深基坑專項施工方案(專家論證帶鋼板樁驗算)

1、關(guān)注微信公眾號：工程人找工作讓工作不再背井離鄉(xiāng)！更多精品資料合集免費領(lǐng)取. 勞動力計劃6.1項目管理人員本工程實行項目經(jīng)理責(zé)任制。由項目經(jīng)理、項目技術(shù)負責(zé)人、施工員、專職質(zhì)檢員、材料員、試驗員、安全管理小組組成管理班子。為保障本工程順利進行，我公司決定選派強有力的管理班子承擔(dān)該項目施工管理。項目管理人員組織機構(gòu)如下：項目經(jīng)理項目經(jīng)理項目技術(shù)負責(zé)人項目技術(shù)負責(zé)人 試驗員 材料員 質(zhì)檢員 施工員 試驗員 材料員 質(zhì)檢員 施工員 安全員 土方組 打井組 土方組 打井組 模板組混凝土組 模板組混凝土組 鋼筋組 外架組項目部管理人員配置如下表：崗 位姓名職稱職 責(zé)項目經(jīng)理周海波高級工程師全面領(lǐng)導(dǎo)施工，抓

2、好現(xiàn)場管理，是質(zhì)量、安全、文明施工的直接負責(zé)人。項目技術(shù)負責(zé)人顧利珍助理工程師工程施工技術(shù)、施工質(zhì)量的技術(shù)責(zé)任人，組織對新技術(shù)、新工藝的開發(fā)和實施，疑難技術(shù)問題攻關(guān)。施工員丁志峰工程師實施施工組織設(shè)計方案和技術(shù)開發(fā)，調(diào)度各工序的銜接，負責(zé)軸線放樣定位。施工員季玉斌助理工程師實施施工組織設(shè)計方案和技術(shù)開發(fā)，調(diào)度各工序的銜接，負責(zé)軸線放樣定位。質(zhì)檢員王青松助理工程師負責(zé)對工序、設(shè)備安裝質(zhì)量的檢查、監(jiān)督、指導(dǎo)，負責(zé)質(zhì)量管理制度的實施。安全員殷芹工程師設(shè)備的安全使用，完善安全設(shè)施，實施有關(guān)安全管理制度，按時呈報有關(guān)安全資料報表。材料員盧春玉工程師負責(zé)材料購置及輔助設(shè)備的采購，保證采購計劃的及時、完整、

3、準確、有效實施。6.2作業(yè)人員勞力組織布置由公司工程部配合項目經(jīng)理部負責(zé)組織，依據(jù)施工進度要求的勞動力計劃報表，選拔組織熟練程度高、能信任分項工程質(zhì)量要求的技術(shù)工人，及時辦理勞力進場和退場，并作好施工現(xiàn)場新工人的進場三級教育。勞動力可按照施工情況分批進場，并可根據(jù)實際施工情況進行調(diào)整。作業(yè)人員安排見下表： 序號工種工人數(shù)量備注1土方組15人負責(zé)機械挖土、運土。2后勤保障6人負責(zé)清土、排水溝、截水溝施工，抽水等勤雜工、安全文明施工。3污水管道施工組12人負責(zé)污水管道主體施工。4電工、電焊工各1人負責(zé)施工用電、焊接5降水組2人負責(zé)降水井的施工。6鋼板樁施工組6人負責(zé)拉森鋼板樁的施工。7. 計算書及

4、相關(guān)圖紙本工程污水管道總長1262米，其中W18-W31段（長982m）污水管道溝槽開挖深度（6.565.4m）均超過5m，槽底平均高程高程-2.68m。本工程深基坑管材采用D600鋼筋砼預(yù)應(yīng)力管，管道基礎(chǔ)采用鋼筋砼管。本次深基坑專項方案的計算書以W18W20段管道基坑為例（此段基坑最深），基坑尺寸為長100m寬17.3m，基坑底標高為-3.07m,基坑深度為6.37米，本基坑放坡采用二級放坡，上層吹填土按1：1放坡，下層粉砂土采用拉森鋼板樁支護后直槽開挖。本工程超過5m的基坑均按此方案進行放坡。 7.1 基坑邊坡穩(wěn)定驗算（采用同濟啟明星邊坡穩(wěn)定分析計算軟件計算）7.1.1計算參數(shù)土質(zhì)技術(shù)參數(shù)

