《某高層辦公樓附帶商業(yè)裙樓項(xiàng)目的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)》26000字（論文）

某高層辦公樓附帶商業(yè)裙樓項(xiàng)目的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)摘要基坑支護(hù)是為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護(hù)措施。隨著城市空間的不斷開發(fā)和使用要求，地下室成為城市高層建筑必不可少的一部分，地下室的建設(shè)必然需要對土體開挖，土體開挖過程中由于深度及土質(zhì)情況，可能會(huì)出現(xiàn)坍塌、滑坡等現(xiàn)象，如何解決土體邊坡失穩(wěn)及周邊使用的要求，基坑支護(hù)工程由此產(chǎn)生。深基坑工程是一項(xiàng)復(fù)雜而又細(xì)致的工程，存在著個(gè)體差異大、地域性強(qiáng)和安全隱患較多等特征。不同的地區(qū)、不同的工程有著千差萬別的支護(hù)方案，作為一幢建筑的基礎(chǔ)工程，基坑支護(hù)工作至關(guān)重要，因此，選擇合理的、有效的、具有較高經(jīng)濟(jì)性的支護(hù)方式是首要工作，目前常用的主要有復(fù)合土釘墻、鉆孔灌注樁和天然放坡等支護(hù)形式。本工程擬建場地位于青島市李滄區(qū)深圳路以西、棗山路以南、金液泉路以東，規(guī)劃總用地面積11329.5平方米，此次深基坑設(shè)計(jì)首先要依據(jù)場地的地質(zhì)條件、水文條件以及基坑周邊建筑物和道路，查明建筑物范圍內(nèi)巖土層類型、深度、分布、工程特性，分析和評價(jià)地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力，通過現(xiàn)有的支護(hù)方法確定支護(hù)單元同時(shí)要確定單元的支護(hù)形式。通過計(jì)算各層土體的主動(dòng)土壓力和結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)而求得支護(hù)結(jié)構(gòu)的配筋，之后進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。最后通過監(jiān)測設(shè)計(jì)及施工組織設(shè)計(jì)，明確施工工序，劃定安全紅線，對深基坑安全、高效施工提供理論指導(dǎo)，并介紹了工程在具體施工時(shí)需要考慮的問題。關(guān)鍵詞：深基坑；鉆孔灌注樁；土釘墻；施工組織設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u1深基坑工程概述 深基坑工程概述1.1工程概況擬建場地位于青島市李滄區(qū)深圳路以西、棗山路以南、金液泉路以東，擬建工程規(guī)劃總用地面積11329.5m2，規(guī)劃總建筑面積約75028.8m2。擬建物包括2座15~19層高層辦公樓、1座6層地下車庫及1座2~3層商業(yè)裙樓?？辈炱陂g，擬建場地地勢整體南高北低，地形相對平坦，孔口地面標(biāo)高32.71~37.13m，最大高差為4.42m，后期整平標(biāo)高約為34m，基坑最大開挖深度為20.65m，擬建地下車庫基底標(biāo)高13.35m。依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2018)和《高層建筑巖土工程勘察標(biāo)準(zhǔn)》(JCJ/T72--2017)表3.0.2，擬建工程含有基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級為一級的高層建筑，擬建建筑物的工程重要性等級(一級)、場地復(fù)雜程度等級(二級)和地基復(fù)雜程度等級(二級)，綜合確定此次巖土工程勘察等級為甲級。表1-1擬建建筑物建筑特征建筑物名稱層數(shù)(地上/地下)長*寬()結(jié)構(gòu)類型基礎(chǔ)形式室內(nèi)坪(m)最大荷重基底標(biāo)高(m)備注1號樓15/633.427.5框剪結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)48.0420kPa13.35帶6層地下車庫2號樓19/642.619.0框剪結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)48.0500kPa13.35帶6層地下車庫3號樓2~3/6——框架結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)47.510000kN/柱13.35帶6層地下車庫4號樓-/6——框架結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)46.510000kN/柱13.35帶6層地下車庫圖1.1場地總平面示意圖1.2自然條件(1)氣溫：年平均氣溫11.7℃，極端最高氣溫39.8℃(2005年6月24日)，極端最低氣溫-21.1℃(1981年1月27日)。全年7月份最熱，平均氣溫25.3℃；1月份最冷，平均氣溫-3.3℃。(2)風(fēng)向：風(fēng)向主要為東南風(fēng)和西北風(fēng)，東南風(fēng)出現(xiàn)在4月到8月，西北風(fēng)出現(xiàn)在9月到翌年3月，年平均風(fēng)速為3.6米/秒。(3)降雨量：年平均降水量635.8mm，最大降雨量1420.4mm(1964年)；最少降雨量僅377mm(1981年)，一日最大降水量172.7mm(1997年8月20日)。1.3工程、水文地質(zhì)條件和環(huán)境條件1.3.1地形地貌地形：擬建場地地勢整體南高北低，地形相對平坦，孔口地面標(biāo)高32.71~37.13m，最大高差4.42m。地貌：計(jì)劃場地地貌的類型為剝蝕堆積緩坡，后經(jīng)人工改造成現(xiàn)狀。1.3.2地質(zhì)條件根據(jù)鉆探資料和區(qū)域地質(zhì)資料，勘察深度范圍內(nèi)的第四系地層主要為素填土，下伏基巖為燕山晚期花崗巖、細(xì)?；◢弾r巖脈及煌斑巖脈。現(xiàn)按青巖土層各層相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)見表1.2。表1.2巖土層相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)層號巖土層名稱fak/fa(kPa)E(MPa)γ(kN/m3)c(kPa)φ(°)frb(kPa)(1)素填土//18.551515(12)花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶800/45/E022/45300(13)花崗巖中風(fēng)化帶2000/fak2/ES1-223/55760(14)花崗巖中風(fēng)化帶4000/fa20/E024/651200(15)細(xì)粒花崗巖中風(fēng)化帶2000/fak2/E023/55760(16)煌斑巖中風(fēng)化帶400/fa30/E21/40200(17)煌斑巖中風(fēng)化帶1000/fa1/E22/454001.3.3水文地質(zhì)條件勘察期間，在勘察深度范圍內(nèi)未揭露穩(wěn)定分布的地下水。依據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料和本次勘察資料，擬建場地地下水類型主要為基巖裂隙水?？辈炱陂g處于枯水期，據(jù)我公司多年區(qū)域動(dòng)態(tài)觀測資料，擬建場地地下水類型主要為基巖裂隙水，以層狀、帶狀賦存于基巖風(fēng)化帶裂隙密集發(fā)育帶中，富水性差，水位不連續(xù)、不均勻，接受大氣降水和側(cè)向逕流補(bǔ)給，以逕流排泄為主。根據(jù)鉆探資料并結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)資料，降水較多年份，水位上升，主要表現(xiàn)為上層滯水，近3~5年最高地下水位約31.00m，歷史最高水位約31.00m。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，擬建場地地下水受季節(jié)性影響較大，地下水位年變化幅度約2.0m。1.3.4地震設(shè)防烈度擬建場地位于青島市李滄區(qū)，依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)(2016年版)中表5.1.4-2和A.0.15條規(guī)定，場地基本地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震分組為第二組。1.3.5深基坑場區(qū)的穩(wěn)定性依據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料分析，擬建場地所處大地構(gòu)造背景穩(wěn)定，第四紀(jì)以來未發(fā)現(xiàn)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)跡象，場地內(nèi)未見活動(dòng)斷裂，抗震設(shè)防類別為丙類，滑坡、崩塌和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育，勘察深度范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石等對工程：不利的埋藏物和其它影響場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用，綜合評價(jià)場地穩(wěn)定性良好。擬建場地地形相對平坦，坡度較小，第1層素填士均勻性較差，工程性質(zhì)較差，地下水埋深較深，擬建場地為對建筑抗震一般地段，綜合評價(jià)擬建場地建筑適宜性良好。1.4技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件1.4.1.運(yùn)輸：工程場地位于市區(qū)，交通條件便利。1.4.2.定額：民用建筑工程按統(tǒng)一勞動(dòng)定額，青島地區(qū)建筑工程單位估價(jià)表。1.4.3.材料工程需求(1)砂漿標(biāo)號：M2.5-M10混合或水泥砂漿(2)砼強(qiáng)度等級：C50以內(nèi)(3)鋼筋采用HPB300、HRB335和HRB400級鋼筋1.4.4.勞動(dòng)力供應(yīng)情況：滿足施工的要求。1.4.5.技術(shù)裝備情況：施工單位設(shè)備齊全，滿足施工需求。1.5本設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)程規(guī)范1.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)2.《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2018)3.《高層建筑巖土工程勘察規(guī)范》(JGJ72-2017)4.《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(GB50497-2019)5.《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2016)6.《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(CECS96：97)7.《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50123-2019)8.《建筑工程地質(zhì)勘探與取樣技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T87-2012)

