[河南]武警辦公樓基坑支護(hù)及降水研發(fā)設(shè)計(jì)

1、緒 論80年代以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷的增加隨著建筑高 度的增加，根據(jù)構(gòu)造要求與使用要求，基礎(chǔ)的埋深也隨之不斷的增加。為確?；A(chǔ) 工程的安全施工，及其周邊建筑物的安全，須對(duì)因基礎(chǔ)施工的要求而開(kāi)挖的基坑進(jìn) 行有效的支護(hù)。建筑物的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)是一門(mén)從實(shí)踐中發(fā)展起來(lái)的技術(shù)。隨著我國(guó)建設(shè)的發(fā)展，基坑支護(hù)技術(shù)有了較大的提高，出現(xiàn)了很多基坑支護(hù)型式。目前常用的基坑支護(hù)結(jié) 構(gòu)型式主要有以下幾種：（1）放坡開(kāi)挖及簡(jiǎn)易圍護(hù)結(jié)構(gòu)；（2）懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)；（3）重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)；（4）內(nèi)撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)；（5）拉錨式維護(hù)結(jié)構(gòu)；（6）土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)；（7）其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，隨著基坑支護(hù)工程的發(fā)展，基坑

2、支護(hù)設(shè)計(jì)理論也有很大的提高。初期的 設(shè)計(jì)理論主要基于擋土墻設(shè)計(jì)理論。對(duì)于懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)朗肯土壓力計(jì)算方 法確定墻土之間的土壓力，也就是支護(hù)結(jié)構(gòu)上的作用荷載及反作用力按主動(dòng)土壓力 與被動(dòng)土壓力分布考慮，以此按靜力方法計(jì)算出擋土結(jié)構(gòu)內(nèi)力。對(duì)于支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，則 采用等值梁法計(jì)算支點(diǎn)力及結(jié)構(gòu)內(nèi)力。由于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與一般的擋土墻受力機(jī)理 的不同，按經(jīng)典方法（極限平衡法或等值梁）計(jì)算結(jié)果與支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力實(shí)測(cè)結(jié)果相 比，在大部分情況下偏大，且難以支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。隨著電子計(jì)算機(jī)運(yùn)用的普及，彈性地基梁法（“c”法、“ k”法、“ m”法）及將圍護(hù)結(jié)構(gòu)與土體一并離散的有限元法，在擋土結(jié)構(gòu)分析中日漸受到工程界的重視

3、。 他們能夠考慮支擋結(jié)構(gòu)的平衡條件和結(jié)構(gòu)與土的變形協(xié)調(diào)，并可有效地計(jì)入開(kāi)挖過(guò) 程中的多種因素的影響。同時(shí)從支擋結(jié)構(gòu)的水平位移可以初步的估計(jì)開(kāi)挖對(duì)鄰近建 筑物的影響程度。但是這兩種方法仍然存在一定的缺陷：（1）未能考慮地下水的存在與滲透效應(yīng)，和水土合算法一樣，不能反應(yīng)水位高低的區(qū)別；（2）采用有限元法時(shí)，究竟選用何種本構(gòu)關(guān)系或計(jì)算模型，土的參數(shù)如何確定，以及塑性區(qū)范圍和穩(wěn) 定性之間定量關(guān)系缺乏經(jīng)驗(yàn)；（3）采用彈性地基梁法時(shí)，計(jì)算參數(shù)難以確定，現(xiàn)有的文獻(xiàn)提供的范圍，大小差別很大，其準(zhǔn)確度還缺乏實(shí)測(cè)資料驗(yàn)證。另外，彈性地 基梁法只能計(jì)算變形，基本上沒(méi)有考慮土的強(qiáng)度問(wèn)題。因此，無(wú)法直接確定圍護(hù)墻 的必

4、要入土深度。盡管彈性地基梁法與有限元法的理論不是很完善，但是和經(jīng)典方法相比，還是 有很大的優(yōu)越性，在顯示的基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)中仍然廣泛的使用。工程實(shí)踐表明，大大小小的基坑工程事故大多與地下水有關(guān)。在其基坑開(kāi)挖期間，一些最壞的情況都是出現(xiàn)在地下水以下，它不僅使工作條件變得惡劣，且易造 成管涌、基底隆起，甚至造成周邊建筑物的沉降、傾斜、裂縫、倒塌等嚴(yán)重的工程 事故。因此，基坑工程必須對(duì)地下水進(jìn)行有效控制。其目的是：獲得基坑開(kāi)挖的 干作業(yè)空間；保證基坑邊坡和底板的穩(wěn)定性；保證鄰近的建筑物的正常的使用。目前，防滲隔離和降、排是地下水處理的主要方法。因此，地下水處理的好壞，是 決定基坑工程成敗的重要因素。擬

5、建武警XX邊防總隊(duì)辦公樓位于鄭州市金水路東部武警邊防總隊(duì)院內(nèi)。擬建辦公樓地上9層，地下1層，裙樓地上2層，地下1層，地下車(chē)庫(kù)均為停車(chē)場(chǎng)。該基 坑深約5.7m，地下水位埋深 1.5m。該基坑由于其特殊的場(chǎng)地和周邊的環(huán)境條件，基坑的南、北兩側(cè)必須豎直開(kāi)挖，而東、西兩側(cè)的上部可以適當(dāng)?shù)姆牌?，下部須采用豎直開(kāi)挖。同時(shí)結(jié)合該場(chǎng)地的工 程地質(zhì)條件，確定該基坑的東西兩側(cè)和北側(cè)食堂段采用土釘墻支護(hù)，在基坑的南側(cè) 和基坑北側(cè)辦公樓段采用樁錨支護(hù)。由于該場(chǎng)地地下水位埋藏較淺，對(duì)基坑支護(hù)和 開(kāi)挖影響較大，故須進(jìn)行基坑降水。結(jié)合該場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件，本基坑采用噴射 井點(diǎn)降水的方法。同時(shí)考慮到基坑的降水會(huì)給基坑周邊的建

6、筑物和地下管線(xiàn)的正常 使用帶來(lái)不利的影響，故在基坑的周邊設(shè)置了閉合豎向止水帷幕以及采取了相應(yīng)的 回灌措施。本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)依據(jù)：(1)黃河勘測(cè)規(guī)劃有限公司的xx省公安邊防總隊(duì)辦公樓巖土工程勘察報(bào)告2004.3(2) 建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程(JGJ120- 99)(3) 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ5007 - 2001)(4) 土層錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)范(CESC22: 90)(5) 錨桿噴射混凝土技術(shù)規(guī)范(GBJ86- 85)(6) 建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范(JGJ/T111 98)第一章工程概況及場(chǎng)地地質(zhì)條件第一節(jié)工程概況擬建武警XX省邊防總隊(duì)辦公樓位于鄭州市金水路東部武警邊防總隊(duì)院內(nèi)，金水路與

