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地基基础及地下结构综合设计
摘要
岩土工程是一门专业领域广、理论与实践紧密结合的学科，主要包括边坡与基坑支护、隧道及地下建筑工程、地基处理、基础工程等内容，其以土力学和岩体力学为基本课程，基础工程、地基处理、边坡与基坑支护、地下结构设计原理与方法等为专业课程。最近几十年，随着国内外高层建筑、高速公路、隧道等的蓬勃发展，岩土工程获得了丰富的实践经验和理论成果。
本地基基础及地下结构综合设计共包含四部分，分别为住宅小区基坑支护设计、某商住楼基础设计、某二级公路软土路堤路基加固设计和姜源岭隧道设计，其中基坑支护采用土钉墙支护、高层建筑采用箱形基础、软土路基分别采用堆载排水固结法和水泥土搅拌桩复合地基法设计并选择合理方案，隧道主要针对深埋埋V级围岩采用喷锚和钢架复合支护。由于时间有限，各设计中主要以结构设计为主，施工组织概预算与质量监测等内容为辅。
关键词：土钉墙，箱形基础，堆载预压法，V级围岩复合支护
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The synthetic design of Ground foundation and Underground
structure
Abstract
Geotechnical engineering is a broad-field subject with closely integrating theory and practice, which mainly including pit slope protection, tunnel, ground treatment, foundation engineering, etc. It takes soil mechanics and rock mechanics as the basic curriculum, and foundation engineering, ground treatment, hole excavated for building foundation and side slope supports and protections, the underground structural design principle and the method, the tunneling and so on are the special course. In recent decades, along with the domestic and foreign high-rise constructions, the highway and the tunnel’s vigorous development, the geotechnical engineering has obtained much rich experience and theory achievement.
This synthetic design contains four parts, Foundation Pit Support design of a residential community, high-level box shape foundation design , a second - class road of soft soil roadbed reinforcement design and JiangYuanLing tunnel design. The foundation pit support design of a residential community uses soil nail wall, the soft soil roadbed uses prefabricated drains and the cemented soil mixed pile composite foundation as basic operations designs and chooses the reasonable one, high - rise building uses box shape foundation design, the tunnel mainly aims at the V level of adjacent rock to use spurts the anchor and the steel frame compound supports and protections,. As the time is limited, every single design mainly takes structural design primarily, and construction organization, budget estimate ,quality monitoring as auxiliary.
Key words: Soil Nail Wall, Box foundation，Heap load preloading method, Compound supports and protections in V level of adjacent rock,
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目录
1.住宅小区'A B段基坑支护 (1)
1.1 设计资料 (1)
1.1.1 工程概况 (1)
1.1.2设计依据 (1)
1.1.3场地工程地质、水文地质条件 (2)
1.1.4 设计要求 (3)
1.2基坑支护方案选择 (4)
1.3土钉计算 (4)
1.3.1 土压力计算 (4)
1.3.2 初步设计 (6)
1.3.3 土钉计算 (6)
1.4 稳定性验算 (9)
1.4.1 抗滑移稳定性验算 (9)
1.4.2 抗倾覆稳定性验算 (10)
1.4.3 内部稳定性验算 (10)
1.4.4 地基承载力验算 (11)
1.5 喷射混凝土面层设计 (11)
1.6施工与检测 (12)
1.6.1 基坑支护施工顺序及要求 (12)
1.6.2 土钉施工及检测 (12)
1.6.3喷射混凝土施工应注意以下事项 (13)
1.7 住宅小区基坑支护理正岩土验算 (13)
1.8 桩锚支护 (13)
2 某工程箱形基础设计 (14)
2.1 设计资料 (14)
2.1.1 工程概况 (14)
2.1.2 地质资料 (14)
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2.1.3 材料与荷载资料 (15)
2.1.4 设计内容 (16)
2.1.5设计成果 (17)
2.1.6设计依据 (17)
2.2箱型基础计算书 (18)
