基坑開挖圍護設計方案土木工程

目錄TOC\o"1-3"\f\h\z\u前言 1第一章工程概況 2第一節(jié)工程概述 2第二節(jié)工程地質條件 3一、氣象概況 3二、地形地貌 3三、工程地質 3第三節(jié)水文地質條件 4一、地下水類型 4二、地下水的腐蝕性評價 5第四節(jié)抗震設計 5第五節(jié)護坡設計參數 5第二章基坑支護結構設計 7第一節(jié)施工方法的論證 7第二節(jié)圍護結構型式的選擇 7一、基坑等級及變形控制標準 7二、基坑圍護結構方案比選 7三、鋼支撐和錨索施工比較 8第三節(jié)基坑支護中荷載的計算 9一、荷載與組合 9二、水平荷載標準值 9三水平抗力標準值 10第四節(jié)護坡樁設計 11一、嵌固深度計算 11二、鋼筋混凝土樁設計 17三、施工方案設計 20第五節(jié)錨桿設計 20一、計算錨桿承載力 21二、錨桿自由長度計算 22三、錨桿錨固段長度計算 22四、錨桿參數最終確定 22第三章鉆孔灌注樁施工 24一、泥漿護壁施工法 24二、鉆孔灌注樁常見施工問題 25第四章基坑穩(wěn)定性驗算 27第一節(jié)整穩(wěn)定性驗算 27第二節(jié)抗傾覆穩(wěn)定性驗算 27第三節(jié)抗滑移穩(wěn)定性 28第四節(jié)坑底土隆起穩(wěn)定性驗算 28結論 30致謝 31參考文獻 32前言基坑工程是指建筑物和構筑物的地下結構部分施工時，所進行的基坑開挖、工程降水和基坑支護，同時，對周圍的建筑物、構筑物、道路和地下管線進行監(jiān)測和維護，以確保正常、安全施工的綜合性工程。一般情況下，基坑支護是臨時措施，地下室主體施工完成時支護體系即完成任務，與永久性結構相比臨時結構的安全儲備要求可小一些，由于其安全儲備較小，因此具有較大的風險性。巖土工程區(qū)域性很強，巖土工程中的基坑工程區(qū)域性更強，如軟粘土地基、軟土地基、砂土地基、黃土地基等工程地質和水文地質條件不同的地基中基坑工程差異性很大，同一城市不同區(qū)域也有差異?；庸こ痰闹ёo體系設計施工和土方開挖都要因地制宜，根據本地情況進行?；庸こ痰闹ёo體系設計與施工和土方開挖不僅與工程地質和水文地質條件有關，還與基坑相鄰建筑物、構筑物及市政地下管線的位置、抵御變形的能力、重要性以及周圍場地條件等有關，這就決定了基坑工程具有很強的個性。正是由于基坑工程具有很強的區(qū)域性和個性，因此根據不同的區(qū)域和個性特征，研究相應的基坑穩(wěn)定性、支護結構的內力及變形以及周圍地層的位移對周圍建筑物和地下管線等的影響及保護的計算分析，以便采取經濟、實用的基坑支護方案，就具有重要的理論意義和實際效益。與分析、計算方法的進步相對應的是基坑開挖技術，特別是支護技術的日臻完善，并出現了許多新的支護結構形式與穩(wěn)定邊坡的方法。本文結合北京市地鐵八號線01標段(西三旗車站)地下結構挖方工程，根據基坑地質條件和周圍環(huán)境的特殊性，選擇鋼筋混凝土灌注樁加錨桿的基坑開挖圍護方案，并對組合圍護結構體系進行了設計計算。依據《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ120－99）等規(guī)范，采用整體等值梁法的計算方法計算樁長、支點內力、最大彎矩；對混凝土灌注樁進行結構設計與驗算，確定樁徑、樁身配筋；對冠梁與腰梁進行結構設計。最終編制了基坑開挖圍護設計方案。第一章工程概況第一節(jié)工程概述工程名稱：北京市地鐵八號線01標段(西三旗車站)基坑開挖支護工程。工程照片見下圖：圖1-1工程實際照片工程概況：西三旗站是北京地鐵8號線二期工程第三座車站，位于西三旗路和西三旗東路十字路口處。在西三旗東路下南北向布置，為8號線首批開工車站。車站所處十字路口東北角有北新家園、新康園小區(qū)、建材城西里小區(qū)和新材醫(yī)院；東南角為北新建材集團，規(guī)劃為商業(yè)用地；西北角為中國石油天然氣集團直屬機關黨校、新龍批發(fā)市場；西南角有育新花園小區(qū)、首師大附屬育新學校。