7、107國(guó)道交叉口南西部。擬建辦公樓地上 9層，地下2層；裙樓地上2層，地 下1層，地下車(chē)庫(kù)均為停車(chē)場(chǎng)。該基坑深度為自然地坪向下5.7m （室內(nèi)外高差為21.60m）?；哟笾鲁书L(zhǎng)方形，開(kāi)挖面積約為 3000m。第二節(jié)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件1.2.1 場(chǎng)地地形、地貌擬建工程場(chǎng)地位于鄭州市金水路東部武警邊防總隊(duì)院內(nèi)金水路與107國(guó)道交叉口南西部。東鄰107國(guó)道。地貌單元屬于黃河泛濫沖積平原。在構(gòu)造上屬華北凹陷 西南部邊緣地帶。場(chǎng)地多為混凝土地面，局部為花壇或噴水池，噴水池為平底，深 度較淺，地面標(biāo)高 92.492.5m,地形平坦。1.2.2 土層分布根據(jù)場(chǎng)地野外鉆探和原位測(cè)試結(jié)果，35m深度內(nèi)所揭露土層

8、均由第四系堆積物組成。在垂直方向35m范圍內(nèi)分布有2套地層，地表02.2m為雜填土 （Qm） ,2.2 35m左右為第四系全新統(tǒng)沖積物（Qal）,按地層的成因類(lèi)型、巖性及工程地質(zhì)特性將其劃分為12個(gè)工程地質(zhì)單元層。場(chǎng)區(qū)地層空間野外特征情況見(jiàn)表1- 1:表1-1場(chǎng)區(qū)地層空間野外特征表地層編號(hào)時(shí)代成因巖土名稱(chēng)層厚m層底埋深m濕度壓縮性空間分布巖性描述Qml填土1.80 2.20場(chǎng)區(qū)普遍分布地表為混凝土表面，以 下為建筑垃圾，底部為 灰褐色有機(jī)質(zhì)黏土。Qal粉土16.0 2.20濕中在場(chǎng)區(qū)分布連續(xù)暗黃褐黃色，稍密， 干強(qiáng)度，韌性低，質(zhì)純 含鐵質(zhì)氧化物。Qal粉土 夾粉 質(zhì)粘 土1.60 2.405.

9、8（6.10濕高場(chǎng)區(qū)普遍分布暗黃褐黃色，稍密， 干強(qiáng)度，韌性低，局部 稍具粘性并夾可塑狀粉 質(zhì)粘土薄層。Q4al粉土1.50 2.20濕中分布連續(xù)暗黃灰黃色，中密， 干強(qiáng)度，韌性低，含白 色田螺碎片，局部夾雜 灰色粉質(zhì)粘土薄層。Qal粉土2.60 3.3010.5010.90濕中場(chǎng)區(qū)普遍 分布，場(chǎng) 地北部較 厚灰色，中密，干強(qiáng)度， 韌性低，含鈣質(zhì)結(jié)合及 白色蝸牛殼碎片，夾灰 色可塑狀粉質(zhì)粘土薄 層。Q4al粉質(zhì)粘土1.30 1.60高場(chǎng)區(qū)普遍分布灰色，可塑狀，干強(qiáng)度， 韌性中等，含白色田螺 碎片，含少量的有機(jī)質(zhì)、 植物殘骸。Qal粉土0.80 1.80濕中場(chǎng)區(qū)普遍分布灰色，密實(shí)，干強(qiáng)度， 韌性

10、低，偶含小鈣質(zhì)結(jié) 核及白色蝸牛殼碎片， 夾灰色可塑狀粉質(zhì)粘土 薄層。alQ粉質(zhì)粘土2.10 2.7015.7(16.20濕高場(chǎng)區(qū)普遍分布灰深灰色，可塑狀， 干強(qiáng)度，韌性中等，含 白色田螺碎片，含少量 的有機(jī)質(zhì)、植物殘骸。Qal粉土1.20 1.6017.0(17.50濕中場(chǎng)區(qū)普遍分布灰深灰色，可塑狀， 偶含小鈣質(zhì)結(jié)核及白色 蝸牛殼碎片。Qal粉質(zhì)粘土1.20 1.6018.6(18.80濕中場(chǎng)區(qū)普遍分布灰色，可塑狀，干強(qiáng)度， 韌性高等，含白色田螺 碎片，含少量的有機(jī)質(zhì)、 植物殘骸。11Qal粉土1.60 2.3020.3(21.00濕低場(chǎng)區(qū)普遍分布灰色，密實(shí)，干強(qiáng)度， 韌性低，含鈣質(zhì)結(jié)核及 白

11、色蝸牛殼碎片，多為 砂質(zhì)粉土，局部為粉砂。Qal粉細(xì)砂飽和低場(chǎng)區(qū)普遍分布淺灰色，底部為灰黃色， 密實(shí)狀，礦物成分為石 英、長(zhǎng)石、云母，顆粒 較均勻，級(jí)配良好。根據(jù)黃河勘測(cè)規(guī)劃有限公司所提供的XX省公安邊防總隊(duì)辦公樓巖土工程勘察報(bào)告提供的數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際的工程實(shí)例，各土層的（基坑設(shè)計(jì)參數(shù)）力學(xué)參數(shù)的 取值如表1 2所示：表1 2各土層的基坑設(shè)計(jì)參數(shù)層號(hào)1厚度（m2.041.921.911.822.941.461.532.341.381.311.92一重度(kN/m3)1920.120.020.120.020.120.219.520.019.220.220.6f ak(kPa)一1109012014

12、0100160140180150180250C(kPa)8.0101515151815151520100亂° )151520202015201820152430不良地質(zhì)現(xiàn)象根據(jù)黃河勘測(cè)規(guī)劃有限公司所提供的xx省公安邊防總隊(duì)辦公樓巖土工程勘察報(bào)告，本場(chǎng)地?zé)o不良地質(zhì)現(xiàn)象。第三節(jié)水文地質(zhì)條件地下水類(lèi)型及特征根據(jù)黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司的xx省公安邊防總隊(duì)辦公樓巖土工程勘察報(bào)告（詳勘階段），擬建場(chǎng)地地下水含水層主要為粉土、粉砂、粉土為弱透水層，粉 細(xì)砂為中等透水層，地下水類(lèi)型上部為上層滯水，下部為孔隙潛水，其補(bǔ)給來(lái)源主 要為大氣降水及地下徑流補(bǔ)給?？辈炱陂g擬建場(chǎng)地潛水地下水位埋深1.201.

