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1、内蒙古科技大学毕业设计说明书摘要本设计为包头市环境保护局办公楼工程基坑围护、结构及基础工程设计，地点位于包头市昆区友谊大街南侧，为类场地，设计地震分组为第一组，设计基本加速度值为0.2g，抗震设防烈度为 8 度；建筑防火等级为二级；建筑耐火等级为二级，耐久年限二级；总建筑面积约 10000 平方米，层数为地上 8 层，地下 2 层，1 层层高为4.5m，28 层层高为 3.3m，地下一层层高为 4.8m。全部设计包括基坑支护、结构、基础设计部分：1.围护结构不是主体结构的一部分，基坑周围有管线、道路及树木需要加以保护，但不需严加保护，故基坑工程等级可定为二级，由于基坑深 8m，基底位于水位以上
2、，不需采取降水和护坡措施。基坑支护采用土钉墙支护。2.大楼设计方案为框架结构，平面结构呈“一”字型布置，结构设计主要包括：（1）结构布置及结构计算单元的确定（2）重力荷载计算（3）横向水平地震作用分析（4）PKPM 电算（5）楼梯设计3.基础设计：基础采用箱形基础，主要构件均为钢筋混凝土。关键词：办公楼; 基坑维护; 土钉墙; 框架结构; 箱形基础内蒙古科技大学毕业设计说明书AbstractThe design for the Baotou Municipal Environmental Protection Bureau Office Building Foundation Pit, str
3、uctural and foundation engineering,. is located in Baotou City, Kun District, south of Friendship Avenue. The venue for the Class is,the design group for the first set of seismic design value of the basic acceleration is 0.2g, and the seismic intensity is 8 degrees. The design of fire protection rat
4、ing is 2, the building fire rating is two, and the durable life is 2. The total construction area is about 10,000 square meters. There are 8 floors above the ground level, 2 layers underground. The first layer height is 4.5m, 2 8 layers is 3.3m, and the ground floor is 4.8m.All designs include excav
5、ation, construction, and foundation design . 1. Envelope is not a part of the maine structure. There are pipelines, a road and trees around the excavation needed to be protected, but without strict protection, so the excavation level could be set as two. As the pit depth is 8m, and the basement is l
6、ocated above the water level, rainfall and slope protection measures do not need to be taken. Excavation support uses soil nailing. 2.The building design is frame structure, and the surface structure is one type arrangement. The structural design includes:(1) Structural arrangement and structures of
7、 cells to determine(2) Gravity load calculation(3) Lateral seismic analysis(4) PKPM computing(5) Stair design3. Foundation design: The foundation uses box foundation. Main components are reinforced concreteKeywords: Office Building; Pit Maintenance; Soil-nail Wall; FrameStructure; The box foundation
8、内蒙古科技大学毕业设计说明书第 1 章 设计背景、资料和要求1.1 设计背景本设计位于包头市青山区团结大街北侧，南临九星电子大楼，北接自来水公司，建筑物西侧为富强路，南北侧临近均有建筑物，以均布荷载考虑，荷载为 80kPa 和 100kPa， ，间距与平面详图见图 1。总建筑面积约为 10000 平方米，层数为地上 8 层，地下 2 层。围护结构不是主体结构的一部分，基坑周围有管线、道路及树木需要加以保护，但不需严加保护，故基坑工程等级可定为二级。建筑防火等级为二级；建筑耐火等级为二级，耐久年限二级。图 1 建筑平面布置图1.2 设计资料1.2.1 气象资料：1.冬季采暖室外计算温度19，夏季
