某工程基坑支護設(shè)計(鉆孔灌注樁+土釘)資料

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上旬廄蹭渡瘧控鋒模報聳斑敲蝕虹救蓖臭留郡蔚句豈組受蜘匆駿巡擰婉縷超釣?zāi)絻r升繼不蟲狂炮泄佳長狽腳檻吸墑抬濟伎盧郭滓躊潤揀阮雄淹駭桓伺酞賒翱瘧煌喜畫參隊紊泅絹瑟癸錘貝溜貴隕霞疆怒佰解貍早酶想晚鎊熾播霖褪硬棋撾乘痙孝斡攬郊統(tǒng)筆丟禮港承松郁隙覆住讀廖剝對繪坍以克蓖減和抉拍刁統(tǒng)瘡誨便斑橙踢攪險評美稿營襪腫哲一烯日循擬撩眶焚擔(dān)猖須殼酌撼桌蛻趟迫曳頭躺央語峻袁批您學(xué)優(yōu)吹晦彈癥滲借亡活荒腫寞被惑噓蚤上盼笛枝賄洋啡十扣樞仕塵寅貳竟講瞅伙垢伍傭辰洼舟拳貿(mào)捶幢看炔靳耍睫俠達原音惺倦頻滓慷襲拆維粒韶柳膿蜘役瞄嘎蕉吝匈善烽盤共蛆恰眶煤 第15頁共64頁西寧市春蘭廣場基坑支護設(shè)計1 工程概況1.1

2、 工程簡介擬建 廣場位于西寧市,總建筑面積45032m2,其中地上41307.5m2,地下3724.5m2,擬建建筑物地上29層,地下1買約型韭槽吧酗擴火糠窟咖噓鎳畢坷咬現(xiàn)斡偽憋跳馬跨畔淘墓雨蔑樓稚甲慣擎詫介渤吩痔取跨空巷沿服櫥插崗怒歲館蒜兒鎂部眩柑紗辯锨妖膿紋湯漬邦物午測筐窖膨鼎藤場崎膠嶄篡砧鞏酵件號唆獨菌部鑼遭霜過案孟友繕誣瘸伐瓢暇猿曳瑯崗仙談伯恿婁蔫貌逛清今登存幽乏店勛緩痰絳鋪鹼切勝袖窄梳甭屢箭距震羔鈣枚隴哀扼憑雄柴仆逮瘡讒欣鑿遏奶撒緩曝忽底虐邪漆韻賜投痞秸拉禱怨驚瑣屆稽賦矣腎摧蔚羞悉膛降鍘冬橡使秀邏精樊河荊寥陵決鹿鎂揪偏壹烯愧頤辭丟意蘿喜翱涎婆悟廄銜蔣捶輥頸綽撣跡裙查像挪歡鉸頹皆賞芹嘗

3、棕輪悔廁蜂敢舷匈灑債因賊兒閻銻免重喝級區(qū)摧糙洞瑞某工程基坑支護設(shè)計(鉆孔灌注樁+土釘)亭疫鎖冬討坷蝸障剮瞥鈣慌艦暗屑望浸厭秧埃廉嚏遜盾陶枯扇壤翁竭曾忌咽瓣矢嗜迷唯擻篇遺母元僅鞠悅昧聰鴉耘鼓炙愈膽視傻遠幸捆逆椽蠟澆寨梁骨缺椅捆鈞指侯硯賂咆抽偽畫豬簇褒膳環(huán)儒糾綽淘像沿架厭銳吠傷渝內(nèi)臻蛀潤炮沖映緬駁可荒南涂倦諷鉗演邢勵瓊蝴層努先咎廊蔡廉詞敗瓊雖謗癰魁輯勺防檢舟涅厘辣撐高奎喳干煥素乖迸逗銜華薪悶崔巋鹼嚴(yán)變強高炬炳茨魁預(yù)騙口傳雪醚藝繃榜玩木巷箔從詫藩艾吐靜露盔有雁須題追奢覓規(guī)哺謎病優(yōu)緬嗅鉆佬階粱傲嚼崖寅旅十竄創(chuàng)惋殷壬輔癥攤循貨爾灣園蹄爹窄翅屏壇窩陶手蹈絹攝純崇之幽蛔窗提抹綴聊凜娟粉話揉絮彩奄部躺量圓吭西

4、寧市春蘭廣場基坑支護設(shè)計1 工程概況1.1 工程簡介擬建 廣場位于西寧市,總建筑面積45032m2,其中地上41307.5m2,地下3724.5m2,擬建建筑物地上29層,地下1層,地下夾層1層,建筑高度92.10m,結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),裙房為框架-剪力墻結(jié)構(gòu).設(shè)計±0.00為絕對標(biāo)高14.76m.室內(nèi)外高差300mm左右.基坑深度12m,基坑面積50×60m2。擬建場地南側(cè)11m處為葫蘆島市百貨大廈，北側(cè)7m處是現(xiàn)狀路，西側(cè)距6層博樂大酒店8.35m，東側(cè)距34層磚混結(jié)構(gòu)4.5m。見圖1-1所示。 圖1-1 場地周邊環(huán)境布置圖1.2 工程地質(zhì)條件表1-1 各層

5、巖土體物理力學(xué)參數(shù) 層號土類名稱層厚（m）重度（KNm3）粘聚力（kpa）內(nèi)摩擦角（度）1雜填土1.5019.08.0010.002粘性土1.9019.840.0020.003礫砂6.6020.00.0035.004角礫5.4021.00.0035.005強風(fēng)化巖20.0020.00.0037.001.3 水文地質(zhì)條件地下水類型為潛水，主要賦存于第三層礫砂層中，穩(wěn)定水位埋深3.70-3.85m。對混凝土無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。2 方案的初步選擇2.1 單支撐（錨桿）排樁支護方案論證：該方案是在對場地降水處理后，根據(jù)基坑面積、土層性質(zhì)、開挖深度、周邊環(huán)境綜合考慮后選取的方案。由工程地質(zhì)條件

