頤和佳苑基坑支護工程設計正文.doc

河北工程大學畢業(yè)設計(論文)摘要隨著城市建設的發(fā)展，高層建筑越來越多，出現(xiàn)了大量的深基坑工程。本次設計內容為現(xiàn)代頤和佳苑基坑支護工程設計。該基坑開挖深度達10m，場地土層厚度約11m，多為素填土、紅粘土。地下水、地表水豐富，工程地質條件復雜。基坑周圍有建筑物、道路、地下管道、電纜線等，環(huán)境條件復雜。為了保證基坑周圍的建筑物、地下管線、道路等的安全和基坑邊坡的穩(wěn)定，必須對該深基坑進行支護設計。最終本次設計采用土釘墻支護和樁錨支護，這樣既能保證基坑四周邊坡的穩(wěn)定性，保證施工現(xiàn)場有足夠的空間，又起到擋土的作用，保證周圍建筑物和地下設施安全，同時設計方案具有較好的技術經濟性。關鍵詞：基坑支護 ；土釘墻；樁錨支護Abstract(1)Along with the development of city building,high building are more and more,appearing a foold of deep excavation engineering projects. (2)The main content of the design is foundation pit support for XiandaiYihejiayuan. (3)(The depth of digging the foundation pit amount 10m, the soil layer thickness roughly 11m,which is a plain fill soil, red clay.(4) Groundwater and surface water is plentiful, that results in complicacy of engineering geology condition. （5）Environment condition complicacy results of the foundation pit surrounding building,road,underground piping,cable etc.) (6)For safety of the surround buildings, underground tube line, road and other aspects during excavation and stability of the slope of excavation, it is necessary to design pit support scheme for the deep foundation pit.(7) Ultimately, I adopted soil nail wall and pileanchor ,because this scheme can guarantee the pit stability of all sides and has the good technical efficiency. 矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。Key words: Pit Support; soil nail wall; pileanchor support聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。A1: backgroundSentence 1A2: main topicSentence 2A3: specific investigationSentence 3、4、5A4: suggestionSentence 6A5: conclusionSentence 741目 錄前言I殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。第章 工程概況1釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。1.1 工程簡介1彈貿攝爾霽斃攬磚鹵廡。1.2 建筑概況1謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。1.3 基坑周邊環(huán)境概況1廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。1.4 工程地質概況1煢楨廣鰳鯡選塊網羈淚。1.4.1 地層巖性及地基土物理力學性質簡述1鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。1.4.2 水文地質條件3籟叢媽羥為贍僨蟶練淨。第2章 設計依據(jù)4預頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。2.1 設計數(shù)據(jù)的資料4滲釤嗆儼勻諤鱉調硯錦。2.2 設計依據(jù)的規(guī)范、規(guī)程4鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。2.3 工程地質條件4擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。