13、30m ,雜填土中的地下水主要為上層滯水，其隔水層為雜填土底部的粘性土（魚(yú)塘底部），層中為孔隙潛水，平均水位埋深3.504.00m。歷史資料表明，歷史最高水位，地下水埋深約1.50 m,場(chǎng)地內(nèi)潛水主要受季節(jié)和人為活動(dòng)影響，年變化幅度為1.50m左右。根據(jù)室內(nèi)水質(zhì)分析結(jié)果綜合判定：地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均無(wú)腐蝕性。1.3.2 土層的滲透性由于該場(chǎng)地的地下水位較高，對(duì)基坑的開(kāi)挖有著重要的影響，需要考慮基坑的 排、降水問(wèn)題。黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司室內(nèi)對(duì)、層粉土作了相應(yīng) 的滲透試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)（表 1 3）:表1 3各土層滲透試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表層號(hào)巖土名稱(chēng)取樣編號(hào)取樣深度垂直滲透系數(shù)

14、K20（mcm/s粉土T02-23.5 3.82.70E-05T08-23.5 3.87.32E-05粉土T02-35.0 5.34.86E-05T08-34.5 4.82.98E-05粉土T02-46.0 6.36.49E-05T03-56.0 6.34.52E-05粉土T02-69.2 9.53.45E-05T03-78.0 8.38.97E-05考慮到取樣、運(yùn)輸以及人為試驗(yàn)誤差等因素，粉土的綜合系數(shù)取綜合值K=0.4m/d。第四節(jié) 場(chǎng)地地震效應(yīng)1.4.1 場(chǎng)地土類(lèi)型和建筑場(chǎng)地類(lèi)別根據(jù)勘察單位所提供的剪切波速實(shí)驗(yàn)結(jié)果，據(jù)剪切波速試驗(yàn)結(jié)果地表一下20米范圍內(nèi)等效剪切波速值為167m/s ,滿(mǎn)

15、足140m/s v Vsv 250m/s ,且場(chǎng)地覆蓋層厚度大于50m按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2001)規(guī)定，工程場(chǎng)地土類(lèi)型為中軟場(chǎng)地土，建筑場(chǎng)地類(lèi)別為川類(lèi)。場(chǎng)地土的液化判別本場(chǎng)地20m范圍內(nèi)為第四系全新統(tǒng)沖積物，根據(jù)勘察單位提供的各土層的標(biāo)準(zhǔn) 貫入試驗(yàn)所取得的數(shù)據(jù)，綜合判定第層液化，縱向液化指數(shù)為1.812.52，液化等級(jí)輕微。其它土層有個(gè)別液化。綜合評(píng)價(jià)本場(chǎng)地為輕微液化場(chǎng)地?？拐鹪O(shè)防據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2001)及國(guó)家地震局 2001年出版的中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)(GB18306-2001),鄭州市設(shè)計(jì)地震分組為第一組，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15

16、g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.45s。根據(jù)場(chǎng)地具體的工程地質(zhì)情況，對(duì)照建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2001 )相應(yīng)的條例(第條)，本場(chǎng)地為建設(shè)抗震不利地段。第章基坑支護(hù)設(shè)計(jì)第一節(jié)支護(hù)方案的選擇基坑工程周?chē)h(huán)境分析擬建工程基坑周邊環(huán)境非常復(fù)雜，北側(cè)已建5層辦公樓距基坑開(kāi)挖線(xiàn)為 3.20m,食堂距基坑開(kāi)挖線(xiàn)為 3.20m，南側(cè)2層建筑物距基坑開(kāi)挖線(xiàn)為1.80m，其他側(cè)場(chǎng)地相對(duì)寬闊。根據(jù)基坑工程重要性分析，5層辦公樓、2層車(chē)庫(kù)、食堂地段為一級(jí)基坑，其他均為二級(jí)基坑。基坑邊坡穩(wěn)定性分析基礎(chǔ)施工時(shí)，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行基坑開(kāi)挖施工。為了使施工順利的進(jìn)行并 維護(hù)基坑及周邊建筑物的安全，必須對(duì)將要形成

17、的邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析判定，以 決定采取相應(yīng)的維護(hù)措施。由于場(chǎng)地條件的限制，沒(méi)有放坡的空間條件，其基坑只能豎直開(kāi)挖。對(duì)該基坑 開(kāi)挖形成的邊坡采用穩(wěn)定系數(shù)法對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性分析。公式如下：K晉（2 1）其中：K安全穩(wěn)定性系數(shù)；C土的內(nèi)粘聚力（kpa）；H基坑邊坡豎直高度（m ；土的天然重度，可以采用加權(quán)值；S 穩(wěn)定系數(shù)；由上式計(jì)算得：K=0.508。所求邊坡安全穩(wěn)定性系數(shù)遠(yuǎn)小于1.11.5，該邊坡是不穩(wěn)定的，必須對(duì)該基坑的邊坡進(jìn)行相應(yīng)的圍護(hù)。支護(hù)方案的選擇根據(jù)調(diào)查了解和收集的區(qū)域資料，目前常采用的基坑支護(hù)方式主要有：懸臂樁 支護(hù)結(jié)構(gòu)、樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)、重力式擋土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)、土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)等。幾種支護(hù)

18、方法的比較如下表 2-1 :表2-1基坑支護(hù)方案比較支護(hù)名稱(chēng)適用范圍工程中優(yōu)缺點(diǎn)工程施工建議懸臂樁支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于土質(zhì)較好，開(kāi) 挖深度不大的基坑。工期較短，造價(jià)較低， 但入土深度較大，且 基坑上部變形不易控 制?？梢栽诨?xùn)| 側(cè)與西側(cè)布置。樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)除軟土地基外，在砂 土、粘性土地基中均 可以運(yùn)用。對(duì)基坑壁變形的限制 嚴(yán)格有效，但工期較 長(zhǎng)，造價(jià)較高，錨桿 占用坑內(nèi)空間?？梢栽诨拥?南側(cè)和北側(cè)布 置。重力式擋土墻 支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于基坑壁等級(jí) 為二、三級(jí)，開(kāi)挖深 度不大的基坑。施工較為簡(jiǎn)單。但水 泥土樁抗拉強(qiáng)度低， 受何載后變形較大， 且要單獨(dú)的占用工 期。建議在基坑?xùn)| 側(cè)和西側(cè)布置。土釘墻支護(hù)

