综合业务楼大厦工程基坑支护设计及施工方案.doc

综合业务楼基坑支护设计及施工方案 0 目目 录录 1.编制依据.4 1.编制依据.4 1.1 相关设计资料.4 1.2 主要规程、规范.4 2.工程概述.4 2.1 工程概况.4 2.2 水文地质及工程地质概况.5 3.基坑降排水设计.6 3.1 降水排水的重要性.6 3.2 降水方案选定原则.7 3.3 降排水设计.8 4.基坑支护方案设计11 4.1 设计依据.11 4.2 方案制定.11 4.3 基坑支护设计.12 4.4 支护结构参数的确定.24 5.基坑监测方案设计.25 5.1 基坑监测内容.25 5.2 观测点的布置.25 5.3 观测精度要求.25 5.4 观测时间方法.25 5.5 场地查勘与观测成果分析.26 5.6 注意事项.26 6.施工组织设计.26 6.1 总体布署.26 6.2 护坡桩施工组织.27 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 1 6.3 搅喷桩施工工艺.29 6.4 疏干井施工工艺.30 6.5 锚杆施工工艺.32 6.6 桩锚支护施工组织.33 6.7 基坑降水施工组织.34 6.7 土钉墙施工.35 7.雨季施工措施38 8.应急预案39 8.1 预警值的设定.39 8.2 信息法施工.39 8.3 应急措施.39 9.土方挖运施工40 9.1 坡道设计及开挖顺序.40 9.2 土方开挖机械配置计算.40 9.3 土方施工注意问题.42 10.质量要求及保证措施42 10.1 质量保证体系.42 10.1 质量要求.43 10.3 质量保证措施.48 11.安全施工保证措施50 11.1 安全保证体系.50 11.2 安全管理重点.50 11.3 安全管理措施.51 12.文明施工管理及环保措施52 13.进度计划52 13.1 施工进度计划.52 13.2 保证措施.53 14.施工组织机构54 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 2 14.1 组织结构.54 14.2 项目经理部各岗位职责.54 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 3 1.编制依编制依据据 1.11.1 相关设计资料相关设计资料 x 市勘察设计研究院有限公司综合业务楼岩土工程勘察报告 （2008-技 196） xx 大学建筑设计研究院三所综合业务楼地下室底板模板图 1.21.2 主要规程、规范主要规程、规范 xx 地区建筑地基基础勘察设计规范(DBJ01-501-92) 岩土工程勘察规范(GB50021-2001)； 建筑基坑支护技术规程 （DB11/489-2007） 建筑基坑支护技术规程 （JGJ120-99） xx 市建设工程施工降水管理办法 xx 市建设工程施工降水管理办法实施细则 建筑变形测量规程 （JGJ/T897） ； 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002） ； 建筑与市政降水工程技术规范 （JGJT111-98） ； 工程测量规范 （GB50026-93） ； 锚杆喷射混凝土支护技术规范 （GB50086-2001） ； 建筑工程施工测量规程 （DBJ01-21-95） 。 2.工程概述工程概述 2.12.1 工程概况工程概况 拟建场地位于 xx 市 z 区安外大街 7 号东邻安定门外大街，北侧有两层永久性建筑物，西 有 6 层和 12 层建筑物各一栋，南有 3 层建筑物两栋。规划总用地面积为 8407 平方米，建设用 地面积为 6440 平方米。规划总建筑面积为 40619 平方米，其中地上建筑面积为 28698 平方米， 地下建筑面积为 11921 平方米，资金由建设单位自筹。拟建筑物由主楼、裙楼及纯地下车库组 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 4 成，其中主楼为 9-12 层，裙楼 4 层，均为地下 3 层，结构形式为框架-剪力墙结构，基础形式 为加肋筏板基础。建筑物0.000=43.900，室外地坪设计标高 43.60m,基础埋深-15.50m。 由于基坑开挖深度较大，场地条件有限，拟采用有支护方式进行土方开挖。 2.22.2 水文地质及工程地质概况水文地质及工程地质概况 2.2.1 地形、地貌 拟建场地现状地形基本呈西高东低趋势，本次岩土工程勘察期间测量的钻孔孔口处地面 标高为 43.7045.57m，场地内原房屋已拆除。 2.2.2 地层、岩土性质描述 根据对现场钻探、原位测试与室内土工试验成果的综合分析，在本次岩土工程勘察勘探 深度（最深 30.00m）范围内的地层，按成因类型、沉积年代划分为人工堆积层和第四纪沉积 层两大类，并按岩性及工程特性划分为 7 个大层及亚层，自上而下分述如下表。 