基坑支护课程设计

基坑支护 课程设计学 院： 城市建设学院 专 业： 岩土 081 班 姓 名： 晏 细 章 学 号： 20084680124 指导教师： 段仲沅 基坑工程课程设计任务书 1、收集基坑设计资料： 1.1 基坑勘察报告（包括水文气象条件等） 1.2 邻近建筑物和地下设施的类型、分布、结构特征、基础型式和埋深、距基坑距离，对变形要求等 1.3 本工程有关的资料：用地界线和红线图、邻近地下管线土、建筑总平面图、 地下结构平面图和剖面图、拟建建筑物基础类型以及是否先期施工等等 1.4 基坑开挖和支护期间是否有相邻施工，其方法、施工工艺、与本基坑工程的相互影响。 1.5 工期、质量、经济等方面的业主要求。 2、基坑设计： 2.1 工程概况和业主要求；场地岩土工程条件、环境条件； 2.2 支护结构方案比较和选型；施工方法与要求； 2.3 支护结构强度和变形计算（手算与机算验证） ； 2.4 基坑稳定性计算（手算与机算验证） ； 2.5 抗渗计算； 2.6 降水或止水方案； 2.7 挖土方案； 2.8 监测方案、环境保护要求、应急预案。 二、施工组织设计： （一）基坑工程概况：1 支护结构概况与特点，与基坑工程相关的地下结构及工程结构特点，主要工程量和概算。 2 施工条件：包括地区自然条件、地形、气候、场地环境条件、基坑周边环境、场地工程地质、水文地质条件、地下障碍物情况及交通情况。 （二）施工部署和管理目标： 1 施工准备：包括劳动力准备、施工机具准备、材料、半成品和周转材料准备等。 2 管理组织机构：工人班组和管理人员组织。 3 管理目标：质量目标、进度目标、安全管理目标、经济目标等。 （三）施工方案： 1 施工顺序及施工起点流向，一般包括常规施工和逆作法。 2 各主要施工工序的施工方法。 3 基坑支护工程中的关键技术问题和技术难点三处理和质量要求。 （四）施工进度计划： 包括个分项工程的开、竣工顺序和交叉搭结施工时间的安排、人力物力的平衡、用进度表的形式控制施工时间和进度。 （五）资源使用计划： 1 劳动力需求量表（工人、技术人员、管理人员、后勤等等） ； 2 施工机械设备需求量表（型号、数量、动力、用途等等） ； 3 材料和半成品需计划表（数量、质量、规格、品种、储运等等） ； （六）施工平面图： 包括施工所需的临时设施和施工机具、材料堆场的空间布局，可同整个地下结构部分施工统一布置。 主要内容应包括：垂直运输布置、材料和半成品的堆场布置、道路和水电线路等管线布置，估算施工用水电量。 （七）质量控制与保证措施： 1 建筑材料的质量控制标准、检验制度、保管方法及使用要求； 2 各个工序、工种的质量控制标准、检验制度和要点； 3 成品保护； 4 可能出现的质量问题和防治措施。 （八）文明、安全施工及环境保护措施： 1 文明施工和环境保护措施：包括施工噪音控制、废浆废渣清运、基坑垃圾处理、施工灰尘控制、不明物体处理、施工工艺本身的不良效应的控制（如挤土效应、降水等）等； 2 安全施工措施：包括场地清理、材料堆放、施工设备机具何用电用水的检查、维修与保养、安全培训、管理和持证上岗、场地警示牌、具体施工环节的安全事项等等； 3 冬期、雨期施工安全技术。（九）信息化施工措施： 1 进度控制及保证措施； 2 安全控制及保证措施； 3 风险预测及事故抢险计划措施（含应急预案） ； 4 开挖监测及配合监测工作的保证措施与信息反馈系统； 5 特殊工艺的有关专业措施等。（十）主要技术经济指标。三、图纸、计算书1. 设计说明（含设计依据）2 . 基坑平面布置图3. 基坑监测点平面布置图4 . 基坑剖面图5. 支护桩、圈梁、腰梁、锚杆、泄水孔大样图6. 基坑支护桩计算书设计资料：1、 衡阳市西湖饭店勘察报告2、 附一医院第五住院部勘察报告3、明兴花苑勘察报告岩土工程勘察报告一、前言（一） 、任务来源受西湖饭店的委托，我院对其拟建的西湖饭店大楼建筑场地进行施工图设计阶段的岩土工程详细勘察，提交详细的地质勘察资料，为设计、施工提供所需的岩土参数。（二） 、工程概况拟建场地位于衡阳市常胜西路、南华大学旁。西湖饭店大楼楼高地上 25 层，地下 0 层，采用框架剪力墙结构，设计室外地坪标高 56.70m，工程重要性等级为一级，基础类型将根椐勘察成果确定。(三) 、场地气候条件该区属亚热带大陆型气候，热量充足，雨水较多，四季分明，春雨秋干，冬冷夏热。全年主导风向为东北风，夏季主导风向为西南风；最大风速 20 米/秒，平均风速 2 米/ 秒；年平均气温 18.4 度，最热月平均气温 30.6 度，最冷月平均气温 6.3 度，年极端最高气温 43.1 度，年极端最低气温-8.7 度；年平均降雨量 1113.1mm，年最大降雨量 1434.6mm；年平均气压1010.1hpa；年平均日照 1577 小时；最冷月平均相对湿度 82%，最热月平均相对湿度 74%。