港华大楼基坑支护设计【毕业设计论文计算说明书CAD图纸平面】
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目录摘 要 . II Abstract . III 1 基坑设计方案综合说明 . 1 1.1 基坑工程概况 . 1 1.2 工程地质概况 . 1 1.3 设计原则 . 2 1.4 设计基本要求 . 2 1.5 设计依据 . 3 1.6 支护方案的选择 . 3 2 基坑支护结构计算 . 5 2.1 土压力系数计算 . 5 2.2 计算点选择 . 5 2.3 ABC 断面支护结构设计计算 . 5 2.4 CDE 断面支护结构设计计算 . 17 2.5 EFG 断面支护结构设计计算 . 28 2.6 GHA 断面支护结构设计计算 . 39 2.7 钢筋混凝土冠梁设计计算 . 50 2.8 第一道钢筋混凝土支撑设计计算 . 52 2.9 钢筋混凝土腰梁设计计算 . 54 2.10 第二道钢筋混凝土支撑设计计算 . 54 2.11 立柱桩设计计算 . 56 3 基坑降水设计 . 60 3.1 基坑止水帷幕设计计算 . 60 3.2 基坑降水设计计算 . 60 4 施工及监测措施 . 63 4.1 灌注桩施工 . 63 4.2 搅拌桩施工 . 63 4.3 基坑降水 . 64 4.4 土方开挖 . 64 4.5 应急措施 . 64 苏州港华大厦基坑支护设计摘 要本工程位于苏州市，用地面积 12386.6 平方米，地下两层，建筑面积为17163.52 平方米；地上建筑面积约 53526.45 平方米，23 层，屋面高度约 99 米。基坑面积约为 9000m2，周长约为 385m（12977.5m），基坑开挖深度 10.6m。对周边环境的影响程度可定为一级。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、加固与保护等措施。基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大风险，基坑工程具有 很强的区域性。不同水文，工程地质环境条件下基坑工程的差异很大。基坑工 程环境效应复杂，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周围环境。关键词：基坑支护; 等值梁法; 降水; 监测AbstractThe project is located in Suzhou City, the land area of 12,386.6 square meters, two floors underground construction area of 17163.52 square meters; on the ground floor area of approximately 53,526.45 square meters, 23 floors, the roof height of about 99 meters. Pit area of approximately 9000m2, a circumference of approximately 385m (129 77.5m), excavation depth of 10.6m. The impact on the surrounding environment can be set at one.Foundation Pit is the excavation of an underground space below the surface and a coordinated support system. Bracing of foundation pit is to ensure that excavation a nd foundation construction for the smooth and safe environment Foundation Pit and u sed the pit retaining wall reinforcement and protection.Bracing of Foundation Pit structure is the structural safety of temporary reserves are smaller, more risk. Foundation pit structure has a strong regional.Excavation work s under different hydrological environmental and geological conditions are vastly. Eff ects complex excavation, excavation pit is not only necessary to ensure their own safety，but also to effectively control the pit surrounding strata.Keywords：The foundation pit; Equivalent beam method; Precipitation; Monitoring101.1 基坑工程概况1 基坑设计方案综合说明这是一项位于江苏苏州市内的工程建设项目，该工程总占地面积为1238.6，地面下建筑有两层，建筑占地面积有17163.52，地面下的建筑面积为 53526.45，改建筑有二十三层，顶层屋面有99m。基坑总面积有九千。总周 长达到12977.5m=385m，基坑的深度达到10.6m深。建筑基坑东北两方向靠近城 市主干道，南侧方向临近河道，西侧方向存有建筑物，基坑周边有多种地下设施， 北方向有燃气管线，距离电铁塔较近。基坑附近环境相对复杂，对附近环境的影 响可定为一级。1.2 工程地质概况（1)地基土构成 场地内岩土层划分及分布如下：2杂填土：灰黄色夹灰黑色，松散，主要为粘性土夹石块（最大直径达0.4m）、 砖块、道渣等组成，成分不均，局部含混凝土块，层厚1.505.00 m，层底标高- 1.501.58m，压缩性不均，工程特性差。淤泥质粉质粘土：灰黑灰色，流塑。上部夹泥炭质土，具淤臭味。该土 层拟建场地除SC2孔处及附近处缺失外均有分布，层厚0.303.20m，层底标高- 2.80-0.22m，压缩性高，灵敏度为5，为高灵敏土，工程特性差。1粘土：暗绿色灰黄色，可塑硬塑，含少量铁锰结核，夹灰色条纹，含 灰色条文。该土层场地内均有分布，层厚1.804.20m，层底标高-4.85-3.91m，压 缩性中等，工程特性较好。2粉质粘土：灰黄色，可塑软塑，上部含少量铁锰氧化斑，夹灰色条纹， 下部夹粉土薄层。该土层场地内均有分布，层厚2.004.00m，层底标高-8.34- 6.43m，压缩性中等，工程特性中等。1粉土夹粉质粘土：灰色，稍中密，很湿，层理发育。该土层场地内均有 分布，层厚4.206.00m，层底标高-13.15-11.97m，压缩性中等，工程特性中等。2粉砂夹粉土：灰色，中密密实，饱和，夹粉质粘土薄层。该土层场地内 均有分布，层厚3.806.20m，层底标高-18.51-16.51m，压缩性中等，工程特性中 等。粉质粘土：灰色，软塑流塑，含有机质条纹，夹薄层粉土。该土层场地 内均有分布，层厚18.3020.30m，层底标高-37.55-36.55m，压缩性中等偏高，工 程特性一般。粉土：灰色，密实，很湿，夹粉质粘土薄层。该土层场地内均有分布，层厚2.404.70m，层底标高-41.51-39.61m，压缩性中等偏低，工程特性较好。粉质粘土：灰色，软塑流塑，夹有少量有机质条纹。该土层场地内均有 分布，层厚11.5013.80m，层底标高-53.91-52.52m，压缩性中等，工程特性中等。（2)地下水 本次勘察深度内共揭露3层地下水，类型分别为：A、孔隙潜水；B、微承压水；C、承压水。 微承压水主要赋存于层土中，该层夹粉质粘土，富水性、透水性一般，补给来源为地下迳流补给，排泄方式以地下迳流及人工抽吸为主。根据我院在场地 西北角勘察时现场抽水试验结果，层土渗透系数平均值分别为1.8710-3cm/s， 根据工程地质手册（第四版）评判，属“弱透水”级，设计使用时建议按2.0010- 3cm/s取值。勘察期间实测微承压水头标高在1.101.11m，随季节变化地下水位有 升降，年变幅0.80m左右。承压水主要赋存于粉土中，补给来源主要为承压水的越流补给及地下迳 流补给，其富水性及透水性均较好。勘察期间实测得其稳定水位标高为-2.80m。 结合区域水文资料，综合建议承压水水头标高取-2.50m。1.3 设计原则根据基坑等级的划分进行设计；需要先行检测调查项目工程场地的水文地质和工程地质情况及附近的环 境，再确定下设计方案选择；预先做好因为基础开挖、附近地面、地面下方建筑物和管道设计线路发 生变形的应对措施；尽量确保施工、地下室渗水和开挖的方便；加强施工管理，提高生产效率，优化方案，保证安全，使得工程造价经济 合理。要尽可能考量项目的特点和现场附近环境，尽最大可能地减少项目施工 时对城市交通、环境卫生、市容秩序、已有安全设施和周边人员的生活所带来的 不变和影响。必须遵从“安全第一”的要求，采取实时监控的方法和及时反映制度的 指挥项目进度，保证环境和附件构筑体以及施工的安全。1.4 设计基本要求基坑支护应该满足两种极限状态的要求，即承载能力极限状态和正常使用极 限状态。所谓承载能力极限状态，对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，出现较大范围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构 出现这种极限状态的。而正常使用极限状态则是指支护结构的变形或是由于开挖 引起周边土体产生的变形过大，影响正常使用，但未造成结构的失稳。因此，基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数，不致使支 护产生失稳，而在保证不出现失稳的条件下，还要控制位移量，不致影响周边建 筑物的安全使用。因而，作为设计的计算理论，不但要能计算支护结构的稳定问 题，还应计算其变形，并根据周边环境条件，控制变形在一定的范围内。一般的支护结构位移控制以水平位移为主，主要是水平位移较直观，易于监 测。水平位移控制与周边环境的要求有关，这就是通常基坑规范中所谓的基坑安 全等级的划分。一般最大水平位移在30mm内地面不致有明显的裂缝，当最大水 平位移在40-50mm内会有可见的地面裂缝，因此一般的基坑最大水平位移应控制 不大于50mm为宜，否则会产生较明显的地面裂缝和沉降，感观上会产生不安全 的感觉。1.5 设计依据1.