防城港市金地时代广场基坑方案设计

桂林理工大学博文管理学院毕业设计论文摘 要基坑工程是指在地表以下开挖的一个地下空间及其配套的支护体系。而基坑支护就是为了保证基坑开挖，基础施工的顺利进行及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁以及周边环境采用的支挡，加固与保护措施。 基坑支护体系是临时结构，安全储备小，具有较大的风险，基坑工程具有较大的区域性。不同水文、工程地质环境条件下基坑工程的差异很大。基坑开挖不仅要保证基坑本身的安全稳定，而且要有效的控制基坑周边地层移动以及保护基坑周边环境。 本文先介绍了防城港市金地时代广场的工程概况，包括水文地质和周围环境，然后根据勘察报告对场地与地基进行岩土工程分析与评价，为地基基础设计、基坑支护设计等提供各种设计技术参数，进行基坑边坡稳定性的分析评价，提出设计计算参数；然后通过结合对现有基坑开挖支护工法和防城港市金地时代广场实际情况的比较选择出了合适的开挖支护方案。下来通过土压力的计算、结构内力的计算、配筋、验算、支撑设计等对基坑的开挖支护做了理论上的分析，最后在说明施工步骤和应注意的问题。关键词： 支护方案;基坑分析;施工步骤；结论建议Fang cheng gang Shen jindi times square Graduation design of foundation pit supportStudent: Huang Leng-Yi teacher: Tan Jing-HeAbstract：For the excavation of foundation pit engineering is below thes urface toanunderground space and form a complete set of supporting syetem and word see teacher .system.Andfoundationpit supporting is in order to guarantee the foundation pit excavation,foundationconstruction smoothly and the safety of the surrounding environmentoffoundationpit, the pit wall and the surrounding environment of the retaining,reinforcementandprotection measures. Structure of foundation pit supporting system is temporary, security reserves, has a bigger risk, foundation pit engineering has great regional. The foundation pit engineering under different hydrological and engineering geological environmental conditions of the difference is very big. Foundation pit excavation is not only to ensure the security and stability of foundation pit itself, and to effectively control foundation pit surrounding strata movement and protection of foundation pit surrounding environment. This paper first introduces the engineering general situation of shen jindi times square, including hydrological geology and the surrounding environment, and then according to the investigation report on the ground and foundation for geotechnical engineering analysis and evaluation, for the foundation design, foundation pit supporting