19、結(jié)構(gòu)適用于基坑壁等級(jí) 為二、三級(jí)，開(kāi)挖較 淺的基坑。不適用于 含水豐富的粉細(xì)砂、 砂礫石層、淤泥質(zhì)土 及其他飽和軟土層， 不適合用于對(duì)變形 有嚴(yán)格要求的基坑。施工速度快，用料省， 工程造價(jià)低，對(duì)周邊 環(huán)境影響較小。且變 形相對(duì)較小。建議在基坑的 東側(cè)、西側(cè)和基 坑北側(cè)食堂段地下連續(xù)墻對(duì)各種地質(zhì)條件的 適應(yīng)性都較強(qiáng)。采用逆作法可以縮減 基礎(chǔ)施工工期，但是 其施工的工序較為復(fù) 雜，且造價(jià)很高。本工程不宜采 用根據(jù)以上支護(hù)方案的比較，結(jié)合該場(chǎng)地實(shí)際的地質(zhì)條件，綜合分析：5層辦公樓、2層車(chē)庫(kù)地段為一級(jí)基坑，對(duì)基坑壁變形控制要求較高，故采用樁錨支護(hù)；食 堂和其他二級(jí)基坑地段可以采用土釘墻支護(hù)方式。其基坑

20、支護(hù)平面圖見(jiàn)附圖2。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)對(duì)基坑北側(cè)辦公樓段支護(hù)方式和基坑西側(cè)支護(hù)方式分別進(jìn)行分析、 設(shè)計(jì)、計(jì)算。2.1.4 支護(hù)設(shè)計(jì)思路一、基坑北側(cè)辦公樓段支護(hù)（樁錨支護(hù)）設(shè)計(jì)思路：1. 由勘察報(bào)告和設(shè)計(jì)要求確定設(shè)計(jì)參數(shù)及地下水位；2. 計(jì)算支護(hù)樁的最小插入深度Dnin及各支點(diǎn)的反力 R ；3. 選擇樁長(zhǎng)；4. 穩(wěn)定性計(jì)算（單獨(dú)進(jìn)行驗(yàn)算）；5. 確定樁長(zhǎng)；6. 計(jì)算最大的彎矩 Max；7. 支護(hù)樁的配筋計(jì)算；8. 錨桿的相關(guān)計(jì)算；9. 錨桿的布置平面圖。二、基坑西側(cè)支護(hù)（土釘墻）設(shè)計(jì)思路：1. 根據(jù)坡體的剖面尺寸、土的物理力學(xué)性能和和坡頂?shù)某d情況，計(jì)算潛在滑 動(dòng)面的的位置和形狀；2. 初步確定土釘?shù)闹?/p>

21、徑、長(zhǎng)度、傾角以及布置方式和間距；3. 驗(yàn)算土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)外部穩(wěn)定性。第二節(jié)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算本節(jié)分別介紹基坑北側(cè)辦公樓段樁錨支護(hù)和基坑西側(cè)土釘墻支護(hù)這兩種支護(hù)方 案的設(shè)計(jì)、計(jì)算。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析將在第三節(jié)詳細(xì)的介紹。樁錨支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算基坑的北側(cè)辦公樓段采用樁錨支護(hù)。支護(hù)樁采用樁徑500mm的鉆孔灌注樁，樁間距為1.5m，樁頂設(shè)置鎖口梁，以加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性。樁間土可以開(kāi)挖掉，或 者采用短土釘加噴射混凝土進(jìn)行加固。設(shè)單層錨桿，離基坑頂2.5m處。具體的設(shè)計(jì)過(guò)程如下：一、土壓力計(jì)算1. 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定根據(jù)勘察所提供的土層資料分析，按各土層性質(zhì)的異同可以將該場(chǎng)區(qū)土層大致 劃分為三層：雜填土

22、層、粉土層及粉細(xì)砂層。各土層的加權(quán)參數(shù)可以由下式求得：iHi、CiHi二（22a）C 二（2 2b）二 （2 2c）HiHii=1式中：i第i層土的重度（KN/m 3）；Ci第i層土的粘聚力（Kpa）；i 第i層土的內(nèi)摩擦角（）；Hi 第i層土的厚度（m）；n 土的層數(shù)；由上式算得各土層的參數(shù)見(jiàn)表2-2：表2-2各土層物理力學(xué)參數(shù)土層名稱(chēng)厚度（m）重度 丫 ( KN/m 3)內(nèi)粘聚力C（ Kpa）內(nèi)摩擦角（°）雜填土2.0419.08.015粉土18.520.014.519粉細(xì)砂未見(jiàn)底20.60302.計(jì)算模型根據(jù)場(chǎng)地工程地質(zhì)資料結(jié)合選定的支護(hù)方案從而確定計(jì)算模型（見(jiàn)圖2-1 ）。該

23、側(cè)段基坑為豎直開(kāi)挖。同時(shí)，取基坑頂面超載為15 KN/m2，附近建筑物荷載按每層15 KN/m 2計(jì)算。f T* W I . h.1L| / K 14/圖2-1基坑壁土壓力計(jì)算模型3土壓力計(jì)算本設(shè)計(jì)中采用朗肯土壓力計(jì)算公式計(jì)算土壓力。根據(jù)基礎(chǔ)工程學(xué)，第i層土主動(dòng)土壓力計(jì)算公式為：R = qKai(2 3a)其中：j 第i層土的重度（KN/m 3）；Ci第i層土的粘聚力（Kpa）；Kai第i層土的主動(dòng)土壓力系數(shù)，Ka 二 tan2(2 3b)Hi 第i層土的厚度（m）；n 土的層數(shù);Z第i層土中計(jì)算點(diǎn)距該層頂部的距離；q 外荷載（KN/mf）；被動(dòng)土壓力強(qiáng)度計(jì)算公式：p J.>7；'

