框架结构办公楼基坑支护及地基处理毕业设计

2020-10-01 来源：爱问旅游网

南华大学城市建设学院毕业设计

NANHUA University

毕业设计(论文)

题目杭州市怡心园办公楼（建筑、

结构、基坑支护及地基处理）设计

学院名称城市建设学院指导教师 xxx

职称教授高级工程师班级 xxx 学号 xxx

学生姓名 xxx

2007年6月2日

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南华大学

毕业设计任务书

学院：城市建设学院

题目：杭州市怡心园办公楼(建筑、结

构、基坑支护及地基处理)设计

起止时间：2006年12月10日至2007年6月3日

学生姓名：xxx

专业班级： xxx 指导教师： xxx 教研室主任： xxx 院长： xx

2006 年 12 月 3 日

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1、工程名称：杭州市怡心园办公楼 2、工程概况：

地点：杭州市；

层数：7层，其中地上六层，地下一层；结构形式：框架结构；建筑面积：4650.47m2；

建筑高度：地上总高度21.6m，地下4.5m；地基概况：软土地基，详见设计依据。

3、设计目的：

（1）本次设计为实际工程，主要目的是完成建筑的各种功能。（2）让学生了解与熟悉专业规范、设计标准及相关手册与文献资料。（3）巩固大学四年所学知识，掌握建筑设计、结构设计、基坑工程设计、地基处理及施工组织设计的全过程。

4、设计依据：

4.1 气候资料：

（1）气温最热月平均29.4℃，最冷月平均8.3℃，夏季极端最高39.8℃，冬

季极端最低-9.5℃

（2）主导风向，冬季为偏北风，夏季为偏南风，基本风压W0=0.4kN/m2 （3）雨雪条件，年终雨量1450mm,日最大降水强度192mm/d，基本雪压

0.4kN/m2。

4.2 规范：

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001 《建筑结构制图标准》GB/T 50105-2001 《房屋建筑制图统一标准》GB/T 50001-2001 《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 《砌体结构设计规范》GB 50003-2001 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002

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《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002 《建筑地基处理规范》JGJ79-2002 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99

《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》JGJ6-99 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

4.3 手册：

静力结构计算手册

基础工程手册编写委员会.基础工程手册。北京：中国建筑工业出版社，1988 基坑工程手册编写委员会.基坑工程手册。北京：中国建筑工业出版社，1997 沈杰编.地基基础设计手册。上海：上海科学技术出版社1985

5、设计内容：

5.1 建筑设计：各层平面图、主要立面和剖面图、屋面详图；

5.2 结构设计：各层结构平面图、一榀框架模板及配筋图、楼梯详图、其他

必要的构件配筋图（如：单跨梁、连续梁、雨蓬或挑梁）；

5.3 地基基础部分：基础平面布置图、基础结构平面图、基础梁配筋详图、

基坑支护施工图、地基处理桩位平面布置图；

5.4 施工组织设计。

6、设计要求：

6.1、计算书要求：

1、上部结构部分：原始荷载取值、恒载计算、利用PKPM导荷、内力计算及包络图；

2、地基基础部分：利用上部结构布置及导荷结果，选择基础工程形式和地基处理、基坑支护方案，进行以下计算：

① 基础工程设计计算：筏基底板内力及配筋计算、基梁内及配筋计算、筏基底板抗冲、抗剪验算、基梁斜截面受剪验算、柱下基梁抗冲切验算；

② 基坑支护设计计算：支护尺寸（平面尺寸、水泥土搅拌桩桩径及搭接尺寸）选择、抗倾覆验算（确定水泥土墙嵌固深度）；

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③ 地基处理设计计算：水泥土搅拌桩的设计计算、下卧层强度验算、地基变形验算。

3、施工组织设计部分：对各分部工程进行施工组织设计。

6.2 图纸要求

1、建筑结构部分：利用生成各层建筑与结构平面、立面、剖面图、一榀框架模板及配筋图、楼梯详图、其他必要的构件配筋图；

2、基础基坑部分：利用CAD绘制基础结构平面图、基础梁配筋详图、基坑支护施工图、地基处理搅拌平面布置图； 3、制图要求应达到施工图水平。

7、其他要求

1、查阅和熟悉相关规范、手册及有关文献资料； 2、熟练使用相关专业设计计算软件及绘图软件； 3、完成本设计的中英文摘要；

4、图纸张数：大于10张，文字字数：大于1.5万字；

8、设计重点与难点：

1、重点：基础工程选型与计算、基坑支护的方案选择及验算； 2、难点：基础梁内力及配筋计算。

9、设计进度安排：

2006年12月10日~12月20日：建筑设计 2006年12月21日~2007年1月10日：结构设计

2007年3月6日~3月15日：结构计算书、数据整理、出图

2007年3月16日~3月24日：熟悉基础、基坑方面的资料，初步确定基础形式、支护方式及地基处理措施 2007年3月25日~4月1日：毕业实习 2007年4月2日~4月25日：基础工程设计 2007年4月26日~5月15日：基坑支护设计 2007年5月16日~5月26日：地基处理设计 2007年5月27日~5月31日：资料整理与修改

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2007年6月1日~6月3日：答辩准备与修改 2007年6月4日~6月6日：毕业答辩

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南华大学本科生毕业设计开题报告

设计（论文）题目设计（论文）题目来源设计（论文）题目类杭州市怡心园办公楼（建筑、结构、基坑工程及地基处理）设计自选课题起止时间 2006.12~2007.6 工程设计型一、设计（论文）依据及研究意义：依据：（1）杭州市勘察设计院提供的地质资料；（2）当地的气候条件（风荷载，雨雪荷载等）。（3）建筑、结构、地基处理设计及施工的各种规范和规程以及中南地区的各种标准图籍和各类设计手册。意义：掌握从建筑、结构、基坑工程到地基处理的全过程设计，同时在设计过程中学会使用建筑软件做建筑图，利用PKPM系列结构设计软件进行结构设计，通过手算进行地基基础设计。二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）研究内容：在软土地基上设计一栋宾馆，包括建筑设计、结构设计、基坑工程设计、地基处理设计和施工组织设计五个部分；掌握建筑软件做建筑图，利用PKPM系列结构设计软件进行结构设计；同时对基础工程、基坑工程和地基处理设计进行手算。预期目标：完成建筑的各种功能，掌握建筑、结构、基坑工程、地基处理、施工组织设计的整个过程；熟悉相关专业规范；掌握相关专业设计计算和绘图软件的使用，完成设计图纸和设计计算书。掌握建筑工程各个分部的计算方法和设计，以达到毕业后能熟练运用的能力。三、设计（论文）的研究重点及难点：研究的重点：基础型式、基坑支护型式的选择及其设计计算。研究的难点是：梁板式筏基的内力及配筋计算、基坑支护抗倾覆验算。第 7 页共 76 页

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四、设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）：设计研究的方法：调查、搜集当地设计条件，按设计与施工规范要求进行，上部结构利用PKPM设计软件进行设计，基础、基坑及地基处理部分通过手算来完成设计计算书。设计的步骤： 2006年12月10日-12月20日：建筑设计 2006年12月21日-2007年1月10日：结构设计 2007年3月6日-3月15日：结构计算书、数据整理、出图 2007年3月16日-3月24日：熟悉基础、基坑方面的资料，初步确定基础式、支护方式及地基处理措施 2007年3月25日-4月1日：毕业实习 2007年4月2日-4月25日：基础工程设计 2007年4月26日-5月15日：基坑支护设计 2007年5月16日-5月26日：地基处理设计 2007年5月27日-5月31日：资料整理与修改 2007年6月1日-6月6日：答辩准备与修改五、进行设计（论文）所需条件：（一）各种基础、基坑、建筑、结构、施工规范和计（二）熟练掌握PKPM结构设计软件及建筑设计软件算手册等（三）相关的电脑软、硬件知识六、指导教师意见：签名：年月日第 8 页共 76 页

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1 工程概况 ............................................... 1 2 工程地质与水文地质条件 .................................. 1 3 技术条件 ............................................... 1 4 设计依据 ............................................... 2 5 建筑设计 ............................................... 3

5.1 建筑物功能与特点 ........................................................................................................... 3

5.1.1平面设计 ................................................................................................................ 3 5.1.2立面设计 ................................................................................................................ 3 5.1.3防火 ........................................................................................................................ 3 5.1.4屋面 ........................................................................................................................ 3 5.2 设计资料 ........................................................................................................................... 3

6 结构设计 ............................................... 4

6.1 结构方案的的选择及结构布置 ....................................................................................... 4 6.2 荷载取值及计算 ............................................................................................................... 5

6.2.1 恒荷载计算 ........................................................................................................... 5 6.2.2活荷载计算 ............................................................................................................ 6 6.2.3 风荷载计算 ........................................................................................................... 6 6.3内力计算 ............................................................................................................................ 7

7 基础工程设计 .......................................... 11

7.1 基础选型 ......................................................................................................................... 11 7.2 基础设计计算 ................................................................................................................. 12

7.2.1基础低面尺寸的确定 .......................................................................................... 12 7.2.2基底净反力 .......................................................................................................... 13 7.2.3 筏形基础底板厚度和基梁高度的确定 ............................................................. 13 7.2.4基础梁静力平衡法内力计算 .............................................................................. 13 7.2.5基础梁查表法内力计算 ...................................................................................... 22 7.2.6 基础梁内力计算的比较 ..................................................................................... 23 7.2.7 筏板计算 ............................................................................................................. 27 7.3基础筏板和梁的配筋 ...................................................................................................... 28

7.3.1 筏板配筋 ............................................................................................................. 28 7.3.2基础梁配筋 .......................................................................................................... 29 7.4设计验算 .......................................................................................................................... 30

7.4.1 筏基抗冲切和抗剪承载力验算 ......................................................................... 30 7.4.2基础梁斜截面受剪承载力验算 .......................................................................... 31

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7.4.3柱下基础梁顶面局压承载力验算 ...................................................................... 32

8 基坑工程设计 ......................................... 34

8.1 支护方式选择及设计参数 ........................................................................................... 34

8.1.1 选择原则 ............................................................................................................. 34 8.1.2 支护方式 ............................................................................................................. 34 8.1.3 初步选定设计参数 ............................................................................................. 35 8.2 设计参数验算 ................................................................................................... 36

8.2.1整体稳定性验算 .................................................................................................. 36 8.2.2 抗倾覆验算 ......................................................................................................... 37 8.2.3 正截面承载力验算 ............................................................................................. 39

9 地基处理 ............................................. 41

9.1地基处理方式及设计参数选择 ...................................................................................... 41

9.1.1 选择原则 ............................................................................................................. 41 9.1.2选择方案 .............................................................................................................. 41 9.1.3初步选定设计参数 .............................................................................................. 41 9.2 确定复合地基承载力及基础平面尺寸 ......................................................................... 42

9.2.1复合地基承载力要求 .......................................................................................... 42 9.2.2确定水泥土搅拌桩的配合比 .............................................................................. 42 9.2.3确定有效桩长和桩数 .......................................................................................... 42 9.3 确定总工程量及桩的布置 ............................................................................................. 43

9.3.1 计算不同置换率对应的总工程量 ..................................................................... 43 9.3.2桩的布置 .............................................................................................................. 44 9.4 下卧层强度验算 ............................................................................................................. 44 9.5 地基变形验算 ................................................................................................................. 46

9.5.1搅拌桩复合地基变形量计算 .............................................................................. 46 9.5.2桩端下土层变形量计算 ...................................................................................... 47

10 施工组织设计 ......................................... 48

10.1地基处理施工要点 ........................................................................................................ 48

