沭河K1基坑支護(hù)方案及設(shè)計(jì)

1、臨沂涑河古城商業(yè)段還建社區(qū)K1、K2住宅樓基坑支護(hù)及降水設(shè)計(jì)方案目 錄文字部分 1工程概況2場(chǎng)地工程地質(zhì)條件3支護(hù)方案4降水方案設(shè)計(jì)5計(jì)算書1工程概況臨沂涑河古城商業(yè)段還建社區(qū)K1、K2住宅樓分別為16層和20層的建筑物，地下室兩層，位于臨沂市北園路東段，臨沂市經(jīng)貿(mào)學(xué)校西臨，基坑開挖深度約-7.50m，其中K1住宅樓開挖面積長(zhǎng)寬約為80×26m，K2住宅樓開挖面積長(zhǎng)寬約為70×16m，基坑?xùn)|側(cè)距原有院墻約1m，西側(cè)距原小區(qū)道路約3m，原6層建筑物約8m，基坑?xùn)|、西兩側(cè)無放坡空間，準(zhǔn)備采用垂直開挖，南、北兩側(cè)無重要建筑物，具有一定放坡空間。由于開挖深度較大，基坑周邊環(huán)境較復(fù)雜

2、，地下水埋藏較淺，因此基坑開挖應(yīng)對(duì)支護(hù)和降水作出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的方案。本工程基坑支護(hù)和降水方案的制定主要參照以下規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)資料：（1）臨沂涑河古城商業(yè)段還建社區(qū)K1、K2住宅樓巖土工程勘察報(bào)告（2）巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）（3）建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-99）（4）錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范GB50086-2001；（5）基坑土錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)程CECS96:97；2場(chǎng)地工程地質(zhì)條件根據(jù)擬建場(chǎng)地巖土工程勘察報(bào)告（臨沂涑河古城商業(yè)段還建社區(qū)K1、K2住宅樓巖土工程勘察報(bào)告），本場(chǎng)地自上而下共分6層，各巖土層的工程特征簡(jiǎn)述如下：第（1）層雜填土：分布于地表，厚度

3、0.85.10m，呈灰褐色，稍濕，主要成分為建筑垃圾及少量中砂組成。第（2）層粉質(zhì)粘土：黃褐色，厚度0.73.90m，可塑，富水性差，弱-微透水性。第（3）層中砂：厚度0.704.0m，呈黃褐色，中密，本層為場(chǎng)地主要含水層，具弱承壓性，富水性好，具強(qiáng)透水性，勘察報(bào)告提供其滲透系數(shù)K=20m/d。第（4）層中砂：厚度3.06.10m，呈黃褐色，中密，本層為場(chǎng)地主要含水層，具弱承壓性，富水性好，具強(qiáng)透水性，勘察報(bào)告提供其滲透系數(shù)K=25m/d。第（5）層粘土：黃色，可塑，厚度0.44.5m，富水性差，弱-微透水性。第（6）層中風(fēng)化石灰?guī)r，穩(wěn)定基巖，呈灰褐色，富水性較差，透水性一般。地下水埋深約4.

4、50m，為第四系孔隙水，具弱承壓性。3.支護(hù)方案依據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ120-99，本工程基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)。設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)的采用主要根據(jù)該場(chǎng)地的巖土工程勘察報(bào)告提供的相關(guān)指標(biāo)，并結(jié)合當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定，土體與錨固體的極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值是依據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ120-99，并結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)確定。各地層的主要巖土指標(biāo)如下：場(chǎng)地基坑設(shè)計(jì)巖土參數(shù)一覽表 層號(hào)巖土名稱平均厚度(m)重度(kN/m3)內(nèi)聚力(kPa)內(nèi)摩擦角(°)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)雜填土2.0018.10.0018.0020.0粉質(zhì)粘土2.7019.750.0010.0050.0中砂1.7318.50.00