常年可进行建筑施工。(四) 、勘察目的、任务及要求本次勘察为详细勘察，其主要目的是为施工图提供详细的工程地质资料和设计、施工所需的岩土参数。结合本工程特点，本次详勘主要进行以下工作：1、查明场地和地基的稳定性，地层结构，持力层和下卧层的工程特性等，确定地基承载力，提供满足设计、施工所需的岩土参数；2、查明建筑场地内有无不良地质作用，提出对建筑物有影响的不良地质作用的防治方案与建议；3、查明地下水埋藏条件及对砼的腐蚀性；4、查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物；5、提出地基基础，基坑支护，工程降水和地基处理设计与施工方案的建议；6、对需进行沉降计算的建筑物，提供地基变形计算参数，预测地基变形性质。7、对于抗震设防烈度等于或大于 6 度的场地，进行场地与地基的地震效应评价。8、对本场地适合的基础形式提出建议，若需采用桩基础，则应建议适合的桩基类型，所适用的规范和相应的设计估算参数，并按规范要求查明桩的持力层的基岩岩性、构造、岩面变化及风化程度等，结合当地经验，对合适桩型提出建议，并评价成桩的可能性。9、论证地下室开挖的边坡稳定性，提供支护设计所需的岩土设计参数；对基坑工程设计、施工方案提出建议；提供基坑开挖应采取的地下水控制措施，当采用降水控制措施时，应分析评价降水对周围环境的影响。（五） 、勘察工作评述1、勘察依据的技术规范（1） 、 岩土工程勘察规范 （GB50021-2001 ） ；（2） 、 高层建筑岩土工程勘察规程 （JGJ72-2004） ；（3） 、 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002 ） ；（4） 、 建筑基坑支护技术规程 （JGJ120-99） ；（5） 、 建筑桩基技术规范 （JGJ94-2008） ；（6） 、 建筑抗震设计规范 （GB50011-2001 ） ；（7） 、 中国地震动参数区划图 （GB18306-2001 ） ；（8） 、 土工试验方法标准 （GB/T0123-1999） ；（9） 、 建筑工程地质钻探技术标准 （JGJ87-92） 。2、勘察工作布置及勘察方法（1） 、勘察工作布置根据本次勘察的目的、任务及要求，结合本工程建筑规模，按岩土工程勘察规范（GB50021-2001）及高层建筑岩土工程勘察规程 （JGJ72-2004）有关岩土工程详细勘察阶段的勘探点布置原则，勘探点沿拟建物周边线、角点位置布置，共布置 15 个勘探点进行本场地工程地质勘察，其中 6 个为技术性钻孔。（2） 、勘察方法本次勘察采用野外地质钻探、现场原位测试及室内土工试验相结合的方法进行。钻进方法采用无水回转钻进、冲洗液回转钻进的施工工艺，进行全孔取芯钻探，派专业技术人员跟班作业，对所采取的土（岩）芯样进行野外鉴别及地质编录；原位测试（标准贯入试验、重型动力触探试验）采用自动脱勾自由落锤法进行，并严格按相关规范进行操作；岩土试样及水样采取符合规范要求，室内土工试验按土工试验方法标准 （GB/T0123-1999）执行。3、完成工作量情况我院于 2009 年 10 月 15 日派出 1 台工程钻机进场开始野外施工，至 2009 年 10 月 24 日完成野外施工任务。2009 年 10 月 25 日转入室内资料分析整理工作，2009 年 10 月 30 日提交岩土工程勘察资料。完成的主要工作量如下：（1） 、机械钻探：393.00 m/15 孔；（2） 、取原状土试样 6 组，并进行室内土工常规试验及直剪试验；（3） 、取扰动碎石土试样 1 组，并进行室内颗粒分析试验；（4） 、取岩石试样 6 组，并进行室内岩石饱和单轴抗压强度试验及软化系数试验；（5） 、取水样 1 组，并进行水简分析；（6） 、标准贯入试验：6 次；（7） 、重型动力触探试验：6.0 m/12 次；（8） 、实地施放勘探点位置 15 个本次勘探采用相对坐标，以已有建筑物角点A(200.00，200.00) 及 B(218.60，200.00)为坐标引测点（见建筑物总平面图） ，根据拟建物与其相对位置，采用经纬仪配合钢尺施测勘探点 ，施工完毕后，对各钻孔进行了孔口标高测量以已有建筑物角点相对高程 A(56.50m)为标高引测点，采用水准仪观测 ；采用测绳配合钢尺对各钻孔进行稳定水位观测。（9） 、提交岩土工程勘察报告一式六份。4、勘察质量评述本次勘察工作严格按照“事先指导，中间检查，成果审校”的质量管理程序进行；勘察工作布置是在充分了解拟建工程概况、勘察目的、任务及要求的基础上进行的；野外钻探作业符合有关操作规程，原始资料填写规范、真实、准确、齐全；地层划分准确，勘探深度合理；所进行的现场原位测试及室内土工试验符合规范要求，数据真实可靠；成果资料整理采用现行工程地质勘察软件编制，格式规范，资料完整。