表1.1 岩土参数表
根据勘察结果，综合设计要求，地下室底板大部分将置于强透水富含水的圆砾层中，且地下水水位标高将高于设计基底标高，设计采用悬挂式摆喷止水帷幕和明沟排水相结合的基坑排水方案。
基坑开挖过程中需严密观测基坑周边地下水位变化，以便判断是否需要排、降、堵等工程措施，减少基坑稳定性的不利影响。
1.1.4 设计要求
1、到现场核实基坑场地环境，作为毕业实习内容；
2、每人选一段，进行基坑结构支护型式选定；
3、给出所选基坑分段，至少选做两种方案以上的支护结构设计，方案1为土单层支锚或土钉，手算、电算复核；另一个方案电算。将合理的方案绘图，作为成果。
4、熟悉理正基坑软件；
5、简单的地下水处治；
6、信息化施工（监测和信息反馈）；
7、检（监）测要求；
8、支护结构的施工；
9、提供设计计算书。
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内容包括：前言（工程概况）、设计技术标准、场地工程地质条件概述、基坑支护方案选择、方案的具体设计计算过程及上述5～8项要求；最后与已经实施的实际工程设计方案进行比较，写出设计总结及心得。
1.2基坑支护方案选择
基坑支护的方案较多，如放坡、护壁桩、锚杆、喷锚等等。各种方案都有其优点和局限性，因此，选择合理的方案是保证基坑支护工程质量的关键。本次设计在深入掌握和研究已有工程地质、水文地质资料和周边环境条件的基础上，参照成功的设计及施工经验，进行多种方案的分析、论证与优化，并着重考虑了以下因素：
1，基坑深度不大，由给出的资料可知基坑深度为8.7m；
2，基坑穿过的土层土质均较好。
本工程设计采用土钉支护对基坑进行支护。该段穿过的土层均为粘土类，抗渗性较好，因为计划采用明沟排水进行地下水处理，不采用止水帷幕。
1.3土钉计算
1.3.1 土压力计算
土压力计算时考虑地下水的影响。
'
A B段截面处于人工填土及粉质粘土中，根据给出的水文地质条件，人工填土和粉质粘土中存在的为上层滞水，水量不大且分布不均匀，未形成连续的水平面。考虑到工程位于湘江两岸，丰水期地下水位较高，按地下水位最高的最不利情况考虑。
该工程地坪标高为86.65-93.49m，潜水位埋深1.5-11.80m，按最不利情况考虑，取地下水埋深为：
1.5+3.5=5.0m
计算时考虑基坑周边施工时可能产生的施工荷载：
q
取15kPa
厚度为
第一层土标高88.00-90.30m 2.3m
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22111111111111tan 45tan 400.704
2.2. 2.87kPa =(.).226.28kPa
a a a a a a a K e q K c K e h q K c K ?γ?
?=-== ??
?=-=-+-=。。上下
第二层土 标高82.60-88.00m 5.4m 厚度为
分两层进行计算，该层上半部分2.7m 没有地下水，下半部分2.7m 考虑地下水的影响，由于该层为粉质粘土，因而采用水土合算
()222211222211222222tan 45tan 340.455
2..2.14.84kPa =(..+).23
3.56kPa
a a a a a a a K e h q K c K e h h q K c K ?γγγ?
?=-== ??
?=+-=-+-=。。上下
第二层土 标高78.80-82.60m 3.8m 厚度为
分两层进行计算，第一分层至基坑底 1.0m ，第二分层至78.80m,2.8m 第一分层：
()2233112233330112233033330tan 45tan 350.49
2...2.4
3.36kPa =(..+.+).252.92kPa a a a a a a a K e h h q K c K e h h h q K c K ?γγγγγ?
?=-== ??
?=++-=+-=。。上下
第二分层：
()223311223303333111223333331tan 45tan 350.49
2..+.+.2.52.92kPa =(..+.+).279.67kPa a a a a a a a K e h h h q K c K e h h h q K c K ?γγγγγγ?
?=-== ??
?=+-=+-=。。上下 土压力计算图如下：
由以上的计算结果可知，土压力零点有两个，分别存在于分工填土层和粉质粘土层①中
第一点
湖南大学毕业设计 第6页
111111(.).20
0.23m a a z q K c K z γ+-==
第二点
()112212222..20
3.96m a a h z h q K c K z γγ+-+-=????=
图1.2.土压力计算简图
1.3.2 初步设计
基坑开挖深度为8.7m ，土质较好，考虑采用土钉墙进行支护。
由于电信管线距离基坑边线距离约为1.0m ，初步设计采用放坡坡度为1:0.1，在图纸上量测可知电信管线中心点距离地面约为1.2m ，管线直径为0.34m 。
两个土压力零点分别位于0.23m 和3.96m 处。
土钉墙支护设计采用5排土钉，竖向横向间距均采用1.5m ，采取网格状布置，土钉入射角为15。，初步设计钻孔直径为120mm 。
1.3.3 土钉计算
土钉受拉荷载标准值jk T 和抗拉承载力标准值uj T 计算：
湖南大学毕业设计 第7页
土压力放坡对土压力的修正系数ζ：
()2111=tan 2tan tan 45/2tan 2β?ζβ?β???