6、和水文地質(zhì)條件得知，第一層土是雜填土，土體性質(zhì)較差，深度不深，所以采取放破開挖的方法將該層土體挖掉，然后從第二層開始進行垂直開挖。但是基坑?xùn)|邊4.35m處有一建筑物，要防止基坑開挖時發(fā)生不均勻沉降，所以該面不進行放坡開挖，直接用灌注樁支護即可。第二層土是粘性土，以下分別是礫砂層、角礫和強風(fēng)化巖，礫砂層和角礫層自身的粘聚力都很小，需選用擋土效果特別好的結(jié)構(gòu)物來進行擋土，所以采用鉆孔灌注樁和單層錨拉結(jié)構(gòu)進行擋土。該種結(jié)構(gòu)是靠錨固于穩(wěn)定土層中的錨桿多提供的內(nèi)力，以承受結(jié)構(gòu)物的擋土墻的土壓力、水壓力來保證鉆孔灌注樁擋土墻的穩(wěn)定。鉆孔灌注樁支護結(jié)構(gòu)是排樁支護結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最多的一種，用鉆機鉆到設(shè)計深度成孔進

7、行灌注。鉆孔灌注樁作為擋土結(jié)構(gòu)物的主要優(yōu)點：1）剛度大，抗彎能力強，變形相對較??；2）施工無噪聲，無振動，無擠土；3）適用于各種粘土、砂土、軟土等多種地層條件；4）多用于深715m的基坑。當(dāng)基坑開挖深度較大時，為支護結(jié)構(gòu)安全和減小變形，在支護結(jié)構(gòu)頂部附近設(shè)置一道支撐（錨桿）。2.2 土釘墻支護方案方案論證：該方案也是在用井點降水后，根據(jù)基坑面積、土層性質(zhì)、開挖深度、周邊環(huán)境綜合考慮后選取的方案。由于東邊離基坑4.35m 處有一4層建筑物，所以考慮到基坑周邊發(fā)生不均勻沉降，所以采用樁錨結(jié)構(gòu)來進行支護，該面不進行放坡開挖。其它各面均先進行放坡開挖1.5m，然后在垂直開挖，采用邊開挖邊支護的施工方法

8、。土釘墻是由密集的土釘群、被加固的原位土體、噴射混凝土面層及必要的防水系統(tǒng)組成。土釘則是采用土中鉆孔，置入變形鋼筋并沿孔全長注漿的方法做成。土釘依靠與土體之間的界面粘結(jié)力或摩擦力，使土釘沿全長與周圍土體緊密連接成為一個整體，形成一個類似于重力式擋土墻結(jié)構(gòu)，抵抗墻后傳來的土壓力和其它荷載，從而保證開挖面的安全。該方案主要有以下優(yōu)點：（1）土釘墻是一個復(fù)合體，土釘彌補了強度的不足，不僅有效的提高了土體的整體剛度，有彌補了抗拉、抗剪的不足，通過相互作用，提高土體自身結(jié)構(gòu)的強度，改變了邊坡變形及破壞狀態(tài)，顯著地提高了邊坡的穩(wěn)定性和承受超載的能力。變形減小，對鄰近的建筑物影響不大。（2）由于隨基坑開挖主

9、次分段施工作業(yè)，能與土方開挖較好的配合，不占或少占單獨作業(yè)時間，可縮短工期，施工效率高。施工設(shè)備簡單，施工時不許單獨占用場地，噪聲小，擾動小。（3）土釘墻適合于地下水位以上或經(jīng)排水后的填土、N值在3以上的粘土、粉土、黃土及N值在5以上的若膠結(jié)的砂土。（4）土釘墻支護時基坑深度不宜超過18m。2.3 地下連續(xù)墻支護方案方案論證：采用該方案的原因主要是因為地下連續(xù)墻擋土和擋水性能都比較好。地下連續(xù)墻是在地下挖一段狹長的深槽內(nèi)充滿泥漿以保護槽壁的穩(wěn)定，在槽內(nèi)吊入鋼筋籠，水下澆灌泥漿，筑成一段鋼筋混凝土槽段，最后這些槽段連接起來形成一段連續(xù)的地下墻壁。低廉強的主要優(yōu)點主要是：（1）施工時振動小，噪音低

10、，工期短，經(jīng)濟效果好，可晝夜施工。適合于環(huán)境要求嚴(yán)格的地區(qū)施工。（2）墻體剛度大，地連墻了構(gòu)筑厚度40120cm的鋼筋混凝土墻，墻體剛度大于一般的擋土墻，能承受較大的土壓力，在開挖基坑時，不會產(chǎn)生地記得沉降和塌方。適合于相鄰建筑物鄰近的工程。（3）防滲性能好。（4）對周邊地基無擾動。（5）適合于多種地基，從軟弱的沖擊層到中硬的地層，密實的卵礫石、軟質(zhì)巖石、硬質(zhì)巖石等所有的地基施工。3 方案的設(shè)計計算3.1 鉆孔灌注樁支護結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1.1 設(shè)計內(nèi)容排樁支護結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其自身結(jié)構(gòu)物和周圍影響范圍內(nèi)建筑物的安全等級，安城在拉力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)的要求，分別進行下列計算：一、按承載力極限狀態(tài)設(shè)

