《基坑支護(hù)工程方案論證案例》8300字

基坑支護(hù)工程方案論證案例綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u17692基坑支護(hù)工程方案論證案例綜述 1185761.1長沙地區(qū)常用支護(hù)方案特點(diǎn)和適用范圍 280751.2各支護(hù)方案特點(diǎn)及適用范圍 2228491.1.1樁錨支護(hù) 220801.1.2土釘墻支護(hù) 2244961）土釘墻提高了土體的整體穩(wěn)定性和承載能力； 29953）土釘墻支護(hù)工期較短，支護(hù)成本較低； 3205641.1.3地下連續(xù)墻支護(hù) 3212081.1.4排樁支護(hù) 368982）排樁在軟土地基中可同時具有擋土和防滲功能。 3322851.3基坑穩(wěn)定性評價： 3253151.4基坑的分段： 41966計算各個土層壓力系數(shù) 5261542）土壓力系數(shù)計算 520881=21.82Kpa 7293091.5AB段土釘墻支護(hù) 7161952）主動土壓力折減系數(shù)： 8326383）按梯形土壓力經(jīng)驗分布模式計算土釘墻后土壓力為： 827541土釘非錨固段長度計算 832680（1）面層土壓力計算： 11241531.6基坑AB段樁錨支護(hù)設(shè)計 15178561、土壓力強(qiáng)度分布 1518572（1）土壓力系數(shù) 1527702、錨桿錨固力計算 1717135（2）第一排錨桿錨固力T1設(shè)計計算 1716635（3）第二排錨桿錨固力T2設(shè)計計算 17107843、樁的嵌固深度設(shè)計計算： 19394①最大彎矩計算 2019629②最大負(fù)彎矩設(shè)計計算 216475①最大正彎矩計算 22715②最大負(fù)彎矩的設(shè)計計算： 2330565、挖孔樁樁身配筋設(shè)計計算 2517539（1）非錨固段長度設(shè)計計算： 2628658（2）錨桿軸力設(shè)計值： 2615004（3）錨桿鋼筋設(shè)計計算： 2620074（4）錨桿錨固段長度設(shè)計計算 27265107、圈梁的設(shè)計計算： 27201378、腰梁設(shè)計計算： 27126001.7支護(hù)方案結(jié)構(gòu)確定 33基坑支護(hù)的主要目的是為了提供基坑內(nèi)土方開挖和地下主體結(jié)構(gòu)工程施工作業(yè)的安全空間，避免因土方開挖或者地下主體結(jié)構(gòu)在施工過程中對周邊環(huán)境造成一系列不良影響或者嚴(yán)重性的破壞。包括控制基坑內(nèi)外的地下水位變化，必要的時候需要做降止水帷幕，設(shè)置合理的截、排水措施等，支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形以及對周邊存在的地下管網(wǎng)的影響，同時考慮對環(huán)境的影響和工程的造價。因此，合理的基坑支護(hù)方案應(yīng)該綜合考慮安全性、經(jīng)濟(jì)性以及施工便利性等諸多因素，根據(jù)各種因素的影響設(shè)計最優(yōu)化的支護(hù)方案。1.1長沙地區(qū)常用支護(hù)方案特點(diǎn)和適用范圍長沙地區(qū)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)主要有：樁墻式+內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，即排樁與地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)兩種；土釘支護(hù)體系；聯(lián)合支護(hù)與復(fù)合支護(hù)體系和放坡等。本次基坑工程設(shè)計基于長沙湘域智慧廣場基坑的工程地質(zhì)情況、水文地質(zhì)及其周邊環(huán)境條件，并結(jié)合長沙地區(qū)建筑基坑支護(hù)方案，對以上等多種支護(hù)方案進(jìn)行方案分析、方案論證、方案選擇與方案優(yōu)化計算。1.2各支護(hù)方案特點(diǎn)及適用范圍1.1.1樁錨支護(hù)特點(diǎn)：1）土方開挖和地下結(jié)構(gòu)施工方便；2）具有普遍適用性，較為安全，穩(wěn)定性好。3）實際應(yīng)用中錨桿的長度較長，地下管線復(fù)雜、坑外空間小等情況給施工帶來一定困難；適用范圍：砂土或粘土等土質(zhì)較好的條件下適用，不宜在軟黏土及有機(jī)質(zhì)含量高的土層使用。