基坑支護工程設計簡潔

基坑支護工程設計

武漢華中巖土工程有限責任公司

2014年12年22日1前言我公司于2001年開始涉足基坑工程支護設計與施工技術，從剛開始只能進行一些簡單的支護類型設計（放坡或噴錨支護）到如今可以進行較復雜的支護類型設計（排樁或內(nèi)支撐支護），我們始終以謹慎的態(tài)度，對待每一項基坑工程，力求在安全的基礎上做到更經(jīng)濟、更合理。2基坑支護結(jié)構(gòu)類型和適用條件支護結(jié)構(gòu)設計應根據(jù)基坑開挖深度、工程地質(zhì)情況、場地條件、周邊環(huán)境條件（包括基坑內(nèi)工程樁情況）及施工條件，進行多方案比選，制定安全可靠、技術可行、施工方便、經(jīng)濟合理的支護結(jié)構(gòu)方案，以保證工程的順利進行。基坑支護分類及適用條件表13基坑設計與施工步驟基坑工程設計與場地的地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、工程項目規(guī)模和功能特殊要求、其他建筑材料和技術優(yōu)勢等密切相關。它是一項非常復雜的系統(tǒng)工程，所呈現(xiàn)的施工效果也是立竿見影的，因此必須周密考慮所有的客觀條件，分清主次、輕重、緩急，對設計施工方案進行正確優(yōu)化，備有足夠的應急搶險措施。3.1基坑工程概況及周邊環(huán)境條件基坑工程概況應明確的內(nèi)容：工程項目的地理位置，規(guī)模、周長、面積，地下室層數(shù)，基礎形式，底板、承臺、基礎梁及墊層的尺寸，地下結(jié)構(gòu)的特殊施工要求，場地整平標高，±0.00標高等。周邊環(huán)境條件應明確的內(nèi)容：鄰近建（構(gòu)）筑物的重要程度、層數(shù)、結(jié)構(gòu)形式、基礎形式及埋深，現(xiàn)狀特征；基坑周邊道路、市政管線情況及相對關系。（附周邊環(huán)境圖）周邊環(huán)境平面圖應重點標注與基坑之間的關系及尺寸?；又ёo周邊環(huán)境圖3.2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件3.2.1工程地質(zhì)條件武漢地區(qū)地貌形態(tài)主要有以下三種類型：剝蝕丘陵區(qū)，剝蝕堆積垅崗區(qū)（Ⅲ級階地），堆積平原區(qū)（Ⅰ級、Ⅱ級階地）。與深基坑工程分布位置相關的主要是Ⅰ級階地堆積平原地區(qū)和Ⅲ級階地垅崗地區(qū)兩類。3.2.1.1Ⅰ級階地堆積平原的地層構(gòu)成及巖土體工程地質(zhì)特征Ⅰ級階地的地層主要由第四系全新統(tǒng)河流相及部分河湖相沖洪積及沖湖積物構(gòu)成。上部為粘性土，下部為砂性土（含卵礫石），深度50m左右為基巖。地表有一定厚度的填土。與基坑相關的主要地層見下表。Ⅰ級階地堆積平原地區(qū)的地層構(gòu)成條件及評價表23.2.1.2垅崗地區(qū)（相當于Ⅲ級階地）的地層構(gòu)成及巖土體工程地質(zhì)特征垅崗地區(qū)的地層主要由中、上更新統(tǒng)的粘性土（老粘土）組成，下部局部地段為粘土夾碎石層（坡殘積層）。一般呈硬塑-堅硬狀態(tài)（部分為可塑狀態(tài)），強度較高而變形較小，厚度為數(shù)米至20余米，其下為基巖；地表常存在一定厚度、分布不均的人工填土層，在老城區(qū)填土厚度更大，此外，在垅崗間的坳溝中存在有軟塑至可塑的粘性土層或新近沉積的軟土層，對基坑工程的影響與Ⅰ級階地相似。垅崗地區(qū)土質(zhì)條件較好，老粘性土是一種超固結(jié)土，一旦開挖暴露，極易產(chǎn)生卸荷裂隙和干縮裂隙，水入浸老粘性土后，土體強度將迅速下降，易發(fā)生崩塌、邊坡失穩(wěn)或增加對支護結(jié)構(gòu)的壓力。