西三旗路交通繁忙，路下管線復雜，道路規(guī)劃紅線寬45m，主路寬16m，雙向4車道，路口西側局部段雙向6車道，目前已經實現規(guī)劃；西三旗東路規(guī)劃紅線寬40m，路口北段現狀道路寬10m，路口南段現狀道路寬4m，未實現規(guī)劃。第二節(jié)工程地質條件一、氣象概況北京地區(qū)屬于溫暖帶大陸性半濕潤—半干旱季風氣候，受季風影響形成春季干旱多風、夏季炎熱多雨、秋季秋高氣爽、冬季寒冷干燥、四季分明的氣候特點。近幾年平均氣溫為12.5℃～13.7℃，極端最高氣溫42.2℃，極端最低氣溫-15℃。全市多年平均降水量為626mm，降水量的年變化大，年內分配也不均，汛期（6～8二、地形地貌本合同段線路位于永定河沖積扇的中下部，土層以新沉積層、第四紀沖洪積沉積土層為主。擬建工程所處地勢基本平緩，地面以市政道路為主，路面平坦，地面標高為37～40m。三、工程地質施工場地范圍內的土層主要有人工填土層、新近沉積層、一般第四紀沖洪積沉積層。車站主要位于粉土和粘土層，底板位于粉質粘土層。鉆孔孔口地面高程介于3.40m～5.05m，平均3.71m。場地照片如下圖1-2：圖1-2場地照片根據野外鉆探資料，擬建場地從上至下分布的地土層為：1、人工填土層：粉質粘土素填土①層：黃褐色，稍濕，稍密，以粉質粘土為主，含少量碎磚屑、植物根等，結構松散，無層理。粉土素填土①2層：黃褐色，稍濕，稍密，以粉土為主，含少量碎磚屑、植物根等，結構松散，無層理。建筑垃圾雜填土①6層：雜色，稍濕，稍密～中密，以碎石塊、水泥塊為主，砂、石及粘性土充填。新近沉積層：粉質粘土②層：黃褐色，軟塑～可塑，含氧化鐵、氧化錳，土質結構差，無層理。粉土②2層：黃褐色，稍濕～濕，稍密，含氧化鐵、氧化錳，土質結構差，無層理。2、一般第四紀沖洪積沉積層：粉質粘土=3\*GB3③層：黃褐～褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母。粉土=3\*GB3③2層：黃褐～褐黃色，稍濕～濕，稍密～中密，含氧化鐵、氧化錳等、云母、鈣質結核等。粉質粘土④層：灰黃～褐灰色，可塑，含氧化鐵、云母，少量有機質等。粉土④2層：灰黃～褐灰色，稍濕～飽和，含氧化鐵、云母，少量有機質等。細砂④4層：灰黃～褐灰色，濕～飽和，主要礦物成分是石英、長石、云母。粉質粘土⑤層：褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母等。粉土⑤2層：褐黃色，濕～飽和，中密～密實，含氧化鐵、云母等。粉砂⑤3層：褐黃色，濕～飽和，中密，主要礦物成分是石英、長石、云母。細砂⑤4層：褐黃色，濕～飽和，密實，主要礦物成分是石英、長石、云母。粉質粘土⑦層：黃灰～褐灰色，可塑，含氧化鐵、氧化錳等。粉砂⑧3層：灰褐～黃褐色，飽和，密實，主要礦物成分是石英、長石、云母。粉質粘土⑨層：灰黃～褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母等。粘土⑨1層：灰黃～褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母等。粉土⑨2層：灰黃～褐黃色，濕～飽和，密實，含氧化鐵、云母等。細砂⑨4層：灰黃～褐黃色，密實，主要礦物成分是石英、長石、云母。粉質粘土⑩層：褐灰色，可塑，含氧化鐵、云母，少量有機質等。粘土⑩1層：灰褐～褐灰色，可塑，含氧化鐵、云母，少量有機質等。粉土⑾2層：褐黃色，飽和，密實，含氧化鐵、云母。粉砂⑾3層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。中砂⑾5層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母，含少量圓礫。粗砂⑾6層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。