設計計算說明

一、工程概況某工程由某房地產(chǎn)開發(fā)有限公司投資建設，某建筑設計有限公司設計，某公司承擔該項目的巖土工程詳細勘察。本次支護范圍主要為B樓及純地下車庫基坑。場地現(xiàn)狀地面平均標高為青島5.40m，地下室獨立承臺底標高為青島-2.80m，B樓基坑基底標高為青島0.05m，局部集水井基底標高為-3.80m，基坑開挖深度為5.30m～8.20m左右，局部集水井部位挖深9.20m。二、場區(qū)條件場地位于某地塊，泰興弄東側(cè)及西獅子巷西側(cè)，場地原有建筑已全部拆遷完畢，場地較平整，地面平均標高約5.40m。場區(qū)土層分布及土性見本工程巖土工程勘察報告。場地地下水主要為上層滯水和承壓水。上層滯水含于①層雜填土，由大氣降水、地表水急升活用水等補給，以蒸發(fā)、滲流等方式排泄，水位隨季節(jié)變化，勘察時測得上層滯水穩(wěn)定水位一般為地面下1.3～1.6m，相當于黃海標高4.4m左右（雨季測量，相當于高水位），水位變化幅度約±1.0m。淺層承壓水主要埋藏于③、④、⑤層粉土、粉砂中，近幾年最高水位約為黃海標高2.0m，最低水位約黃海標高-1.0m，年平均水位約為黃海標高1.5m。綜合滲透系數(shù)K=2.3m/d。本工程挖至淺層承壓含水層，該含水層近幾年最高水位約為黃海標高2.0m。根據(jù)某水文站資料，本工程抗浮設防水位取黃海3.70m。具體水文地質(zhì)條件詳見工程巖土工程勘察報告?；娱_挖底邊線北距已建1層售樓處為3.00m，東邊距現(xiàn)狀圍墻（西獅子巷）約1.80m～2.50m，圍墻外有多幢單層民宅及1幢4層綜合樓，距綜合樓最近處約6.35m，最大距離為7.70m；西邊距現(xiàn)狀圍墻約3.50m～3.70m。同時場地周邊均有各類地下管線(管道)穿過。地下管線（管道）埋深最深約1.50m左右。具體詳見“管線現(xiàn)狀示意圖”?；又苓吔ǎ?gòu)）筑物情況一覽表表1基坑周邊建（構(gòu)）筑物層數(shù)（層）結(jié)構(gòu)型式基礎距地下車庫外墻墻軸線距離離型式埋深(m)東側(cè)圍墻--磚砌天然地基小于2.01.80～2.20m東側(cè)民宅1磚砌天然地基小于2.04.80～7..70m東側(cè)綜合樓4磚砌天然地基小于2.06.35～7..70m西、北側(cè)圍墻--磚砌天然地基小于2.03.20～9..00m北側(cè)售樓處1磚混天然地基小于2.03.00m三、支護方案的設計①、設計依據(jù)：1、國標《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ120-99）；2、國標《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GBS007-2002）；3、行標《土釘支護設計規(guī)程》（CECS96：97）；4、本巖土工程勘察報告及結(jié)構(gòu)設計圖紙；5、其他有關規(guī)范、規(guī)程。②、方案設計及結(jié)構(gòu)計算本工程基坑安全等級根據(jù)業(yè)主提供的技術要求按一級設計。1、根據(jù)基坑開挖土層分布情況、周邊建（構(gòu)）筑物情況及開挖條件環(huán)境等不同，將本基坑支護劃分AB、BC、CD、DE、EF、FA等六個支護區(qū)段。各區(qū)段的劃分詳見支護平面圖。2、支護型式AB、BC、CD、FA段：方案一：采用上部放坡＋注漿土錨支護體系，其中AB段售樓處采用承臺下人工挖孔墩基礎托換方案。方案二：鉆孔灌注樁排樁＋錨桿圍護結(jié)構(gòu)；DE、EF段：采用放坡＋注漿土錨桿支護體系。3、支護方案設計方案一：土釘支護方案AB段：（北側(cè)西段，售樓處）⑴、基本參數(shù)開挖深度8.20m（-2.80m），坡比1：0.3，坡面上設5排注漿土釘，售樓處基礎每承臺底用1根Φ1000L＝5000人工挖孔墩托換，并孔底均勻擊入10Φ48L＝3000鋼管并注漿處理以增加其嵌入深度。