同時高塑性的老粘土還可能具有一定的膨脹性，失水干縮，遇水膨脹，對支護結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生一定的膨脹力。志留系面巖是一種薄層狀的泥質(zhì)巖石，節(jié)理裂隙發(fā)育，開挖暴露后極易風化、軟化，導致各種邊坡病害。3.2.2水文地質(zhì)條件武漢地區(qū)的地下水類型按其賦存條件，在Ⅰ、Ⅱ級階地主要為上層滯水與孔隙承壓水，局部地區(qū)有潛水，在垅崗位地區(qū)為層間水或潛水及巖溶裂隙水。上層滯水主要賦存于填土層中，其含水與透水性取決于填土的類型。上層滯水的特征是水位連續(xù)性差，無統(tǒng)一的自由水面，主要接受地表水和降水補給。當基坑工程在與湖水有水力聯(lián)系或雨季施工時，應對該層地下水給予足夠的重視。孔隙承壓水賦存于砂性土層中，含水層頂板為上部一般的粘性土，底板為基巖，與長江、漢江的水力聯(lián)系密切，互補關系、季節(jié)性變化規(guī)律明顯，富水性隨含水層顆粒組成的增大而增大，其滲透性也隨著增大。此外，要重視對作為承壓含水層“過渡帶”的粉土層或粉砂與粉質(zhì)粘土交互層的認識與處理，該層水平滲透性大于垂直滲透性，當基底挖至該層時，在孔隙承壓水的水壓作用下，將直接進入基坑，易形成管涌和流土，必須引起重視。

位于垅崗地區(qū)坳溝中的粉土含水與透水性均較差，水量不大，進行防水處理即可，但坡殘積層中的地下水量與粘性土含量和碎石含量、結(jié)構(gòu)密實度和孔隙大小以及補給水源有關，應考慮對基坑的影響。3.2.3工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件應明確的內(nèi)容場地地形、地貌特征，與基坑相關的地層描述，地下水類型及滲透性、補給與排泄條件，繪制基坑周邊地層展開圖及地層概化剖面圖，與基坑相關的物理力學指標。（附周邊地層展開圖及地層概化剖面圖）基坑周邊授地層展開鵝圖及地層掀概化剖面聲圖3.3覽支護體砌系的選限擇3.3.披1根據(jù)工泉程概況、牲周邊環(huán)境計條件、工幼程及水文滔地質(zhì)條件淚確定基坑煌支護安全好等級3.3膠.2根功據(jù)工程代概況、浮周邊環(huán)銷境條件兆、工程睡及水文春地質(zhì)條況件確定嘉經(jīng)濟合炭的支護衰體系類腫型，然稿后依據(jù)廊天漢軟業(yè)件進行艱試算，瓦以確定券所選擇葉的支護映類型是牽否符合夕規(guī)范要抖求。3.3恨.3常美用支護酬類型設碼計及軟階件應用一般基選坑設計刻應注明鎮(zhèn)地面超甩載的類異型及超金載值，悄地層參市數(shù)，土軋壓力計禮算模式域，土水邁合算或鹿分算，龜基坑設軟計的重楊要性系訊數(shù)等。3.3.架3.1自努穩(wěn)邊坡土定釘掛網(wǎng)支梯護土釘掛網(wǎng)陽是對自穩(wěn)澤邊坡采取每的一種坡卷面保護措偏施，保護嫩設施不作溫為受力構(gòu)牽力構(gòu)件設仇計。1、適用蝕條件：基疏坑周邊開之闊，自穩(wěn)轎邊坡可滿洽足設計要險求。2、構(gòu)造監(jiān)要求：a、坡面爸噴射厚度類50-8晝0mm，佳分2-3確次噴射。b、骨汽料分布歸均勻，傍自上而賴下分層犯噴射，絲式達初凝位后立即習灑水養(yǎng)共護。c、掛就網(wǎng)時可票采用網(wǎng)犁距10懂0-2罵00m培m的鋼麥絲或鐵勸絲網(wǎng)，雪用0.恰5-1眨.0m潤深的短菜土釘固掙定。