圓礫⑾8層：雜色，飽和，密實，一般粒徑2～3mm，最大粒徑2cm，圓礫含量約60％，含少量卵石，主要母巖成分為巖砂、礫巖，中粗砂充填。卵石⑾9層：雜色，飽和，密實，一般粒徑2～3cm，最大粒徑5cm，卵石含量約60％，主要母巖成分為砂巖、礫巖，中粗砂充填。粉質粘土⑿層：褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母、鈣質結核。粘土⑿1層：褐黃色，可塑～硬塑，含氧化鐵、云母、鈣質結核。粉土⑿2層：褐黃色，濕～飽和，密實，含氧化鐵、云母等。細砂⑿4層：褐黃色，濕～飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。粉砂⒀3層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。粉質粘土⒁層：褐灰～褐黃色，可塑，含氧化鐵、鈣質結核。粘土⒁1層：褐灰～褐黃色，可塑～硬塑，含氧化鐵、鈣質結核。粉土⒁2層：褐灰～褐黃色，飽和，密實，含氧化鐵、云母、鈣質結核。中砂⒂5層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。粉質粘土⒃層：褐灰～褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母、鈣質結核，見少量螺殼。粘土⒃1層：褐灰～褐黃色，可塑～硬塑，含氧化鐵、云母、鈣質結核，少量有機質。粉土⒃2層：黃褐～褐灰色，飽和，密實，含氧化鐵、云母、少量有機質。細砂⒄4層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。中砂⒄5層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。卵石⒄9層：雜色，飽和，密實，亞圓形，最大粒徑5cm，一般粒徑2～3cm，主要母巖成分為巖砂、礫巖，中粗砂充填。粘土⒅1層：褐黃色，可塑～硬塑，含氧化鐵、云母。車站主要位于粉土和粘土層，底板處于粘土層。第三節(jié)水文地質條件一、地下水類型擬建場地下38m深度范圍內主要揭露了3層地下水，第一層為臺地潛水，第二層為層間水，第三層為潛水～承壓水。第一層：臺地潛水，初見水位埋深2.6～7.9m，絕對標高36.77～41.47m；靜止水位埋深2.6～7.7m，絕對標高36.97～41.47m。地下水的主要補給來源是大氣降水入滲、地下管道滲水及居民生活用水，主要排泄方式為側向逕流及向下越流補給。該層水在場地北側較連續(xù)分布，在場地南側僅部分地段有分布。第二層水：層間水，主要含水層為粉土⑤2、粉砂⑤3、細砂⑤4，初見水位埋深9.2～11.6m，絕對標高32.60～34.86m；靜止水位埋深8.2～11.2m，絕對標高32.90～34.81m。地下水主要接受側向徑流及越流補給，以側向徑流的方式排泄。該層水在整個場地范圍內連續(xù)分布。第三層水：潛水～承壓水，主要含水層為中砂⑾5，初見水位埋深24.8～26.5m，絕對標高17.63～19.30m；靜止水位埋深23.5～25.2m，絕對標高18.71～20.60m。該層水具有微承壓性，在整個場地范圍內連續(xù)分布，由于位于基坑開挖深度以下，對基礎施工影響不大。二、地下水的腐蝕性評價本次勘察在XSQC02＃、Z3-XSQ-011＃、Z3-XSQ-019＃鉆孔中共采取地下水試樣6組，在室內對其做了腐蝕性測試，根據其測試結果，依據《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021－2001）第12.2條及《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規(guī)定》（鐵建設【2005】157號）3.3條有關條款，判定地下水對基礎材料的腐蝕性見下表：表1-1地下水的腐蝕性評價孔號取水深度（m）取水日期對建筑材料的腐蝕性砼鋼筋砼中鋼筋（干濕交替）鋼筋砼中鋼筋（長期浸水）鋼結構XSQC026.307.5.19――弱腐蝕性――弱腐蝕性XSQC029.107.5.19――弱腐蝕性――弱腐蝕性XSQC0225.007.5.20――弱腐蝕性――弱腐蝕性經綜合分析判定，擬建場地地下水對砼結構不具腐蝕性，在長期浸水情況下對鋼筋砼結構中的鋼筋不具腐蝕性，在干濕交替的情況下對鋼筋砼結構中的鋼筋具弱腐蝕性，對鋼結構具有弱腐蝕性。