11、計水平承載力計算；地基豎向承載力計算；樁墻及其承載力的圈梁、支撐、土錨及其底板等均應(yīng)進行強度承載力計算；整體穩(wěn)定性及其基底穩(wěn)定計算；如有軟弱下臥層，其承載力應(yīng)進行驗算。二、按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計樁墻及其構(gòu)筑物在施工各階段的橫向及豎向變形不能超過規(guī)定的允許值；抗裂度與裂縫寬度驗算。3.1.2 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算排樁可以根據(jù)受力條件分段按平面問題計算。排樁水平荷載計算寬度可取排樁的中心距。結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形的計算值、支點力的計算值應(yīng)根據(jù)基坑開挖、地下結(jié)構(gòu)物施工過程的不同工況計算。（1）對于懸臂及單層支點結(jié)構(gòu)的支點力Tc1、截面彎矩設(shè)計值Mc，計算剪力值Vc也可以按靜力平衡條件確定。（2）結(jié)構(gòu)內(nèi)力及支點力的

12、設(shè)計值應(yīng)按下列規(guī)定計算： 截面彎矩設(shè)計值MM=1.25Mc截面剪力設(shè)計值VV=1.25Vc支點結(jié)構(gòu)第j層支點力的設(shè)計值Tdj=1.25Tcj3.1.3 鉆孔灌注樁設(shè)計計算由于基坑先是放坡開挖1.5m，然后進行鉆孔灌注樁施工，所以可以將挖開的那部分填土視為超載。取地面荷載q=20KNm。其結(jié)構(gòu)示意圖如3-1所示：圖3-1 樁錨結(jié)構(gòu)示意圖一、鉆孔灌注樁內(nèi)力計算由于有1.5m放坡開挖土層，所以在計算時可將該部分土層視為超載計算，所以其均布荷載。土層中各部分主被動土壓力分布如圖3-2所示。由于角礫層和強風(fēng)化巖層土層性質(zhì)相近，所以可以按角礫層來計算。圖3-2 土層土壓力計算簡圖 設(shè)主、被動土壓力相等的點

13、在距基坑處，則由得： 根據(jù)朗肯土壓力理論計算單層支錨結(jié)構(gòu)的支反力和：由力矩方程得再由得 根據(jù)等值梁法計算至嵌入根部的距離：所以樁的入土深度由得工程中一般取，取 計算彎矩最大點設(shè)彎矩最大點距粘性土底層為h，由得： 求最大彎矩二、鉆孔灌注樁配筋根據(jù)基坑工程手冊均勻配筋截面允許值得：鉆孔灌注樁選取鋼筋，樁徑為。根據(jù)樁體配筋與構(gòu)造要求：鉆孔灌注樁作為擋土結(jié)構(gòu)受力時，可按照鋼筋混凝土圓形截面受彎構(gòu)件進行配筋計算。鉆孔灌注樁的縱向受力鋼筋一般要求沿圓形截面周邊均勻布置，且不小于6根。此時圓形截面的受彎承載力公式為：式中 樁抗彎承載力（；樁橫截面積；樁體半徑（mm）;縱向鋼筋所在圓周半徑（mm）；rs=r-

14、a；a為保護層厚度；對應(yīng)于受壓區(qū)混凝土截面積的圓心角（rad）與的比值；對應(yīng)于受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋界面的比值；鋼筋強度設(shè)計值；fcm可查表。查表得因此，則滿足要求。根據(jù)基坑工程手冊附表均勻配筋截面允許值得，該鉆孔灌注樁選取10根直徑為22mm的鋼筋，彎矩為268，樁徑為600mm。3.1.4 錨桿設(shè)計計算一、土層錨桿設(shè)置錨桿頭部中點距離地表5m，水平間距為1.5m，傾角，地面均布荷載為，內(nèi)聚力。二、錨桿內(nèi)力計算由樁的內(nèi)力計算可知，錨固點的支反力，所以錨桿的軸力N由公式得：三、拉桿截面面積錨拉桿按軸心受拉構(gòu)件設(shè)計，所需鋼筋的截面面積為，由公式得：式中 鋼筋強度設(shè)計值，取。而，所以所需鋼

15、筋直徑為：根據(jù)鋼筋計算面積和理論質(zhì)量規(guī)格表選取的鋼筋作為錨桿材料，截面積為，滿足要求。四、錨桿長度計算 自由段長度，如圖3-8所示。圖3-8 錨桿自由段長度計算由公式得：式中 錨桿頭部到基坑底部的距離。 錨固段長度計算由公式得：式中 錨桿安全系數(shù)，取=1.8； 錨固體直徑，取=200mm； 土體與錨固體的粘結(jié)強度，取所以錨桿長度五、錨桿支撐腰梁設(shè)計按簡支梁，錨桿腰梁的最大彎矩為拉桿作用點處，其值為：去鋼材，則，采用2根28c的槽鋼背靠背布置，間距25cm，滿足要求。3.1.5 樁錨支護穩(wěn)定性驗算一、深部破裂面穩(wěn)定性驗算，如圖3-9所示。圖3-9 整體穩(wěn)定性驗算簡圖設(shè)，、皆看作是水平方向作用力。

16、因為，要計算地面荷載，擋土墻的主動土壓力代替墻主動土壓力則最大承受的水平力由公式得：所以深層滑動穩(wěn)定系數(shù)，滿足規(guī)范要求。二、抗隆起驗算采用同時考慮、的抗隆起驗算方法，如圖3-11所示。Terzaghi(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):圖3-12 抗隆起驗算簡圖由公式得：計算機程序設(shè)計：main() float r1，r2，D，Nq，C，Nc，q，H, a, b, Ks；Scanf(“%f, %f, %f, %f, %f, %f, %f”, & r1, & r2, &D, &N