1.1.2土釘墻支護(hù)特點(diǎn)：1）土釘墻提高了土體的整體穩(wěn)定性和承載能力；2）土釘墻工程施工機(jī)具方便，技術(shù)工藝簡單易行，有利于文明施工；3）土釘墻支護(hù)工期較短，支護(hù)成本較低；4）土釘?shù)氖┕の恢帽仨毧紤]到周圍建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)、地下市政管道的限制及市政工程規(guī)劃；5）土釘墻支護(hù)使將基坑邊壁變形較大，其變形大于預(yù)應(yīng)力錨桿、排樁和地下連續(xù)墻；適用范圍：1）淤泥、淤泥質(zhì)土等軟土及含水豐富的礫砂、卵石層和新近填土中不宜采用土釘支護(hù)；2）深基坑、變形要求較嚴(yán)格等基坑場地不宜采用土釘支護(hù)；3）適用于地下水位以上的黏性土、粉土及有一定膠結(jié)能力；1.1.3地下連續(xù)墻支護(hù)特點(diǎn)：1）地下連續(xù)墻對周圍地基無擾動，對相鄰建筑物、地下設(shè)施影響較??；2）能適應(yīng)不同的地質(zhì)條件；3）承載能力高、剛度大；4）造價較高；5）需要一定數(shù)量的施工機(jī)械和具有一定技術(shù)水平的施工專業(yè)隊伍；適用范圍：可用于多種地質(zhì)條件，但不適用于基巖地段、含承壓水很高的細(xì)砂粉砂地層。1.1.4排樁支護(hù)特點(diǎn)：1）由于施工場地的限制不能無支護(hù)放坡或重力式支護(hù)可采用排樁支護(hù)；2）排樁在軟土地基中可同時具有擋土和防滲功能。1.3基坑穩(wěn)定性評價：擬建建筑物有兩層地下室，深約十米，基坑最上面一層土為人工填土，其平均厚度為4.8米。以BC段剖面為例，基坑深度為十米，最上面一層土為人工填土，該土層厚度為4.8米，若垂直開挖不支護(hù)，基坑的自穩(wěn)定高度為:?=?=2CγK基坑自立穩(wěn)定高度遠(yuǎn)低于基坑深度。如果在沒有支護(hù)的條件下開挖，基坑不能自立穩(wěn)定，所以需要進(jìn)行基坑支護(hù)。1.4基坑的分段：運(yùn)達(dá)商業(yè)廣場A基坑形狀大致為一個三角形，可分為AB、BC、CA三段，現(xiàn)取基坑AB段分別設(shè)計土釘墻和樁錨支護(hù)，并計算兩種方式所需要的工程量和造價，最終進(jìn)行支護(hù)方案的論證。AB段各地層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)地層指標(biāo)天然重度γ（KN/m3）巖土體與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值Qsik(Kpa)凝聚力C(kPa)摩擦角Φk(度)平均厚度（m）人工填土=1\*GB3①18.81212354.8粉質(zhì)粘土=2\*GB3②19.62023556.2強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖=3\*GB3③20.035352603.5中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖=4\*GB3④21.6454536023.3圖1-2AB段各地層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)計算各個土層壓力系數(shù)朗肯土壓力理論：主動土壓力強(qiáng)度：被動土壓力強(qiáng)度：主動土壓力：被動土壓力：土壓力作用位置（距土層底面的距離）：土壓力系數(shù)計算土壓力系數(shù)：Ka1=tanKp1=tanKa2=tanKp2=tan45°+20Ka3=tanKp3=tanKa4=tanKp4=tan45°+45土壓力強(qiáng)度分布：取基坑頂標(biāo)高為計算0點(diǎn)，設(shè)基坑周邊有臨時堆載雜物，其產(chǎn)生的附加荷載q=20kPa，按照郎肯土壓力理論計算：深度為zi處的主動土壓力為e深度為zie主動土壓力：（4-3）被動土壓力：ea0m=qea0m=(q+γ1Z1)z0ea4.8m上e=21.82Kpaea5.2mE=0.5×53.26×(4.8?0.51)=114024KN/mE=0.5×(21.82+71.76)×5.2=243.31KN/m1.5AB段土釘墻支護(hù)土釘墻結(jié)構(gòu)設(shè)計計算初選土釘墻邊坡的坡角為80%共設(shè)置6排土釘，土釘水平間距取1.5m。第一排土釘設(shè)置在開挖面深度1m處，其他5排土釘?shù)呢Q直間距均取1.5m；土釘成孔直徑取130mm，土釘?shù)膬A角取15%。