3、設迫計所需序參數(shù)：變邊坡開趙挖深度降、坡率傲等4、提傻交計算鼻成果：族邊坡整等體穩(wěn)定球性驗算掃、坑底僑抗隆起矩穩(wěn)定性套驗算（附土飯釘掛網(wǎng)計邊坡穩(wěn)墊定分析甚、抗隆熱分析極紐奉平圖）效---木計算書訊中5、提忙交設計波文件和訂設計圖（附土釘探掛網(wǎng)平面開、剖面圖漆）---嶄設計圖中土釘掛效網(wǎng)圖片邊坡穩(wěn)定慌分析和抗送隆起分析訓圖基坑支萄護平面隨圖土釘掛網(wǎng)誰剖面圖3.3.果3.2噴為錨支護1、適用取條件：適產(chǎn)用于填土從地、粘性饅土及巖質(zhì)賄邊坡，支確護深度不徑宜超過6憤.0m，悼土質(zhì)條件般合適或基宣坑周邊開臉闊時也可投用于深度彈大于6.主0m的基潔坑，當坡運腳有軟土貓地、粉土軋、粉砂時刮，宜選用扔復合噴錨蓄支護。2、構(gòu)吉造要求便：a、70踐%以上的精錨桿長度叉不小于開很挖深度的回1.5倍桐，錨桿水引平和垂直線間距在1鳳.0-1炸.5m之降間，注漿數(shù)錨桿孔徑甘80-2笨00mm啦，填土、削砂性土也員可采用錨捏（花）管奪灌漿，直淡徑不小于旗φ48m果m。b、面板極厚度宜為喚80-1魚20mm憲，鋼筋網(wǎng)算宜采用φ惱6.5@吹250*拌250。c、復喉合噴錨咬支護中秤的水泥過加固體餃宜設置茄在邊坡僻前緣，蹲下端應悲穿過軟狡弱土層紡進入較序好土層纖不少于訪1.0控m，單啦純水泥報加固體櫻寬度與館坑底以積下的長冰度之比脫不小于榆1/6恩，兩排險以上的丑水泥土盼樁排間床搭接不蘆應小于騎100杯mm。3、設計趴所需參數(shù)曠：邊坡開綱挖坡率，片深度，各班層錨桿橫駕、豎向間園距，設置俱標高，直談徑，傾角估等。4、提交獻計算成果缸：錨桿長憲度，加固追邊坡整體染穩(wěn)定性驗層算，加固晨邊坡基坑隨抗隆起驗爆算（附噴錨度長度分析鍬圖、噴錨敞邊坡穩(wěn)定載分析圖、母噴錨抗隆余分析極平閱圖）--莊計算書中5、提憶交設計窮文件和險設計圖（附噴掏錨支護撤平面、臂剖面圖柏）--季-設計線圖中噴錨網(wǎng)圖柿片噴錨長度資分析圖噴錨邊撲坡穩(wěn)定陳分析圖噴錨抗敏隆分析廟極平圖噴錨支徑護平面油圖噴錨支護浮剖面圖3.3.吊3.3排墨樁支護與迅樁錨支護1、適拒用條件摩：排樁筐支護各腦構(gòu)件應爺按具體旋工程條垮件選定舌，排樁足的樁型擁可按表背1選用閱。2、構(gòu)造否要求：a、基坑幣支護可采竄用的樁型壘有鉆孔樁蠶，人工挖排孔樁，預近制管樁，抗鋼板樁等紅，各類樁端型的構(gòu)造巷要求參照是現(xiàn)行樁基輪規(guī)范。b、冠梁棍的豎向厚所度不小于逐500m坐m，平面裳上外包樁殃體并突出顆50-1隸00mm脅，每側(cè)配逮筋率不小硬于0.3巡壽%，樁身霉砼應伸入詢冠梁底面暗以上50齊-100源mm，樁闖主筋伸入罪冠梁不少教于30d濾。c、樁濃間封閉輩措施可菌采用磚械拱、噴痕射砼、刊水泥土郊樁等，遼并采取栽有效措氣施疏導掌地下水茫，減輕獸支護樁黑承受的漲水壓力區(qū)。3、設濫計所需潑參數(shù)：授開挖深喜度，樁沙長，樁于徑，樁怪間距，預樁頂標型高，錨同桿設置盡（樁錨巷結(jié)構(gòu)）者。4、提忽交計算辨成果：夏土壓力爸，水平戴位移，噴內(nèi)力值谷，錨桿唉反力（匆樁錨結(jié)鍵構(gòu)）。（附樁錨鄉(xiāng)豐輸入基本瞇信息圖、產(chǎn)樁錨彈抗粱結(jié)果圖、子樁錨立面值圖）--泳-計算書焰中5、樁割的配筋慶按彎矩簽設計值鳳按下列死公式確烘定：褲M=1伴.35欲Ψt·擱MkΨt—臨診時性支護存結(jié)構(gòu)調(diào)整楊系數(shù)，對鋼一、二、搭三級基坑倦分別取1索.0，0注.95，駐0.90Mk—彎遺矩設計值6、提交投設計文件辱和設計圖（附排樁籠平面、剖乏面圖）樁錨圖片樁錨輸入館基本信息置圖樁錨彈第抗結(jié)果風圖樁錨立面嗓圖排樁平甘面圖排樁剖民面圖3.3蒜.3.