本次勘察并在Z3-XSQ-003＃、Z3-XSQ-009＃、Z3-XSQ-020＃取代表性土試樣4組，做了土的腐蝕性測試，結果詳見附件“土的浸出液分析報告”，根據《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021－2001）第12.2條判定，場地土對砼及鋼筋砼結構中的鋼筋均不具腐蝕性。3、歷年最高水位:擬建場地歷年最高地下水位曾接近自然地面，絕對標高44.00m左右，近3～5年最高地下水位絕對標高為40.00m左右?？垢∷豢砂礆v年最高水位絕對標高42.50m進行設計。第四節(jié)抗震設計1、抗震設防烈度根據《中國地震動參數區(qū)劃圖》（GB16306－2001）和《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011－2001）附錄D及《鐵路工程抗震設計規(guī)范》（GB50111-2006）綜合考慮，擬建場區(qū)的抗震設防烈度為8度，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為0.20g。 2、建筑場地分類本次勘察在XSQC02＃、Z3-XSQ-003＃、Z3-XSQ-009＃和Z3-XSQ-015＃鉆孔中分別進行了全孔波速測試，經實測其25m深度范圍內土層等效剪切波速值分別為236m/s、231.86m/s、233.27m/s和228.26m/s，根據《鐵路工程抗震設計規(guī)范》（GB50111－2006）第4.0.1條判定，場地土類型為中軟土，場地類別為Ⅲ類。3、液化判別根據《鐵路工程抗震設計規(guī)范》（GB50111－2006）附錄B進行判別，擬建場地地面下20m深度范圍內的飽和粉土及砂土不液化。第五節(jié)護坡設計參數地面超載按q=30kPa考慮。基坑支護后剖面變形按1級控制。車站深度范圍內土層主要參數如下表：表1-2土層參數表層號土類名稱重度粘聚力內摩擦角厚度(kN/m3)(kPa)(度)（m）=1\*GB3①素填土20.18.0018.001.8=3\*GB3③2粉土19.38.0024.002.6=4\*GB3④2粉土20.010.0025.003=4\*GB3④粉質粘土19.917.0022.002.3=5\*GB3⑤2粉土20.26.0026.000.7=5\*GB3⑤4細砂19.50.0035.002.4=7\*GB3⑦粉質粘土20.521.0022.002.5=9\*GB3⑨=10\*GB3⑩粉質粘土19.821.0023.009.3注：基坑周邊按強夯后考慮參數取值。

第二章基坑支護結構設計第一節(jié)施工方法的論證目前國內地鐵車站施工主要方法有明挖法、蓋挖法、暗挖法，每種方法都有其適用條件及優(yōu)缺點，結合本車站現場選定站位實際情況，對以下三種方法進行多方面比較，具體優(yōu)缺點詳見下表。表2-1車站常用施工方法比較表項目明挖法蓋挖法暗挖法對地面交通影響大，需中斷交通較大，需短期占部分道路對交通無影響對地下管線影響大，管線改移多部分管線需要改移不需改移管線施工技術成熟成熟成熟施工難度小較小大工程質量好較好一般防水質量好較好一般地面沉降小小稍大擾民程度大較大小施工工期短較短長土建造價低較高高西三旗站所處站位，地下管線及道路有導改條件，通過地上、地下情況分析比較，車站主體及附屬皆采用明挖法施工。