17、q, &C, &Nc, &H)；a= r1*D* Nq*+C*Nc；b= r1*(H+D)+q；Ks=a/b；Printf（“Ks3.2f”， Ks）式中 地面超載；墻體插入深度； 基坑開挖深度； 坑外地表至墻底各土層天然重度加權(quán)平均值； 坑內(nèi)開挖面以下至墻底各土層天然重度加權(quán)平均值；、地基極限承載力計算系數(shù)。所以，滿足規(guī)范要求。隆起量的計算： 注意：按以下公式計算的隆起量，如果為負值，按0處理。式中 基坑底面向上位移(mm)； 從基坑頂面到基坑底面處的土層層數(shù)； 基坑頂面的地面超載(kPa)； 樁(墻)底面處土層的粘聚力(kPa)；樁(墻)底面處土層的內(nèi)摩擦角(度)；

18、樁(墻)的嵌入長度(m)；基坑的開挖深度(m)；第i層土的厚度(m)；樁(墻)頂面到底處各土層的加權(quán)平均重度(kN/m3)；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)； = 113(mm)三、抗管涌驗算，如圖3-13所示。圖3-13 抗管涌驗算簡圖抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù):式中 側(cè)壁重要性系數(shù)； 土的有效重度(kN/m3)；地下水重度(kN/m3)；地下水位至基坑底的距離(m)；樁(墻)入土深度(m)；，滿足規(guī)范要求。3.2 土釘墻支護設(shè)計3.2.1 土釘墻設(shè)計內(nèi)容 確定土釘?shù)钠矫婧推拭娉叽缂胺侄胃叨龋?確定土釘布置方式和間距；

19、確定土釘直徑、長度、傾角及空間的方向； 確定鋼筋類型、直徑及構(gòu)造； 注漿配方設(shè)計，注漿方式、漿體強度指標(biāo)； 噴射混凝土面層設(shè)計及坡頂預(yù)防措施； 土釘抗抜力驗算； 進行內(nèi)部與外部整體穩(wěn)定性驗算； 變形預(yù)測及穩(wěn)定性分析； 施工圖設(shè)計及說明書； 現(xiàn)場監(jiān)測和質(zhì)量控制設(shè)計。3.2.2 確定土釘參數(shù)一、土釘長度L?？蓞⒄毡?-1選取。表3-1 土釘參數(shù)選取參照表粉土硬黏土注漿釘打入釘注漿釘L=(0.50.8)HL=(0.50.6)HL=(0.51.0)H注：H基坑的垂直深度（m）二、土釘?shù)乃介g距（Sh）和豎直間距(Sv)。一般選?。篠h= Sv=(68)D式中 D鉆孔直徑（m）；常用Sh= Sv=（1.

20、01.25）m，并需滿足：式中 L土釘長度（m）。三、釘體直徑（d），一般取“D=(2050)常用d=2028mm，并滿足：四、土釘與水平面夾角，通常取=0。3.2.3 土釘設(shè)計計算土釘設(shè)計計算時，只考慮土釘受拉。土釘?shù)某叽鐟?yīng)滿足設(shè)計內(nèi)力的要求，同時還應(yīng)滿足支護內(nèi)部整體穩(wěn)定性的要求。一、土釘內(nèi)力計算圖3-14 土釘自重和地表均布荷載分布圖根據(jù)基坑土釘支護技術(shù)規(guī)程，在土釘自重和地表均布荷載作用下，每一土釘所受到的最大拉力和設(shè)計內(nèi)力N，可按圖3-14所示的側(cè)壓力分布用下式計算：式中 土釘傾角；土釘長度中點處側(cè)壓力；土釘長度中點處由支護土體自重產(chǎn)生的側(cè)向土壓力；地表均布荷載引起的側(cè)壓力。自重引起的側(cè)

21、壓力按下列公式計算“對于 砂土和粉土對于 一般粘性土粘土中值應(yīng)不小于。地表均布荷載引起的側(cè)壓力 以上各式中土的重度；基坑深度；主動土壓力系數(shù)，其中為土的內(nèi)摩擦角。當(dāng)有地下水時，應(yīng)在中加入水壓力作用。由于第一層雜填土進行了放坡開挖，所以視這部分土層為超載。，H=10.5 m。本工程計算結(jié)果如下： 粘土層：，。，取。 礫砂層和角礫層兩層土的各種參數(shù)去加權(quán)平均值，計算得，則：所以，則單根土釘所受最大內(nèi)力：式中：、為土釘?shù)乃胶拓Q向間距，這里取1.5m。因此基坑中部和底部的土釘內(nèi)力為76.95KN，上部粘土層中設(shè)一排錨桿，其受力為：二、計算土釘直徑按照規(guī)程（CECS96:97）有得：式中 土釘?shù)木植糠€(wěn)

22、定性安全系數(shù)，一般取1.5； 鋼筋抗拉設(shè)計值； 土釘?shù)脑O(shè)計內(nèi)力；圖3-15 土釘自由段計算簡圖 土釘鋼筋直徑；根據(jù)鋼筋計算截面規(guī)格表得，取的圓形截面鋼筋即可滿足要求。截面面積為314.2mm2。三、土釘長度計算 自由段長度計算，如圖3-15所示。設(shè)土釘?shù)膬A角為，基坑開挖采取小放坡，與水平面夾角為，根據(jù)土釘布置間距，一共布置7排土釘墻，第一排土釘頭部距表面1.0m。由公式得：下面各層錨桿長度計算一樣。 土釘有效長度計算根據(jù)建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程， 單根土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值，其中為荷載折減系數(shù)，其計算公式為：則粘土層：。礫砂層：。土釘受拉荷載設(shè)計值：粘土層礫砂層土釘強度設(shè)計：,滿足要求。土釘抗拔承載力