24、;iHi - iz Kpi 2Ci K7i（23c）" 被動(dòng)土壓力系數(shù)：Kp =ta n2l45（2 3d）P I 2丿被動(dòng)土壓力系數(shù)修正公式：莊二Ktan2 45 上，當(dāng)：=19時(shí)，K=1.56 ；I 2丿式中各符號(hào)的意義同上。由上面的土壓力系數(shù)計(jì)算公式可得：第一層土：©1=0.589 ；第二層土：Ka2 =0.509Kp2=1.965Kp2 =3.065 ；第三層土：Ka3=0.333K p3 =3.0Kp3 =4.68 ；根據(jù)土壓力公式求得所需點(diǎn)土壓力強(qiáng)度見(jiàn)表2- 3:表2-3基坑北側(cè)主、被動(dòng)土壓力強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果表計(jì)算點(diǎn)埋深（m）Y (kN/m3)C( Kpa)Ka應(yīng)|

25、2q (kN/m )Pa(Kpa)Pp (Kpa)00.311980.589一15002.041980.589一1519.4020.014.50.509一156.704.220.014.50.509一1528.707559.205.720.014.50.5093.0657574.550.7724.220.014.50.5093.06575225.5958.7根據(jù)上表的計(jì)算結(jié)果可以畫(huà)出土壓力的分布圖（見(jiàn)圖2-2）二、樁錨內(nèi)力計(jì)算本設(shè)計(jì)樁錨內(nèi)力計(jì)算采用等值梁法。根據(jù)等值梁法的假定，取基坑底面以下土壓力強(qiáng)度疊加為零（即主動(dòng)土壓力強(qiáng)度等于被動(dòng)土壓力強(qiáng)度）的點(diǎn)位彎矩零點(diǎn)c。該彎矩零點(diǎn)c可以由下列公式求得

26、:(2 4)qKa22(3.66 y)l©2Pa= Pp2yK P22C2解得：y=0.5m截取c點(diǎn)以上樁身為計(jì)算對(duì)象，由于基坑土體性質(zhì)較好，且基坑開(kāi)挖較淺，設(shè) 置單層錨桿，其離基坑頂2.5m處。則可得等值梁簡(jiǎn)圖2-3 :雜填土層P1圖2-2基坑北側(cè)土壓力分布圖2-3等值梁簡(jiǎn)圖樁身彎矩采用彎矩分配法計(jì)算，固端彎矩剪力采用位移法進(jìn)行計(jì)算。并采用清華大學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件進(jìn)行復(fù)算，得:NB=84.59 kN N c=F0=76.57kN Mma)= 72.02kN*m圖2-4樁身彎矩圖圖2-5樁身剪力圖三、支護(hù)樁相關(guān)計(jì)算1. 樁長(zhǎng)計(jì)算由等值梁法的假定可理解為c點(diǎn)以下的樁的兩側(cè)產(chǎn)生的彎矩經(jīng)過(guò)x區(qū)

27、段后被相互抵消。由樁端D點(diǎn)處a Md =0，可以求得X：第12頁(yè)共32頁(yè)Yx2KP0x =PX2Ka2 一 2K - Ka X3(2 5)解得：X6P0=2.998mKp -Ka所以：t0 = X y =2.998+0.5=3.498m ;取 t =1.2t0 =1.2 X 3.498=4.20m ;故取樁的入土深度為 t =5.0m;支護(hù)樁長(zhǎng)為： L 二 H t =5.7+5.0=10.7m。2. 樁身配筋計(jì)算本支護(hù)樁采用鉆孔灌注樁，樁徑500mm樁間距為1.5m，混凝土強(qiáng)度為C30(f c=14.3N/mm2,f t=1.43N/mn?)，縱向鋼筋采用二級(jí)鋼筋(HRB335,fy=300N

28、/mm),樁箍筋采用HPB235由前面計(jì)算知，樁身最大的彎矩值為：Mmax= 72.02Kk m則彎矩設(shè)計(jì)值為：M 二0Mmax=1.25 X 1.1 X 72.02=99.03 kN*m (其中：E 為分項(xiàng)系數(shù)，取1.25; 丫 0為基坑重要系數(shù)，取1.1)可以采用以下的方法進(jìn)行樁的縱向配筋計(jì)算。方法一：等效矩形截面法(不均勻布筋)將支護(hù)樁圓形截面等效為矩形截面，使其剛度相等，即燈12二 D4(26)64令 b=d,貝9 b = 0. 876 D0F876 X 500=438mm 取 b X h=440mnX 440mm 設(shè)as =40mm h0 =400mm則： a = M 2 =99.0

29、3 X 106/1.0 X 14.3 X 440 X 400=0.098 sa1fcbh0=1 -、1 -2： s =1 - 1 -2 0.098 =0.103s =0.5 1 J -2 s =0.5 1 d - 2 0.098 =0.9486 2= 99.03 X 10/300 X 0.948 X 400=871mm取4 <20（As=1256mrr）采取不均勻布置，所求縱向鋼筋布置在樁的受拉一側(cè), 在無(wú)配筋側(cè)布置構(gòu)造鋼筋。驗(yàn)算箍筋。由公式0.7f tbh°=0.7 X 1.43 X 440 X 400=176.2kN > 1.25 X 1.1 X76.57。所以支護(hù)樁

30、只需按構(gòu)造要求配置箍筋。箍筋采用6200,加強(qiáng)筋采用 142000方法二：可以用下列方法均勻布置鋼筋。其所用公式如下：(2 7a)(2 7b)Mm fcAr式中：A 支護(hù)樁橫截面積（mm2）;計(jì)算系數(shù)，可查鋼筋混凝土圓形截面受彎構(gòu)件正截面積受彎承載力計(jì) 算系數(shù)表；M彎矩設(shè)計(jì)值（kN*m ）;r 灌注樁半徑（m）; As 全部縱向鋼筋的截面積（m2）;混凝土抗壓設(shè)計(jì)值（2kN/m );fy 受力鋼筋抗拉設(shè)計(jì)值（kN/m 2）;根據(jù)上式，將相關(guān)的數(shù)據(jù)代入求得：m=0.141 E =0.171 As=1600mm2。由于張工 0.86r。所以 As=1600 X 0.86 X r/r s=1600

31、X 0.86 X 250/200=1720mm考慮鋼筋分布的間距及最小配筋率，取10G 20 （A=3140m血箍筋按構(gòu)造配筋。其配筋圖見(jiàn)附圖3。3. 鎖口梁在鉆孔灌注樁的頂部設(shè)置一道鎖口梁，以加強(qiáng)排樁的整體性。設(shè)置鎖口梁截面bX h=700mnX 500mm按構(gòu)造配筋。4. 圍檁采用12#曹鋼梁。四、錨桿的計(jì)算設(shè)置錨桿的水平間距為b=1.5m,錨桿的傾斜角150，錨固體直徑d=150mm錨固體砂漿取M25（fb=2.1Mpa），錨桿鋼筋采用三級(jí)鋼筋（HRB400。Tb=1.5 X 84.59=126.9kN1. 錨桿受力計(jì)算按建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程單根錨桿的水平力為：錨桿的水平拉力設(shè)計(jì)值：Td