5、29.0080.0粗砂4.5019.00.0030.00100.0粘土2.0019.830.018.080.0針對(duì)場(chǎng)地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、基坑開挖情況及周邊環(huán)境，本著安全、經(jīng)濟(jì)、便于施工的原則，對(duì)該基坑?xùn)|、西側(cè)采用樁錨支護(hù)式，對(duì)基坑南、兩側(cè)采用土釘墻支護(hù)方式。樁錨支護(hù)基坑?xùn)|、西兩側(cè)無放坡空間，垂直開挖，采用樁錨支護(hù)，樁為146的微型鋼筋砼樁（若地下水較大，不易成孔時(shí)，改用鋼管樁），鋼筋籠采用4根14螺紋鋼，每隔0.5米焊一箍圈起固定作用，樁長(zhǎng)為11.0m，樁間距為0.6m，并在孔內(nèi)灌注C20細(xì)石砂漿，錨桿采用兩排，具體參數(shù)見下表：錨桿參數(shù)道號(hào)標(biāo)高（m）水平間距（m）錨孔直徑（mm）錨桿長(zhǎng)度

6、（m）入射角（º）錨桿鋼筋直徑（mm）1-2.02.01008.0101202-4.02.01008.010120并在錨桿處分別加一道腰梁，腰梁采用兩根16a的槽鋼,鎖定荷載100kN。錨桿鎖定后再對(duì)開挖立面掛網(wǎng)錨噴以保護(hù)沙土。采用該方案，邊坡整體穩(wěn)定安全系數(shù) Ks =1.8，滿足規(guī)范要求。計(jì)算書見附表一。土釘墻支護(hù)基坑南、北兩側(cè)具有一定的放坡空間，可按1：0.3的放坡，采用土釘墻支護(hù)方式，土釘采用三排，具體參數(shù)見下表：土釘參數(shù)道號(hào)標(biāo)高（m）水平間距（m）鉆孔直徑（mm）土釘長(zhǎng)度（m）入射角（º）錨桿鋼筋直徑（mm）1-2.02.01006.0101202-4.02.010

7、05.0101203-6.02.01005.010120噴面對(duì)基坑整個(gè)開挖面采用鋼筋網(wǎng)采用6冷拔絲網(wǎng)，網(wǎng)距200×200mm。加強(qiáng)筋采用14螺紋鋼，間距2000mm，并與錨桿焊接。基坑頂部外延2m，按水平間距2m，打入長(zhǎng)1.5m20的鋼筋的一排,掛網(wǎng)后，噴射混凝土護(hù)頂，基坑底部用1m長(zhǎng)20鋼筋釘打入土中固定編網(wǎng)，間距2.00m。土釘?shù)拈L(zhǎng)度誤差不超過±0.20m，角度誤差不超過±5º，鋼筋網(wǎng)距面壁誤差不超過±5mm，面層噴砼厚度誤差不超過±10mm。噴射混凝土面層厚度不少于80mm，配比采用水泥：石屑：砂：促凝劑=1：2：2：0.03。

8、基坑頂邊坡外線2.50m范圍內(nèi)禁止行車及堆放材料。加強(qiáng)施工用水和地表水的管理工作，杜絕基坑周圍水管及地表水的入滲。禁止基坑地面附近出現(xiàn)積水和基坑內(nèi)積水，并應(yīng)在坑底設(shè)置排水溝及集水坑，對(duì)局部軟弱地段適當(dāng)加密土錨桿。開挖過程中若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)資料同勘察報(bào)告出入較大或地下管線、尤其是上下水管等情況與設(shè)計(jì)條件差異較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)報(bào)告設(shè)計(jì)人員以對(duì)本設(shè)計(jì)作出調(diào)整?；娱_挖前應(yīng)提前降水并測(cè)量地下水位，確保邊坡及坑底無明流。對(duì)邊坡滲水段，在施工過程中可應(yīng)設(shè)置泄水孔?；討?yīng)分層開挖，每層超挖深度應(yīng)嚴(yán)格控制在0.50m以內(nèi)，土釘墻支護(hù)開挖段土層開挖的坡角不應(yīng)大于70。4降水方案設(shè)計(jì)根據(jù)勘察報(bào)告提供資料，上覆第（1）（2）