数据统计方法符合规范要求，图件按有关规范要求进行编制，报告中建议的地基基础方案安全合理，提供的岩土设计参数合理有椐，可作为拟建工程的施工图设计依据。二、场地工程地质条件及水文地质条件（一） 、区域地质构造根据湖南省地质图及湖南省构造纲要图 ，场区位于华南断块区，长江中下游断凹陷中南部的衡阳盆地地区内，在构造体系上位于平（江）衡（阳）新华夏凹陷带边沿处，属白垩系第三系陆相稳定盆地。本场地地层属第三系内陆湖泊沉积区，岩性以碎屑岩为主，该套岩性组合区域厚度大于 300 米。区域构造以喜山期为主，主要有北北东和北北西向两组。场地内及其外侧邻近地段未见有大的断裂构造通过的痕迹，且新构造运动不明显，处于相对稳定状态。（二） 、地形地貌及周边环境本建筑场地为湘江级阶地地貌单元，拟建物为旧房拆除重建工程，现地面标高 56.6-56.4m，地形平坦开阔。本建筑场地位于船山路旁侧，交通便利，便于施工，场地周边分布有建（构）筑物，该工程建设周边施工环境一般，基础施工时应考虑对邻近建（构）筑物的影响。（三） 、岩土体分布及特征经勘察，本建筑场地在勘探深度范围内，揭露的地层为第四系人工填土（Q 4ml）及第四系河流阶地冲积物（Q 4al） ，下伏下第三系泥质粉砂岩（ E） ，现将各土岩体的主要特征分别描述如下：杂填土（Q 4ml）：杂色，呈松散 -稍密、稍湿湿状态，主要由粘性土、混凝土及砖块等建筑垃圾组成，0.00m 0.20m 一般为混凝土地面，土质不均匀，未经压实，欠固结，层厚1.20m 2.30m。粉质粘土（Q 4al）：为河流阶地冲积物，褐红、黄褐色，以硬塑坚硬、稍湿状态为主，局部呈可塑、湿状态，土芯呈柱状，主要由粘粒及少量粉粒组成，含铁锰质氧化物，土芯切面较光滑，具光泽，手捻稍有砂感，手感较滑腻，摇震无反应，干强度、韧性中等，层厚 2.20 4.50m。圆砾（Q 4al）：为河流阶地冲积物，褐黄色、灰色、灰白色，呈稍密- 中密、饱和状态，粒径大于 2 m m 的颗粒含量大于 50%，其骨架间主要由中粗砂充填，土芯呈散粒状。圆砾以亚圆形为主，其母岩成分主要为长石石英砂岩或玉髓，质地坚硬，敲击声清脆，不易击碎，层厚3.205.00m。强风化泥质粉砂岩（E）：紫红色，泥质结构，岩层厚度为中厚层状，岩化裂隙发育，岩体被切割成碎块状，岩芯多呈碎块状夹土状，碎块状岩芯干时可用手折断或捏碎，遇水易软化崩解，为极软岩，岩体基本质量等级为级，岩石顷角一般小于 15。控制厚度2.105.80m。中风化粉砂质泥岩（E）：紫红色，泥质结构，岩层厚度为中厚层状，岩层顷角较平缓，其顷角一般小于 15，岩芯呈短柱状，局部碎块状，敲击声哑，易击碎，为软岩，根据2 组岩样软化系数分析结果，其软化系数小于 0.75，为软化岩石。该岩体较完整，岩体基本质量等级为级，岩石质量指标 RQD 值达到 75 以上。控制厚度 8.0311.21m。以上各土（岩）层分布情况详见钻孔柱状图及工程地质剖面图 。（四） 、场地水文地质条件经勘察，场地地下水类型主要为上层滞水、潜水及基岩裂隙水，上层滞水赋存于地表人工填土层中，主要由地表水及大气降水直接补给，动态及幅度变化较大；粉质粘土层为相对隔水层；潜水赋存于圆砾层中，主要由地表水及大气降水渗入补给，动态及幅度变化较小，具微承压性，含水量较丰富；基岩裂隙水赋存于岩石风化裂隙中，主要由地表水及大气降水渗入补给，动态及幅度变化较小，具微承压性，含水量中等。本次勘探测得各钻孔混合稳定水位标高在54.8055.20m 之间，详见钻孔柱状图 及工程地质剖面图 。根据本场地地层结构、场地气候条件及上述水文地质条件，按岩土工程勘察规范 （GB50021-2001）附录 G 的有关规定，拟建场地环境类型为类。根据本场地 1 组水简分析结果，PH=7.11，Ca 2+=96.84mg/L，Mg 2+=65.66mg/L，Cl -=8.35mg/L，HCO 3-=119.52mg/L，SO 42-=5.50mg/L，侵蚀性二氧化碳=10.51mg/L ，按岩土工程勘察规范 （GB50021-2001 ）判定标准，场地地下水对混凝土结构具无腐蚀性；对混凝土结构中的钢筋无腐蚀性；对钢结构具弱腐蚀性。（五） 、岩土的物理力学性质经野外地质观察、现场原位测试及室内土工试验，现将岩土的有关物理力学性质指标及试验成果统计于表 1、表 2、表 3、表 4 及表 5。