地面超載取均布荷載20KN/m2，局部均布荷載12KN/m，作用深度為1.50m，寬度為6.0m；地下水位-0.50m。r0取1.1。①、②層水土分算，計算時對土層的剪切指標進行了折減。⑵、地層參數(shù)選用14號孔，見表2。14號孔土層參數(shù)表2土層號及及土名厚度(m)重度(KN/m3)粘聚力C(KPPa)內(nèi)摩擦角(度度)錨固體與土摩阻阻力(KPa))水土計算方方式備注①雜填土3.418.5251025分算②粘土2.8019.9501555分算CΦ已折減③粉土夾粉粘1.2018.7222350合算④粉土夾粉砂3.7018.5202660合算⑶、計算結(jié)果見下表3。AB段土釘設計計算表表3土釘層序內(nèi)力設計值(KKN)穩(wěn)定安全系數(shù)成孔直徑(mmm)土釘間距(mmm)土釘長度(m))土釘配筋水平垂直計算實際計算實際16.81.65Φ150150015007.39.01Φ141Φ18227.51.43Φ150150013007.07.01Φ161Φ18326.51.58Φ110150015006.97.01Φ181Φ18442.21.44Φ150150015006.88.01Φ201Φ22569.61.41Φ150150015004.96.01Φ251Φ25BC段：（北側(cè)東段，塔吊及泵車、材料堆場）⑴、基本參數(shù)開挖深度8.20m（-2.80m），坡比1：0.3，坡面上設5排注漿土釘。地面超載取均布荷載30KN/m2；地下水位-0.50m。r0取1.1。①、②層水土分算，計算時對土層的剪切指標進行了折減。⑵、地層參數(shù)選用14號孔，見表2。⑶、計算結(jié)果見下表4。BC段土釘設計計算表表4土釘層序內(nèi)力設計值(KKN)穩(wěn)定安全系數(shù)成孔直徑(mmm)土釘間距(mmm)土釘長度(m))土釘配筋水平垂直計算實際計算實際135.11.87Φ150150015008.29.01Φ161Φ20229.61.43Φ150150013008.09.01Φ221Φ2230.71.54Φ150150015008.29.01Φ201Φ25443.91.44Φ150150015008.59.01Φ281Φ28576.61.47Φ150150015005.47.01Φ251Φ25CD段：東側(cè)北段4層綜合樓及多幢單層民居⑴、基本參數(shù)開挖深度8.20m（-2.80m），坡比1：0.25，坡面上設5排注漿土釘。地面超載取均布荷載20KN/m2，局部均布荷載30KN/m，作用深度為1.50m，寬度為10.0m；地下水位-0.50m。r0取1.1。①、②層水土分算，計算時對土層的剪切指標進行了折減。⑵、地層參數(shù)選用12號孔，見表5。12號孔土層參數(shù)表5土層號及及土名厚度(m)重度(KN/m3)粘聚力C(KPPa)內(nèi)摩擦角(度度)錨固體與土摩阻阻力(KPa))水土計算方方式備注①雜填土2.8018.5251025分算②粘土3.6019.9501555分算CΦ已折減③粉土夾粉粘1.4018.7222350合算④粉土夾粉砂4.5018.5202660合算⑶、計算結(jié)果見下表6。CD段土釘設計計算表表6土釘層序內(nèi)力設計值(KKN)穩(wěn)定安全系數(shù)成孔直徑(mmm)土釘間距(mmm)土釘長度(m))土釘配筋水平垂直計算實際計算實際19.21.57Φ110150015007.28.01Φ161Φ20224.81.79Φ110150015006.98.01Φ201Φ20327.51.57Φ110150015005.86.01Φ161Φ16440.41.43Φ150150015006.88.01Φ221Φ25571.01.46Φ150150013005.36.01Φ251Φ25DE段：東側(cè)南段⑴、基本參數(shù)開挖深度5.35m（0.05m），坡比1：0.3，坡面上設3排注漿土釘，。