第二節(jié)圍護結構型式的選擇一、基坑等級及變形控制標準本車站標準段基坑寬度22.3米，基坑深度約18.3米，基坑附近無特殊建構筑物需要防護，根據基坑規(guī)模與周邊環(huán)境條件及《北京地鐵8號線二期工程技術要求》，本明挖基坑變形控制等級為一級，基坑變形控制標準為:地面最大沉降量≤0.15%H；圍護結構最大水平位移≤0.2%H，且二、基坑圍護結構方案比選基坑圍護結構形式和地下水的治理措施不僅是地下結構施工的需要，也是保證地面建筑物和地下管線安全的關鍵環(huán)節(jié)，必須綜合治理，統籌考慮方可達到預期目的。明挖法施工中圍護結構的主要型式見下表表2-2圍護結構方案比較表圍護結構型式優(yōu)點缺點經濟性放坡開挖1、施工簡單，不需要大型設備。2、施工進度快。風險小。3、材料用量和工程量小，造價低。4、土體位移小，采用信息化施工可確保工程和施工安全。1、對地層土質條件要求較高。2、需要場地加大，基坑深度不能過大。3、地下水位高時施工難度大。造價最低鉆孔咬合樁1、可根據基坑深度，調整樁徑等參數，2、對地層地質條件、基坑深淺等條件適應性好；3、結構剛度好，對地面沉降控制好。1、成孔需專門設備；2、施工工藝較復雜。造價適中地下連續(xù)墻1、整體性好，穩(wěn)定性強；可作為永久性結構；2、漏水點少，滲漏易處理；3、剛度大，地面沉降小。1、需要專門的成槽設備；2、需要足夠的施工場地；3、對城市環(huán)境污染大。造價相對較高鉆孔樁＋基坑外降水1、適用多種地層，施工進度可控制；2、可根據基坑深度調整設計參數，滿足強度和剛度要求；3、基坑外降水，地下水位低時優(yōu)勢明顯；1、對城市環(huán)境有一定影響；2、施工工藝較復雜。造價相對較低土釘墻1、設備簡單，操作方便，施工所需場地小，施工干擾少。2、材料用量和工程量小，造價低。3、土體位移小，采用信息化施工可確保工程和施工安全。1、應具有較好的工程及水文地質條件。2、適用于深度小于15m的基坑。造價低（1）施工時基本無噪音、無振動、無地面隆起或側移，因此對環(huán)境和周邊建筑物危害?。唬?）大直徑鉆孔灌注樁直徑大、入土深；（3）對于樁穿透的圖層可以在空中作原位測試，以檢測土層的性質；（4）擴底鉆孔灌注樁能更好地發(fā)揮樁端承載力；（5）經常設計成一柱一樁，無需樁頂承臺，簡化了基礎結構形式；（6）鉆孔灌注樁通常布樁間距大，群樁效應小；（7）施工設備簡單輕便，能在較低的凈空條件下設樁；（8）鉆孔灌注樁在施工中，影響成樁質量的因素較多，質量不夠穩(wěn)定，有時候會發(fā)生縮徑、樁身局部夾泥等現象，樁側阻力和樁端阻力的發(fā)揮會隨著工藝而變化，且又在較大程度上受施工操作影響；三、鋼支撐和錨索施工比較（一）施工工藝支撐和錨索的施工工藝都比較成熟，在深基坑支護中，挖掘機操作需避讓支撐，而錨索不需要。但錨索需要一定的地下空間，這對于市政工程是一的非常的局限條件，并不在任何地方都可以用錨索支護。待基坑施工至基底開始施工結構時，需要向基坑內運輸工程材料，在調裝的過程中，支撐有著很大的限制與不便。支撐安裝工人需要經過專業(yè)的培訓才可以上崗，危險系數較大。（二）施工工期支撐施工時土方將不能同時進行開挖，而錨索在到達設計標高以后，可以多臺同時作業(yè)，這期間土方還可以繼續(xù)施工，不影響工程進度。但漿液齡期需要大概4天的時間，土方開挖需要給張拉留出工作面。（三）體系效果從監(jiān)控量測的數值反映和對比，兩種支護體系效果均比較理想，樁體的側向位移都在3cm以內。經過比較并根據已對該工程地質條件、基坑開挖深度及周邊環(huán)境的特點的分析，選擇基坑支護方案時充分考慮影響邊坡穩(wěn)定性安全的不利因素，同時兼顧經濟、高效的原則，該工程基坑支護方案擬采用鉆孔灌注樁加錨桿結合支護。第三節(jié)基坑支護中荷載的計算一、荷載與組合結構自重：鋼筋混凝土自重按25kN/m3計。水土側壓力：砂、卵石層水土分算，粘性土層水土合算，施工期間按朗肯公式計算其主動土壓力。施工荷載：按計。