地下室建筑、结构施工图纸；2.岩土工程勘察报告 （勘察编号：2014033）（江苏省岩土工程勘察设计 研究院）；3.建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)；4.建筑结构荷载规范（GB50009-2012）；5.钢结构设计规范GB50017-20136.混凝土结构设计规范GB50010-20107.建筑桩基技术规范 JGJ94-20088.钻孔灌注桩施工技术规程 DG/TJ08-202-20079.建筑基坑支护技术规程（JGJ1202012）；10.建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）；11.其它相关的规范、规程和技术标准。1.6 支护方案的选择1.6.1 本工程可以采用的支护方案1.深层搅拌水泥土围护墙： 深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无 支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工 中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加 墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境 允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境2.土钉墙 ： 土钉墙是一种边坡稳定式的支护，其作用与被动的具备挡土作用的围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙 主要用于土质较好地区,我国华北和华东北部一带应用较多,目前我国南方地区亦 有应用,有的已用于坑深10m以上的基坑,稳定可靠、施工简便且工期短、效果较 好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。采用土钉墙的一般要求：土钉墙 可适用于塑，不塑或坚硬的粘性土；在有地下水的土层中，土钉支护应该在充 分降排水的前提下采用；土钉墙容易引起土体位移，采用土钉墙支护应慎重 考虑，墙体变形对周围环境的影响。3.排桩支护 基坑开挖时，对不能放坡或由于场地限制不能采用搅拌桩支护，开挖深度在610m左右时，即可采用排桩围护。排桩可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制 钢筋混凝土板桩或钢板桩等。当基坑开挖深度较大时，可设置多道支撑，以减少 内力,采用冲钻孔桩能够穿越条石、旧基础。在护壁桩间做旋喷帷幕达到止水的效 果，但由于基坑开挖深度大，护壁不可能采用锚拉或内支撑，锚杆无法施工，也 无法采用锚拉，南北两侧亦无法对称采用排桩，在设立支护时没有合适的支护方 式。1.6.2 方案的比较及选用根据本工程的特点，设计时此基坑有可能采用的几种支护形式从技术上和经 济上进行了分析比较。采用钻孔灌注桩作为挡土结构、深层水泥搅拌桩为止水帷幕及结合两道钢筋 混凝土内支撑的支护形式。优点：钻孔灌注桩施工容易、造价较低，目前此种技术比较成熟。另深层水 泥搅拌桩为止水帷幕时有好的效果防水。混凝土内支撑刚度大、变形小，在所有 平面布置形式的支撑中最具有控制变形能力。此时支护结构有一定的安全性和经 济性。缺点：主体结构深度太大，地下水位较高，施工难度较大。2.1 土压力系数计算2 基坑支护结构计算主动土压力系数： 杂填土：Ka1 = tan2 (45 1 ) = tan241 = 0.76 2淤泥质粉质黏土: Ka2 = tan2 (45 1 1 ) = tan241 = 0.76 2黏土: Ka3 = tan2 (45 ) = tan238.45 = 0.63 21 粉质黏土: Ka4 = tan2 (45 ) = tan237.84 = 0.60 21 粉土夹粉质黏土: Ka5 = tan2 (45 被动土压力系数： ) = tan229.88 = 0.33 2杂填土：Kp1 = tan2 (45 +1 ) = tan249 = 1.32 2淤泥质粉质黏土: Kp2 = tan2 (45 +1 1 ) = tan249 = 1.32 2黏土: Kp3 = tan2 (45 +) = tan251.55 = 1.59 21 粉质黏土: Kp4 = tan2 (45 +) = tan252.16 = 1.66 21 粉土夹粉质黏土: Kp5 = tan2 (45 +2.2计算点选择) = tan260.12 = 3.03 2图 2.1通过划分，计算面分为：ABC,CDE,EFG,GHA 这四个段面，各计算点分别 为：B,D,F,H 这三各点。 2.3ABC 断面支护结构设计计算表 2.1 土层参数取值层号土类名称层厚重度黏聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土4.8017.31082淤泥质粉质黏土2.8016.71283粉质黏土3.8019.945.2913.14粉质黏土3.5019.327.7814.325粉土夹粉质黏土4.0019.06.5330.242.3.1 土压力强度计算（1）主动土压力计算：1c1 = 10KPaj1 = 8Ka1 = 0.756杂填土（ 4.8m ）： g= 17.3kN / m3；Ka1= 0.869 。判别填土中是否存在拉应力区：z01=- q =2 10- 20= 0.174mg12c1Ka1g117.3 0.86917.3基坑外侧竖向应力标准值：a1krkok01 1s= s+ s= q + g h = 20 +17.3 4.8 = 103.04kN / m22水平荷载标准值：3ea1k = s a1k Ka1 - 2c1Ka1 = 103.04 0.756- 2 10 0.869 = 60.52kN / m淤泥质粉质黏土（2.8m）：g 2= 16.7kN / m ；c2 = 12KPa；j2 = 8；Ka 2 = 0.756 ；Ka 2= 0.869 。基坑外侧竖向应力标准值：a2ka1ks = s= 103.04kN / m2a2krk0ka1k2 2s= s+s= s+ g h =103.04 +16.7 2.8 =149.8kN / m22水平荷载标准值：2ea 2k = s a2k Ka 2 - 2c2Ka 2 = 103.04 0.756- 212 0.869 = 57.04kN / m3ea 2k = s a 2k Ka 2 - 2c2Ka 2 = 149.8 0.756 - 2 12869 = 92.39kN / m粉质黏土（3.8m)： g 3= 19.9kN / m3 ； c= 45.29KPa ；j3= 13.1 ；Ka3Ka3 = 0.630 ；= 0.794。基坑外侧竖向应力标准值：a3ka2ks = s= 149.8kN / m2a3krk0ka2k3 3s= s+s= s+ g h =149.8 +19.93.8 = 225.42kN / m22水平荷载标准值：2ea 3k = s a3k Ka3 - 2c3Ka3 = 149.8 0.630 - 2 45.29 0.794 = 22.45kN / mea 3k = s a3k Ka3 - 2c3Ka3 = 225.42 0.630 - 2 45.29 0.794 = 70.09kN / m4粉质黏土（3.5m）：g = 19.3kN / m3 ；c= 27.78KPa ；j4= 14.32 ；Ka 4= 0.603 ；Ka 44= 0.777 。基坑外侧竖向应力标准值：2sa4k= sa3k= 225.42kN / m2s a4k= s rk +s 0k= s a3k + g 4h4 = 225.42 +19.33.5 = 292.97kN / m水平荷载标准值：ea 4k= s a 4k Ka 4 - 2c4Ka 4= 225.42 0.603 - 2 27.78 0.777 = 92.75kN / m2ea 4k= s a 4k Ka 4 - 2c4Ka 4= 292.97 0.603- 2 27.78 0.777 = 133.49kN / m2粉土夹粉质黏土（ 4.00m）：g =19.0kN / m3 ； c= 6.53KPa ； j5= 30.24 ；55Ka 4 = 0.330 ；= 0.574 。Ka 4基坑外侧竖向应力标准值：2s a5k= s a4k= 292.97kN / m2sa5k= s rk + s0k= s a4k + g 5h5 = 292.97 + 9.0 4 = 328.97kN / m水平荷载标准值：2ea 5k= s a5k Ka5 - 2c5Ka5= 292.97 0.330 - 2 6.53 0.574 = 89.18kN / m2ea 5k= s a5k Ka5 - 2c5Ka5 + ua = 328.97 0.330 - 2 6.53 0.574 + 10 4 = 141.06kN / m（2被动土压力计算（第一层支撑时）：杂填土（ 0.8m ）：g = 17.3kN / m3c1 = 10KPa； j1 = 8 ；K p1 = 1.323 ；Ka11= 1.150 。作用于基坑底面以下深度 z j 处的竖向应力标准值：p2s = 0kN / m2 1k p1k= s rk + s 0k= s p1k + g1h1 = 0 + 17.3 0.8 = 13.84kN / m2水平抗力标准值：1kep= s p1k Kp1 + 2c1Kp1 = 0 + 2101.150 = 23kN / mep1k= s p1k Kp1 + 2c1K p1= 13.84 1.323 + 2 10 1.150 = 41.31kN / m22c2 = 12KPaj2 = 8K= 1.323淤泥质粉质黏土（2.8m）：g= 16.7kN / m3 ； p 2；Kp 2= 1.150 。作用于基坑底面以下深度 z j 处的竖向应力标准值：p2k2s = s P1k= 13.84kN / m2 p 2k= s rk + s 0k= s p 2k + g 2 h2 = 13.84 + 16.7 2.8 = 60.60kN / m水平抗力标准值：2kep= s p 2k Kp 2 + 2c2Kp 2= 13.841.323+ 2 121.150 = 45.91kN / m2ep 2k= s p 2k Kp 2 + 2c2Kp 2= 60.6 1.323+ 2 12 1.150 = 107.77kN / m2粉质黏土（3.8m）：g 3= 19.9kN / m3 ；c= 45.29KPa ；j3= 13.1 ；K p3 = 1.586 ；Kp33= 1.259 。