design provides various design parameters, such as for pit slope stability analysis and evaluation, put forward the design and calculation parameters; Then method by combining the existing excavation support and the actual situation of shen jindi times square is selected the suitable excavation support scheme. Down through the calculation of earth pressure, the structural internal force calculation, reinforcement, checking, and support design theoretical analysis has been done for the excavation of foundation pit supporting, finally on the construction procedure and the problems should be paid attention to.Keywords: support plan, analysis of foundation pit, the construction steps 目 录摘要IAbstract：II1 概述11.1 工程概况12 场地工程地质条件32.1 区域地理位置32.3 区域地质构造32.4场地地形地貌及周边环境32.5 场地岩土层工程地质特征32.6 水文地质条件43 岩土工程分析与评价63.1 岩土参数的确定63.2 场地地基及地基土稳定性及适宜性评价73.3 场地岩土层工程特征评价73.4 场地地基土层及周边均匀性分析83.5 场地水和地基土的腐蚀性评价83.6 场地水对工程设计、施工和使用的影响93.7 特殊性岩土及不良地作用评价93.7.1 特殊性岩土评价93.7.2 不良地质作用评价104 基坑开挖稳定性评价114.1 基坑工程性评价：114.1.1 基坑设计各层土的主要力学指数：114.2 基坑支护结构分析125.0 计算书：155.1 根据工程概况绘制计算草图，如图6155.1.1计算主动及被动土压力强度标准值，合力及合力作用点155.2稳定性进行验算195.2.1嵌固稳定性验算195.2.2抗隆起稳定性验算195.2.3整体稳定性验算206 桩类型与信息226.1桩身配筋计算226.3冠梁设计236.4排桩施工应注意的问题237 锚索长度和杆体直径计算258 基坑降水设计278.1基坑降水的作用：278.2 地下水对基坑开挖的影响278.3 地下水对地下室使用的影响278.4 工程降水278.5基坑截水帷幕279 结论和建议29结论29建议2910 设计依据3011 参考文献31致谢32附图： 附图1 钻孔平面布置图 附图2 工程地质剖面图 附图3 基坑支护平面图附图4 基坑支护立面图附图5 支护结构大样图附图6 桩身配筋图311 概述1.1 工程概况防城港市金地房地产有限公司拟建金地时代广场，拟建场地位于防城港市中心区，金花茶大道边，邦德民族花园北侧。建筑总用地面积19999.038m2，建筑用地面积10160.25m2，其中地下车库占地面积18621.253m2。拟建项目由2栋高层住宅楼及商业广场和地下车库组成。拟建建筑物有一栋24层办公楼，基底尺寸为28.867.4 m2，总体高度约99.70m；一栋25层公寓办公楼，基底尺寸为28.867.4 m2，总体高度约99.70m；两栋楼之间为4层商业广场，总体高度约19.30m；全场地普设地下车库2层，地下车库底板面埋深为地坪设计标高以下9.4m。地下室采用框架结构、地坪设计标高以上采用剪力墙结构，其基础形式、荷载、地基充许变形值及基础埋深待定。地坪设计标高22.00m（为假设高程基准），地下车库底板厚按0.60m考虑，地下车库底板底标高12.00m，平面布置详见建筑物与勘探点平面布置图。拟建基坑深度为12.0m，本文取41号钻孔来做为设计孔，土层信息见基坑图。其中周边没有什么大的建筑物，旁边有一条公路，车流量较大，因此取上部荷载为20kpa。