土的主要物理力学性质指标统计表 表 1岩土名称统计项目 天然含水量W（%）天然密度p（g/cm 3比重Gs孔隙比e塑性指数 IP液性指数IL压缩系数a0.10.2（Mpa-1）统计个数 6 6 6 6 6 6 6范围值 2330 1.851.98 2.742.75 0.7080.925131500.333 0.240.37平均值 26 1.94 2.75 0.789 14 0.165 0.29标准值 24 1.90 2.74 0.719 13 0.25推存值 26 1.94 2.75 0.789 14 0.29标准差 3.033 0.049 0.005 0.085 0.753 0.135 0.054粉质粘土变异系数 0.117 0.025 0.002 0.108 0.054 0.818 0.186注：试验成果见附表土的主要工程特性指标值 表 2岩土名称统计项目 压缩模量 ES（ Mpa）粘聚力C（kpa）内摩擦角度统计个数 6 6 6范围值 5.07.5 1020 1623平均值 6.1 15 19标准值 5.3 12 17推存值 6.1 15 19标准差 1.015 4.087 2.898粉质粘土变异系数 0.166 0.272 0.153注：试验成果见附表岩石饱和单轴抗压强度统计表 表 3统岩土名称 统计个数范围值（Mpa）平均值（Mpa）标准值（Mpa）标准差 变异系数中风化泥岩 6 13.115.8 14.81 13.95 1.026 0.069注：试验成果见附表标准贯入试验(N)成果统计表 表 4注：实测击数见附表重型动力触探试验成果(N 63.5)成果统计表 表 5岩土名称 统计个数范围值(修正后) 平均值 标准值 标准差 变异系数圆砾 30 9.014.4 11.4 11 1.497 0.131强风化泥岩 30 8.617.0 12.1 11 2.217 0.183注：实测击数见附表三、岩土工程分析评价与建议（一） 、不良地质现象及场地的稳定性与适宜性评价经勘察，本建筑场地各土岩体较稳定，未发现溶洞、土洞、软弱夹层或软弱下卧层等不良地质现象，也未发现沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物，同时根据区域地质资料及现场踏勘，亦无较大的活动断层通过，场地稳定，适宜建筑。（二） 、地基岩土分析与评价根据野外地质观察、现场原位测试及室内土工试验，结合场地工程地质条件，现将场地各土岩层作如下评价：杂填土：土质不均匀，结构松散，欠固结，不宜作为本建筑物基础持力层。粉质粘土：以坚硬硬塑状态为主，局部呈可塑状态，中等压缩性，承载力中等，推荐承载力特征值 200kpa，不宜作为本高层建筑物基础持力层。圆砾：呈稍密-中密状态，承载力中等，推荐承载力特征值 300kpa，该土层埋藏较深，建议不以此层作为本高层建筑物桩基础持力层。强风化粉砂质泥岩：该岩层呈土状、碎块状，压缩性较低，承载力较高，推荐天然承载力特征值 350kpa，该岩层埋藏较深，岩石顷角一般小于 15，该岩层顶面起伏不大，可以作为本高层建筑物桩基础持力层。中风化粉砂质泥岩：该岩层厚度为中厚层状，根据 6 组岩样饱和单轴抗压强度试验结果，其承载力标准值为 13.95Mpa，承载力较高，该岩层埋藏较深，岩石顷角一般小于 15，该岩层顶面起伏不大，是本高层建筑物较好的桩基础持力层。（三） 、地基与基础方案1、地基与基础类型的选择根据勘察成果，本高层建筑物建议采用桩基础型式：预应力管桩基础,以第层强风化泥质粉砂岩作为桩基础持力层。桩径宜为 500600mm，桩长约 1011m假设地下室底板标高为 51.6m，以其作为桩顶设计标高算起 ，估算单桩承载力特征值约 13001500KN。长螺旋桩基础，以第层强风化泥质粉砂岩作为桩基础持力层，桩径宜为 500600mm，桩长约1112m假设地下室底板标高为 51.6m，以其作为桩顶设计标高算起，估算单桩承载力特征值约 13001500KN。人工挖孔灌注桩，以第 层中风化泥质粉砂岩作为桩基础持力层，桩径宜1200mm，桩长约 1315m假设地下室底板标高为 51.6m，以其作为桩顶设计标高算起。中风化泥质粉砂岩饱和单轴抗压强度标准值 frk=13.95Mpa，对于嵌岩桩，当根据岩石单轴抗压强度确定单桩竖向极限承载力标准值时，可按建筑桩基技术规范 （JGJ94-2008）5.3.9 公式岩土名称 统计个数范围值(修正后) 平均 值 标准值 标准差 变异系数粉质粘土 6 12.914.814.1 13 0.722 0.051计算,即：Quk= Qsk+ Qrk (5.3.9-1)Qsk=uq sikl (5.3.9-2)iQrk= rfrkAp (5.3.9-3)以上桩基础各土岩层设计参数建议值见表 7。2、桩基础施工可行性分析及注意事项预应力管桩：根据广东许多地区经验，上覆地层为第四系冲积物，不含大漂石或孤石，下伏基岩埋深约 1030 m，这样的工程地质条件，比较适合预应力管桩的应用，预应力管桩一般可打入强风化岩层 12 m，所以本建筑场地适合预应力管桩的施工。