《基础工程》课程设计专业:土木工程班级：080342姓名学号：黄超，********彭伟，08034231 日期：2011年5月29日计算说明书2．1确定支护等级根据基坑的开挖深度犺、邻近建（构）筑物及管线与坑边的相对距离比α和工程地质、水文地质条件，按破坏后果的严重程度将基坑侧壁的安全等级分为一级，支护结构设计中应根据不同的安全等级选用重要性系数：一级取γ＝１．１０。
2.1 设计依据1、浙江省勘察设计有限公司《岩土工程勘察报告》；2、中华人民共和国国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；3、中华人民共和国国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50204）；4、中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；5、中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）；基坑支护方案设计2.2基坑支护方案优选基坑围护结构型式有很多种，其适用范围也各不相同，根据上述设计原则，结合本基坑工程实际情况有以下几种可以采取的支护型式：1单支点加筋水泥土挡墙围护结构单支点加筋水泥土挡墙围护结构的机理可理解为通过在基坑四周形成加筋土重力式挡墙，起到挡土作用。
而水泥土挡墙可以阻挡地下水的作用，使基坑周围不需大范围的降水，从而可以使基坑周围的有效土压力保持稳定，不至于是周围建筑产生不均匀沉降，加筋土重力式挡墙围护基坑深度一般不超过18m，而通过用水泥土挡墙，可以用于更深的基坑，使用期限也可以加长。
2单支点桩墙围护结构单支点桩墙围护结构依靠足够的入土深度和结构的抗弯能力来维持整体稳定和结构安全。
单支点桩墙结构所受土压力分布是开挖深度的一次函数，其剪力是深度的二次函数，弯矩是深度的三次函数，水平位移是深度的五次函数。
单支点桩墙结构对开挖深度很敏感，容易产生较大变形，对相临的建筑物产生不良的影响。
单支点桩墙围护结构适用于土质较好、开挖深度较深的基坑工程。
3内撑式围护结构内撑式围护由围护体系和内撑体系两部分组成，围护结构体系常采用钢筋混凝土桩排桩墙和地下连续墙型式。
内撑体系可采用水平支撑和斜支撑。
当基坑开挖平面面积很大而开挖深度不太大时，宜采用单层支撑。
内撑常采用钢筋混凝土支撑和钢管（或型钢）支撑两种。
内撑式围护结构适用范围广，可适用于各种土层和基坑深度。
4土钉墙围护结构土钉墙围护结构的机理可理解为通过在基坑边坡中设置土钉，形成加筋土重力式挡墙，起到挡土作用。
土钉墙围护适用于地下水位以上或者人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散砂土、卵石土等；不适用于淤泥质及未经降水处理地下水以下的土层地基中基坑围护。
土钉墙围护基坑深度一般不超过18m，使用期限不超过18月。
5拉锚式围护结构拉锚式围护结构由围护结构体系和锚固体系两部分组成，围护结构体系常采用钢筋混凝土排桩墙和地下连续墙两种。
锚固体系可分为锚杆式和地面拉锚式两种。
地面拉锚式需要有足够的场地设置锚桩，或其他锚固物；锚杆式需要地基土能提供锚杆较大的锚固力。
锚杆式适用于砂土地基，或粘土地基。
由于软粘土地基不能提供锚杆较大的锚固力，所以很少使用。
经过多个方案的比较分析，本基坑充分考虑到周边地层条件，选择技术上可行,经济上合理,并且具有整体性好、水平位移小,同时便于基坑开挖及后续施工的可靠支护措施。
该地铁车站基坑深度深，地层相对较复杂，要求严格进行支护设计和组织施工，以保证基坑的安全。
经分析采用单排单支点桩墙围护结构，关于支撑体系，由于基坑面积较大，采用内支撑。
根据场地的工程地质和水文地质条件，最后决定采用深层搅拌桩作为帷幕隔水，支护结构采用单排钻孔灌注桩加单层土钉相结合的土钉墙围护结构方案，具体设计见基坑平面图（图1-1）。
2.3计算水土压力计算的各层土及水位及参数如下图及下表2-2土层示意图1各层土压力系数：主动土压力系数:)245(tan 2iai K ϕ-=)245(tan 121ϕ-= a K =0.649 )245(tan 222ϕ-= a K =0.490)245(tan 323ϕ-= a K =0.337 )245(tan 424ϕ-= a K =0.556被动土压力系数: )245(tan 2ipi K ϕ+= )245(tan 421ϕ+= p K =1.82支护结构水平荷载标准值ajk e 按下列规定计算： 1）对于淤泥质粘土主动土压力：ai ik ai ajk ajk K C K q e 2)(-+=σ 对于四周高层建筑，交通十分繁忙，根据《建筑基坑支护技术规程》q 大约取60kN/me k q 1=60*0.649-2*8.9*649.0=24.6e kq 2=(60+18*1.6)*0.649-2*8.9*649.0=43.3 E q 1=1/2（e k q 1+e kq 2）h=54.32N 其作用点距地面 h q 1=h1(2e k q 2+e k q 1)/(3e k q 2+3e kq 1)=0.8732）对于粉质粘土地下水位以上主动土压力：ai ik ai ajk ajk K C K q e 2)(-+=σe k q 3=(60+18*1.6)*0.490-2*29.7*490.0=1.932 e kq 4=(60+18*2)*0.490-2*29.7*490.0=5.46 E q 2=1/2（e k q 3+e k q 4）h2=N 其作用点距地面 hq 2=h2(2e k q 4+e