图1 拟建场地交通位置图 表1 拟建建筑物工程特性表建筑物名称抗震设防类别地上层数建筑 高度（m）设计地坪标高（m）地下 层数地下室埋深（m）基础埋深（m）基础类型办公楼乙类2499.722.0029.60待定天然地基或桩基公寓办公楼乙类2599.722.0029.60待定天然地基或桩基商业广场丙类419.322.0029.60待定独立柱基2 场地工程地质条件2.1 区域地理位置防城港市位于广西壮族自治区南陲，北部湾东北岸（东经1072810836，北纬21362222），三面环海，海岸线全长584km，防城港是目前华南地区第三大港，是大西南出海主要通道。濒临越南，有四个国家一类口岸，是我国华南沿海重要贸易物资集散地之一。2.2 区域气象条件防城港地区属亚热带海洋性季风气候，其特点是高温多雨，干湿分明。多年平均气温21.822.0，极端最高气温37.6，最低气温1.4。每年69月为雨季，降水量占全年的80.2%，而11月至翌年3月为枯水季节，降水量仅占全年的9.0%，多年平均降雨量2535.3mm，最大3088.2mm，最小1913.1mm，多年平均相对湿度8183%。夏秋两季常受台风影响，每年影响03次，风力一般为89级，最大10级，阵风12级，台风最大风速40m/s，台风一般伴有大雨，当碰上大潮时，会形成风暴潮。常年主导风向为北北东向，频率30.5%；次常风向为南南西向，频率8.4%。基本风压值0.75Kpa。2.3 区域地质构造防城港区域地质构造上属于华南褶皱系中的钦州残余地槽。区域内的构造主要为北西向构造。区域地层岩性为侏罗系上统（J3）或是志留系下统连滩群（S1ln）的中到厚层状泥岩、泥质粉砂岩和砂岩。防城港区域地形地貌处于我国东南沿海山地丘陵区的西南缘，属于剥蚀侵蚀低丘类型的低丘地貌单元。临海多为海积漫滩和少量的红树林。2.4场地地形地貌及周边环境拟建场地原始地貌单元属于低丘地貌单元，场地原为两个低丘中间夹一片洼地，洼地为渔塘，勘察前已推填平整，填土最大厚度在11.2 m左右，填土推填有五年以上，场地较平坦。场地北侧有一段围墙，高约2.0 m左右，后面是空地。东侧有一段围墙，高约2.0 m左右，后面是防城港市烟草局的两栋五层宿舍楼和一栋一层仓库，距基坑边线约6.9 m左右。西侧距基坑边线约30.0 m左右，为邦德民族花园的基坑。南侧为金花茶大道，同基坑边线相距约32.0 m左右。2.5 场地岩土层工程地质特征拟建场地范围内未发现有断层或断裂带通过，在钻探深度内地基土层主要为素填土(Qml)、耕植土（Qpd）和志留系下统连滩群（S1ln）的中到厚层状泥质粉砂岩风化层。在钻探深度内，据其工程地质特征将地层分为五层。现将其自上而下分别描述如下：1.素填土(Qml)，淡黄、灰绿色，松散稍密，稍湿很湿。底部饱和。主要由泥、砂岩的风化碎屑组成，为块状、片状，粒径一般在0.030.2cm，少数可达0.5m以上，含较多的泥、砂质。钻进时存在钻孔漏水现象。堆填时间在5年以上，土质均匀性仍较差，为欠固结土。该层做重型动力触探试验实测击数216击/10cm，平均值为N63.5=6.90/10cm，标准值N63.5=6.40击/10cm，具高压缩性。场地内大部有分布。层厚0.511.2m。2.耕土（Qpd），灰黄色，可塑状，湿。主要由黏性土组成，含较多的粉细砂、植物根茎。场地内局部有分布。层厚0.20.6m。3.淤泥质粉质黏土（Qph）：灰黑色，软塑状，饱和。主要由粉质黏土，含较多的淤泥质、腐植质，含少量的细砂，底部混有少量石英质砾砂。该层作标准贯入试验4段，实测击数12击/30cm，杆长校正后锤击数平均值N=1.00击/30cm，标准值N=0.50击/30cm，具高压缩性。场地内局部地段有分布。层厚1.22.1m。4.强风化泥质粉砂岩（S1ln），上部为淡黄、灰绿色，下部为青灰色，散体状结构，以石英砂为主，次为泥质，节理十分发育，多充填有泥质、少量的锰铁质、石英脉，岩石极破碎，多风化呈片、碎块状，偶有短柱状。岩石采取率在6575%左右。岩石质较坚硬，手折不易断，但锤击易碎。属极软岩，岩体基本质量等级划分为级。该层作标准贯入试验44段，标贯锤均反弹，为低压缩性土。此次勘察采到6组扰动土样作点荷栽试验，得单轴天然抗压强度fr=4.367.08Mpa，其标准值为4.70Mpa。场地内均有分布。层厚6.129.2m。5.中风化泥质粉砂岩（S1ln），青灰色，中厚层状，块状结构，岩石表面风化裂隙较发育，岩石较为破碎，岩芯多呈块状、短柱状。岩石采取率在8590%左右。岩石质坚硬，敲击声脆，锤击难碎。属软岩，岩体基本质量等级划分为级。此次勘察采到19组岩芯样做单轴天然抗压试验，得单轴天然抗压强度fr=7.2318.60Mpa，其标准值为10.90Mpa。场地内均有分布。