5、表層號土層名稱重度r粘聚力c內(nèi)摩擦角彈性模量E孔隙比土層厚度KN/m3kPa0CMPam1-2沖填土18.5411.928.510.650.8576.52-1粉質(zhì)黏土夾粉土18.0381.0032.53粉土18.5113.226.612.320.8704.64淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾粉土17.981.0322.45粉土夾粉砂18.6110.925.512.230.83947.1.2計算基本原理：用瑞典條分法分析土坡穩(wěn)定，是基于對失穩(wěn)土坡現(xiàn)場觀測得知土坡失穩(wěn)時的滑動曲面呈圓弧形，如下（圖1-1）所示，分析時假定1m長條的土體ACD繞圓心O轉(zhuǎn)動（即沿AC弧滑動時），用極限平衡狀態(tài)來判別土坡是否失穩(wěn)。7.1

6、.3計算基本方法：1.按比例繪制土坡剖面（圖1-1），假設(shè)滑弧通過坡腳，任選一圓心O、半徑為R的圓弧AC，并將圓弧分為若干個垂直的土條，并編號。2.將每個土條的重力Gi(Gi=riHibi)，沿圓弧分解成切向力Hi和垂直圓弧的法向力Vi，即Hi=GisinaiVi=Gicosai分析時不計土條兩側(cè)面的法向力和剪切力的影響（誤差約為10%-15%）。3.分別計算滑動土體的滑動力矩MOV和抗滑力矩Mr(均對滑動圓心取力矩)，應(yīng)等于：第i條滑弧處土的內(nèi)摩擦角；第i條滑弧處土的黏聚力；第i條滑弧長度；第i條中線處法線與鉛直線的夾角。4.計算邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)K5. 根據(jù)建筑施工土石方工程安全技術(shù)規(guī)范(J

7、GJ120-2012)Kmin大于1.25時為穩(wěn)定邊坡。7.1.4、坡頂有動載情況下的邊坡進行安全穩(wěn)定系數(shù)驗算。本次主要對上層土的邊坡進行穩(wěn)定性驗算。動載主要考慮污水管道施工的材料運輸車輛的荷載，以及施工機械行走通過便道時的荷載。荷載為25Kpa的均布荷載，范圍距基坑邊27米。具體驗算見下圖：7.1.5邊坡穩(wěn)定系數(shù)驗算結(jié)論：經(jīng)用“同濟啟明星邊坡穩(wěn)定性分析計算軟件”進行驗算，基坑邊坡頂部邊緣2m以外有車輛動載情況下對邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)沒有影響；計算得出本方案基坑邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)K=2.211.25，符合建筑施工土石方工程安全技術(shù)規(guī)范(JGJ120-2012)的要求。7.2降水計算7.2.1涌水量計

8、算本工程巖土工程勘察報告中，勘探深度內(nèi)未揭示有不透水層，故按潛水無壓非完整井進行設(shè)計。見下圖1、 計算參數(shù)：降水設(shè)計技術(shù)參數(shù)表層號土層名稱重度r粘聚力c內(nèi)摩擦角滲透系數(shù)K土層厚度KN/m3kPa0Ccm/sm1-2沖填土18.5411.928.52.16E-046.52-1粉土夾粉砂18.519.528.32.36E-0402-2粉質(zhì)黏土夾粉土18.58E-052.53粉土18.633E-044.64淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾粉土17.98E-052.45粉土夾粉砂18.6110.925.52.36E-044根據(jù)勘察報告采用各土層的滲透系數(shù)根據(jù)土層厚度進行加權(quán)計算如下：K=（6.52.1610-4+2.

9、51.6810-4+4.61.9310-4+2.42.8810-5+42.3610-4）/20 =1.6710-4cm/s=0.144m/d 降水曲線坡度i=0.1 原地面標高：3.3m 地下水位標高：3.0m 基坑底標高：-3.07m 基坑尺寸：長100m,寬17.3m（以上數(shù)值見基坑開挖斷面圖） 深水井井徑d=0.4m，r=0.2m 深水井濾管長度l取值6m2、 降水區(qū)等效半徑按建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程(JGJ120-2012)附錄E：r0=0.29(a+b)=0.29（17.3+100) =34m3、基坑水位降深式中：s要求降低的水位（m）；D基坑開挖深度（m），D取6.37m；dw地下水位