32、 =1.25 oTb=1.25 X 1.1 X 126.9=174.5 kN錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值（一 =15 ）:肌=Td= 174.5 =180.7kNcost cos152. 錨桿自由段長(zhǎng)度錨桿自由段長(zhǎng)度計(jì)算示意圖如下（圖 2-6 ）圖2-6 錨桿自由段長(zhǎng)度計(jì)算示意圖（H +d2 B ）sin . 45 -一 ：根據(jù)公式：Lf（2 8）f 屮Isin 45I 2丿其中：Lf 錨桿自由段長(zhǎng)度（m）;H基坑開(kāi)挖的深度（m）;d2支護(hù)樁的埋深（m）;4錨桿設(shè)置點(diǎn)至基坑頂距離（m）;錨桿的傾角，=15 ;：土的內(nèi)摩擦角，取=19 ;將相關(guān)參數(shù)代入上式得：Lf=5.1m。3. 錨固段長(zhǎng)度計(jì)算按建筑基坑

33、支護(hù)技術(shù)規(guī)程結(jié)合場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，土體與錨固體極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值取qsk=60kpa，錨桿軸力受拉荷載分項(xiàng)系數(shù)s=1.3。錨固段長(zhǎng)度可由下第15頁(yè)共32頁(yè)式計(jì)算：sNu二 d qsk1.3180.710=8.3m(29)60 10根據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程的相關(guān)規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際計(jì)算所得的結(jié)果, 最終取錨桿自由段 Lf =5.5m;錨固段長(zhǎng)Le=9.0m;錨桿總長(zhǎng)為L(zhǎng) =14.5m。4. 錨桿鋼筋面積由于樁錨支護(hù)要控制基坑壁的變形，最好采用受力后變形較小的鋼筋。故采用2HRB400( fy=360N/mm)。(210)由公式： A >d=174.5 X 103/360 X cos15

34、76;=502mm fyCQSa結(jié)合實(shí)際從安全角度考慮，取1 28 (As=615mro5. 錨桿鋼筋與錨固砂漿間的錨固長(zhǎng)度錨桿鋼筋與錨固砂漿間有足夠長(zhǎng)的錨固長(zhǎng)度時(shí)，錨桿才能安全正常的工作。從 而達(dá)到預(yù)期的效果。錨桿鋼筋與錨固砂漿間的錨固長(zhǎng)度可以由下式計(jì)算求得：0N3n 二 dfb(2 11)式中：0 邊坡工程重要性系數(shù)(0=1.1 );Na錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值；Na二 QNak ( Q=1.3)(2 12)NHtkN akCOS。(2 13)Htk錨桿水平拉力計(jì)算值；鋼筋與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度工作系數(shù)，對(duì)永久性錨桿取0.60，對(duì)臨時(shí)性錨桿取 0.72 ;n 鋼筋根數(shù)；d鋼筋直徑(mr)fb 鋼筋與砂漿

35、之間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取砂漿M25(fb=2.1Mpa)。將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入公式可得：Htk=126.9kN Nak=131.4kN Na=170.82kN la=1.41m因?yàn)閘a v Le故錨固段的長(zhǎng)度滿(mǎn)足要求。222 土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)基坑的西側(cè)基坑壁屬于二級(jí)基坑，其周邊的環(huán)境相對(duì)的寬闊。結(jié)合該場(chǎng)地的工 程地質(zhì)條件和附近區(qū)域的其它支護(hù)工程的實(shí)例，可采用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)。其設(shè)計(jì)過(guò) 程如下.一、基坑西側(cè)受力分析由于該側(cè)基坑附近無(wú)建筑物?？紤]相關(guān)的因素，從安全的角度考慮，取基坑頂面超載15kN/m2。該側(cè)基坑壁所受的土壓力同樣可以同過(guò)朗肯土壓力公式求得。其土壓力的計(jì)算結(jié)果如下表 2-2 :表2-4基坑

36、西側(cè)主、被動(dòng)土壓力計(jì)算結(jié)果表計(jì)算點(diǎn)埋深（m）丫 (KN/m 3)C( Kpa)KaiM2q (KN/m )Pp(Kpa)Pa(Kpa)00.311980.589一15一02.041980.589一15一19.420.014.50.509一15一6.75.720.014.50.5093.065一50.7743.9根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以的出該側(cè)土壓力分布見(jiàn)圖2-7 :T 1 1 1 J J 1 1 1 J 1 1 J 1.I1 1 1 1 1 1 1 1 1 1s 電雜填七層粉1：層' 上土f3.9kpd'潛在滑動(dòng)而圖2-7基坑西側(cè)土壓力分布圖2-8土層潛在滑動(dòng)面示意圖二、土釘墻初步設(shè)計(jì)

37、1.滑動(dòng)面的確定根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于均質(zhì)粘性土邊坡，其最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面通常情況下通過(guò)坡腳。根 據(jù)根據(jù)坡體的剖面尺寸、土的物理力學(xué)性能和坡頂?shù)某d情況初步推測(cè)其潛在的滑 動(dòng)面的位置及其形狀如圖 2-8所示。2. 土釘墻相關(guān)參數(shù)確定(1) 土釘長(zhǎng)度確定根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，初步確定土釘長(zhǎng)度時(shí)可以按下式確定：L 二 H L0( 214)式中：一一經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取 0.71.2 ;h土坡垂直高度(m；Lo止?jié){器長(zhǎng)，一般 0.81.5。同時(shí)，頂部土釘?shù)拈L(zhǎng)度不宜小于0.8 H。(2) 土釘鉆孔直徑及間距王步云教授建議按 68dn選定S、S。且要滿(mǎn)足 S Sy=ki dn L。式中ki注 漿工藝系數(shù)，對(duì)一次注漿工藝取1.52.