10.1.1水泥掺合比确定 ................................................................................................ 48 10.1.2成桩工艺 ............................................................................................................ 48 10.1.3施工操作要求 .................................................................................................... 48 10.1.4质量控制与检测措施 ........................................................................................ 49 10.2基坑工程施工要点 ........................................................................................................ 50

10.2.1深层搅拌桩施工工艺 ........................................................................................ 50 10.2.2施工监测 ............................................................................................................ 52 10.2.3质量保证措施 .................................................................................................... 54 10.2.4沉降观测 ............................................................................................................ 54 10.3基础工程施工要点 ........................................................................................................ 55

10.3.1施工管理组织 .................................................................................................... 55 10.3.2施工方案 ............................................................................................................ 55 10.3.3保证安全措施 .................................................................................................... 58

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10.4建筑与结构施工要点 .................................................................................................... 58

10.4.1砌体结构施工 .................................................................................................... 58 10.4.2钢筋工程 ............................................................................................................ 59 10.4.3安全生产、文明施工措施 ................................................................................ 60

参考文献 ................................................ 63 结束语 .......................................... 63

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摘要

本设计为杭州怡心园办公楼的设计，重点进行基础工程的设计与计算，主要介绍了筏板基础的基础梁和筏板内力计算，以及计算中的静力平衡法、查表系数法、PKPM软件分析计算法，并对各种计算方法进行综合的考虑，然后确定筏板和基础梁的配筋。同时介绍了筏板基础的施工组织设计及相关说明。本设计还进行了基坑支护中水泥土墙支护方式的设计和施工组织设计。也设计计算了水泥土搅拌桩处理软土地基,内容包括确定桩长,桩位布置,桩基沉降计算等。

关键词：筏板基础、水泥土搅拌桩、水泥土墙、地基处理。

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Abstract : The design of Hang Zhou Yi xin building is carried on. The project focuses on the basis of design and computation of raft foundation. The calculation of static balance and empirical method are used to the raft foundation and its beams internal forces analysis to determine the raft foundation and its beams reinforcement. The foundation pit retaining cement soil wall is designed. Its construction measures are presented. Cement deep mixing pile is adapted to treat the soft ground. The design include computing Pile longth, pile-layout and so on.

Keywords: raft foundation, cement-soil piles, cement walls and foundation.

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1 工程概况

1 工程名称：杭州市怡心园办公楼 2 工程位置：杭州市

3 建筑形式：建筑面积4650.47㎡，主楼6层，高21.6m，地下室4.5m。建筑开间跨度分别为3.6m、7.2m；进深跨度分别为6.0m、2.5m。

4 结构形式：混凝土框架结构 5 基础形式：梁板式筏基

6 基坑支护方式：水泥土墙止水支护方式

2 工程地质与水文地质条件

杭州市怡心园办公楼场地主要为高压缩淤泥质粉质粘土，厚度超过32m，场地地下水位较高，地下水位埋深1.0m，人工填土有一定量的上层滞水。各土层物理性质指标见表2.1。

表2.1 土层的物理性质指标土层厚层含水重度孔隙塑性液性内摩擦粘聚压缩模承载名称（m） w量 R(kN/m2比e 指数指数角ψ力C 量ES 力设（%） ) Ip IL （°）（kPa）（kPa）计值(kPa) 填土 0～ 1.0 粉质 1.047 黏土～ 32 18.2 17.4 1.78 17.5 4 2090 60 1.31 1.4 3 技术条件

1、气温：最热月平均28.4℃，最冷月平均13.3℃，夏季极端最高39.8℃，冬季极端最低-9.5℃

2、相对温度，最热月平均73%

3、主导风向，冬季为偏北风，夏季为偏南风，基本风压W0=0.4kN/m2 4、雨雪条件：年终雨量1450mm,日最大降水强度192mm/d，基本雪压0.4kN/m2。

5、建筑防火等级：二级 6、抗震设防：六度

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7、结构使用年限：50年

8、活荷载：上人屋面活荷载2.0KN/m2,厕所、房间楼面活荷载为2.0KN/m2，走廊、楼梯活荷载2.5KN/m2。

9、基础安全等级：二级 10、基坑安全等级：二级

4 设计依据

1、《杭州市怡心园办公楼地质勘察报告》

2、中华人民共和国国家标准.《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 3、中华人民共和国国家标准.《砌体结构设计规范》GB50003-2001 4、中华人民共和国国家标准.《建筑抗震设计规范》GB50011-2001

5、中华人民共和国国家标准.《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002） 6、中华人民共和国国家标准.《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 7、中华人民共和国行业标准.《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99) 8、其它国家和地方有关规范、规程、标准。

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5 建筑设计

5.1 建筑物功能与特点

5.1.1平面设计

横向6.0m建筑朝向为南北向，平面布置满足长宽比小于5，采用纵向7.2m，的柱距，满足建筑开间模数和进深的要求。

5.1.2立面设计

该建筑立面为了满足采光和美观需求，设置了大面积的玻璃窗。外墙面选用面砖饰面，不同分隔区采用不同的颜色区隔，以增强美感。

5.1.3防火

防火等级为二级，安全疏散距离满足房门至外部出口或封闭楼梯间最大距离小于35m，大房间设前后两个门，小房间设一个门，满足防火要求；室内消火栓设在走廊两侧,每层两侧及中间设3个消火栓，最大间距25m,满足间距50m的要求。

5.1.4屋面

屋面形式为平屋顶；平屋顶排水坡度为2%，排水坡度的形式为垫置坡度，排水方式为外排水。屋面做法采用刚性防水和高聚物改性沥青卷防水屋面。

5.2 设计资料

1 设计标高：室内设计标高±0.000，室外地面标高为－0.300m，室内外高差0.300m。

2 墙身做法：墙身为普通机制砖填充墙，用M5 混合砂浆砌筑。内粉刷为混合砂浆打低，纸筋面石灰抹面。

3楼面做法：楼板顶面为30mm厚水磨石地面（10mm厚面层，20mm厚水泥砂浆打底）。楼板低面为20mm 厚纸筋面石灰抹底， 9mm厚纸面石膏，无保温层的V型轻钢龙骨吊顶。

4屋面做法：现浇板上铺膨胀珍珠岩保温层（檐口处厚100mm，2%自两侧檐口向中间找坡），20mm厚的水泥砂浆找平，油毡防水层（一毡二油、上铺小石子）。板下同楼板底。

5门窗做法：门厅及一层走廊两端处为铝合金门，其他均为木门，铝合金窗。

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6卫生间做法：小瓷砖地面（20mm厚水泥砂浆打低），8mm厚的捷罗克防水层，20mm厚1：2.5水泥砂浆向地漏找平，100mm厚的现浇板，楼板底面为20mm厚的纸筋石灰打底，9mm厚纸面石膏，无保温层的V型轻钢龙骨吊顶。

7 地质资料：属Ⅲ类建筑场地。 8抗震设防烈度：六度，不设防。 9 基本风压：0.4KN/m2。

10 活荷载：办公室楼面、屋面活荷载2.0KN/m2,走廊楼梯活荷载2.5 KN/m2。

6 结构设计

6.1 结构方案的的选择及结构布置

1 结构方案的选择

该建筑为办公楼，建筑平面布置灵活，有较大空间，考虑采用混凝土框架结构。并初部选定主要构件的尺寸。

柱截面尺寸：初步选定柱截面600mm×600mm；梁截面尺寸：纵向梁截面300mm×600mm；横向梁截面200mm×300mm；

楼板尺寸：楼板为现浇板，板厚均为100mm；墙体尺寸：所有墙体厚度均为240mm。 2基础形式

据地质条件可知，上部杂填土层较薄，只有1.0m。经综合比较决定采用梁板式筏形基础，基础埋深为5.1m，基础的混凝土强度等级为C30。

3伸缩缝的设置

对于现浇框架结构伸缩缝最大间距为55mm；对于上部砌体结构，屋盖采用现浇式无檩体系钢筋砼结构，并做保温隔热层，其伸缩缝最大间距为390mm，故需设置伸缩缝为390mm。

4楼盖形式

所有混凝土部分均采用采用现浇。 5楼梯形式

楼梯梯段长度为3.920m，跨度不大，故采用板式楼梯。 6 材料的选择

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混凝土：柱、框架梁、连梁等基础以上部分均采用C25混凝土，基础采用C30混凝土。

钢筋：梁、柱的纵向受力钢筋采用HRB335；桩和基础梁的纵向受力钢筋采用HRB400；箍筋采用HPB235；板的受力钢筋采用HPB235。

墙体材料：墙体均采用Mu10烧制页岩砖及M5混合砂浆砌筑。 7 设计软件

本工程设计软件采用中科院PKPM系列软件计算框架结构部分。

6.2 荷载取值及计算

6.2.1 恒荷载计算

屋面及楼面的永久荷载标准值上人屋面：

20mm厚水泥砂浆找平 0.02×20=0.4 KN/m2

100～140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩（0.10×0.14÷2）×7=0.84 KN/m2 油毡防水层（一毡二油上铺小石子） 0.3 KN/m2 100mm厚现浇钢筋混凝土板 0.1×25=2.5 KN/m2 20mm厚纸筋石灰抹底 0.02×16=0.32 KN/m2 V型轻钢龙骨吊顶（9mm厚纸面石膏，无保温层） 0.12 KN/m2 合计 4.48 KN/m2 楼面：

水磨石地面（10mm面层，20mm水泥砂浆打底） 0.65 KN/㎡ 100mm厚现浇钢筋混凝土板 0.1×25=2.5 KN/㎡ 20mm厚纸筋面石灰抹底 0.02×16=0.32 KN/㎡ V型轻钢龙骨吊顶（9mm厚纸面石膏，无保温层） 0.12 KN/㎡合计 3.59 KN/㎡卫生间：

小瓷砖地面（20mm水泥砂浆打底） 0.55 KN/㎡ 8mm厚捷克罗防水层 0.1 KN/m2 20mm厚1：2.5水泥砂浆向地漏找平 0.02×20=0.4 KN/m2 20mm厚纸筋面石灰抹底 0.02×16=0.32 KN/m2 V型轻钢龙骨吊顶（9mm厚纸面石膏，无保温层） 0.12 KN/m2

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100mm厚现浇钢筋混凝土板 0.1×25=2.5 KN/m2 合计 3.99 KN/m2 墙身：

为简化荷载计算，本工程未考虑门窗洞口对墙身面积的影响，均以实体墙对待，只区分内外墙。

外墙：

20mm厚纸筋面石灰抹面 3.6×0.02×16=1.15 KN/m 20mm厚水泥砂浆找平 3.6×0.02×20=1.44 KN/m 240mm厚浆砌普通砖 0.24×18×3.1=13.39 KN/m 小瓷砖贴面（20mm水泥砂浆打底） 3.6×0.55 =1.98KN/m 合计 17.96 KN/m 内墙：

20mm厚纸筋面石灰抹面 3.6×0.02×16=1.15 KN/m 20mm厚水泥砂浆找平 3.6×0.02×20=1.44 KN/m 240mm厚浆砌普通砖 0.24×18×3.1=13.39 KN/m 20mm厚水泥砂浆找平 3.6×0.02×20=1.44 KN/m 20mm厚纸筋面石灰抹面 3.6×0.02×16=1.15 KN/m 合计 18.58 KN/m 女儿墙：

20mm厚纸筋面石灰抹面 1.2×0.02×16=0.384KN/m 20mm厚水泥砂浆找平 1.2×0.02×20=0.48 KN/m 240mm厚浆砌普通砖 0.24×18×1.2=5.184 KN/m 小瓷砖贴面（20mm水泥砂浆打底） 1.2×0.55 =0.66KN/m 合计 6.71 KN/m