地面超載取均布荷載20KN/m2；地下水位-0.50m。r0取1.1。①、②層水土分算，計算時對土層的剪切指標進行了折減。⑵、地層參數(shù)選用12號孔，見表5。⑶、計算結(jié)果見下表7。DE段土釘設計計算表表7土釘層序內(nèi)力設計值(KKN)穩(wěn)定安全系數(shù)成孔直徑(mmm)土釘間距(mmm)土釘長度(m))土釘配筋水平垂直計算實際計算實際19.01.88Φ110150015005.96.01Φ161Φ16221.51.78Φ60150015005.26.01Φ14Φ40鋼管327.71.88Φ60150017005.26.01Φ16Φ40鋼管EF段：南側(cè)及西側(cè)南段，泰興弄⑴、基本參數(shù)開挖深度5.35m（0.05m），坡比1：0.4，坡面上設3排注漿土釘，。地面超載取均布荷載20KN/m2；地下水位-0.50m。r0取1.1。①、②層水土分算，計算時對土層的剪切指標進行了折減。⑵、地層參數(shù)選用13號孔，見表8。13號孔土層參數(shù)表8土層號及及土名厚度(m)重度(KN/m3)粘聚力C(KPPa)內(nèi)摩擦角(度度)錨固體與土摩阻阻力(KPa))水土計算方方式備注①雜填土2.0018.5251025分算②粘土4.0019.9501555分算CΦ已折減③粉土夾粉粘1.3018.7222350合算④粉土夾粉砂3.8018.5202660合算⑶、計算結(jié)果見下表9。EF段土釘設計計算表表9土釘層序內(nèi)力設計值(KKN)穩(wěn)定安全系數(shù)成孔直徑(mmm)土釘間距(mmm)土釘長度(m))土釘配筋水平垂直計算實際計算實際19.02.15Φ110150015004.16.01Φ141Φ16222.71.93Φ60150015004.36.01Φ12Φ40鋼管334.22.02Φ60150017004.76.01Φ14Φ40鋼管FA段：南側(cè)，泰興弄⑴、基本參數(shù)開挖深度8.20m（-2.80m），坡比1：0.4，坡面上設5排注漿土釘，。地面超載取均布荷載20KN/m2；地下水位-0.50m。r0取1.1。①、②層水土分算，計算時對土層的剪切指標進行了折減。⑵、地層參數(shù)選用13號孔，見表8。⑶、計算結(jié)果見下表10。FA段土釘設計計算表表10土釘層序內(nèi)力設計值(KKN)穩(wěn)定安全系數(shù)成孔直徑(mmm)土釘間距(mmm)土釘長度(m))土釘配筋水平垂直計算實際計算實際16.32.27Φ110150015004.46.01Φ161Φ16214.62.05Φ110150015004.36.01Φ141Φ16323.31.66Φ110150015004.36.01Φ141Φ16435.71.45Φ110150015005.16.01Φ181Φ18558.81.49Φ150150013004.26.01Φ221Φ25設計方案二：排樁支護方案AB段：（北側(cè)西段，售樓處）⑴、基本參數(shù)開挖深度8.20m（-2.80m），一級放坡，坡高2.0m，坡比1：1。鉆孔灌注樁：樁頂標高-2.0m（自然地面），樁徑Φ700，樁間距＠900，樁長13.0m，砼強度為C25，主筋11Φ20，加強筋Φ14＠2000，箍筋Φ8＠150。設冠梁，寬0.90m，高0.60m。錨桿：樁頂（-2.3m，自然地面）設置一道錨桿Φ1501E32@1800L=20000，入射角度為20°。地面超載取均布荷載25KN/m2；地下水位-0.50m。r0取1.1。①、②層水土分算，計算時對土層的剪切指標進行了折減。⑵、地層參數(shù)選用14號孔，見表2。⑶、計算成果①、灌注樁排樁：整體穩(wěn)定安全系數(shù)：Ks=2.503；抗傾覆安全系數(shù)：Ks=1.337；抗隆起安全系數(shù)：Ks=2.345；最大水平位移：9.00mm，最大沉降：14mm（三角形法）。②、錨桿：計算：總長18.5m，自由段6.5m，配1E28；實際：總長20.0m，自由段6.5m，配1E32。