地地 层层 岩岩 性性 特特 征征 一一 览览 表表 成因成因 层层 号号 大层层底标高大层层底标高 （m m） 地层岩性地层岩性层厚度层厚度 （m m） 颜色颜色湿度湿度稠度稠度密实度密实度 房渣土、碎石填 土 杂湿稍密人工 堆 积层 1 41.7343.97 粉粘、粘粉填土 1.103.8 0 黄褐湿中下 粘粉、砂粉褐黄湿饱和中密中上 1粉粘、重粉粘褐黄湿饱和 可塑 软塑 中密中下 2 37.0738.04 砂质粉土 3.906.6 0 褐黄湿饱和中上 粉粘、重粉粘褐黄湿饱和可塑中密 1粉粘、粘粉褐黄灰黄湿饱和 硬塑 可塑 中密中上 2 粘土、重粉粘褐黄湿饱和 硬塑 可塑 中密 3 粘粉、砂粉褐黄湿饱和中上 4 29.5030.35 细砂 6.80 8.20 褐黄饱和中密 粉粘、粘粉褐黄湿饱和 可塑 硬塑 中密中上 1 砂粉、粘粉褐黄湿饱和中上 2 23.9125.81 粘土、重粉粘 4.005.9 0 褐黄湿饱和 硬塑 可塑 中密中上 一 般 第 四 纪 沉 积 层 21.5123.93细砂、中砂 0.802.3 0 褐黄饱和密实 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 5 以下各层与基坑支护及降水无关，略。 2.2.3 水文地质条件 次岩土工程勘察期间（2008 年 12 月）于钻孔深度 20.0m 范围内于钻孔中实测到 4 层地 下水，详见下表。 地地 下下 水水 位位 综综 合合 统统 计计 表表 静止水位（m） 序 号 地下水类 型水位埋深水位标高 地下水赋存条件补给方式排泄方式 1 台地潜水 4.805.5038.8840.53 层粘粉、砂粉、1层粉粘、 重粉粘 大气降水入渗， 侧向迳流及管渗 漏 地下径流 2 层间水 12.2015.2 0 29.3832.63 1粉粘、粘粉地下迳流地下径流 3 层间水（微 承压） 17.1019.8 0 24.2527.41 细砂、中砂（压头在粉粘、 粘粉中） 地下迳流地下径流 第 4 层水与基坑支护及降水无关，略。 近 35 年最高水位标高为 42.00m 左右。 2.2.4 地下水质及对混凝土的侵蚀性分析 根据地下水侵蚀性分析结果，依据岩土工程勘察规范 （GB 50021-2001）中有关标准 按不利原则评价：目前拟建场区上述 3 层地下水水质对混凝土结构均无腐蚀性；但在干湿交替 条件下，上述 3 层地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋均具弱腐蚀性。 3.基坑降排水基坑降排水设计设计 3.13.1 降水排水的重要性降水排水的重要性 工程降水指人工降低地下水，保证基础在干槽作业下施工。 由前所述，本工程建筑物0.000=43.900，地面标高为 43.7045.57m（经现场踏勘，场 地地面略高于四周地坪） ，因此在施工前应将现场高于 43.900m 的余土全部清除，一可减少支 护时的部分障碍物，二可降低基坑开挖深度，节约支护造价，因此基坑开挖深度即为基础埋深 与（基础垫层加防水保护层厚度，即 15.66m（底标高 28.24m） ，另有范围较小的局部加深至 17.50m（底标高 26.40m） 。开挖深度范围内将遇到如前所述的全部三层水。在大面积范围内， 只有两层水影响干槽作业，第三层水位由于具微承压性高于含水层位置，只要保证上覆隔水层 有一定厚度，不致产生管涌而影响干槽作业。 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 6 如按加深坑的深度来确定降水的深度，基坑水位应降至-18.00m（ 25.90m）以下，为达到 此目的，降水井深度必将延续到第三层水的含水层中，抽水量将会很大，是不可取的。 为减少抽排水量，基坑水位的降深按整体的基底标高来控制，即将水位降至-16.20m（底 标高 27.70m） ，保证较大范围的干槽作业，对于加深坑在局部进行专门处理。采取此种方式可 将井深控制在 26.00m 以上，将降水由降深型转化为疏干型，大大降低抽水量。 对护坡体系最大的威胁就是地下水、坡顶漏水、生活弃水和大气降水。因此，降排水应受 到足够重视。 3.23.2 降水方案选定原则降水方案选定原则 根据xx 市建设工程施工降水管理办法的规定，自 2008 年 3 月 1 日起，xx 地区实行 地下水限降。 按照xx 市建设工程施工降水方案专家评审细则中有关规定，在采用帷幕隔水不可行 的情况下，方可进行基坑周边降水。采用帷幕隔水不可行分为技术不可行或经济不全理： 符合下列条件的可判定为技术不可行： 基底位于砂卵石含水层水位下，且该含水层中基底以下 5 米之内无适当的隔水层。 本工程中有适当的隔水层层，从技术角度可行。 符合下列条件的可判定为经济不合理： 帷幕隔水增加的工程造价 T 与减少抽水总量 QZ 的比值 M 大于 50 元/立方米。 即：M50 元/立方米。 