6.2.2活荷载计算

1 楼面活载：2 .0KN/m2 卫生间活载： 2 .0KN/m2 走廊、门厅、楼梯：2 .5KN/m2 2 上人屋面活载：2.5 KN/m2

6.2.3 风荷载计算

风压标准值计算公式为： ω= βz × μs × μz × ωo

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因结构高度H=21.6m<30m，可取βz =1.0；对于矩形平面迎风面取μs =1.3，背风面取 μs =-0.5；μz 可查荷载规范。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表6.1所示。表中z为框架节点至室外地面的高度，A为一榀框架各层节点的受风面积，小括号里的值代表背风面。表 6.1 风荷载计算层次 βz μs 6 1.0 1.3(0.5) 5 1.0 1.3(0.5) 4 1.0 1.3(0.5) 3 1.0 1.3(0.5) 2 1.0 1.3(0.5) 1 1.0 1.3(0.5) z(m) 20.80 17.50 14.20 10.90 7.60 4.30 μz 0.873 0.809 0.740 0.740 0.740 0.740 ωo(KN/m2) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 A(m2) 12.96 12.96 12.96 12.96 12.96 14.58 Pw(KN) 5.67(2.18) 5.45(2.10) 4.99(1.92) 4.99(1.92) 4.99(1.92) 5.61(2.16) 6.3内力计算

具体计算由PKPM软件在计算机上完成，以下摘入基础设计所需框架计算的荷载结果，见表6.2；横向框架六的内力计算结果图，见图6.1，6.2，6.3

表6.2 柱荷载分布情况表柱号荷载柱号荷载（KN）（KN） A7 1119 B7 1419 A8 1939 B8 2142 A9 1943 B9 2147 A10 2193 B10 2347 A12 2189 B12 2342 A14 1119 B14 1419 合力10502 11816 （KN）

柱号荷载（KN） C7 1419 C8 2142 C9 2147 C10 2635 C12 2520 C14 1322 12185 柱号荷载（KN） F7 1119 F8 1939 F9 1943 F10 2294 F12 2230 F14 1107 10632 合力（KN） 5076 8162 8180 9469 9281 4967 45135 第 20 页共 76 页

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轴力图（KN）图6.1 PK14内力图

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剪力图（KN）图6.2PK14内力图

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弯矩图（KN-M）图6.3PK14弯矩图（KN-M）第 23 页共 76 页

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7 基础工程设计

7.1 基础选型

由2.1知: 杭州市怡心园办公楼地基土层为高压缩淤泥质粘土，厚度达32 m，且主体结构有一层地下室，层高4.5m，故采用梁板式筏基，基础埋深为4.7m，基础的混凝土强度等级为C30。上部结构荷载见表6.1，基础平面布置图见图7.1，基础横向剖面图见图7.2。

1300JL7F6000J4C2500JL5B7000JL1JL1JL1JL1JL1JL1JL1JL1JL1JL1JL21000AJL1JL1JL124002400240024002400240024002400366002400240024002400JL1240024002400JL3600789101214图 7.1 基础平面布置图第 24 页共 76 页

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柱柱柱柱50JL650501205050120JL2JL5JL2JL4JL2JL750501000600025001680060001300ABCF图7.2 基础横向剖面图

7.2 基础设计计算

7.2.1基础低面尺寸的确定

由表4.1可得柱的总荷载为：∑N i= 45135 KN 其合力作用点位置（距左边柱）为： Xc=∑NiXi/Ni

=(8162×7.2+8180×14.4+9469×21.6+9281×28.8+4967×36)÷45135=18.3(m)

基础左边外伸长度0.0m，为使合力作用点与基础型心重合，基础总长度应为 lXc+0.0218.3236.6m 基础右边外伸长度为 36.6-36=0.6 m 其合力作用点位置（距下边柱）为：

Yc=∑NiYi/Ni =(11816×6.0+12185×8.5+10632×14.5)÷45135=7.4（m）基础下边外伸长度1.0m，为使合力作用点与基础型心重合，基础总长度应为 l(1.0Yc)2(17.4)216.8m

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基础上边外伸长度为 16.8-14.5-1.0=1.3m

由地基处理设计可知持力层承载力设计值为： 130Kpa。

由于地下室为剪力墙，且当作地下库房使用。因此，可视基础自重与地下室开挖出的方重量相抵消。即不计基础自重对基底产生的作用力。

于是可初步得到基础的底面积为：

A=∑Ni / ƒ =45135÷130=347m2〈36×14.5=522m2

同时考虑满足伐板基础的构造要求和减小伐板下地基反力的要求，伐形基础总长为36.6m,总宽为16.8m。则：满足地基承载力要求。

7.2.2基底净反力

Pj =∑Ni /(Lb)

=45135/(36.6×16.8)=73 KPa

7.2.3 筏形基础底板厚度和基梁高度的确定

（1）梁板式筏形基础底板的厚度由抗冲切承载力和抗剪承载力确定。按照工程经验，筏板厚度不宜小于较大跨度的1/20。因此，取伐板厚为500mm。当不满足抗冲切承载力和抗剪承载力要求时需增加板厚，直到满足条件为止。

（2）梁板式筏形基础肋梁的高度由斜截面受剪承载力确定。取主肋梁（纵向的基础梁）为宽700mm、高1000mm，次肋梁（横向基础梁）为宽700mm、高600mm。

7.2.4基础梁静力平衡法内力计算

（1）横向基础梁。

JL1：集中净反力 Pj b1= 73×2.4=175KN/m 总反力 R1= Pj b1L′=175×14.5=2540KN JL1的计算简图、剪力图及弯矩图见图7.3。 JL2：集中净反力 Pj b2= 73×(1.2+0.0)=88KN/m 总反力 R2= Pj b2L′=88×14.5=1270KN R2/ R1=0.50 JL2的计算见图、剪力图及弯矩图见图7.4。 JL3：集中净反力 Pj b3= 73×(1.2+0.6)=131KN/m

总反力 R3= Pj b3L′=131×14.5=1900KN R3/ R1=0.7 JL3的计算见图、剪力图及弯矩图见图7.5。

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515KNM=144KN.MA1777KNB2802KNC3471KNM=144KN.MF175KN/M600025006000535-51590284144-242196-606482142471V(KN)250144M(KN.M)图 7.3 J L 1 计算简图258KNM=72KN.MA1389KNB2401KNC3236KNM=72KN.MF88KN/M600025006000198-2584503672-19129-372240236V(KN)11672240M(KN.M)图 7.4 J L 2计算简图第 27 页共 76 页

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361KNM=97KN.MA1543KNB2562KNC3330KNM=97KN.MF131KN/M600025006000425-361KN5919795-118210-353KN304330KNV(KN)5097475M(KN.M)图 7.5 J L 3 计算简图

(2)纵向基础梁 JL4：柱荷载合力

∑N4= 1419+2142+2147+2635+2520+1322= 12185KN

将各横梁反力简化成集中反力作用在与JL4纵向基础梁的相交处，且横梁反力大小与总反力成正比，于是

与JL-1相交处的反力

Q14NR(14R0.5R0.7R)41114112185802kN

140.50.7与JL-2相交处的反力

Q24N0.5R(14R0.5R0.7R)11141121850.5401kN

140.50.7与JL-3相交处的反力

Q34N0.7R(14R0.5R0.7R)1111121850.7562kN

140.50.7第 28 页共 76 页

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JL-4上的力矩是不平衡的，因此在JL-2与JL-3处各施加一个等值的平衡力矩，

1M24M342(26353.6252010.813221821473.62142 10.81419185621840118)707KN.M JL5：柱荷载合力

N5=1419+2142+2147+2247+2242+1419=11816KN

将各横梁反力简化成集中反力作用在与JL5纵向基础梁的相交处，且横梁反力大小与总反力成正比，于是

与JL-1相交处的反力

Q15N(14R0.5R0.7R)R5111111816777kN

140.50.7与JL-2相交处的反力

Q250.57770.5389kN

与JL-3相交处的反力

Q350.7R10.7777543kN

JL-5上的力矩是不平衡的，因此在JL-2与JL-3处各施加一个等值的平衡力矩，

1M25M352(23473.6234210.814191821473.62142 10.81419185431838918)54KN.M JL6：柱荷载合力

N6=1119+1939+1943+1993+1989+1119=10502KN 横向外伸悬臂板的反力 pjbj=731.0=73kN/m 横梁反力

NpblQ(140.50.7)RRRQ0.5Q258kN

ijj161126161105027336.6515kN

140.50.7Q360.7Q361kN

16第 29 页共 76 页

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A7的附加反力QA7 =731.00.0=0kN A14的附加反力QA14 =731.00.6=44kN

JL6上的力矩是不平衡的，因此在JL-2与JL-3处各施加一个等值的平衡力矩，

1M26M362[21933.6218910.811191819433.61939 10.81119182580183614418]477KN.MJL7：柱荷载合力

N7=1119+1939+1943+2294+2230+1107=10632KN 横向外伸悬臂板的反力 pjbj=731.3=95kN/m 横梁反力

NpblQ(140.50.7)RRRRQ0.5Q236kN

ijj1711127171106329536.6471kN

140.50.7Q370.7Q330kN

17F7的附加反力QF7=730.01.3=0kN F14的附加反力QF14 =731.30.6=57kN

1M27M372[22943.6223010.811071819433.61939 10.81119182360183305718]736KN.M为了调整各横向基础梁上的力矩平衡，在与JL7纵向基础梁和JL8纵向基础梁的相交处各施加一个等值的平衡力矩，其值为：

横向基础梁JL1上的平衡力矩：

M16= M17=1/2（802×1.25+471×7.25-777×1.25-515×7.25）=-144KN.M 横向基础梁JL2上的平衡力矩：

M26= M27=1/2（401×1.25+236×7.25-389×1.25-258×7.25）=-72KN.M 横向基础梁JL3上的平衡力矩：

M36= M37=1/2（562×1.25+330×7.25-543×1.25-360×7.25）=-97KN.M

第 30 页共 76 页

10F1322KN0000南华大学城市建设学院毕业设计

00090N00K0E25200080007000NDK536020060000005000NCK741020040003000NBK241020020001000NAK91410000000)NK(V0000图简) M.算N K(M计 4L J 6.7图第 31 页共 76 页

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NK9N1KF43145004201NK77700429NK777N00K422NE43K277700428NK77700427NK77700N42DK7N4K3772700426NK7770000402635NK777004N2CKN7K47172700424NK77700423NK77700N42BK2N4K1772700422NK77700421NK777004N2AK91NK4918306839486-188401376-798021756-31746-148-425352-0301-4565124932667698206139551715图3 简 5))08M算N3. KN(KV( 计8M522L2 J 04793.7 图687386715203814245第 32 页共 76 页

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NK9N1KF11163004201NK51500429NK515N00K429NE81K251500428NK51500427NK51500N42DK3N9K5112500426NK5150000402635NK51N5K0034N72CKN3K45915100424NK51500423NK51500N42BK9N3K5911500422NK51500421NK515004N2AK9N1K181527875476802934520902666831-0521-243238438-82227562401742844563-432-4545309217-800496)1727NK(6V13229428-)M.NK62(712M2086-64511566310651457559-531-252991627-977194518571391877331-1-16787-4第 33 页共 76 页图简算计6L J 8.7 图

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NNKFK0373001041201NK17400429NK174N00K420NE32K217400428NK17400427NK17400N42DK4N9K2172400426NK1740000402635NK17N4K050N942CKN3K41971400424NK17400423NK17400N42BK9N3K1971400422NK17400421NK174N0K0492A111NK6327673777232625550332446143-2721-778278748-7832956881110520-642-54781091137-8552图76)25 83NK(V31 简8432321-1算) M.计6N76118K07(L95M -J 3 2309721.6020742 174图93426-12-233452727-8721541405821504518611-1-38683-7第 34 页共 76 页

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7.2.5基础梁查表法内力计算

见表7.1，7.2，7.3，7.4，7.5，7.6，7.7，7.8，7.9

表7.1 梁的内力计算

ql2

n0.4 -0.0831 JL1 6300 -523.5 JL2 3168 -263.3 JL3 4716 -391.9 表7.2 梁的内力计算

M1pl 0.24

JL4 11548.2771.