10、埋深（m），為0.3m； sw降下后的水位與基坑底距離（m）為0.5m。計算得s=6.57m4、含水層厚度的確定由于南通地區(qū)降水影響深度內(nèi)沒有不透水層，按建筑施工計算手冊表4-14：計算有效含水層厚度H0上表中地下水水位至濾管上端距離s= iL/2+S=5/2*0.1+6.57=6.82m由s/（s+l）=6.82/(6.82+6)=0.54（內(nèi)插法上表）得含水層有效深度 式中：L深水井至基坑中心的距離,取5m；S基坑水位降深,取6.57；i降水曲線坡度取值0.1。H0=1.72（s+l）=1.72*（6.82+6）=22.1m5、抽水影響半徑的確定按建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程(JGJ120-201

11、2)7.3.11-1，故抽水影響半徑：R0=2S(H0K) 1/2=2*6.57*(22.1*0.144) 1/2=23.44m6、降水區(qū)總涌水量按建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范（JGJ/T111-98）6.4.4-1： Q=LK（H02-hm2）/ R0L條狀基坑長度；K滲透系數(shù)；Hm抽水前與抽水時含水層厚度的平均值；R0抽水影響半徑。降水后含水層厚度h= H0-S=22.1-6.57=15.5m，降水前后含水層平均厚度hm=(22.1+15.5)/2=18.8m，則Q =100*0.114*（22.12-18.82）/23.44=82.9m3/d7.2.2井群涌水量驗算按建筑與市政降水工程技術(shù)

12、規(guī)范（JGJ/T111-98）6.4.4-2： Q1=n Q1=n(K(2H0-S)S/(ln(d/r)+ R0/2 d）)式中d為井間距之半，即d=15/2=7.5m=6*（3.14*0.144*（2*22.1-6.57）*6.57/(ln(10/3.14*0.2)+ 3.14*23.44/2*10）) =108.3 m3/dQ=82.9m3/d符合要求7.2.3降水水位驗算按建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范（JGJ/T111-98）6.5.2-5：Sx= H0-（h2+( H02-h2)X/ R0）1/2 =22.1-(12.22+(22.12-12.22)*5/23.44) 1/2 =7.22

13、mS=6.57m由2、3可知，深水井按間距20m布置滿足本工程降水要求。7.2.4深水井埋置深度按建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范（JGJ/T111-98）6.3.2： HwHw1Hw2Hw3Hw4Hw5Hw6式中 Hw管井的埋設(shè)深度(m) Hw1基坑深度 取6.37m Hw2基坑槽中央最深挖掘面至降水曲線點的安全距離(m)取0.5m Hw3降水曲線坡度 取1/10 Hw4降水期間的地下水位變幅，取2.2米 Hw5 降水井過濾器長度(m)取6.0 Hw6 沉沙管長度（m）取2m Hw6.370.56.61/102.2+6+2=17.73m ，為了確保降水效果取20m。7.2.5設(shè)計結(jié)論本深基坑采用深

14、水井降水，深水井間距20m，井管選用d400無砂砼井管，埋置深度20m，井底沉淀管長度2m，查建筑施工計算手冊表3-13，選用QY-25型深井水泵，其流量為25m3/h，揚程30m，電機功率2.0KW。為縮短降水周期、增強降水效果在溝槽西側(cè)拉森鋼板樁內(nèi)側(cè)增設(shè)一排輕型井點，立管間距1.0米、立管高5米。7.3鋼板樁穩(wěn)定性驗算基坑計算采用排樁擋土支護模型，利用理正深基坑7.0程序模擬計算，開挖最大深度為6.37m，拉森樁止水支護鋼板樁形成懸臂擋土結(jié)構(gòu)，基坑等級按二級基坑設(shè)計，選用國家行業(yè)標準建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程(JGJ120-2012)進行設(shè)計計算，計算中不考慮拉錨設(shè)計影響，施工中可適當(dāng)采取拉錨等

15、措施加強，以提高安全系數(shù)。程序默認原地面標高為計算深度0.00m，即基坑頂標高3.3m作為計算起點0m，坑底標高-3.07m作為基坑底，計算深度6.37m，拉森鋼板樁的長度為9m，入土深度5.23米，實際深度和計算深度一致。溝槽頂按150KN.M超載荷載予以考慮。土層情況見下表。土質(zhì)技術(shù)參數(shù)表層號土層名稱重度r粘聚力c內(nèi)摩擦角彈性模量E孔隙比土層厚度KN/m3kPa0CMPam1-2沖填土18.5411.928.510.650.8576.52-1粉質(zhì)黏土夾粉土18.0381.0032.53粉土18.5113.226.612.320.8704.64淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾粉土17.981.0322.45

