基坑工程講座-設(shè)計實例

基坑工程講座-設(shè)計實例第一頁，共45頁。本次講座主要內(nèi)容第一部分：概述第二部分：基坑支護類型第三部分：基坑支護設(shè)計和施工第六部分：基坑支護設(shè)計與施工實例第四部分：基坑支護中水的控制第五部分：基坑支護檢測和監(jiān)測第二頁，共45頁。第六部分：基坑支護設(shè)計與施工實例樁錨支護的設(shè)計計算土釘墻的設(shè)計計算第三頁，共45頁。一、樁錨支護的設(shè)計計算第四頁，共45頁。第五頁，共45頁。1.

工程概況

擬建煙臺天鴻時代廣場濱海景區(qū)場地位于煙臺市大馬路以南、二馬路以北、國稅大廈以東?；A(chǔ)設(shè)計深度為15.0m?；娱L250多米，寬70多米。該基坑周圍東、北、南側(cè)為城市道路，北側(cè)道路以北為濱海廣場，南側(cè)道路以南約20m為多層建筑物，西側(cè)為建筑施工和辦公場地，東側(cè)道路以東約15m為一高層建筑物?；又車芫€比較多，包括電力、煤氣、通信等管線，其中南側(cè)管線最為密集。地下水位平均相對標(biāo)高為-3.800m。

第六頁，共45頁。山東省煙臺地質(zhì)工程勘察院提供的《煙臺天鴻時代廣場濱海景區(qū)巖土勘察報告》山東正元地理信息工程有限責(zé)任公司提供的《濱海廣場綜合地下管線圖》煙臺市建筑設(shè)計研究股份有限公司提供的該建筑物《地下室底板結(jié)構(gòu)平面圖》《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范》（GB50086-2001）2.設(shè)計依據(jù)第七頁，共45頁。場地土層參數(shù)依據(jù)該場地的《巖土工程勘察報告》該基坑的安全等級為一級，基坑重要性系數(shù)取1.1，地面荷載取值15kPa。根據(jù)土層參數(shù)的標(biāo)準值，依據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）計算荷載的設(shè)計值。3.設(shè)計參數(shù)第八頁，共45頁。4.計算軟件同濟啟明星軟件—《深基坑支護設(shè)計計算軟件》（FRWSv4.0）理正軟件－《理正深基坑》（F-SPWv5.1）第九頁，共45頁。5.巖土工程條件場地土層自上而下分7層：①雜填土：松散，干～濕，主要成份為回填粘性土、建筑垃圾及生活垃圾。厚度：0.90～4.10m；②粉質(zhì)粘土、粉土：軟塑～可塑，局部夾較多礫砂、粗砂，偶見角礫。局部相變?yōu)榉弁?。厚度?.10～7.00m，平均4.09m；②-1粗砂、礫砂：松散～中密，濕～飽和。厚度：0.60～3.80m；③粉質(zhì)粘土：可塑～硬塑，局部夾礫砂、角礫。厚度1.50～11.20m；④混土角礫：稍密～中密，飽和，主要成份為片巖、花崗巖、片麻巖碎塊，多呈次棱角狀，含大量礫砂及粘性土。厚度1.80～10.50m。第十頁，共45頁。第十一頁，共45頁。

該場區(qū)地下水屬第四系孔隙微承壓水及基巖裂隙水，地下水自西向東、自南向北逕流入海。含水層主要為②-1層粗砂、礫砂、③礫砂及基巖強風(fēng)化層，④混土角礫為弱含水層，地下水的補給來源主要為大氣降水和側(cè)向地下徑流補給，主要以地下逕流排泄?？辈炱陂g地下水位埋深3.90～1.50m，平均2.97m，水位標(biāo)高平均4.54m。

6.

水文地質(zhì)條件第十二頁，共45頁。7.

支護方案

根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)要求，該基坑最大開挖深度為15.0m，屬于一級基坑。同時由于該基坑周圍為城市道路，且周圍管線比較多，對基坑變形要求比較嚴格?；谧冃慰刂瓶紤]，并結(jié)合場地周圍環(huán)境條件、工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件和建筑物結(jié)構(gòu)要求，采用排樁預(yù)應(yīng)力錨索進行基坑支護。

第十三頁，共45頁。第十四頁，共45頁。第十五頁，共45頁。

支護樁采用鉆孔灌注樁，直徑800mm，樁間距1.3m，樁長18.5m；沿基坑側(cè)壁自上而下設(shè)置四道預(yù)應(yīng)力錨索，錨索水平間距為1.3m，預(yù)應(yīng)力錨索為Φs12.7鋼鉸線，鉆孔直徑為130mm；為了避免群錨效應(yīng)對錨索承載力的影響，采用與水平向夾角為15°和20°兩種方式，兩種夾角的錨桿水平向交錯布置第十六頁，共45頁。8.