9.《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)10.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)(2015年版)11.《建筑施工手冊(上、中、下)》12.《工程測量規(guī)范》(GB50026-2016)13.《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》(GB50218-2014)14.《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GBT50266-2013)15.《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2013)16.《建筑變形測量規(guī)程》(JGJ8-2016)17.《土層錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(CECS22-90)2基坑支護(hù)方案比對2.1不同支護(hù)方式的比對與選擇2.1.1土釘墻土釘墻是一種維持邊坡穩(wěn)定的支護(hù)形式，它的作用和被動(dòng)的擋土墻不一樣，它的作用是主動(dòng)嵌固，増大邊坡的穩(wěn)定性，使基坑開挖后坡面可以保持穩(wěn)定。土釘墻主要用于土質(zhì)較好的地區(qū)，在我國華北和華東北部一帶應(yīng)用較多。目前我國南方地區(qū)也有一定范圍的應(yīng)用，有的用于坑深10m以上的基坑，穩(wěn)定可靠、施工簡便并且工期短、效果較好、經(jīng)濟(jì)性好、在土質(zhì)較好地區(qū)應(yīng)當(dāng)積極推廣。采用土釘墻支護(hù)的基本要求，土釘墻可適用于塑性、不塑性或堅(jiān)硬的粘性土，在有地下水的土層中，土釘支護(hù)應(yīng)該在充分降排水的前提下采用土釘墻容易引起土體位移，采用土釘墻支護(hù)應(yīng)當(dāng)慎重考慮，主要是墻體變形對周圍環(huán)境的影響。2.1.2樁錨支護(hù)鉆孔灌注樁屬于排樁支護(hù)，在我國有著很多的應(yīng)用而且大多都用于深基坑工程，在我國北方土層性質(zhì)比較好的地方也有8-9m的圍護(hù)墻。鉆孔灌注樁的特點(diǎn)為：施工時(shí)沒有振動(dòng)、噪音等污染，無擠土現(xiàn)象，對周邊環(huán)境影響較小；適用于軟粘土質(zhì)和砂土地區(qū)，樁與樁之間主要通過柱頂冠梁和圍檁連成整體，所以整體性比較差，重要地區(qū)的特殊工程或者開挖深度較大的基坑中應(yīng)用時(shí)需要謹(jǐn)慎。2.1.3雙排樁錨支護(hù)雙排樁(Double-row-pileswall)是近些年來出現(xiàn)的一種新的支護(hù)形式。從布樁形式上可理解為將原有密集的單排樁中的部分樁向后移動(dòng)一定距離，形成兩排平行的鋼筋混凝土樁，并在樁頂用剛性連梁和冠梁將各排樁連接成為一個(gè)整體，沿基坑長度方向形成超靜定空間門式剛架結(jié)構(gòu)。雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度相對較大，可以對基坑的變形進(jìn)行有效的控制，樁間土經(jīng)過加固后還可以起到止水作用。雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的組合形式有效地利用了各組合構(gòu)件的良好力學(xué)性能，使得雙排樁結(jié)構(gòu)具有較單排樁更大的側(cè)向剛度，可以有效地約束支護(hù)結(jié)構(gòu)樁體變形，同時(shí)又有良好的受力性能。在雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)中，前后排樁均分擔(dān)主動(dòng)土壓力，但前排樁主要起分擔(dān)土壓力的作用，后排樁除分擔(dān)部分土壓力外還起到拉錨和支擋雙重作用；且由于充分利用了樁土的共同作用效應(yīng)，改變了土體側(cè)壓力的分布，增強(qiáng)了支護(hù)效果；同時(shí)由于連梁的存在，增加了支護(hù)結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定性和整體剛度。2.2支護(hù)方案選擇2.2.1支護(hù)單元?jiǎng)澐指鶕?jù)深基坑工程資料所提供的土層情況、各支護(hù)單元的建地下室外輪廓線、建筑紅線以及建筑紅線與周邊建筑物和道路之間的距離，各支護(hù)單元旁的建筑物分布情況，將場區(qū)內(nèi)整個(gè)基坑分成4個(gè)支護(hù)段，AB段、BC段、CD段、AD段，如圖2.1所示。AB段東面為華銀大廈，在設(shè)計(jì)及施工時(shí)要注意到華銀大廈的基礎(chǔ)埋深和基礎(chǔ)距離建筑紅線的距離；BC段和CD段臨近東海路，放坡空間比較大；DE段靠近青島世紀(jì)名人廣場，在施工時(shí)應(yīng)注意監(jiān)測AB段和DE段周圍建筑物的沉降、偏移及傾斜量；EA段緊鄰香港西路，有較大的放坡空間。圖1.2基坑支護(hù)單元?jiǎng)澐?.2.2基坑周圍各支護(hù)段的支護(hù)類型初選方案(1)AB段：AB段東側(cè)緊鄰嶗啤家屬院，東北角距青島地鐵2號線區(qū)間31.00m，處于《青島市軌道交通保護(hù)區(qū)施工作業(yè)管理辦法》控制保護(hù)區(qū)內(nèi)，本單元素填土的厚度范圍是0.5m~5.6m，下部花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶的厚度范圍是0.5m~7.7m據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，基坑周邊緊鄰用地紅線，無放坡空間，故采取直立開挖的方式，最大開挖深度為20.65m。AB單元采用錨桿與鉆孔灌注樁相結(jié)合的樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2016)，選擇直徑為0.8m，間距為1.6m的鉆孔灌注樁。在鉆孔灌注樁的中部設(shè)置腰梁，從而保證樁的整體穩(wěn)定性。(2)BC段：BC段位于東海路一側(cè)，周圍沒有主要建筑物，根據(jù)基礎(chǔ)外線鉆孔原始記錄簡表可知：BC段最大開挖深度18.3m，上部雜填土厚度0.5m~5.6m，中部強(qiáng)風(fēng)化巖厚度1.6~7.7m。地下水位深度范圍為17m，CD段內(nèi)擬建地下室外輪廓線距離建筑紅線為10.225m，放坡空間較大，且根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JGJ120-2016)，土釘墻、預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻的坡比不宜大于1:0.2，但為預(yù)留辦公場所，及必要的施工空間，放坡不宜太大。綜合考慮后取放坡坡度取70°，采用復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，加5道土釘，6道錨桿。(3)CD段：CD段東側(cè)緊鄰中海國際社區(qū)御城一棟15層高建筑物，本單元素填土的厚度范圍是0.5m~5.6m，下部花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶的厚度范圍是0.5m~7.7m據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，基坑周邊緊鄰用地紅線，無放坡空間，故采取直立開挖的方式，本段最大開挖深度為18.90m。距基坑7.1米有10米馬路緊鄰中海國際御城社區(qū)15層公寓樓，CD單元采用錨桿與雙排鉆孔灌注樁相結(jié)合的雙排樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2016)，選擇直徑為0.8，間距為2m，排距2.4m的雙排鉆孔灌注樁，嵌固深度5.5m。(4)AD段：AD段位于擬建建筑物北側(cè)，北段無主要建筑物，經(jīng)由基礎(chǔ)外邊線鉆孔原始記錄簡表可知：BC段中有編號為6~7的兩個(gè)鉆孔測點(diǎn)，在此單元中，素填土的厚度范圍是0.5-5.6m，下部花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶厚度范圍是3.3~7.7m，AD段地下水位為17m，均位于強(qiáng)風(fēng)化巖內(nèi)。本段內(nèi)擬建地下室外輪廓線距離建筑紅線較遠(yuǎn)，為31.68m，有較大的放坡空間，最大開挖深度為17.6m，可采用一級放坡加土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，將土釘打入深基坑側(cè)壁內(nèi)。且根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JGJ120-2016)，土釘墻、預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻坡不宜太大，采用60°放坡加土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)。場地東北角存在3-6m土堆，超載取14kpa。3深基坑地下水處理地下水的處理在巖土工程中是一個(gè)不能避免的部分。在支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工中，對地下水的處理是不可或缺的項(xiàng)目。降低地下水位，排走地下水才能夠滿足基坑工程的安全及穩(wěn)定性要求，才能保證順利施工。而隔水則不只是為了施工的順利進(jìn)行，也是為了滿足保護(hù)環(huán)境的需求。地下水最終處理結(jié)果與支護(hù)結(jié)構(gòu)的最終質(zhì)量和施工時(shí)場地的安全性能息息相關(guān)，因此在支護(hù)設(shè)計(jì)中，對于地下水的處理問題必須要進(jìn)行充分的研究。目前對于地下水的處理方法中應(yīng)用最為通用、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)最充足的主要有明排水、井點(diǎn)降水、隔水帷幕。對于一般的基坑支護(hù)，通常使用明溝的構(gòu)造形式達(dá)到排水的目的。明溝排水一是能夠排走抽到地表的地下水，二是可以排走地表原有的水分以及在施工過程中的天然降水，從而保證施工能夠有序、高效的進(jìn)行。對于地下水處理要求一般的工程，井點(diǎn)降水的設(shè)計(jì)方法也被普遍使用。井點(diǎn)降水方法通過使用降水措施將地下水的水位下降，和壓縮待開挖土體中的含水量，從而減小開挖過程中存在的施工難度，使得邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)得到了提升，提高了施工的安全性。利用降水措施從土體中抽出的地下水則需要通過排水方法將水排走。對于難以通過排水和降水的方式處理地下水的區(qū)域，以及為了保證基坑周圍的建筑不受降水帶來的地表沉降的影響，通常需要在基坑周邊設(shè)置隔水帷幕。隔水帷幕能夠阻斷基坑內(nèi)部與外部的地下水之間的聯(lián)系，防止基坑外部的地下水因?yàn)樗畨毫Φ淖饔糜咳牖觾?nèi)部。設(shè)置隔水帷幕也能夠起到保護(hù)周邊范圍的地下管線如電纜線、煤氣管線等不致因?yàn)槭┕ぴ虮黄茐牡淖饔?，避免安全事故的發(fā)生。對于上述3種地下水處理方式，機(jī)理相互區(qū)別、反饋的效應(yīng)也存在差異，在實(shí)際的施工過程中通常做法為搭配使用，以確保地下水的控制工作能夠行之有效、符合常規(guī)、保證效率的實(shí)施。在青島地區(qū)，一般的深基坑主要是素填土層或者粉土層與巖石層相結(jié)合的類型，因此常采用隔水帷幕與井點(diǎn)降水的止排水措施。3.1隔水帷幕設(shè)計(jì)3.1.1常見隔水帷幕類型常見的止水帷幕有高壓旋噴樁、深層攪拌樁止水帷幕，旋噴樁止水帷幕，近來出現(xiàn)了螺旋鉆機(jī)素砼或壓漿止水帷幕；像地下連續(xù)墻、鉆孔咬合樁等形式的地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)樽苑浪Ч^好，有的都不需要再施作止水帷幕。高壓旋噴樁，是以高壓旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合，形成連續(xù)搭接的水泥加固體。施工占地少、振動(dòng)小、噪音較低，但容易污染環(huán)境，成本較高，對于特殊的不能使噴出漿液凝固的土質(zhì)不宜采用。高壓噴射注漿法水泥土止水帷幕一般有兩種形式：(1)單獨(dú)形成止水帷幕，采用單排旋噴樁相互搭接形成，或采用擺噴法形成；(2)與排樁共同形成止水帷幕。水泥土攪拌樁止水帷幕是由一定比例的水泥漿液和地基土用特制的機(jī)械在地基深處就地強(qiáng)制攪拌而成，從而改善基坑邊坡的穩(wěn)定性、抗?jié)B性能，達(dá)到止水、擋土的效果。水泥攪拌樁止水帷幕是基坑止水的常用手段之一，基坑(特別是深基坑)開挖及地下結(jié)構(gòu)施工至關(guān)重要,多與柱列式鉆孔灌注樁構(gòu)成基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。地下連續(xù)墻是利用一定的設(shè)備和機(jī)具，在泥漿護(hù)壁的條件下向地下鉆挖一段狹長的深槽，在槽內(nèi)吊放入鋼筋籠，然后灌注混凝土筑成一段鋼筋混凝土墻段，再把每一墻段逐個(gè)連接起來形成一道連續(xù)的地下墻壁。地下連續(xù)墻是近年來在地下工程和基礎(chǔ)工程施工中應(yīng)用較為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)。如北京王府井賓館，廣州白天鵝賓館，上海電信大樓，上海國際貿(mào)易中心大廈，上海金茂大廈等。目前，我國建筑工程中應(yīng)用最多的是現(xiàn)澆的鋼筋混凝土板式地下連續(xù)墻。分兩墻合一和純?yōu)榕R時(shí)擋土墻兩種情況。其特點(diǎn)是剛度大，擋土又擋水，可用于任何土質(zhì)，施工無振動(dòng)、噪音低；可用于逆做法施工。成本高，施工技術(shù)復(fù)雜，專用設(shè)備。3.1.2隔水帷幕設(shè)計(jì)方案高壓旋噴樁，是以高壓旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合，形成連續(xù)搭接的水泥加固體。適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。高壓噴射注漿法是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水、(空氣)成為20～40MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動(dòng)、破壞土體，同時(shí)鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個(gè)圓柱狀固結(jié)體(即旋噴樁)，以達(dá)到加固地基或止水防滲的目的。