?
?-??????- ?+??-????
???????
。 代入数据可得：
123=0.89=0.87=0.868.
ζζζ；
； /cos 1
jk ajk xj zj uj nj sik i
s
T e s s j T d q l ζαπγ==
∑
取5排土钉的位置分别为2.0m 3.5m 5.0m 6.5m 8.0m ；；；； 由上述条件可知：
s nj xj zj j γ=1.3;d =120mm;s =1.5m;s =1.5m;α=15
。
土钉处对应的土压力如下：
设'''''12345h =2.0m;h =3.5m;h =5.0m;h =6.5m;h =8.0m;
则对应的土压力
()()()()()'111111'
211221222'311231222'
411241222'511251..2.=22.48kPa
...2.=-4.08kPa ...2.=9.46kPa ...2.=22.81kPa ..a k a a a k a a a k a a a k a a a k e h q K c K e h h h q K c K e h h h q K c K e h h h q K c K e h h h q γγγγγγγγγ=+-??=+-+-????=+-+-????=+-+-????=+-+??333.2.=46.22kPa
a a K c K -
参照《建筑基坑支护》（中国建筑工业出版社）7.4.3，土钉长度宜为开挖深度的0.5-1.2倍，本工程开挖深度为8.7m ，取土钉长度为9.0m ，土钉受拉荷载标准值计算如下表1.2：
土钉墙破裂面如下图1.3：
利用三角函数计算破裂面以内的土钉的长度：
湖南大学毕业设计 第8页
'
'
00
sin 32.150.58sin84.29sin 67.14a L h h
L L L =?=?=-。。。
图1.3 土钉墙破裂面图
表1.2 土钉受拉荷载标准值
土钉序号 j h a K
C
ajk e jk T
破裂角 L
a L uj T
ζ
1 2.0 0.704 8 22.48 46.60 52.14 9.0 5.11 96.3
2 0.890 2 3.5 0.455 30 -4.08 -8.27 52.14 9.0 5.98 112.72 0.870
3 5.0 0.455 30 9.46 19.18 52.1
4 9.0 6.8
5 129.12 0.870 4 6.5 0.455 30 22.81 46.24 52.14 9.0 7.72 138.68 0.870 5
8.0
0.49
26
46.22
93.46
52.14
9.0
8.59
149.47
0.868
单根土钉抗拉承载力计算应符合
01.25jk uj T T γ≤
湖南大学毕业设计 第9页
抗拉承载力验算及配筋如下表1.3， 土钉钢筋采用HRB335钢筋，/uj ptk
A T f =
表1.3 土钉抗拉承载力标准值及配筋
土钉序号
01.25γ jk T 01.25/jk
T γ
uj T
A
钢筋选用
1 1.375 46.60 64.08 96.3
2 287.5 1?20 2 1.375 -8.27 -11.37 112.72 334.7 1?20
3 1.375 19.18 26.37 129.12 385.
4 1?22 4 1.37
5 46.24 63.58 138.68 414.0 1?25 5
1.375
93.46
128.51
149.47
446.2
1?25
验算：
由表1.3可知： 5根土钉均满足 01.25j k u j T T γ≤ 故土钉抗拉承载力满足要求 1.4 稳定性验算 1.4.1 抗滑移稳定性验算 取1m 截面进行计算
1111
.cos 9.0cos157.97m 1212
B L α=
=??=。 土钉墙底面产生的抗滑力t F
()()0tan =18.0 2.3+19.7 5.419.5 1.07.97157.97.tan 20267.97735.99kN
t F w q B cB
?=++??+??+?+?????
=。
()111
26.28 2.0433.56 3.7743.3652.92 1.0222138.21kN
a E =??+??++??
=
.cos15=133.50kN ax a E E =。
湖南大学毕业设计 第10页 735.99 5.51 1.2133.50
t h ax F K E ===> 抗滑移稳定性满足要求
1.4.2 抗倾覆稳定性验算
()()()001.2..sin1535.77kN
117.97167.287.97157.975789.30kN.m 22
.285.09kN.m
.26.817.0863.26 2.2643.360.5 3.19357.65kN.m
357.65 2.59m 138.21ay R q S ax Ea
ay a ay ax Ea Ea B w q B E B M K M E Z E E B w q B E B E Z Z ++====+=???+?===?+?+?+===。
6074.39==17.57 1.32.59133.50
R q S M K M =>? 故抗倾覆稳定性验算也满足要求
1.4.3 内部稳定性验算
内部稳定需满足以下要求：
()()11011
0()cos tan 1cos sin .tan ()sin 2n n
ik i o i i i ik i i m n nj j j j j ik k o i i i i i c L s s q b W T s q b W θ?αθαθ?γγθ====≤+++
???+++-+????∑∑∑∑
代入数据得 ()()1
1011()cos tan 1cos sin .tan ()sin 2=61.630
n n ik i o i i i ik i i m n nj j j j j ik k o i i i i i c
L s s q b W T s q b W θ?αθαθ?γγθ====+++???+++-+????>∑∑∑∑ 因而内部稳定性满足要求