作用于基坑底面以下深度 z j 处的竖向应力标准值：p3ks = s P 2 k= 60.6kN / m2 p3k= s rk + s 0k= s p3k + g 3h3 = 60.6 + 19.9 3.8 = 136.22kN / m22水平抗力标准值：3kep= s p3k Kp3 + 2c3Kp3 = 60.61.586+ 2 45.291.259 = 210.15kN / mep 3k= s p3k Kp3 + 2c3Kp3= 136.22 1.586 + 2 45.291.259 = 330.09kN / m2粉质黏土（3.5m）：g = 19.3kN / m3 ； c= 27.78KPa ； j4= 14.32 ； K p 4 = 1.657 ；Kp444= 1.287。作用于基坑底面以下深度 z j 处的竖向应力标准值：p4 k2s = s P 3k= 136.22kN / m2 p 4k= s rk + s 0k= s p 4k + g 4 h4 = 136.22 + 19.3 3.5 = 203.77kN / m2水平抗力标准值：4kep= s p 4k Kp4 + 2c4Kp 4 = 136.221.657 + 2 27.781.287 = 297.22kN / mep 4k= s p 4k Kp 4 + 2c4Kp 4= 203.77 1.657 + 2 27.781.287 = 409.15kN / m2粉土夹粉质黏土（4.00m）：g =19.0kN / m3 ； c= 6.53KPa ；j5= 30.24 ；KP455KP4 = 3.029；= 1.740 。作用于基坑底面以下深度 z j 处的竖向应力标准值：p5k2s = s P 4k= 203.77kN / m2 p5k= s rk + s 0k= s p5k + g 5h5 = 203.77 + 9.0 4 = 239.77kN / mp2水平抗力标准值：p5k2e= s p5k K p5 + 2c5K p5= 203.77 3.029 + 2 6.531.74 = 639.94kN / mep5k= s p5k Kp5 + 2c5Kp5 + up = 239.77 3.029 + 2 6.531.74 +10 4 = 788.99kN / m图2.2 土压力分布图（3）被动土压力计算（第二层支撑时）：10粉质黏土（0.8m）：g 3= 19.9kN / m3 ；c= 45.29KPa ；j3= 13.1 ；K p3 = 1.586 ；Kp33= 1.259 。作用于基坑底面以下深度 z j 处的竖向应力标准值：p2s = 0kN / m2 3k p3k= s rk + s 0k= s p3k + g 3h3 = 0 + 19.9 0.8 = 15.92kN / m2水平抗力标准值：3kep= s p3k Kp3 + 2c3Kp3 = 0 + 2 45.291.259 = 57.02kN / mep3k= s p3k Kp3 + 2c3Kp3= 15.921.586 + 2 45.291.259 = 139.29kN / m2粉质黏土（3.5m）：g = 19.3kN / m3 ； c= 27.78KPa ； j4= 14.32 ； K p 4 = 1.657 ；Kp444= 1.287。作用于基坑底面以下深度 z j 处的竖向应力标准值：p4k2s = s P3k= 15.92kN / m2 p4k= s rk + s 0k= s p4k + g 4h4 = 15.92 + 19.3 3.5 = 83.47kN / m2水平抗力标准值：214kep= s p4k Kp4 + 2c4Kp4 =15.921.657+ 2 27.781.287 = 97.89kN / mep 4k= s p4k Kp4 + 2c4Kp4= 83.47 1.657 + 2 27.781.287 = 209.82kN / m2粉 土 夹 粉 质 黏 土 （ 4.00m ）：g =19.0kN / m3 ； c= 6.53KPa ； j5= 30.24 ；KP455KP4 = 3.029；= 1.740 。作用于基坑底面以下深度 z j 处的竖向应力标准值：p5k2s = s P 4k= 83.47kN / m2 p5k= s rk + s 0k= s p5k + g 5h5 = 83.47 + 9.0 4 = 119.47kN / mp5ke= s p5k K p5 + 2c5= 83.47 3.029 + 2 6.531.74 = 245.56kN / m2K p52pep 5k = s p5k Kp5 + 2c5Kp5 + up = 119.473.029+ 2 6.531.74 +10 4 = 424.60kN / m图2.3 土压力分布图2.3.2 支反力计算c11.第一层内支撑支反力T 计算：为了简化计算，假定土压力为零的位置即为反弯点的位置。（1）基坑底面以下支护结构弯矩零点位置至第二道支撑的距离 hc1 ：图2.4 净土压力分布图由土压力图可知，反弯点在第二层土中。所以设反弯点在第二层土x米处。57.04 - 45.91 = 107.77 - 92.39 ，求得： x =1.18mx则： hc1 = 1.18 + 0.8 = 1.98m2.8 - x（2）计算支点力Tc1计算设定弯矩零点以上基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和 Eac ：Eac = 139.98 + 76.10 = 216.08kN / m其作用点离设定弯矩零点的距离：h = 139.98 2.722 + 76.10 0.56 = 1.96ma216.08计算弯矩零点位置以上基坑内侧各土层水平抗力标准值的 Epc Epc = 25.72 + 69.55 = 95.27kN / m其作用点离设定弯矩零点的距离：hp =25.721.542+ 69.55 0.54795.27= 0.816m计算支点力 Tc1 ： hT1 = 3.5m支点力为：a1h E - h E 1.96 216.08 - 0.816 95.27Tc1 =acp1pc = 63.10kNhT1 + hc12.第二层内支撑支反力Tc 2 计算：3.5 +1.98为了简化计算，假定土压力为零的位置即为反弯点的位置。（1）基坑底面以下支护结构弯矩零点位置至基坑底面的距离 hc 2 ：图2.5 净土压力分布图由土压力图可知，反弯点在第三层土中。所以设反弯点在第三层土x米处。60.06 - 57.02 = 139.29 - 70.09 ，求得： x = 0.16mx则： hc1 = 0.8 - 0.16 = 0.64m3.8 - x（2）计算支点力Tc 2计算设定弯矩零点以上基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和 Eac ： Eac = 139.98 + 209.20 + 113.54 = 462.72kN / m其作用点离设定弯矩零点的距离：h = 139.98 7.5 + 209.2 4.45 +113.54 1.33 = 4.61ma462.72计算弯矩零点位置以上基坑内侧各土层水平抗力标准值的 EpcE= 1 (57.02 + 73.47) 0.16 = 10.44kN / mpc2其作用点离设定弯矩零点的距离：= 0.16 2 57.02 + 73.47 =hp357.02 + 73.470.07m计算支点力T ： h= 10.1m, h= 6.6m sc 2T1Tc2支点力为：T= a 2 acp 2 pcc1T 1c 2 hE- hc 2E- T (h+ h )hT 2 + hc 2= 4.61 462.72 - 0.07 10.44 - 63.10 (10.1 + 0.64) = 200.93kN6.6 + 0.642.3.3 排桩桩身最大弯矩：由已算出的 Eai ， E pi 及 Tc1 、Tc 2 ，可知剪力为零的点在基坑底上部的主动土 压力层中，且在第二层土中。并知剪力为零处即是排桩桩身最大弯矩处。设剪力为零的点在4.8m以下 x 米（即第一层杂填土下 x 米），令 xm = 4.8 + x ，xm 为基坑顶到剪力为零的点的距离。 剪力为零对应的第二层土处的土压力：eaxm= s axm Ka 2 - 2ca 2= 12.63x + 57.04Ka 2+ ua此层土处的土压力： Eaxm= (57.04 + 57.04 + 12.63x) x = 57.04x + 6.31x22因为距基坑顶为 xm 处的剪力为零，则有：T - Ea1 - Eaxm = 0264.03 - 139.98 - 57.04x - 6.31x2 = 0整理得： 6.31x2 + 57.04x -124.05 = 0 ；2解得： x = 1.81m ，故 Eaxm = 57.04x + 6.31x= 123.91kN其作用点离剪力为零点的距离： haxc =1.81 32 57.04 + 79.957.04 + 79.9= 0.85m该土压力的作用点到剪力为零的点的距离为： yaxc= 0.85m由于最大弯矩点就是剪力为零的点，即 xm ，所以 xm = 4.8 +1.81 = 6.61m最大弯矩可表示为：M max = T yt - Ea1 y1 - Eaxm yaxm= 63.1 6.11+ 200.93 2.61-139.98 3.35 -123.91 0.85= 335.71kN m2.3.4 排桩配筋灌注桩直径取800mm，钢筋混凝土强度等级为C30，环境类别为二级，钢筋 采用HRB400的级钢筋。桩的最小保护层厚度取50mm。桩身间距为1000mm。则： rs = 400 - 50 = 350mm 。 根据基坑支护技术规程B.0.1，排桩配筋公式为：M 2 f Ar3 csin 3 pap+ f y Asrssinpa + sinpatp（2-1）af A(1- sin 2pa ) + (a - a ) fA = 0 （2-2）c2paty sat = 1.25 - 2a （2-3） 式中： M 桩的抗弯承载力（ N mm ）；A 支护桩的横截面面积（ mm2 ）；sA 全部纵向钢筋的截面面积（ mm2 ）；r 桩体半径（mm）；rs 纵向钢筋所在的圆周半径， rs = r - a ，a为保护层厚度（mm）；a 对应于受压区混凝土截面面积的圆心角（ rad )与 2p 的比值；a t 纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积比值；2f y 钢筋强度设计值（ N / mm ）；2fc 混凝土轴心抗压强度设计值（ N / mm ）；求得：a = 0.262， As= 3403.85mm2选用10C25， As= 4910mm24910最小配筋率： r =7002 p4= 1.270 0 rmin = 0.420 0 ，满足要求。