8 7

JL5 11188.2685.

8 3

表7.3 梁的内力计算

802 777

0.0869 547.5 275.3 409.8

-0.0631 -397.5 -199.9 -297.6

1021.2 528 786 0.4169 425.7 220.1 327.7 -0.5831 -612.3 -307.9 -458.3

MD0.2 210 105.6 157.2

0.1 1054.9 1118.9 0.122 1409.0 1365.0 -0.281 -3245.2 -3144.1 -0.211 -2436.8 -2360.8 -0.211 -2436.8 -2360.8 -0.281 -3245.2 -3144.1

QFA

QB左QB右0.719 576.6 558.7

JL4 JL5

1.2811.070 1027.4858.1 995.3831.4

M5QC左QC 右 0.9301.000 745.9802 722.6777

1.0000.930 802745.9 777722.6

QD左QD右

1.0700.719 1.281

858.1-576.6 1027.4

831.4-558.7 995.3

MDQE左QE右

表7.4 梁的内力计算

M1pl

JL61M3

MBMC

7416

0.24 0.1 741.

6 678.2

1779.

4 6782.1627.

JL71 4 8 表7.5 梁的内力计算

Q0.122 904.8 827.5

-0.281 -0.211 -0.211 -0.281 -2083.9 -1905.9

-1638.9 -1499.0

-2083.9 -1905.9

QFA

QB左QB右

QC左QC 右

QD左QD右

QE左QE右

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JL61JL71 515

471

0.719 370.3 338.6

1.2811.070 659.7551.1 603.4504.0

M50.9301.000 479.0515 438.0471

MB1.0000.930 515479.0 471438.0

MC1.0700.719 1.281

551.1-370.3 659.7

504.0-338.6 603.4

MD表7.6 梁的内力计算

M1ql2

JL62JL72M3

0.078 0.033 0.046 -0.105 -0.079 -0.079 -0.105

3784.3 295.2 124.9 174.1 -397.4 -299.0 -299.0 -397.4

4924.8 384.1 162.5 266.5 -517.1 -389.1 -389.1 -517.1

表7.7 梁的内力计算

QAql

JL62JL72QB左QB右 525.6

684

0.394 207.1 269.5

0.6060.526 318.5276.5 414.5359.8

MBQC左QC 右 0.4740.500 249.1262.8 324.2342.0

QD左QD右 0.5000.474 262.8249.1 342.0324.2

QE左QE右QF

0.526-0.394 0.606

276.5-207.1 318.5

359.8-269.5 414.5

ME表7.8 梁的内力计算

M1M3

MCMD

JL6 2074.6 866.5 1078.9 -2481.3 -1937.9 -1937.9 -2481.3

JL7 2011.9 840.7 1094 -2423 -1888.1 -1888.1 -2423 表7.9 梁的内力计算 QC左QB左QD左QE左QAQF

QC 右QB右QD右QE右 978.2728.1777.8827.6JL6 577.4 -577.4 827.6 777.8 728.1 978.2 1017.9762.2813.0863.8JL7 608.1 -608.1 863.8 813.0 762.2 1017.9

7.2.6 基础梁内力计算的比较

比较结果见表7.10

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表7.10

JL-1

JL-2

JL-3

查表法 -523.5 547.5

-397.5

-425.7

-612.3

210

-263.3 275.3

-199.9

220.1

-307.9

105.6

-391.9 409.8

-297.6

327.7

-458.3

157.2

静力平衡法

-902

250 -482 -515 -535 606 -450 116 240 258 -198 236 -591 50 304 361 -425 353

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JL-4

M12

M34

M56

QB左QB右

QC左QC右

QD左QD右QE左QE右

JL-5

M12 M34

M56

2771.7 1054.9

1409.0

-3245.2

-2436.8

-3245.2

576.6

1027.4858.1 745.9802 802745.9 858.11027.4

-576.6

2685.3 1118.9

1365.0

-3144.1

-2360.8

2255 2658

1691 848 503 923 405 1018 586754 850495 1109724 880838

-760 3025 3940 3805 1768 2228 1559

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QB左QB右

QC左QC右

QD左QD右

QE左QE右

JL-6

M12 M34

M56

QB左QB右

QC左QC右

QD左QD右

-3144

558.7

995.3831.4 722.6777

777722.6 831.4955.3

-558.7 2074.6 866.5

1078.9

-2481.3

-1937.9

-1737.9

-2481.3

577.4

978.2827.6 728.1777.8 777.8728.1

766 1030

524841 713657

897673 881684

-860 1779 1557 2231 122 -226 1044 -334 861

695729 827601 955723

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QE左QE右QF

827.6978.2

-577.4 2011.9 840.7

832842

-758 1278 1234 2558 -232 -866 1175 477 883

JL-7

M12M34M56

1094

-2423

-1888.1

-2423

608.1

MBMCMDMEQA

QB左QB右QC左QC右

1017.9863.8 762.2813.0 813.0762.2 863.81017.9

-608.1

743725 901571 1084739 887872

-736

QD左QD右QE左QE右QF

7.2.7 筏板计算

（1）跨内部分由于

lylx2，可按单向板计算内力（弯矩值为单位宽度内的数值）。

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承受均布荷载的连续单向板，各跨跨中及支座截面的弯矩设计值M可按下式计算：

Mam(gq)lo2 则

55pjb12732.4225.0KN.M 848411pjb12732.4242.0KN.M 跨中最大支座弯矩 M21010跨中最大弯矩 M1（2）悬臂部分

右边横向外伸悬臂板最大弯矩

1122 M4pjb1730.613.1kN.m

22上边纵向外伸悬臂板最大弯矩 1122 M5pjb1731.361.7kN.m

22下边纵向外伸悬臂板最大弯矩 1122 M6pjb1731.036.5kN.m

22配筋计算：用跨中最大弯矩配板的上部钢筋，支座最大弯矩配板的下部钢筋，悬臂部分计算配下部筋，上部只需构造配筋。

C30混凝土，a11.0,fc14.3N/mm2；保护层厚度40；钢筋采用HPB235，

fy210N/mm2。

7.3基础筏板和梁的配筋

7.3.1 筏板配筋

过程列于表7.11

表7.11 板的配筋计算截面板上部板下部右横悬臂左纵悬臂右纵悬臂

板下部板下部板下部弯矩设计值25

（KN.m）

0.008

asM/a1fcbho2

42 0.014 0.014

13.1 0.004 0.004

36.5 0.012 0.012

61.7 0.020 0.020

112as0.008

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计算配筋（mm2）251 ASbhoa1fc/fy

439 126 376 626

实际配筋（mm2） Ф10@200 Ф10@180 Ф6@180

393 436 157

Ф12@200

565 Ф12@180 628

7.3.2基础梁配筋

按照静力平衡分别以横梁JL2与纵梁JL6为例进行配筋计算，其他基础梁按照同样的原理配筋。

2a11.0,fc14.3N/mm2；C30混凝土，钢筋采用HRB400，fy360N/mm。

基础梁配筋计算过程列于表3.12、表3.13。弯矩值见前面梁的内力计算图。表7.12 基础梁(JL2)的正截面承载力计算截面 A 1 B 2 弯矩设计值 72 450 36 116 0.02 0.143 0.01 0.04 asM/a1fcbho2 C 240 0.08 0.08 1246 3 240 0.08 0.08 1246 F 72 0.02 0.02 311 112as计算配筋 0.02 311 0.155 2414 0.01 156 0.04 623 ASbhoa1fc/fy实际配筋（mm2） 420 820 420 420 420 420 420 1257 2513 1257 1257 1257 1257 1257 AS 表 7.13 基础梁(JL6)的正截面承载力计算截面 A 1 2 弯矩设计值477 1379 1779 （KN.m） 0.05 0.149 0.171 asM/a1fcbho2 计算配筋（mm2）1335 ASbhoa1fc/fyB 122 0.01 0.01 267 3 1557 0.169 0.186 4965 4 1546 0.167 0.184 4911 112as0.05 0.162 4324 0.189 5045 实际配筋（mm2） 325 1425 1425 325 1425 1425 1473 6872 6872 1473 6872 6872 AS 截面 C 5 6 D 7 8 第 42 页共 76 页

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弯矩设计值226 （KN.m） 0.02 asM/a1fcbho2 计算配筋（mm2）534 ASbhoa1fc/fy2231 0.242 0.282 7527 1008 0.109 0.116 3096 1044 0.113 0.120 3203 2464 0.267 0.317 8462 2228 0.242 0.237 6326 112as0.02 1825 725 1825 1825 8836 3436 8836 8836 10 2086 0.226 0.260 6870 F 477 0.05 0.05 1335 实际配筋（mm2） 325 1825 1473 8836 AS 截面 E 9 弯矩设计值334 2038 （KN.m） 0.04 0.221 asM/a1fcbho2 计算配筋（mm2）1067 ASbhoa1fc/fy112as0.04 0.253 6753 14Ф25 14Ф25 3Ф25 6873 6873 1473 实际配筋（mm2） 3Ф25 1473 As 7.4设计验算

7.4.1 筏基抗冲切和抗剪承载力验算

7.4.1.1验算底板受冲切承载力

梁板式筏形基础的底板厚为500mm，单排布筋，板底有100mm厚的素混凝土垫层。因此取钢筋合力点至近边的距离as为40mm。

则 ho=500-40=460mm

按<<建筑地基基础设计规范>>(GB 5007-2002), 需满足：计算简图如7.10： FL≦0.7βhpftUmho

FL =Pj×（7.2-0.7-2ho）×（6.0-0.7-2ho）

=73×（7.2-0.7-0.92）×（6.0-0.7-0.92）=1784KN 当ho<800mm,取βhp=1.0

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0.7βhpftUmho =0.7×1.0×1430×2[（7.2-0.7-0.92）+（6.0-0.7-0.92）]×0.46=9172KN 〉FL=1784KN

因此，筏板厚度满足抗冲切承载力要求。

4604607007200700图7.10 底板冲切计算简图7.4.1.2验算底板斜截面受剪承载力

按<<建筑地基基础设计规范>>(GB 5007-2002), 需满足： Vs≦0.7βhsft(Ln2- 2 ho)ho βhs =(800/ ho)1/4=(800/800)1/4=1.0 Vs=73×(1/2)×(1.2+5.58)×2.19=542KN 0.7βhsft(Ln2- 2 ho)ho

