褐灰色，稍湿~湿，可塑。

以粘性土为主，粉土次之，部分地段混凝土块。

该层分布广泛，层厚4.3m。

（3）细沙：灰色，松散，湿，成份以长石，石英为主，含少量白云母碎片，夹少量粉土团块。

该层局部分布于卵石顶面及呈透镜状分布于卵石层中，层厚2.7m。

（4）卵石：杂色，湿~饱和，成分以花岗岩为主，次为石英岩。

粒径最大8x11cm，最小1x2cm，一般3~6cm，呈亚圆形，强~中等分化。

分选较好，磨圆度中等，卵石层顶部主要有泥岩及强风化花岗碎屑充填，中下部由细、中沙充填，部分为泥质充填，局部夹中沙透镜体。

卵石层顶面埋深8.6m。

表二：土的物理力学性质推荐值重力密度r(KN/m3) 压缩模量Es(MPa)变形模量E0(MPa)粘聚力C(KPa)内摩擦角(°)承载力特征值(KPa)杂填土17.2 2.8 7.9 52此基坑周围均有已建成建筑，各建筑物距基坑四周的距离较远，综合考虑原建筑荷载和施工因素，设计时地面附加荷载取为30KN/m2.2.3设计要求基坑支护体系在满足承载力和变形性的要求上，本次设计还应满足下列要求：采用悬臂桩支护方案。

1.选择正确的计算方法及公式完成悬臂桩的设计及计算；2.完成并提交设计报告书1份，设计图件一套。

图件内容包括：（1）平面布置图；（2）剖面布置图；（3）立面布置图；（4）桩身配筋图；3.设计附图中，应列出材料用量、工程量表。

附图：平面布置图；立面布置图；剖面布置图；结构设计详图；（图中包含工程量表）3悬臂桩设计根据规范的要求和资料中的详细信息及规定，此处悬臂桩选用柱列式钻孔灌注桩，桩与桩之间相切，在基坑周围都进行统一的布置；单桩的横截面采用a*b=1m*2m的方桩，混凝土选用C30，里面配置HRB335（Ⅱ级）带肋钢筋。

根据资料，基础埋深是10.6m，要求基坑深度至少应大于基础埋深1.2m，故设计基坑埋深为12m；场地是a*b=55*38(m2)的矩形，则总共所需的桩数为186根。

4坑壁土压力计算以及嵌固深度的确定此处嵌固深度的计算用Blum法计算，土层剖面和土压力分布图见图一。

图一：土剖面和土压力分布图(1)计算参数q=30KN/m;杂填土：K a1=tan（45−φ12）2=0.7583；K p1=tan（45+φ12）2=1.3187;素填土：K a2=tan（45−φ12）2=0.854; K p2=tan（45+φ22）2=1.1708;细砂层：K a3=tan（45−φ32）2=0.5678; K p3=tan（45+φ32）2=1.894;卵石层：K a4=tan（45−φ42）2=0.3037；K p4=tan（45+φ42）2=3.2546；(2)计算单位面积上的主动土压力：基坑顶面单位面积上的主动土压力：e a0=q*K a1=30*0.7583=22.749; 杂填土底面单位面积上的主动土压力：e a1=e a0+γ1z1K a1=22.749+20.8684=43.6174KN素填土底面单位面积上的主动土压力：e a2=e a1+γ2z2K a2=43.6174+67.2013 =110.8187KN细砂层底面单位面积上的主动土压力：e a3=e a2+γ3z3K a3=110.8187+29.1281=139.9468KN基坑底面单位面积上的主动土压力：e a4=e a3+γ4z4K a4=139.921.9412=161.888N(3)确定土压力零点到基坑底面的距离u：U=e a4γ4(K p4−K a4)=161.88821∗(3.2546−0.3073)=2.6156m(4)计算主动土压力合力及其离基坑顶部的距离主动土压力合力⅀P有：⅀P=22.749∗12+20.8684∗(12−1.6)+67.2013∗(12−5.9)+29.1281∗(12−8.6)+0.5∗22..749∗1.6+0.5∗20.8684∗4.3+67.2013*2.7*0.5+0.5*44.5278*3.4+0.5*2.6156*161.888=272.988+217.0314+409.9279+99.0355+18.1992+44.8671+90.7218+75.6973+211.7171=14 48.5805KN合力距基坑顶部的距离a有:a=[272.988*0.5*12+217.0314*(1.6+5.2)+409.9279*(5.9+12−5.92)+99.0355*(8.6+12−8.62)+18.1992*23*1.6+44.8671*(1.6+4.3*23)+90.7218*(5.9+2.7*23)+75.6973*(8.6+3.4*23)+211.7171*(12+2.6156*13)]/ ⅀P=12268.81031448.5805=8.5189m(5)计算嵌固深度设嵌固深度在在净土压力零点下的深度是t，则桩低端被动土压力e p有：e p=γ4tK p4=21t*3.2546=68.3466t所以，E p=34.1733t2其距离底端的距离为13t，主动土压力合力⅀P距离底端的距离为12-8.5189+2.6156+t=6.0967+t所以由底端的弯矩为零而有:34.1733t2*t3=8780.3777+1440.1853t从而t3-126.0407t-770.8103=0所以：t=13.53m所以嵌固深度是13.53+2.6156=16.1456m，所以桩长理论为28.1456m，设计长度为28.2m。