桩身螺旋箍筋按构造要求配筋：采用A8螺旋箍，箍筋间距200mm。桩顶以下4m内箍筋加密，间距100mm。桩身加强筋配筋：采用2C14间距为2000mm。2.3.5 抗倾覆验算M Ep + MT KM单排桩的倾覆稳定性应符合下式规定：s （2-4）Ea基坑为一级基坑，抗倾覆稳定安全系数 Ks = 1.25 ，第一道内支撑选用：700mm 700mm；第二道内支撑选用： 700mm800mm根据混凝土结构设计规范6.2.15条规定可知，内支撑的结构抗力T：T1 = 0.9jfc A = 0.9 0.8814.3 700 700/ 9 = 617kNT 2 = 0.9jfc A = 0.9 0.8814.3 700800/ 9 = 705kN基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和 Eac ：Eac = 139.98 + 209.20 +175.83+ 360.92 + 460.48 = 1437.49kN / m其作用点离桩底的距离：h = 139.98 15.642 + 209.2 12.59 +175.83 9.074 + 360.92 1.694 + 460.48 1.85 = 5.48ma1437.49基坑内侧各土层水平抗力标准值的 Epc ： Epc = 78.52 + 538.49 + 1340.32 = 1957.33kN / m其作用点离桩底的距离：hp =78.52 7.84 + 538.49 5.54 +1340.321.821957.33= 3.08mM Ep + M T = 1957.33 3.08 + 617 18.5 + 70514.9 = 3.55 K= 1.2MEa1437.49 5.48s，满足要求。2.3.6 抗隆起稳定性验算根据基坑支护技术规程4.2.4规定： 该基坑为一级基坑，取抗隆起稳定安全系数 Kb = 1.8 ；17.3 4.8 + 16.7 2.8 + 19.9 3.8 + 19.3 3.5 + 19.0 42g m1 =g m 2 =18.919.9 0.8 +19.3 3.5 +19.0 48.3= 18.46kN / m= 19.2kN / m2N = tan 2 (45 + j )ep tanjq2= tan 2 (45 + 15.12) 2.733.14tan 30.24 = 19.04Nc = (Nq-1)1tanj= 18.041tan 30.24= 30.95则抗隆起稳定性安全系数：bg m 2ld N q + cN c = 19.2 8.6 19.04 + 6.53 30.95 = 9.37 K= 1.8g m1 (h + ld ) + q0故满足要求。18.46 18.9 + 20式中： Kb 抗隆起安全系数；安全等级为一级、二级、三级的支护结构，Kb 分别不应小于1.8、1.6、1.4；g m1 、g m 2 分别为基坑外、基坑内挡土构件底面以上土的天然重度；对多 层土，取各层土按厚度加权的平均重度；ld 挡土构件的嵌固深度（m）；h 基坑深度（m）；q0 地面均布荷载（ kPa ）；Nc 、 Nq 承载力系数；c 、j 分别为挡土构件底面以下土的粘聚力、内摩擦角；2.4CDE 断面支护结构设计计算表 2.2 土层参数取值层号土类名称层厚重度黏聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土3.5017.31082淤泥质粉质黏土3.2016.71283粉质黏土3.6019.945.2913.14粉质黏土3.0019.327.7814.325粉土夹粉质黏土6.0019.06.5330.24 2.4.1 土压力强度计算（1）主动土压力计算： 第一层： 杂填土（3.5m）顶面的主动土压力强度： pa0 = qka1 2c1Ka1 = 20 0.76 2 10 0.87 = 2.2kPa 0 临界深度为： 2c1qz0 = 1Ka112 1020= 18 0.7618= 0.16(m) 杂填土（3.5m）底面的主动土压力强度： pa1 = (q + 1h1)Ka1 2c1Ka1 = (20 + 17.3 2) 0.76 2 10 0.87 = 24.10(kPa) 主动土压力为： 1Ea1 = 2 pa1(h1 z0) = 0.5 24.10 (3.5 0.16) = 40.25(kN/m) 水平抗力离该土层底端的距离： 1Z1 = 3 (3.5 0.16) = 1.11m 第二层： 淤泥质粉质粘土（3.2m）顶面的主动土压力强度： a1p= (q + 1h1)Ka2 2c2Ka2 = (20 + 17.3 3.5) 0.76 2 12 0.78 = 42.50(kPa) 淤泥质粉质粘土（3.2m）底面的主动土压力强度： pa2 = (q + 1h1 + 2h2)Ka2 2c2Ka2 = (20 + 17.3 3.5 + 16.7 3.2) 0.76 2 12 0.78 = 83.11(kPa) 主动土压力为： Ea2 =p+ pa2a1h2 =42.5 + 83.11 3.2 = 200.98（kN/m） 22水平抗力离该土层底端的距离： 第三层： Z2 =3.232 42.5 + 83.11= 1.43m 42.5 + 83.11粘土(3.6m)顶面的主动土压力强度： pa2 = (q + 1h1 + 2h2)Ka3 2c3Ka3 = (20 + 17.3 3.5 + 16.7 3.2) 0.63 2 45.29 0.79 = 12.86(kPa) 粘土(3.6m)底面的主动土压力强度： pa3 = (q + 1h1 + 2h2 + 3h3)Ka3 2c3Ka3 = (20 + 17.3 3.5 + 16.7 3.2 + 19.9 3.6) 0.63 2 45.29 0.79= 57.99(kPa) 主动土压力为： Ea3 =p+ pa3a2h3 =12.86 + 57.99 3.6 = 127.53（kN/m） 22水平抗力离该土层底端的距离： 第四层土： Z3 =3.632 12.86 + 57.99= 1.42m 12.86 + 57.99粉质粘土(3m)顶面的主动土压力强度： a3p= (q + 1h1 + 2h2 + 3h3)Ka4 2c4Ka4 = (20 + 17.3 3.5 + 16.7 3.2 + 19.9 3.6) 0.6 2 27.78 0.77= 80.60(kPa) 粉质粘土(3m)底面的主动土压力强度： pa4 = (q + 1h1 + 2h2 + 3h3 + 4h4)Ka4 2c4Ka4 = (20 + 17.3 3.5 + 16.7 3.2 + 19.9 3.6 + 19.3 3) 0.6 2 27.78 0.77 = 115.34(kPa) 主动土压力为： 20Ea4 =p+ pa4a3h4 =80.60 + 115.34 3 = 293.91（kN/m） 22水平抗力离该土层底端的距离： 第五层： 3Z4 = 3 2 80.60 + 115.34= 1.41m 80.60 + 115.34粉土夹粉质粘土(6m)顶面的主动土压力强度： a4p= (q + 1h1 + 2h2 + 3h3 + 4h4)Ka5 2c5Ka5 = (20 + 17.3 3.5 + 16.7 3.2 + 19.9 3.6 + 19.3 3) 0.33 2 6.53 0.57 = 79.52(kPa) 粉土夹粉质粘土(6m)底面的主动土压力强度： pa5 = (q + 1h1 + 2h2 + 3h3 + 4h4 + 5h5)Ka5 2c5Ka5 = (20 + 17.3 3.5 + 16.7 3.2 + 19.9 3.6 + 19.3 3 + 19 6) 0.33 2 6.53 0.57 = 117.14(kPa) 主动土压力为： a4Ea5 =p+ pa5h5 =79.52 + 117.14 6 = 589.98（kN/m） 22水平抗力离该土层底端的距离： 6Z5 = 3 2 79.52 + 117.1479.52 + 117.14= 2.81m （2）被动土压力计算（坑底） 第四层： 桩左侧坑底标高处被动土压力强度： pp 坑底 = 2c4Kp4 = 2 27.78 1.66 = 71.58Kpa 粉质粘土(2.7m)底面的主动土压力强度： pp4 = 4h4kp4 + 2c4Kp4 = 19.3 2.7 1.366 + 2 27.78 1.66 = 142.77Kpa30被动土压力为： pp 坑底 + pa471.58 + 142.77Ep4 =h4 =22 2.7 = 289.37（kN/m） 水平抗力离该土层底端的距离： 第五层： Z3k =2.73 2 71.58 + 142.7771.58 + 142.77= 1.20m 粉土夹粉质粘土(6m)顶面的被动土压力强度： pp4 = 4h4kp5 + 2c5Kp5 = 19.3 2.7 3.03 + 2 6.53 3.03 = 180.63Kpa 粉土夹粉质粘土(6m)底面的被动土压力强度： pp5 = （ h4 + h5）kp5 + 2c5Kp5 = （19.3 2.7 + 19 6） 3.03 +452 6.53 3.03 = 526.05Kpa 被动土压力为： pp4 + pa5180.63 + 526.05Ep5 =h5 =22 6 = 2120.04（kN/m） 水平抗力离该土层底端的距离： 6 Z4k = 3 2 180.63 + 526.05180.63 + 526.05= 2.48m 图 2.6 土压力分布图2.4.2 支撑轴力计算：外侧地面附加荷载 q 取 20kPa 而与此同时基坑的实际挖深达到 10.6 米计算 时以 G2 孔为例。计算过程分为三步：第一步：基坑开挖至 B 点下一定深度处（考虑到施工机械要求，设为 0.5m）， 由于开挖深度不大，此处不再进行计算。第二步：第一层支撑施工完毕后，基坑继续开挖至 C 点下 0.5m 处，此时， 支护结构处于单支点支护状态，开挖深度 h=8m。第三步：二层完毕，开挖深度 h=10m。 (1)第二步施工，h=8m，单支撑点， Ea1 距开挖面的距离为：图 2.7 第二步计算简图b1 = 1.11 + 4.5 = 5.61m Ea2 距开挖面的距离为：b2 = 1.43 + 1.3 = 2.73m Ea3 距开挖面的距离为：b3 =1.332 12.86 + 29.15= 0.57m 12.86 + 29.15开挖面以下深度 u 处的主动土压力强度为 Pa=29.15+12.54u（假设还在第三层土内）开挖面处的被动土压力强度为 2ck p3 =114.21 kpak p3开挖面以下深度 u 处的被动土压力强度为:Pp=2c+ g 3 uk p3 =114.21+31.64u则u =PaE= 0m r= 2，满足要求。 