=0.7×1.0×1430×(7.2-0.7-2×0.46)×0.46=2569KN>Vs=542KN

筏板厚度也满足斜截面受剪承载力要求。因此，板的厚最终定为500mm。

7.4.2基础梁斜截面受剪承载力验算

按<<混凝土结构设计规范>>(GB 50010-2002), 需满足：当hw/b≦4时 V≦0.25βcfcbho

从基础梁的内力图上可以查出横向基础梁最大剪力V1=606KN、纵向基础梁最大剪力V2=1109KN。

横向基础梁：0.25βcfcbho=0.25×1.0×14300×0.7×0.56

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7006000南华大学城市建设学院毕业设计

=1402KN＞V1=606KN 横向基础梁满足斜截面受剪承载力要求。

纵向基础梁：0.25βcfcbho=0.25×1.0×14300×0.7×0.96 =2402KN＞V2=1109KN

纵向基础梁满足斜截面受剪承载力要求。无需箍筋承受剪力，只要按构造要求配置箍筋即可。

7.4.3柱下基础梁顶面局压承载力验算

按<<混凝土结构设计规范>>(GB 50010-2002), 需满足： FL≦1.35βcβLfcALn 最大柱下荷载 N=2635KN= FL

根据<<混凝土结构设计规范>>(GB 50010-2002)，局部受压面积与计算底面积同心、对称原则，以边长为700mm的正方形面积作为局部受压计算底面积，其中b为柱宽，a为柱角至基础梁边之间的净距离取50mm，见图7.11。

700600b7.11基础梁顶局部受压计算示意图

局部受压面积 AL=600×600=360000 mm2 局部受压时计算底面积 Ab =700×700=490000mm2 混凝土局部受压时的强度提高系数βL ：

Ab490000 βL===1.2 AL360000第 45 页共 76 页

5050南华大学城市建设学院毕业设计

基础梁顶面局部受压承载力：

1.35βcβLfcALn=1.35×1.0×1.2×14.3×360000 =8340KN＞2635KN 满足局部抗压要求。

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8 基坑工程设计

8.1 支护方式选择及设计参数

8.1.1 选择原则

① 技术先进 ② 施工可行③ 安全可靠④ 经济合理

8.1.2 支护方式

设计采用四排深层水泥搅拌桩进行止水挡土。用双头搅拌机进行施工，一个搅拌头的桩体直径为700mm，两个搅拌轴之间的距离为500mm，搅拌桩之间的搭接距离为200mm。固化剂采用425R普通硅酸盐水泥，水泥土维护体的龄期单轴抗压强度不得低于2.0MPa。水泥掺入比不得小于12%，即每立方米加固体水泥掺入量不得少于200kg

水泥土墙挡土结构详见图8.1

图8.1 水泥土搅拌桩示意图

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8.1.3 初步选定设计参数

① 坑边荷载

考虑到基坑施工时周边的车辆及可能出现的土方堆载或是附近的材料堆放对基坑的影响，在设计时取基坑周边荷载为均布无限，其值为qo=20KN/M2.

② 水泥土墙设计

根据经验公式：水泥土挡墙宽度B=（0.6～0.8）h (h为基坑开挖深度) 则B=0.7h=0.7×5.1=3.57m，取B=3.6m.

水泥土挡墙插入基坑底以下深度hd=（0.8～1.2）h 则hd=1.0h=1.0×5.1=5.1m。则水泥土搅拌桩的总长为10.2m。 ③ 基坑尺寸确定

筏板为多边形，基坑尺寸至少不小于筏板大小。在本工程中，因考虑施工宽度和排水的需要，筏板和基坑各边的距离为0.5m，基坑长53.49m，基坑宽46.3m。

水泥土墙断面及土层分布剖面图见图8.2

填土r=18.2KN/M 水泥筏板基础粉质黏土 r=18.8KN/Mc=15KPa，Φ=17.5°土墙沙垫层集水明沟100mm混泥土垫层图8.2水泥土墙断面及土层分布剖面图第 48 页共 76 页

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④ 水泥土龄期抗压强度设计值

根据杭州地区经验，水泥标号为425，水泥土搅拌桩临期抗压强度设计值见表8.1。从工程的经济性考虑，要求尽量使工程的总造价尽可能的低。本工程从上述原则出发，取水泥土搅拌桩的水泥掺入比为12%，则水泥土搅拌桩的龄期抗压强度设计值 fcs=1520 Kpa。

表8.1 水泥土搅拌桩临期抗压强度设计值 aω(%) 5 7 10 fcu.k(Kpa)

12 1520 15 2270 266 560 1124 8.2 设计参数验算

8.2.1整体稳定性验算

整体稳定性验算采用圆弧滑动简单条分法，用以确定水泥土墙嵌固深度设计值是否满足基坑安全要求。计算简图见图8.3。

943311280188718871887188718871600160016161616161616161616-0.3iR11456q=20KPaB-5.4WiWi-10.2图8.3 整体稳定性验算简图

按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）要求，需满足：

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cikil(qobiwi)cositgikk(qobiwi)sini0

Lici4kpa

bicosiK1.3

cikli1.6164(1111111)1.64()cos66cos51cos39cos29cos20cos12cos411111

1.8174()cos5cos14cos24cos35cos48104.2KN(qboiwi)cositgik20tg17.5o(cos66ocos51ocos39ocos29ocos20o)1.616tg17.5o{[18.20.517.4(2.6450.5)]cos66o[18.20.517.4(5.2130.5)]cos51o[18.20.517.4(6.9030.5)]cos39o[18.20.517.4(7.9810.5)]cos29o[18.20.517.4(8.7320.5)]cos20o1.620tg17.5o(9.202cos12o9.428cos4o)7.81717.4tg17.5o(4.917cos5o4.601cos14o3.94cos24o2.862cos35o1.192cos48o)621.48KNκ(qobiwi)sini1.3201.616(sin66Osin51Osin39Osin29Osin20O)1.31.616[18.20.517.4(2.6450.5)]sin66O1.31.616[18.20.517.4(5.2130.5)]sin51O1.31.616[18.20.517.4(6.9030.5)]sin39O1.31.616[18.20.51.31.616[18.20.517.4(7.9810.5)]sin29O 17.4(8.7320.5)]sin29O1.31.6(9.202sin12O9.428sin4O)1.317.4sin5Osin14Osin24Osin35Osin48O

cikil(qobiwi)cositgikk(qobiwi)sini

=104.2+621.48-654.58 =71.1 KN＞0

则基坑嵌固深度5.1m满足基坑整体稳定性要求。

8.2.2 抗倾覆验算

抗倾覆验算用以确定水泥土墙宽度是否满足基坑稳定性要求。土压力计算(计算简图见图8.4) 8.2.2.1主动土压力

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按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）要求：

eajkajkkai2cik2okai

ajkrkqork20

ik17.5o2o kaitg(45)tg(45)0.54

22则

地面处： eajkajkkai2cikkai=20×0.54-2×4×0.54=4.92KN -5.4m处： eajkajkkai2cikkai=（18.2×1.0+17.4×4.1+20）×0.54-2×4×0.54=53.3KN

-0.3q=20KPa基坑hEP1=55.6KNEP2=421.0KNEP1EP2AepB-5.4W水泥土墙Ea1=25.1KNEa2=123.4KNEa3=271.8KNH-10.2hea图8.4 土压力计算简图

8.2.2.2被动土压力

按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）要求： epjkpjkkpi2cikkpi ik17.5o2okpitg(45)tg(45)1.86

222oajkrkqork20 则

-5.4m处：epjkpjkkpi2cikkpi=2×4×1.86=10.91KN 第 51 页共 76 页

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-10.2m处：epjkpjkkpi2cikkpi=17.4×5.1×1.86+2×4×1.86 =176KN

土压力简图见图8.4 抗倾覆验算：

按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）要求，需满足：

b2(1.2ohaEaihpEpj)cs(hhd)21.21.0(25.1123.46.8271.82.55) 20(5.15.1)3.2m预设值b=3.6m﹥3.2m 满足要求

8.2.3 正截面承载力验算

压应力验算：

1.25ocszMfcs W由分析可知，搅拌桩剪力为零处，其弯矩值最大。根据静力平衡条件，假设剪力为零点位于基坑底面以下x m处，则

125.1+123.4+53.3x=10.91x+×32.36x2 x=4.5m

2(1.7+4.5)+53.3×4.5×最大弯矩：Mc=25.1×7.05+123.4×

4.514.5-×4.5×156.6×=842.7KN.M 2234.5-10.91×4.5×2M=1.25oMc=1.25×1.0×880.6=1053KN.M

bh214.52 W=3.4

661.25ocszM10531.251.0209.7552.2KPafcs1520KPa W3.4 满足要求

拉应力验算：

Mcszfcs W第 52 页共 76 页

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M1053csz209.7115.7KPa W3.4fcs=0.06×1520=91.2KP a<115.7KPa

不满足抗拉应力验算。

说明水泥土墙的宽度不足，建议加大水泥土墙的宽度。当取水泥土墙宽 b=4.7m时：

bh214.72水泥土墙抗弯截面抵抗矩： W=3.7

66拉应力验算：

Mcszfcs WM1053csz2090.6KPa W3.7fcs=0.06×1520=91.2KP a﹥90.6KPa

满足抗拉应力验算要求。当取宽度为4.7m时，水泥土墙满足取其它方面的验算要求。

因此，在实际施工中采用水泥土墙相关参数取值为：水泥掺入比aω=12%；水泥土搅拌桩临期抗压强度设计值fcs=1520 Kpa；水泥土墙的宽为4.7m；长度为10.2m。

9 地基处理

9.1地基处理方式及设计参数选择

9.1.1 选择原则

① 技术先进

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② 施工可行 ③ 安全可靠 ④ 经济合理

9.1.2选择方案

据工程地质资料可知，淤泥质粉质粘土层是本场地地基中主要的土层，而且还是最软弱的土层，埋藏浅、深度大，是地基的主要受压层。这层饱和软粘土层的存在，构成了本场地地基最不利的工程地质条件，所以该场地地基必须进行加固处理。根据目前掌握的资料适合本场地地基加固的方法主要有四种：

钢筋混凝土预制桩或钢筋混凝土钻孔灌注桩振冲碎石桩或挤密碎石桩堆土预压排水固结法水泥土搅拌桩复合地基

对这四种方案按照符合场地实情，技术达标，造价经济，施工可行的要求，进行了对比。终因水泥土搅拌桩可充分利用原土自然性能，形成符合地基，桩长可随软土的深度变化，更有效解决淤泥质土层的沉降及沉降差的问题，且造价适宜，故此小型办公楼的软基决定选用水泥土搅拌桩处理。

水泥土搅拌法加固软土地基，具有如下的独特优点：最大限度地利用了原土

搅拌时无振动、无噪声和无污染，可在密集建筑群中进行施工，对周围原有的建筑物及地下沟管影响很小。

根据上部结构的需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等平面加固形式。

与钢筋混凝土桩相比，可节约钢材并降低造价。

9.1.3初步选定设计参数

(1) 置换率： m=15%

(2) 水泥掺入量： aω=15%，水泥标号为425 (3) 桩径： D=500mm (4) 搅拌机： DJB-140，双头搅拌机 (5) 地基处理尺寸确定：

地基处理总面积 A = （36+1.5×2）×（14.5+1.5×2）= 682.5 m

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14.5=522 m2 建筑面积为：36×

9.2 确定复合地基承载力及基础平面尺寸

9.2.1复合地基承载力要求

根据上部结构特征及用途，初步估算经处理后的复合地基承载力需达到140 kpa。现假定置换率m=15%，则

ƒsp.k=m×Rdk/Ap+β（1－m）fsk 可推得： Rdk=[ ƒsp.k－β（1－m）fsk]Ap ／m

=[130－0.8×（1－0.15）×60] ×0.2÷0.15 = 119 KN

即要求水泥土搅拌桩的桩身强度至少达到132 KN，此条件可过试验确定配合比来保证。

9.2.2确定水泥土搅拌桩的配合比

Rdk =η×ƒcu.k×Ap 可推得： ƒcu.k = Rdk ÷（η×Ap）

=119÷（0.4×0.2）=1487.5 Kpa

根据表2，水泥掺入比 aω=15% ，水泥标号为425的水泥土搅拌桩的无侧限抗压强度 ƒcu.90 =2270Kpa ＞＞1487.5 Kpa 。

本工程要求按施工配合比搅拌施工后的水泥土桩桩身强度达到1800 Kpa。即桩身强度不低于按侧摩阻力确定的水泥土搅拌桩承载力，桩身不先于地基土破坏。

9.2.3确定有效桩长和桩数

有效桩长

Rdk =qs×up×L+аAp×qp 119=10×3.14×0.5×L + 0 得： L = 7.6 m

地基处理总面积 A = 39×17.5 = 628.5 m2 桩数 n = m×A/Ap

=0.15×628.5÷0.2 = 472根

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9.3 确定总工程量及桩的布置

9.3.1 计算不同置换率对应的总工程量

) 基础总面积：A=628.5(m²

复合地基承载力标准值：ƒsp.k=140Kpa 桩径Φ=500mm、桩周长U=3.14×0.5=1.57m =0.2(m²) 桩截面面积：Ap=(3.14÷4) ×0.5²桩间土承载力标准值：ƒs.k=60Kpa 桩间土承载力折减系数：β=0.8 桩水泥土强度折减系数：η=0.4 桩端土承载力折减系数：a=0 桩顶施工凿桩高度：∆L=0.5m