BC段：（北側(cè)東段，塔吊及泵車、材料堆場）⑴、基本參數(shù)開挖深度8.20m（-2.80m），一級放坡，坡高2.0m，坡比1：0.5。鉆孔灌注樁：樁頂標高-2.0m（自然地面），樁徑Φ700，樁間距＠900，樁長13.0m，砼強度為C25，主筋11Φ20，加強筋Φ14＠2000，箍筋Φ8＠150。設冠梁，寬0.90m，高0.60m。錨桿：樁頂（-2.3m，自然地面）設置一道錨桿Φ1501E36@1800L=20000，入射角度為20°。地面超載取均布荷載30KN/m2；地下水位-0.50m。r0取1.1。①、②層水土分算，計算時對土層的剪切指標進行了折減。⑵、地層參數(shù)選用14號孔，見表2。⑶、計算成果①、灌注樁排樁：整體穩(wěn)定安全系數(shù)：Ks=2.461；抗傾覆安全系數(shù)：Ks=1.324；抗隆起安全系數(shù)：Ks=2.316；最大水平位移：10.24mm，最大沉降：16mm（三角形法）。②、錨桿：計算：總長19.5m，自由段6.5m，配1E32；實際：總長20.0m，自由段6.5m，配1E36。CD段：（東側(cè)北段，4層綜合樓及多幢單層民居）⑴、基本參數(shù)開挖深度8.20m（-2.80m），一級放坡，坡高1.8m，坡比1：0.6。鉆孔灌注樁：樁頂標高-1.8m（自然地面），樁徑Φ700，樁間距＠900，樁長13.0m，砼強度為C25，主筋13Φ20，加強筋Φ14＠2000，箍筋Φ8＠150。設冠梁，寬0.90m，高0.60m。錨桿：樁頂（-2.1m，自然地面）設置一道錨桿Φ1501E36@1800L=21000，入射角度為20°。地面超載取均布荷載10KN/m2，局部均布荷載40KN/m，作用深度1.0m，寬度10.0m；地下水位-0.50m。r0取1.1。①、②層水土分算，計算時對土層的剪切指標進行了折減。⑵、地層參數(shù)選用12號孔，見表5。⑶、計算成果①、灌注樁排樁：：整體穩(wěn)定安全系系數(shù)：Ks=2..309；抗傾覆安全系數(shù)數(shù)：Ks=11.2899；抗隆起安全系數(shù)數(shù)：Ks=22.0344；最大水平位移：：9.900mm，最大沉沉降：15mm（三角形形法）。②、錨桿：計算：總長200.5m，自由段段6.5m，配1E36；實際：總長211.0m，自由段段6.5m，配1E36。FA段：（南側(cè)側(cè)，泰興弄弄）⑴、基本參數(shù)開挖深度8.220m（-2.80m），一級放放坡，坡高高3.0m，坡比1：0.8。鉆孔灌注樁：樁樁頂標高-3.0m（自然地地面），樁樁徑Φ700，樁間距距＠900，樁長10.0m，砼強度度為C25，主筋11Φ22，加強筋Φ14＠2000，箍筋Φ8＠150。設冠梁梁，寬0.900m，高0.600m。錨桿：樁頂（--3.3m，自然地地面）設置置一道錨桿桿Φ15011E32@@18000L=166000，入入射角度為為20°。地面超載取均布布荷載20KN//m2；地下水位-0.500m。r0取1.1。①、②層水土分分算，計算算時對土層層的剪切指指標進行了了折減。⑵、地層參數(shù)選用13號孔，見見表8。⑶、計算成果①、灌注樁排樁：：整體穩(wěn)定安全系系數(shù)：Ks=2..170；抗傾覆安全系數(shù)數(shù)：Ks=11.5166；抗隆起安全系數(shù)數(shù)：Ks=22.3722；最大水平位移：：8.177mm，最大沉沉降：13mm（三角形形法）。②、錨桿：計算：總長155.5m，自由段段6.0m，配1E28；實際：總長166.0m，自由段段6.0m，配1E32。四、降水設計及及降水對鄰鄰近建筑物物的影響①、降水設計：1)、基坑涌水水量估算依據(jù)場區(qū)水文地地質(zhì)條件，選選用地下水水動力學承承壓---潛水完整井井計算公式式。