經(jīng)過與前兩者的比對，在工程中采用此種隔水方法。結(jié)合實(shí)際地質(zhì)資料考慮，在高壓旋噴樁隔水帷幕的施工工藝類型中，三重管法的有效處理長度最長，因此選用三重管法進(jìn)行隔隔水帷幕的施工。三重管法是一種漿液、水、氣噴射法，使用分別輸送水、氣、漿液三種介質(zhì)的三重注漿管，在以高壓泵等高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生高壓水流的周圍環(huán)繞一股圓筒狀氣流，進(jìn)行高壓水流噴射流和氣流同軸噴射沖切土體，形成較大的空隙，再由泥漿泵將水泥漿以較低壓力注入到被切割、破碎的地基中，噴嘴作旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)，使水泥漿與土混合，在土中凝固，形成較大的固結(jié)體，其加固體直徑可達(dá)2m。(1)噴射直徑的設(shè)計(jì)根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2016)規(guī)定：采用高壓旋噴注漿帷幕進(jìn)行隔水工作時(shí)，注漿后形成的水泥漿與土的固結(jié)體的有效半徑宜按照試驗(yàn)方法確定給出。缺少試驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)土體的種類以及土體的密實(shí)程度選擇高壓旋噴樁的施工工藝，按照工程經(jīng)驗(yàn)采用固結(jié)體的有效半徑。擺噴注漿的噴射方向與擺噴點(diǎn)連線的夾角宜取10°~25°，擺動(dòng)角度宜取20°~30°。當(dāng)注漿孔深度不同時(shí)，水泥土固結(jié)體的搭接寬度也不同。對于地下水位比較高、滲透性比較強(qiáng)的地層，應(yīng)當(dāng)采用雙排的高壓旋噴樁作為隔水帷幕從而達(dá)到隔水效果。在本工程中，選取噴射的有效直徑為1.4米。(2)布孔設(shè)計(jì)在地質(zhì)條件復(fù)雜且斷面處單位重量的水的能量比較高的工況下，設(shè)計(jì)常采用多排高壓旋噴樁作為隔水帷幕進(jìn)行隔水。若采用單排高壓旋噴樁作為隔水帷幕時(shí)，旋噴樁之間的距離最好為0.866R。若采用雙排高壓旋噴樁作為隔水帷幕，宜采用梅花型布置旋噴樁，旋噴樁之間的距離在0.75R~0.866R范圍內(nèi)效果最佳(定義R是高壓旋噴樁的設(shè)計(jì)直徑)。在本工程中，選取孔徑為1.0m。(3)孔深設(shè)計(jì)如果要實(shí)現(xiàn)有效的防滲性能，則需要將防滲體嵌入到基巖或粘性土中，根據(jù)一般的施工經(jīng)驗(yàn)并參考地區(qū)特點(diǎn)，對于青島沿海地區(qū)透水性比較高的地層而言，承擔(dān)隔水作用的高壓旋噴樁一般要嵌入到風(fēng)化巖層內(nèi)500mm左右，因此確定止水帷幕的深度為9.2m。3.2集水明排根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2016)規(guī)定：對基坑底部表面匯集的原有水分、天然降水、基坑四周的地表匯集的原有水分、天然降水以及通過井點(diǎn)降水措施從地層中抽出的水，都可采用明溝進(jìn)行排水。排水溝的截面應(yīng)按照設(shè)計(jì)的排水流量確定，設(shè)計(jì)的排水流量應(yīng)符合以下規(guī)定：Q≤V/1.5(3.1)式中：Q—排水溝的設(shè)計(jì)流量(m3/d)V—排水溝的排水能力(m3/d)因此在該深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中，排水方法采用集水明排的明溝排水，其中明溝的具體尺寸見圖3.1。圖3.1排水明溝的截面及構(gòu)造(圖中1-機(jī)制磚；2-素混凝土墊層；3-水泥砂漿面層)為了有效、及時(shí)收集溝內(nèi)的流水，每隔30m~50m則應(yīng)當(dāng)設(shè)置一口集水井，在本工程中，集水井間的距離選取為30m。同時(shí)，集水井有必要采取防滲措施，防止由明溝排走的水再次滲入土體中。此次深基坑支護(hù)工程排水所用的集水井采用矩形截面，凈截面尺寸為500mm×500mm，深度一般不小于800mm。4.基坑支護(hù)計(jì)算4.1基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)4.1.1土層參數(shù)根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，巖土層主要為素填土、花崗巖強(qiáng)風(fēng)化巖、花崗巖中風(fēng)化巖、細(xì)?；◢弾r中風(fēng)化巖和煌斑巖中風(fēng)化巖。場地內(nèi)各勘探孔中均揭露填土層，以粘性土為主，局部混建筑垃圾和碎石，回填年限在10年以內(nèi)。受人工活動(dòng)影響，該填土層土質(zhì)松疏松，局部稍密，工程力學(xué)性質(zhì)較差，壓縮性高，無濕陷性，均勻性一般，整體厚度不均勻，在基礎(chǔ)施工中進(jìn)行挖除。場地地貌類型為剝蝕堆積緩坡，整體地勢相對較為平坦，未發(fā)現(xiàn)巖溶、滑坡等不良地質(zhì)作用，各巖土質(zhì)設(shè)計(jì)參數(shù)如下：表4.1各巖土層設(shè)計(jì)參數(shù)層號巖土層名稱fak/fa(kPa)E(MPa)γ(kN/m3)c(kPa)φ(°)frb(kPa)(1)素填土//18.551515(12)花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶800/45/E022/45300(13)花崗巖中風(fēng)化帶2000/fak2/ES1-223/55760(14)花崗巖中風(fēng)化帶4000/fa20/E024/651200(15)細(xì)?；◢弾r中風(fēng)化帶2000/fak2/E023/55760(16)煌斑巖中風(fēng)化帶400/fa30/E21/40200(17)煌斑巖中風(fēng)化帶1000/fa1/E22/454004.1.2各土層朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)根據(jù)各土層內(nèi)摩擦角計(jì)算各土層朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)，結(jié)果見表4.2：表4.2各土層朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)(1)(5)(11)(12)(16)(17)(18)Kai0.5890.1710.0990.0480.0990.2170.1710.7670.4140.3150.2210.3150.4660.414注：4.1.3地面堆載根據(jù)設(shè)計(jì)資料，地面超載：30kPa。4.1.4設(shè)計(jì)原則本次設(shè)計(jì)采用以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，利用承載能力極限狀態(tài)對支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載能力設(shè)計(jì)并利用正常使用極限狀態(tài)對支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行變形驗(yàn)算。4.1.5基坑安全等級基坑安全等級的劃分在規(guī)范《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)中沒有明確說明，該規(guī)范只是提出按照支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞對基坑周邊環(huán)境和施工安全的影響程度來綜合考慮。不同劃分單元的支護(hù)結(jié)構(gòu)可以按不同的安全等級設(shè)計(jì)，在工程中一般可以按照基坑開挖深度來確定安全等級。表4.3支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級安全等級破壞后果一級支護(hù)結(jié)構(gòu)失效、土體過大變形對基坑周邊環(huán)境或主體結(jié)構(gòu)施工安全的影響很嚴(yán)重二級支護(hù)結(jié)構(gòu)失效、土體過大變形對基坑周邊環(huán)境或主體結(jié)構(gòu)施工安全的影響嚴(yán)重三級支護(hù)結(jié)構(gòu)失效、土體過大變形對基坑周邊環(huán)境或主體結(jié)構(gòu)施工安全的影響不嚴(yán)重本工程屬于深基坑工程，各單元的開挖深度都較深，其建設(shè)過程的安全性不容忽視，工程條件比較復(fù)雜。綜合考慮，本基坑中各單元安全等級定為一級，基坑側(cè)壁重要性系數(shù)為1.0。4.1.6標(biāo)高規(guī)定查看建筑總平面圖，可知設(shè)計(jì)室內(nèi)地坪±0.00對應(yīng)絕對標(biāo)高為48m。4.1.7計(jì)算截面在相同基底標(biāo)高下，各支護(hù)單元最危險(xiǎn)截面為土壓力最大的截面。本設(shè)計(jì)中土壓力計(jì)算采用“朗肯土壓力計(jì)算理論”，各單元采用水土合算。根據(jù)朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算公式：(4.1)可知粘聚力和內(nèi)摩擦角較小的土層較厚時(shí)土壓力較大。經(jīng)過比較，選取AB段最危險(xiǎn)截面為孔3截面，故該段基坑開挖深度為9.9m+7.7m=17.6m。BC段最危險(xiǎn)截面為孔6截面，故該段基坑開挖深度為12.4+6.5=18.9m。CD段最危險(xiǎn)截面為孔11截面，故該段基坑開挖深度為6.59+14.06=20.65m。DA段最危險(xiǎn)截面為孔15截面，故該段基坑開挖深度為11.8+6.5=18.3m。4.2.AB段樁錨支護(hù)設(shè)計(jì)4.2.1支護(hù)設(shè)計(jì)概述AB段東側(cè)緊鄰嶗啤家屬院，東北角距青島地鐵2號線區(qū)間31.00m，處于《青島市軌道交通保護(hù)區(qū)施工作業(yè)管理辦法》控制保護(hù)區(qū)內(nèi)，本單元素填土的厚度范圍是0.5m~5.6m，下部花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶的厚度范圍是0.5m~7.7m據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，基坑周邊緊鄰用地紅線，無放坡空間，故采取直立開挖的方式，最大開挖深度為20.65m。AB單元采用錨桿與鉆孔灌注樁相結(jié)合的樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2016)，選擇直徑為0.8m，間距為1.6m的鉆孔灌注樁。在鉆孔灌注樁的中部設(shè)置腰梁，從而保證樁的整體穩(wěn)定性。圖4.1AB段支護(hù)情況剖面簡圖4.2.2地質(zhì)條件根據(jù)鉆探資料和區(qū)域地質(zhì)資料，勘察深度范圍內(nèi)的第四系地層主要為素填土，下伏基巖為燕山晚期花崗巖、細(xì)粒花崗巖巖脈及煌斑巖脈?，F(xiàn)按青巖土層各層相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)見表1.2。表4.4AB段地質(zhì)條件層號土類名稱層厚(m)重度(kN/m2)浮重度(kN/m2)粘聚力(kN)內(nèi)摩擦角(°)層號土類名稱1素填土5.6018.55.0015.001素填土2強(qiáng)風(fēng)化巖7.7022.045.002強(qiáng)風(fēng)化巖3中風(fēng)化巖20.5023.055.003強(qiáng)風(fēng)化巖注：地下水深度為7.5m。4.2.3工況AB段取0.5m超挖深度，共分13個(gè)工況，詳細(xì)施工工況見表4.5：表4.5AB段施工工況工況號工況類型深度(m)支錨道號1開挖3.5002加錨桿4.001.錨桿3開挖6.5004加錨桿7.002.錨桿5開挖9.5006加錨桿10.003.錨桿7開挖12.5008加錨桿13.004.錨桿9開挖15.50010加撐16.005.錨桿11開挖18.50012加撐19.006.錨桿13開挖20.6504.2.4土壓力計(jì)算采用朗肯土壓力計(jì)算主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力土中任意一點(diǎn)豎向主動(dòng)應(yīng)力按土中任意一點(diǎn)豎向被動(dòng)應(yīng)力按4.2.5各層土的水平荷載計(jì)算(1)素填土(5.6m)=18.5，5，，0.589，0.767基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：=q=45kN/m2=45+18.5×5.6=148.6kN/m2水平方向荷載標(biāo)準(zhǔn)值：水平方向合力：水平作用點(diǎn)離該土層底端的距離：(2)花崗巖弱風(fēng)化帶(7.7m)kN/m2，80kPa，，0.171，0.414基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：kN/m2水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值:=61.9×0.171-2×200×0.414=155.53kN/m2==231.3×0.171-2×200×0.414=132.37kN/m2水平荷載：0.5×（155.53+132.37）×7.7=1108.41kN/m2水平荷載作用點(diǎn)離該土層底端的距離：=2.987m(3)花崗巖中風(fēng)化帶(20.5m)3=23KN/m2，c3=300KPa,,Ka3=0.099,0.315基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：=kN/m2=+=231.3+23*20.5=702.8kN/m2水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：=231.3×0.099-2×300×0.315=166.1kN/m2==702.8×0.099-2×300×0.315=181.79kN/m2水平荷載：0.5×（166.1+181.79）×20.5=3565.87kN/m2水平荷載作用點(diǎn)離該土層底端的距離：=6.69m4.2.6水平抗力計(jì)算基坑底面以下水平抗力計(jì)算的土層為：第3層土花崗巖中風(fēng)化帶(6m)計(jì)算依據(jù)和計(jì)算公式：