9、層主要為土層，總厚度4.6米左右，富水性差，屬弱透水或不透水層；第（3）、（4）層中、粗砂為場(chǎng)地內(nèi)主要含水層，具承壓性，富水性和透水性好，屬?gòu)?qiáng)透水層；場(chǎng)地內(nèi)地下水位埋深-4.5m左右，水位應(yīng)降至-8.0m，地下水水位降深較大，該水位為混合水位，結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕邓?jīng)驗(yàn)，降水方案采用管井降水?；娱_挖深度約-7.5米左右，因此地下水位降幅要控制在開挖基底面以下0.50米，降水幅約為-3.5米。預(yù)計(jì)基坑涌水量較大。按建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程有關(guān)公式計(jì)算基坑涌水量。基坑涌水量計(jì)算模型采用承壓水完整井涌水量計(jì)算公式：Q=1.366k(2H-S)S/lg(1+R/r0) 沿基坑周邊布置降水井?dāng)?shù)量估算:n=1.1Q

10、/qQ基坑涌水量, 單位米3/日n降水井?dāng)?shù)量, (眼)k滲透系數(shù)，取k25m/dH含水層厚度，綜合考慮砂層和風(fēng)化巖的厚度和透水特點(diǎn)確定S基坑水位降深， R降水影響半徑，估算公式R=2S(kH)1/2r0基坑等效半徑，r0=0.29(A+B)q單井出水量,取經(jīng)驗(yàn)值q=80m3/d計(jì)算的基坑涌水量 Q=3000(m3/d)，計(jì)算的該基坑須布置降水井約40眼，從以上估算結(jié)果分析，并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算結(jié)果一般情況計(jì)算值偏大，準(zhǔn)確數(shù)量應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際抽水試驗(yàn)確定為宜。井距10m左右，按基坑平面每邊外延2米布置降水井，降水井井徑按600mm，深度12m。樁錨支護(hù)計(jì)算書- 支護(hù)方案 -排樁支護(hù)- 基本信息 -

11、內(nèi)力計(jì)算方法增量法規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程 JGJ 120-99基坑等級(jí)一級(jí)基坑側(cè)壁重要性系數(shù)01.00基坑深度H(m)7.500嵌固深度(m)3.500樁頂標(biāo)高(m)0.000樁直徑(m)0.150樁間距(m)0.600混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25有無冠梁無放坡級(jí)數(shù)0超載個(gè)數(shù)1- 超載信息 -超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長(zhǎng)度序號(hào)(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)120.0001.0002.0003.000- 土層信息 -土層數(shù)6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)4.800內(nèi)側(cè)水位是否隨開挖過程變化否彈性法計(jì)算方法m法- 土層參數(shù) -層號(hào)土類名

12、稱層厚重度浮重度粘聚力內(nèi)摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1雜填土2.0018.1-0.0018.002粘性土2.7019.7-50.0010.003中砂1.7318.59.30.0029.004粗砂4.5019.020.00.0030.005粘性土2.0019.820.0-6中風(fēng)化巖5.0020.08.0-層號(hào)與錨固體摩粘聚力內(nèi)摩擦角水土計(jì)算m值抗剪強(qiáng)度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(MN/m4)(kPa)120.0-4.68-250.0-6.00-380.045.0015.00分算13.92-4100.0100.0030.00分算15.00-580.0300

13、.0045.00分算95.00-6200.010.0010.00合算4.00- 支錨信息 -支錨道數(shù)2支錨支錨類型水平間距豎向間距入射角總長(zhǎng)錨固段道號(hào)(m)(m)(°)(m)長(zhǎng)度(m)1錨桿2.0002.00010.008.008.002錨桿2.0002.00010.008.008.00支錨預(yù)加力支錨剛度錨固體工況抗拉力道號(hào)(kN)(MN/m)直徑(mm)號(hào)(kN)1100.0015.0015021.002100.0015.0015041.00- 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(hào)土類名稱水土水壓力主動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力調(diào)整系數(shù)調(diào)整系數(shù)調(diào)整系數(shù)最

14、大值(kPa)1雜填土合算1.0001.0001.00010000.0002粘性土分算1.0001.0001.00010000.0003中砂分算1.0001.0001.00010000.0004粗砂分算1.0001.0001.00010000.0005粘性土分算1.0001.0001.00010000.0006中風(fēng)化巖合算1.0001.0001.00010000.000- 設(shè)計(jì)結(jié)果 - 結(jié)構(gòu)計(jì)算 -各工況：內(nèi)力位移包絡(luò)圖：地表沉降圖： 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(hào)計(jì)算值計(jì)算值設(shè)計(jì)值實(shí)用值1基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩(kN.m)0.922.400.970.97基坑外側(cè)最大彎矩(kN.m)17