因未揭穿此层，最大揭示厚度为6.2m。2.6 水文地质条件拟建场地为低丘和渔塘，后堆填平整，场地地下水类型分别为上层滞水型和基岩裂隙水型，上层滞水主要贮藏于素填土层中，裂隙水主要贮藏于强风化泥质粉砂岩土层中，两层地下水是连通的。钻孔稳定水位同初见水位基本一致，稳定水位埋深5.707.10m（标高约14.9316.13m）。上层滞水水量较大，主要受大气降水的补给。裂隙水水量较小，主要由素填土层的上层滞水补给。场地流向东南，年水位的变幅在3.0m左右。根据场地地层岩性并结合当地的建筑经验，综合确定各地基土层的渗透系数值k如下表2：表2 各土层渗透系数经验值表地层名称及编号486.6渗透系数K（cm/s）渗透性等级素填土1.010-2中等透水耕土510-5弱透水淤泥质粉质粘土210-5弱透水强风化泥质粉砂岩110-5弱透水中风化泥质粉砂岩510-7微透水3 岩土工程分析与评价3.1 岩土参数的确定岩土层设计参数根据室内试验及现场原位测试结果，并结合地区经验综合取值，详见表2.5.2-4。其中岩土设计参数：天然含水率（）、天然孔隙比（e）、抗剪强度（C、）、压缩模量（Es）均为平均值。承载力特征值（fak）依试验结果查广西壮族自治区岩土工程勘察规范(DBJ/T 45-002-2011)相关表格和地区经验确定为承载力特征值，确定过程详见表3456。表3 按土工试验确定地基岩土的承载力特征值计算表岩土层号岩土名称试验类型统计样本数天然含水量孔隙比液性指数查表确定承载力特征值neILfakkPa淤泥质粉质黏土土工试验237.0%1.2220.5070表4 按原位测试确定地基岩土的承载力特征值计算表表岩土层号岩土名称试验类型统计样本数修正击数平均值修正击数标准值查表确定承载力特征值nNNfakkPa淤泥质粉质黏土土标贯试验41.00.570强风化泥质粉砂岩标贯试验44反弹600表5 岩石试样单轴抗压强度试验成果统计岩层层号岩石名称统计样数范围值平均值标准差变异系数标准值frmfrkMPaMPaMPa中风化泥质粉砂岩197.23-18.6012.353.5970.29110.90表6各岩土层物理力学性质指标建议值岩土层号岩 土名 称天然含水率(%)天 然密度0(g/cm3)孔隙比e0直剪试验压缩模量（MPa）承载力特征值fak(kPa)黏聚力ck(kPa)内 摩擦 角k(度)Es1-2素填土/1.751.505103.590耕土30.01.901.1010124.080淤泥质粉质黏土37.01.701.2222.64.54.070强风化泥质粉砂岩/22.0/402018.0450中风化泥质粉砂岩/23003.2 场地地基及地基土稳定性及适宜性评价根据区域地质资料，拟建场地及附近不存在活动性断裂，场地地势总体较平缓、开阔，场地内其他地段及邻近区域未见有崩塌、滑坡、泥石流等不良地质作用；场地未见有开采活动，不会发生采空区地质灾害，基底由泥质粉砂岩构成，不存在岩溶不良地质作用，场地稳定性相对较好。勘探过程中未发现有隐伏的古河道、墓穴、孤石、地下空洞、防空洞及临空面等对工程不利的地下埋藏物。但拟建场地表部分布软弱填土厚度较大，且局部地段分布软弱淤泥质土，在软弱土分布地段，地基稳定性较差，在经过软弱土进行适当处理或采用深基础后，场地中地基的稳定性较好，场地较适宜拟建物建设。3.3 场地岩土层工程特征评价据勘察成果，在拟建场地地基各土层中：素填土：场地内大部有分布，厚度薄厚不均，以松散状为主，密实度及均匀性差，为高压缩性的软弱土层，力学强度低，自稳性差，工程地质性质差，未经处理不得作拟建筑物地基持力层。耕土：场地内局部地段有分布，厚度薄，可塑状，含较多有机质，力学强度低，工程地质性质差，未经处理不得作为拟建筑物地基持力层。淤泥质粉质黏土：场地内局部地段有分布，厚度较大，呈软塑状，为高压缩性的软弱土层，力学强度低，工程地质性质差，未经处理不得作为拟建筑物地基持力层。强风化泥质粉砂岩：在场地中均有分布，厚度大，埋藏深，无胀缩性，土质较均匀，中等低压缩性，力学强度高，天然状态下工程地质性质良好，可作拟建筑物地基持力层。中风化泥质粉砂岩：在场地中均有分布，厚度大，埋藏深，土质较均匀，力学强度高，天然状态下工程地质性质良好，是良好的桩基持力层。3.4 场地地基土层及周边均匀性分析由于拟建场地有二层的地下室，拟建商业广场以强风化泥质粉砂岩层作为基础持力层，在基坑开挖至12.00m标高，基底只有钻孔zk49处有约0.40m厚的淤泥质粉质黏土层，其它均为强风化泥质粉砂岩层土，强风化泥质粉砂岩层土底板的层面坡度均大于10%。因此，拟建商业广场场地地基为不均匀地基。