土層水平抗力計(jì)算依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ20-99)

(1)基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值按下列規(guī)定計(jì)算：

對于碎石土及砂土,基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值按下列規(guī)定計(jì)算：(4.2.1)式中作用于基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：

第層土的被動(dòng)土壓力系數(shù)

對于粉土及粘性土，基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值按下列規(guī)定計(jì)算：(4.2.2)(2)作用與基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值。按下式計(jì)算：(4.2.3)式中深度以上土的加權(quán)平均天然重度

(3)第層土的被動(dòng)土壓力系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：(4.2.4)(4)第i層土的水平抗力Ep為：(4.2.5)式中第i層土土層頂部的水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值

第i層土土層底部的水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值第i層土的厚度0

預(yù)應(yīng)力錯(cuò)索的水平間距4.2.7各層土水平抗力計(jì)算(1)花崗巖中風(fēng)化帶h3k=20.5m，，，Kp3=0.099，0.315作用于基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：p3k=0kN/m2，==23×20.5=471.5kN/m2水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值：=0×0.099-2×300×0.315=189kN/m2=231.3×0.099-2×300×0.315=166.10kN/m2水平抗力：0.5×（189+166.10）×6=177.55kN/m2水平抗力離該土層底端的距離：=7.43m4.2.8支點(diǎn)力計(jì)算

(1)計(jì)算基坑底面以下支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)定彎矩零點(diǎn)位置至基坑底面的距離hc1

基坑底面水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：=84.74kN/m

由可得：

84.74=74.0+(84.7-74.2)/0.5×主動(dòng)等于被動(dòng)，土壓力0點(diǎn)，(等質(zhì)量法的規(guī)定)