对应于不同置换率（m=10%、m=12.5%、m=15%、m=17.5%、m=20%）情况下的单桩竖向承载力Rdk、桩数n、桩身水泥土强度ƒcu.k、桩长L及桩长总延米数M分别计算如下。计算结果列于表9.1。

Rdk=[ƒsp.k-β(1-m)fs.k]×Ap/m =[140-0.8(1-m)×60]×0.2/m =18.4/m +9.6 (KN)

n=mA/Ap=m×628.5/0.2=3143m (根)

ƒcu.k =Rdk/(ηAp)=Rdk/(0.4×0.2)=12.5Rdk (kpa) Rdk=ƒsk×UL=10L×1.57=15.7L (kpa) L=Rdk/15.7 (m) M=n ×（L+0.5） (m)

表9.1 不同置换率情况下工程量计算 m(%) Rdk(KN) ƒcu.k(kpa) L(m) n (根) 10 173.6 2170 11.1 314 M(m) 3643 第 56 页共 76 页

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12.5 15 17.5 20 140.8 119 103.3 91.6 1760 1487.5 1291.3 1145 9.0 7.6 6.6 6.0 394 472 550 630 3743 3824 3905 4095 注：考虑到工程的对称性，桩数取为偶数。

9.3.2桩的布置

桩位的平面布置应按适单当的面积置换率m和较小的总延米数M为原则。面积置换率m不能太小，否则，单桩承载力要求过高，水泥强度或施工机械不能满足设计要求；面积置换率m也不能太大，否则桩数太多桩距太密影响单桩承载力的发挥，不经济。

本例选择两种置换率（m=12.5%,15%）进行试排桩比较。考虑布桩的均匀性，n=394+2=396，当m=12.5%时，考虑布桩的均匀性实际总桩数，总延长米数M=396×9.5=3762m，当m=15%时，实际总桩数n=472，总延米数M=472×8.1=3824m。m=12.5%时的工程量较省，两者相比，因而本工程实际采用面积置换率m=12.5%布桩.具体见毕业设计图集。

9.4 下卧层强度验算

将加固后的桩群视为一个以最外排桩外边缘为轮廓的假想实体基础。以扩散角法验算，即上部结构荷载与处理土体自重以某一扩散角a 作用在软弱土层上。结合工程经验，本工程取扩散角a=12°。则 tga0.213

如图9.1.2所示。

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FSP.KAGfA1图9.1 搅拌桩下卧层强度验算

则：f′= fFsp.k+GA

假想实体基础的底面积： A1= (39290.213)(17.52)914m²

根据工程统计数据，水泥土搅拌桩加固土体重度比天然土体一般增重5%。所以处理后土体重度为 r=17.4×（1+5%）=18.27 KN/m³

G=(18.27-10) ×9×39×17.5=50799KN f′=

Fsp.k+GA130914153Kpa

桩端下卧层承载力标准值：

ƒ=ƒak+ηb×r(b－3)+ ηd×rm×(d－0.5) rm =[18.2 ×1.0+(17.4－10)×12.8]÷13.8

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=8.2 KN/m3

ƒak=60kpa , d=9+4.5-0.3+0.5+0.1=13.8m, ηb =0 ηd =1.0 ƒ=60+1.0×8.2×(13.8-0.5)=168.2Kpa 故f′<ƒ 满足要求

9.5 地基变形验算

地基沉降由桩群体压缩变形1和下卧层天然软土层变形

ss2两部分组成。

9.5.1搅拌桩复合地基变形量计算

搅拌桩复合土层的压缩模量Esp采用置换率加权的方法按下式进行计算：

EspmEp1mEs

0.1512618000.852090

30179KPa式中：Ep——搅拌桩桩身的压缩模量，取Ep126fcu,k226.8MPa； Es——桩间土的压缩模量，取桩长范围内图的加权平均压缩模量，

Es2.09MPa。

桩群底面土的附加压力 po

poFsp.kA153[18.232kpaGcd(17.410)3.8(18.310)9

搅拌桩复合土层的压缩变量s1按下式计算：

s1p0pl2Esp

140329.02301792.6mm

式中：p——桩群顶面的平均压力KPa。

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9.5.2桩端下土层变形量计算

桩端下末加固土层的压缩变形量可采用分层总和法按下式计算，相关参数取值查《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）。

s2sssi1np0ziaizi1ai1 Esi式中：1.0

计算深度的确定：根据《土力学》理论，当无相邻荷载影响，基础宽度在1～50m范围时，基础中点的地基沉降计算深度可按下列简化公式计算：

znb(2.50.4lnb)

本工程基础宽度为15.8m且无相邻荷载影响，满足上述公式条件。因此计算深度为：

znb(2.50.4lnb)23m

具体沉降见表9.2

表9.2 下卧层层降变形量具体计算见下表： zi (m) 0 4 8 12 16 20 23 lb 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 zb 0 0.23 0.46 0.68 0.80 1.14 1.37 ai×4 ziai0 Po (kPa) 32 32 32 32 32 32 32 Esi (Mpa) 2.09 2.09 2.09 2.09 2.09 2.09 2.09 ziaizi1ai1 3.9004 3.6372 3.4034 3.171 2.944 1.817 si mm 60 55 52 48 45 28 1.000 0.9751 0.9422 0.9118 0.8820 0.8528 0.8206 3.9004 7.5376 10.941 14.112 17.056 18.873 其总沉降量为

则总沉降量为s2=1.0×(60+55+52+58+45+28)=288mm

ss1s22.5288290.5mm

该地基变形值为基础中心点处的沉降值，不能作为建筑完成后的沉降设计值，仅作为基础设计时的参考值。

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10 施工组织设计

10.1地基处理施工要点

10.1.1水泥掺合比确定

由桩身强度不低于按侧摩阻力确定的水泥土搅拌桩承载力，桩身不先于地基土破坏的条件可知，本工程采用的水泥搅拌桩要求水泥土强度fcu.k≥1800kpa。应根据现场土质，通过室内试验，确定恰当的水泥掺合比，以满足水泥土强度的设计要求。当有经验时，也可不做实验，根据经验确定恰当的水泥掺合比。

10.1.2成桩工艺

①桩机定位：搅拌桩机到达指定桩位后，进行对中，调平。

②预搅下沉：启动搅拌机电机，使搅拌(L沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度可由电机的电流监测表控制。工作电流不应大于70A。如下沉速度太慢，可从输浆系统补给清水以利钻进。

③制备水泥浆

即按设计确定的浆液配合比配方投料，搅制水泥浆。在送浆前必须不停搅拌，防止浆液离析。

④提升喷浆搅拌

待搅拌机下沉到设计深度后，边搅拌边提升，提升速度用２档。同时严格按照设计确定的提升速度提升深层搅拌机。

⑤重复下沉：当搅拌机提升到设计桩顶标高时，重复下沉搅拌，使浆液与土体搅拌均匀，下沉速度为４档。

⑥重复提升：待下沉到设计深度时，边喷浆、边搅拌、边提升，直至提升至地面，控制提升速度为２档。

⑦冲洗系统：冲洗灰浆泵和输浆管系统，直至基本干净，并清除钻头上粘附的软土，检查钻头，如有磨损及时更换。

⑧移到新桩位，重复①-⑦步骤

10.1.3施工操作要求

⑴、桩机就位由专人操作，专人负责电缆管线，专人校正钻头对位，钻头就位采用目测(横竖向观测)。

⑵、钻进前先打开浆泵送清水，检查各种管路及钻头喷口通畅才可钻进。

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⑶、钻进至桩底喷浆应不少于30秒，使浆液能完全到达桩端。

⑷、整个制桩过程就保障边喷浆，边搅拌，边提升的连续作业，注意观察有关仪表和管道的脉动情况，以判断管道是否通畅，喷浆是否正常。

⑸、成桩后应立即检查送浆量，成桩水泥浆总量不得少于设计要求。 ⑹、水泥浆拌制要严格计量，严格控制水灰比，浆液应过筛，以防块体，纸屑等进入管道造成堵塞。

⑺、水泥不得使用过期、受潮、变质的水泥。

⑻、施工记录班报表应由桩机施工人员现场及时记录，不允许事后作“回记录”。

当班人员应及时向工地指挥部门值班人员汇报，⑼、在施工中出现的问题，以便及时妥善处理解决。

⑽、工程施工除按上述要求外，尚应遵守《软土地基深层搅拌加固技术规程》 (YBJ225-91)等有关规程规定。

10.1.4质量控制与检测措施

质量控制

(1)预搅：软土应完全预搅切碎，以利于同水泥浆均匀搅拌。

(2)水泥浆不得离析：水泥浆要严格按设计的配合比配置，要预先筛除水泥中的结为防止水泥浆发生离析，可在灰浆拌制机中不断搅动，待压浆前才缓慢倒人集料斗。

(3)确保加固强度和均匀性：

①压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不能发生堵塞。

②严格按设计确定的数据，控制喷浆和搅拌提升速度，误差不得大于±10cm／min。

③控制重复搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌。

(4)保证垂直度：为使搅拌桩基本垂直于地面，要注意起重机的平整度和导向架对地面的垂直度。

(5)确保壁状加固体的连续性：如设计要求相邻柱体要搭接一定长度时，原则上每一施工段宜连续施工，相邻柱体施工间隔不得超过24小时。

检测措施

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根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—91）规定，水泥搅拌桩应在成桩后7d内用轻便触探器钻取桩身加固土样，观察搅拌均匀程度，同时根据轻便触探击数用对比法判断桩身强度。被检验的桩的数量应不少于完成桩数的2%。

在下列情况下尚应进行取样、单桩载荷实验或开挖检验：1.经触探检验，对桩身强度有怀疑的桩应钻取桩身芯样，制成试块并测定桩身强度，2.场地复杂或施工有问题的桩应进行单桩载荷试验，检验其承载力；3.对相邻桩塔接要求严格的工程，应在桩养护到一定龄期时选取数根桩体进行开挖检验。

基槽开后，应检验桩位、桩数与桩顶质量，如不符合规定要求，则应采取有效补救措施。

据现有轻便触探击数（N10）与水泥强度（qu）对比资料，似有如下关系：轻便触探击数（N10）与水泥强度（qu）关系 N10（击数） 15 20~25 30~35 qu（KPa） 200 300 400 >40 >500 10.2基坑工程施工要点