2.4 地下水情況5贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。第3章 支護方案選擇6壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。3.1 概述6蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。3.2 基坑安全等級及使用年限6買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。3.3 支護結構的作用6綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。3.4 支護方案設計的原則6驅躓髏彥浹綏譎飴憂錦。3.5 基坑開挖7貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。3.5.1 放坡開挖7鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。3.5.2 支護開挖7構氽頑黌碩飩薺齦話騖。3.6 基坑支護方案選取7輒嶧陽檉籪癤網儂號澩。3.6.1 深基坑支護結構類型及適用范圍8堯側閆繭絳闕絢勵蜆贅。3.6.2 支護方案的最終確定9識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。第4章 基坑支護驗算10凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。4.1 直立高度計算10恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。4.2 基坑支護計算10鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫。4.2.1 樁錨支護結構參數(shù)確定10碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。4.2.2 四區(qū)樁錨支護設計計算14閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。4.2.3土釘支護結構參數(shù)確定22氬嚕躑竄貿懇彈瀘頷澩。4.2.4 一區(qū)土釘墻支護設計計算24釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。4.3其他兩個區(qū)土釘墻支護所選參數(shù)27慫闡譜鯪逕導嘯畫長涼。第5章 基坑止水、降水措施29諺辭調擔鈧諂動禪瀉類。第6章 基坑支護施工組織30嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。6.1 施工原則30熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機庫。6.2 基坑土方開挖施工30鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。6.2.1 施工流程30紂憂蔣氳頑薟驅藥憫騖。6.2.2 施工要求30穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。6.3 土釘墻部分施工30濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。6.3.1 施工流程30銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。6.3.2 施工要求30擠貼綬電麥結鈺贖嘵類。6.4 支護樁部分施工31賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。6.4.1 施工流程31塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫。6.4.2 施工要求31裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺。6.5 掛網噴面部分施工31倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驁。6.5.1 施工流程31綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。6.5.2 施工要求31驍顧燁鶚巰瀆蕪領鱺賻。6.6 錨索施工31瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。6.6.1 施工流程31鎦詩涇艷損樓紲鯗餳類。6.6.2 施工要求32櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。第7章 基坑工程監(jiān)測33轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應。7.1 監(jiān)測目的和內容33峴揚斕滾澗輻灄興渙藺。7.2 儀器及方法33詩叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。7.3 基準點的設置原則33則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。