求得：=0.511m

(2)計(jì)算支點(diǎn)力：反彎點(diǎn)位于1.2h=1.2×20.65=24.78(h為基坑挖深)。主動(dòng)土合力計(jì)算如下：0.5×（155.35+132.4）×5.6=520.70kN==2.874m=m被動(dòng)土合力計(jì)算如下：=2.04m支反力計(jì)算通過如下公式：(4.2.6)式中：—被動(dòng)合力至樁底的距離—各層土的被動(dòng)合力—軸向支反力—支點(diǎn)至基坑底面的距離—基坑底面至反彎點(diǎn)的距離—主動(dòng)合力至樁底的距離—各層土的主動(dòng)合力結(jié)合土壓力合力帶入公式可得：Tc1=295.32kN4.2.8嵌固深度計(jì)算嵌固深度的計(jì)算采用如下公式：(4.2.7)可知只要安全系數(shù)大于1.2即可。式中：—被動(dòng)合力至樁底的距離—各層土的被動(dòng)合力—軸向支反力—支點(diǎn)至基坑底面的距離—樁體的嵌固深度—主動(dòng)合力至樁底的距離—各層土的主動(dòng)合力經(jīng)計(jì)算可得嵌固深度=5.87m，取實(shí)際嵌固深度6m。4.2.8錨桿設(shè)計(jì)先初步假設(shè)預(yù)應(yīng)力值，在計(jì)算出錨桿內(nèi)力之后，驗(yàn)算是否滿足規(guī)范規(guī)定，如果不滿足，再修改預(yù)應(yīng)力大小，繼續(xù)計(jì)算錨桿內(nèi)力，直到錨桿內(nèi)力和預(yù)應(yīng)力滿足規(guī)范要求。表4.6錨桿的布置及參數(shù)支錨道號支錨類型水平間距(m)豎向間距(m)入射角(°)總長(m)錨固段長度(m)1錨桿1.0003.00015.0016.006.002錨桿1.0003.00015.0016.006.003錨桿1.0003.00015.0013.006.004錨桿1.0003.00015.009.006.005錨桿1.0003.00015.009.006.006錨桿1.0003.00015.009.006.00根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)規(guī)定：(4.2.8)式中：Kt—錨桿抗拔安全系數(shù)；安全等級為一級、二級、三級的支護(hù)結(jié)構(gòu)，系數(shù)值分別不應(yīng)小于1.8、1.6、1.4；Nk—錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)；Rk—錨桿極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)。錨桿的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值：(4.2.9)式中：Nk—錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)；Fh—擋土構(gòu)件計(jì)算寬度內(nèi)的彈性支點(diǎn)水平反力(kN)；s—錨桿水平間距(m)；ba—擋土構(gòu)件計(jì)算寬度(m)；α—錨桿傾角(°)錨桿極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值：(4.2.10)式中：d—錨桿的錨固段直徑(m)；li—錨桿的錨固段在第i土層中的長度(m)；錨固段長度為錨桿在理論直線滑移面以外的長度；qsk,i—錨固體與第i土層的極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)。表4.7錨桿水平方向內(nèi)力支錨道號最大內(nèi)力彈性法(kN)最大內(nèi)力經(jīng)典法(kN)內(nèi)力實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)值(kN)內(nèi)力實(shí)用設(shè)計(jì)值(kN)194.9197.0894.91118.63286.9363.0786.93108.66393.0473.9993.04116.304179.6491.36179.64224.555389.24232.28389.24486.556381.41502.13381.41476.77表4.8錨桿軸向內(nèi)力支錨道號最大內(nèi)力彈性法(kN)最大內(nèi)力經(jīng)典法(kN)內(nèi)力實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)值(kN)內(nèi)力實(shí)用設(shè)計(jì)值(kN)198.25100.5098.25122.82289.9965.2989.99112.49396.3276.6096.32120.404185.9894.58185.98232.485402.97240.47402.97503.726394.87519.84394.87493.59經(jīng)驗(yàn)算，所有錨桿均符合規(guī)范要求。4.2.9灌注樁的配筋計(jì)算灌注樁設(shè)計(jì)參數(shù)：灌注樁樁徑為800mm，混凝土采用C30，fc=14.3MPa，ft=1.43MPa，縱向受力鋼筋采用HRB335，fy=360MPa，箍筋選擇HRB335，fyv=300MPa，相鄰灌注樁的圓心間距s取1600mm，灌注樁樁體的混凝土保護(hù)層厚度取20mm。計(jì)算可得，21根D32鋼筋，實(shí)配面積為21375mm2。實(shí)配配筋率0.675%，滿足最小配筋率ρmin=max{0.2,0.24×ft/fyv}%=0.20%矩形截面斜截面受剪承載力應(yīng)滿足以下公式：V≤0.7ftbh0+fyvAsvh0/s(4.2.11)根據(jù)上述公式得出：Asv=(V-0.7ftbh0)s/fyvh0=(129270-0.7×1.43×800×560)×150/(300×560)=3016mm2由《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)聯(lián)立得：(4.2.12)(4.2.13)詳見4.9：表4.9灌注樁配筋段號選筋類型級別鋼筋實(shí)配值實(shí)配[計(jì)算]面積(mm2或mm2/m)1縱筋HRB33521D3221375[20755]2箍筋HRB335D18@1503393[3016]加強(qiáng)箍筋HRB335D18@2000154滿足最小配筋率ρsv=0.24×ft/fyv=0.24×1.43/300=0.13%，即需按最小配筋率配筋。4.2.10AB段基坑穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算與嵌固深度驗(yàn)算計(jì)算使用的條分法為計(jì)算某一個(gè)確定的滑裂面整體穩(wěn)定安全系數(shù)的途徑。通過計(jì)算眾多不同的圓弧滑裂面的穩(wěn)定安全系數(shù)，找出計(jì)算結(jié)果中穩(wěn)定安全系數(shù)最小的滑裂面為最危險(xiǎn)圓弧滑裂面。再進(jìn)行穩(wěn)定性分析中最復(fù)雜的工作也就是確定最危險(xiǎn)圓弧滑裂面的圓心位置和半徑，本次設(shè)計(jì)通過運(yùn)用理正深基坑軟件來計(jì)算每一工況的穩(wěn)定性。圖4.2整體穩(wěn)定驗(yàn)算簡圖計(jì)算得出，AB段土條計(jì)算寬度為1m，圓弧半徑R=17.384m，圓心坐標(biāo)X=-3.868m，圓心坐標(biāo)Y=8.754m，整體穩(wěn)定性安全系數(shù)=1.632>1.35，滿足規(guī)范要求。嵌固深度的構(gòu)造要求：依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2016)，多個(gè)支點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)大于0.3h，嵌固深度構(gòu)造長度：5.87m。嵌固深度應(yīng)滿足整體滑動(dòng)穩(wěn)定性要求：按《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)圓弧滑動(dòng)簡單條分法計(jì)算嵌固深度：圓心(-5.686，15.167)，半徑=60.933m，對應(yīng)的安全系數(shù)=1.358≥1.350嵌固深度計(jì)算值=6.000m。嵌固深度滿足以最下層支點(diǎn)為軸心的圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定性要求：符合以最下層支點(diǎn)為軸心的圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定的嵌固深度=0.400m。滿足以上要求的嵌固深度計(jì)算值=5.87m，采用值=6.00m。工況1： =3648.253≤=77237.000，土反力滿足要求。工況2： =3648.253≤=77237.000，土反力滿足要求。工況3： =3879.279≤=61620.496，土反力滿足要求。工況4： =3879.279≤=61620.496，土反力滿足要求。工況5： =4105.164≤=45451.094，土反力滿足要求。工況6： =4105.164≤=45451.094，土反力滿足要求。工況7： =4273.866≤=31128.135，土反力滿足要求。工況8： =4273.866≤=31128.135，土反力滿足要求。工況9： =4324.137≤=18575.111，土反力滿足要求。工況10： =4324.137≤=18575.111，土反力滿足要求。工況11： =4041.152≤=9127.797，土反力滿足要求。工況12： Ps=4041.152≤=9127.797，土反力滿足要求。工況13： =3466.651≤=4406.587，土反力滿足要求。 式中： 為作用在擋土構(gòu)件嵌固段上的基坑內(nèi)側(cè)土反力合力(kN)； 為作用在擋土構(gòu)件嵌固段上的被動(dòng)土壓力合力(kN)。AB段土條計(jì)算寬度為1m，圓弧半徑R=17.384m，圓心坐標(biāo)X=-3.868m，圓心坐標(biāo)Y=8.745m，整體穩(wěn)定性安全系數(shù)=2.358>1.35，滿足規(guī)范要求。4.2.11AB段錨桿腰梁設(shè)計(jì)在本工程中，將錨桿腰梁按照連續(xù)梁進(jìn)行配筋計(jì)算。計(jì)算腰梁的內(nèi)力時(shí)，腰梁的荷載為均布荷載，大小為錨桿受拉荷載設(shè)計(jì)值與錨桿間距的比值。作用在腰梁上的集中力為Fh=282.89kN，設(shè)計(jì)值：N=1.1×1.25×282.89=388.97kN。