2.2.1上部荷载计算 (18)
2.2.2箱型基础尺寸及构造设计和验算 (19)
2.2.3地基承载力验算 (21)
2.2.4地基沉降验算 (23)
2.2.5 箱型基础结构设计 (25)
3. 高速公路深厚软土地基加固处理 (38)
3.1 设计资料 (38)
3.1.1 工程概况 (38)
3.1.2 工程地质条件 (38)
3.2 主要设计依据及参考资料 (39)
3.3 软土地基加固方案 (39)
3.4 排水固结法 (40)
3.4.1 排水系统设计 (40)
3.4.2 加压系统设计 (43)
3.4.3 堆载计划设计计算 (43)
3.4.4 沉降计算 (51)
3.5.5 排水固结法工程概预算工程量清单 (53)
3.4 水泥土搅拌桩复合地基设计 (54)
3.4.1 一般设计 (54)
3.4.2 承载力计算 (55)
4 某隧道设计 (61)
4.1 工程概况 (61)
4.1.1 隧道叙述 (61)
4.1.2 地形地貌 (61)
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4.1.3 水文气象 (61)
4.1.4工程地质条件 (62)
4.1.5工程地质评价 (63)
4.1.6洞体围岩级别判断 (65)
4.2本工程所用到的规范及参考资料 (65)
4.3. 隧道围岩分类 (66)
4.3.1 分类基本方法及发展概况 (66)
4.3.2围岩分级 (67)
4.4 隧道横断面设计 (71)
4.4.1 隧道净空与界限 (71)
4.4.2 隧道衬砌内轮廓线 (72)
4.5 开挖设计 (73)
4.5.1 开挖顺序 (73)
4.5.2 爆破设计 (76)
4.6 结构设计 (82)
4.6.1 支护参数 (82)
4.6.2 设计基本资料 (83)
4.6.3 荷载计算 (84)
4.6.4 结构计算 (85)
4.6.5 衬砌截面强度验算 (91)
4.7施工监控量测设计 (95)
4.7.1 常规观测 (95)
4.7.2 试验段测试 (96)
4.8 通风设计 (97)
4.9 洞门的选择和设计 (98)
4.9.1洞门的基本形式和适用条件 (98)
4.9.2 洞门设计参数 (99)
4.9.3 端墙计算 (100)
总结 (101)
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致谢 .......................................... 错误！未定义书签。参考文献 .. (102)
附录A (103)
附录B 深基坑桩锚支护计算及验算结果 (108)
附录 C 排水固结法加载安全验算 (112)
C-1 排水固结法第一级加载安全验算 (112)
C-2 排水固结法第二级加载安全验算 (115)
C-3 排水固结法第三级加载安全验算 (118)
附录 D 排水固结法概预算 (122)
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1.住宅小区'A B段基坑支护
1.1 设计资料
1.1.1 工程概况
拟建建筑物设两层地下室。基坑支护长度约为530米，现有地坪标高在86.65-93.49m，基坑开挖底板标高为81.40m，开挖深度7.8-11.70m。本段为临时支护，设计使用年限小于等于两年。
'
A B段自西向东呈1%的坡度下降，标高取平均值，坑顶标高为90.30m，坑底标高为81.60m。周围存在电信管线。
图1.1 'A B段剖面图
1.1.2设计依据
1.勘察设计研究院提供的《住宅小区拟建场地岩土工程详细勘察报告书》2009年10月及补充资料；
2.勘察设计研究院提供的关于《住宅小区拟建场地岩土工程详细勘察报告书》（图号：2009.0.02.222）的补充资料;
3.房地产有限责任公司提供的一期总平面图；
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4.本次设计施工遵循下列技术标准、规范、规程及软件：
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）;
《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497－2009）；
《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）；
《基坑土钉支护技术规范》 （CECS96:97）;
《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；
《理正深基坑支护结构设计软件F-SPW5.3版》;
5.本工程基坑安全等级为一级，重要性系数0=1.1 。根据《中国地震动参数区划图》（GB 8306-2001）抗震设防烈度为6度。
1.1.3场地工程地质、水文地质条件
1.1.3.1 底层分布及岩性
根据钻探揭露，场地内与基坑支护设计有关的地层为人工填土（ml Q ）、粉质粘土（al Q ）、圆砾（al Q ）。各地层的野外特征描述如下：
1、人工填土（ml Q ）①：褐黄、红褐、灰等色，松散～稍密，素填土为主，由粘性土混杂圆砾组成，局部为杂填土，密实度不均匀，结构松散，厚度0.50～8.60m ；
2、粉质粘土（al Q ）②：褐黄色、褐灰等色，稍湿～很湿，软塑～可塑状态，层厚0.50～4.00m ；
3、粉质粘土（al Q ）③：黄褐、褐红色，夹灰白色斑纹，稍湿，硬塑～坚硬状态，层厚0.90～5.80m ；
4、粉质粘土（al Q ）③-1：黄褐、灰白等色，下部不均匀含10～35%的中细砂及砾石，局部含20～30%细砂，稍湿，硬塑～坚硬状态，层厚0.80～5.40m ；
5、圆砾（al Q ）④：黄褐、灰白等色，不均匀含10～35%的中细砂、卵石及少量粘性土，局部有中粗砂透镜体分布，稍湿～饱和，中密～密实，厚度12.60～23.90m 。
1.1.3.2 场地水文地质条件及基坑排水方案
根据勘察报告，地下水类型为上层滞水和潜水。上层滞水主要赋存在人工填土及粘
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性土中的潜水，主要受大气降水及地表水补给，水量不大且分布不均匀，未形成连续稳定水位面。勘探期间钻孔地下水位埋深 1.00～8.60m；潜水赋存于圆砾及中粗砂中，主要受大气降水、地表水及区域地下水补给，水量较大，略具承压性，勘探期间钻孔中潜水水位埋深1.50～11.80m；水质分析表明，场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性、混凝土中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
