基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)化工作小組[Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]某基坑支護(hù)設(shè)計(jì)目 錄摘要:-----------------------------------------------------------------------------------3ABSTRACT-------------------------------------------------------------------------------4緒論 ------------------------------------6第一章基坑支護(hù)概述 ---------------------------12第一節(jié)基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)要求計(jì)算理論------------------------------------12其次節(jié)支護(hù)設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn) ---------------------15第三節(jié)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)原則 ----------------------15第四節(jié)側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)---------------------------------------15第五節(jié)支護(hù)構(gòu)造選型 ------------------------15第六節(jié)基坑支護(hù)構(gòu)造內(nèi)支撐體系------------------------------------------15其次章基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的計(jì)算方法-----------------------------------------------12第一節(jié)概述 -----------------------------15其次節(jié)靜力平衡法 --------------------------15第三節(jié)等值梁法 ---------------------------15第四節(jié)M法 ----------------------------15第三章設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 --------------------------17第一節(jié)設(shè)計(jì)原始資料 -----------------------17一、工程概況 -----------------------------17二、設(shè)計(jì)條件 -----------------------------17其次節(jié)構(gòu)造設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 --------------------18一、任務(wù) -------------------------------18二、要求 -------------------------------18第四章構(gòu)造方案設(shè)計(jì)說明 -------------------------21第一節(jié)設(shè)計(jì)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn) -----------------------21一、 本工程相關(guān)資料 --------------------------21二、 設(shè)計(jì)承受的 ----------------------------22三、 基坑設(shè)計(jì)環(huán)境掌握標(biāo)準(zhǔn)-----------------------------------------------22其次節(jié)支護(hù)構(gòu)造方案 ------------------------25一、 方案設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 -------------------------25二、 方案簡介 -----------------------------25第五章基坑支護(hù)構(gòu)造設(shè)計(jì)計(jì)算書-----------------------------------------------21第一節(jié)土壓力計(jì)算 -------------------------21一、土壓力系數(shù)計(jì)算 -------------------------21二、土壓力計(jì)算 ---------------------------22其次節(jié)嵌固長度及水平錨固力計(jì)算--------------------------------------25一、土壓力系數(shù)計(jì)算 -------------------------21二、錨桿長度計(jì) ---------------------------22三、錨桿桿體材料計(jì)算 ------------------------21四、樁長計(jì)算 ----------------------------22第三節(jié)配筋計(jì)算 --------------------------21一、排樁配筋計(jì)算 --------------------------21第四節(jié)驗(yàn)算 ----------------------------26一、整體穩(wěn)定驗(yàn)算 ---------------------------26二、抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算 --------------------------28三、抗隆起驗(yàn)算 ----------------------------29第六章電算結(jié)果 ----------------------------42參考文獻(xiàn) -------------------------------59致謝 ---------------------------------61其次章基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的計(jì)算方法概述計(jì)算板樁墻的常用方法，主要有自由端支撐法(靜力平衡法)、彈基法，均適用于基坑圍護(hù)構(gòu)造計(jì)算。由于本工程擬承受排樁式圍護(hù)，故主要介紹下面介紹板樁墻設(shè)計(jì)方法：靜力平衡法和等值梁法。靜力平衡法它假定支護(hù)構(gòu)造是剛性的，隨著板(樁)入土深度的不同，作用在不同深度上各點(diǎn)的凈土壓力的分布不同。當(dāng)單位寬度板(樁)墻處于穩(wěn)定，相應(yīng)的板(樁)入土深度即為板樁保證其穩(wěn)定性所需要的最小入土深度，可依據(jù)靜力平衡條件即水平力平衡方程(∑H=0)和對(duì)樁底截面2-1力計(jì)算簡圖。整個(gè)支護(hù)構(gòu)造是穩(wěn)定的，故作用在擋土構(gòu)造上的Ra、Ea、Ep三力必需平衡。圖中Ra為支撐(錨)力；Ea為主動(dòng)土壓力；Ep為被動(dòng)土壓力；q。為地面均布荷載。2-1依據(jù)力的平衡條件可以得到:RaEpEaEq(2-10)依據(jù)對(duì)支撐(錨)位置的力矩平衡條件可以得到:(2-11)t的三次方程，當(dāng)主、被動(dòng)土壓力都確定后，入土深度只隨撐(錨)位置ho而轉(zhuǎn)變，調(diào)整ho可以調(diào)整入土深度，關(guān)系是：ho增大，t減??；反之增大。從而可以到達(dá)調(diào)整樁長的目的。同時(shí)樁中的最大彎矩也是ho的函數(shù)，當(dāng)ho從小到大增大時(shí)，樁中的最大彎矩是先小后增大，它有一個(gè)最小值，取此值進(jìn)展樁徑設(shè)計(jì)可以使樁徑最小。等值梁法樁入坑底土內(nèi)有彈性嵌固(鉸結(jié))與固定兩種，當(dāng)作一端彈性嵌固另一端簡支的梁來爭論。擋墻兩側(cè)作用著分布荷載，即主動(dòng)土壓力與土深度、支撐反力及跨中最大彎矩。2-2此彎矩圖前己知彎矩零點(diǎn)位置，并于彎矩零點(diǎn)處將梁(即樁)斷開以簡支計(jì)算，則不難看出所得該段的彎矩圖將同整體梁計(jì)算時(shí)一樣，此段梁段即稱為整梁該段的等值梁。對(duì)于下端為彈性支撐的單支撐擋墻其凈土壓力零點(diǎn)位置與彎矩零點(diǎn)位置很接近，因此可在壓力零點(diǎn)處將板樁劃開作為兩個(gè)相聯(lián)的簡支梁來計(jì)算。這種簡化計(jì)算就稱為等值梁法，其計(jì)算步驟如下：依據(jù)基坑深度、勘察資料等，計(jì)算主動(dòng)土壓力與被動(dòng)壓力，Bu2-2ABRaBQвRa