15、.4714.2718.5618.56最大剪力(kN)26.1311.4732.6632.66- 錨桿計(jì)算 - 錨桿參數(shù) 錨桿鋼筋級(jí)別HRB400錨索材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)1220.000錨索采用鋼絞線種類1 × 7錨桿材料彈性模量(×105 MPa)2.000錨索材料彈性模量(×105 MPa)1.950注漿體彈性模量(×104MPa)3.000土與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)1.300錨桿荷載分項(xiàng)系數(shù)1.250 錨桿內(nèi)力 支錨道號(hào)錨桿最大內(nèi)力錨桿最大內(nèi)力錨桿內(nèi)力錨桿內(nèi)力彈性法(kN)經(jīng)典法(kN)設(shè)計(jì)值(kN)實(shí)用值(kN)1133.8148.4160.5

16、160.512100.000.650.820.82 錨桿自由段長(zhǎng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖 支錨道號(hào)支錨類型鋼筋或自由段長(zhǎng)度錨固段長(zhǎng)度實(shí)配計(jì)算面積錨桿剛度鋼絞線配筋實(shí)用值(m)實(shí)用值(m)(mm2)(MN/m)1錨桿1E200.08.0314198212.232錨桿1E200.08.03143212.23- 整體穩(wěn)定驗(yàn)算 -計(jì)算方法：瑞典條分法應(yīng)力狀態(tài)：總應(yīng)力法條分法中的土條寬度: 0.40m滑裂面數(shù)據(jù)整體穩(wěn)定安全系數(shù) Ks = 5.528圓弧半徑(m) R = 6.042圓心坐標(biāo)X(m) X = -0.280圓心坐標(biāo)Y(m) Y = 2.526- 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 -抗傾覆安全系數(shù):Mp被動(dòng)土壓力及支點(diǎn)力對(duì)

17、樁底的彎矩, 對(duì)于內(nèi)支撐支點(diǎn)力由內(nèi)支撐抗壓力決定;對(duì)于錨桿或錨索，支點(diǎn)力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。Ma主動(dòng)土壓力對(duì)樁底的彎矩;注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。序號(hào)支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m) 1 錨桿 62.832 94.248 2 錨桿 62.832 122.302Ks = 12.832 >= 1.200, 滿足規(guī)范要求。- 抗隆起驗(yàn)算 -Prandtl(普朗德爾)公式(Ks >= 1.11.2)，注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范YB 9258-97(冶金部):Ks = 7.847 >= 1.1, 滿足規(guī)范要求。Terzaghi(

18、太沙基)公式(Ks >= 1.151.25)，注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范YB 9258-97(冶金部):Ks = 9.295 >= 1.15, 滿足規(guī)范要求。 隆起量的計(jì)算 注意：按以下公式計(jì)算的隆起量，如果為負(fù)值，按0處理!式中基坑底面向上位移(mm);n從基坑頂面到基坑底面處的土層層數(shù);ri第i層土的重度(kN/m3)；地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的飽和重度(kN/m3);hi第i層土的厚度(m);q基坑頂面的地面超載(kPa);D樁(墻)的嵌入長(zhǎng)度(m);H基坑的開挖深度(m);c樁(墻)底面處土層的粘聚力(kPa);樁(墻)底面處土層

19、的內(nèi)摩擦角(度);r樁(墻)頂面到底處各土層的加權(quán)平均重度(kN/m3); = 0(mm)- 抗管涌驗(yàn)算 -抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù)(K >= 1.5):式中0側(cè)壁重要性系數(shù);'土的有效重度(kN/m3);w地下水重度(kN/m3);h'地下水位至基坑底的距離(m);D樁(墻)入土深度(m);K = 6.521 >= 1.5, 滿足規(guī)范要求。土釘墻支護(hù)計(jì)算書-設(shè)計(jì)項(xiàng)目: - 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 - 設(shè)計(jì)條件 - 基本參數(shù) 所依據(jù)的規(guī)程或方法：建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99基坑深度： 7.500(m)基坑內(nèi)地下水深度： 8.000(m)基坑外地下水深度： 4.800(m)基