10.2.1深层搅拌桩施工工艺

10.2.1.1 工程概况

本工程基坑采用深层搅拌桩组成止水帷幕，深层搅拌桩桩径700mm，桩心距500mm，搅拌桩之间的搭接距离为200mm,搅拌桩施工前须先行排障处理。采用《建筑地基处理技术规范》（JGJ79--2002）。

10.2.1.2 施工工艺及说明

①桩机定位：搅拌桩机到达指定桩位后，进行对中，调平。当场地表高不符合设计要求或起伏不平时，应先进行开挖、整平。施工时桩位偏差应小于5cm。

②当搅拌桩机的冷却水循环正常后，启动电机下沉，可用４档下沉，在下沉过程中，应边送浆边钻进。

③浆液制备：即按设计确定的浆液配方投料，搅制水泥浆。在送浆前必须不停搅拌，防止浆液离析。

④提升注浆搅拌：待搅深层搅拌桩是将特制的搅拌钻具钻入地下，利用灰浆泵将浆体喷入地下并与地基土原位强制搅拌，经过一系列物理化学作业形成具有整体性和一定强度的桩柱体。

设计要求

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①搅拌桩桩径700mm，桩芯距500mm，桩长约为9.0m。 ②固化剂选用普硅425R水泥，水泥掺入比为12～17％。施工工艺流程

本次选择的施工工艺流程为两上两下的四搅四喷工艺。施工工艺

①桩机定位：搅拌桩机到达指定桩位后，进行对中，调平。拌机下沉到设计深度后，边搅拌边提升，提升速度用２档。

⑤重复下沉：当搅拌机提升到设计桩顶标高时，重复下沉搅拌，使浆液与土体搅拌均匀，下沉速度为４档。

⑥重复提升：待下沉到设计深度时，边喷浆、边搅拌、边提升，直至提升至地面，控制提升速度为２档。

⑦冲洗系统：冲洗灰浆泵和输浆管系统，直至基本干净，并清除钻头上粘附的软土，检查钻头，如有磨损及时更换。

⑧移到新桩位，重复①-⑦步骤。施工技术指标及操作要求 ①施工技术指标指标名称桩径 m 桩位 m 垂直度水泥

②施工操作要求

⑴、桩机就位由专人操作，专人负责电缆管线，专人校正钻头对位，钻头就位采用目测(横竖向观测)。

⑵、钻进前先打开浆泵送清水，检查各种管路及钻头喷口通畅才可钻进。 ⑶、钻进至桩底喷浆应不少于30秒，使浆液能完全到达桩端。

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单位 m求指标要差 700 允许偏称 20 指标名位桩长水泥用单求 m Kg/m3 指标要差 9.0 允许偏<0.1m m准确垂直 425R 50 1.0 量水灰比钻头直300 0.5 700 ±4 0.05 >20 ％ mm 径南华大学城市建设学院毕业设计

⑷、整个制桩过程就保障边喷浆，边搅拌，边提升的连续作业，注意观察有关仪表和管道的脉动情况，以判断管道是否通畅，喷浆是否正常。

⑸、成桩后应立即检查送浆量，成桩水泥浆总量不得少于设计要求。 ⑹、水泥浆拌制要严格计量，严格控制水灰比，浆液应过筛以防块体，纸屑等进入管道造成堵塞。

⑺、水泥不得使用过期、受潮、变质的水泥。

⑻、施工记录班报表应由桩机施工人员现场及时记录，不允许事后作“回记录”。

当班人员应及时向工地指挥部门值班人员汇报，⑼、在施工中出现的问题，以便及时妥善处理解决。

⑽、工程施工除按上述要求外，尚应遵守《软土地基深层搅拌加固技术规程》(YBJ225-91)等有关规程规定。

10.2.1.3 搅拌桩的质量控制与检验

成桩施工期的质量检查包括力学性能、原材料质量、掺入比的检查等。成桩时逐根检查桩位、桩底标高、桩顶标高、桩身垂直度、喷浆提升速度、外掺剂掺量、喷浆量均匀度、搭接厚度及施工的时间等。

施工纪录施工纪录是现场隐蔽工程的施工实录，反映了施工工艺执行情况和施工中发生的各种问题。施工纪录应祥尽、完善、如实进行并由专人负责。用施工前预定的施工工艺进行对照，很容易判断施工操作是否符合要求。对施工中的如停电、机械故障、断浆等问题通过分析纪录，也容易判断事故处理是否得当。

强度检验在施工操作符合预定工艺要求的情况下，桩身强度是否满足设计要求是质量控制的关键。在搅拌桩支护的压顶路面、浇捣前，可采用钻取水泥土桩芯或静力触探方法检验桩长河桩身强度，或用轻便触探检验桩顶4m范围内桩身强度。

基坑开挖期的检验观察桩体软硬、墙面平整度和桩体搭接及渗漏情况，如不能、符合设计要求，应采取必要的补救措施。

10.2.2施工监测

10.2.2.1基坑及周边监测准备工作

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根据基坑开挖范围和开挖深度，应对基坑本身及周围环境进行位移、沉降等多项内容进行监测。为此，将采用先进的监测手段对整个地下室的施工进行监控，并在进场施工前做好以下三个方面的准备工作：

1、对周围原有的建筑物进行仔细调查，并做好．记录、拍照、录象等工作。

2、详细了解周围地下管线的情况，并做好记录。 3、在周边建筑物、马路设置沉降及变形观测点。 10.2.2.2 基坑监测方法

基坑开挖深度较深，一旦出现问题对邻近建筑物、道路等的影响会很大。为保证地下室施工的顺利进行，必须对基坑支护系统和相邻建筑物进行监测，采取监测信息指导施工，并及时掌握其变化知稳定情况，以确保支护系统周边环境的安全。

观测点的设置：

1、沿基坑周边在围护压顶上面每30m米及在每一个边的中点设一水平位移和垂直沉降观测点，以监测基坑壁的水平位移和产生的沉降：

2、在邻近建筑物临基坑边的墙面上设置两个观测点，以监测邻近建筑物的沉降。

在基坑开挖期间，每天不少于1次，遇有大雨或暴雨等自然灾害时，应加密观测次数。每次观测应做好记录，对观测结果应及时进行信息反馈，始终贯彻动态监测管理的原则。当水平位移大于20mm，基坑边坡沉降量大于15mm，邻近建筑物沉降量大于l0mm时，应及时通知有关单位研究，以便作出相应的处理措施。当发现边坡有失稳迹象时，应立即采取削坡、坡顶减载、土钉支护或坡脚压载等措施。

每次沉降观测量均要求从其中一个水准控制点开始，逐点测量观测，最后与另一个水准控制点闭合，水准仪置镜点应尽可能在水准和观测点的中间位置，当核算误差符合标准才算第一次成功的沉降观测。建筑物的倾斜位移，将经纬仪架于置镜点上，用正镜观测墙上标记点的偏移情况，当发现建筑物或四周场地出现新的裂缝时，应及时通知业主、监理、设计人员并作出妥善处理。

沉降和水平位移观测使用仪器如下表：监测要求及仪器一览表

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序号检测项目检测方法测量精度测量频率警戒值 1 毗邻建筑物倾斜与沉降、地表水平位移及水准仪沉降，地下管线水平经纬仪位移及沉降坑顶位移及沉降水准仪经纬仪 2

围护结构施工过程中 ±1mm 1次/天 30mm ±0.2mm 开挖过程中1次/天开挖过程中1次/±1mm 30mm 天 10.2.2.3临近建筑物及市政、电讯管线保护措施

在基坑施工过程中，通过严密的观测平段，及时发现可能出现的险情，做到及早发现、及时处理。为确保临近建筑物、市政和电讯管道的安全，拟采取以下的措施：

1、采用信息化施工，加强观测，当发现沉降、位移或水位的变化速率较大时，应及时将情况反映业主，并认真分析原因，增加观测次数，取得第一手资料，并采取必要的措施进行处理。

2、若确为围护结构所引起，应立即回填土方反压，并停止抽水，待险情排除后方可继续进行土方的开挖。

10.2.3质量保证措施

质量目标为优良工程。

1.贯彻“百年大计，质量第一”的方针。精心组织，严格按图纸和国家有关规范要求施工，自觉遵守甲方、监理单位和质检部门的监督。

2.推行全面质量管理，建立质量保证体系，提高全员质量意识，确保质量管理覆盖整个施工过程。坚持质量自检、互检、交接检“三检”制、样板制、岗位责任制。

3.实行质量管理项目经理负责制,配置专职质检员,具体负责质量管理工作。 4.加强技术管理，认真贯彻国家规定操作规程及各项管理制度，以确保岗位责任制，组织学习图纸，施工组织设计和工艺卡，做好技术交底工作。

10.2.4沉降观测

在距建筑物100~300m处，分别设置间距为20~40m的水准点2个，其埋设深度大于2m其高程在埋设10d后测定。在建筑物四周每隔10~15m设1个观测点，还应在建筑物拐角、沉降缝两侧、纵横墙交接处和柱子等处设置观测点。通

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常，观测点采用角钢制作，并埋设在便于观测的基础、墙和柱子上。施工中，每升高一层就要观测一次；工程竣工后，也应定期观测。此外，还应做倾斜和裂缝观测。上述各项观测均应及时做好记录。

10.3基础工程施工要点

10.3.1施工管理组织

本工程根据其特点，在现场成立了项目经理部，实施总承包管理模式。由项目经理、项目主任工程、项目经济师组成。负责对工程的领导、决策、指挥、协调、控制等事宜，对工程的进度、成本、质量、安全和现场文明等负全部责任。管理组织机构见下图。

项目部组织架构图

10.3.2施工方案

10.3.2.1降低地下水位

肋梁筏板基础最大挖土深度为5.1m。地下水位在-1.0m处，开挖前必须将其降至基坑底标高500mm以下。根据工程地质报告，人工杂填土层为不含水层，以下均为不透水层。因此只要把含水层封闭并将其含水抽出，就可达到降低地下水位的目的。

采用的降低地下水方案为：井点降水。采用大口井降水，由于水泥土墙有止水作用，因此只对坑内降水。沿水泥土墙内侧角部各设一口大口井，两角之间再

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设一口，共八口。开挖后在坑底四周设明沟，明沟与大口井连通，井内置潜水泵，井内水经潜水泵抽至坑上沉淀池，经沉淀后排入市政排水管道。场地外的浅表滞水由场地边的浅集水沟排入集水井，场地外自然雨水也由此排出。

10.3.2.2土方工程

坑底标高-5.4m，室外自然地坪-0.30m，实际挖土深度为5.1m.。待水泥土搅拌桩达到临期抗压强度后再开挖，分两层开挖，第一层开挖2.6m，第二层开挖2.5m。开挖时从中间向四周行近，同时要保持开挖向四周是功的均匀性。

10.3.2.3肋梁筏板基础施工

筏板基础呈长方形，长36.6m，宽16.8m。筏基在竖向上浇筑不分层，一次性连续施工。

（1）筏基模板

外模直接以水泥土墙为模板，内模采用普通木模板。（2）筏基钢筋

按照施工图和施工验收规范要求施工，为保证筏基上层钢筋的正确位置，采用角钢支架固定。刚进垂直和水平运输由两台轮台式起重机完成。

（3）筏基混凝土

由于混凝土浇筑量大，选用搅拌站集中搅拌和泵送混凝土；在施工层长度方向（每20m~40m留一施工逢）上的施工逢中间，采用留齿槽和钢板止水带，其外壁采用进口合成橡胶止水带。筏基需布置一定数量的温度测点监测魂泥土的温度，以便采取相应的措施。