Ea(hua)(huh)0

(2-12)Ea(ah)Q 0 B huh0(2-13)由等值梁BG求算板樁的入土深度，取藝Mc=0，則1QxB

r(K6

K)x3a

(2-14)由上式求得6Q6Q(K K)Bp a(2-15)t ux0

(2-16)如土質(zhì)差時(shí)，應(yīng)乘系數(shù)1.1~1.2，即t(1.1~1.2)t0

(2-17)

值。max第三章設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)原始資料〔一〕一般概況工程名稱 陸家嘴中心區(qū)B2-1地塊工程工程地點(diǎn) 東區(qū)陸家嘴中心區(qū)B2-1地塊業(yè)主 上海陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)開發(fā)股份主體設(shè)計(jì) 上海中福建筑設(shè)計(jì)院巖土勘察 上海市巖土地質(zhì)爭論院〔二〕構(gòu)造概況本工程位于陸家嘴中心區(qū)B2-1地塊，基地面積平方米，由陸家嘴環(huán)路和東園路圍合而成。本工程為效勞性辦公樓，由主樓〔地面三層〕及二層地下室組成，總建筑面積為㎡。將來將由電信及其它效勞性辦公進(jìn)駐本大廈?；用娣e及開挖深度本工程建筑±相當(dāng)于確定標(biāo)高+，室外自然地面平均標(biāo)高取+；基坑開挖面積約2459m2，基坑圍護(hù)周長約210m，依據(jù)構(gòu)造圖紙，底板面標(biāo)高為，底板厚為700mm，局部厚為1100mm，墊層厚為100mm。因此基坑開挖深度為米，局部電梯井、集水坑等落深尚未確定。二、設(shè)計(jì)條件〔一〕周邊條件本工程位于陸家嘴中心區(qū)B2-1地塊，周邊環(huán)境狀況較為簡單：東側(cè)：基坑開挖面與紅線間距離為～米，紅線外為匯亞大廈。該建筑物地上33層、地下4層，承受樁根底，與基坑開挖面最小距離為米。南側(cè)：基坑開挖面與紅線間距離為～米，紅線外為上海銀行大廈。該建筑物主樓46層，裙房5層，地下3層，承受樁根底，與基坑開挖面最小距離為米。西側(cè)：基坑開挖面與紅線間距離為～米，紅線外為東園路。北側(cè)：基坑開挖面與紅線間距離為～米，紅線外為陸家嘴環(huán)路?！捕彻こ趟牡刭|(zhì)條件依據(jù)《陸家嘴中心區(qū)B2-1地塊工程巖土工程勘察報(bào)告》，本工程基坑開挖影響范圍內(nèi)巖土工程地質(zhì)有以下特點(diǎn)：的孔口地面標(biāo)高在～米之間，一般地面標(biāo)高在左右。建筑垃圾等，下部為灰黃～灰色粘性土、粉性土，土質(zhì)不均。3層粉土，富水性好，透水性強(qiáng)，在水頭差的作用下易產(chǎn)生流砂等不良地質(zhì)現(xiàn)象。4、擬建場(chǎng)地淺部地下水屬潛水類型，其水位動(dòng)態(tài)變化主要受控于大氣降水和地面蒸發(fā)，勘察期間實(shí)測(cè)取土孔內(nèi)地下水位靜止水位埋深在～，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)地下水位取。5、場(chǎng)區(qū)內(nèi)第⑦層為承壓含水層，承壓水頭在3～11m，其中⑦1層頂最淺埋深約為32米。經(jīng)計(jì)算，按承壓水頭為自然地面以下3米考慮，當(dāng)基坑開挖深度小于米時(shí)，可不考慮承壓水對(duì)基坑突涌的影響。由于本工程底板處開挖深度為米，估量局部電梯井、集水坑處開挖深度不會(huì)大于15米，因此可不考慮承壓水對(duì)基坑的影響?！惨弧乘?。表3-1土層分布狀況及設(shè)計(jì)參數(shù)表土層名層厚(M)γ(kN/m3)φ(度)C(kPa)含水量壓縮(MPa滲透系值(%))〔cm/s〕①填土～17250質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土～287粘土～13⑤1-1粘土～1316⑤1-2土～1914注：C、φ均為勘察報(bào)告所供給的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)〔直剪固結(jié)峰值〕；〔三〕依據(jù)本工程的開挖深度、地質(zhì)狀況及周邊環(huán)境狀況，基坑安全等級(jí)為二級(jí)，基坑重要性系數(shù)γ=。