收锤标准应与场地的工程地质条件、单桩承载力设计值、桩的种类规格长短、柴油锤的冲击能量等多种因素有关，收锤标准应包括最后贯入度、桩入土深度、总锤击数及最后 1 m 锤击数、桩端持力层及桩尖进入持力层深度等综合指标确定，建议采用广东地方规范规定收锤贯入度一般不宜小于 20mm/10击指导施工。桩基施工时应注意桩的挤土效应，必要时应采用跳打的方法进行施工。下列四种工程地质条件不适合本桩型施工： a:孤石和障碍物多的地层不宜应用；b:有坚硬夹层时不宜应用或慎用；c:灰岩地区不宜应用；d:从松软突变至特别坚硬的地层不宜应用。长螺旋桩：本场地强风化岩层埋深约 12-13m，厚度约 3-5m，其上地层大致为人工填土、粉质粘土及圆砾层，根据本地建筑经验，此类地层适合长螺旋桩的应用。长螺旋桩施工钻机定位后开孔时下钻速度应缓慢，钻进过程中，不宜反转或提升钻杆，确保成桩质量；在地下水位以下的砂土层中钻进时，钻杆底部活门应有防止进水的措施，保证管内有一定高度的混凝土，确保成桩质量。人工挖孔灌注桩：根据场地工程地质条件，本高层建筑物采用人工挖孔桩不经济且存在如下不利因素：a: 施工难度大，b:圆砾易形成流砂、流卵，安全隐患大，施工支护费用高，c:地下水丰富，降水难度大，d: 降水可能会影响周边已有建筑物的安全，故采用此类桩型应充分考虑以上不利因素，大量抽取地下水时可能会产生“流砂流卵”现象，施工中应注意“流砂流卵”对桩基施工的影响，加强护壁工作，应对此层做专门的护壁处理，确保施工的顺利进行及施工安全，必要时建议采用井点降水措施或采用止水帏幕等措施。由于医院为医疗场所，且场地位于住院部，不宜采用打入式桩基础施工，以免施工噪音影响医院的正常运行，可考虑采用长螺旋桩基础，根椐院内建筑经验，也可考虑采用人工挖孔桩基础。3、基坑开挖与基坑抗浮水位本建筑场地有 1 层地下室，基础开挖深度约 35 米，基坑安全等级为三级，将遇到基坑开挖与支护问题，根据场地岩土条件、周边环境及基坑开挖深度等条件，基坑周边主要为填土层及粉质粘土层，填土层呈松散稍密状态，粉质粘土层呈坚硬-硬塑状态，局部呈可塑状态，据临近建筑经验，对于基坑周边有重要的建（构）筑物的地段，建议采用排桩或土钉墙等方式进行支护，基坑支护各岩土设计参数建议采用表 6 所列数值。本场地粉质粘土为相对隔水层，影响基坑稳定性的水体主要为地表水，基坑四周宜设一定数量的集水井或降水井将地表水降低到开挖底面以下，以减少坑内排水量及增加边坡的稳定性。场地原地面标高为 56.656.4m，地下稳定水位标高 54.8055.20m，场地附边原住有居民，经调查，历年很少发生洪涝灾害现象，建议基坑抗浮水位采用地下稳定水位最高标高 55.2m 进行设计。基坑支护设计岩土参数建议值 表 6土层名称及编号状态 天 然 容 重 （ KN/m3） 压 缩 模 量Es(MPa) 内摩擦角 () 凝聚力c(kPa)人工填土 松散、稍密18 3 5 4粉质粘土 硬塑、坚硬19.4 6.1 19 15（四） 、岩土设计参数根据场地工程地质条件及建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002）及建筑桩基技术规范 （JGJ94-2008） ，结合以往经验，推荐各土岩层设计参数如表 7。岩土设计参数建议值 表 7预应力管桩 长螺旋桩 人工挖孔灌注桩项目名称岩土名称天然地基承载力特征值 fak （Kpa）压 缩模 量Es(Mpa)桩的极限侧阻力标准值qsik（kpa）桩的极限端阻力标准值qpk（kpa）桩的极限侧阻力标准值qsik（kpa）桩的极限端阻力标准值qpk（kpa）桩的极限侧阻力标准值qsik（kpa）桩的极限端阻力标准值qpk（kpa）杂填土 3 22 18 15 粉质粘土 200 6.1 90 80 70 圆砾 300 160 5000 140 4500 130 强风化粉砂岩 350 200 7000 180 6000 160 3200中风化粉砂岩 1800 6000注：桩的侧阻力特征值 qsa 及桩的端阻力特征值 qpa 以 1/2 倍表中桩的极限侧阻力标准值及桩的极限端阻力标准值采用。中风化粉砂质泥岩饱和单轴抗压强度标准值 frk=13.95Mpa，对于嵌岩桩，当根椐岩石单轴抗压强度确定单桩竖向极限承载力标准值时，可按建筑桩基技术规范 （JGJ94-2008）5.3.9公式计算,即：Quk= Qsk+ Qrk (5.3.9-1)Qsk=uq sikl (5.3.9-2)iQrk= rfrkAp (5.3.9-3)（五） 、场地地震效应1、抗震设防基本参数自从衡阳有地震史资料记载，本区自文明史以来从未发生过大于级的地震，根据中国地震动参数区划图 （GB18306-2001 ） ，场区地震动峰值加速度 0.05g，地震动反应谱特征周期 T=0.35S；又根据建筑抗震设计规范 （GB50011-2001）地震基本烈度分区表，衡阳地区设计地震分组为第一组，地震基本烈度属 6 度以下地区。