按三跨連續(xù)梁計(jì)算，每段跨度l0=1.6m，計(jì)算模型和內(nèi)力圖見圖3.3，其最大正彎矩M=81.76kN?m，最大負(fù)彎矩M=-65.64kN?m，最大剪力V=274.36kN。11234(1)(2)(3)(1)81.7681.7681.6465.64-65.64-65.64(2)162.8162.82106256.36-274.6-210.4158.64(3)圖4.3腰梁計(jì)算圖：(1)混凝土腰梁計(jì)算模型(2)彎矩包絡(luò)圖(3)剪力包絡(luò)圖矩形截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：(4.2.16)混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)按下列公式規(guī)定：(4.2.17)當(dāng)僅配置箍筋時(shí)，矩形、T型和I型截面受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：(4.2.18)(4.2.19)當(dāng)僅配置箍筋時(shí)，矩形、T型和I型截面受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：(4.2.20)(4.2.21)(4.2.22)混凝土腰梁的設(shè)計(jì)參數(shù)：高度為400mm，寬度為300mm，混凝土強(qiáng)度等級為C30，鋼筋級別為HRB400，腰梁保護(hù)層厚度取20mm。最大正彎矩，計(jì)算得：As=588.87mm2，選配2根D20鋼筋，實(shí)配面積為628.32mm2。對于支座處最大負(fù)彎矩，計(jì)算得：=492.80mm2，選配2根D18鋼筋，實(shí)配面積為508.94mm2。且最小配筋率ρmin=max{0.20,45ft/fy}%=0.19%滿足要求。由于支座間的距離小，上述鋼筋均沿腰梁的全長布置。箍筋計(jì)算：αcv=0.81，V=331.36kN≥αcvftbh0=0.7×1.43×300×380=114.114kN。按計(jì)算配置箍筋，由公式Vcs=αcvftbh0+fyvAsvh0/s可得Asv/s=(Vcs-αcvftbh0)/(fyvh0)=(396001-114114)/(270×380)=1.7，選配D12@120鋼筋，則Asv/s=1.875，滿足要求。4.3BC段復(fù)合土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)4.3.1復(fù)合土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)概述BC段位于東海路一側(cè)，周圍沒有主要建筑物，根據(jù)基礎(chǔ)外線鉆孔原始記錄簡表可知：BC段最大開挖深度18.3m，上部雜填土厚度0.5m~5.6m，中部強(qiáng)風(fēng)化巖厚度1.6~7.7m，整體地勢較平坦，地勢南高北低，地下水位深度范圍為17m，CD段內(nèi)擬建地下室外輪廓線距離建筑紅線為10.225m，放坡空間較大，且根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JGJ120-2012)，土釘墻、預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻的坡比不宜大于1：0.2，但為預(yù)留辦公場所，及必要的施工空間，放坡不宜太大，綜合考慮后取放坡坡度取70°，采用復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，加5道土釘，6道錨桿，各土釘與錨桿豎向間距為1.5m。圖4.5BC段支護(hù)單元剖面圖在該復(fù)合土釘墻中，最危險(xiǎn)界面開挖深度為18.3m，一共布置五道土釘。其各個(gè)豎向間距分別為：3.5m，3m，3m，3m，3m，水平間距為2m。布置六道錨桿，其各個(gè)豎向間距分別為：2m，3m，3m，3m，3m，3m。各個(gè)錨桿和土釘?shù)娜肷浣蔷鶠?5°。4.3.2地質(zhì)條件根據(jù)鉆探資料和區(qū)域地質(zhì)資料，勘察深度范圍內(nèi)的第四系地層主要為素填土，下伏基巖為燕山晚期花崗巖、細(xì)?；◢弾r巖脈及煌斑巖脈，地質(zhì)條件詳見表4.10。表4.10CD單元場地的地質(zhì)條件層號土類名稱層厚(m)重度(kN/)浮重度(kN/)粘聚力(kN)內(nèi)摩擦角(°)1素填土5.6018.55.0015.002強(qiáng)風(fēng)化巖7.7022.045.003中風(fēng)化巖20.5023.055.00注：地下水深度為17m。4.3.3工況BC段取0.5m超挖深度，共分23個(gè)工況，該段施工工況見表4.11。表4.11BC段施工工況工況編號工況類型深度(m)水平間距入射角(°)長度(m)1開挖22加錨桿2.5215203開挖3.54加釘4215245開挖56加錨桿5.5215157開挖6.68加釘7215149開挖810加錨桿8.52151511開挖9.512加釘102151413開挖1114加錨桿11.52151015開挖12.516加釘132151017開挖1418加錨桿14.52151019開挖15.520加釘16215621開挖1722加錨桿17.5215823開挖18.34.3.4錨桿外側(cè)主動(dòng)土壓力的計(jì)算根據(jù)規(guī)范，主動(dòng)土壓力的計(jì)算和AD段相同。土釘?shù)拈L度中點(diǎn)所處深度位置的主動(dòng)土壓力：根據(jù)規(guī)范，計(jì)算第i層土釘長度中點(diǎn)所處位置的主動(dòng)土壓力：朗肯土壓力計(jì)算公式：(4.16)第1層土釘?shù)拈L度中點(diǎn)所處深度位置的主動(dòng)土壓力：=(30+18.5×5.6)×tan2(45°-15°/2)-2×17×tan(45°-15°/2)=29.62kPa第2層：=(30+22×4.14+18.5×5.9)×tan2(45°-45°/2)-2×17×tan(45°-45°/2)=52.11kPa第3層：=(30+22×5.9+23×3.56)×tan2(45°-45°/2)-2×33.5×tan(45°-45°/2)=91.55kPa第4層：=(30+23×4.8+20.5×3.31)×tan2(45°-45°/2)-2×33.5×tan(45°-55°/2)=130.63kPa第5層：=(30+23×4.7+20.5×1.8+23×0.9)×tan2(45°-55°/2)=173.85kPa表4.11BC單元土釘中點(diǎn)深度與該處主動(dòng)土壓力層數(shù)中點(diǎn)所在處深度(m)土釘?shù)拈L度中點(diǎn)所處深度位置主動(dòng)土壓力(kPa)13.1529.6225.7452.1138.6391.55412.74130.63518.30173.854.3.5各層錨桿受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算根據(jù)規(guī)范，單根錨桿軸向荷載標(biāo)準(zhǔn)值及荷載折減系數(shù)ζ：(4.3.3)(4.3.4)經(jīng)計(jì)算得各土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值：第1根：=1/cos15°×0.5×22.87×2×1=32.42kN第2根：=1/cos15°×0.5×26.71×1.5×3.5=45.90KN 第3根：=1/cos15°×0.5×28.45×2.5×1=47.62kN第4根：=1/cos15°×0.5×29.19×1.5×2.5=48.31kN第5根：=1/cos15°×0.5×35.11×1.5×1.5=59.83kN4.3.6各層土釘抗拉承載力驗(yàn)算根據(jù)《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(CECS96：97)規(guī)定：(4.3.5)錨桿的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值：(4.3.6)錨桿極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值：(4.3.7)(4.3.8)CD段的計(jì)算結(jié)果如下：第1層土釘抗拉承載力驗(yàn)算：=3.14×150×(30×6.18+0.82×150)=320.3kN≥=32.42kN第2層土釘抗拉承載力驗(yàn)算：3.14×150×(1.16×30+50×6.4)=253.06kN≥=35.90kN第3層土釘抗拉承載力驗(yàn)算：=3.14×150×(1.16×30+50×6.4))=253.72kN≥=37.62kN第4層土釘抗拉承載力驗(yàn)算：=3.14×130×(2.3×50+150×1.7))=296.84kN≥=38.31kN第5層土釘抗拉承載力驗(yàn)算：=3.14×130×(150×4)=437.67KN≥=43.83kN4.3.7各層預(yù)應(yīng)力錨桿及土釘配筋計(jì)算根據(jù)《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(CECS96：97)規(guī)范：軸向力設(shè)計(jì)值：(4.3.9)錨桿桿體的受拉荷載力：(4.4.0)土釘桿體截面面積：(4.4.1)(4.4.2)土釘鋼筋采用HRB400帶肋鋼筋第1根土釘?shù)呐浣睿?1×3.14×150×(30×6.18+0.82×150)=743.8kN=1.15×743.8×1000/360=2066.1mm2采用2E40，Ap=2513.3mm2第2根土釘?shù)呐浣睿?1×3.14×150×(1.16×30+50×6.4)=422.8kN=1.15×146.95×1000/360=1174.4mm2采用1E40，Ap=1256.6mm2第3根土釘?shù)呐浣睿?1×3.14×150×(1.16×30+50×6.4))=417.7kN=1.15×143.61×1000/360=1160.3mm2采用1E25，Ap=1256.6mm2第4根土釘?shù)呐浣睿?1×3.14×130×(2.3×50+150×1.7))=320kN=1.15×185.73×1000/360=1017.9mm2采用1E40，Ap=1256.6mm2第5根土釘?shù)呐浣睿?1×3.14×130×(150×4)=172.9KN=1.15×326.56×1000/360=805.1m2采用1E40，Ap=1256.6mm2表4.12土釘配筋土釘號土釘拉力(抗拉)土釘拉力(穩(wěn)定)計(jì)算鋼筋面積配筋配筋面積1726.6743.82066.12E402513.32405.0422.81174.41E401256.63398.7417.71160.31E401256.64293.2320.0889.01E401256.65172.9181.8505.11E401256.64.3.8錨桿設(shè)計(jì)先初步假設(shè)預(yù)應(yīng)力值，在計(jì)算出錨桿內(nèi)力之后，驗(yàn)算是否滿足規(guī)范規(guī)定，如果不滿足，再修改預(yù)應(yīng)力大小，繼續(xù)計(jì)算錨桿內(nèi)力，直到錨桿內(nèi)力和預(yù)應(yīng)力滿足規(guī)范要求。