深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)淺探綜合樓工程為實(shí)例

1、深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)淺探一一某綜合樓工程為實(shí)例作者：溫茨華轉(zhuǎn)貼自：湖南省建材建設(shè)有限公司點(diǎn)擊數(shù)：4990更新時(shí)間：2003-11-3【字體：溫茨華深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)技術(shù)是近10多年來在我國(guó)逐漸涉及的技術(shù)難題。深基坑的護(hù)壁，不僅要求保證基坑內(nèi)正常作業(yè)安全，而且要防止基坑及坑外土體移動(dòng)，保證基坑附近建筑物、道路、管線的正常運(yùn)行。各地通過工程實(shí)踐與科研，在基坑支護(hù)理論與技術(shù)上都有了進(jìn)一步的發(fā)展，取得了可喜的成績(jī)。1 .深基坑支護(hù)類型選擇深基坑支護(hù)不僅要求確保邊坡的穩(wěn)定，而且要滿足變形控制要求，以確?；又車慕ㄖ?、地下管線、道路等的安全。如今支護(hù)結(jié)構(gòu)日臻完善，出現(xiàn)了許多新的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式與穩(wěn)定邊

2、坡的方法。根據(jù)本地區(qū)實(shí)際情況，經(jīng)比較采用鉆孔灌注樁作為擋土結(jié)構(gòu)，由于基坑開采區(qū)主要為粘性土，它具有一定自穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的特性，因此護(hù)坡樁采用間隔式鋼筋混凝土鉆孔灌注樁擋土，土層錨桿支護(hù)的方案，擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)布置如下：(1)護(hù)坡樁樁徑600mm,樁凈距1000mm；(2)土層錨桿一排作單支撐，端部在地面以下2.00mm,下傾18°,間距1.6m；(3)腰梁一道，位于坡頂下2.00m處，通過腰梁，錨桿對(duì)護(hù)坡樁進(jìn)行拉結(jié)；(4)樁間為粘性土不作處理。2 .深基坑支護(hù)士壓力深基坑支護(hù)是近些年來才發(fā)展起來的工程運(yùn)用學(xué)科，新的完善的支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力理論還沒有正式提出，要精確地加以確定是不可能的。而且由于

3、土的土質(zhì)比較復(fù)雜，土壓力的計(jì)算還與支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度和施工方法等有關(guān)，要精確地確定也是比較困難的。目前，土壓力的計(jì)算，仍然是簡(jiǎn)化后按庫(kù)侖公式或朗肯公式進(jìn)行。常用的公式為：主動(dòng)土壓力:Ea=1/2丫H2tg2(45°-/2)-2CHtg(45°-/2)+2C2/丫工中：E主動(dòng)土壓力（KN） y y土的容重，采用加權(quán)平均值。H擋土樁長(zhǎng)（m）土的內(nèi)摩擦角 （° ）。C士的內(nèi)聚力（KN） o被動(dòng)土壓力：EP=1/2 丫 t2KPCt式中：EP 被動(dòng)土壓力（KN） , t擋土樁的入土深度 （m）, KP 被動(dòng)土壓力系數(shù),一般取 K2=tg2(45 ° -/2)。由于傳

4、統(tǒng)理論存在達(dá)些不足，在工程運(yùn)用時(shí)就必須作經(jīng)驗(yàn)修正，以便在一定程度上能夠滿足工程上的使用要求，這也就是從以下幾個(gè)方面具體考慮:2.1.土壓力參數(shù)：尤其抗剪強(qiáng)度 C/的取值問題?？辜魪?qiáng)度指標(biāo)的測(cè)定方法有總應(yīng)力法和有效應(yīng)辦法，前者采用總應(yīng)力C、值和天然重度丫 （或飽和容量）計(jì)算土壓力，并認(rèn)為水壓力包括在內(nèi)，后者采用有效應(yīng)力C、及浮容量丫計(jì)算土壓力，另解水壓力，即是水土分算?？倯?yīng)辦法應(yīng)用方便，適用于不透水或弱透水的粘土層。有效應(yīng)力法應(yīng)用于砂層。2.2.朗肯理論假定墻背與填土之間無摩擦力。這種假設(shè)造成計(jì)算主動(dòng)土壓力偏大，而被動(dòng)土壓力偏小。主動(dòng)土壓力偏大則是偏安全的，而被動(dòng)土壓力偏小則是偏危險(xiǎn)的。針對(duì)這一

5、情況,在計(jì)算被動(dòng)土壓力時(shí)，采用修正后的被動(dòng)土壓力系數(shù)KP,因?yàn)閹?kù)侖理論計(jì)算被動(dòng)土壓力偏大。因此采用庫(kù)侖理論中的被動(dòng)土壓力系數(shù)擦角6 ,克服了朗肯理論在此方面的假定?？梢郧蟮眯拚蟮?KP 是：KP=CosTDCos 6 KF)-Sin( Wo+ 6)Sin¥o2式中是按等值內(nèi)摩擦角計(jì)算，對(duì)粘性土取D=是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值，6一般為1/3 -2/3 2.3.用等值內(nèi)摩擦角計(jì)算主動(dòng)土壓力。在實(shí)踐中，對(duì)于抗深在10m內(nèi)的支護(hù)計(jì)算，把有粘聚力的主動(dòng)土壓力Ea ,計(jì)算式為:E=1/2CHtg2(45 ° -/2)+2C2/y。用等值內(nèi)摩擦角時(shí)，按無粘性土三角形土壓力并入o, E=1/2 丫