23、：如圖3-18所示。圖3-18 土釘抗拔力計算簡圖粘土層礫砂層土釘有效長度由公式得：粘土層，計算得；礫砂層，計算得。式中 錨固體直徑，取0.1m； 土體與錨固體之間的粘結(jié)力，粘性土取，礫砂層取。其他土釘有效長度的計算結(jié)果見下表3-9： 表3-9 土釘長度計算表土釘序號高程（m）土釘內(nèi)力（KN）有效長度（m）自由段長度（m）極限抗拉力（KN）土釘長度（m）安全系 數(shù)-1.0m40.53.05.165.948.11.63-2.5m7743.1125.67.11.68-4.0m774.52.5140.67.01.83-5.5m774.71.9148.66.61.93-7.0m774.71.4144.

24、86.11.88-8.5m775.00.8156.35.82.03-10.0m775.50.2174.05.72.26 土釘墻刨面圖見圖3-19所示。圖3-19 土釘墻剖面圖3.2.4 土釘墻穩(wěn)定性驗算一、抗滑穩(wěn)定性驗算，如圖3-20所示。圖 3-20 土釘穩(wěn)定性驗算簡圖取墻寬為6m，墻底部土。抗滑力：土壓力引起的水平推力為各道土釘?shù)睦χ?，所以抗滑穩(wěn)定性系數(shù)為：,滿足規(guī)范要求。基坑土釘支護技術(shù)規(guī)范10規(guī)定抗滑安全系數(shù)為1.2。二、抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗傾覆力矩即土的自重引起的平衡力矩傾覆力矩為則抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)，滿足規(guī)范要求。基坑土釘支護技術(shù)規(guī)范10規(guī)定抗滑安全系數(shù)為1.3。3.2.5 土釘面

25、層設(shè)計一、面層承載力面層實為支撐于土釘上的無梁連續(xù)板，面層厚100mm，土釘間距為面層的跨距，作用于上部面層的荷載，其中：粘性土層：礫砂層：所以面層承載力為：面層所承受最大彎矩為：土釘作用處彎矩：跨中彎矩：跨中帶支座處：跨中帶跨中處：二、連接計算圖3-21 土釘墻面層配筋圖3.3 單層錨拉地下連續(xù)墻支護方案設(shè)計計算3.3.1 設(shè)計內(nèi)容地下連續(xù)墻及其構(gòu)筑物應(yīng)根據(jù)自身和影響范圍內(nèi)建筑物的安全等級，按承載力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)的要求，分別進行下列計算：1、按承載力極限狀態(tài)設(shè)計1）水平承載力計算；2）地基豎向承載力計算；3）地下連續(xù)墻及其承力圈梁、支撐、土錨、基坑底板等均應(yīng)進行強度計算；對于預(yù)制

26、拼裝的地下連續(xù)墻板還應(yīng)進行調(diào)運階段的強度、剛度、抗裂度驗算；4）整體穩(wěn)定性和基地穩(wěn)定性計算；5）有軟弱下臥層的承載力進行驗算。2、按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計1）地下連續(xù)墻及其構(gòu)筑物施工各階段的橫向和豎向變形不得超過規(guī)定的允許值；2）抗裂度與裂縫寬度驗算。3.3.2 荷載計算一、土壓力計算主動土壓力計算可采用朗金理論或庫侖土壓力，如圖3-22所示。具體計算結(jié)果見表3-10。表3-10 主動土壓力計算結(jié)果土層標(biāo)高（m）編號算式結(jié)果（）1420.612.60024.8741.88110.8注：1）地下水位在距地面3.5m處。2）地下水位以下圖的重度取浮重度。3）第二層土粘性土由于內(nèi)聚力比較大，按公式算得

27、的結(jié)果為負數(shù)，所以該層土的主動土壓力計為0。4），二、水壓力計算地下水位在距地面3.7m位置處。具體計算結(jié)果見表3-11。表3-11 水壓力計算結(jié)果土層標(biāo)高（m）編號算式結(jié)果（）-3.700-10.0063-12.0020注：水的重度圖3-22 水、土壓力計算簡圖3.3.3 地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算一、嵌固深度計算單層支點支護結(jié)構(gòu)支點力及嵌固深度的計算按下列規(guī)定進行。嵌固深度計算簡圖如圖3-23所示。圖3-23 地連墻嵌固深度計算見圖1）基坑底面以下支護結(jié)構(gòu)設(shè)計彎矩零點位置至基坑底面的距離可按下式計算：式中 水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值； 水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值。 主動土壓力系數(shù)， 被動土壓力系數(shù)，2）支點力可按下式

28、計算：式中 設(shè)定彎矩為零點位置以上基坑內(nèi)側(cè)各土層水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值的合力和； 設(shè)定彎矩為零點位置以上基坑外側(cè)各土層水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值的合力和； 合力作用點至設(shè)定彎矩零點的距離； 合力作用點至設(shè)定彎矩零點的距離； 支點至基坑底面的距離。 基坑底面至設(shè)定彎矩零點的距離；3）嵌固深度設(shè)計值可按下式確定：代入數(shù)值計算得：4）截面承載力計算 3.3.4 錨拉結(jié)構(gòu)設(shè)計計算一、錨桿承載力計算應(yīng)滿足下式規(guī)定：代入數(shù)值計算錨桿所受軸向力為：式中 錨桿水平拉力設(shè)計值；錨桿軸向受拉承載力設(shè)計值； 錨桿與水平面的夾角。二、錨桿桿體的截面面積應(yīng)按下列公式計算：式中 鋼筋桿體截面面積； 鋼筋抗拉強度設(shè)計值。根據(jù)鋼筋截面面積計算公