7.4 監(jiān)測頻率33脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。7.5 變形警戒34鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減。7.6 施工質量檢驗和施工監(jiān)測34稟虛嬪賑維嚌妝擴踴糶。7.6.1 土釘墻施工質量檢驗35陽簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。7.6.2 土釘墻施工監(jiān)測35溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應。7.6.3 樁錨支護結構監(jiān)測36鋇嵐縣緱虜榮產濤團藺。7.7 注意事項37懨俠劑鈍觸樂鷴燼觶騮。第8章 結論與建議38謾飽兗爭詣繚鮐癩別瀘。參考文獻39咼鉉們歟謙鴣餃競蕩賺。致 謝40瑩諧齷蘄賞組靄縐嚴減。附錄：1.基坑支護平面布置圖 (1頁)2.基坑支護施工平面布置圖 (1頁)3.監(jiān)測點平面布置圖 (1頁)4.綜合柱狀圖 (1頁)5.工程地質剖面圖 (1頁)6.基坑支護剖面圖 (4頁) 前言基坑是建筑工程的一部分，其發(fā)展與建筑事業(yè)的發(fā)展密切相關。隨著城市建設項目日益增多，建筑規(guī)模不斷擴大，高層、超高層建筑如雨后春筍般的拔地而起。由于建筑結構及使用功能上的要求，基坑開挖的深度越來越深，開挖面積也越來越大。密集的建筑物，大深度的基坑，復雜的地下設施，使得基坑放坡開挖這個傳統(tǒng)技術不再能滿足現(xiàn)代城市建設的需要，基坑支護也隨之被重視。麩肅鵬鏇轎騍鐐縛縟糶?；庸こ淌且豁椌C合性很強的系統(tǒng)工程，其內容包括勘察、支護設計、施工、監(jiān)測和周圍環(huán)境保護等?；庸こ叹哂腥缦绿攸c1。納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟。(1)設計理論不完善。由于土的性質異常復雜，目前還沒有哪一種基坑支護設計理論能夠全面準確地反映各種因素對基坑的影響。尤其是在土壓力的計算上，在土體抗剪強度指標的確定、土壓力計算模式的選擇以及粘性土水土壓力是分算還是合算等方面都還存在問題。因此，設計人員在分析基坑問題時，必須注意所用理論的局限性，并應充分吸取當?shù)仡愃苹庸こ坛晒εc失敗的經驗教訓。對重要的基坑工程，應進行現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，同時將監(jiān)測結果用于信息化反饋優(yōu)化設計，使設計更為經濟合理?？傊诨庸こ虒嵺`中必須遵循理論導向、量測定量和經驗判斷三者結合的原則。風攆鮪貓鐵頻鈣薊糾廟。(2)技術綜合性強。從事基坑工程設計的人員必須具備并能綜合運用巖土工程、建筑結構、力學和施工等方面的知識，能按工程需要提出基坑勘察要求，合理運用土的計算參數(shù)，掌握各種支護結構的設計計算方法，熟悉施工工藝。滅噯駭諗鋅獵輛覯餿藹。(3)基坑支護結構屬于臨時性結構。基坑支護結構通常僅在基坑開挖和地下工程建造期間發(fā)揮作用(兼做基礎或地下室外墻例外)，屬于歷史性支護結構，故在考慮荷載效應與結構可靠度方面應與永久性結構有所不同。臨時性結構的強度安全儲備較小，所考慮的不利因素也較少，因此，應盡量縮短基坑開挖后的暴露時間(例如不超過一年)，同時應有應急措施，以備施工中一旦出現(xiàn)險情時及時搶救。鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。(4)與自然條件及環(huán)境條件密切相關?；庸こ痰膮^(qū)域性很強，不同地點的基坑工程在氣象條件、水文地質和工程地質條件方面會存在很大的差異。即使自然條件相同，基坑相鄰建筑與地下管線所要求的基坑變形控制值也不盡相同。只有充分考慮當?shù)氐淖匀粭l件與環(huán)境條件，才可能制定出合理可靠的設計與施工方案，類似工程的經驗可以借鑒，但不能簡單套用。攙閿頻嶸陣澇諗譴隴瀘。(5)與施工方案密切相關?；庸こ逃休^強的時空效應，尤其是在流變性的軟土地區(qū)。所謂時空效應，是指基坑開挖過程中的每個分步開挖的空間幾何尺寸和擋墻開挖部分的無支撐暴露時間，對基坑圍護墻體和基坑周圍地層位移有明顯的影響。實踐證明，科學地制定考慮時空效應的開挖和支撐的施工方案，能可靠合理地利用土體自身在開挖過程中控制位移的潛力而達到控制基坑位移目的，從而降低工程造價。趕輾雛紈顆鋝討躍滿賺。本次畢業(yè)設計根據(jù)現(xiàn)代頤和佳苑巖土工程詳細勘察報告中冶地勘巖土工程有限責任公司(2011年8月)，現(xiàn)代頤和佳苑開槽圖及總平面布置圖(電子版)進行。夾覡閭輇駁檔驀遷錟減。做一個正確的基坑支護設計。既要保證整個支護結構在施工過程中的安全，又要控制結構的變形及周圍土體的變形，以保證周圍建筑和地下設施的安全。因此在狹窄的場地內開挖深的基坑不僅會給支護設計帶來很大困難，也會對臨近建筑的安全使用造成威脅。在安全的前提下，設計既要合理，又要節(jié)約造價、方便施工、縮短工期。近年來，基坑事故頻頻出現(xiàn)，經濟損失很大。既然有危險性，作為設計人員就應該全力負責，精心設計，防患未然。 視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖糲。此次畢業(yè)設計是對大學四年所學知識的總結，將書本知識與實際工程相結合，進一步鞏固所學知識，學會運用各種所學知識，及時處理所遇到的問題。首先必須學會閱讀巖土工程勘察報告，從報告中提取所需數(shù)據(jù)。熟練掌握邊坡處理的理論基礎和計算方法，為以后從事實際生產工作或科學研究打好基礎。偽澀錕攢鴛擋緬鐒鈞錠。本次設計借鑒多項工程設計方案，參考多種理論書籍，對該場地進行了多種方法論證，做出了可行的支護方案。設計做到了保證基坑四周邊坡的穩(wěn)定性，保證施工有足夠的空間，又起到擋土的作用；保證周圍建筑物和地下設施不受損，且設計方案具有較好的技術經濟性；還估算了支護結構本身可能發(fā)生的變形，從而優(yōu)選合理可靠的結構體系。緦徑銚膾齲轎級鏜撟廟。第1章 工程概況1.1 工程簡介擬建現(xiàn)代頤和佳苑位于河北省邯鄲市聯(lián)紡路與東柳大街交叉口東南角，擬建5棟住宅樓及地下車庫，其中1#、2#、5#為地上17層，地下一層；3#、4#為地上19層，地下一層。騅憑鈳銘僥張礫陣軫藹。據(jù)巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001)，擬建建筑物安全等級為二級，建筑物場地的復雜程度為中等復雜場地，地基等級為二級中等復雜地基，巖土工程勘察等級為乙級。據(jù)地基基礎設計規(guī)范(GB50007-2002)，地基基礎的設計等級為乙級。癘騏鏨農剎貯獄顥幗騮。1.2 建筑概況擬建現(xiàn)代頤和佳苑位于河北省邯鄲市聯(lián)紡路與東柳大街交叉口東南角，建設場地地形平坦?，F(xiàn)場地自然地坪相對絕對高程53.8m-55.2m?，F(xiàn)場東高西低，高差1.4m。場地交通便利，地理位置優(yōu)越，適宜該建筑物的建設。鏃鋝過潤啟婭澗駱讕瀘。1.3 基坑周邊環(huán)境概況擬建現(xiàn)代頤和佳苑與東側東環(huán)路相距50m，南側中心醫(yī)院相距70m，新建中心醫(yī)院地下室為二層；西側距離東柳大街16m；北側距離聯(lián)紡路120m，距離北側冀中能源邯礦集團基坑10m；3#樓西側距離邯礦基坑8m。榿貳軻謄壟該檻鯔塏賽。1.4 工程地質概況1.4.1 地層巖性及地基土物理力學性質簡述擬建場地地層在60.00m勘探深度范圍內，主要由雜填土、粉土、粉砂、粘土、粉質粘土、細砂等組成。自上而下分述如下：邁蔦賺陘賓唄擷鷦訟湊。(1)雜填土(Q42ml)：灰褐色，松散，濕-很濕，堆積時間短，不均勻，由建筑垃圾、生活垃圾及粉土組成。本層分布整個場地，層厚0.29-2.20m，層底標高52.11-53.87m。(2)粉土(Q42(al+pl)：黃褐色，下部夾灰褐色，中密，很濕-飽和，無光澤，搖振反應中等-迅速，干強度低，韌性低，局部含砂?；驃A砂薄層，見粉質粘土。嶁硤貪塒廩袞憫倉華糲。本層分布整個場地，層厚0.30-8.03m，層底標高45.50-52.71m。(2-1)粉砂(Q42(al+pl)：黃褐色，稍密，飽和，為長石、石英砂、加粉土薄層，顆粒分布較均勻。本層主要分布場地中部，層厚0.23-1.10m，層底標高50.82-53.40m。(3)粘土(Q42(al+pl)：灰褐色，軟塑-可塑，局部流塑，光滑，搖振無反應，干強度、韌性較高，偶見青瓦片，局部相變?yōu)榉圪|粘土，夾砂粘土薄層，底部含少量砂粒。該櫟諼碼戇沖巋鳧薩錠。本層分布整個場地，層厚3.24-5.90m，層底標高40.82-43.57m。(4)粉質粘土(Q42(al+pl)：灰褐-黑色，可塑-硬塑，局部夾薄軟塑層，搖振無反應，干強度、韌性較高，偶見青瓦片及褐色團塊，局部相變?yōu)檎惩?，夾砂粘土薄層及粉土薄層。劇妝諢貰攖蘋塒呂侖廟。本層分布整個場地，層厚1.90-4.80m，層底標高36.80-40.04m。(5)粉質粘土(Q41(al+pl)：淺黃-黃褐色，下部見灰綠色條帶，可塑-硬塑，稍光滑，搖振無反應，干強度、韌性中等，局部夾粉土、粉砂薄層含鈣質結核。臠龍訛驄椏業(yè)變墊羅蘄。本層分布整個場地，層厚3.00-6.80m，層底標高31.17-35.22m。(6)粉土(Q41(al+pl)：黃褐色，中密-密實，濕，無光澤，搖振反應中等，干強度、韌性低，夾粉細砂顆粒及薄層，局部見粉質粘土。本層分布整個場地，層厚1.20-7.70m，層底標高26.17-33.18m。(6-1)細砂(Q41(al+pl)：黃褐色，中密，飽和，為長石、石英砂，較均勻，夾粉土薄層。本層以透鏡體分布場地局部，層厚0.20-2.00m，層底標高25.10-32.22m。(7)粉質粘土(Q41(al+pl)：棕黃色，可塑-硬塑，稍光滑，搖振無反應，干強度、韌性中等，局部夾粉土薄層。本層分布整個場地，層厚1.10-5.40m，層底標高22.93-27.08m。(8)粉質粘土(Q41(al+pl)：黃褐色，硬塑-堅硬，稍有光澤，搖振反應無，干強度、韌性中等，夾粉細砂顆粒及薄層，局部見粉土薄層。本層分布整個場地，揭露層厚2.20-7.30m，層底標高17.05-20.80m。(8-1)細砂(Q41(al+pl)：黃褐色，中密，飽和，為長石、石英砂，較均勻，夾粉土薄層，局部膠結。本層以透鏡體分布第8層粉質粘土，層厚1.0-2.40m，層底標高19.80-24.35m。鰻順褸悅漚縫囅屜鴨騫。(9)粉質粘土(N fgl)：棕黃色，硬塑，稍光滑，搖振反應無，干強度、韌性中等，夾粉土及粘土薄層。