16、粉土夾粉砂18.6110.925.512.230.8394 支護方案 排樁支護 基本信息 規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 JGJ 120-2012內(nèi)力計算方法增量法支護結(jié)構(gòu)安全等級三級支護結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)00.90基坑深度h(m)6.370嵌固深度(m)5.230樁頂標高(m)-2.600樁材料類型鋼板樁 每延米截面面積A(cm2)236.00 每延米慣性矩I(cm4)39600.00 每延米抗彎模量W(cm3)2200.00 抗彎f(Mpa)215有無冠梁 無防水帷幕無放坡級數(shù)1超載個數(shù)1支護結(jié)構(gòu)上的水平集中力0 放坡信息 坡號臺寬(m)坡高(m)坡度系數(shù)13.0002.6001.000 超載

17、信息 超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)1150.0000.0007.0007.000條形 附加水平力信息水平力作用類型水平力值作用深度是否參與是否參與序號 (kN)(m)傾覆穩(wěn)定整體穩(wěn)定 土層信息 土層數(shù) 3坑內(nèi)加固土 否內(nèi)側(cè)降水最終深度(m)8.000外側(cè)水位深度(m)15.000內(nèi)側(cè)水位是否隨開挖過程變化否內(nèi)側(cè)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內(nèi)力計算時坑外土壓力計算方法主動 土層參數(shù) 層號土類名稱層厚重度浮重度黏聚力內(nèi)摩擦角與錨固體摩 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)擦阻力(kPa

18、)1素填土6.5018.511.9028.5060.02粉土2.5017.910.017.116.260.03粉土4.6019.39.313.2026.6060.0層號黏聚力內(nèi)摩擦角水土計算方法m,c,K值不排水抗剪 水下(kPa)水下(度) 強度(kPa)1m法4.6820.0033.00分算m法18.48345.0015.00合算m法7.50 土壓力模型及系數(shù)調(diào)整 彈性法土壓力模型: 經(jīng)典法土壓力模型:層號土類水土水壓力外側(cè)土壓力外側(cè)土壓力內(nèi)側(cè)土壓力內(nèi)側(cè)土壓力 名稱 調(diào)整系數(shù)調(diào)整系數(shù)1調(diào)整系數(shù)2調(diào)整系數(shù)最大值(kPa)1素填土合算1.0001.0001.00010000.0002粉土分算1

19、.0001.0001.0001.00010000.0003粉土合算1.0001.0001.00010000.000 工況信息 設(shè)計參數(shù) 整體穩(wěn)定計算方法瑞典條分法穩(wěn)定計算采用應(yīng)力狀態(tài)有效應(yīng)力法穩(wěn)定計算合算地層考慮孔隙水壓力條分法中的土條寬度(m)0.40剛度折減系數(shù)K0.850工況工況深度支錨號類型(m)道號1開挖2.6002開挖6.370 設(shè)計結(jié)果 結(jié)構(gòu)計算各工況：內(nèi)力位移包絡(luò)圖：地表沉降圖： 截面計算 截面參數(shù) 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 內(nèi)力取值 段內(nèi)力類型彈性法經(jīng)典法內(nèi)力內(nèi)力號 計算值計算值設(shè)計值實用值基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩(kN.m)23.260.0022

20、.2422.241基坑外側(cè)最大彎矩(kN.m)22.9592.4321.9521.95最大剪力(kN)23.4956.5026.4326.43 截面驗算 基坑內(nèi)側(cè)抗彎驗算(不考慮軸力) nei = Mn / Wx = 22.242/(2200.000*10-6) = 10.110(MPa) f = 215.000(MPa) 滿足 基坑外側(cè)抗彎驗算(不考慮軸力) wai = Mw / Wx = 21.946/(2200.000*10-6) = 9.976(MPa) 1.25, 滿足規(guī)范要求。 抗傾覆穩(wěn)定性驗算 抗傾覆(對支護底取矩)穩(wěn)定性驗算:Mp被動土壓力及支點力對樁底的抗傾覆彎矩, 對于內(nèi)支

21、撐支點力由內(nèi)支撐抗壓力 決定;對于錨桿或錨索，支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。Ma主動土壓力對樁底的傾覆彎矩。 工況1： Kov = 9.838 = 1.150, 滿足規(guī)范要求。 工況2： Kov = 1.238 = 1.150, 滿足規(guī)范要求。 安全系數(shù)最小的工況號：工況2。 最小安全Kov = 1.238 = 1.150, 滿足規(guī)范要求。 抗隆起驗算 1) 從支護底部開始，逐層驗算抗隆起穩(wěn)定性，結(jié)果如下： 支護底部，驗算抗隆起： Ks=(19.0195.2306.930+29.10015.612)/(18.587(3.770+5.230)+107.279)=4.165 Ks =