A4002min桩身螺旋箍筋按构造要求配筋：采用 A8 螺旋箍，箍筋间距 200mm。桩顶以下 4m 内箍筋加密，间距 100mm。桩身加强筋配筋：采用 2C14 间距为 2000mm。 2.4.6 整体稳定验算土体整体稳定采用瑞典条分法，条分法中土条宽度为 0.5m。验算公式如 下：Ks = minKs,1, Ks,2 , Ks,i cjlj + (qjbj + Gj) cos j ujlj tan j + Rk,kcos(k + k) + vSx,kK =(qjbj + Gj) sin j式中：Ks圆弧滑动稳定安全系数Ks,i第 i 个圆弧滑动安全系数cj，j第 j 土条滑弧面处土的粘聚力（kPa）、内摩擦角（）bj第 j 土条的宽度（m）Rk，k第 k 层土钉或锚杆对圆弧滑动体的极限拉力值（kN）Gj第 j 土条的自重（kN）sx，k第 k 层土钉或锚杆的水平间距（m）v计算系数式中各参数如图：图 2.9 整体稳定性验算简图因此，计算得：Ks =1.331.3。即满足要求。 2.4.7 抗倾覆验算根据建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012） Ks在 L=17.6m 处，即基坑面下 17.6-10.6=7m 处 = MEp + MTM Ea 1.20 ，pa5 = (20 + 17.3 3.5 + 16.7 3.2 + 19.9 3.6 + 19.3 3 + 19 1.7) 0.33 2 6.53 0.57 = 90.18kPa(79.52 + 90.18) 1.7Ea5 =ha5 =1.73= 144.25kN/m22 79.52 + 90.18= 0.83m79.52 + 90.18pp5 = （19.3 2.7 + 19 1.7） 3.03 + 2 6.53 3.03 = 278.50Kpa 180.63 + 278.50Ep5 =1.7 1.7 = 390（kN/m） 22 180.63 + 278.5对桩底取矩： hp5 = 3 = 0.79m180.63 + 278.5 Ea = 40.25 + 200.98 + 127.53 + 293.91 + 144.25 = 806.92kN/m Mmax = ha Ea40.25(8.21 + 7) + 200.98(5.33 + 7) + 127.53(1.42 + 4.7)= 806.92293.91(1.41 + 1.7) + 144.25 0.83+806.92 806.92= 4797.93kN m/m Mp + MT = 390 0.79 + 289.37 (1.2 + 1.7) + 63.58 (8.6 + 7) + 343.07 (3.1 + 7) = 5604.13kN m/m Ks = MEp + MTMEa5604.13= 1.22 1.2 满足要求 4797.932.4.8 抗隆起验算：采用同时考虑 c,f 的抗隆起验算公式： Ksg D N + c N= 2qc g1 (H + D) + q桩入土深度范围内土层参数加权平均： 17 . 3 3. 5 + 16 . 7 3. 2 + 19 . 9 3 . 6 + 19 . 3 3 + 19 1. 731 = 18.4kN/m3.5 + 3.2 + 3.6 + 3 + 1.72 = 19kN/m3，D=7m，H=10.6m，c=6.53kPa，q=20kPa/mNq = tan2(45 +) e tan = 18.912Nc = (Nq 1)/ tan =30.723Ks =19718.91+6.5330.723 = 5.7521.8 满足要求18.4(10.6+7)+202.5 EFG 断面支护结构设计计算表 2.3 土层参数取值层号土类名称层厚重度黏聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土2.4017.31082淤泥质粉质黏土2.5016.71283粉质黏土4.2019.945.2913.14粉质黏土3.4019.327.7814.325粉土夹粉质黏土5.7019.06.5330.242.5.1 土压力强度计算（1）主动土压力计算： 第一层： 杂填土（2.4m）顶面的主动土压力强度： pa0 = qka1 2c1Ka1 = 20 0.76 2 10 0.87 = 2.2kPa 0 临界深度为： 2c1q2 1020z0 = 1Ka11= 18 0.7618= 0.16(m) 杂填土（2.4m）底面的主动土压力强度： pa1 = (q + 1h1)Ka1 2c1Ka1 = (20 + 17.3 2.4) 0.76 2 10 0.87 = 29.36(kPa) 主动土压力为： 1Ea1 = 2 pa1(h1 z0) = 0.5 29.36 (2.4 0.16) = 32.88(kN/m) 水平抗力离该土层底端的距离： 1Z1 = 3 (2.4 0.16) = 0.75m 第二层： 淤泥质粉质粘土（2.5m）顶面的主动土压力强度： a1p= (q + 1h1)Ka2 2c2Ka2 = (20 + 17.3 2.4) 0.76 2 12 0.78 = 28.04(kPa) 淤泥质粉质粘土（2.5m）底面的主动土压力强度： pa2 = (q + 1h1 + 2h2)Ka2 2c2Ka2 = (20 + 17.3 2.4 + 16.7 2.5) 0.76 2 12 0.78 = 59.77(kPa) 主动土压力为： 30Ea2 =p+ pa2a1h2 =28.04 + 59.77 2.5 = 109.76（kN/m） 22水平抗力离该土层底端的距离： 第三层： Z2 =2.532 28.04 + 59.77= 1.10m 28.04 + 59.77粘土(4.2m)顶面的主动土压力强度： pa2 = (q + 1h1 + 2h2)Ka3 2c3Ka3 = (20 + 17.3 2.4 + 16.7 2.5) 0.63 2 45.29 0.79 = 6.50(kPa) 粘土(4.2m)底面的主动土压力强度： pa3 = (q + 1h1 + 2h2 + 3h3)Ka3 2c3Ka3 = (20 + 17.3 2.4 + 16.7 2.5 + 19.9 4.2) 0.63 2 45.29 0.79= 46.16(kPa) 主动土压力为： Ea3 =p+ pa3a2h3 =6.5 + 46.16 4.2 = 83.29（kN/m） 22水平抗力离该土层底端的距离： 第四层土： Z3 =4.2= 1.4m 3粉质粘土(3.4m)顶面的主动土压力强度： a3p= (q + 1h1 + 2h2 + 3h3)Ka4 2c4Ka4 = (20 + 17.3 2.4 + 16.7 2.5 + 19.9 4.2) 0.6 2 27.78 0.77= 69.33(kPa) 粉质粘土(3.4m)底面的主动土压力强度： pa4 = (q + 1h1 + 2h2 + 3h3 + 4h4)Ka4 2c4Ka4 = (20 + 17.3 2.4 + 16.7 2.5 + 19.9 4.2 + 19.3 3.4) 0.6 2 27.78 0.77 = 112.59(kPa) 主动土压力为： 33Ea4 =p+ pa4a3h4 =69.33 + 112.59 3.4 = 309.26（kN/m） 22水平抗力离该土层底端的距离： 第五层： 3Z4 = 3 2 69.33 + 112.59= 1.38m 69.33 + 112.59粉土夹粉质粘土(5.7m)顶面的主动土压力强度： a4p= (q + 1h1 + 2h2 + 3h3 + 4h4)Ka5 2c5Ka5 = (20 + 17.3 2.4 + 16.7 2.5 + 19.9 4.2 + 19.3 3.4) 0.33 2 6.53 0.57 = 75.87(kPa) 粉土夹粉质粘土(5.7m)底面的主动土压力强度： pa5 = (q + 1h1 + 2h2 + 3h3 + 4h4 + 5h5)Ka5 2c5Ka5 = (20 + 17.3 2.4 + 16.7 2.5 + 19.9 4.2 + 19.3 3.4 + 19 5.7) 0.33 2 6.53 0.57 = 111.61(kPa) 主动土压力为： a4Ea5 =p+ pa5h5 =75.87 + 111.61 5.7 = 534.32（kN/m） 22水平抗力离该土层底端的距离： Z5 =5.73 2 79.52 + 117.1479.52 + 117.14= 2.67m （2）被动土压力计算（坑底） 第四层： 桩左侧坑底标高处被动土压力强度： pp 坑底 = 2c4Kp4 = 2 27.78 1.66 = 71.58Kpa 粉质粘土(1.9m)底面的主动土压力强度： pp4 = 4h4kp4 + 2c4Kp4 = 19.3 1.9 1.366 + 2 27.78 1.66 = 121.68Kpa被动土压力为： Ep4 =pp 坑底 + pa4h4 =271.58 + 121.682 1.9 = 183.60（kN/m） 水平抗力离该土层底端的距离： 第五层： Z3k =1.93 2 71.58 + 121.6871.58 + 121.68= 0.87m 粉土夹粉质粘土(5.7m)顶面的被动土压力强度： pp4 = 4h4kp5 + 2c5Kp5 = 19.3 1.9 3.03 + 2 6.53 3.03 = 133.84Kpa 粉土夹粉质粘土(5.7m)底面的被动土压力强度： pp5 = （ h4 + h5）kp5 + 2c5Kp5 = （19.3 1.9 + 19 5.7） 3.03 +452 6.53 3.03 = 461.99Kpa 被动土压力为： pp4 + pa5133.84 + 461.99Ep5 =h5 =22 5.7 = 1698.12（kN/m） 水平抗力离该土层底端的距离： Z4k =5.73 2 133.84 + 461.99= 2.33m 133.84 + 461.99图 2.10 土压力计算简图2.5.2 支撑轴力计算：外侧地面附加荷载 q 取 20kPa 而与此同时基坑的实际挖深达到 10.6 米计算 时以 G2 孔为例。计算过程分为三步：第一步：基坑开挖至 B 点下一定深度处（考虑到施工机械要求，设为 0.5m）， 由于开挖深度不大，此处不再进行计算。第二步：第一层支撑施工完毕后，基坑继续开挖至 C 点下 0.5m 处，此时， 支护结构处于单支点支护状态，开挖深度 h=8m。第三步：二层完毕，开挖深度 h=10m。 (1)第二步施工，h=8m，单支撑点， Ea1 距开挖面的距离为：图 2.11 第二步计算步骤b1 = 0.75 + 5.6 = 6.35m Ea2 距开挖面的距离为：Ea3 距开挖面的距离为：b2 = 1.1 + 3.1 = 4.2m 3.1b3 = 1.03m 3开挖面以下深度 u 处的主动土压力强度为 Pa=32.36+12.54u（假设还在第三层土内）开挖面处的被动土压力强度为 2ck p3 =114.21 kpak p3开挖面以下深度 u 处的被动土压力强度为:Pp=2c+ g 3 uk p3 =114.21+31.64u则u =PaE= 0m r= 2，满足要求。 A4002min桩身螺旋箍筋按构造要求配筋：采用 A8 螺旋箍，箍筋间距 200mm。桩顶以下 4m 内箍筋加密，间距 100mm。桩身加强筋配筋：采用 2C14 间距为 2000mm。 2.5.6 整体稳定验算土体整体稳定采用瑞典条分法，条分法中土条宽度为 0.5m。验算公式如 下：Ks = minKs,1, Ks,2 , Ks,i cjlj + (qjbj + Gj) cos j ujlj tan j + Rk,kcos(k + k) + vSx,kK =(qjbj + Gj) sin j式中：Ks圆弧滑动稳定安全系数Ks,i第 i 个圆弧滑动安全系数cj，j第 j 土条滑弧面处土的粘聚力（kPa）、内摩擦角（）bj第 j 土条的宽度（m）Rk，k第 k 层土钉或锚杆对圆弧滑动体的极限拉力值（kN）Gj第 j 土条的自重（kN）sx，k第 k 层土钉或锚杆的水平间距（m）v计算系数式中各参数如图：图 2.13 整体稳定性验算简图因此，计算得：Ks =1.311.3。即满足要求。 2.5.7 抗倾覆验算根据建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012） Ks在 L=17.6m 处，即基坑面下 17.6-10.6=7m 处 = MEp + MTM Ea 1.20 ，pa5 = (20 + 17.3 2.4 + 16.7 2.5 + 19.9 4.2 + 19.3 3.4 + 19 4.5) 0.33 2 6.53 0.57 = 104.09kPa(75.87 + 90.18) 4.5Ea5 =ha5 =4.53= 373.61kN/m22 75.87 + 90.18= 2.19m75.87 + 90.18pp5 = （19.3 1.9 + 19 4.5） 3.03 + 2 6.53 3.03 = 392.91Kpa 133.84 + 392.91Ep5 =4.5 1.7 = 447.74（kN/m） 22 133.84 + 392.91hp5 = 3 对桩底取矩： = 1.88m133.84 + 392.91 Ea = 32.88 + 109.76 + 83.29 + 309.26 + 447.74 = 982.93kN/m Mmax = ha Ea32.88(8.95 + 7) + 109.76(6.8 + 7) + 83.29(2.9 + 7)= 982.93309.26(1.38 + 5.1) + 373 2.19+ 982.93 = 4957.45kN m/m 982.93 Mp + MT = 447.74 1.88 + 183.6 (1.2 + 1.7) + 107.94 (8.6 + 7)+ 128.57 (3.1 + 7) = 6048.09kN m/m Ks = MEp + MTMEa6048.09= 1.22 1.2 满足要求 4957.452.5.8 抗隆起验算：采用同时考虑 c,f 的抗隆起验算公式： Ksg D N + c N= 2qc g1 (H + D) + q桩入土深度范围内土层参数加权平均： 17 . 3 2. 4 + 16 . 7 2. 5 + 19 . 9 4. 2 + 19 . 3 3 . 4 + 19 4 . 531 = 18.7kN/m2.5 + 2.4 + 4.2 + 3.4 + 4.52 = 19kN/m3，D=7m，H=10.6m，c=6.53kPa，q=20kPa/mNq = tan2(45 +) e tan = 18.912Nc = (Nq 1)/ tan =30.723Ks =19718.91+6.5330.723 = 5.2091.8 满足要求18.4(10.6+7)+202.6 GHA 断面支护结构设计计算表 2.4 土层参数取值层号土类名称层厚重度黏聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土2.6017.31082淤泥质粉质黏土3.0016.71283粉质黏土3.6019.945.2913.14粉质黏土3.5019.327.7814.325粉土夹粉质黏土5.8019.06.5330.242.6.1 土压力强度计算（1）主动土压力计算： 第一层： 杂填土（2.6m）顶面的主动土压力强度： pa0 = qka1 2c1Ka1 = 20 0.76 2 10 0.87 = 2.2kPa 0 40临界深度为： 2c1q2 1020z0 = 1Ka11= 18 0.7618= 0.16(m) 杂填土（2.6m）底面的主动土压力强度： pa1 = (q + 1h1)Ka1 2c1Ka1 = (20 + 17.3 2.6) 0.76 2 10 0.87 = 31.98(kPa) 主动土压力为： 1Ea1 = 2 pa1(h1 z0) = 0.5 31.98 (2.6 0.16) = 39.02(kN/m) 水平抗力离该土层底端的距离： 1Z1 = 3 (2.6 0.16) = 0.81m 第二层： 淤泥质粉质粘土（3.0m）顶面的主动土压力强度： a1p= (q + 1h1)Ka2 2c2Ka2 = (20 + 17.3 2.6) 0.76 2 12 0.78 = 30.66(kPa) 淤泥质粉质粘土（3.0m）底面的主动土压力强度： pa2 = (q + 1h1 + 2h2)Ka2 2c2Ka2 = (20 + 17.3 2.6 + 16.7 3) 0.76 2 12 0.78 = 68.74(kPa) 主动土压力为： 48Ea2 =p+ pa2a1h2 =30.66 + 68.74 3 = 149.1（kN/m） 22水平抗力离该土层底端的距离： 第三层： 3Z2 = 3 2 30.66 + 68.74= 1.31m 30.66 + 68.74粘土(3.6m)顶面的主动土压力强度： pa2 = (q + 1h1 + 2h2)Ka3 2c3Ka3 = (20 + 17.3 2.6 + 16.7 3.0) 0.63 2 45.29 0.79 = 0.94(kPa) 粘土(3.6m)底面的主动土压力强度： pa3 = (q + 1h1 + 2h2 + 3h3)Ka3 2c3Ka3 = (20 + 17.3 2.6 + 16.7 3.0 + 19.9 3.6) 0.63 2 45.29 0.79= 46.08(kPa) 主动土压力为： pEa3 =a2+ pa3h3 =0.94 + 46.08 3.6 = 84.64（kN/m） 22水平抗力离该土层底端的距离： 第四层土： Z3 =3.6(32 0.94 + 46.08) = 1.22m 0.94 + 46.08粉质粘土(3.5m)顶面的主动土压力强度： a3p= (q + 1h1 + 2h2 + 3h3)Ka4 2c4Ka4 = (20 + 17.3 2.6 + 16.7 3 + 19.9 3.6) 0.6 2 27.78 0.77= 69.25(kPa) 粉质粘土(3.5m)底面的主动土压力强度： pa4 = (q + 1h1 + 2h2 + 3h3 + 4h4)Ka4 2c4Ka4 = (20 + 17.3 2.6 + 16.7 3 + 19.9 3.6 + 19.3 3.5) 0.6 2 27.78 0.77 = 109.78(kPa) 主动土压力为： Ea4 =p+ pa4a3h4 =69.25 + 109.78 3.5 = 313.30（kN/m） 22水平抗力离该土层底端的距离： 第五层： Z4 =3.532 69.25 + 109.78= 1.62m 69.25 + 109.78粉土夹粉质粘土(5.8m)顶面的主动土压力强度： a4p= (q + 1h1 + 2h2 + 3h3 + 4h4)Ka5 2c5Ka5 = (20 + 17.3 2.6 + 16.7 3 + 19.9 3.6 + 19.3 3.5) 0.33 2 6.53 0.57 = 76.46(kPa) 粉土夹粉质粘土(5.8m)底面的主动土压力强度： pa5 = (q + 1h1 + 2h2 + 3h3 + 4h4 + 5h5)Ka5 2c5Ka5 = (20 + 17.3 2.6 + 16.7 3 + 19.9 3.6 + 19.3 3.5 + 19 5.8) 0.33 2 6.53 0.57 = 112.83(kPa) 主动土压力为： a4Ea5 =p+ pa5h5 =76.46 + 112.83 5.8 = 548.94（kN/m） 22水平抗力离该土层底端的距离： Z5 =5.83 2 76.46 + 112.83= 2.71m 76.46 + 112.83（2）被动土压力计算（坑底） 第四层： 桩左侧坑底标高处被动土压力强度： pp 坑底 = 2c4Kp4 = 2 27.78 1.66 = 71.58Kpa 粉质粘土(2.1m)底面的主动土压力强度： pp4 = 4h4kp4 + 2c4Kp4 = 19.3 2.1 1.366 + 2 27.78 1.66 = 126.95Kpa被动土压力为： Ep4 =pp 坑底 + pa4h4 =271.58 + 126.952 2.1 = 208.46（kN/m） 水平抗力离该土层底端的距离： 第五层： Z3k =2.13 2 71.58 + 126.9571.58 + 126.95= 0.95m 粉土夹粉质粘土(5.8m)顶面的被动土压力强度： pp4 = 4h4kp5 + 2c5Kp5 = 19.3 2.1 3.03 + 2 6.53 3.03 = 145.54Kpa 粉土夹粉质粘土(5.8m)底面的被动土压力强度： pp5 = （ h4 + h5）kp5 + 2c5Kp5 = （19.3 2.1 + 19 5.8） 3.03 +452 6.53 3.03 = 479.45Kpa 被动土压力为： pp4 + pa5145.54 + 479.45Ep5 =h5 =22 5.8 = 1812.47（kN/m） 水平抗力离该土层底端的距离： Z4k =5.8 3 2 145.54 + 479.45= 2.38m 145.54 + 479.45图 2.14 土压力分布图2.6.2 支撑轴力计算：外侧地面附加荷载 q 取 20kPa 而与此同时基坑的实际挖深达到 10.6 米计算 时以 G2 孔为例。