2、场地土类型及场地类别根据场地土层结构及其工程地质性质，结合当地经验，按建筑抗震设计规范（GB50011-2001）表 4.1.3 和表 4.1.6，拟建场地土的类型为中硬土，场地类别为类，划分如下表 8：场地土类型及场地类别划分表 表 8统岩土名称各土层平均厚度（ m）估算剪切波速（m/s）等效剪切波速（m/s）覆盖层厚度（m）场地土的类型场地类别杂填土 2.55 130粉质粘土 6.00 240圆砾 4.09 320244 = 1.200, 满足规范要求。抗隆起验算 Prandtl(普朗德尔)公式(K s = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部): K sDNq cNc H D qNq tan 45o 22etan N c Nq 1 1tanNq tan 45 13.40422e3.142tan13.404 3.390 N c 3.390 1 1tan13.404 10.030 K s 21.000 3.000 3.390 13.830 10.03020.100 6.000 3.000 217.778Ks = 1.23 1.1, 满足规范要求!Terzaghi(太沙基)公式(K s = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部): K sDNq cNc H D qNq12 e 34 2 tancos 45o 22 N c Nq 1 1tanNq12 e 34 3.142 13.4042 tan13.404cos 45 13.404223.785 N c 3.785 1 1tan13.404 11.686 K S 21.000 3.000 3.785 13.830 11.68620.100 6.000 3.000 217.778Ks = 1.33 1.15, 满足规范要求!隆起量的计算 注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理! 875316 ni1ihi q 125 DH 0.5 6.37c 0.04 tan 0.54式中 基坑底面向上位移(mm);n从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;ri第i层土的重度(kN/m 3)；地下水位以上取土的天然重度(kN/m 3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m 3);hi第i层土的厚度(m);q基坑顶面的地面超载(kPa);D桩(墙)的嵌入长度(m);H基坑的开挖深度(m);c桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);r桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m 3); 8753 16 117.9 217.8 125 3.06.0 0.56.37 20.1 28.0 0.04 tan0.45 0.54 = 0(mm)承压水验算 K yPczPwy式中 Pcz基坑开挖面以下至承压水层顶板间覆盖土的自重压力(kN/m 2);Pwy承压水层的水头压力(kN/m 2);Ky抗承压水头的稳定性安全系数，取1.5。Ky = 45.70/30.00 = 1.52 = 1.05基坑底部土抗承压水头稳定!嵌固深度计算 嵌固深度计算参数：嵌固深度系数 1.200抗渗嵌固系数 1.200嵌固深度计算过程：按建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99悬臂式支护结构计算嵌固深度h d值，规范公式如下hpE pj - 0haE ai=0 = 1.200 ， 0 = 1.100hp = 0.814m，E pj = 379.223 kPaha = 2.761m，E ai = 82.381 kPa得到h d = 2.050m，h d采用值为：3.000m衡阳市西湖房地产开发公司西湖饭店基坑支护工程方案设计说明一、 工程概况衡阳市西湖房开发公司西湖饭店位于衡阳市环城北路西侧，常胜中路南侧，商业新路的东侧，由一栋 19 层的酒店和 25 层的公寓组成，地下一层，框剪结构， ，4 层裙楼，设计地坪标高为 56.7.00-58.10m，室内0.00 标高为 57.2m，地下室底板埋深 6.00m-6.40m,地下室底面标高 50.60m，局部开挖深度 7.0m。