本層分布整個場地，本層只有部分鉆孔完全揭露，揭露層厚3.10-8.10m，層底標高12.40-15.18m。穡釓虛綹滟鰻絲懷紓濼。(9-1)粉質粘土(N fgl)：黃褐色，中密，飽和，為長石、石英砂，較均勻，夾粉土薄層。本層以透鏡體狀分布于第9層粉質粘土底部，層厚0.40-3.00m，層底標高25.10-32.22m。(10)粉質粘土 (N fgl)：黃褐色，硬塑-堅硬，稍光滑，搖振無反應，干強度、韌性中等，局部夾粉土及粘土薄層，底部局部半膠結。1.4.2 水文地質條件本次勘察在鉆孔控制深度范圍見地下水，穩(wěn)定水位埋藏2.60-4.10m，穩(wěn)定地下水位標高51.07-51.56m，一年內水位變化幅度為1.50m，3-5年內最高水位在2.1m左右(51.90m)，歷史最高水位1.2m。場地內共有2層地下水，第一層含水層為第2層粉土，為潛水，水位升降主要受大氣降水補給；第2層含水層為第6層粉土，為承壓水(如擬建建筑物對水文地質條件有特殊要求，建議進行專門水文地質勘察)。場地環(huán)境類型為II類，根據(jù)鉆孔水質分析報告綜合評價，地下水對混凝土結構具弱腐蝕性；在干濕交替作用下，地下水對鋼筋混凝土結構中鋼筋具弱腐蝕性。隸誆熒鑒獫綱鴣攣駘賽。第2章 設計依據(jù)2.1 設計數(shù)據(jù)的資料現(xiàn)代頤和佳苑巖土工程詳細勘察報告，中冶地勘巖土工程有限責任公司(2011年8月)；現(xiàn)代頤和佳苑開槽圖及總平面布置圖(電子版)。浹繢膩叢著駕驃構碭湊。2.2 設計依據(jù)的規(guī)范、規(guī)程建筑基坑支護技術規(guī)程 JGJ 120-99巖土錨桿(索)技術規(guī)程 CECS 22：2005基坑土釘支護技術規(guī)程 CECS 96：97建筑樁基工程技術規(guī)章 JGJ94-2008建筑地基基礎設計規(guī)范 GB 50007-2011建筑基坑工程監(jiān)測設計規(guī)范 GB 50497-2009混凝土結構設計規(guī)范 GB 50010-2010錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范 GB 50086-2001建筑抗震技術規(guī)范 GB 50011-2010建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范 GB 50202-2002建筑與市政降水工程技術規(guī)范 JGJ/T111-98工程測量規(guī)范 GB 50026-2007建筑變形測量規(guī)范 JGJ8-20072.3 工程地質條件根據(jù)現(xiàn)代頤和佳苑巖土工程詳細勘察報告中基坑周圍剖面土層情況及綜合成果表提供的土層參數(shù)，本工程在基坑設計時所選取的土層巖土參數(shù)情況如下：鈀燭罰櫝箋礱颼畢韞糲。表2-1 選取的土層巖土參數(shù)情況表層號土類名稱平均層厚(m)重度 (kN/m3)粘聚力C(kPa)內摩擦角 (度)1雜填土1.218.18.08.02粉土4.419.19.710.83粉質粘土4.218.010.77.64粉質粘土3.419.613.811.85粉質粘土4.820.215.29.22.4 地下水情況本次勘察在鉆孔控制深度范圍見地下水，穩(wěn)定水位埋藏2.60-4.10m，穩(wěn)定地下水位標高51.07-51.56m，一年內水位變化幅度為1.50m，3-5年內最高水位在2.1m左右(51.90m)，歷史最高水位1.2m。場地內功有2層地下水，第一層含水層為第2層粉土，為潛水，水位升降主要受大氣降水補給；第2層含水層為第6層粉土，為承壓水。愜執(zhí)緝蘿紳頎陽灣熗鍵。第3章 支護方案選擇3.1 概述根據(jù)該建筑場地的工程地質條件、水文地質條件以及綜合因素，根據(jù)基坑開挖深度及周邊環(huán)境的特點，將該場地所需要支護的邊坡進行了分區(qū)。具體情況如下：貞廈給鏌綞牽鎮(zhèn)獵鎦龐。一區(qū)位于基坑東南側，靠近東環(huán)路；二區(qū)位于基坑西側，靠近東柳大街與中心醫(yī)院；三區(qū)位于基坑東北側，靠近東柳大街；四區(qū)位于基坑西北側，靠近冀中能源邯礦集團基坑?；由疃龋阂粎^(qū)5.7m，二區(qū)5.0m，三區(qū)5.0m，四區(qū)8.5m。3.2 基坑安全等級及使用年限按照建筑基坑支護技術規(guī)程(JGJ 120-99)規(guī)定及基坑周邊環(huán)境情況綜合分析后確定：二區(qū)、四區(qū)基坑的安全等級二級，設計時重要性系數(shù)取1.0。一區(qū)、三區(qū)基坑的安全等級為三級，設計時重要性系數(shù)取0.9。支護結構使用期限為12個月，當使用期限大于12個月時，應對四區(qū)錨索的錨固力重新檢測與張拉，同時加強對基坑支護結構的監(jiān)測工作。嚌鯖級廚脹鑲銦礦毀蘄。3.3 支護結構的作用基坑支護工程設計中的主要因素是開挖深度，基坑場地的地質條件和周圍的環(huán)境是支護方案的決定因素，而基坑的開挖方式則是基坑安全的直接相關因素。根據(jù)支護結構的設置目的，一般要求同時具備三方面作用2，即：薊鑌豎牘熒浹醬籬鈴騫。(1) 擋土作用，保證基坑周圍未開挖土體的穩(wěn)定；(2) 控制土體變形作用，保證與基坑相鄰的周圍建筑物和地下管線在地下結構施工期間不因土體向坑內的位移而受到損害；齡踐硯語蝸鑄轉絹攤濼。(3) 截水作用，保證施工作用面在地下水位以上。