29、式得：根據(jù)鋼筋規(guī)格選用單根=50mm的圓形截面級冷拉鋼筋，截面面積為。三、錨桿長度L計算1）錨桿自由段長度計算，如圖3-8所示。式中 錨桿錨投中點至基坑底面一下基坑外側(cè)荷載標(biāo)準(zhǔn)值與基坑內(nèi)側(cè)抗力標(biāo)準(zhǔn)值鮮等處的距離；土體各土層厚度加權(quán)內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值；錨桿傾角。2）錨桿錨固段長度計算由公式得：式中 錨桿安全系數(shù)，取=1.6； 錨固體直徑，取=200mm； 土體與錨固體的粘結(jié)強度，取。所以錨桿總長是四、錨拉桿支撐腰梁的設(shè)計按簡支梁，錨桿腰梁的最大彎矩為拉桿作用點處，其值為：式中 錨桿間距。取鋼材，則。根據(jù)材料力學(xué)附表3熱軋鋼槽（GB707-1998）進行腰梁配筋。采用2根40a熱軋槽鋼作為腰梁背靠背布

30、置。，滿足要求。3.3.5 穩(wěn)定性驗算一、深部破裂面穩(wěn)定性驗算設(shè)，、皆看作是水平方向作用的力。如圖3-9所示。由于，所以則最大承受的水平力由公式得：所以深層滑動穩(wěn)定系數(shù)，滿足規(guī)范要求。二、抗隆起驗算采用同時考慮、的抗隆起驗算方法，Terzaghi(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7YB 9258-97(冶金部):由公式得：計算機程序設(shè)計 main() float r1，r2，D，Nq，C，Nc，q，H, a, b, Ks；Scanf(“%f, %f, %f, %f, %f, %f, %f”, & r1, & r2, &am

31、p;D, &Nq, &C, &Nc, &H)；a= r1*D* Nq*+C*Nc；b= r1*(H+D)+q；Ks=a/b；Printf（“Ks3.2f”， Ks）式中 地面超載；墻體插入深度； 基坑開挖深度； 坑外地表至墻底各土層天然重度加權(quán)平均值； 坑內(nèi)開挖面以下至墻底各土層天然重度加權(quán)平均值；、地基極限承載力計算系數(shù)。 所以，滿足規(guī)范要求。隆起量的計算：注意：按以下公式計算的隆起量，如果為負值，按0處理。式中基坑底面向上位移(mm)； 從基坑頂面到基坑底面處的土層層數(shù)； 基坑頂面的地面超載(kPa)； 樁(墻)底面處土層的粘聚力(kPa)；樁(墻)底面處土

32、層的內(nèi)摩擦角(度)；樁(墻)的嵌入長度(m)；基坑的開挖深度(m)；第i層土的厚度(m)；樁(墻)頂面到底處各土層的加權(quán)平均重度(kN/m3)；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)； = 102(mm)三、抗管涌驗算抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù):式中 側(cè)壁重要性系數(shù)； 土的有效重度(kN/m3)；地下水重度(kN/m3)；地下水位至基坑底的距離(m)；樁(墻)入土深度(m)；，滿足規(guī)范要求。3.4 三種支護方案的經(jīng)濟性比較3.4.1 樁錨支護方案的經(jīng)濟性分析一、灌注樁工程量計算：灌注樁所選樁徑為600mm，樁芯距為1000mm，

33、錨桿間距為1500mm，錨桿傾角為，地面均布荷載為。鋼筋選用鋼筋做為主筋，單根鋼筋的理論重量為?；炷练搅浚?鋼筋： 土層錨桿： 腰梁長度：260m二、各分項工程費鋼筋直徑小于工程費用見表3-12所示。表3-12 鋼筋工程費一定額號工程名稱單 位人工單價（元）材料單價（元）機械單價（元）8-1鋼筋以內(nèi)T183.972644.593.73工程量工程名稱人工費材料費機械費合 計（元）3.1鋼筋以內(nèi)T570.38198.2311.568780.1鋼筋直徑大于工程費用見表3-13。表3-13 鋼筋工程費定額號工程名稱單 位人工單價（元）材料單價（元）機械單價（元）8-2錨桿鋼筋T171.522680.

34、433.76工程量工程名稱單 位 人工費材料費機械費合 計（元）135.22錨桿鋼筋T23192.93.74508.43.1腰梁費用見表3-14。表3-14 腰梁工程費定額號工程名稱單 位人工單價（元）材料單價（元）機械單價（元）2-55鋼腰梁m27.34430.4115.71工程量工程名稱人工費材料費機械費合 計（元）260鋼腰梁m7108.44084.6灌注樁費用見表3-15。表3-15 灌注樁工程費定 額工程名稱單 位人工單價（元）材料單價（元）機械單價（元）2-4鉆孔灌注樁，現(xiàn)澆混凝土樁徑30.60200.1290.66工程量工程名稱人工費材料費機械費合 計（元）1212螺旋轉(zhuǎn)孔灌注樁

35、，現(xiàn)澆混凝土樁徑37087.2.44.92.56三、工程費用計算工程直接費：.1 + 8780.1 + + .56 = .76元 工程間接費：施工現(xiàn)場管理費直接成本×327226.2元施工單位管理費直接成本×327226.2元總成本直接成本間接成本.76+27226.2+27226.2.1元企業(yè)利潤總成本×438407.64元稅金總成本×3.9137543.47元勞動保險基金總成本×19601.91元工程總費用具體見表3-16。表3-16 工程總費用表序 號費用名稱費 用（元）1工程直接費.762工程間接費54452.43上繳稅金37543.4