拟建办公楼、公寓办公楼场地在基坑开挖至12.00m标高时，基底只在个别地段有薄层的素填土、耕土、淤泥质粉质黏土层，以强风化泥质粉砂岩层作为基础持力层，按高层建筑岩土工程勘察规范（JGJ 72-2004）第8.2.4条，地基不均匀系数k1。因此，拟建办公楼、公寓办公楼场地地基为不均匀地基。当拟建办公楼、公寓办公楼以中风化泥质粉砂岩层为桩端持力层，可满足其上部荷载的要求。3.5 场地水和地基土的腐蚀性评价根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）2009版附录G、表G.0.1有关规定，综合判定如下：场地水环境类别为类，场地地下水按B型考虑，场地地基土按B型考虑。勘察期间于钻孔zk26、zk57各取一组地下水样进行水质分析。据水质分析资料，其测试结果见表7：表 7: 水质分析结果表孔号SO42-(mg/L)HCO3-(mg/L)Mg2+(mg/L)CL-(mg/L)侵蚀性CO2(mg/L)PH矿化度(mg/L)Zk26105.6754.9212.1536.166.606.67251.25Zk57100.8648.828.5131.916.606.72234.62拟建场地内及附近无化学污染源，场地水未受到化学污染，根据水质分析结果，按国标岩土工程勘察规范（GB50021-2001）2009年版有关标准综合判定：地下水对混凝土结构具微腐蚀性；对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。在场地内取淤泥质粉质黏土层做易溶盐分析。按国标岩土工程勘察规范（GB50021-2001）2009版的有关标准判定，其测试结果见表8：表8土的易溶盐分析结果孔号/地层代号SO42-(mg/kg)Mg2+(mg/kg)CL-(mg/kg)HCO3-(mg/kg)PHZK41-1/338.3710.91290.62208.076.40拟建场地内及附近无化学污染源，地基土未受到化学污染，根据土质分析结果，按国标岩土工程勘察规范（GB50021-2001）2009年版有关标准综合判定：综合判定场地土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性。地下水及土的腐蚀性应按现行国标规范工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046-2008）采取防腐措施。场地的地下稳定水位埋藏情况详见工程地质剖面图。3.6 场地水对工程设计、施工和使用的影响基坑开挖后，地下水对岩土层的影响主要表现为岩土层的力学强度降低，因此施工期间注意采取排水措施，防止地下水对岩土层的浸泡。赋存于素填土、强风化泥质粉砂岩土层中的地下水量较小，易于抽排，对基坑开挖和基础施工影响较小。在施工过程中须注意引排，以防对基坑开挖及基础施工造成不利影响，可采用集水明渠进行抽排。地下水引起地下室长期处于潮湿状态，对一些设备须采取防水防潮措施。3.7 特殊性岩土及不良地作用评价3.7.1 特殊性岩土评价1、素填土：该层在场地大部有分布，层厚0.5011.20m，填筑时间5年以上，回填时未经专门性碾压，具有湿陷性、自重压密及低强度、高压缩性及渗透不均匀性、土质均匀性及密实性差，为欠固结土，垂直向自立稳定性差，未经处理不得作为基础持力层。2、耕土：场地内局部地段有分布，层厚0.200.60m，层厚薄，土质均匀性较差，含较多有机能质，力学强度低，未经处理不得作为基础持力层。3、淤泥质粉质黏土：场地内局部地段有分布，层厚1.202.10m，土质均匀性较差，具有流变性、触变性及低透水性，高压缩性，力学强度低，未经处理不得作为基础持力层。4、强风化泥质粉砂岩：据当地建筑经验，强风化泥质粉砂岩具有遇水易膨胀软化，暴晒后易开裂等不良现象。本场地分布的该土层长期位于地下水位以下，基坑开挖后，作为拟建商业广场的持力层，验槽后在符合相关要求后应即时浇灌垫层，以防泡水软化影响持力层承载力。3.7.2 不良地质作用评价根据现场地质调查及钻探揭露，拟建场地及附近四周较开阔，周邻地段未见有崩塌、滑坡、地面塌陷等影响本工程的不良地质作用和不良地质现象。拟建筑物基底标高约12.00m，当开挖至基底标高后，基底土层大部为强风化泥质粉砂岩层土，局部地段只剩下薄层的素填土层、耕土层、淤泥质粉质黏土层土。开挖后基坑壁上部或坑壁部分土层为素填土层、耕土层、淤泥质粉质黏土层土，这三层土均匀性及密实度差，自稳性差，开挖后的基坑边坡易发生局部崩塌或整体滑移破坏等不良地质。因此，在进行基坑土体开挖前应采取相支护措施，以确保基坑工程施工安全。