其計算算公式如下下：Q=1.3666K（2H-M）M-h2/(lgg(R+r0)/r0)上列各式中有關關參數(shù)說明明如下：Q--基坑涌水水量(m3/d)k--滲透系數(shù)數(shù)(m/dd)，本工程程取2.33m/d；M--含水層厚厚度(m)，取8.22m；H--含水層水水頭高度(m)，取10.55m；h--取4.550mR--降水影響半半徑(m)，按R＝10s√K計算，式式中s取6.0m，得R＝91.0m；r0--基坑等效半半徑(m)，r0＝0.29（a+b）取26.0m；得Q＝431.0m33/d(2)、單井井出水量計算公式為：qq=120πrL(KK)1/33q--單井出出水量(m3/d)L--過濾器進進水部分長長度(m)，本工程程取2.00m；r--過濾器半半徑(m)，本工程程取90mm；得q≈110m3/dd根據(jù)實際潛水泵泵的出水能能力為6m3/h，降水效效率系數(shù)η按0.75計算，則則單井出水水量為6*244*0.775＝108mm3/d，二者計計算結(jié)果相相近，故不不作調(diào)整。(3)、管井數(shù)量量及井間距距n=ηQ/q=11.1*4431/110..0=4.3≈5(口)α（井間距)＝LL（基坑周周長）/（n-1）=36.00m(4)、基坑坑水位降深深驗算按公式s=0..366QQ[lgRR-1/nn(lgxx1x2……xn)]/KKM式中：x1x22……xn--從某點（Z）到各井點中中心的距離離(m)ss—在井點抽抽水范圍內(nèi)內(nèi)某點（Z）的水位位降深值(m)取中心點，經(jīng)計計算s=66.8m，滿足設計計降深的要要求。(5)、降水井點點深度的確確定按公式Hw=HHw1+Hw2+Hw3+Hw4+Hw5+Hw6式中：Hw---降水井深深度(m)；Hw1--基坑深深度(m)，取最大大深度8..20m；Hw2--降水水水位距離基基坑底要求求的深度(m),取1.00m；Hw3--降水井井分布范圍圍內(nèi)的半徑徑或降水井井排間距的的1/2((m)，取1.00m；Hw4--降水期期間的地下下水位變幅幅(m)，取1.500m；Hw5--降水井井過濾器的的工作長度度(m)，取2.000m；Hw6--沉砂的的長度(m)，取2.00m；計算得Hw=13.70m，取孔深深14.0m能滿足要要求。(6)、設計計算結(jié)果及及工程量布布置依據(jù)周邊巖土工工程勘察剖剖面資料及及計算結(jié)果果，結(jié)合實實際施工經(jīng)經(jīng)驗，共布布設降水管管井6眼，井管間距距為35m左右，管井井設計深度為為14m（成孔深深度為15.00m左右），降水管井設計布布置見“降水設計計平面布置置圖”。(7)、管井結(jié)構(gòu)設計計降水管井結(jié)構(gòu)設設計為：井井孔徑6000mm，下置360mmm混凝土土井管，下部部二節(jié)為濾管管，上部二二節(jié)為普管管，（均為為水泥管），采采用60目濾網(wǎng)，井井壁與井管管填1～4mm粒徑的混混合礫料，上上部2.0m用粘土封封填。具體詳見降水平平面布置圖圖及管井結(jié)結(jié)構(gòu)圖。②、降水對鄰近建筑筑物的影響響：根據(jù)公式s=⊿⊿P*H//Es進行計算算。式中：：s----沉降量量（m）；⊿P----水壓力力變化值（MPa），⊿P＝1/2γwH；H----計算土土層的厚度度（m）；Es----計計算土層的的壓縮模量量的加權(quán)平平均值（MPa）；計算得：東側(cè)44層綜合樓樓距抽水井井為6.0m、8.0m、10.00m處的沉降降量分別為為0.01194m、0.01160m、0.01149m，故降水水引起的地地面沉降對對本基坑周周邊鄰近的的建筑物影影響不大，不不會造成直直接的危害害。五、土方開挖①、基坑土方開挖挖的施工總總原則是“分層分塊塊，分期開開挖”，以控制基坑坑變形。②、土方開開挖按土釘釘和混凝土土面層的施施工設計要要求必須采采用分層分分段、自上上而下逐層層施工。每每層挖土深深度不得深深于該層土土釘標高550cm。每每一施工