表4.13錨桿的布置及參數(shù)序號水平間距(m)豎向間距(m)入射角度(°)錨固體直徑(mm)錨桿長度(m)錨桿錨固長(m)11.0002.00015.015020.0007.00021.0003.00015.015015.0006.00031.0003.00015.015015.0005.00041.0003.00015.015010.0005.00051.0003.00015.015010.0005.00061.0003.00015.01508.0005.000根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2016)規(guī)定：(4.3.8)式中：Kt—錨桿抗拔安全系數(shù)；安全等級為一級、二級、三級的支護(hù)結(jié)構(gòu)，系數(shù)值分別不應(yīng)小于1.8、1.6、1.4；—錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)；—錨桿極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)。錨桿的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值：(4.3.9)式中：—錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)；—擋土構(gòu)件計(jì)算寬度內(nèi)的彈性支點(diǎn)水平反力(kN)；s—錨桿水平間距(m);—擋土構(gòu)件計(jì)算寬度(m)；α—錨桿傾角(°)錨桿極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值：(4.3.10)式中：d—錨桿的錨固段直徑(m)；—錨桿的錨固段在第i土層中的長度(m)；錨固段長度為錨桿在理論直線滑移面以外的長度；—錨固體與第i土層的極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)。4.3.9基坑整體穩(wěn)定性驗(yàn)算在采用土釘墻作為基坑支護(hù)方式的時(shí)候，根據(jù)施工過程中不同開挖深度以及坑底地面以下所有的可能滑動(dòng)面，進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)要簡化圓弧滑移面再進(jìn)行瑞典條分法。在進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，采用分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)表達(dá)法。(4.3.3)(4.3.4)(4.3.5)(4.3.6)(4.3.7)(4.3.8)(1)最危險(xiǎn)圓弧滑裂面的確定在計(jì)算一個(gè)滑裂面的穩(wěn)定安全系數(shù)的時(shí)候我們采用的是瑞典條分法，也就是通過計(jì)算各個(gè)滑裂面來確定最危險(xiǎn)截面，安全系數(shù)最小的那一個(gè)是最危險(xiǎn)截面。圖4.14穩(wěn)定性驗(yàn)算工況號安全系數(shù)圓心坐標(biāo)x(m)圓心坐標(biāo)y(m)半徑(m)11.3253.62719.5494.30821.4141.90519.9006.50032.701-0.62020.8449.62143.204-0.70120.7319.63552.592-17.94231.35030.44862.456-18.84628.22029.58072.695-18.46325.03927.76882.359-23.62727.44533.81692.569-20.34325.15729.958102.185-24.67925.05834.191112.169-25.38623.85134.311122.071-28.70225.47938.379滿足規(guī)范要求。4.3.10噴射混凝土面層、土釘和面層的連接及土釘之間的連接設(shè)計(jì)放坡時(shí)的面層所受不是特別大的壓力，但是比較難以測量，在施工過程中常用的做法就是按照構(gòu)造設(shè)計(jì)來配置鋼筋，設(shè)計(jì)厚度及其強(qiáng)度，設(shè)計(jì)結(jié)果如表4.15。表4.15面層、坡頂及構(gòu)造配筋面層面層噴射混凝土強(qiáng)度等級為C20厚度為100mm鋼筋規(guī)格為HRB400直徑為8mm網(wǎng)格為正方形間距120mm鋼筋保護(hù)層厚度為30mm坡頂噴射混凝土護(hù)肩長度為2m或延長至于坡頂排水溝相接并打入長度為1.5m，間距為2m的沖擊式土釘泄水管(直徑為50mm、長度為400mm的PVC管)透水直徑為10mm，開孔率20%尾端向上傾斜外包兩層土工布泄水管縱橫間距3m，砂層等水量較大的區(qū)域局部加密噴射混凝土?xí)r應(yīng)將泄水管孔口臨時(shí)封堵，防止噴射混凝土進(jìn)入土釘與面層的連接件采用釘頭筋連接釘頭筋采用C18的HRB400級帶肋鋼筋在土釘端部焊接上兩根較短的“L”型鋼筋，L筋的一翼與加強(qiáng)筋壓緊后焊接，焊縫長度一般不小于100mm釘頭筋可使用4根鋼筋呈“井”字形壓緊鋼筋網(wǎng)片4.4CD段雙排柱支護(hù)設(shè)計(jì)4.4.1支護(hù)設(shè)計(jì)概述CD段：CD段東側(cè)緊鄰中海國際社區(qū)御城一棟15層高建筑物，根據(jù)鉆探資料和區(qū)域地質(zhì)資料，勘察深度范圍內(nèi)的第四系地層主要為素填土,下伏基巖為燕山晚期花崗巖、細(xì)?；◢弾r巖脈及煌斑巖脈。依據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料和本次勘察資料，擬建場地地下水類型主要為基巖裂隙水?？辈炱陂g處于枯水期，據(jù)我公司多年區(qū)域動(dòng)態(tài)觀測資料，擬建場地地下水類型主要為基巖裂隙水，以層狀、帶狀賦存于基巖風(fēng)化帶裂隙密集發(fā)育帶中，富水性差，水位不連續(xù)、不均勻，接受大氣降水和側(cè)向逕流補(bǔ)給，以逕流排泄為主。本單元素填土的厚度范圍是0.5m~5.6m，下部花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶的厚度范圍是0.5m~7.7m據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，基坑周邊緊鄰用地紅線，無放坡空間，故采取直立開挖的方式，本段最大開挖深度為18.90m。距基坑7.1米有10米馬路緊鄰中海國際御城社區(qū)15層公寓樓，CD單元采用錨桿與雙排鉆孔灌注樁相結(jié)合的雙排樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)，選擇直徑為0.8，間距為2m，排距2.4m的雙排鉆孔灌注樁，嵌固深度5.5m。圖4.6CD段雙排樁支護(hù)簡圖4.4.2地質(zhì)條件根據(jù)鉆探資料和區(qū)域地質(zhì)資料，勘察深度范圍內(nèi)的第四系地層主要為素填土，下伏基巖為燕山晚期花崗巖、細(xì)粒花崗巖巖脈及煌斑巖脈，地質(zhì)條件詳見表4.16。表4.16地質(zhì)條件層號土類名稱層厚(m)重度(kN/)浮重度(kN/)粘聚力(kN)內(nèi)摩擦角(°)1素填土5.6018.55.0015.002強(qiáng)風(fēng)化巖7.7022.045.003中風(fēng)化巖20.5023.055.00注：地下水深度為17m。4.4.3施工工況CD段取0.5m超挖深度，共分11個(gè)工況，詳細(xì)施工工況見表4.17：表4.17施工工況工況號工況類型深度(m)支錨道號1開挖3.5002加錨桿4.001.錨桿3開挖6.5004加錨桿7.002.錨桿5開挖9.5006加錨桿10.003.錨桿7開挖12.5008加錨桿13.004.錨桿9開挖15.50010加錨桿16.005.錨桿11開挖18.9004.4.4土壓力計(jì)算采用朗肯土壓力計(jì)算主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力土中任意一點(diǎn)豎向主動(dòng)應(yīng)力按土中任意一點(diǎn)豎向被動(dòng)應(yīng)力按各層土的水平荷載計(jì)算：(1)素填土(5.6m)=18.5kN/，5kPa，，0.589，0.767基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：=q=45kN/m2=45+18.5×5.6=148.6kN/m2水平方向荷載標(biāo)準(zhǔn)值:kN/m2kN/m2水平方向合力：kN/m2水平作用點(diǎn)離該土層底端的距離：(2)花崗巖弱風(fēng)化帶(7.7m)kN/m2，80kPa，，0.171，0.414基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：kNkN/m2水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值:kN/m2kN/m2水平荷載：0.5×（155.53+132.37）×7.7=1108.41kN/m2水平荷載作用點(diǎn)離該土層底端的距離：(3)花崗巖中風(fēng)化帶(20.5m)3=23KN/m2，c3=300KPa，，Ka3=0.099，0.315基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：kN/m2kN/m2水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：=231.3×0.099-2×300×0.315=166.1kN/m2=702.8×0.099-2×300×0.315=181.79kN/m2水平荷載：0.5×（166.1+181.79）×20.5=3565.87kN/m2水平荷載作用點(diǎn)離該土層底端的距離：4.4.5水平抗力計(jì)算基坑底面以下水平抗力計(jì)算的土層為：第3層土花崗巖中風(fēng)化帶(6m)計(jì)算依據(jù)和計(jì)算公式：