38、5 ; dn孔徑；L土釘長(zhǎng)。(3) 土釘墻分層開(kāi)挖的計(jì)算高度由于土釘墻的施工過(guò)程中要求土層具有臨時(shí)的自立能力，同時(shí)基坑開(kāi)挖的深度 也不宜過(guò)大，以防土層的坍塌，故需將土釘墻分層開(kāi)挖的高度控制在允許的范圍內(nèi)。 土釘墻分層開(kāi)挖的計(jì)算高度可以有下式求得：Hr=2.67C/ 丫 tan(45。+$ /2)=1.38m故土釘豎向間距不應(yīng)大于1.4m。(4) 土釘具體布置綜上根據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程的相關(guān)要求，結(jié)合場(chǎng)地的德實(shí)際情況以及 以往的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)初步確定：該土釘墻設(shè)置四層土釘，其具體內(nèi)容見(jiàn)表2-5 :表2-5 土釘墻設(shè)置參數(shù)豎向間距 Sy(m)水平間距 Sx(m)錨固體直徑dn(mm)土釘長(zhǎng)度L (m)

39、土釘傾 角a土釘 鋼筋第一層土釘1.41.2120710122第二層土釘1.41.2120810122第三層土釘1.21.2120710122第四層土釘1.21.2120710122(5)網(wǎng)筋及噴射砼面層網(wǎng)筋采用$ 6.5250mm向邊坡頂部外延伸 1.0m，加強(qiáng)筋采用$ 12沿釘頭斜拉布置與土釘可靠焊接；噴射混凝土為C20,噴射厚度為8090mm(6)排水布置如有上層滯水或污水滲入，可在支護(hù)面層背部設(shè)置水平間距2m長(zhǎng)為50cm的水平塑料排水管，管壁帶孔，內(nèi)填濾水材料，將其插入邊壁土體?；拥乇硭姆罎B 應(yīng)在做基坑周邊近邊坡處地表作1.0m泛水層，與土釘面網(wǎng)參數(shù)相同。第三節(jié)穩(wěn)定性分析由于支護(hù)結(jié)

40、構(gòu)的形式不同，支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞形式也有差異。非重力式支 護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞包括墻后土體整體滑動(dòng)失穩(wěn)、基坑底部隆起和管涌；重力式結(jié) 構(gòu)的穩(wěn)定性破壞包括傾覆、滑移、土體整體滑動(dòng)失穩(wěn)、基坑底部隆起和管涌等。在 進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)以上可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)算，確保支護(hù)結(jié)構(gòu) 的安全穩(wěn)定。本基坑支護(hù)采用了樁錨支護(hù)和土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，因此對(duì)不同的支護(hù)形式進(jìn)行相 應(yīng)的穩(wěn)定性驗(yàn)算。2.3.1 土釘墻穩(wěn)定性分析土釘墻的穩(wěn)定性分析內(nèi)容包括內(nèi)部穩(wěn)定性分析和外部穩(wěn)定性分析。以下是土釘 墻穩(wěn)定性分析的具體內(nèi)容。一、內(nèi)部穩(wěn)定性分析土釘結(jié)構(gòu)的內(nèi)部穩(wěn)定性分析方法有很多種。 本設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性分析采用建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)

41、 程中的方法。其計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 2-9 :對(duì)于單根土釘，其抗拉承載力應(yīng)符合以下要 求：1.25 °Tk 5(2 15)式中：Tk單根土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值；Tk 二 eakSX -Sy/cos (2 佝圖2-9 土釘墻內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算'荷載折減系數(shù);(2 17)eak 土釘位置處的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值;：-土釘與水平面的夾角；1Tudqsik *lis(2 18)s 土釘抗拉抗力分項(xiàng)系數(shù)；dn 土釘錨固體直徑；qsik 土釘穿越第1層土體與錨固體極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；li 土釘在直線(xiàn)破裂面外穿過(guò)第1層穩(wěn)定土體內(nèi)的長(zhǎng)度，破裂面與水平面的夾角為（1 +）/2。其驗(yàn)算的結(jié)果下表 2-3所列：表2-3

42、土釘內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表層號(hào)埋深(m)dn(mm)qsik(kpa)Li(m)(kN)3(0)0(0)Eeak(kpa)S(m)S(m)a(0)Tk(kN)1.25 y°Tk1.4120603.052.29015112.21.21.41020.826.02.8120604.2874.49019114.41.21.41024.630.84.0120554.2567.79019126.61.21.21038.948.65.2120485.7179.49019138.81.21.21056.770.9由表格統(tǒng)計(jì)比較可知：1.25 °Tk _人，所以土釘結(jié)構(gòu)內(nèi)部是穩(wěn)定的。對(duì)土釘

43、所用鋼筋進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。由于A.fy> 1.25丫oTk,所以鋼筋的選取符合要求。二、外部穩(wěn)定性分析在原位土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的自身穩(wěn)定與粘結(jié)整體性作用的到保證的條件下，其外部穩(wěn)定性分析可以按重力式擋土墻考慮。包括土釘結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定性，抗滑穩(wěn)定性,以及地基強(qiáng)度驗(yàn)算。1. 土釘抗滑穩(wěn)定性分析抗滑穩(wěn)定性分析的模型如圖2-10 :111T I1 巾 T T t| * It it * *,- J-.A圖2-10 土釘墻抗滑穩(wěn)定性分析的模型 抗滑動(dòng)穩(wěn)定性安全系數(shù)：(2 19)Ft式中：Eax 墻后主動(dòng)土壓力（kN）,取墻背摩擦角3=0；hEaxW 計(jì)算墻體重量 kN/m, WrHb ；(2 20)b 計(jì)算

44、墻體厚度； b = 11X 土釘均長(zhǎng)/12;(2 21)b 計(jì)算墻體重度；Ft計(jì)算墻體端面上的摩阻力kN/m； Ft hW qb tan(2 22)將相關(guān)的數(shù)據(jù)代入上式可得：Kh = 2.7 > 1.3。故土釘墻抗滑穩(wěn)定。2 土釘墻抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算土釘墻的抗穩(wěn)定性驗(yàn)算可以通過(guò)下式進(jìn)行驗(yàn)算：Kq(2 23)(2 24)式中：Mw 抗傾覆力矩，Mw hW qb *b/2 ；Mo 傾覆力矩;根據(jù)該側(cè)基坑壁的主動(dòng)土壓力分布，可以求得Mw=2852.4kN m, M o =240.6二匹=2852.4/240.6=11.86。其遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于所需的安全系數(shù)。所以,該土釘結(jié)構(gòu)抗傾覆穩(wěn)定。錨桿的穩(wěn)定性分析