（4）地下室柱和墙板施工

采用木模板经计算和实测确定。模板和钢筋运输由设在基坑边的塔式和轮胎式起重机完成。混凝土由泵输送，采用插入式和平板振捣器、捣实，并要及时养护。

10.3.2.4地下防水工程施工

结合实际，本工程地下防水方法拟采用外防外贴法，即先进行防水结构主体施工，然后将卷材防水层铺贴在防水结构的外表面，再砌永久性保护墙。其施工操作要点如下：

（1）操作顺序

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铺设垫层砌筑部分保护墙铺贴防水层卷材平面保护层施工浇筑混凝土结构继续铺贴防水层立面保护层施工回填土。

操作要点 1）铺设垫层

按设计要求浇筑混凝土垫层，然后再垫层上抹1：3水泥砂浆找平层。找平层要求抹平、压光，平整度达到规范要求。如有条件时，尽量使混凝土垫层表面平整、压光，此时可取消砂浆找平层，更有利于防水层铺贴得质量。

2）砌筑部分保护墙

在需要做垂直防水层的结构外侧四周，自垫层面至底板面砌筑永久性保护墙，其高度不小于B+200~500mm（B为底板厚度）。而上部砌临时性保护墙，高度按卷材搭接长度而定，一般为150（n+1）mm（n为卷材层数）。临时性保护墙要用石灰砂浆砌筑，以便拆除。在永久性保护墙内侧抹20mm厚1：3水泥砂浆找平层，而临时性保护墙内侧则抹20mm厚1：3石灰砂浆找平层，在与平面交接处应抹成圆弧或钝角。

3）铺贴防水层卷材

地下卷材防水工程的铺贴，必须采用满贴法，即卷材与基层采用全部粘结（100%）的施工工艺。

为保证地下工程卷材防水的质量，可采取以下措施：一是提高垫层设计标准，即铺贴卷材防水的基层(垫层)厚度不小于100mm,混凝土强度不小于c15,此时砂浆找平层可取消;二是降排水,保证防水层施工的干燥环境；三是改进卷材铺贴工艺，即以强大喷射力与高温，对垫层表面进行烘烤，使之瞬间达到完成清洁程度，混凝土表面亦可接近干燥状态。

４）平面保护层施工

底板垫层上的卷材及立面保护墙的卷材铺贴后，可在底平面铺筑３０～５０mm后c20细石混凝土保护层。而在立面防水层表面应抹１：３水泥砂浆保护层。

５）利用临时保护墙做外侧模板，浇筑结构底板及墙体混凝土。６）继续铺贴卷材防水层

混凝土结构施工、验收后，可拆除临时保护墙，抹水泥砂浆找平层。清理出甩槎接头的卷材，如有破损处应进行修补，再依次分层铺贴结构表面的防水卷材。此处卷材可错槎接缝，上层卷材盖过下层卷材不应小于150mm，接缝处加盖条。

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10.3.3保证安全措施

严格执行各项安全管理制度和安全操作规程，并采取以下措施。

1、钢管脚手架要绑牢并挂全封闭的安全网，人行通道部分要设钢管扶手。 2、定位高塔吊、施工电梯和金属井架，都必须安装避雷设施，其接地电阻不大于4Ω。

3、严禁由高处向下投放垃圾或物品。电梯井首层顶板处，必须设一道安全网；各层电梯口要封死；底层和施工电梯出入口处，要设安全防护棚。

4、加强防火工作。每层均要设灭火装置，每隔2层设1处临时消火栓。在施工期间，严禁非施工人员进入塔楼，外单位参观人员要有专人陪同。

5、外装饰用的施工吊篮，每次使用前均应检查其安全装置可靠性，在屋面施工时，必须有2个专人开动机器，并不得随意离开岗位。

6、塔式起重机轨道地基必须坚实，回填土应掺碎石分层夯实整平；雨季施工时，要做好排水，防止因回填土下沉造成塔吊倾斜事故。支承外脚手架的挑出槽钢，必须按受力焊缝与预埋件焊牢。

7、由专人与气象台联系，及时作出大雨和大风预报，采取相应技术措施，防止发生事故。

10.4建筑与结构施工要点

10.4.1砌体结构施工

本工程采用Mu10烧制页岩砖，M5混合砂浆砌筑。

红砖进场时，必须按规范要求，抽样送检，经检测合格后方可使用，砂浆经权威机构出具配合比单，按设计配合比严格配料，砂浆采用机械拌制，并按规定留置试块。

组砌方式采用三顺一丁砌筑，双面挂线，砂浆满铺，用皮数杆控制每皮厚度与标高，砖墙与构造柱交接处留好五退五进，进退要标准整齐，以保证构造柱断面尺寸，并按设计要求设置拉结筋，门窗上下层吊通线，保证上、下洞口对齐，内外墙转角应同时砌筑，中留斜槎，砌体施工时，所有红砖要提前浇水润湿，严禁干砖上墙，严禁用水冲浆浇缝，对规范不允许留脚手眼的部位严格执行规范要求，砌体工程质量要求做到横平竖直，内外搭结，上下错位，砂浆饱满。

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10.4.2钢筋工程

1 钢筋制作

A、本工程所有钢筋均根据施工图和现行的规范、规程要求，进行现场加工； B、钢筋进场必须根据施工进度计划，做到分期分批分别堆放，并做好钢筋的维护工作，避免锈蚀或油污，确保钢筋保持洁净；

C、柱、梁的箍筋必须呈封闭型，开口处设置135度弯头，弯钩长度不小于10d。

D、制作时，钢筋的几何形状和尺寸要严格按照设计要求，并符合抗震构造要求。

2 钢筋的绑扎

A、钢筋绑扎顺序为：构造柱→框架梁→次梁→楼板。

B、柱钢筋绑扎：采用电渣压力焊。柱钢筋焊接前，要根据轴线弹出柱的周边线，并要注意校正柱钢筋的位置，在允许误差范围内进行连接，确保柱轴线上下各层均在同一铅垂线上。

C、梁板钢筋绑扎：

a、梁钢筋采用10d单面搭接焊，板钢筋采用搭接绑扎，在同一截面内钢筋接头的数量不得超过钢筋总数的50%，错开间距大于500mm，并且接头应尽量避开受拉区。

b、框架次梁的钢筋接头一般上直筋由中间架立搭接连通，下直筋接头设在支座。

c、各层楼面板钢筋绑扎，纵横向主副筋按设计间距预先开线。板主筋可多跨连续绑扎，当长度不够时，钢筋接头可设在支座处。板支座面处负筋位置要准确，弯勾不得朝上，楼板上下层钢筋间距用φ8钢筋做成马凳来控制，马凳设置间距为@1000×1000mm。

d、各层钢筋穿扎：次梁上直筋穿在主梁上直筋之上，次梁下直筋穿在主梁腹部或主梁下直筋之上，板跨中主筋穿在主次梁上直筋之下，板支座负筋放在上面。绑扎时要严格按设计规定的规格、数量、间距位置进行绑扎，且平整齐直，绑扎牢固。

e、柱、梁箍筋的加密区和非加密区部位按设计图纸施工。

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10.4.3安全生产、文明施工措施

10.4.3.1安全生产

遵照建筑施工安全检查标准施工。

1.成立以项目经理为组长、技术负责人为副组长的安全文明施工领导小组，制订本工程的安全生产，文明施工制度。

2.严格按照“综合考虑”七项要求进行定期考评，把安全问题消除在萌芽状态。3.根据现场用电情况，进行施工用电计算，施工现场实行三相五线制 , 确保用电安全。

4.本工程设置专职安全员，督促各工种严格按照本工种的安全操作规程执行。施工中每一道工序都必须作好施工安全措施交底，明确安全施工重点，克服盲目施工。

5.作好防坠落、防坍塌措施。

6.机电设备必须由专职人员操作，按规定作好维修保养。

7.现场用火严格执行申请和着火手续，易燃物品与杂物应及时清理和妥善保管，加强消防工作管理。

8.坚持特种工种持证上岗，严禁非操作人员代岗。

9.对各种机电设备，现场应设可靠的避雷装置，现场中各机械必须按规定加防雨罩或搭设防雨篷、闸箱防水、漏电接地保护装置应灵敏有效，每星期检查一次线路绝缘情况。

10.4.3.2 现场文明施工

1.必须按照文明施工检查的标准和具体要求组织施工，采取专人负责，责任到人的办法，使文明施工现场管理工作形成天天有人抓，事事有人抓，一抓到底的文明机制。

2.施工现场周围要保持环境卫生，不准乱倒垃圾、渣土，不准扔废弃物，不准乱排污水，现场使用砂浆等流体材料或水泥、白灰等施工材料，要随用随清，车辆进料要随进随清扫，车辆清运渣土、垃圾等，必须采用围护措施，严密遮盖，不得到处遗洒、飞扬，车辆不乱停乱摆，车轮不带污物泥土。

3.围挡处无建筑堆放物，无建筑垃圾，无撒漏泥砂，无污物污染 , 保持街道清洁卫生。

4.施工现场要有严格的成品保护措施和制度。

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5.现场施工的人员必须下班坚持“五不走”，即设备不擦洗干净不走，余料不堆放整齐不走，工具不清点归位不走，原始记录不记录好不走，场面不打扫干净不走。

6.施工现场要贯彻全过程文明施工，随时清理现场垃圾及拆除材料，各种剩余材料、构件等物资都要及时运走处理，真正做到工完场清；搞好场容场貌。

7.施工现场办公、住宿、施工用房必须整齐干净，桌、凳、柜材料必须摆放整齐有序，图表挂列整齐。

8.加强食堂卫生管理，对食堂的废弃生食、熟食及污水排放有组织，及时清理现场沉积物，达到环境卫生要求。

9.为不影响正常居民生活，施工现场应严格控制各种粉尘、废气、废物、有毒有害气体及噪音的排放。

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参考文献

1 中华人民共和国国家标准.《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 2 中华人民共和国国家标准.《混凝土结构设计规范》GB50010-2002. 北京.中国建筑工业出版社.2002

3 中华人民共和国国家标准.《砌体结构设计规范》GB50003-2001 4 中华人民共和国国家标准.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002 5 中华人民共和国国家标准.《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》JGJ—91

6 中华人民共和国国家标准.《建筑抗震设计规范》GB50011-2001 7 中华人民共和国行业标准.《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002）.北京.中国建筑工业出版社.2002

8 人民共和国国家标准.《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）.北京.中国建筑工业出版社.2002

9 杨小平.《土力学》.广州.华南理工大学出版社.2001

10 叶书麟、叶观宝.《地基处理》.北京.中国建筑工业出版社.2003 11 王成华.《基础工程学》.天津.天津大学出版社.2003

12 陈忠汉、程丽萍.《深基坑工程》.北京.机械工业出版社.2003 13 其它国家和地方有关规范、规程、标准。

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结束语

毕业设计是对大学四年所学知识的一次系统的总结和检验，也为将来将理论知识运用到实践工作中作铺垫。回望过去三个多月的设计，虽遇到了很多困难，但我获得了独立思考解决问题的能力、查阅资料的能力、自学的能力，我培养了吃苦耐劳的精神、团队协作精神。此外，在设计和请教老师、同学的过程中，我还学到了很多新知识。总之，这一次毕业设计使我受益匪浅。

此次毕业设计的完成，得到了许多老师、同学和朋友给予我的大力支持与鼓励，让我有信心尽力地将此次毕业设计完成好。在此，让我向全体给予我指导和帮助的老师、同学和朋友表示我最忠诚的感谢！特别地，指导老师xxxx为本设计提供了最初的构思和指导，并仔细认真地对毕业设计进行了详尽的评阅与修改，在此表示由衷的感谢！

由于水平有限，设计中错误及疏漏在所难免，欢迎批评指正.

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