计算过程分为三步：第一步：基坑开挖至 B 点下一定深度处（考虑到施工机械要求，设为 0.5m）， 由于开挖深度不大，此处不再进行计算。第二步：第一层支撑施工完毕后，基坑继续开挖至 C 点下 0.5m 处，此时，支护结构处于单支点支护状态，开挖深度 h=8m。第三步：二层完毕，开挖深度 h=10m。 (1)第二步施工，h=8m，单支撑点， Ea1 距开挖面的距离为：图 2.15 第二步计算简图b1 = 0.81 + 5.4 = 6.21m Ea2 距开挖面的距离为：Ea3 距开挖面的距离为：b2 = 1.1 + 3.1 = 4.2m 3.1b3 = 1.03m 3开挖面以下深度 u 处的主动土压力强度为 Pa=32.36+12.54u（假设还在第三层土内）开挖面处的被动土压力强度为 2ck p3 =114.21 kpak p3开挖面以下深度 u 处的被动土压力强度为:Pp=2c+ g 3 uk p3 =114.21+31.64u则u =PaE= 0m r= 2，满足要求。 A4002min桩身螺旋箍筋按构造要求配筋：采用 A8 螺旋箍，箍筋间距 200mm。桩顶以下 4m 内箍筋加密，间距 100mm。桩身加强筋配筋：采用 2C14 间距为 2000mm。 2.6.6 整体稳定验算土体整体稳定采用瑞典条分法，条分法中土条宽度为 0.5m。验算公式如 下：Ks = minKs,1, Ks,2 , Ks,i cjlj + (qjbj + Gj) cos j ujlj tan j + Rk,kcos(k + k) + vSx,kK =(qjbj + Gj) sin j式中：Ks圆弧滑动稳定安全系数Ks,i第 i 个圆弧滑动安全系数cj，j第 j 土条滑弧面处土的粘聚力（kPa）、内摩擦角（）bj第 j 土条的宽度（m）Rk，k第 k 层土钉或锚杆对圆弧滑动体的极限拉力值（kN）Gj第 j 土条的自重（kN）sx，k第 k 层土钉或锚杆的水平间距（m）v计算系数式中各参数如图：69图 2.17 整体稳定性验算简图因此，计算得：Ks =1.311.3。即满足要求。 2.6.7 抗倾覆验算根据建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012） Ks在 L=17.6m 处，即基坑面下 17.6-10.6=7m 处 = MEp + MTM Ea 1.20 ，pa5 = (20 + 17.3 2.4 + 16.7 2.5 + 19.9 4.2 + 19.3 3.4 + 19 4.5) 0.33 2 6.53 0.57 = 104.09kPa(75.87 + 90.18) 4.5Ea5 =ha5 =4.53= 373.61kN/m22 75.87 + 90.18= 2.19m75.87 + 90.18pp5 = （19.3 1.9 + 19 4.5） 3.03 + 2 6.53 3.03 = 392.91Kpa 133.84 + 392.91Ep5 =4.5 1.7 = 447.74（kN/m） 22 133.84 + 392.91hp5 = 3 对桩底取矩： = 1.88m133.84 + 392.91 Ea = 32.88 + 109.76 + 83.29 + 309.26 + 447.74 = 982.93kN/m Mmax = ha Ea32.88(8.95 + 7) + 109.76(6.8 + 7) + 83.29(2.9 + 7)= 982.93309.26(1.38 + 5.1) + 373 2.19+ 982.93 = 4957.45kN m/m 982.93 Mp + MT = 447.74 1.88 + 183.6 (1.2 + 1.7) + 107.94 (8.6 + 7)+ 128.57 (3.1 + 7) = 6048.09kN m/m Ks = MEp + MTMEa6048.09= 1.22 1.2 满足要求 4957.452.6.8 抗隆起验算：采用同时考虑 c,f 的抗隆起验算公式： Ksg D N + c N= 2qc g1 (H + D) + q桩入土深度范围内土层参数加权平均： 17 . 3 2. 6 + 16 . 7 3 + 19 . 9 3. 6 + 19 . 3 3 . 5 + 19 4. 931 = 18.6kN/m2.6 + 3 + 3.6 + 3.5 + 4.92 = 19kN/m3，D=7m，H=10.6m，c=6.53kPa，q=20kPa/mNq = tan2(45 +) e tan = 18.912Nc = (Nq 1)/ tan =30.723Ks =19718.91+6.5330.723 = 5.2091.8 满足要求18.4(10.6+7)+202.7 钢筋混凝土冠梁设计计算计算条件：冠梁梁截面尺寸为 b h =1100mm800mm ，混凝土强度等级为 C30，钢筋采用HRB400级，钢筋直径采用25mm，环境类别为二b类，混凝土保护 层厚度为35cm，（混凝土保护层厚度，最外侧钢筋表面至混凝土构件外表面的距f = 14.3N / mm2f =1.43N / mm2f = f = 360N / mm2离，一般指箍筋。） c， t， yy，a1 = 1 ，b1 = 0.8 ，a = 35 + d + 箍筋直径 = 35 +12.5+10 = 57.5mms2，取整为 as = 58mm ，h0 = h -as = 1100 - 58 = 1042mm 。（当混凝土等级小于等于50时，a1取1，b1取0.8 ），基坑侧壁安全等级取一级，基坑按照稳定性要求控制。（1）配筋计算：按最不利情况荷载，混凝土支撑最大水平间距 l1 = 8.40m ，单位米支反力R1 = 63.1kN / m ,基坑侧壁安全等级为一级，故 g 0 = 1.1。59M = 1 1.25 g R l 2 = 1 1.251.1 63.1 8.42 = 510.16kN m1201112M510.16106a = 0.041sa f bh 2114.3 800104221 c01- 2ase = 1-= 1-1- 2 0.041 = 0.042 eb = 0.518 ，（eb 根据钢筋强度等级和混凝土强度等级可知为0.518）sg = 1+1- 2 0.042 = 0.978（单筋矩形截面公式）2MAs =510.16106= 1390mm2 V 。= 1042 = 1.302 V =364.4kN ，截面符合要 求。验算是否需要按计算配置箍筋：0.7 ftbh0 = 0.7 1.43800 1042 = 834 V = 364.4kN ，则需要按构造配置箍筋。 选用四肢箍A8200箍筋配筋率验算：rsv= nAsvbs= 4 50.3800 200= 0.128% rsv,min= 0.24ft f yv= 0.24 1.43 = 0.0953% 。3602.8 第一道钢筋混凝土支撑设计计算第一道混凝土支撑的中心标高为0.5m，截面尺寸为 bh = 700mm700mm。 计算条件：环境类别按二b类计算，混凝土强度等级为C30，在二b类环境类别下梁、柱的混凝土保护层厚度为35cm。8.4m（45角撑），单位支撑力最大 值为 R1 = 63.1kN / m 。支撑断面采用 bh = 700mm700mm，支撑计算最大长度l =10m。混凝土线膨胀系a = 110-5 (以每度计) ，钢筋采用HRB400级，钢筋直径采用25mm，混凝土弹性模量 E= 3104 N / mm2 。 f=1.43N / mm2 ，0tg = 1.1 。a1 = 1， b1 = 0.8 ，（当混凝土等级小于等于50时，a1取1， b1取0.8a = 35 + d + 箍筋直径 = 35 + 8 + 25 = 55.5mm ，取整数为 a= 56mm ，s22sctf = 14.3N / mm2 ， f=1.43N / mm2h0 = 700 - as = 700 - 56 = 644mm ，f = f = 360N / mm2 。yy（1）支撑所受轴力的计算：1.25g 0Rsl1.25 1.1 63.110支撑轴力 N1 为： N1 = 1227kN温度应力 N3 为：sin 45sin 45N2 = 混凝土弹性模量线膨胀系数 度数支撑截面面积（按5度考虑）=3104 110-5 5 700 700 = 735000N = 735kN总的轴力： N = N1 +N2 =1227+735=1962kN（2）支撑所受弯矩的计算：支撑自重产生的偏心弯矩:q = 1.251.1 0.7 0.7 25 = 16.8M = 1 ql 2 =1 16.8102 =168.4kN m1 1010支撑施工荷载产生的偏心弯矩：M 2 =1 1.11.25 4 102 =55kN m10支撑安装引起的偏心弯矩： M3 =N 0.02=1962 0.02=39.2kN m设计弯矩 M： M总 =M1 + M 2 + M3 = 168.4 + 55 + 39.2 = 262.6kN m（3）考虑 P - d 效应 的配筋计算：h= 1+h0(lc )2 znsc1300(M 2 + e ) h=1+Na0.644 ( 10 )2 1.0=1.64（弯矩增大系数）1300 (262.6 /1962 + 0.0233)0.7Cmhns = 11.64 = 1.64 1（当Cmhns 1时，取Cmhns =1）M = Cmhns M总 = 1.64 262.6=430.7kN me0 =cmhns M N430.7 106=1962103= 219.52mm(轴向压力对截面重心的偏心距)ei = e0 + ea = 220 + 23.3 = 253.3mme = ei + h / 2 - as = 253.3 + 350 - 56 = 547.3mmN1962 103x = 196mm 1（当Cmhns 1时，取Cmhns =1）M = Cmhns M总 = 1.79 324.4=581kN me0 =cmhns M N581106= 122.4mm4747.2 103(轴向压力对截面重心的偏心距)ei = e0 + ea = 122.4 + 26.7 = 149.1mm 0.518h0 = 0.518 744 = 386mm ，（ 这是大a1 fcb 14.3 700偏压的公式用在此处属于一个近似的预判公式）属于小偏心受压 按简化计算方法计算（近似公式法）计算：e =N - eba1 fcbh0+ eNe - 0.43af bh 2b1 c0+ a f bh(b1- eb)(h0- as)1 c04747.2 103 - 0.518 114.3 700 744=4747.2 103 493.1- 0.43114.3 700 7442+114.3 700 744+ 0.518= 0.639(1- 0.518)(744 - 56)x = e h0=0 . 