22、 4.165 1.400，抗隆起穩(wěn)定性滿足。 嵌固深度構(gòu)造驗算 根據(jù)公式: 嵌固構(gòu)造深度=嵌固構(gòu)造深度系數(shù)基坑深度 =0.8006.370=5.096m嵌固深度采用值5.230m = 5.096m,滿足構(gòu)造要求。 嵌固段基坑內(nèi)側(cè)土反力驗算 工況1：Ps = 461.396 Ep = 2069.953，土反力滿足要求。工況2：Ps = 474.636 Ep = 1363.907，土反力滿足要求。工況3：Ps = 472.762 Ep = 853.646，土反力滿足要求。式中：Ps為作用在擋土構(gòu)件嵌固段上的基坑內(nèi)側(cè)土反力合力（kN）；Ep為作用在擋土構(gòu)件嵌固段上的被動土壓力合力（kN）。 結(jié)論：綜

23、上所述本次鋼板樁設(shè)計方案能滿足建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程JGJ120-2012的要求的。7.4降水造成地面沉降的估算根據(jù)上述計算可知本基坑的降水影響半徑為23.44m,在此影響范圍內(nèi)道路西側(cè)江堤距離距離降水井的距離為56.5米23.44M，本深基坑的降水對江堤影響較小。現(xiàn)對降水影響半徑為23.44m的臨界值進行地面沉降估算。由于本次降水范圍內(nèi)地下水位以下均以粉砂土為主，沉降量計算公式如下：式中，S 計算沉降量（cm）；P 水位變化施加于土層的附加應(yīng)力（Mpa）;H為計算土層的厚度（cm）；E土的彈性模量， 根據(jù)勘測報告取第一層土層的彈性模量E=10.65。計算點處的水位下降值；H含水層厚度，取值22

24、.1m；S 基坑水位降深,取值6.57m；R 基坑降水影響半徑,取值23.44m；r0基坑仿大井半徑,取值34m；hw井點降水穩(wěn)定水頭值； hw=H-S- i*r0=22.1-6.57- 6.6*0.1=14.98mr 取23.44m。距離基坑最近處（r1=23.44m）地基沉降量計算如下：=0.335m=0.33510=0.0034MpaS=0.003446/10.65=0.023cm很小江堤位于零介點西側(cè)33.06米，降水井對江堤的影響更小。所以深井降水對江堤的影響未超出建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2011）允許值。由于該江堤屬于一道江堤非常重要，為了確保江堤萬無一失，在江堤內(nèi)側(cè)

25、距坡腳2米處每50米施打一口觀測井，每天進行嚴密觀測地下水位，一旦該處的地下水降幅超過1米就對其進行地下水回灌。7.5基坑管涌穩(wěn)定性驗算7.5.1管涌發(fā)生的機理及處理措施在滲透水流作用下，土中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動，以至流失；隨著土的孔隙不斷擴大，滲透速度不斷增加，較粗的顆粒也相繼被水流逐漸帶走，最終導(dǎo)致土體內(nèi)形成貫通的滲流管道，造成土體塌陷，這種現(xiàn)象稱為管涌?？梢姡苡科茐囊话阌袀€時間發(fā)展過程，是一種漸進性質(zhì)的破壞。 土是否發(fā)生管涌，首先取決于土的性質(zhì)，管涌多發(fā)生在砂性土中，其特征是顆粒大小差別較大，往往缺少某種粒徑，孔隙直徑大且相互連通。無粘性土產(chǎn)生管涌必須具備兩個條件：幾何條件：土中粗顆粒所構(gòu)成的孔隙直徑必須大于細顆粒的直徑，這是必要條件，一般不均勻系數(shù)10的土才會發(fā)生管涌；水力條件：滲流力能夠帶動細顆粒在孔隙間滾動或移動是發(fā)生管涌的水力條件，可用管涌的水力梯度來表示。但管涌臨界水力梯度的計算至今尚未成熟。對于重大工程，應(yīng)盡量由試驗確定。 位于透水地基上的水工建筑物，在水位差作用下地基產(chǎn)生承壓滲流。它與作用水頭的大小，地基滲徑長度，土的孔隙率和顆粒級