M=T/QZ T=T1-T2 T1 为帷幕隔水工程造价 T2 为施工降水造价，按下式取值： T2=150S S 为基坑降水面积 (T1- T2)/ QZ= M50 护坡桩+桩间旋喷桩时，T1 取桩间旋喷桩工程造价与护坡桩造价的 1/4 之和，SMW 工法兼 有支护和隔水作用，T1 取工程造价的 1/3。 依据有关规定对本工程采用隔水帷幕的经济可行性进行如下探讨。 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 7 3.33.3 降排水降排水设计设计 3.3.1 降排水方法的选择 基坑地下水位控制的方法分为明排、井降水、隔水（外隔内疏）三种基本形式。明排主要 用于水量不大，深度较小的基坑，其特点是费用少，简单灵活；井降水是以前常用方法，用于 基坑较深，基坑外无敏感性建、构筑物的简单基坑，前期施工费用较小，但如工期太长，其经 济性由于电、及维持费用的上升变差；隔水帷幕是通过各种止水帷幕以及基坑底部的相对隔水 层将基坑与外来水彻底切断，再将坑内水疏干的方法解决干槽作业问题，在闹水区及周边存在 敏感性建、构筑物时具有独特的优势，前期投入较大，但后期维持费用较小，并且符合 xx 市 关于限制降水的精神，是未来的发展方向，只有在地基底以下无隔水层或隔水层埋藏较深的情 况下，由于设备及帷幕搭接特技术问题的存在，才会对此方案有所限制。 根据工程地质、水文地质及基础埋深，本工程影响基坑开挖的地下水主要台地潜水和层间 水。根据现场踏勘，拟建筑物处于建筑群中间，北侧西半段有一 2 层楼（距基础边线 20.00m） ， 东半段有一 12 层楼（距基础边线 11.00m） ；西侧为华府景园，地下 3 层、地上 13 层（坡道距 基础边线 13.00m） ；南侧均有 3 层建筑物（距基础边线 11.00m） ；东侧有包括上水、电力等在 内的多条管线（距基础最近处 3.50m） ，8.00m 以外是非机动车道；建筑物与基坑之间均为道路， 如采用降水的办法，不可避免会产生一定的附加沉降，存在对周边建筑物及道路安全使用产生 负面影响的可能性。 根据上述分析，为保证基坑作业及周边建、构筑物的安全，本方案设计采取坑外设观测井、 周边设隔水帷幕、槽内集水井降水及设盲沟的措施，能够保干槽施工。 3.3.2 隔水帷幕选型 帷幕隔水的方法主要有以下几种：地下连续墙；水泥土墙；护坡桩+桩间旋喷； 咬合桩；SMW 工法。 地下连续墙是一种成熟有效的帷幕隔水形式，但相对于其它方案其工程造价要高出很多； 水泥土墙不能做为支护结构的一部分，且无论采用旋喷桩或搅拌桩，施工质量较难控制，隔 水效果较差，工程造价较高；护坡桩+桩间旋喷，因旋喷桩在护坡桩之后施工，受护坡桩施 工质量及本身施工工艺限制，隔水效果不及 SMW 工法，且造价高于 SMW 工法；咬合桩的作业 原理同地下连续墙，采取先施工素混凝土桩，再切割低强度桩，形成材料基本一致的隔水体系， 强度较高，可取消或降低锚杆费用，但对施工顺序及咬合时间要求较高；SMW 工法是一种成 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 8 熟有效的帷幕隔水形式，在上海、天津、江浙等地普遍采用，隔水效果良好，xx 在地铁施工 中也有成功应用的先例。 护坡桩+桩间旋喷(目前多用搅喷桩)，适用于基坑深度小于 20.00m 的基坑，本工程基坑深 度约 15.66m，地层均为土层或砂土层，因此选用护坡桩+桩间搅喷桩隔水体系。 基坑内采用疏干井方式排除坑内土体存水。为观察隔水帷幕的隔水效果，在内幕外加设观 测井，如坑内疏干时，发现观测井内水位明显下降，应作好堵漏准备，并通过观测井进行回灌。 3.3.3 隔水帷幕参数设计 本工程是用护坡桩与高压搅喷桩间隔形成止水帷幕支护连续墙的一种施工工艺。其工艺过 程如下： 先施工护坡桩，再在护坡桩之间施工搅喷桩。搅喷桩主要起止水作用，辅助起支护作用， 由于在支护设计计算中未考虑其支护效应，因此无特殊强度要求。搅喷桩在护坡桩的砼失去塑 性时开始施工。通过护坡桩与搅喷桩形成的线性连珠墙与基底隔水层，将帷幕以外的地下水隔 离，从而保证基础结构的正常施工和原有建筑的安全使用。设计参数主要包括桩径、搭接长度、 桩间距及搅喷桩施工工艺参数等。 1）桩径 桩径是隔水帷幕的首要参数，它应根据基坑深度、和支护强度及帷幕桩的可控宽度等综合 确定。桩径太大增加工程造价，桩径太小则由于搭接的需要使帷幕桩的作用不能充分发挥。综 合考虑本工程采用护坡桩与帷幕桩的桩径均为 800mm。 2）桩长 桩长是根据含水层的水位深度及底部隔水层顶板的埋深来确定的，本工程地下水位在 3.00m 以下，为节约工程造价，先将地表水位以上的土按 1:0.2 的坡度摘除并进行土钉墙支护， 根据本工程底部隔水层的深度确定桩长为 19.00m。 3）咬合长度 咬合长度是指两桩重合的长度（见下图） 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 9 由于桩是竖向施工，在施工过程中桩的垂直度是主控因素，垂直度直接影响止水效果。 