0構(gòu)造設(shè)計(jì)任務(wù)及要求一、任務(wù)該工程是對(duì)基坑圍護(hù)做排樁結(jié)合錨桿的設(shè)計(jì)。運(yùn)用了所學(xué)的土力學(xué)及基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)等專業(yè)學(xué)問結(jié)合畢業(yè)實(shí)習(xí)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)閱歷，通過對(duì)勘察資料的分析，結(jié)合場(chǎng)地環(huán)境及工程實(shí)際并運(yùn)用計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件，設(shè)計(jì)計(jì)算。主要內(nèi)容：圍護(hù)構(gòu)造的設(shè)計(jì)、施工方案的選擇、整體穩(wěn)定驗(yàn)算、坑底隆起驗(yàn)算、主被動(dòng)土壓力計(jì)算等。二、要求目的：依據(jù)勘探報(bào)告資料和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合專業(yè)學(xué)問設(shè)計(jì)合理的設(shè)計(jì)方案以到達(dá)實(shí)際工程設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)。(2)保證基坑深度達(dá)；Ks≥；K≥。設(shè)計(jì)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)一、本工程相關(guān)資料1、陸家嘴中心區(qū)B2-1地塊工程建筑總平面圖、擴(kuò)初方案資料；2、地下綜合管線圖；3、《陸家嘴中心區(qū)B2-1地塊工程巖土工程勘察報(bào)告》；二、設(shè)計(jì)承受的標(biāo)準(zhǔn)1、國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50010-2023)；2、國家標(biāo)準(zhǔn)《地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50007-2023〕；3、國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑構(gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50009-2023〕；4、國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基根底工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50202-2023〕5、中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》〔JGJ120-99〕三、基坑設(shè)計(jì)環(huán)境掌握標(biāo)準(zhǔn)本工程基坑施工對(duì)周邊環(huán)境影響的掌握指標(biāo)如下：1、鄰近建筑物沉降不大于20mm，附加傾斜不大于‰；米〕沉降差10mm，水平位移差10mm，并滿足相關(guān)管線單位的要求；支護(hù)構(gòu)造方案一、方案設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想基坑圍護(hù)方案的選定必需綜合考慮工程本身的特點(diǎn)及四周環(huán)境的要求，在滿足地下室構(gòu)造土建施工及確保四周環(huán)境安全牢靠的前提下，盡量到達(dá)既經(jīng)濟(jì)合理，又便利施工及提高工效的標(biāo)準(zhǔn)。本工程基坑開挖深度較深，達(dá)米，基坑開挖面積約2459平方米；工程位于陸家嘴中心區(qū)，開挖面與紅線距離僅約～米，與相鄰建筑物距離約～米，西、北兩側(cè)緊鄰道路，環(huán)境保護(hù)要求比較高，必需實(shí)行牢靠圍護(hù)措施。依據(jù)本工程的開挖深度、地質(zhì)狀況及周邊環(huán)境狀況，基坑圍護(hù)可按二級(jí)基坑工程進(jìn)展設(shè)計(jì)。