基坑北面为常胜西路，隔街建筑距基坑边 25.3m，路行人道上有燃气管线和通讯管线及自来水管，埋深较浅；东面为环城北路，隔街建筑距基坑边 25.4m，路行人道上有燃气管线和通讯管线及自来水管，埋深较浅；南面为衡阳市自来水业务站，5-9 层建筑,建筑距基坑边 9.2-11.1m；西部为商业新村，5-6 层住宅，建筑距基坑边 3-4m，距坑边 4.0m 为污水主干管，底板埋深约 3.0m。本设计为临时支护，设计使用年限一年。本基坑安全等级为一级，边坡坡顶地面荷载按15kPa 考虑，基坑周边为道路。二、 设计执行标准、依据1、设计标准建筑结构可靠度设计统一标准 （GB50068-2001） ；建筑结构荷载规范 （GB50009-2001） （2006 版） ；混凝土结构设计规范 （GB50010-2002） ；建筑边坡工程技术规范 （GB50330-2002） ；岩土工程勘察规范(GB50021-2001)；建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)；高层建筑岩土工程勘察规程 （JGJ72-2004） ；建筑基坑支护技术规程 （JGJ120-99） ；建筑抗震设计规范(GB50011-2001)（2008 版） ；土工试验方法标准(GB/T50123-1999)；建筑基坑工程监测技术规范 （GB50497-2009） 。2、设计依据2.1 根据提供的基坑总平面图以及衡阳市西湖房开发公司西湖饭店岩土工程详细勘察报告为本基坑工程支护设计依据。2.2 建筑单位提供的建筑总平面图。2.3北京理正深基坑支护设计软件 （V6.0 ）.2.4 除高程以米计外，计算其余均以毫米计。设计原则1. 设计方案是根据建筑总平面图、场地岩土工程条件、场地周边环境条件及边坡开挖高度等要求确定。2. 基坑深度 10.5m。3. 基坑边坡安全等级一级，重要性系数取值 1.1。4. 本设计为临时支护，设计使用年限不超过一年。三、 场地环境条件及工程地质条件1、场地情况与周边建筑情况专场地原始地貌属湘江一级冲级阶地，现场地高差不大，各钻孔孔口标高变化于56.7058.10m 之间。基坑周边存有少量管道线，且埋深较浅，主要是电力管线和下水管线，距该基坑坡顶线大约有 2.0m，并未对该基坑产生影响，西侧距坑边 4.6m 为污水主干管，底板埋深约 3.0m。2、拟建场地岩土工程条件2.1 地层岩性根据野外钻探揭露，拟建场地埋藏的地层由人工填土层、粉质粘土、园砾泥质粉砂岩组成，其野外特征按自上而下的顺序依次描述如下：1. 人工填土：为素填土，褐黄、褐灰等色，局部含少量砖头、碎石及砼块，未完成自重固结，呈松散状态，各钻孔均遇见，层厚 3.006.20m.2. 粉质粘土：褐红、黄褐色，稍湿，硬塑坚硬，稍具光泽，摇震无反应，干强度及韧性中等，各钻孔均遇见，层厚 1.704.00m。3. 粉土：褐红、黄褐色，稍湿，中密，稍具光泽，摇震无反应，干强度及韧性中等，各钻孔均遇见，层厚 0.803.10m。4. 粗砂：褐灰色、灰色、灰白色，稍密-中密，饱和，层厚 2.604.20m。5. 泥质粉砂岩：褐红色，主要矿物成分为石英、长石、云母、粉砂质结构、中厚层状构造，泥质、钙质、硅质胶结，为场地内下伏稳定基岩。本次在勘探深度内主要揭露强风化及中风化岩层，分别描述如下：5.1 强风化泥质粉砂岩：褐红色，大部分矿物已风化变质，节理裂隙发育，节理面倾角3060 度，遇水易软化。曝嗮失水易干裂，岩块用手易折断，冲击钻进困难，岩芯多呈碎块状，少量短柱状，属极软岩石，岩体基本质量等级为 V 级，层厚 0.301.30m。5.2 中风化泥质粉砂岩：褐红色，部分矿物已风化变质，节理裂隙较发育，节理面倾角3060 度，曝嗮失水易干裂，岩块手折不断，合金钻进较难，岩芯多呈长柱状、短柱状，少量碎块状，属极软岩，岩体教完整，岩体基本质量等级为 V 级。3. 地下水勘察期间场地内各钻孔中均遇见地下水，主要分为赋存于人工填土中的上层滞水及圆砾层的孔隙潜水。主要受大气降水及生活污水补给，水位随季节变化而异，勘察时测得其稳定水位标高 54.8055.20m。4. 岩土层参数值的确定设计所需参数根据勘察报告选取，场地表层杂填土层根据勘察报告提供的试验数据、现场开挖断面踏勘及结合有关工程经验综合确定，基坑主要岩土层变形、支护计算所需的主要参数如下：地 层 天然重度 (kN/m3) 凝聚力 C(kPa) （度） 锚固体与土体极 承载力特征值 ak(kPa) 压缩模量指 标 限摩阻力标准值 qsik (kPa)*Ea（kpa）人工填土 19.5 10 15 40粉质粘土 19.8 22 20 80 240 7.5粉土 19.0 15 20 60粗砂 20 0 30 100强风化泥质粉砂岩 23 150 30 150 350中风化泥质粉砂岩 23 500 35 500 2000四、 本基坑支护特点和方案比选基坑加固支护的方法很多，但加固方法必须有针对性，还需进行经济可比性分析。