在施工过程中，由于仪器、垂线等方法的控制精度误差，再加上施工中由于钻机振动和地层原 因可能产生的误差，垂直可控精度为 0.5%（桩长 16.00m 以内）会使桩中心偏离中心线，导 致局部帷幕不连续，达不到预期的止水效果，因此要求相邻两桩有一定的重合长度（咬合长度） 来弥补施工误差。其设计原理是按相邻两桩向不同方向偏出，仍保证桩墙连续来进行的。其计 算公式如下： L=2H 式中： L搭接长度（m） ； 偏差系数， （=0.005） H桩长， （m） 当 L 取 0.20m 时，可保证桩墙连续的深度为 H=L/2=0.2/0.01=20.00m 本工程连续墙深度小于上值，可保证墙体连续。 4）桩间距 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 10 桩间距根据桩径、搭接长度（由深度决定）来确定，本工程确定为 1400mm。 5）施工工艺参数 (1) 水泥浆: 水泥采用 PSA 32.5 水泥及外掺剂,水灰比不大于 0.80(比重1.50 t/m3) , 浆量 6080L/mim； (2) 喷管提升速度 50cm/min,转速 1020r.m.p（比单一高压旋喷提高约 3 倍） ； (3) 高压喷咀直径 21.802.40mm； (4) 搭接长度:当拆卸喷管或因故中断喷射时,恢复喷射后搭接长度不小于 0.5m。 3.3.4 疏填井及观测井设计 施工隔水帷幕之后，坑内土体中仍含残留水影响土方开挖，因此应在坑内设计疏干井进行 疏排，以保证施工的顺利进行。内设疏干井 12 口，井径 600mm，井深 15.00m（在地表下- 300m 施工） ，外设观测井 6 口，井深 18.00m（在地表施工） 。 4.4.基坑支护方案设计基坑支护方案设计 4.14.1 设计依据设计依据 xx 市勘察设计研究院有限公司综合业务楼岩土工程勘察报告 （2008-技 196） ； xx 大学建筑设计研究院三所综合业务楼地下室底板模板图 ； 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99） ； 建筑基坑支护技术规程（DB11/489-2007） ； 设计时坑内外水头差 8.80m， ，地面超载按 20KPa 考虑（按条形荷载计） 。 4.24.2 方案制定方案制定 本工程施工场地现状地坪略高于设计0.000，为降低工程造价，应先将自然地坪降至 43.90m。再进行土、护、降施工作业。考虑垫层及防水保护层厚度后基坑的实际开挖深度为 15.68m，综合考虑基坑深度和周边环境条件，先将地表以下 3.00m 土揭掉，并采用土钉墙进行 支护，以下采取 800 护坡桩+隔水帷幕桩+预应力锚杆，形成完整的支护体系。 根据现场踏勘，拟建场地四周均有建、构筑物。北侧西半段有一 2 层楼（距基础边线 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 11 20.00m） ，东半段有一 12 层楼（距基础边线 11.00m） ；西侧为华府景园，地下 3 层、地上 13 层（坡道距基础边线 13.00m） ；南侧均有 3 层建筑物（距基础边线 11.00m） ；东侧有包括上水、 电力等在内的多条管线（距基础最近处 3.50m） ，8.00m 以外是非机动车道。除南侧建筑物对基 坑稳定性略有影响外，其它三侧无附加荷载；但西侧建筑物的存在却影响锚杆可施工长度（前 两排水平投影不得超过 11.00m） ，应单独进行设计。 4.34.3 基坑支护设计基坑支护设计 基坑地表以下 3.00m 按 1:0.2 放坡，进行土钉墙支护，以下按两种工况进行桩锚支护设计。 桩锚支护设计时，地面均布荷载及桩顶以上的覆土均计入条形荷载，按 80KPa 计，地下水静 止水位按 3.0m 考虑。计算采用“大力神”深基坑支护之星计算软件，计算结果如下： 1、桩顶以上部分土钉墙设计 1）土钉墙设计（考虑桩施工时的临时深度，深度按 3.50m 考虑，1:0.2 放坡） *土坡及土钉墙稳定性分析的瑞典条分法* 放坡段数= 1 放坡高度(m) 放坡角度() 台阶宽度(m) 3.50 78.70 .00 坡高(m)= 3.500 满布荷载值(Kpa)= 5.00 坡顶条形荷载值(Kpa)= 20.00 条形荷载左端点距坡面及坡顶交点的距离(m)=3.00 条形荷载宽度(m)= 10.00 条形荷载深度(m)= .00 水平向地震系数= .00 地下水埋深(m)= 4.500 地层总数= 4 土条数= 100 土层厚度(m) 土体密度(KN/m3) 土体粘结力(Kpa) 土体内摩擦角() 1.810 18.500 15.000 15.000 .430 19.800 20.000 18.000 1.400 20.500 30.000 20.000 .760 20.400 30.000 25.000 土钉排数= 2 