5悬臂桩内力计算5.1桩身剪力计算(1)0~1.6m杂填土内桩身剪力分布：Q1= Q1=22.749*Z+6.5214*Z2；杂填土底部剪应力Q1max=53.0932kN；（2）1.6~5.9m素填土内桩身剪力：Q2=53.0932+0.5*(z-1.6)*[43.6174+43.6174+γ2(z-1.6)K a2]=53.0932+0.5*（z-1.6）*[87.2348+(z-1.6)*18.3*0.854]=53.0932+43.6174(z-1.6)+7.8184(z-1.6)2素填土底部剪应力Q2max=385.2102；（3）5.9~8.6m细沙层内桩身剪应力分布：Q3=385.2102+0.5*（z-5.9）*[110.8187+110.8187+γ3(z-5.9)K a3] =385.2102+0.5*(z-5.9)*[221.6374+10.7882(z-5.9)]=385.2102+110.8187(z-5.9)+5.3941(z-5.9)2细砂层底部剪应力Q3max=723.7437kN(4)8.6~12卵石层内桩身剪应力分布：Q4=723.7437+0.5*(z-8.6)*[139.9468+139.9468+γ4(z-8.6)K a4]=723.7437+0.5*(z-8.6)*[279.8936+21*0.3073(z-8.6)]=723.7437+139.9468(z-8.6)+3.2267(z-8.6)2基坑底部剪应力为Q4max=1236.8635kN；（5）12~14.6156m卵石层内桩身剪应力：Q5=1236.8635+(z-12)*161.888-0.5*(z-12)[161.888-γ4(z-12)(K p4-K a4) =1236.8635+80.994*(z-12)+30.9467*(z-12)2h=14.6156m时，Q5=1448.5805KN;(6) 14.6156~28.2m卵石层内桩身剪应力：Q6=1448.5805-γ4(K p4-K a4)(z-14.6156)=1448.5805-61.8933(z-14.6156)H=28.2时，Q6=620.1758kN;图一：5.2桩身弯矩计算（1）0~1.6m 杂填土内桩身弯矩分布：M 1=22.7492*Z 2+6.5214*Z 2*Z3=11.3745*Z 2+2.1738*Z 3;杂填土底部弯矩M 1max =38.0226*m (2) 1.6~5.9m 素填土内桩身弯矩分布：M 2=11.3745*Z 2+16.6948*(1.63+Z-1.6)+10.434*(Z −1.6)2+2.6047*(Z −1.6)3 杂填土底部弯矩M 2max =878.5988KN/m; (3) 5.9~8.6m 内桩身弯矩分布： M 3=11.3745*Z 2+16.6948*(1.63+Z-1.6)+10.434*(Z −1.6)2+144.4827*(4.33+Z-5.9)+33.6309*(Z-5.9)2+1.798*(Z-5.9)3细砂层底端弯矩值M 3max =2356.0411KN*m ； （4）8.6~12内桩身弯矩值： M 4=11.3745*Z 2+16.6948*(1.63+Z-1.6)+10.434*(Z-1.6)2+144.4827*(4.33+Z-5.9)+33.6309*(Z-5.9)2+39.323*(0.9+Z-8.6)+29.0681*0.5*(Z-8.6)2+1.063*(Z-8.6)3基坑底弯矩值M4max=5667.724kN*m；（5）12~14.6156m内桩身弯矩：M5=12*22.749*(Z-6)+16.6948*(Z-1.067)+217.0272*(Z-6.8)+144.4827*(Z-4.467)+41 0.2964*(Z-8.95)+39.323*(Z-7.7)+98.8314*(Z-10.3)+36.8631*(z-10.867)+[161.888 -61.8933*(Z-12)*0.5*(Z-12)2]+20.6311*(Z-12)314.6156m处弯矩值M5max=9271.03kN*m(6)14.1456~28.2m桩身弯矩值：M6=1448.5805*(Z-8.5189)-11.3911*(Z-14.6156)3;桩底弯矩为0kN*m；图二：6悬臂桩配筋及其稳定性验算6.1桩身截面受弯承载力计算——配置纵筋由上可知，桩身弯矩最大值在h=21m处，M max=15115KN*m；控制截面取弯矩最大处的横截面，则有截面弯矩设计值M有：M=1.25γ0M max;按照《混凝土结构设计规范》（GB 50010 – 2010），γ0取1.0；所以M c=1.25*15115=18893.75KN*m;计算公式如下：f y*A s=ξα1*f c*b*h0;M≤M u=ξ(1-0.5ξ)α1f c bh o2;ξ≤ξb;A s≥ρmin bhξ=x/h0;公式中：f y——钢筋抗拉强度设计值（N/mm2）；A s————钢筋面积（mm2）；ξ——相对界限受压区高度；α1——应力值系数，当混凝土强度小于50时，α1取1.0；f c——混凝土抗压强度设计值（N/mm2）；b——截面宽度（mm）；h0——截面有效高度（mm）；x——受压区高度；保护层厚度取100mm，代入数据：ξ=1-√1−Mf c bh020.5∗α1=1-√1−18893.75∗1060.5∗1∗14.3∗1000190092=0.4823≤ξb=0.55，满足要求；A s=ξα1f c bh0f y=0.4823∗1∗14.3∗1000∗1900300=43761.8mm2ρ=45160/(1000*2000)=实际配筋选用23根φ50，实际面积A s=45160mm2; ρ=45160/(1000*2000)=2.258%»0.2%满足要求；分三层布置，从外到内依次布置8根，8根，7根；具体布置图见附图中支护结构设计详图。