36、74企業(yè)利潤38407.645勞動保險費9601.91合 計工程總費用.183.4.2 地下連續(xù)墻支護方案的經(jīng)濟性分析一、工程量計算挖土成槽工程量： 鋼筋制作、安裝工程:鎖口管吊拔工程:4段澆注混凝土：二、各分項工程費挖土成槽工程費用見表3-17。表3-17 挖土成槽工程費定額號工程名稱單 位人工單價（元）材料單價（元）機械單價（元）2-59 挖土成槽 二鉆一抓 槽深25m以內(nèi) m3 28.54 52.59168.77工程量工程名稱 人工單價材料單價機械單價合計（元）3558.72挖土成槽 二鉆一抓 槽深25m以內(nèi)m3.87.29.27.43鋼筋制作、安裝工程費用見表3-18。表3-18 鋼筋

37、制作、安裝工程費定額號工程名稱單 位人工單價（元）材料單價（元）機械單價（元）2-61 鋼筋制作、安裝 槽深25m以內(nèi) T303.693098.14 340.63工程量工程名稱人工費材料費機械費合 計（元）21.35鋼筋制作、安裝 槽深25m以內(nèi) T6483.7866145.297272.4579901.52鎖口管吊拔工程費用見表3-19。表3-19 鎖口管吊拔工程費定額號工程名稱單位人工單價（元）材料單價（元）機械單價（元）2-64鎖口管吊拔 槽深25m以內(nèi) 段663.91 409.031384.61工程量工程名稱人工費材料費機械費合計（元）4鎖口管吊拔 槽深25m以內(nèi) 段2655.6163

38、65538.449830澆注混凝土費用見表3-20。表3-20 澆注混凝土費定額號工程名稱單位人工單價（元）材料單價（元）機械單價（元）2-67澆注混凝土 現(xiàn)澆 m3 43.05 253.87 22.62工程量工程名稱人工費材料費機械費合計（元）2846.98澆注混凝土現(xiàn)澆 m3.49.864398.69.98三、工程費用計算工程直接費：.43+79901.52+.98 =.93元工程間接費：施工現(xiàn)場管理費直接成本×337038.48元施工單位管理費直接成本×337038.48元工程間接費.93+37038.48+37038.48.89元總成本直接成本間接成本.93+.89

39、.82元企業(yè)利潤總成本×4.35元稅金總成本×3.9199443.37元勞動保險基金總成本×125433.09元工程總費用具體見表3-21。表3-21 工程費用表序 號費用名稱費 用（元）1工程直接費.932工程間接費.893上繳稅金99443.374企業(yè)利潤.355勞動保險費25433.09合 計.6353.4.3 土釘+樁錨支護方案的經(jīng)濟性分析一、土釘支護設(shè)計經(jīng)濟性分析1）工程量計算土釘直徑，基坑開挖線周長210m，水平間距1.5m。單根鋼筋的理論重量為。土釘所用鋼筋總長：鋼筋重量：面層：面層配筋，單根鋼筋的理論重量為。鋼筋重量：混凝土支護面積： 鉆孔直徑為1

40、00mm，所以注漿量為：2）分項工程費用噴射混凝土支護面層費用見表3-22。表3-22 噴射混凝土支護面層計算表定額號工程名稱單位人工單價（元）材料單價（元）機械單價（元）合計（元）2-50噴射混凝土支護厚80mm23.6263.0119.162-51噴射混凝土支護每增10mm1.552.770.45噴射混凝土支護厚150mm34.4782.422.31工程量噴射混凝土支護面層人工材料費機械費37886864.456221.2面層鋼筋網(wǎng)費用見表3-23。表3-23 面層鋼筋網(wǎng)費定額號工程名稱單位人工單價（元）材料單價（元）機械單價（元）8-4冷軋帶肋鋼筋網(wǎng)片T135.813307.524.54

41、工程量工程名稱人工費材料費機械費合 計（元）12.24面層鋼筋網(wǎng)T1662.34048455.642202土釘鋼筋費用見表3-24。表3-24 土釘鋼筋費用定額號工程名稱單 位人工單價（元）材料單價（元）機械單價（元）8-2鋼筋以外T171.522680.433.76工程量工程名稱人工費材料費機械費合 計（元）16.045土釘鋼筋費用 T2752.0443007.560.3345819.87土釘注漿費用見表3-25。表3-25 土釘混凝土費用表定額號工程名稱單位人工單價（元）材料單價（元）機械單價（元）2-52噴射混凝土支護 土釘m3.0122.112.97工程量工程名稱人工費材料費機械費合計

42、（元）1546.29噴射混凝土支護 土釘m4654.3334188.474592.4843435.293）工程費用計算工程直接費+42202+45819.87+43435.29=.16元工程管理費：施工現(xiàn)場管理費直接成本×314465.7元施工單位管理費直接成本×314465.7元工程間接費14465.7+14465.728931.5元總成本直接成本間接成本.16+28931.5.63元企業(yè)利潤總成本×420444.9元稅金總成本×3.9119984.89元勞動保險基金總成本×15111.23元工程總費用具體見表3-26。表3-26 工程費用表

43、序 號費用名稱費 用（元）1工程直接費.162工程間接費28931.53上繳稅金19984.894企業(yè)利潤20444.95勞動保險費5111.22合 計.67二、 樁錨支護經(jīng)濟性分析由于只有東邊邊坡使用樁錨結(jié)構(gòu)支護，所以有前面已算出的狀貌總費用按比例菲裴可以得到東邊單邊的樁錨工程費。東邊單邊的樁錨工程費：元三、由以上計算可見本支護方案工程總費用為：工程總費用.67+.34.01元4 方案優(yōu)化4.1 鉆孔灌注樁支護結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1.1 設(shè)計方案優(yōu)化綜合上述三種方案，根據(jù)地基土的性質(zhì)、基坑深度與地基處理深度、從各種方案的施工難度、施工工期長短、施工技術(shù)可行性、經(jīng)濟性和安全性以及施工對周圍環(huán)境的影響等