4 基坑开挖稳定性评价1.、基坑采取直立开挖后，在未考虑气候、饱水、坡顶堆载和人为扰动条件下，极限稳定高度除素填土层、耕土层较小外，淤泥质粉质黏土层、强风化泥质粉砂岩层极限稳定有一定高度，但若在外部因素及土体自身性质改变条件影响下，各土体稳定性高度会急剧降低，从而导致基坑边坡稳定性降低。2、考虑人为、气候条件及岩土自身性质等条件下的开挖基坑边坡岩土体稳定性宏观分析从前述岩土层物理性质分析可知：素填土层、耕土层、淤泥质粉质黏土层土，土质差、边坡稳定性差，在雨水或地表水冲刷和渗透下会产生黏性土的流失，导致该层松散失稳，在有临空面的影响下易产生滑塌。强风化泥质粉砂岩层土自然状态下自立性较好，但若泡水后易使土体变软，同时使土体抗剪强度降低，在有临空面的影响下易产生滑动和土层的崩塌，造成边坡失稳，对基坑边坡稳定性不利。从上述可以看出，基坑在直立开挖时无法稳定，不宜直接开挖，应进行基坑支护。4.1 基坑工程性评价：基坑基底设计标高约12.00m，坑壁岩土层自上而下主要为部分为强风化泥质粉砂岩层土，部分为素填土层、耕土层、淤泥质粉质黏土层土、强风化泥质粉砂岩层土。综合分析基坑周边环境相对较为复杂，工程地质条件较为复杂，水文地质条件复杂性一般，支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境影响影响很大，但对施工影响较为严重。综上分析，根据高层建筑岩土工程勘察规范（JGJ72-2004）表8.7.2，基坑工程安全等级划分为二级，重要性系数为0取1.0。4.1.1 基坑设计各层土的主要力学指数：根据勘察报告，基坑附近没有什么大的建筑物，所以坡顶近似荷载为20KPa的荷载，基坑围护范围内各土层的主要力学指数如下表9、10表9基坑边坡岩土稳定性计算参数土 层天然重度(KN/m3) 直剪强度内聚力Ck(kPa)内摩擦角k (度)素填土17.5510耕土19.01012淤泥质粉质黏土17.022.64.5强风化泥质粉砂岩22.04020表10基坑支护设计参数表土层名称人工挖孔灌注桩水平抗力系数的比例系数土钉锚固体与土体极限摩阻力标准值(混凝土灌注浆)临时放坡坡率qsikqpkmqsik-(kPa)(kPa)(MN/m4)(kPa)-素填土10/1016 耕土40/2040淤泥质粉质黏土20/512强风化泥质粉砂岩150/100150注：本表中土钉锚固体与土体极限摩阻力标准值根据建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）表5.2.5提供4.2 基坑支护结构分析目前深基坑工程支护形式多样化，其中排桩支护体系由于可靠性高、不侵越红线、便于与逆作法相结合等优点而受到了越来越广泛的应用，所以本本也选择使用排桩做为支护结构。（1）排桩支护依其结构形式可分为悬臂式支护结构与（预应力）锚杆结合形成桩锚式和与内支撑(钢筋混泥土支撑、钢支撑)结合形成桩撑式支。悬臂式排桩支护结构悬臂式支护结构主要是根据基坑周边的土质条件和环境条件的复杂程度选用，其技术关键之一是严格控制支护深度。如图1-2所示，悬臂式支护结构适用于开挖深度不超过l0m 的粘土层，不超过5m的砂性土层，以及不超过4-5m的淤泥质土层。悬臂式排桩结构的优缺点及适用范围如下：优点：结构简单，施工方便，有利于基坑采用大型机械开挖。缺点：相同开挖深度的位移大，内力大，支护结构需要更大截面和插入深度。适用范围：场地土质较好，有较大的c、值，开挖深度浅且周边环境对土坡位移要求不严格。内撑式排桩支护结构 内撑式支护结构由支护结构体系和内撑体系两部分组成。支护结构体系常采用钢筋混凝土桩排桩墙、SMW工法、钢筋混凝土咬合桩等型式。内撑体系可采用水平支撑和斜支撑。根据不同开挖深度又可采用单层水平支撑、二层水平支撑及多层水平支撑，当基坑平面面积很大，而开挖深度不太大时，宜采用单层斜支撑。内撑常采用钢筋混凝土支撑和钢管或型钢支撑两种。钢筋混凝土支撑体系的优点是刚度好、变形小，而钢管支撑的优点是钢管可以回收，且加预压力方便。内撑式支护结构适用范围广，可适用各种土层和基坑深度。内支撑结构造价比锚杆低。但对地下室结构施工及土方开挖有一定的影响。但是在特殊情况下，内支撑式结构具有显著的优点。桩撑支护结构的优点：（a）施工质量易控制，工程质量的稳定程度高；（b）内撑在支撑过程中是受压构件，可充分发挥出混凝土受压强度高的材性特点，达到经济目的；（c）桩撑支护结构的适用土性范围广泛，尤其适合在软土地基中采用。 