土钉水平间距(m)= 1.500 第 1 排土钉 埋深(m)= 1.50 倾角()= 10.00 长度(m)= 4.50 钻孔直径(mm)=100.00 钢筋抗拉强度(Mpa)= 335.00 第 2 排土钉 埋深(m)= 2.90 倾角()= 10.00 长度(m)= 2.50 钻孔直径(mm)=100.00 钢筋抗拉强度(Mpa)= 335.00 园心横坐标(m) 纵坐标(m) 半径(m) 安全系数 XC= -3.554 YC= 5.803 R= 7.175 FS= 4.898 XC= -1.213 YC= 3.584 R= 3.763 FS= 1.838 XC= -1.285 YC= 4.364 R= 10.587 FS= 4.122 XC= .974 YC= 4.850 R= 2.056 FS= 7.938 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 12 XC= -2.841 YC= 4.766 R= 5.469 FS= 1.742 XC= -2.329 YC= 5.287 R= 4.616 FS= 2.009 XC= -2.535 YC= 6.685 R= 6.322 FS= 1.864 XC= -2.089 YC= 5.701 R= 5.042 FS= 1.862 XC= .234 YC= 6.232 R= 5.895 FS= 2.067 XC= -2.735 YC= 4.713 R= 5.255 FS= 1.778 XC= .298 YC= 5.766 R= 5.682 FS= 2.014 XC= -2.751 YC= 4.684 R= 5.362 FS= 1.741 XC= -2.797 YC= 4.870 R= 5.575 FS= 1.726 XC= -2.797 YC= 4.870 R= 5.575 FS= 1.726 * 当园心横坐标(m)= -2.797 纵坐标(m)= 4.870 半径(m)= 5.575 园弧与坡面(或坡底)交点横坐标(m)= .010 纵坐标(m)= .053 园弧与坡顶交点横坐标(m)= 2.608 纵坐标(m)= 3.500 时 天然土坡的安全系数= 1.726 土钉墙的安全系数= 2.303 抗滑力(KN)= 240.027 下滑力(KN)= 104.210 滑弧与坡顶交点距坡面和坡顶交点的距离(m)= 1.908 滑弧与坡面交点位于坡脚之上! 第 1 排土钉抗拔力(KN)= 38.88 拉力(KN)= 28.51 其抗拔出安全系数= 1.36 其长度达到设计要求! 钢筋选用 1 根 16 第 2 排土钉抗拔力(KN)= 37.15 拉力(KN)= 25.20 其抗拔出安全系数= 1.48 其长度达到设计要求! 钢筋选用 1 根 16 2）土钉墙整体稳定性分析（安全系数1.30） *土坡及土钉墙稳定性分析的瑞典条分法* 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 13 放坡段数= 1 放坡高度(m) 放坡角度() 台阶宽度(m) 3.50 78.70 .00 坡高(m)= 3.500 满布荷载值(Kpa)= 5.00 坡顶条形荷载值(Kpa)= 20.00 条形荷载左端点距坡面及坡顶交点的距离(m)=3.00 条形荷载宽度(m)= 10.00 条形荷载深度(m)= .00 水平向地震系数= .00 地下水埋深(m)= 4.500 地层总数= 4 土条数= 100 土层厚度(m) 土体密度(KN/m3) 土体粘结力(Kpa) 土体内摩擦角() 1.810 18.500 15.000 15.000 .430 19.800 20.000 18.000 1.400 20.500 30.000 20.000 .760 20.400 30.000 25.000 土钉排数= 2 土钉水平间距(m)= 1.500 第 1 排土钉 埋深(m)= 1.50 倾角()= 10.00 长度(m)= 4.50 钻孔直径(mm)=100.00 钢筋抗拉强度(Mpa)= 335.00 第 2 排土钉 埋深(m)= 2.90 倾角()= 10.00 长度(m)= 2.50 钻孔直径(mm)=100.00 钢筋抗拉强度(Mpa)= 335.00 园心横坐标(m) 纵坐标(m) 半径(m) 安全系数 XC= -3.554 YC= 5.803 R= 7.175 FS= 5.236 XC= -1.085 YC= 5.461 R= 3.763 FS= 2.448 XC= -1.285 YC= 4.364 R= 10.587 FS= 4.122 XC= .974 YC= 4.850 R= 2.056 FS= 7.938 XC= -1.733 YC= 5.542 R= 5.469 FS= 2.514 XC= -.382 YC= 4.810 R= 2.909 FS= 2.536 XC= .323 YC= 5.233 R= 