5.1 该基坑现状和特点本基坑的特点显著，基坑开挖面积大，基坑边坡上部填土层较厚，该层土土质本身比较松散，如果遇到强降雨，导致坡体土体饱水后，力学强度降低，单纯采用土钉挂网喷浆方案，其支护效果有限。本场地地下水主要为赋存于人工填土中的上层滞水，上层滞水主要受大气降水及生活污水补给。本项目工程以后基础为人工挖孔灌注桩基础，桩基施工要考虑地下水位的影响，对工程进度和能否顺利进行均影响巨大，因此本场地必须考虑排水措施。5.2 支护方案比选边坡加固的方法很多，可以采用抗滑桩和土钉喷锚支护加固。（1）抗滑桩支护结构受力合理、工艺成熟，技术可靠。但是施工周期长，造价较贵。基坑开挖深度较深，场地四周要保证道路通畅，不能作放坡，可采用桩锚支护结构进行垂直开挖。（2）土钉喷锚支护方案土钉喷锚支护结构受力合理，工艺成熟，技术可靠，便于与土方开挖密切配合，属柔性支护结构，可以有效地提高边坡的稳定性。场地周边放坡条件，且周边环境对变形要要求较严，不宜采用土钉喷锚支护。五、 基坑支护设计方案1. AB 段基坑支护方案AB 段基坑支护高度 10.0m，基坑开挖深度 10.0m, 排桩锚索支护，排桩为一排人工挖孔灌注桩，孔径 1100mm,桩间距 1900-2100mm,桩长 16000mm,嵌固深度 6000mm，打设 1 排锚索支护，锚索采用 7 s5，水平间距与人工挖孔间距一致，桩间坡面采用喷射砼 C25 作为面板，厚 100mm，面板配筋采用 6.5200200。2. BCDE 段基坑支护方案BCDE 段基坑支护高度 10.0m，基坑开挖深度 10.0m, 排桩锚索支护，排桩为一排人工挖孔灌注桩，孔径 1100mm,桩间距 1900-2200mm,桩长 16000mm,嵌固深度 6000mm，打设 1 排锚索支护，锚索采用 7 s5，水平间距与人工挖孔间距一致，桩间坡面采用喷射砼 C25 作为面板，厚 100mm，面板配筋采用 6.5200200。3. EF 段基坑支护方案EF 段基坑支护高度 10.0m，基坑开挖深度 10.0m, 排桩锚索支护，排桩为一排人工挖孔灌注桩，孔径 1100mm,桩间距 1900-2100mm,桩长 16000mm,嵌固深度 6000mm，打设 1 排锚索支护，锚索采用7 s5，水平间距与人工挖孔间距一致，桩间坡面采用喷射砼 C25 作为面板，厚 100mm，面板配筋采用 6.5200200。4. FA 段基坑支护方案FA 段基坑支护高度 6.0m，基坑开挖深度 6.0m, 排桩锚索支护，排桩为一排人工挖孔灌注桩，孔径 200mm,桩间距 1200mm,桩长 9000mm,嵌固深度 3000mm，打设 1 排锚索支护，锚索采用 7 s5，水平间距与人工挖孔间距一致，桩间坡面采用喷射砼 C25 作为面板，厚 100mm，面板配筋采用6.5200200。锚索设计参数如下：六、 地下水治理方案7.1 设计方案本基坑开挖深度约10m，地下室底板底标高约48m，基坑开挖穿过杂填土、粉土和粗砂层，地下水稳定水位在54.8055.20m 以上，粉土层层面标高为 50.80m，粗砂层层面标高为49. 80m，强风化岩面标高为45.80m，基坑底板位于地下水水位线下，且粉土及粗砂为强透水层，基坑需作止水。根椐场地工程与水文地质条件及周边环境条件，确定止水方案采用三重管高压旋喷止水帷幕，帷幕中轴线与人工挖孔支护桩中心线重合，设计桩径1200mm，桩位于人工挖孔桩之间，与人工挖孔桩搭接150mm以上，采用钻机预钻孔，自孔底向上进行高压旋喷，旋喷桩进入强风化岩1.0m以上，上部在地下水位线上0.50m，暂定桩长10.7-12.3m，孔深根椐勘察报告分段进行划分，根椐预钻孔确定分段旋喷桩长。7.2 高压旋喷用料设计喷射浆液采用纯水泥浆，水泥采用 32.5 普通硅酸盐水泥，设计延米浆液配合比如下：材料名称 单位 数量 材料名称 单位 数量水泥 Kg 450 QT 促进剂 Kg 20膨胀土 Kg 50 水 Kg 420速凝剂 Kg 257.3 高压旋喷作业参数如下：浆液水灰比：1:1-1:1.5浆液流量 100-150ml/min喷管提升速度 10-15cm/min旋转速度 12-15r/min浆液工作压力 25-30MPa钻孔偏位小于 20mm，钻孔倾斜小于 0.5%7.4 高压旋喷施工工艺：7.3.1 桩位测放：按设计图测放桩位，保证桩位偏差小 20mm。对有管线的地段进行人工开挖，确保无管线后钻机移位，有管线时适当调整孔位和增加孔数。7.3.2 钻机就位：钻机安放在孔位上应保持垂直，倾斜度应小于 0.5%。7.3.3