土釘鋼筋選用HRB400鋼筋，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計值取360MPa；設(shè)基坑周邊有臨時堆載雜物，其產(chǎn)生的附加荷載q=20kPa按照郎肯土壓力相關(guān)理論進(jìn)行設(shè)計計算?；拥酌嬉陨细魍翆拥募訖?quán)內(nèi)摩擦角平均值：φ2）主動土壓力折減系數(shù)：ζ=tanβ?3）按梯形土壓力經(jīng)驗分布模式計算土釘墻后土壓力為： Ea=圖1-3土壓力梯形經(jīng)驗分布圖土釘非錨固段長度計算Lai=H?Zi簡化后可得：土釘錨固段長度設(shè)計計算單根土釘軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值：單根土釘軸向拉力設(shè)計值：其中，Kt為土釘?shù)目拱伟踩禂?shù)，對于二級基坑，其值不應(yīng)小于1.6，取Kt=1.8。土釘錨固段長度：當(dāng)錨固段穿過兩層土?xí)r：土釘選用HRB400鋼筋，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計值取360MPa：由以上設(shè)計得到的各排土釘?shù)挠嬎憬Y(jié)果見下表：土zisvi×s??eaiNkiNi釘mm2KPakNkNmm11.01*1.516.3420.2036..365.421.848.26109.522021.51.5*1.540.0875.76136.44.526.4210.941121.432234.01.5*1.540.0875.76136.43.616.079.861021.432245.51.5*1.540.0875.76136.41.716.078.78921.432257.01.5*1.540.0875.76136.41.816.077.88821.432268.51.5*1.540.0875.76136.40.906.076.97721.4322表1-3基坑AB段各排土釘參數(shù)計算結(jié)果面層設(shè)計：（1）面層土壓力計算：PP。面層主筋設(shè)計計算：MxαA主筋根數(shù)土釘間距1500即鋼筋網(wǎng)配筋為：Φ8@215×215面層加強(qiáng)鋼筋設(shè)計計算=8.86kNαA配1根Φ20HRB400鋼筋，截面積314mmAB段土釘墻支護(hù)工程量計算序號分項工程單位工程量計算式說明1AB段土釘鉆孔100m124.56L2AB段土釘注漿100m124.56L3AB段土釘制作安裝t24.26m14AB段面層配筋t14.29mAB段加強(qiáng)筋配筋t7.42m3=AB段網(wǎng)筋配筋t7.74m5AB段混凝土初噴100m19.44F=6AB段混凝土復(fù)噴100m19.44F7?50PVC泄水管m71L表1-4土釘墻支護(hù)工程量計算表AB段土釘墻支護(hù)工程造價序號定額編號項目名稱單位工程量單價（元）合價（元）備注1A2-41AB段土釘成孔100m124.562493.94310645.162A2-42AB段土釘注漿100m124.562611.23325379.373換A2-50AB段土釘制作安裝t24.265521.44133950.14A5-18AB段加強(qiáng)筋HRB?14t14.295678.8581150.775A5-3AB段網(wǎng)筋HPB?8t7.1543521.443521.26A2-56AB段混凝土初噴100m19.447155.653094.557A2-57AB段混凝土復(fù)噴100m19.44448787227.288市場價AB段

?50PVC泄水管m667.5495.00合計1034594表1-5段土釘墻支護(hù)工程造價表1.6基坑AB段樁錨支護(hù)設(shè)計根據(jù)基坑側(cè)壁AB段的情況，采用樁錨支護(hù)，樁型選用人工挖孔灌注樁，樁徑取1000mm，樁間距取2000mm，共設(shè)置兩排錨桿，傾角均取15°，垂直間距取3000mm，水平間距取2000mm，錨桿位置均勻布置，各項參數(shù)的計算采用等值梁算。地層指標(biāo)天然重度γ（KN/m3）巖土體與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值Qsik(Kpa)凝聚力C(kPa)摩擦角Φk(度)平均厚度（m）人工填土=1\*GB3①18.83512124.8粉質(zhì)粘土=2\*GB3②19.65523206.2強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖=3\*GB3③20.026035353.5中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖=4\*GB3④21.6360454523.3