4.616 FS= 2.351 XC= -.859 YC= 4.867 R= 4.189 FS= 2.394 XC= -2.908 YC= 4.674 R= 5.042 FS= 2.357 XC= .323 YC= 5.233 R= 4.616 FS= 2.351 * 当园心横坐标(m)= .323 纵坐标(m)= 5.233 半径(m)= 4.616 园弧与坡面(或坡底)交点横坐标(m)= .118 纵坐标(m)= .592 园弧与坡顶交点横坐标(m)= 4.601 纵坐标(m)= 3.500 时 土钉墙的安全系数= 2.351 抗滑力(KN)= 304.370 下滑力(KN)= 129.447 滑弧与坡顶交点距坡面和坡顶交点的距离(m)= 3.902 滑弧与坡面交点位于坡脚之上! 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 14 2、1-1 剖面桩锚支护设计计算（基坑北、东、南侧） -原始数据- 基坑深度桩顶距坑底距离/(m)=12.7 邻土面水位距桩顶距离/(m)=0.5 邻坑面水位距桩顶距离/(m)=14.0 条形荷载/(KPa)=80 条形荷载距桩距离/(m)=1.50 条形荷载宽度/(m)=20 条形荷载深度距桩顶距离/(m)=0 桩嵌固深度安全系数=1.3 桩背与土的摩擦角系数0-2/3=0.4 锚撑道数=2 锚杆钢筋安全系数=1.5 锚固长度安全系数=1.5 锚杆抗拉强度/(MPa)=1860 锚杆钻孔直径/(m)=0.15 锚杆层号 锚杆距桩顶距离/(m) 锚杆与水平面夹角/() 锚固体与土体粘结强度/(MPa) 1 3.0 15 0.07 2 8.0 15 0.08 土层编号 深度距桩顶距离/(m) /(KN/m3) /(KPa) /() 1 0.65 20.5 29 25 2 1.41 20.4 30 32 3 3.00 20.5 29 25 4 4.04 19.8 30 10 5 4.32 21.5 20 29 6 5.64 21.0 30 20 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 15 7 8.61 20.2 35 10 8 9.86 21.0 30 20 9 11.33 20.2 35 10 10 11.74 19.1 40 10 11 12.30 20.6 10 28 12 12.77 19.1 40 13 13 13.80 20.5 45 20 14 14.96 19.1 40 13 15 16.99 20.5 54 20 16 20.00 21.0 0 35 水土合算 经典土压力 -计算结果- -第 1 步开挖- 基坑深度=3.5(m) 土压力零点距桩顶距离=3.51(m) 桩嵌固深度=1.99(m) 最大弯矩点距桩顶距离=4.18(m) 纵向每延米最大弯矩值=28.95(KN.m) 抗滑安全系数=2.19 - -第 2 步开挖- 基坑深度=8.5(m) 土压力零点距桩顶距离=8.62(m) 桩嵌固深度=6.85(m) 最大弯矩点距桩顶距离=11.85(m) 纵向每延米最大弯矩值=347.50(KN.m) 抗滑安全系数=1.52 第 1 道锚撑: 纵向每延米水平向计算锚固力=143.24(KN) -第 3 步开挖- 基坑深度=12.7(m) 土压力零点距桩顶距离=12.78(m) 桩嵌固深度=6.47(m) 最大弯矩点距桩顶距离=15.67(m) 纵向每延米最大弯矩值=484.97(KN.m) 抗滑安全系数=1.50 设计最大弯矩=543.16(KN.m) 桩径=800mm 桩距=1.4m 按圆形截面配筋: 压缩区角度=95.76 受拉区角度=258.48 受拉面配筋面积=43.49cm2 配筋数=925 受压面配筋面积=17.08cm2 配筋数=425 配筋面积=60.57cm2 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 16 箍筋直径 8,间距 200mm 加强筋直径 12,间距 2000mm 抗管涌安全系数=2.23 底部隆起值=1.98cm 地基承载力安全系数=2.94 第 1 道锚撑: 一桩一锚 锚杆水平间距=1.4(m) 纵向每延米水平向计算锚固力=143.24(KN) 锚杆轴向设计拉力值 Nt=207.60(KN) 锚杆与水平线的夹角=15() 锚杆钢筋面积=1.67(cm2) 需要 1 束 15.0(75)钢绞线 锚杆自由段长=5.91(m) 锚杆锚固段长=9.12(m) 第 2 道锚撑: 一桩一锚 锚杆水平间距=1.4(m) 纵向每延米水平向计算锚固力=341.16(KN) 锚杆轴向设计拉力值 Nt=494.48(KN) 锚杆与水平线的夹角=15() 锚杆钢筋面积=3.99(cm2) 需要 3 束 15.0(75)钢绞线 锚杆自由段长=2.89(m) 根据规范要求，若锚杆自由段长度小于 5m，设计自由段长度取 