3.4 支護方案設計的原則(1) 基坑支護方案設計時應遵照以下原則進行：(2) 根據(jù)基坑深度要求，結合場區(qū)地層和周邊環(huán)境條件，選擇安全可靠的設計方案，充分保證基礎施工和周邊建(構)物的安全；紳藪瘡顴訝標販繯轅賽。(3) 根據(jù)場區(qū)地質條件、市容環(huán)保等方面的要求，并充分考慮當?shù)爻墒斓慕涷灱班徑鼌^(qū)域基坑支護設計使用情況，保證設計方案的合理可行；飪籮獰屬諾釙誣苧徑凜。(4) 充分發(fā)揮設計施工一體化優(yōu)勢，采用便于降低造價、利于縮短工期、易于交叉銜接的工藝方法和組織措施以及有施工經驗、信譽有保障的施工的隊伍，以確保施工安全。烴斃潛籬賢擔視蠶賁粵。3.5 基坑開挖基坑工程設計方案的第一步是選擇開挖方案，不同的開挖方法適用于不同的場合，不同的開挖方法對維護結構和支撐體系也提出不同的要求。鋝豈濤軌躍輪蒔講嫗鍵?；娱_挖方法首先可分為放坡開挖和有圍護開挖兩類，在有圍護開挖中又可以分為無支撐開挖和有支撐開挖兩類4。擷偽氫鱧轍冪聹諛詼龐。3.5.1 放坡開挖放坡開挖的直接費用最少，而且為主體工程創(chuàng)造了比較寬敞的施工作業(yè)空間，因而工作面寬，工期也比較短，如果條件允許，放坡開挖應該是首選的方案。蹤飯夢摻釣貞綾賁發(fā)蘄。3.5.2 支護開挖基坑工程根據(jù)結構受力特點，可將基坑支護類型劃分為以下三類。(1) 被動受力支護結構：支護結構依靠自身的結構剛度和強度被動地承受土壓力，限制土體的變形，從而達到支護的目的。常用的方法多為傳統(tǒng)的支護技術，例如，人工挖孔樁、機械鉆孔樁、預制鋼筋混凝土樁、鋼板樁、鋼管樁、支撐圍護結構及地下連續(xù)墻等。婭鑠機職銦夾簣軒蝕騫。(2) 主動受力支護結構：通過不同的途徑和方法提高土體的強度，使支護材料與土體形成共同作用體系，從而達到支護的目的。例如，土釘支護技術，攪拌樁技術以及樹根樁。譽諶摻鉺錠試監(jiān)鄺儕瀉。(3) 組合形式：根據(jù)土體力學性質，將前兩種支護方法同時應用于同一基坑工程中。這種組合支護形式已經在很多工程中得到了成功的應用，表現(xiàn)出了很大的優(yōu)勢和潛力。被動受力支護結構是傳統(tǒng)的支護方法，其應用實踐久，有大量的累積經驗，因此在工程中應用較多。由于其造價高、工期長、施工難度大等缺點，尋求一種適合目前基坑工程新特點的支護模式顯得更為重要。而主動受力支護結構由于其安全度高、施工簡單方便、工期短、造價低、噪音小等優(yōu)點，在基坑支護工程中有著廣泛的應用。儔聹執(zhí)償閏號燴鈿膽賾。3.6 基坑支護方案選取基坑開挖從設計到施工，若方案合理，技術措施得當，不僅能保證基礎工程的順利進行，且可節(jié)省大量建設資材，取得好的經濟效益和社會效益8?？b電悵淺靚蠐淺錒鵬凜。3.6.1 深基坑支護結構類型及適用范圍根據(jù)不同的基坑深度、地質、環(huán)境與荷載情況采用不同的支護結構。常見的深基坑支護結構類型及其適用范圍5為：驥擯幟褸饜兗椏長絳粵。1)深層攪拌樁支護它是利用水泥，石灰等材料作為固化劑通過深層攪拌機械，將軟土和固化劑(漿液或粉體)強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理化學反應，使軟土硬結成具有整體性，水穩(wěn)定性和一定強度的樁體(水泥土攪拌樁)利用攪拌樁作為基坑的支護結構。水泥攪拌樁適宜于各種成因的飽和粘性土包括淤泥質土，粘土和粉質粘土等加固深度可從數(shù)米至5060米。由于其抗拉強度遠小于抗壓強度故常適用于基坑深度不大(57米)，可采用重力式擋墻結構形式的基坑。這種支護結構防水性能好可不設支撐，基坑能在開敞的條件下開挖，具有較好的經濟效益。癱噴導閽騁艷搗靨驄鍵。2)地下連續(xù)墻支護當在軟土層中基坑開挖深度大于10米，周圍相鄰建筑或地下管線對沉降與位移要求較高時常采用地下連續(xù)墻作基坑的支護結構。鑣鴿奪圓鯢齙慫餞離龐。地下連續(xù)墻具有如下優(yōu)點：(1) 墻體剛度大整體性好，因而結構和地基形較小，可用于超深的支護結構；(2) 適用于各種地質條件，特別是遇到砂卵石地層或要求進入風化巖層時，鋼板樁難于施工，可采用地下連續(xù)墻支護；(3) 可減少工程施工時對環(huán)境的影響，但是造價高，對廢漿液難于處理。3)土釘墻支護土釘墻支護是在基坑開挖過程中將較密的細長桿件釘置于原位土體中，并在坡面上噴射鋼筋網混凝土面層。通過土釘，土體和噴射混凝土面層的共同工作，形成復合土體。利用復合土體的自穩(wěn)達到支護目的6。土釘墻支護必須自始至終做到施工及現(xiàn)場監(jiān)測相結合，根據(jù)施工中出現(xiàn)的情況和監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時反饋修改設計，并指導下一步施工。常用于開挖深度不大周圍相鄰建筑或地下管線對沉降與位移要求不高的基坑支護具有施工快捷簡便，經濟可靠的特點得到廣泛的應用。欖閾團皺鵬緦壽驏頦蘊。4)排樁支護排樁包括鋼板樁鋼筋混凝土板樁及鉆孔灌注樁，人工挖孔樁等。其支護形式包括：(1) 柱列式排樁支護：當邊坡土質較好，地下水位較低時，可利用土拱作用，以稀疏的鉆孔灌注樁或挖孔樁作為支護結構。遜輸吳貝義鰈國鳩猶騸。(2) 連續(xù)排樁支護：在軟土中常不能形成土拱，支護樁應連續(xù)密排，并在樁間做樹根樁或注漿防水，也可以采用鋼板樁，鋼筋混凝土板樁密排。