表1-6基坑BC段各地層物理力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)計表1、土壓力強(qiáng)度分布（1）土壓力系數(shù)根據(jù)郎肯土壓力理論計算各土層的土壓力系數(shù)為：Ka1=tanKa2=tan45°?20o2=0.49KKa4=tan2）土壓力分布計算深度為Zi處的主動土壓力為：；深度為Zi處的被動土壓力為：；e令=（18.8z0+0）×0.66-2×12×得eeeeeE=E=E=2、錨桿錨固力計算第一步開挖至基坑深度3.50m處，第一排錨桿設(shè)置在基坑深度3.0m處，第二步挖至基坑深度6.50m處，第二排錨桿設(shè)置在基坑深度6.0m處。）土壓力計算=(20+18.8×4.8+19.6×1.7)×0.49?2×23×e可得：故選取當(dāng)前開挖深度為計算鉸點(diǎn)計算。主動土壓力：EEEa4.8?6.5m（2）第一排錨桿錨固力T1設(shè)計計算：11.66×（0.43+1.8+3.3）+11.66×（0.8+3.3）+191.24×1.19=T1（6.5-3）得T1=101.06kN（3）第二排錨桿錨固力T2設(shè)計計算：eee設(shè)靜止土壓力零點(diǎn)位于基坑底部以下厚度為3.5m的強(qiáng)風(fēng)粉砂巖：=19.6×1×1.0-4+2×23×2.04=105.69kPa；=19.6×1×3.69+2×35×3.69=206.76kPa；ep14.5m=（20+19.6×1+20×3.5）×3.69+2×35×3.69=538.89kPa=（20+18.8×4.8+19.6×6.2）×0.492×23×0.49=83.24kPa；=（20+18.8×4.8+19.6×6.2）×0.272×35×0.27=25.68kPa；ea14.5m=（20+18.8×4.8+19.6×6.2+20×3.5）×0.272×35×0.27=47.38kPa；由以上的計算可得：ep11.0mea16.8m故假想的計算鉸點(diǎn)為兩層土的交界面處，現(xiàn)在對該鉸點(diǎn)進(jìn)行取矩：；EEEET2?2+101.06×（113）=12.66×（113+0.43）+39.78×（113.2+0.8）+523.16×3.37106.56×0.36得到：T23、樁的嵌固深度設(shè)計計算：由實際工程經(jīng)驗可知，對于多支點(diǎn)的樁錨支護(hù)，嵌固深度不宜小于0.2H，故假設(shè)樁底位于第二層土下面的強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層，設(shè)樁的入土深度為Xm，則：ep10.0mep11.0mep11.0mepx==206.78+73.8x；Ep10.0?11mE=36.9x?=(620.3+73.8x)(x?1)e==21.63+5.4xEa11?x?由：Epi102.06+(=+解得x=3.87m取x=4m，即樁長為14m。最大彎矩及剪應(yīng)力0點(diǎn)計算：（1）第一次基坑開挖至3.5m處，第二次基坑開挖至6.5m處：①最大彎矩計算設(shè)剪應(yīng)力零點(diǎn)位于第二層土，位于層面以下X1m的A點(diǎn)處：e=(=24.23+9xE==4.2?=由102.06=19.56+20.03+解得：x1則：eaEax3.2?對A點(diǎn)進(jìn)行求矩：M=?=62.86kNm=2\*GB3②最大負(fù)彎矩設(shè)計計算設(shè)剪應(yīng)力0點(diǎn)位于當(dāng)前基坑開挖面以X2m處的B點(diǎn)：ep6.5me=39.87E=22.16e=64.16+9E=4.2由Ti102.06解得：x2=1.37m。則：eE?=eE?對B點(diǎn)進(jìn)行取矩：M（2）第三次基坑開挖至基坑底部=1\*GB3①最大正彎矩計算設(shè)剪應(yīng)力0點(diǎn)位于第二層土以下X3m處的C點(diǎn)：e=(=9EE由T?i102.06整理可得：4.2x解得：x3則：eE對C點(diǎn)進(jìn)行取矩：M?=?283.16×2.2=213.65kN/m=2\*GB3②最大負(fù)彎矩的設(shè)計計算：設(shè)剪應(yīng)力0點(diǎn)位于第三層土，距離層面為X4m處的D點(diǎn)：e=2eee=(11.98+21.5=53.24E?E=53.24?=e3.2×18.8+7.8×19.6+21.5=6.59eE?eE=3.24?=由Ti102.06=19.46+20.21+整理可得：52.7解得：x故：eE?E?E對D點(diǎn)進(jìn)行求矩：MTEE+469.83×(3.26+0.43)?28.67×0.22=2016.95kN/m故：由以上所有計算整理可得：Mmax5、挖孔樁樁身配筋設(shè)計計算排樁的成樁方式采用人工挖孔灌注樁，樁芯混凝土采用C25，樁徑采用d=1000mm，樁間距取Sh=2m，樁身配筋采用HRB400鋼筋，保護(hù)層厚度取50mm，均勻配筋，護(hù)壁混凝土采用C20。f樁身截面的彎矩設(shè)計值為：M=一級基坑A=采用均勻配筋：