20、坑側(cè)壁重要性系數(shù)： 1.000土釘荷載分項(xiàng)系數(shù)： 1.250土釘抗拉抗力分項(xiàng)系數(shù)： 1.300整體滑動(dòng)分項(xiàng)系數(shù)： 1.300 坡線參數(shù) 坡線段數(shù) 1序號(hào)水平投影(m) 豎向投影(m) 傾角(°) 1 2.730 7.500 70.0 土層參數(shù) 土層層數(shù) 6序號(hào)土類型土層厚容重飽和容重粘聚力內(nèi)摩擦角釘土摩阻力錨桿土摩阻力水土(m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) (kPa) (kPa)1 雜填土 2.000 18.1 20.1 0.0 18.0 60.0 20.0 合算 2 粘性土 2.700 19.7 20.0 50.0 10.0 60.0 50.0 分算 3 中

21、砂 1.730 18.5 19.3 0.0 29.0 60.0 80.0 分算 4 粗砂 4.500 19.0 30.0 0.0 30.0 200.0 100.0 分算 5 粘性土 2.000 19.8 30.0 500.0 50.0 80.0 80.0 分算 6 中風(fēng)化巖 5.000 20.0 18.0 10.0 15.0 80.0 200.0 合算 超載參數(shù) 超載數(shù) 1序號(hào)超載類型超載值(kN/m) 作用深度(m) 作用寬度(m) 距坑邊線距離(m) 形式長(zhǎng)度(m) 1 局部均布 10.000 0.000 1.000 0.270 條形 土釘參數(shù) 土釘?shù)罃?shù) 3序號(hào)水平間距(m) 垂直間距(m

22、) 入射角度(度) 鉆孔直徑(mm) 1 2.000 2.000 10.0 100 2 2.000 2.000 10.0 100 3 2.000 2.000 10.0 100 內(nèi)部穩(wěn)定設(shè)計(jì)條件 考慮地下水作用的計(jì)算方法：總應(yīng)力法土釘拉力在滑面上產(chǎn)生的阻力的折減系數(shù)： 0.500圓弧滑動(dòng)坡底截止深度(m)： 0.000(m)圓弧滑動(dòng)坡底滑面步長(zhǎng)(m)： 1.000(m)- 設(shè)計(jì)結(jié)果 - 局部抗拉設(shè)計(jì)結(jié)果 工況開挖深度破裂角土釘號(hào)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度最大長(zhǎng)度(工況) 拉力標(biāo)準(zhǔn)值拉力設(shè)計(jì)值 (m) (度) (m) (m) Tjk(kN) Tj(kN) 1 2.500 43.2 0 2 4.500 41.8 1

23、4.196 4.196( 2) 30.1 37.6 3 6.500 43.9 1 5.083 5.083( 3) 28.7 35.8 2 2.534 2.534( 3) 12.6 15.7 4 7.500 44.7 1 5.489 5.489( 4) 28.1 35.1 2 3.013 3.013( 4) 12.3 15.4 3 6.113 6.113( 4) 159.6 199.5 內(nèi)部穩(wěn)定設(shè)計(jì)結(jié)果 工況號(hào)安全系數(shù)圓心坐標(biāo)x(m) 圓心坐標(biāo)y(m) 半徑(m) 土釘號(hào)土釘長(zhǎng)度 1 0.161 -8.231 11.867 12.052 2 2.233 -5.105 14.913 13.428 1 6.000 3 0.575 -0.076 2.716 1.771 1 6.000 2 5.000 4 20.136 -16.414 7.530 18.059 1 6.000 2 5.000 3 5.000 土釘選筋計(jì)算結(jié)果 土釘號(hào)土釘拉力(抗拉) 土釘拉力(穩(wěn)定) 計(jì)算鋼筋面積配筋配筋面積 1 37.6 73.0 307.8 1d20 314.2 2 15.7 86.2 310.4 1d20 314.2 3 199.5 204.1 235.2 1d20 314.2 噴射混凝土面