幘覘匱駭儺紅鹵齡鐮瀉。(3) 組合式排樁支護：在地下水位較高的軟土地區(qū)，可采用鉆孔灌注樁排樁與水泥攪拌樁防滲墻組合的形式。對于開挖深度小于6米的基坑，在無法采用重力式深層攪拌樁的情況下，可采用600mm密排鉆孔樁，樁后用樹根樁防護，也可采用打入預制混凝土板樁或鋼板樁板樁后注漿或加攪拌樁防滲頂部設圈梁和支撐對于開挖深度為610米的基坑，常采用800l000mm的鉆孔樁，后面加深層攪拌樁注漿防水，并設置23道支撐；對于開挖深度大于10米的基坑，可采用地下連續(xù)墻加支撐的方法，也可采用800l000mm大直徑鉆孔樁加深層攪拌樁防水設置多道支撐。誦終決懷區(qū)馱倆側澩賾。排樁支護結構是一種剛性支護結構，90年代初，噴錨支護結構因造價低廉、施工便捷等特點廣泛推廣使用，排樁支護結構的應用逐漸減少。目前，在各種超深基坑或特殊條件下的深基坑，排樁支護結構依然是優(yōu)先考慮的支護方式。排樁支護常與預應力錨索或內支撐聯(lián)合使用，與預應力錨索聯(lián)合使用時，常稱為樁錨支護結構9。醫(yī)滌侶綃噲睞齒辦銩凜。3.6.2 支護方案的最終確定根據(jù)基坑各區(qū)的土質特點以及周邊環(huán)境情況，最終確定一、二、三區(qū)均采用土釘墻支護方案；四區(qū)采用樁錨支護方案。艫當為遙頭韙鰭噦暈糞。由于有些區(qū)的基坑支護方案相同，故本次設計主要列出一區(qū)和四區(qū)具體設計計算，其他區(qū)作為簡介。第4章 基坑支護驗算4.1 直立高度計算根據(jù)現(xiàn)代頤和佳苑巖土工程勘察報告中獲得支護所需的各項參數(shù)如下:表4-1 支護參數(shù)表層號土類名稱平均層厚(m)重度 (kN/m3)粘聚力C(kPa)內摩擦角 (度)1雜填土1.218.18.08.02粉土4.419.19.710.83粉質粘土4.218.010.77.6由豎直開挖的條件，基坑可保持一定高度的豎直坑壁，其估算直立高度Z0可按深基坑工程設計施工手冊中的經驗公式確定:鴣湊鸛齏嶇燭罵獎選鋸。(41) =0.98m式中:K安全系數(shù)，一般用1.25；坑壁土的重力密度；坑壁土的內摩擦角；C坑壁土的內聚力。 在上式的計算中主要選取的是第二層土的各項參數(shù)，因為第一層土為雜填土，在基坑開挖過程中雜填土要全部進行挖除，所以先對第二層驗算是否滿足直立開挖的條件。由上式計算結果第二層土的直立高度為0.98m，它在整個場地分布的厚度范圍是0.308.30m，所以不滿足放坡開挖的條件。筧驪鴨櫨懷鏇頤嶸悅廢。4.2 基坑支護計算4.2.1 樁錨支護結構參數(shù)確定1) 錨桿布置錨桿層數(shù):一般基坑中一般先挖到錨桿標高，然后進行錨桿施工，當錨桿預應力張拉后，方可挖下一層土。因此，多一層錨桿，就會增加一次施工循環(huán)，在可能情況下，以盡量少設置錨桿道數(shù)為好。根據(jù)四區(qū)場地開挖深度，故擬設采用三道錨桿。韋鋯鯖榮擬滄閡懸贖蘊。2) 錨桿抗拔安全系數(shù)土層錨桿的抗拔安全系數(shù)是指土層的極限抗拔力與錨桿的設計容許荷載的比值。鐵道部科學研究院根據(jù)土層原型拉拔試驗提出當以現(xiàn)場試驗的屈服拉力作為設計依據(jù)時，應采用不小于1.5的安全系數(shù)，若以極限拉力作為設計依據(jù)，臨時性土錨采用2.0，永久性土錨采用2.5；同濟大學對各種土層情況試驗，根據(jù)土錨的蠕變性能，提供安全系數(shù)為1.54。濤貶騸錟晉鎩錈撳憲騸。上海市標準基坑工程設計規(guī)程(DBJ08-61-79)規(guī)定錨固安全系數(shù)為1.5，當時用年限超過兩年或周圍環(huán)境要求較高時可取2.0。鈿蘇饌華檻榪鐵樣說瀉。3) 錨桿錨固段長度的計算圓柱型水泥壓漿錨桿的錨固段長度La按下式計算: (42) 式中：dm錨固段直徑，可取鉆頭的1.2倍；Km錨固安全系數(shù)，取Km=1.5；當使用年限超過兩年或周圍環(huán)境要求較高時可取Km=2.0 ；Nt土層錨桿設計軸向拉力，即按擋墻計算得到的錨拉力；t錨固體與土層之間的剪切強度，=C+tan；C土體內聚力；錨固段中點的上覆壓力；錨固段與土體之間的摩擦角，通常=(1/3-1/2)。當用二次壓力注漿時=，其中為土體的固結快剪的內摩擦角峰值。戧礱風熗澆鄖適濘嚀贗。4) 錨桿自由段長度計算如圖所示，O點為土壓力零點，OE為假想滑裂面，錨桿AD與水平線AC夾角，AB為非錨固段長度，可由幾何關系求得購櫛頁詩燦戶踐瀾襯鳳。 圖41 錨桿自由段長度計算簡圖(43)5) 土層錨桿總長度的計算土層錨桿總長度可按下式計算: (44)式中：Lm錨桿(索)總長度； La錨固段長度；Lf自由變形段長度，應取超過滑裂面0.5-1.0m 。6) 錨桿截面面積的計算土層錨桿截面積計算公式: (45)式中：A錨桿的截面積；Nt土層錨桿軸向拉力；fptk錨桿材料的設計標準強度值；Kmj安全系數(shù)，取1.3。7) 錨桿整體穩(wěn)定性驗算錨桿抗拔力雖已有安全系數(shù)，但是擋土樁、墻、錨桿、土體組成的結構，有可能出現(xiàn)整體破壞。8) 平衡法單支撐支護設計 圖4-2 單支點排樁支護的靜力平衡簡圖如圖4-2是單支點自由端支護結構的斷面，樁的右面為主動土壓力，左側為被動土壓力。可采用下列方法確定樁的最小入土深度和水平每延米所需支點力R。囁奐闃頜璦躑谫瓚獸糞。