二、水平荷載標準值（一）砂土的水平荷載標準值對砂土計算點位于地下水位以上時按式下式計算：(2-1)(2-2)式中－第i層的主動土壓力系數；－作用于深度處的豎向應力標準值(kPa)；－計算點深度(m)；－第i層土的內摩擦角（0）。（二）粉土水平荷載標準值對于粉土及粘性土，水平荷載標準值按下式計算：(2-3)－第i層的主動土壓力系數；－計算點深度(m)；－三軸試驗當有可靠經驗時可采用直接剪切試驗確定的第層土固結不排水不（快）剪粘聚力標準值(kPa)；式中按式(2-2)計算。（三）工程中土層水平荷載標準值求土層加權的值按下式計算：由式2-2計算得主動土壓力系數得：。三軸試驗聚力標準值如下表2-3：表2-3Cik三軸試驗聚力標準值土層=3\*GB3③2=4\*GB3④2=4\*GB3④粉質粘土=5\*GB3⑤2粉土=5\*GB3⑤4=7\*GB3⑦粉質粘土=9\*GB3⑨=10\*GB3⑩粉質粘土881017602121加權c綜上按式(2-3)計算得出水平荷載標準值計算結果下表2-4：表2-4水平荷載標準值土層=3\*GB3③2=4\*GB3④2=4\*GB3④粉質粘土=5\*GB3⑤2粉土=5\*GB3⑤4=7\*GB3⑦粉質粘土=9\*GB3⑨=10\*GB3⑩粉質粘土（m）1.84.47.49.710.412.815.318.30.4114.5(kPa)-3.917.341.760.566.285.7106.1130.5三水平抗力標準值根據《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ120－99），基坑內側水平抗力標準值按下列方法計算。粉土及粘性土基坑內側水平抗力標準值宜按下式計算：(2-4)式中－作用于基坑底面以下深度處的豎向應力標準值(kPa)；－第i層土的被動土壓力系數。第i層土的被動土壓力系數應按下式計算(2-5)式中－為第i層土的內摩擦角（0）。由于降水效果良好，地下水位位于支護結構以下，基本為無水施工，對于砂土、碎石及粉土、粘性土基坑內側抗力標準值可統一按下式計算：(2-6)式中參數意義同式(2-4)。計算結果見下表2-9：表2-9基坑內側抗力標準值土層(m)(kPa)(kPa)=9\*GB3⑨=10\*GB3⑩粉質粘土6.32.2821125.2第四節(jié)護坡樁設計一、嵌固深度計算多層錨桿整體等值梁的計算方法是，把基坑下樁的彎矩零點與樁頂之間的樁當作多跨連續(xù)梁，錨桿位置當作連續(xù)梁的支點，采用力矩分配法計算支點反力。用整體等值梁法計算嵌固深度，計算過程如下。1、主動土壓力系數。2、被動土壓力系數被動土壓力系數按下式計算：(2-7)基坑下土的內磨擦角的加權平均值。樁土間的摩擦角之間，由于是砂土為主，所以取。所以：。3、土壓力為零（近似零彎點）距坑底的距離土壓力為零（近似零彎點）距坑底的距離按下式計算：(2-8)式中－均布附加荷載為產生的水平荷載，均布附加荷載為30kPa。土的天然重度的加權平均值：將參數代入式（3-19）得出土壓力零點，如下：。4、用彎矩分配法計算支點反力現將基坑支護圖畫作一連續(xù)梁，其荷載為土壓力及地面荷載，土壓力為零點經計算離坑底為2.3m，近似看作為彎距為零處，F點看作為一地下支點無彎距，如下圖2-1圖2-1基坑支護簡圖將基坑支護圖畫成為一連續(xù)梁，契合在為土壓力及地面荷載，見圖2-2所示：圖2-2整體等值梁計算簡圖A點超荷壓力為。由得，由上得B、C、D、E、F土壓力為；。5、分段計算固端彎距（1）、AB段彎矩計算AB段彎距，簡化為懸臂梁。如下圖2-3所示：圖2-3樁AB段計算簡圖A端彎距為零：。B端彎距計算公式：；（2）、BC段彎矩計算梁BC段按一端固定一端簡支計算，B支點荷載=26.3kN，C支點荷載=71.1kN。如下圖2-4所示：圖2-4樁BC段計算簡圖由公式得；（3）、CD段彎矩計算梁CD段如圖2-5所示，圖2-5樁CD段計算簡圖兩端均為固端，其計算公式為：（4）、DEF段彎矩計算梁DEF段如圖2-6所示，圖2-6樁DF段計算簡圖F點為彎矩零點，=107.8kN，=142.8-107.8=35kN，=142.8kN。