45、當(dāng)土層錨桿失穩(wěn)時(shí)，可能是整體失穩(wěn)，也可能是深部破裂面破壞而失穩(wěn)。應(yīng)該 分別對(duì)土層錨桿的整體穩(wěn)定性和深部破裂面穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。一、錨桿的整體穩(wěn)定性分析根據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程，對(duì)于單錨支護(hù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)拉錨的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求而 且錨桿的錨固段長(zhǎng)度處于滑動(dòng)面之外時(shí)，可以認(rèn)為整體滑動(dòng)失穩(wěn)不會(huì)發(fā)生。故本設(shè) 計(jì)中可以不進(jìn)行錨桿的整體穩(wěn)定性分析。二、深部破裂面的穩(wěn)定性分析當(dāng)錨固段的長(zhǎng)度不夠時(shí)，所承受的荷載超過(guò)錨桿極限抗拔力，則會(huì)在土體深部 產(chǎn)生破裂滑動(dòng)面，破裂面穿過(guò)錨固段的中點(diǎn)附近并延伸至支護(hù)結(jié)構(gòu)的下端，致使破 裂面以上的土體及支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞。本設(shè)計(jì)主要采用kranz的簡(jiǎn)易計(jì)算方法對(duì)深部破裂面的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。結(jié)

46、合該工程的實(shí)際情況，其穩(wěn)定性驗(yàn)算的計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn) 圖2-11如下：*6RU5'T匸a0L圖2-11錨桿深部穩(wěn)定性驗(yàn)算的計(jì)算簡(jiǎn)圖根據(jù)kranz法的計(jì)算理論錨桿最大拉力的水平分力為:(2 25a)Eah -Eih G Eih tan Eahtan、 tan :1 tan ： tan -穩(wěn)定系數(shù)要求為：K=Thmax .I®Tb式中：Thmax 錨桿最大拉力的水平分力;Ea 作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的主動(dòng)土壓力的反作用力，其水平分力為Eah（ KNE 作用于假象墻上的主動(dòng)土壓力，其水平分力為Eh（ knG 深部滑動(dòng)線(xiàn)及假想墻面范圍內(nèi)土體重量（ KN ；-支護(hù)結(jié)構(gòu)與土體之間的摩擦角（）；:土的內(nèi)

47、摩擦角（）；V深部滑動(dòng)面與水平面的夾角（）；Tb 錨桿實(shí)際水平分力（KN ；取 = 0 時(shí)：Eah =EaEh 二巳，則axEa - E Ga n»1 tan t an(2 25b)計(jì)算數(shù)據(jù)如下表2-4 :表2-4穩(wěn)定性驗(yàn)算統(tǒng)計(jì)表G ( KINE ( KNE a ( KN申(U )日(U )a (U )T hmax ( KN)K163676.39130197.115398.72.16由計(jì)算結(jié)果可知。故錨桿內(nèi)部是穩(wěn)定的。2.3.3 基坑抗隆起驗(yàn)算由于基坑開(kāi)挖于粘性土層中，對(duì)于粘性土，抗剪強(qiáng)度的指標(biāo)包括、C兩項(xiàng)指標(biāo)，所以可以參照太沙基和普朗德地基承載力公式進(jìn)行驗(yàn)算。計(jì)算的示意圖如下：采用

48、太沙基承載力系數(shù):Nq圖2-12基坑抗隆起驗(yàn)算示意圖VDN+cNc計(jì)算公式為：Kq，要求K -1.15 1.25。(2 26)Y(D+H)+q代入?yún)?shù)： Nq = 6.7、Nc=16、D=5m H=5.7m C=13.3Kpa（加權(quán)值）、=20kN/mq =75 kN/m2 （荷載取大值，偏安全）。由上式計(jì)算得：K=3.05 -1.25，故抗隆起穩(wěn)定性滿(mǎn)足要求。管涌及沖潰坑底驗(yàn)算一、管涌驗(yàn)算該基坑工程設(shè)有閉合豎向止水帷幕，豎向止水帷幕埋深12.5m （按最小埋深算）本場(chǎng)地的地下水位按 1.5m算。其抗隆起計(jì)算示意圖如下：圖2-13抗管涌計(jì)算示意圖空蟲(chóng)血''C1 _|一-二圖2-

49、14沖潰坑底驗(yàn)算示意圖基坑墻后側(cè)咼水頭產(chǎn)生的最大滲流力為:h'h' 2t(2 27)式中： w水的重度，取 10kN/m3；h'墻后水位相對(duì)于基坑底的高度 ，取h' = 4.2m； t 豎向止水帷幕在基坑底的深度 ， 取t = 6.8m;計(jì)算結(jié)果為：j = 2.361'安全系數(shù)為：K 二 一 =10/2.36=4.2 -2.0j故：基坑不會(huì)發(fā)生管涌。二、沖潰坑底驗(yàn)算由于基坑底部處于粉土中，該層為弱透水層，相對(duì)于粉砂層為隔水層?；拥?下14m處的粉砂層為中透水層，其中的水可看作承壓水?？紤]到該承壓水對(duì)基坑底 可能產(chǎn)生沖潰，故對(duì)基坑底進(jìn)行抗沖潰驗(yàn)算。其計(jì)算

50、簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2-14 :由公式20 14.3104.2 14.3= (2 28)由計(jì)算結(jié)果可知：坑底不會(huì)出現(xiàn)沖潰現(xiàn)象，基坑底是安全的。第二章基坑降水設(shè)計(jì)第一節(jié)概述工程實(shí)踐表明，基坑的工程事故大多數(shù)與地下水有關(guān)。在基坑開(kāi)挖期間，一些 最壞的情況都是出現(xiàn)在地下水位以下，它不僅使工作條件變得惡劣，而且易造成管 涌、基坑底的隆起、流沙和坑壁的剝落、坍塌甚至引起周邊建筑物沉降、傾斜。裂 縫和倒塌等。因此，基坑工程必須對(duì)地下水進(jìn)行有效的控制。地下水控制的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)滿(mǎn)足支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地周邊工程地質(zhì) 條件，水文地質(zhì)條件和環(huán)境條件并結(jié)合基坑支護(hù)方案綜合分析確定。地下水控制方法可分為集水明排、降水、截水和回灌等型式單獨(dú)或組合使用。 其具體的適用條件見(jiàn)表 3-1 :表3-1地下水控制方法適用條件方法名稱(chēng)土的類(lèi)型滲透系數(shù)（m/d）降水深度（m）水文地質(zhì)特 征集水明排填土、粉土、粘性土、 砂土720v 5上層滯水、或 水量不大的 潛水降 水真空井占八、0.1 20單v 6多v 20噴射井占八、0.1 20v 20管井粉土、砂土、碎石土、 可溶巖、破碎帶1 200> 5含水豐富的 潛水、裂