如圖取支護單位長度，對A點取矩，令 ， ，則有 (46) (47)式中： 基坑底面以上及以下主動土壓力合力對A點的力矩； 被動土壓力合力對A點的力矩； 基坑底面以上及以下主動土壓力合力； 被動土壓力合力。9) 等值梁法圖4-3 等值梁法計算簡圖 樁入坑底土內有彈性嵌固與固定兩種，等值梁法是把樁當作一段彈性嵌固另一端簡支的梁來研究。擋墻兩側作用著分布荷載，即主動土壓力和被動土壓力(如圖4-3)。虛齬鐮寵確嶁誄禱艫鋸。計算步驟:(1)計算主動土壓力與被動土壓力，求出土壓力零點B的位置，算出B點距坑底的距離u值。(2)由等值梁AB根據(jù)平衡方程計算支撐反力Ra和B點剪力QB。 (48) (3)由等值梁BG求算板樁的入土深度，取，則 (49)由上式求得由上式求得x后，樁的最小入土深度可由下式求得： (410)如土質差時，應乘以1.11.2的系數(shù)。(4)由等值梁求算最大彎矩值。 多支撐點與單支撐點計算要求大體相同，也可以按等值梁法從上到下逐層計算每層錨桿拉力。4.2.2 四區(qū)樁錨支護設計計算 設計簡圖 圖4-4 排樁支護設計簡圖 基本信息 表4-2 基本信息表內力計算方法增量法規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護技術規(guī)程 JGJ 120-99基坑等級二級基坑側壁重要性系數(shù)01.00基坑深度H(m)8.500嵌固深度(m)9.500樁頂標高(m)-3.000樁截面類型圓形樁直徑(m)0.500樁間距(m)1.000樁材料類型鋼筋混凝土混凝土強度等級C80有無冠梁無放坡級數(shù)1超載個數(shù)0支護結構上的水平集中力0 放坡信息 表4-3 放坡信息表坡號臺寬(m)坡高(m)坡度系數(shù)11.0003.0000.300 土層信息 表4-4 圖層信息表土層數(shù)5坑內加固土否內側降水最終深度(m)9.000外側水位深度(m)3.000內側水位是否隨開挖過程變化否內側水位距開挖面距離(m)彈性計算方法按土層指定彈性法計算方法m法 土層參數(shù) 表4-5 土層參數(shù)表層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1雜填土1.2018.18.008.002粉土4.4019.18.09.7010.803粘性土4.2018.08.010.707.604粘性土3.4019.68.05粘性土4.8020.28.0續(xù)表4-5層號與錨固體摩粘聚力內摩擦角水土計算方法m,c,K值抗剪強度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(kPa)1120.0m法10.002120.010.0010.00分算m法10.003120.010.0010.00分算m法10.004120.010.0010.00分算m法10.005120.010.0010.00分算m法10.00 支錨信息 表4-6 支錨信息表支錨支錨類型水平間距豎向間距入射角總長錨固段道號(m)(m)()(m)長度(m)1錨索1.0004.00030.0020.5010.502錨索1.0002.00030.0020.0011.503錨索1.0002.00030.0016.008.50支錨預加力支錨剛度錨固體工況錨固力材料抗力材料抗力道號(kN)(MN/m)直徑(mm)號調整系數(shù)(kN)調整系數(shù)1250.0030.0015021.00512.401.002250.0030.0015041.00512.401.003250.0030.0015061.00361.241.00 土壓力模型及系數(shù)調整 表4-7 土壓力系數(shù)調整表層號土類名稱水土水壓力主動土壓力被動土壓力被動土壓力調整系數(shù)調整系數(shù)調整系數(shù)最大值(kPa)1雜填土分算1.0001.0001.00010000.0002粉土分算1.0001.0001.00010000.0003粘性土分算1.0001.0001.00010000.0004粘性土分算1.0001.0001.00010000.0005粘性土分算1.0001.0001.00010000.000 工況信息 表4-8 工況信息表工況工況深度支錨號類型(m)道號1開挖4.5002加撐1.錨索續(xù)表4-83開挖6.5004加撐2.錨索5開挖8.5006加撐3.錨索7開挖8.500 設計結果 環(huán)梁選筋結果 表4-9 環(huán)梁選筋結果表鋼筋級別選筋As1HRB3355D20As2HRB3353D20As3HPB235d8200 截面計算 截面參數(shù) 表4-10 截面參數(shù)表樁是否均勻配筋是混凝土保護層厚度(mm)50樁的縱筋級別HRB335樁的螺旋箍筋級別HRB335樁的螺旋箍筋間距(mm)150彎矩折減系數(shù)0.85剪力折減系數(shù)1.00荷載分項系數(shù)1.25配筋分段數(shù)一段各分段長度(m)15.00 內力取值 表4-11 內力取值表段內力類型彈性法經典法內力內力號 計算值計算值設計值實用值基坑內側最大彎矩(kN.m)155.69811.36165.42165.421基坑外側最大彎矩(kN.m)145.81430.15154.92154.92最大剪力(kN)230.66321.38288.32288.32段選筋類型級別鋼筋實配計算面積號 實配值(mm2或mm2/m)1縱筋HRB3359D2028272807箍筋HRB335D1215