土層水平抗力計(jì)算依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ20-99)

(1)基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值epjk按下列規(guī)定計(jì)算：

對于碎石土及砂土,基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值按下列規(guī)定計(jì)算：

(4.4.1)式中作用于基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：

第i層土的被動(dòng)土壓力系數(shù)

對于粉土及粘性土,基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值按下列規(guī)定計(jì)算：

(4.4.2)(2)作用與基坑底面以下深度Zj處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值。按下式計(jì)算：

(4.4.3)式中深度zj以上土的加權(quán)平均天然重度。

(3)第i層土的被動(dòng)土壓力系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：

(4.4.4)(4)第i層土的水平抗力Ep為：(4.4.5)式中第i層土土層頂部的水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值

第i層土土層底部的水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值第i層土的厚度0

sh預(yù)應(yīng)力錯(cuò)索的水平間距4.4.6各層土水平抗力計(jì)算(1)花崗巖中風(fēng)化帶=20.5m，3=23KN/m2，，Kp3=0.099，0.315作用于基坑底面以下深度Zj處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：=0kN/m2，=23×20.5=471.5kN/m2水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值：=0×0.099-2×300×0.315=189kN/m2=231.3×0.099-2×300×0.315=166.10kN/m2水平抗力：0.5×（189+166.10）×6=177.55kN/m2水平抗力離該土層底端的距離：1、雙排樁結(jié)構(gòu)可采用平面剛架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行計(jì)算前、后排樁的樁間土體對樁側(cè)的壓力可按下式計(jì)算：式中：──前、后排樁間土體對樁側(cè)的壓力(kPa)；可按作用在前、后排樁上的壓力相等考慮；──樁間土的水平剛度系數(shù)(kN/m3)；──前、后排樁水平位移的差值(m)：當(dāng)其相對位移減小時(shí)為正值；當(dāng)其相對位移增加時(shí)，取Δv＝0；──前、后排樁間土體對樁側(cè)的初始壓力(kPa)其中樁間土的水平剛度系數(shù)(kc)可按下式計(jì)算：前、后排樁間土體對樁側(cè)的初始壓力可按下式計(jì)算：4.4.7嵌固深度計(jì)算雙排樁按《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算嵌固深度值，公式如下：得到=4.139m，采用值為：5.500m4.4.8雙排樁選筋計(jì)算灌注樁設(shè)計(jì)參數(shù)：灌注樁樁徑為800mm，混凝土采用C30，fc=14.3MPa，ft=1.43MPa，縱向受力鋼筋采用HRB335，fy=360MPa，箍筋選擇HRB335，fyv=300MPa，相鄰灌注樁的圓心間距s取1600mm，灌注樁樁體的混凝土保護(hù)層厚度取50mm。計(jì)算可得，前排樁鋼筋實(shí)配面積為16889mm2，后排樁實(shí)配面積為7983mm2，實(shí)配配筋率0.564%，滿足最小配筋率ρmin=max{0.2,0.24×ft/fyv}%=0.20%矩形截面斜截面受剪承載力應(yīng)滿足以下公式：V≤0.7ftbh0+fyvAsvh0/s(4.4.11)根據(jù)上述公式得出：前排Asv=(V-0.7ftbh0)s/fyvh0=(129270-0.7×1.43×800×560)×150/(300×560)=2067mm2后排Asv=(V-0.7ftbh0)s/fyvh0=(129270-0.7×1.43×800×560)×150/(300×560)=1508mm2由《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)聯(lián)立得：(4.4.12)(4.4.13)前排樁冠梁選筋：=1×3.14×127×(43.9×2)=575.27kN=1.15×575.27×1000/300=14141mm2采用18D32，Ap=14476mm2表4-15前排樁選筋段號選筋類型級別鋼筋實(shí)配值實(shí)配[計(jì)算]面積(mm2)1縱筋HRB33518D3214476[14141]2箍筋HRB335D12@1501508[1396]加強(qiáng)箍筋HRB335D12@2000154后排樁冠梁選筋計(jì)算：=1×3.14×96×(54.1×2)=445.23kN=1.15×445.23×1000/300=7314mm2采用20D22，Ap=7603mm2表4-16后排樁選筋段號選筋類型級別鋼筋實(shí)配值實(shí)配[計(jì)算]面積(mm2)1縱筋HRB33520D227603[7314]2箍筋HRB335D12@1501508[805]加強(qiáng)箍筋HRB335D12@20001544.4.9錨桿設(shè)計(jì)先初步假設(shè)預(yù)應(yīng)力值，在計(jì)算出錨桿內(nèi)力之后，驗(yàn)算是否滿足規(guī)范規(guī)定，如果不滿足，再修改預(yù)應(yīng)力大小，繼續(xù)計(jì)算錨桿內(nèi)力，直到錨桿內(nèi)力和預(yù)應(yīng)力滿足規(guī)范要求。表4-17錨桿的布置及參數(shù)支錨道號支錨類型水平間距(m)豎向間距(m)入射角(°)總長(m)錨固段(m)1錨桿1.0003.00015.0015.006.002錨桿1.0003.00015.0014.006.003錨桿1.0003.00015.0012.506.004錨桿1.0003.00015.009.006.005錨桿1.0003.00015.009.006.00根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)規(guī)定：

(4.4.8)式中：Kt—錨桿抗拔安全系數(shù)；安全等級為一級、二級、三級的支護(hù)結(jié)構(gòu)，系數(shù)值分別不應(yīng)小于1.8、1.6、1.4；Nk—錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)；Rk—錨桿極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)。錨桿的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值：(4.4.9)式中：Nk—錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)；Fh—擋土構(gòu)件計(jì)算寬度內(nèi)的彈性支點(diǎn)水平反力(kN)；s—錨桿水平間距(m);ba—擋土構(gòu)件計(jì)算寬度(m)；α—錨桿傾角(°)錨桿極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值：(4.4.10)式中：d—錨桿的錨固段直徑(m)；li—錨桿的錨固段在第i土層中的長度(m)，錨固段長度為錨桿在理論直線滑移面以外的長度；—錨固體與第i土層的極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)。表4-18錨桿水平方向內(nèi)力支錨道號最大內(nèi)力彈性法(kN)內(nèi)力實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)值(kN)內(nèi)力實(shí)用設(shè)計(jì)值(kN)134.2634.2642.82250.0150.0162.51394.7194.71118.394220.97220.97276.215348.79348.79435.99表4-19錨桿軸向內(nèi)力支錨道號最大內(nèi)力彈性法(kN)內(nèi)力實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)值(kN)內(nèi)力實(shí)用設(shè)計(jì)值(kN)135.4735.4744.33251.7751.7764.71398.0598.05122.564228.76228.76285.955361.10361.10451.374.4.10抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算表4-20工況1錨桿內(nèi)力序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m)1錨桿0.0000.0002錨桿0.0000.0003錨桿0.0000.0004錨桿0.0000.0005錨桿0.0000.000雙排對前趾的抗傾覆安全系數(shù)(一、二、三級的結(jié)構(gòu)，分別不小于1.25、1.2、1.15。)： 抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)KQ=19.306>=1.25,滿足規(guī)范要求。注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長度計(jì)算。表4-21工況2錨桿內(nèi)力序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m)1錨桿61.575339.2922錨桿0.0000.0003錨桿0.0000.0004錨桿0.0000.0005錨桿0.0000.000雙排對前趾的抗傾覆安全系數(shù)(一、二、三級的結(jié)構(gòu)，分別不小于1.25、1.2、1.15。):抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)KQ=19.396>=1.25,滿足規(guī)范要求。表4-22工況3錨桿內(nèi)力序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m)1錨桿61.575339.2922錨桿0.0000.0003錨桿0.0000.0004錨桿0.0000.0005錨桿0.0000.000注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長度計(jì)算。雙排對前趾的抗傾覆安全系數(shù)(一、二、三級的結(jié)構(gòu)，分別不小于1.25、1.2、1.15。)：抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)KQ=13.931>=1.25,滿足規(guī)范要求。表4-23工況4錨桿內(nèi)力序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m)1錨桿61.575339.2922錨桿80.425339.2923錨桿0.0000.0004錨桿0.0000.0005錨桿0.0000.000雙排對前趾的抗傾覆安全系數(shù)(一、二、三級的結(jié)構(gòu)，分別不小于1.25、1.2、1.15。)：抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)KQ=14.032>=1.25,滿足規(guī)范要求。表4-24工況5錨桿內(nèi)力序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m)1錨桿61.575339.2922錨桿80.425339.2923錨桿0.0000.0004錨桿0.0000.0005錨桿0.0000.000雙排對前趾的抗傾覆安全系數(shù)(一、二、三級的結(jié)構(gòu)，分別不小于1.25、1.2、1.15。)：抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)KQ=8.988>=1.25,滿足規(guī)范要求。表4-25工況6錨桿內(nèi)力序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m)1錨桿61.575339.2922錨桿80.425339.2923錨桿152.053339.2924錨桿0.0000.0005錨桿0.0000.000雙排對前趾的抗傾覆安全系數(shù)(一、二、三級的結(jié)構(gòu)，分別不小于1.25、1.2、1.15。)：抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)KQ=9.148>=1.25,滿足規(guī)范要求。表4-26工況7錨桿內(nèi)力序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m)1錨桿61.575339.2922錨桿80.425339.2923錨桿152.053339.2924錨桿0.0000.0005錨桿0.0000.000雙排對前趾的抗傾覆安全系數(shù)(一、二、三級的結(jié)構(gòu)，分別不小于1.25、1.2、1.15。)：抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)KQ=5.349>=1.25,滿足規(guī)范要求。表4-27工況8錨桿內(nèi)力序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m)1錨桿61.575339.2922錨桿80.425339.2923錨桿152.053