6、 H2tg(45。-/ 2),而 E=E由此可得：tg（45°-SX( o2= rH2tg2(45°-里/2)-4CHtg(45°-里/2)+4C2/r2rH2而造近兩邊的壓力則小，利用這種2.4. 深基坑開挖的空間效應(yīng)?；拥幕瑒?dòng)面受到相鄰邊的制約影響，在中線的土壓力最大,空間效應(yīng)，可以在兩邊折減樁數(shù)或減少配筋量。2.5. 重視場(chǎng)內(nèi)外水的問題。注意降排水，因?yàn)橥林泻吭黾?，抗剪?qiáng)度降低，水分在較大土粒表面形成潤(rùn)滑劑，使摩擦力降低，而較小顆粒結(jié)合水膜變厚，降低了土的內(nèi)聚力。綜上所述，結(jié)合本場(chǎng)地地質(zhì)資料以及所選擇的基抗支護(hù)形成，水壓力和土壓力分別按以下方式計(jì)算：2

7、.5.1. 水壓力：因支護(hù)樁所處地層主要為粘性土層，且為硬塑中密狀態(tài)，另開挖前已作降水處理，故認(rèn)為此壓力采用水土合算是可行的。2.5.2. 土壓力：樁后主動(dòng)土壓力，采用朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算，即：Ea=1/2丫H2tg2（45°-/2）-2CHtg（45°-/2）+2C2/y樁前被動(dòng)土壓力，采用修正后的朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算，即：EP=1/2yt2KP+2KPCt。式中：kp=CosTCos6-Sin（里+6）Sin里23 .護(hù)坡樁的設(shè)計(jì)該工程支護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁加斜土錨的設(shè)計(jì)方案，樁的直徑為600mm,樁間凈距為1000mm?？紤]基坑附近建筑屋的影響，還有環(huán)城南路

8、上機(jī)車等動(dòng)截荷的影響，支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，筆者參照部分支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)情形取地面均布載荷q=40KN/m,其他結(jié)構(gòu)及土的工程地質(zhì)概況見下圖：3.4. 樁上側(cè)土壓力：樁后側(cè)主動(dòng)土壓力，因?yàn)闃逗笸翞槿龑樱s添土、粘土、粉粘土）所以計(jì)算時(shí)采用加權(quán)平均值的C、丫，=21.32,得：Ea=4.7H2-2.76H+108.49;樁前側(cè)被動(dòng)土壓力：因?yàn)闃肚皞?cè)土為兩層（粘土層、粉質(zhì)粘土層），所以計(jì)算時(shí)應(yīng)采用加權(quán)平均值的C'、丫'，得：EP=33.89676t2+104.5t;均布載荷對(duì)樁的側(cè)壓力：由公式Eq=qKaH,得:Eq=18.672H。3.2.樁插入深度確定：計(jì)算前須作如下假設(shè):錨固點(diǎn)A無移

9、動(dòng)；（2）灌注樁埋在地下無移動(dòng)；（3）自由端因較淺不作固定端,按地下簡(jiǎn)支計(jì)算。3.2.1. 建立方程：對(duì)錢點(diǎn)(錨固點(diǎn))A求矩，則必須滿足：EMA=0所以有：1KEP(23t+h-a尸Eq23(h+t)-a+Ep(h+t2-a)q式中：K為安全系數(shù)，取2,得：8.31t3+82.97t2-138.75t=114.123.2.2. 插入深度及柱長(zhǎng)計(jì)算：根據(jù)實(shí)際情況t取最小正解；t=1.99m。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)及綜合地質(zhì)資料，取安全系數(shù)為1.2,所以樁的總長(zhǎng)度為：L=h+1.5t=8.5+1.291.99=12.4(m)1.3. 錨拉力的計(jì)算：由于樁長(zhǎng)已求出，對(duì)整個(gè)樁而言，由于力平衡原理可以求出

10、A點(diǎn)的錨拉力，EFA=0,即：Ea+Eq=Ep+TA,取t=1.99解得:TA=194.35(KN)4 .土層錨定設(shè)計(jì)錨固點(diǎn)埋深a=2m,錨桿水平間距1.6m,錨桿傾角18。，這是因?yàn)榭紤]到：(1)基坑附近有環(huán)城南路和建筑物的存在，傾角小，錨桿的握裹力易滿足；(2)支護(hù)所在粘土層較厚，并且均一，可作為錨定區(qū)；(3)粘土層的下履層(粉質(zhì)粘土層、粉砂層、圓礫層)都是飽水且較薄。4.1. 土層錨桿抗拔計(jì)算：土層錨桿錨固端所在的粘土層：c=47.7kpW=20.72°r=20.13kN/m24.1.1. 土層錨桿錨非固端段長(zhǎng)度的確定，如圖所示：由三角關(guān)系有：BF=sin(45°-/2)/sin(45°-/2+a)(H-a-d)代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：BF=5.06m4.1.2. 土層錨桿錨段長(zhǎng)度的確定：該土層錨桿采用非高壓灌漿，則主體抗壓強(qiáng)度按下面公式計(jì)算：r=