5m 锚杆锚固段长=19.00(m) 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 17 主 主 主 主 Pa(KPa) H (m ) 0 -5 -10 -15 -20 050100150 主 主 主 主 Pp(KPa) H (m ) 0 -5 -10 -15 -20 0200400600800 主 主 M (KN . m ) H (m ) -5 -10 -15 -20 0100200300400500-100-200-300-400 主 主 Q (KN ) H (m ) -5 -10 -15 -20 0200400600800-200 总土反力=1400.381 KN 外力之总和=1406.774 KN 计算结果很好! 最大弯矩= -347.879 KN.M,产生在第 42 号单元上 ,距顶端距离=11.036 M 最大位移= 7.738 MM,产生在第 42 号单元上 ,距顶端距离=11.036 M 第 1 道支撑力= 90.37 KN 第 2 道支撑力= 493.03 KN 板桩墙实际入土深度=6.47(m) 沉降影响范围宽度=8.84(m) 对硬土地区,最大沉降约发生在距桩=2.65-4.42(m) 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 18 主 主 主 主 主 S(m m ) H (m ) -5 -10 -15 -20 02468-2 2-2 剖面桩锚支护设计计算（基坑西侧） -原始数据- 基坑深度桩顶距坑底距离/(m)=12.7 邻土面水位距桩顶距离/(m)=0.5 邻坑面水位距桩顶距离/(m)=14 条形荷载/(KPa)=70 条形荷载距桩距离/(m)=1.5 条形荷载宽度/(m)=20 条形荷载深度距桩顶距离/(m)=0 桩嵌固深度安全系数=1.2 桩背与土的摩擦角系数0-2/3=.4 锚撑道数=3 锚杆钢筋安全系数=1.4 锚固长度安全系数=1.4 锚杆抗拉强度/(MPa)=1860 锚杆钻孔直径/(m)=.15 锚杆层号 锚杆距桩顶距离/(m) 锚杆与水平面夹角/() 锚固体与土体粘结强度/(MPa) 1 3 20 .11 2 6 20 .11 3 9 20 .13 土层编号 深度距桩顶距离/(m) /(KN/m3) /(KPa) /() 1 0.65 20.5 29 25 2 1.41 20.4 30 32 3 3.00 20.5 29 25 4 4.04 19.8 30 10 5 4.32 21.5 20 29 6 5.64 21.0 30 20 7 8.61 20.2 35 10 8 9.86 21.0 30 20 9 11.33 20.2 35 10 10 11.74 19.1 40 10 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 19 11 12.30 20.6 10 28 12 12.77 19.1 40 13 13 13.80 20.5 45 20 14 14.96 19.1 40 13 15 16.99 20.5 54 20 16 20.00 21.0 0 35 水土合算 经典土压力 -计算结果- -第 1 步开挖- 基坑深度=3.5(m) 土压力零点距桩顶距离=3.51(m) 桩嵌固深度=1.47(m) 最大弯矩点距桩顶距离=4.04(m) 纵向每延米最大弯矩值=17.12(KN.m) 抗滑安全系数=2.17 -第 2 步开挖- 基坑深度=6.5(m) 土压力零点距桩顶距离=6.51(m) 桩嵌固深度=3.89(m) 最大弯矩点距桩顶距离=8.51(m) 纵向每延米最大弯矩值=86.70(KN.m) 抗滑安全系数=1.46 第 1 道锚撑: 纵向每延米水平向计算锚固力=66.77(KN) -第 3 步开挖- 基坑深度=9.5(m) 土压力零点距桩顶距离=9.51(m) 桩嵌固深度=5.92(m) 最大弯矩点距桩顶距离=12.43(m) 纵向每延米最大弯矩值=319.36(KN.m) 抗滑安全系数=1.42 第 1 道锚撑: 纵向每延米水平向计算锚固力=66.77(KN) 第 2 道锚撑: 纵向每延米水平向计算锚固力=162.50(KN) -第 4 步开挖- 基坑深度=12.7(m) 土压力零点距桩顶距离=12.78(m) 桩嵌固深度=6.25(m) 最大弯矩点距桩顶距离=15.37(m) 纵向每延米最大弯矩值=311.45(KN.m) 抗滑安全系数=1.36 设计最大弯矩=373.73(KN.m) 桩径=800mm 桩距=1.4m 按圆形截面配筋: 压缩区角度=90.00 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 20 受拉区角度=270.00 受拉面配筋面积=26.89cm2 配筋数=722 受压面配筋面积=8.96cm2 配筋数=322 