k q 3)/(3e k q 3+3e k q 4)+h1=对于粉质粘土地下水位以下主动土压力;ai ik ai w i ajk K C K h q e r r 2))((--+=e k q 5=(60+8*2)*0.490-2*29.7*490.0=-4.34 ekq 6=(60+8*5)*0.490-2*29.7*490.0=7.42E q 3=1/2（e k q 5+e k q 6）h3=N 其作用点距地面 h q 3=h3(2e k q 6+e k q 5)/(3e k q 5+3e k q 6)+h1+h2=3)对于粉沙地下水位以下主动土压力;ai ik ai w i ajk K C K h q e r r 2))((--+=e k q 7=(60+8*5)*0.337-2*4*337.0=29.06 e kq 8=(60+8*11)*0.337-2*4*337.0=45.23 E q 4=1/2（e k q 7+e k q 8）h3=N 其作用点距地面 h q 4=h4(2e k q 8+e k q 7)/(3e k q 7+3e k q 8)+h1+h2+h3=4)对于粉土地下水位以下主动土压力;ai ik ai w i ajk K C K h q e r r 2))((--+=e kq 9=(60+8*11)*0.556-2*7*556.0=71.85 e kq 10=(60+8*16)*0.556-2*7*556.0=94.0 E q 5=1/2（e k q 9+e k q 10）h3=N 其作用点距地面h q 5=h4(2e k q 10+e k q 9)/(3e k q 9+3e k q 10)+h1+h2+h3+h4=5)对于粉土地下水位以下被动土压力;pi ik pi w i pjk K C hK e r r 2)(+-= ekp 1=8*0*1.8+2*7*8.1=18.78由主动与被动土压应力在基坑以下有抵消为0N 点，可得到基坑面到平衡点的土压力与其作用点，设其基坑面到平衡点的土压力的距离为u,则u=)(k k e e qpp qr --。
所以u=(94-18.78)/(r-10)(1.8-0.556)=7.56mE q 5=1/2（e q -e p ）u=N 其作用点距地面hq 5=1/3u+h5 +h1+h2+h3+h4=6）墙后水压力计算 e w 1h r w ==10*14=140E w 1=1/2e w 1h=980,其作用点距地面h w 1=11.33m2.4确定支撑类型和分布从任务书知道，，本基坑长220.1米，宽21.9米，深16米，长为南北走向，车站基坑建筑群和人口密集，交通十分繁忙，四周为高层建筑，而西部南北两侧均为结构整体性较差的七层民房，其他周围整体性较好，所以西部用单支点加筋水泥土挡墙围护结构，而南北两侧靠西的一半用单支点加筋水泥土挡墙围护结构，靠东的一半用单支点桩墙围护结构；而整个东面用单支点桩墙围护结构，而为了防止地下水大量涌入基坑，在东，南，北面设置井点降水。
由于基坑面积大，深度较深，设计基坑底四周用集水坑降水。
其大致分布图如下简图2-32.5计算配筋其计算简图如下简图2-42.5.1单支点钢筋混泥土桩墙配筋计算由于基础较深，桩的入土深度宜较深，所以用等值梁法计算东面及南北面各一半的单支点钢筋混泥土桩墙，取支点水平间距Sh=2m ，支点距地面的距离为5m作用于桩后合力∑E =E q 1+E q 2+E q 3+E q 4+E q 5+E w 1=∑E 的作用点到地面的距离：Ha=（E q 1*h q 1+E q 2*h q 2+E q 3*h q 3+E q 4*h q 4+Eq 5*h q 5+E w 1*h w 1）/∑E =支点水平锚固拉力Ra=0)(h u H Ha u H E -+-+∑=土压力零点（即弯矩为零点）剪力Q 0=0)0(h u H h Ha E -+-∑=所以桩的有效嵌固深度为t=Shk k r Qqp)(6,0-=桩的最小长度l=H+u+1.4t=设剪力为零点距离地面h q ，由Ra-1/2r h q 2k q Sh-q h q k q Sh=0 的h q =所以最大弯矩M max =Ra(h q -h0)-1/6 r h q3k qS h -1/2q h q 2k qSh=桩身的配筋计算设此桩的配筋可转化为截面为mm mm h b 7001000⨯=⨯的矩形截面梁进行配筋。
有：环境类别为一级，砼强度C25，钢筋采用HRB335的Ⅱ级钢筋。
由环境类别为一级，砼强度C25此梁的最小保护层厚度为50mm 则有截面有效高度mm h 650507000=-=有砼及钢筋的等级查表可得，211.9/c f N mm = 2300/y f N mm =21.27/t f N mm = （规范有）b ξ=0.56c f --混凝土轴心抗压强度设计值y f --纵向受拉钢筋抗拉强度设计值 t f --混凝土轴心抗拉强度设计值b ξ--相对界限受压区高度求计算系数：074.065010009.111067.3732620=⨯⨯⨯==bh f c Ms α 56.0077.0074.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξ 可以（验算用）962.02211==-+ss αγ故 261992650962.03001067.3730mm h f Ms s y =⨯⨯⨯==A γ， 所以选用6φ22 结构设计p245 22281mm s =As α ：截面抵抗矩系数 s γ ：内力偶臂系数ξ ：配筋特征值桩身箍筋配筋按构造要求取：梁中箍筋最大间距Smax=250mm.。