6 3 97 4=44 7m5m. 8Ne - af bx h - xAs = As =1 c( 02)f y(h0 - as)4747.2 103 493.1-114.3 700 475.8(744 - 475.8 / 2)=360 (744 - 56)= -281mm2 0mm2故按构造配筋，纵筋选用9C28，对称配筋，即 A= A = 5538mm2 (满足要求)。ss2.11 立柱桩设计计算按最不利情况即挖到基坑底面情况计算 立柱采用414014014组成的截面为440440的缀板式格构柱，缀板选用30042010800。其截面的特征参数分别是： 角钢14014014：24A0 = 97.6cmZ0 = 34.5mmm = 19.1kg / m4max3Ix0 = 362cmWx 0= 105cm（1）立柱上承受的竖向荷载： 立柱的长度按最不利情况即开挖至坑底时的高度，立柱顶距离第一道支撑底200mm，开挖至基坑底面时为筏板垫层底，故立柱长度取筏板垫层底面标高到立 柱顶面标高 l3 = 9.55m 。计算采用东南角立柱，此处立柱上部荷载最大。第一层支撑：（为计算方便将连系梁按主撑计算）支撑自重：N = 1.251.1 25 0.7 0.7 (11.255 +11.255) + (8.41 + 8.42) + (8.01 + 8.007)1222= 1.251.1 25 0.7 0.7 11.255 + 8.4 + 8 = 465.8kNN活荷载：2= 1.251.1 4(11.255 +11.255) + (8.41 + 8.42) + (8.01 + 8.007)222= 1.251.1 411.255 + 8.4 + 8 = 152.1kN使支撑纵向稳定所需水平力产生的竖向荷载： N3 = 0.11962=196.2kN立柱自重： N4 = 1.251 (191 9.15 4) + 缀板和柱头柱脚等构造用钢 10kN第二层支撑：（为计算方便将连系梁按主撑计算）支撑自重：N = 1.251.1 25 0.7 0.8(11.255 +11.255) + (8.41 + 8.42) + (8.01 + 8.007)1222= 1.251.1 25 0.7 0.811.255 + 8.4 + 8 = 532.4kNN活荷载：2= 1.251.1 4 (11.255 +11.255) + (8.41 + 8.42) + (8.01 + 8.007)222= 1.251.1 4 11.255 + 8.4 + 8 = 152.1kN使支撑纵向稳定所需水平力产生的竖向荷载： N3 = 0.1 4747.2=474.7kN立柱自重： N4 = 1.251(191 9.15 4) + 缀板和柱头柱脚等构造用钢 10kN支撑总荷载： N = N1 + N2 + N3 + N4 = 1983.3kN（2）支撑到基坑底之间立柱强度验算1）长细比的计算及使用长细比验算I = 35032cm4 ；整个截面绕实轴和虚轴的惯性矩相同，则他们的回转半径也 相同。i = i= 18.9cmIxA3503297.6xy立柱计算长度：l3 = 5.9m（由于存在侧向支撑，立柱的计算长度取第二道支撑到筏板垫层底的长度），缀板间距为0.8m，l = l = l/ i = 590 /18.9 = 31.2 ，对应的稳定系数jx = 0.931xy0xx用长细比验算构件的整体稳定和刚度：N1983.3103s = 218.3 f= 310j A0.931 97.6 10231.22 + (0.8 - 0.3)2222）换算长细比的计算及使用换算长细比验算 四肢格构式构件对虚轴的换算长细比的计算公式lox =lx + l1 = 31.2；loy =l 2 + l 2 = 31.2 查表得：jx = 0.93131.22 + (0.8 - 0.3)2y1( l1 单肢对平行于虚轴的形心轴的长细比，其计算长度取缀板之间的净距 离； lx 整个构件对虚轴的长细比)N1983.3103s = 218.3 1745.3kN 22（4）立柱桩配筋计算 桩身配筋为12C16， As= 3.148812 = 2411.52mm2 。3 基坑降水设计3.1 基坑止水帷幕设计计算因不透水层埋深较大，上部透水层强度较高，拟采用三轴搅拌桩作为止水帷幕， 套接一孔施工。 为减小基坑降水对周边管线及房屋影响， 基坑四周外围采用 7001000双轴水泥搅拌桩形成四面止水的帷幕，水灰比1.52.0，水泥掺量均为20%。根据建筑基坑支护技术规程C.0.2，对于均质含水层，地下水渗流的流土稳定 性应符合下式规定：66K = (2ld + 0.8D1 )g KDhg wf （3-1）K流土稳定性计算安全系数； Kf流土稳定性安全系数；安全等级为一、二、三级的基坑支护，流土稳定性，安全系数分别不应小于1.6、1.5、1.4； ld截水帷幕在基坑底面以下的长度(m)； D1潜水水面或承压水含水层顶面至基坑底面的垂直距离(m)； 土的浮重度(kN/m3)；h基坑内外的水头差(m)； w地下水重度(kN/m3)；K = (2ld + 0.8D1 )g = (2 5.25 + 0.8 7.75) 8.62 = 1.65 K= 1.5Dhg w8.7510f，满足要求。3.2 基坑降水设计计算(1) 基坑涌水量计算 本次按均质含水层潜水非完整井的基坑降水总涌水量计算公式：H 2 - h2Q = p kRh - lh ln(1+) + mln(1+ 0.2m ) （3-2）式中：Q基坑涌水量； k渗透系数； H潜水含水层厚度； R降水影响半径；r0lr0h = H + h （3-3）m2r0基坑等效半径； h降水后基坑内的水位高度； l过滤器进水部分的长度；降水井的影响半径宜通过实验或当地经验确定，也可按下式计算：R = 2swkH （3-4）由此计算基坑涌水量为：A / p11285 / 3.14r0 = 60m （A基坑面积）R = 2swkH = 2100.52 21 = 66mh = H + h = 21 +11.6 = 16.3mm22H 2 - h2Q = p kRh - lhln(1+) + mln(1+ 0.2 m )r0= p 0.52 lr0212 -11.626616.3 -116.3ln(1+) +ln(1+ 0.2 )(2)单井出水量= 323m3 / d60160管井的单井出水能力可按下式计算：3q0 = 120p rsl k （3-5）式中：q0单井出水能力； rs过滤器半径； l过滤器进水部分的长度； k含水层渗透系数；0sq = 120p r l 3 k = 120p 0.151 30.52 = 45m3 / d(3)管井数量 管井数量按下式计算：N = 1.1 Q = 1.1 323 = 8q45式中：N管井数量。 对于整个基坑N=8，但根据工程经验以及施工要求，需要将管井在基坑内进行满布，所以实际N=35。4 施工及监测措施基坑工程的安全性应以安全可靠的设计为前提，以优质的施工质量为保证，方能 确保基坑工程的万无一失；其中施工作为所有工序中非常重要的一个环节，必须在各 项控制指标、关键节点的保证等方面形成一套完整的操作与管理体系，才能将设计意 图完美地体现出来，因此，施工工艺的控制就显得尤为重要，详细的施工工艺参照施 工组织方案。4.1 灌注桩施工1.钻孔灌注桩桩的定位和桩底及桩顶标高必须严格控制。2.施工单位应充分了解本工程地质条件，在灌注桩成孔过程中，施工方应采取有 效措施，防止孔壁坍塌、桩体缩径等，确保成桩质量。3.钻孔灌注桩用混凝土粗骨料粒径不得大于40mm，混凝土应连续浇灌。充盈系 数为 1.051.15。4.钻孔灌注桩施工垂直偏差应不大于1/300。桩径容许偏差50mm，桩位容许偏差50mm。5.钻孔灌注桩成孔后应立即进行清孔，且浇灌混凝土前还应进行第二次清孔。清 孔后的沉渣厚度不得大于 100mm。6.混凝土试块的制作，养护及试验应按有关国家和地方标准执行。混凝土试块未 达规定强度时，应取芯进行强度试验，并采取相应补强措施。7.立柱型钢应和钻孔桩钢筋笼焊牢;钢格构柱各构件间的焊缝均采用三级焊，焊缝 强度须大于构件原材强度。未提及的钻孔灌注桩的施工要求应满足有关的施工技术规范或规程。4.2 搅拌桩施工1.本工程采用8501200三轴水泥搅拌桩，采用P.O.42.5级普硅水泥，水灰比1.52.0，水泥掺量均为20%，为改善水泥土加固体的性能和提高早期强度，水泥土中应掺 加0.5（水泥重量比）三乙醇胺和2木质素磺酸钙等；2.水泥搅拌桩桩位偏差20mm，垂直度偏差0.5%，搅拌升降速度1.0m/min； 搭接搅拌桩应连续、搭接施工，如间隔时间过长导致无法搭接，应采取补救措施； 3.根据现场实际情况对大块的杂填土进行清障或换土处理，并分层回填含水量较低的粘性土压实后再进行搅拌桩施工； 水泥搅拌桩必须进行钻芯法检测墙身完整性（全桩长），当芯样的无侧限抗压强度达到0.8MPa后方可进行基坑开挖，取芯数量不少于6组。4.3 基坑降水1.基坑开挖前应进行基坑开挖影响范围内的疏干降水，预抽水时间根据基坑面积、 开挖深度决定，不宜少于14天；开挖前坑内水位应降至开挖面以下1.0m。2.施工单位必须根据拟建场地的工程地质与水文地质资料、基坑围护设计图纸及 周边环境情况制定详细的降水设计、施工及运行方案，经设计单位认可后方可实施。3.降水单位在基坑开挖期间应每天测报抽水量及地下水位，信息化施工。4.抽水期间，应做好各种记录，并与监测单位密切配合，遇有情况应立即请示业 主及有关单位，及时协商并解决。5.管井的成孔施工工艺应适合地层特点，对不易塌孔、缩颈的地层宜采用清水钻 进；钻孔深度宜大于降水井设计深度0.30.5m；6.管井采用泥浆护壁时，应在钻进到孔底后清除孔底沉渣并立即置入井管、注入 清水，当泥浆比重不大于1.05时，方可投入滤料；遇塌孔时不得置入井管，滤料填充 体积不应小于计算量的95%；4.4 土方开挖1.基坑整体开挖至大面标高并施工垫层后方可开挖局部深坑。2.本基坑应采用分区开挖的施工流程，减小各分区基坑的暴露规模及时间，相应 控制围护结构的变形及对周围环境的影响。3.混凝土垫层应做到“随挖随浇”，无垫层坑底暴露时间不得大于24小时，混凝土 垫层直接浇捣至围护桩侧面。4.挖机不得挖掘围护桩桩面土体，挖斗需和桩体保持不小于35cm的间距，空隙间 土方采用人工清除。5.混凝土垫层必须与围护桩顶实，坑底无垫层土体暴露时间不大于24小时。6.当基坑开挖面上方的锚杆、土钉、支撑未到达设计要求时，严禁向下超挖土方。7.采用锚杆或支撑的支护结构，在未达到设计规定的拆除条件时，严禁拆除锚杆 或支撑。8.基坑周边施工
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