計算書

根據(jù)設(shè)計參數(shù)，按照水土合算和矩形土壓力計算模式，計算得到支護體系內(nèi)力包絡(luò)圖，最大計算變形為32.5mm，滿足0.3%的設(shè)計要求。

第十七頁，共45頁。第十八頁，共45頁。

根據(jù)設(shè)計參數(shù)，支護體的整體穩(wěn)定性安全系數(shù)為1.49，滿足一級基坑整體穩(wěn)定性安全系數(shù)不小于1.3的要求。

第十九頁，共45頁。

根據(jù)內(nèi)力包絡(luò)圖可知支護樁樁身最大彎距設(shè)計值為705.9kN.m，按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2002）的規(guī)定經(jīng)過計算配筋。如圖5所示，采用通常配筋，主筋為22根Φ20鋼筋，箍筋為φ8@150，同時采用Φ14@2000的加強筋，支護樁頂部做寬800mm，高400mm的冠梁。

第二十頁，共45頁。第二十一頁，共45頁。

預(yù)應(yīng)力錨索主體采用2（3）Φs12.7鋼鉸線，錨固段采用純水泥漿一次低壓注漿，注漿壓力0.2～0.5Mpa，水灰比0.45～0.5，水泥采用42.5硅酸鹽水泥。各道預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計參數(shù)

第二十二頁，共45頁。9.支護體系和周邊環(huán)境的監(jiān)測設(shè)計

由于基坑南側(cè)和北側(cè)地下管道復(fù)雜，對于該部位應(yīng)每30m設(shè)置一個基坑周圍地面沉降觀測點（圖中帶圈數(shù)字所在位置），主要布置在基坑周邊城市道路邊緣，觀測點的數(shù)量和位置見圖。沿基坑邊坡每30～40m設(shè)置1個基坑變形和位移觀測點，觀測點設(shè)置在冠梁上（圖中基坑邊界點號）。第二十三頁，共45頁。

同時針對基坑施工過程中可能出現(xiàn)的問題，提出相應(yīng)的緊急措施。主要措施有：（1）沉降觀測和位移觀測結(jié)果應(yīng)定期向建設(shè)方和設(shè)計方匯報；（2）當(dāng)基坑水平變形量超過0.3％倍的基坑開挖深度或者變形突然增加時應(yīng)及時通知建設(shè)方和設(shè)計方，并立即停止開挖，同時在變形超過警戒值時應(yīng)進行回填處理；（3）當(dāng)基坑周圍沉降觀測點的沉降量超過0.2％倍的基坑開挖深度或者沉降量突然增加時應(yīng)及時通知建設(shè)方和設(shè)計方，并立即停止抽水，同時利用抽水井進行回灌。

緊急措施第二十四頁，共45頁。10.

現(xiàn)場施工控制

按照設(shè)計錨所位置，每步開挖深度低于相應(yīng)錨索位置不超過0.5m，同時控制每次開挖段長度不超過100m，指定專人負責(zé),不得超挖。同時每30m左右挖一個集水坑，主要用來集錨索成孔時流出來的水

土方開挖第二十五頁，共45頁。

保證錨索質(zhì)量，從錨所至做到注漿各個階段嚴格控制。（1）在錨索主體結(jié)構(gòu)制作時要嚴格控制按照設(shè)計制作；（2）成孔時要嚴格清孔，保證孔內(nèi)泥漿密度滿足規(guī)定要求；（3）注漿管隨錨索主體結(jié)構(gòu)一塊送入孔底，同時保證鋼鉸線居中而不拖孔底；（4）嚴格控制水灰比，在水泥漿中添加減水劑，通過現(xiàn)場試驗確定；（5）嚴格控制注漿量，根據(jù)設(shè)計錨索參數(shù)計算出理論注漿量，實際注漿量應(yīng)大于理論注漿量，同時對于孔口進行二次補漿以保證錨固段設(shè)計長度。

錨索成孔和注漿第二十六頁，共45頁。

根據(jù)實際觀測資料，為了進一步掌握基坑變形規(guī)律，基坑開挖到第3到錨索位置時，在第2道錨索位置增加一排觀測點。在基坑開挖期間要求每天早晚各觀測一次，以及時了解基坑變化情況。

變形觀測第二十七頁，共45頁。（1）在基坑?xùn)|南側(cè)施工時發(fā)現(xiàn)該部位為一舊河道，含有大量淤泥。根據(jù)這種情況，對該部位的錨索進行加長變更處理。（2）在觀測中發(fā)現(xiàn)基坑南側(cè)4#點變形在1天內(nèi)突然增加了5mm，而周圍其他點未有變化，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)該位置的地下排水管道發(fā)生泄漏，過大的水壓力造成該為值變形突然增加，經(jīng)處理堵漏后該點的側(cè)向變形趨于穩(wěn)定，未有任何大的變化。

出現(xiàn)問題處理第二十八頁，共45頁。11.

工程效果

通過對各道工序的嚴格控制，基坑經(jīng)過1個多月的順利完工?；娱_挖過程中對每層的錨索施工過程按照規(guī)范和設(shè)計要求進行拉拔試驗，拉拔試驗結(jié)果表明每道錨索的承載力實際值與設(shè)計值比較接近，說明設(shè)計參數(shù)的取值比較合理?；娱_挖完畢后，基坑范圍內(nèi)所有觀測點，最大側(cè)向變形為13.3mm，大部分側(cè)向變形觀測點小于10mm，基坑周圍道路最大沉降為3mm，未見任何異?，F(xiàn)象，整個基坑所有觀測點的變形值趨于穩(wěn)定。第二十九頁，共45頁。二、土釘墻的設(shè)計計算第三十頁，共45頁。第三十一頁，共45頁。1.

設(shè)計的基本參數(shù)開挖深度坡度地下水位地面超載重要性系數(shù)地面標(biāo)高第三十二頁，共45頁。2.

土層參數(shù)土層編號土層厚度土層重度土層內(nèi)摩擦角土層粘聚力第三十三頁，共45頁。3.

土釘設(shè)計參數(shù)土釘設(shè)置深度土釘傾角釘土粘結(jié)強度土釘長度鋼筋鋼絞線直徑鋼筋鋼絞線根數(shù)土釘材料抗拉強度I級鋼:210MPaII級鋼:300MPaIII級鋼:360MPa鋼絞線：1320MPa第三十四頁，共45頁。4.

強度驗算（1）土釘承載