按一端固定一端簡支計算公式：（5）、彎距分配計算固端彎距不平衡，需用彎距分配法來平衡支點C、D的彎距。分配系數C點：校核：。D點通過彎距分配，得出支點的彎矩如下表2-10。表2-10彎距分配桿件BCDF分配系數0.380.620.660.34彎矩+45.7-45.7166.94-144.75157.14-639.05分配力矩傳遞力矩-8.43-60.43-13.76318.06159.03-6.88-98.64.54-49.332.54163.852.3416.76桿端+45.7-45.798.08-98.08456.1-456.1通過彎矩分配，得出各支點的彎矩為：。（6）、求各支點反力圖2-7支點反力計算簡圖如圖2-7（a）AB段，先求如圖2-7（b）BC段如圖2-7（c）CD段如圖2-7（d）DF段各支點反力為：(7)、反力核算土壓力及地面荷載共計為：支點反力土壓力及地面荷載的合力與支點反力的合力之間的差值在允許范圍內，滿足要求。（8)、插入深度計算插入深度按下式計算：(2-9)x+y＝ho＝7.29m對于均質粘性土及地下水位以上的粉土或砂類土有效嵌固深度可按下式確定：(2-10)代入參數計算得：滿足規(guī)范《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ120－99）要求。二、鋼筋混凝土樁設計圖2-8力學計算簡圖剪力為零處彎矩最大，故先求剪力為零點：樁所受土體均布荷載斜率（1)、剪力零點在BC段設剪力零點距A點h：此處彎矩（2)、剪力零點在CD段設剪力零點距A點h：此處彎矩（3)、剪力零點在DE段設剪力零點距A點h：此處彎矩下面進行鋼筋混凝土樁的設計。截面彎矩設計值為式中為基坑側壁安全等級重要性系數，查表取1.0。代入數據，有依據《地下建筑結構設計》P155周邊均勻配置縱向鋼筋擋土灌注樁一般按鋼筋混凝土正截面受彎構件計算配筋。對于沿周邊均勻配置縱向鋼筋的圓形截面鋼筋混凝土受彎構件，當截面內縱向鋼筋數量不少于6根時，截面抗彎承載力可按下式計算：為簡化計算取式中——單樁抗彎承載力；——混凝土軸心抗壓強度設計值；土灌注樁橫截面積；——圓形截面半徑；——鋼筋抗拉強度設計值；——全部縱向鋼筋的截面積；——縱向鋼筋所在圓周的半徑；——對應于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角與的比值；——縱向受拉鋼筋截面積與全部縱向鋼筋截面積的比值；根據鉆孔機械，樁身直徑為，采用C30混凝土，HRB335級鋼筋，則混凝土軸心抗壓強度鋼筋抗拉強度設計值,代入公式得，；再將值代入式（2-21）求出單樁抗彎承載力：故配筋成功。終配筋參數見表2-11：表2-11圍護樁身配筋參數表樁主筋加強筋箍筋樁身材料C30砼冠梁參數冠梁截面主筋箍筋圍護樁身配筋斷面見圖（2-9）所示。圖2-9圍護樁身配筋斷面圖注：①——樁主筋，②——箍筋，③——加強筋根據基坑開挖尺寸，護坡樁應該為：根。取為347根。考慮四周邊角以及中段拐角處加密，增加14根。故總共護坡樁為361根。支護樁平面布置見附圖一。三、施工方案設計基坑開挖深度為18.3m，整體采用護坡樁加三道錨桿護坡。護坡樁樁長26.3m，其中嵌固段8m，樁間距1600mm，樁徑800mm冠梁作法為：樁頂之上做冠梁，冠梁尺寸800mm×800mm，強度C25，配筋兩側各配5Φ25HRB335級熱軋螺紋鋼筋，中間上下各加配3Φ22HRB335級熱軋螺紋鋼筋，箍筋Φ12@200。樁、冠梁的結構配筋圖見附圖三第五節(jié)錨桿設計根據經驗，初步選擇水泥砂漿錨桿。根據錨桿所承受的水平力，以及錨桿的傾斜角即可確定錨桿所受軸向力。而由錨桿的所承受的軸向力即可確定錨桿所采用的鋼材。一、計算錨桿承載力由第二章第三節(jié)的計算，以及假設，確定了護結構錨拉點的層數及置，以及每個錨拉點的設計錨拉力。