游4內(nèi)支舅撐支護1、適用蠶條件：可攤用于不同瞎深度的基摔坑和不同搶土質(zhì)條件教，內(nèi)支撐賞構(gòu)件主要摩承受水平絲式荷載的作耀用。2、內(nèi)陷支撐分比類按不同條巾件分：豎深向斜撐，起水平支撐始（格構(gòu)式面，桁架式源，對頂式暢，環(huán)梁式做，角撐式儀）按構(gòu)件且材料分卷：鋼結(jié)壇構(gòu)，鋼熄筋混凝塊土結(jié)構(gòu)恢，混合涂結(jié)構(gòu)3、鋼問筋混凝柄土內(nèi)支量撐構(gòu)造縱要求：a、支璃撐混凝帽土強度裁等級不渡應低于策C30才，宜采臂用矩形啞截面，桃縱向筋蟻宜用H綁RB3粘35鋼攻筋，支版撐、冠身梁或圍問檁用同狗一強度奔混凝土畜。b、立柱稍混凝土強本度等級不忙低于C2寄0，鋼筋研混凝土支叼撐的立柱好間距不宜崖大于15驢m，立柱臺盡可能設脊置在節(jié)點叉之下。c、內(nèi)支鑼撐節(jié)點鋼繞筋錨固長送度對于拉潑桿不應小陜于受力鋼肢筋直徑的閃35倍，閣壓桿不應響小于30忘倍。4、設影計所需別參數(shù)：冠支護樁斯參數(shù)同抬上排樁卡支護參懶數(shù)，支預撐剛度勞系數(shù)及巨設置位圣置，拆斑除工況禽，內(nèi)支脅撐結(jié)構(gòu)返體系類起型設置迎及所采舍用的材請料，支趁撐截面紫尺寸及嗓節(jié)點。5、提交濤計算成果杜：支護樁住土壓力，腳水平位移口，內(nèi)力值越，各支撐回桿件的內(nèi)陪力標準值夢（軸力、烈剪力、彎豪矩值）（附支倚撐信息賭圖、軸穴力圖、產(chǎn)剪力圖龜、彎矩漿圖、位霉移圖）6、支縮慧護樁的蠢配筋計舟算同排贏樁支護盛，根據(jù)養(yǎng)內(nèi)力值尺對冠梁算、圍檁植、支撐削進行配靠筋計算拿，計算援方法參金見《混忽凝土結(jié)帆構(gòu)設計清規(guī)范》禽（GB誤500除10）7、提朝交設計藥文件和橋設計圖（附支撐柏平面、剖挑面圖）砼支撐慌圖片鋼支撐連圖片支撐信航息圖支撐軸力星圖支撐剪居力圖支撐彎矩沾圖支撐位巷移圖支撐平面付圖支撐剖厭面圖3.4倡地下水駁控制設悶計3.4.罷1地下水嗓控制設計朗要求1、保輩證基坑評邊坡和喇坑底土牢層的滲意透穩(wěn)定擴。2、保譯證基坑塔在土方桂開挖期罵間和地掏下室施碗工期間峰不受地監(jiān)下水的良影響。3、保粗證在降瀉水期間哈，基坑鍋鄰近建夫（構(gòu)）放筑物及雕地下管荒線，道萌路等的嫌正常使膚用。3.4.湯2地下水稀控制設計信分類1、明弱溝、盲戲溝排水或。2、降課水：可柳采用輕背型井點有降水、約和管井胃降水。3、隔滲材：可采用礎豎向隔滲學、水平隔擇滲或兩者連結(jié)合的周政底隔滲。4、隔申滲、降先水及購明溝排隱水相結(jié)恥合的綜巴合治理糊方法。3.4飽.3深權井降水紡設計1、確陵定基坑彼降水范帳圍，計憐算降水娛抽排總婚量Q，焰設定單縮慧井出水笑量，預傭估降水宵井數(shù)量蹈。2、明濱確滲透即系數(shù)，奪影響半穴徑，含費水層頂范板標高桌，含水簽層厚度靜，基坑銹開挖深稻度，承絲式壓水位蜘標高。3、根據(jù)伙軟件確定趣降水井數(shù)貝量及降水鎖井的位置遲，提交水竊位、降幅書、沉降圖箏。4、提爛交設計膝圖深井降水為計算圖深井降舞水圖片3.5寄施工要推點及相鄉(xiāng)豐關規(guī)定3.5記.1施鞏工設計寨中應說重明的問政題1、施工血場地的硬厚化2、基坑聽內(nèi)外地表太水的抽排3、塔吊宜的基礎與警支護結(jié)構(gòu)菌的關系4、樁間夕土的保護微措施3.5.霧2土方開