配筋面积=35.85cm2 箍筋直径 8,间距 200mm 加强筋直径 12,间距 2000mm 底部隆起值=4.06cm 地基承载力安全系数=2.78 第 1 道锚撑: 一桩一锚 锚杆水平间距=1.6(m) 纵向每延米水平向计算锚固力=66.77(KN) 锚杆轴向设计拉力值 Nt=133.69(KN) 锚杆与水平线的夹角=20() 锚杆钢筋面积=0.86(cm2) 需要 1 束 15.0(75)钢绞线 锚杆自由段长=5.75(m) 锚杆锚固段长=4.89(m) 第 2 道锚撑: 一桩一锚 锚杆水平间距=1.6(m) 纵向每延米水平向计算锚固力=162.50(KN) 锚杆轴向设计拉力值 Nt=276.69(KN) 锚杆与水平线的夹角=20() 锚杆钢筋面积=2.08(cm2) 需要 2 束 15.0(75)钢绞线 锚杆自由段长=3.99(m) 根据规范要求，若锚杆自由段长度小于 5m，设计自由段长度取 5m 锚杆锚固段长=8.02(m) 第 3 道锚撑: 一桩一锚 锚杆水平间距=1.6(m) 纵向每延米水平向计算锚固力=268.58(KN) 锚杆轴向设计拉力值 Nt=457.31(KN) 锚杆与水平线的夹角=20() 锚杆钢筋面积=3.44(cm2) 需要 2 束 15.0(75)钢绞线 锚杆自由段长=2.22(m) 根据规范要求，若锚杆自由段长度小于 5m，设计自由段长度取 5m 锚杆锚固段长=10.82(m) 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 21 主 主 主 主 Pa(KPa) H (m ) 0 -5 -10 -15 -20 050100150 主 主 主 主 Pp(KPa) H (m ) 0 -5 -10 -15 -20 0100200300400500600 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 22 主 主 M (KN . m ) H (m ) -5 -10 -15 -20 0100200300400-100-200-300 主 主 Q (KN ) H (m ) 0 -5 -10 -15 -20 0200400600800 总土反力=1226.522 KN 外力之总和=1222.639 KN 计算结果很好! 最大弯矩= -284.043 KN.M,产生在第 43 号单元上 ,距顶端距离=11.740 M 最大位移= 5.886 MM,产生在第 43 号单元上 ,距顶端距离=11.740 M 第 1 道支撑力= 50.06 KN 第 2 道支撑力= 144.63 KN 第 3 道支撑力= 405.40 KN 板桩墙实际入土深度=5.25(m) 沉降影响范围宽度=8.84(m) 对硬土地区,最大沉降约发生在距桩=2.65-4.42(m) 对软土地区,最大沉降约发生在距桩=6.19(m) 最大沉降值约等于 0.71 倍最大水平位移! 主 主 主 主 主 S(m m ) H (m ) -5 -10 -15 -20 0123456-1-2 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 23 4.44.4 支护结构参数的确定支护结构参数的确定 根据上述设计计算，结合工程实际经验并充分考虑地层的不均匀性，确定基坑支护结构参 数如下表。由于采用止水帷幕，止水帷幕的深度应进入隔水层，因此局部只有一层地下（2-2 剖面）的（34 轴）桩长不变，只施工首层锚杆，与地下车库及 6-3 接口处设埋头桩。 （一）隔水支护结构参数 结构参数 项目结构名称 1-1 剖面（东、南、北）2-2 剖面（西） 桩长（m）18.7017.50 桩径（mm）800 桩间距（m）1.60 嵌固深度（m）6.505.30 桩顶标高（m）40.40 受拉925（18700）722（18700）主 筋 受压425（18700）322（18700） 箍筋 142000mm 配 筋 绕筋 6.5200mm 混凝土强度等级C25 护 坡 桩 桩数14660 主筋820配 筋配筋绕筋 6.5200mm 截面尺寸900500 连梁标高(m)40.90 桩 顶 连 梁 混凝土强度等级C25 锚头标高（m）37.90/32.9037.90/34.90/31.90 锚杆直径（mm）150150 锚杆长度(m)16.00/24.0011.00/13.00/16.0 锚杆配筋275/375175/275/375 间距（m） 1.601.60 最大轴向拉力设计值 （KN） 208/495140/277/457 张拉锁定值（KN） 200/500100/240/400 锚杆倾角1515 锚固体M20素浆M20素浆 锚 杆 锚杆数量 146/14660/60/60 综合业务楼基坑支护设计及施工方案 24 锚杆连接分为两部分，1-1 剖面首层、2-2 剖面首层、二层用 20B 双工字钢；1-1 剖面二层、2-2 剖面三 层用