桩撑支护结构的缺点：（a）内撑形成必要的强度以及内撑的拆除都需占据一定工期；（b）基坑内布置的内撑减小了作业空间，增加了开挖、运土及地下结构施工的难度，不利于提高劳动效率和节省工期，随着开挖深度的增加，这种不利影响更明显；（c）当基坑平面尺寸较大时，不仅要增加内撑的长度，内撑的截面尺寸也随之增加，经济性较差。桩锚支护结构的优缺点及适用范围：桩锚支护结构的优点：（a）桩锚支护结构的尺寸相对较小，而整体刚度大，在使用中变形小，有利于满足变形控制的要求；（b）与桩撑支护结构相比，桩锚支护结构的拉锚力与深基坑的平面尺寸无关，在平面尺寸较大的深基坑工程采用桩锚支护结构能凸显它的这个优势；（c）桩锚支护结构的施工相对较为简单，而且由于基坑内没有支挡，坑内有较大的净空空间，从而能确保土方开挖与运输、结构地下部分施工所需的作业空间，也为提高劳动效率、节省工期创造了前提性条件；（d）桩锚支护结构的造价相对较低，有利于节省工程费用。桩锚支护结构的缺点：（a）桩锚支护结构所占作业空间较大，锚杆的设立要求场地有较宽敞的周边环境和良好的地下空间；（b）需要有稳定的土层或岩层以设置锚固体；（c）地质条件太差或土压力太大时使用桩锚支护结构，容易发生支护结构的受弯破坏或倾覆破坏。桩锚支护结构的适用范围：（a）适用于周边环境比较宽敞、地下管线少且没有不明地下物的深基坑支护工程；（b）特别适用于平面尺寸较大的深基坑支护工程；（c）对于使用锚杆作为外拉系统的桩锚支护结构，宜运用在具有密实砂土、粉土、粘性土等稳定土层或稳定岩层的深基坑支护工程中。根据本建筑物的结构特点以及技术要求，本次采用桩锚支护结构，支挡结构为排桩。桩型采用混凝土灌注桩。5 计算书：5.1 根据工程概况绘制计算草图，如图6图6，计算草图5.1.1计算主动及被动土压力强度标准值，合力及合力作用点 1）主动与被动土压力系数由于地下水位在-6.1m处，由于土的参透行比较小，所以采用水土合算法来计算，地下水位以下可近似采用天然重度。主动土压力系数计算：由公式 Ka-为主动土压力系数Kp-为被动土压力系数由公式（5-1）有-6.1m到-8.6m该范围的岩土系数如下：被动土压力系数计算：由公式(5-2)有5.1.2 各分层接触面主动及被动土压力强度标准值假设嵌固深度为14m，（5-3）Pa-主动土压力r-土的重度q-上部荷载Ka-主动土压力系数C-黏聚力-内摩擦角由公式（5-3）主动土压力计算为： （5-4）Pp-被动土压力r-土的重度q-上部荷载Kp-被动土压力系数C-内聚力-内摩擦角被动土压力计算为：由公式（5-4）有5.1.3主动、被动土压力强度沿桩身的分布图如图7：图7桩身受力分布图5.1.4 合力大小及合力作用点主动土压力合力及其合力作用点 合力：假设合力作用点距桩底的距离为，则： 被动土压力及其合力作用点假设合力作用点距离桩底的距离为，则：其作用点位置见图75.2稳定性进行验算5.2.1嵌固稳定性验算该基坑为二级基坑，取嵌固稳定安全系数Ke=1.2；按公式:（5-5）验算，Ke-嵌固稳定性系数Eak-基坑外侧主动土压力合力标准值Eap-基坑内侧被动土压力合力标准值-基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力合力作用点至支点的距离。由公式（5-5）有有，满足嵌固稳定性要求。5.2.2抗隆起稳定性验算该基坑为二级基坑，取抗隆起稳定安全系数； （5-6） ，（5-7）、-承载力系数C、-分别为档土构件底面以下土的黏聚力、内摩擦角则由公式（5-8）-分别为基坑外、基坑内档土构件底面以上土的天然重度-档土构件的嵌固深度h-基坑深度q-地面均布荷载由公式（5-8）有：，满足抗隆起稳定性要求。抗隆起计算简图5.2.3整体稳定性验算该基坑为二级基坑，取整体稳定性安全系数；用理证软件计算,计算方法，瑞典条分法，圆弧半径R=23.838，圆心坐标X=-2.125，Y=9.682.则：（5-9），满足要求。整体稳定验算简图6 桩类型与信息采用锚拉式排桩，排桩采用混凝土灌注桩，桩长26.0m，对于混凝土灌注桩，对锚拉式排桩或支撑式排桩，支护桩的桩径宜大于等于400mm，取桩径600mm，桩中心距1.5m。纵向受力纲筋取HRB400，箍筋选择HRB300，混凝土选C30。桩身混凝土保护层取35mm。6.1桩身配筋计算基坑等级为二级，重要性系数取；荷载分项系数，由公式Mk-按作用标准组合计算的弯矩值Vk-按作用标准组合计算的剪力值-支护结构重要性系数-作用基本的综合分项系数由公式（6-1）、（6-2）有，则弯矩和剪力的设计值分别为：， 1）全截面均匀配筋由纵向受力纲筋取HRB400，则有，箍筋选择HRB300，混凝土选C30，。