二、方案簡介基坑工程具有較強(qiáng)的環(huán)境效應(yīng)，基坑工程的開挖，必將引起四周地基中地下水位變化和應(yīng)力場(chǎng)的轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致四周地基土體的變形，對(duì)相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)產(chǎn)生影響。影響嚴(yán)峻的將危及相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)的安全與正常使用。本工程四周的環(huán)境簡單，對(duì)環(huán)境的要求比較苛刻，既要保證整個(gè)維護(hù)構(gòu)造的施工過程的安全，又要掌握圍護(hù)構(gòu)造及其四周土體的變形，以保證四周建筑和地下管線的安全。在安全前提下設(shè)計(jì)合理，節(jié)約造價(jià)，便利施工，縮短工期。故承受排樁與錨桿組合的基坑護(hù)壁體系。利用排樁與錨桿組合的基坑護(hù)壁體系是深基坑施工支護(hù)構(gòu)造的一種方法，即承受鉆孔壓漿樁和錨桿協(xié)作體系進(jìn)展護(hù)壁。開挖基坑四周鉆孔，澆筑鋼筋混凝土灌注樁，每隔肯定距離向樁反面斜下方用錨桿鉆機(jī)打孔，在孔內(nèi)放鋼筋錨桿，用水泥壓力灌漿，到達(dá)強(qiáng)度后，拉緊固定，在樁中間進(jìn)展挖土直至設(shè)計(jì)深度。該方法既防止側(cè)壁土體產(chǎn)生坍塌下滑，保護(hù)相鄰建筑物安全，又有施工便利，節(jié)約施工場(chǎng)地，施工進(jìn)度快，護(hù)壁效果好，安全牢靠，便于機(jī)械開挖的特點(diǎn)，適用于鄰近有高層建筑，不允許支護(hù)有較大變形。土壓力計(jì)算一、土壓力系數(shù)計(jì)算土壓力系數(shù)如表5-1所示。土層KaiK土層KaiKpi①填土質(zhì)粘土④淤泥質(zhì)粘土⑤1-1粘土粘質(zhì)粉土二、土壓力計(jì)算〔一〕土層分布5-2土層分布5-2層號(hào)巖土名稱填土厚度〔m〕②3④⑤1-1淤泥質(zhì)粘土粘土〔二〕土層側(cè)向土壓力計(jì)算主動(dòng)土壓力計(jì)算σaA=(20+17×0)××0×=(kPa)σaC=(20+17×+×××7×=(kPa)=Ea(23)=(kPa)ΣaD=(20+17×+×××13×=(kPa)=Ea(31)=(kPa)ΣaE=(20+17×+×××16×=(kPa)σaF=(kPa)被動(dòng)土壓力計(jì)算σpC=0×+2×7×=(kPa)σpD=(0+××+2×7×=(kPa)σpE=(0+×+××+2×13×=(kPa)=(0+×+××+2×16×=(kPa)σpF=(0+×+×+×6)×+2×16×=(kPa)圖5-1 土壓力分布圖凈土壓力計(jì)算〔坑地面以下〕σpC=上=下=上=下=得開挖面以以下圖土壓力零點(diǎn)X/=X=(m)土壓力零點(diǎn)在基坑底面以下處〔如圖5-2所示〕。圖5-2 凈土壓力分布圖〔三〕土壓力合力及作用點(diǎn)的計(jì)算：EaAB=×+/2=(KN/m)HaAB=3××2+/+=(m)EaBC=+×2=(KN/m)HaBC=3××2+/(+=(m)EaCD=×=(KN/m)HaCD=2=(m)EaDE=×=(KN/m)HaDE=2=(m)EpCD=+×2=(KN/m)HpCD=3××2+/+=(m)EpDE=+×2=(KN/m)HpDE=3××2+/(+=(m)嵌固長度及水平錨固力計(jì)算一．水平錨固力的計(jì)算：〔以土壓力零點(diǎn)位置計(jì)算〕o+T=×+++×++×××2/3×T=++/T=(kN/m)二．錨桿長度計(jì)算：q sk

取 鉆孔直徑取120mm錨桿位于地下4m處傾s角取=15 HPB235鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f =kpa/mm2y1．自由段長度計(jì)算： =×25+8×+×+6×13=19.58kl=+=t得lf=可取自由段長度計(jì)算：+=2．錨固段長度計(jì)算：

2 2 T依據(jù)N= d q ld

q l2c d d ，N d ，u siki 1s

sjkj k

u cosT 1.25 Td 0

取,有0l=i取錨固長度為17m, 三．錨桿桿體材料計(jì)算：1108.09桿體鋼筋半徑為r 18.8mm 取1108.09四．樁長計(jì)算：1-1x=×++x)+×+++x)+×++x