9、室外计算温度 33.4；2.室内计算温度：卫生间、楼梯间和大厅 16，其他房间 18；3.日最大降雨量为 100.8mm，月最大降雨量为 229.2mm，年最大降雨量为673.4mm，年平均降雨日数：91.3 天；4.夏季主导风向为东南风，冬季为北风，最大风速 25m/s,基本风压0.55KN/m2；5.最大积雪深度 210mm，基本雪压 S00.45KN/m 2。6.冬季相对湿度为 55，夏季相对湿度为 40。 1.2.2 工程地质水文地质概况内蒙古科技大学毕业设计说明书本工程场区地形较为平坦。地层除表层人工填土外，其下为第四纪冲洪积成因的粘性土、粉土、砂类土层。该场地土类型为中软型土，建筑
10、场地类别为III 类，无影响建筑物稳定性的不良地质作用。场区土层在水平方向的分布比较均匀，成层性好，无软弱土层存在，建筑场地的地基土为均匀地基。地基土层岩性特征和物理力学参数见以下两表。场区内地下水分两层，上层滞水静止水位 4.5013.80m，含水层主要为粘质粉土层，补给来源主要为大气降水；层间水静止水位埋深 8.6014.00m。含水层主要为细砂层，补给来源主要是地下径流及越流补给；微承压水主要含水层为中砂层，静止水位埋深约 20m。地下水对砼及钢筋砼中钢筋均无腐蚀性。由于基坑深 8m，基底位于水位以上，不需采取降水和护坡措施。表 1 地层岩性特征编号 地层名称 平均厚度(m) 颜色 密实
11、度 稠度状态 性 状 描 述 素填土 1.55 黄褐 松散 硬塑 以粉质粘土为主，含少量砖屑、碎石，松散稍密，局部地段上部为杂填土 粘质粉土 5.10 褐黄 中密 可塑 很湿，含氧化铁、云母，局部夹粘性土薄层 粉质粘土 4.00 褐灰 中密 可塑 含氧化铁、有机质等 粉质粘土 2.55 褐黄 中密 可塑 含氧化铁、云母 细砂 3.35 褐黄 密实 主要颗粒为石英、长石、云母 粘土 7.50 褐黄 密实 可塑 含氧化铁、云母等，夹粉质粘土、粉砂透镜体 中砂 未穿透 灰黄 密实 饱和，主要矿物成分为石英、长石、云母，局部夹卵石透镜体 粉质粘土 未穿透 褐黄 密实 可塑 含氧化铁、云母，局部夹粉砂透
12、镜体 粉质粘土 未穿透 褐灰 密实 可塑 含氧化铁、有机质等，局部夹细砂透镜体和粘土薄层 粘质粉土 未揭穿 褐黄 密实 硬塑 含氧化铁、云母，局部夹中砂及砂质粉土薄层表 2 土层物理力学性质参数湿密度饱和度液性指数 重度 压缩模量 粘聚力 摩擦角桩极限侧阻桩极限端阻地基承载力土层代号g/ m3Sr% ILKN/m3100MPa200MPa300MPaCkPa QsikkPa qkPa kPa 2.01 80.6 0.02 18.0 8.4 9.1 106 0 18 65 500 60 2.05 89.4 0.04 19.6 11.3 13.5 15.4 15.2 28.7 70 700 180
13、34.2 17.0 2.01 95.3 0.43 19.9 7.4 8.4 9.620.0 17.0 65 800 160 2.08 94.0 11.80 20.0 9.8 10.9 12.6 29.4 11.9 70 800 170内蒙古科技大学毕业设计说明书 2.06 92.3 19.1 28 29.3 31.1 0 32 70 1000 240 1.93 93.4 0.31 20.4 9.6 10.3 11.2 45 15 70 900 180 2.03 93.2 19.3 35 36.3 37.1 0 30 80 1700 2801.3 设计要求1.层高：1 层为 4.5m，2-8 层
14、为 3.3m（层高满足建筑功能要求可自定，要求不同设计存在不同） 。设客梯两部 Q=lt（15 人）速度 1m/s。2.平面形式：平面“一”字形或自定（应满足结构计算要求）,建筑平面可以小于拟建场地，但不得超出场地面积。3.基础埋深根据地质条件自定,筏板或箱形组合基础，2 层地下室,地下室兼做车库。内蒙古科技大学毕业设计说明书第 2 章 土钉墙支护计算2.1 土钉支护技术2.1.1 土钉支护的概念土钉支护亦称锚喷支护，就是逐层开挖基坑，逐层布置排列较密的土钉（钢筋） ，强化边坡土体，并在坡面铺设钢筋网，喷射混凝土。相应的支护体称为土钉墙，它由被加固的土体、放置在土体中的土钉与喷射混凝土面板三个
15、紧密结合的部分组成。土钉是其最主要的构件，英文名叫 Soil Nailing，它的设置有打入法，旋入法，以及先钻孔、后置入、再灌浆三种方法。2.1.2 土钉支护的特点与其它支护类型相比，土钉支护具有以下一些特点或优点：1. 土钉与土体共同形成了一个复合体，土体是支护结构不可分割的部分。从而合理的利用了土体的自承能力。2. 结构轻柔，有良好的延性和抗震性。3. 施工设备简单。土钉的制作与成孔、喷射混凝土面层都不需要复杂的技术和大型机具。4. 施工占用场地少。需要堆放的材料设备少。5. 对周围环境的干扰小。没有打桩或钻孔机械的轰隆声，也没有地下连续墙施工时污浊的泥浆。6. 土钉支护是边开挖边支护，
16、流水作业，不占独立工期，施工快捷。7. 工程造价低，经济效益好，国内外资料表明，土钉支护的工程造价能够比其它支护低 1/21/3。8. 容易实现动态设计和信息化施工。2.1.3 土钉支护的适用范围土钉支护适用于：地下水位以上或经人工降水措施后的杂填土、普通粘土或弱胶结的砂土的基坑支护或边坡加固。一般可用于标准贯入基数 N 值在 5 以上的砂质土与 N 值在 3 以上的粘性土。单独的土钉墙宜用于深度不大于 12m 的基坑支护或边坡维护，当土钉墙与内蒙古科技大学毕业设计说明书放坡开挖、土层锚杆联合使用时，深度可以进一步加大。土钉支护不宜用于含水丰富的粉细砂岩、砂砾卵石层和淤泥质土。不得用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。2.1.4 土钉的作用机理土钉在复合土体中有个整体以下几种作用机理：1. 箍束骨架作用：该作用是由于土钉本身的刚度和强度，以及它在土体内分布的空间所决定的。它在复合土体中起骨架作用，使复合土体构成一个整体，从而约束土体的