對于錨桿支護結構而言，這種設計支支撐力，當選定錨桿的安裝角（錨桿軸向與水平面的夾角，一般為俯角）后，即可以確定錨桿的軸向設計拉力值，錨桿承載力應該符合下式要求：(2-15)（2-16)式中－錨桿水平拉力值，按下式計算：－基坑安全等級系數，取1：－支點結構第j層支點設計值（kPa）；由護坡樁部分可知：;;－錨桿軸向受拉承載力設計值（kN）；－錨桿與水平面的傾斜角；取150；－擴孔錨固體直徑(mm)；－非擴孔錨桿或擴孔錨桿的直徑段錨固體直徑(mm)；－第i層土中直孔部分的錨固段長(m)；－第i層土中擴孔部分錨固段長度(m)；、－土體與錨固段的極限摩阻力標準值，－擴孔部分土體粘聚力標準值（kPa）；－錨桿軸向受拉抗力分項系數。參數帶入(3-25)、(3-26)計算得：。。。以上述計算為依據進行錨桿截面設計。錨桿截面按下式計算：(2-17)將計算求得的參數代入式（2-20）求出截面積。

對于長度大、要求高承載力的錨桿，宜選用鋼絞線作拉桿。選用，截面積為A＝1.76cm2。第一道錨桿：，用1束。第二道錨桿：，用2束。第二道錨桿：，用4束。二、錨桿自由長度計算錨桿自由長度按下式計算：（－錨頭中點至反彎點的距離）(2-18)式中－土層各土體厚度加權內摩擦角標準值；－錨桿傾角。帶入參數計算得：；；取5m。三、錨桿錨固段長度計算錨桿錨固段長度按下式確定：(2-19)式中－錨體直徑；－土與錨固體的粘結值，查表；－安全系數，查表??；。。。將參數帶入式（2-19）計算得：；；。四、錨桿參數最終確定根據下述規(guī)定及計算結果確定最終參數。1、錨桿自由段長度不宜小于5m2、土層錨固段長度不宜小于4m3、錨桿水平間距不宜小于1.5m4、錨桿傾角宜為150~250，且不宜大于450錨桿參數見下表2-12：表2-12錨桿設計參數錨桿水平間距（m）縱向每延米水平方向計算錨固力（KN）錨桿與水平線的夾角（O）錨桿鋼筋面積（cm2）錨桿自由段長（m）錨桿錨固段長（m）1.6114.4151.59.44.61.6212.4151.56.38.61.6591.4151.5523.8錨桿鋼筋安全系數錨桿抗拉強度（MPa）錨桿鉆孔直徑（m）錨固長度安全系數錨撐道數錨桿選用1.418600.21.311束1.418600.21.312束1.418600.21.314束錨桿施工方案：錨桿位置位于-4m、-9.5m、-14m，錨桿孔徑φ150mm，錨桿水平間距1600mm，下傾角15度。錨固力分別為114.4KN/根、212.4KN/根、591.4KN/根（詳見設計圖），錨桿成孔后分別下入1d15（75）、2d15（75）、4d15（75）低松弛型鋼絞線，強度1860N/mm2，每2m設一對中支架，常壓灌注P.O32.5MPa普通硅酸鹽純水泥漿，水灰比0.50，初凝后4-8小時補漿1-2次，強度20Mpa，注漿7天后張拉鎖定，鎖定力為設計值的60℅，在鋼絞線加工過程中，放入一根塑料注漿管，距孔底300～500mm，錨桿注漿過程中，沿著該管注漿和補漿，不能取出，錨桿鎖在兩根25B工字鋼上，錨桿外加一塊200mm×300mm在樁間掛20-22#鐵絲網片，根據需要在網片中部加一根6.5加強筋，間距1m，網片與樁間土之間采用U型鋼筋連接，在樁體上采用射釘或膨脹螺栓連接，噴射細石砼，面墻厚度約80mm。樁錨支護布置圖見附圖三。

第三章鉆孔灌注樁施工一、泥漿護壁施工法二、鉆孔灌注樁常見施工問題

第四章基坑穩(wěn)定性驗算第一節(jié)整穩(wěn)定性驗算體圓弧滑動應用理正軟件驗算土體整體穩(wěn)定性，瑞典條分法計算簡圖如下圖3-1：圖3-1整體穩(wěn)定性驗算簡圖基坑穩(wěn)定性驗算計算方法：瑞典條分法應力狀態(tài)：總應力法條分法中的土條寬度:0.40m滑裂面數據整體穩(wěn)定安全系數Ks=1.355圓弧半徑(m)R=20.727圓心坐標X(m)X=4.222圓心坐標Y(m)Y=-7.578滿足設計要求。第二節(jié)抗傾覆穩(wěn)定性驗算