由公式：M-桩的弯矩设计值-混凝土轴心抗压强度设计值A-支护桩截面面积r-支护桩的半径a-对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2的比值-纵向钢筋的抗拉强度设计值As-全部纵向钢筋的截面面积-纵向钢筋重心所在园周的半径-纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值利用迭代法计算可得，根据上述公式可得As=10024，查表可得，选配8跟直径为40mm的钢筋。实配。斜截面抗剪承载力计算，用截面宽度b为1.76r和截面有效高度为1.6r,按矩形截面承载力的规定进行计算，由公式：V-剪力设计值-混凝土轴心抗拉强度设计值-单根箍筋面积s-箍筋沿桩身间距由此推出，所以只需要按最小配筋率配置：，选配10150。另沿桩身设置加强筋，选择HRB400。6.3冠梁设计支护桩顶部应设置混凝土冠梁，它是排桩结构的组成部分，其宽度不宜小于桩径，高度不宜小于桩径的0.6倍。所以宽度取1.0m，高度取0.5m。当冠梁上部设置锚杆或支撑时，冠梁可以仅按照构造要求设计，按构造要求配筋，所以冠梁的配筋就按构造配筋。最后在排桩的桩间土应采取防护防护措施。桩间土防护措施宜采用内置钢筋网或者钢丝网的喷射混凝土面层。喷射混凝土面层的厚度不宜小于50mm，混凝土强度不宜低于C20。所以本文选择采用钢丝网的喷射混凝土面层，厚度为50mm，混凝土强度为C25。6.4排桩施工应注意的问题（1）当排桩桩位相邻的有建筑物，地下管道等对地基变形敏感时，应采取控制地基变形的防护措施；（2）对混凝土灌注桩，为保证内力较大截面的纵向受拉钢筋的强度要求，其纵向受力钢筋的接头不宜设置在内力较大处；（3）混凝土灌注桩采用沿纵向分段配置不同钢筋数量时，钢筋笼制作和安放时应采取控制非通长钢筋竖向定位的措施；（4）冠梁通过传递剪力调整桩与桩之间力的分配，当锚杆在冠梁上时，通过冠梁将排桩上的土压力传递到锚杆上；7 锚索长度和杆体直径计算锚索选用（7股）钢绞线，为避免群锚效应，锚杆的水平间距不宜小于1.5m，取2m。对钢绞线锚杆、普通钢筋锚杆，锚杆成孔直接一般要求取100mm到150mm之间，取150,mm。锚杆倾角不宜太小也不宜太大，一般取到，且不应大于，不应小于，取。单束锚索直径选用15.2mm，其抗拉强度设计值，锚固体直径d=150mm，由基坑支护参数表可知：；由公式（6-8）：-档土构件计算宽度内的弹性支点反力s-锚杆水平间距-结构计算宽度a-锚杆倾角该基坑为二级基坑，取；按 Kt-为锚杆抗拔安全系数Nk-锚杆轴向拉力标准值Rk-锚杆极限抗拔承载力标准值设锚固段长度，根据（6-10），可得：。由于该基坑中基坑开挖面以下没有主动土压力强度与被动土压力强度相等的点，所以取基坑开挖面为零点值计算锚杆自由段长度，即，由公式（6-11）有：-锚杆自由段长度a-锚杆的倾角-锚杆的锚头中点至基坑底面的距离-基坑底面至档土构件嵌固段上基坑外侧主动土压力强度与基坑内侧被动土压力强度等值点O的距离d-档土构件的水平尺寸-O点以上各土层按厚度加权的等效内摩擦角由公式（6-11）有：，所以锚杆长度为：锚杆杆体直径计算：，所需锚索束数，选择9跟直径为15.2mm的钢绞线。8 基坑降水设计8.1基坑降水的作用：（1）防止基坑坡面和基底的渗水，保持坑底干燥，便利施工；（2）增加边坡和坡底的稳定性，防止边坡上或基底的土层颗粒流失；（3）减少土体含水量，有效提高土体物理力学性能指标；（4）提高土体固结程度，增加地基抗剪强度；（5）防止基坑的隆起和破坏；8.2 地下水对基坑开挖的影响勘察期间，拟建场地地下水为上层滞水，稳定水位埋深5.707.10m（标高约14.9316.13m），水位变化较大，水量小，主要贮藏于素填土土层中。基底岩土层基本为强风化泥质粉砂岩层土，其渗透系数很小，为微透水层，由此可判定基坑发生突涌的可能性小,抗渗流稳定性好。基坑开挖时，有素填土土层分布，且埋深在6.00m以下时，积水较大，应采取抽排水措施。8.3 地下水对地下室使用的影响勘察期间为枯水期，拟建场地地下水测得稳定水位埋深5.707.10m（标高约14.9316.13m）。地下水对地下车库影响较大，当雨季时，在场地周边排水条件不畅时地下水位可能还会上升，因此，在地下车库使用过程中，会出现地下水长期浸没现象,地下车库建议采取抽排水、防水、防潮等有效措施。且地下室施工时应控制好地下室外墙和基坑坑壁之间的回填质量，建议采用黏性土回填并分层压实，压实系数满足规范要求，严禁回填建筑垃圾，并作好地面硬化封闭和排水措施，防止地表水渗入到地下室外墙和侧壁间，形成积水，产生浮力，对地下室底板和侧壁产生不良后果。8