m驗算最小配筋率AA故=4218.31mm2主筋選用15Φ20HRB400；加強(qiáng)筋選用HRB400Φ16@2000mm；螺旋箍筋選用HRB300Φ8@200mm，樁長為14m。錨桿設(shè)計計算基坑第一排錨桿設(shè)計計算鉸點(diǎn)以上各土層的加權(quán)內(nèi)摩擦角平均值為：φm1基坑第二排錨桿設(shè)計計算鉸點(diǎn)以上各土層的加權(quán)內(nèi)摩擦角平均值為：φ錨桿鉆孔直徑取150mm，水平間距為2000mm，錨桿的傾角取15°。非錨固段長度設(shè)計計算：Lfi經(jīng)計算，兩排錨桿的非錨固段長度為：LfL（2）錨桿軸力設(shè)計值：TTT（3）錨桿鋼筋設(shè)計計算：錨桿采用HRB400鋼筋，fy=360N/mdd1故第一排錨桿取φ28；第二排錨桿取2φ28。（4）錨桿錨固段長度設(shè)計計算：L：在粉質(zhì)粘土層中的錨固段長度為：5在強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖中的錨固段長度為：1.3×628.31?12.35π×0.15×653.14×0.15×170（5）錨桿的鉆孔長度：Lz1（6）錨桿的鋼筋長度：LL7、圈梁的設(shè)計計算：樁頂設(shè)置連續(xù)的圈梁，高度取0.6d，即600mm，寬度取1000mm，混凝土選用C25，根據(jù)經(jīng)驗配筋，?。篈q主筋選用HRB400，配12φ18；箍筋選用HPB300，配φ8@200mm。8、腰梁設(shè)計計算：采用A3號型鋼腰梁的最大彎矩為：

W1W第一排腰梁選用40a槽鋼；第二排錨桿選用2根40a槽鋼。AB段樁錨支護(hù)工程量計算基坑AB段樁錨支護(hù)工程量計算表分項工程說明1AB段人工挖孔土方10m3161.08VAB段樁錨支護(hù)2AB段護(hù)壁砼10m349.21V護(hù)壁厚取100mm，C203AB段護(hù)壁模板10m2461.36S=（L+0.5）*3.14*d*N4AB段挖孔樁樁芯砼量10m3115.91VC255AB段鑿樁頭工程量10m33.73V6AB段挖孔樁主筋配筋Φ20t54.38m1=l?2c+HRB15Φ207AB段挖孔樁加強(qiáng)筋配筋Φ16t3.94n3=l?2cHRB400Φ16@20008AB段挖孔樁螺旋箍筋配筋Φ8t7.21m2=HRB300Φ8@2009AB段挖孔樁錨桿鉆孔100m43.26L>15m10AB段挖孔樁錨桿注漿100m45.62L11AB段挖孔樁錨桿制作安裝t35.26兩排Φ282Φ2812AB段挖孔樁錨桿張拉100根1.75N13圈梁砼10m324.63V14AB段挖孔樁圈梁主筋t3.51m4HRB40012Φ1815AB段挖孔樁圈梁箍t0.97m5=L?2cHPB300Φ8@200mm16AB段挖孔樁圈梁腰梁t28.61m40a槽鋼17AB段初噴混凝土100m219.60F=H×L=126×10=196018AB段復(fù)噴砼100m216.48F'=F=19AB段泄水管（pvc）m66L表1-7樁錨支護(hù)工程量計算表AB段樁錨支護(hù)造價計算序號定額編號項目名稱單位工程量單價（元）總價（元）備注1A3-20AB段人工挖普通土10m3161.081121.4180635.112換A3-30AB段挖孔樁混凝土護(hù)壁10m349.214791.04235816.29換入C203A3-29AB段挖孔樁護(hù)壁模板10m2461.36347.88160720.564換A3-31AB段挖孔樁樁芯砼量10m3115.914244.6491991.58換入C255A3-34AB段鑿樁頭10m33.735541.220667.936A5-21鋼筋籠主筋Φ20HRBt54.385401.33293724.327A5-19鋼筋籠加強(qiáng)筋HRBΦ16t3.945517.2221737.84688A5-3鋼筋籠螺旋箍筋HPBΦ8t7.215743.1641408.18369A2-44AB段錨桿鉆孔100m43.266515.22258001.71濕法成孔10A2-49AB段錨桿注漿100m45.627440.79339448.839811換A2-50AB段錨桿制作安裝t35.266471.72228191.847212A2-52AB段錨桿