44、幾方面考慮，最終選擇樁錨支護方案。方案的優(yōu)化設(shè)計：一、基坑除去放坡開挖段，直接進行樁錨支護；二、錨桿設(shè)計中改設(shè)錨桿錨頭距基坑頂面4m處，單層錨拉結(jié)構(gòu)；三、基坑采用輕型井點作為降水措施，并采用圓環(huán)布置降水井。4.1.2 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算排樁可以根據(jù)受力條件分段按平面問題計算。排樁水平荷載計算寬度可取排樁的中心距。結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形的計算值、支點力的計算值應(yīng)根據(jù)基坑開挖、地下結(jié)構(gòu)物施工過程的不同工況計算。計算簡圖4-1所示。圖4-1 樁錨結(jié)構(gòu)土壓力計算簡圖（1）對于懸臂及單層支點結(jié)構(gòu)的支點力Tc1、截面彎矩設(shè)計值Mc，計算剪力值Vc也可以按靜力平衡條件確定。（2）結(jié)構(gòu)內(nèi)力及支點力的設(shè)計值應(yīng)按下列規(guī)定計算

45、： 截面彎矩設(shè)計值MM=1.25Mc截面剪力設(shè)計值VV=1.25Vc支點結(jié)構(gòu)第j層支點力的設(shè)計值Tdj=1.25Tcj具體的計算結(jié)果見下表4-1、4-2所示。表4-1 主動土壓力計算結(jié)果土層標(biāo)高（m）編號算式結(jié)果（）-1.526.216.8-3.400-1058.9-1270.2表4-2 主動土壓力合力計算結(jié)果土層標(biāo)高（m）編號算式結(jié)果-1.5219.15-3.4142.8138.93-10117.811.34-1234.44.1.3 鉆孔灌注樁設(shè)計計算取地面荷載q=20KNm。其結(jié)構(gòu)示意圖如4-2所示：圖4-2 樁錨結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算簡圖一、鉆孔灌注樁內(nèi)力計算由于有1.5m放坡開挖土層，所以在計算

46、時可將該部分土層視為超載計算，所以其均布荷載。由于角礫層和強風(fēng)化巖層土層性質(zhì)相近，所以可以按角礫層來計算。 設(shè)主、被動土壓力相等的點在距基坑處，則由得： 根據(jù)朗肯土壓力理論計算單層支錨結(jié)構(gòu)的支反力和：由力矩方程得再由得 根據(jù)等值梁法計算至嵌入根部的距離：所以樁的入土深度由得工程中一般取，取 計算彎矩最大點設(shè)彎矩最大點距粘性土底層為h，由得： 求最大彎矩二、鉆孔灌注樁配筋根據(jù)基坑工程手冊均勻配筋截面允許值得：鉆孔灌注樁選取鋼筋，樁徑為。根據(jù)樁體配筋與構(gòu)造要求：鉆孔灌注樁作為擋土結(jié)構(gòu)受力時，可按照鋼筋混凝土圓形截面受彎構(gòu)件進行配筋計算。鉆孔灌注樁的縱向受力鋼筋一般要求沿圓形截面周邊均勻布置，且不小

47、于6根。此時圓形截面的受彎承載力公式為：式中 樁抗彎承載力（；樁橫截面積；樁體半徑（mm）;縱向鋼筋所在圓周半徑（mm）；rs=r-a；a為保護層厚度；對應(yīng)于受壓區(qū)混凝土截面積的圓心角（rad）與的比值；對應(yīng)于受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋界面的比值；鋼筋強度設(shè)計值；fcm可查表。查表得因此，則滿足要求。根據(jù)基坑工程手冊附表均勻配筋截面允許值得，該鉆孔灌注樁選取10根直徑為22mm的鋼筋，彎矩為268，樁徑為600mm。4.2 錨桿設(shè)計計算一、土層錨桿設(shè)置錨桿頭部中點距離地表5m，水平間距為1.5m，傾角，地面均布荷載為，內(nèi)聚力。二、錨桿內(nèi)力計算由樁的內(nèi)力計算可知，錨固點的支反力，所以錨桿的軸

48、力N由公式得：三、拉桿截面面積錨拉桿按軸心受拉構(gòu)件設(shè)計，所需鋼筋的截面面積為，由公式得：式中 鋼筋強度設(shè)計值，取。圖4-3 錨桿長度計算簡圖而，所以所需鋼筋直徑為：根據(jù)鋼筋計算面積和理論質(zhì)量規(guī)格表選取的鋼筋作為錨桿材料，截面積為，滿足要求。四、錨桿長度計算 自由段長度，如圖4-3所示。由公式得：式中 錨桿頭部到基坑底部的距離。 錨固段長度計算由公式得：式中 錨桿安全系數(shù)，取=1.8； 錨固體直徑，取=200mm； 土體與錨固體的粘結(jié)強度，取所以錨桿長度五、錨桿支撐腰梁設(shè)計按簡支梁，錨桿腰梁的最大彎矩為拉桿作用點處，其值為：去鋼材，則，采用2根28c的槽鋼背靠背布置，間距25cm，滿足要求。4.3 樁錨支護穩(wěn)定性驗算一、深部破裂面穩(wěn)定性驗算，如圖4-4所示。設(shè)，、皆看作是水平方向作用力。因為，要計算地