[黑龙江]商业大厦深基坑支护结构设计方案(钢板桩)_secret

1、一、工程概况：1、工程特点：拟建工程地处* 市松北区拉萨路东北侧。总占地建筑面积约2133877m，基坑周长约564m，地下两层基坑开挖深约7.05m10.7m见平面图。2、周边环境：2.1 基坑支护范围内无重要的建筑物和构筑物2.2 基坑支护范围内无重要的管线， 原有管线均在周边主辅道上。二、工程地质简介：该建筑场地位于 * 北岸，由河流冲积作用形成的河流侵蚀堆积地貌，属 * 流域河谷漫滩相，由于地处* 中游，表层杂填土较厚，表层有杂填土组成， 上部地基土主要由砂土组成，中间不均匀夹层有厚薄不等的粘性土夹层。根据岩土工程勘察资料揭示，在基坑支护范围内地层共分9 层，对各层结构及特征描述如下：

2、表 1土层层底标高 (m)层厚 (m)重度 (kN/m 3)c(kPa)杂填土-1.51.518.5200粉质粘土-5.5418.912.535粉细砂-10.5519.5280中粗砂-18.5819.5300粉质粘土-28.51019.513.535第（ 1）层：杂填土，层底埋深 0.21.5 米。褐色，以粘性土为主,见植物根系。第（ 2）层：粉砂，层底埋深 3.310.0 米。黄褐色，湿 -饱和，松散，砂质一般，分选性一般。第（ 2-1）层：粉质粘土，层底埋深 2.07.0 米。褐色，软塑，韧性低，干强度中等，中压缩性。第（ 3）层：细砂，层底埋深 10.014.0 米。灰褐色，饱和，稍密，

3、砂质一般，分选性一般。第（ 4）层：中砂，层底埋深 11.015.5 米。灰色，饱和，中密，砂质较纯，分选性一般，主要矿物成分为长石、石英。第（ 4-1）层：粉质粘土，仅见于11 号钻孔，层底埋深12.2 米。灰色，软塑，韧性低，干强度中等，中等压缩性。第（ 5）层：粗砂，层底埋深 13.519.0 米。灰色，饱和，中密，砂质较纯，分选性一般，主要矿物成分为长石、石英。第（ 6）层：粉质粘土，层底埋深 13.720.3 米。灰色，可塑，韧性低，干强度中等，中等压缩性。第（ 7）层：粗砂，层底埋深18.522.5 米。灰色，饱和，密实，砂质较纯，分选性一般，主要矿物成分为长石、石英。三、水文地质

4、条件场地水文地质条件概况场地地貌属于 * 漫滩，地下水为第四纪松散岩类孔隙潜水，主要为大气降水、地表水补给，以蒸发为主要排泄方式，地下水赋存于下部的中、粗砂层中，水量充足，分布稳定。地下水位埋深较浅，勘察期间厂区厂区地下水静止水位5.06.80m。该场地临近 * ，场区地下水与 * 水系密切联系，由于含水层的渗透系数和径流条件好，因此本场地与 * 形成了互补的补给和排泄条件。地下水动态变化规律为：79 月份为丰水期，水位上升， 35 月份为枯水期，水位下降。水文地质参数经验值一览表层号岩土名称渗透系数 K（ cm/s）（3）细砂1.2 10-3 6.0 10-3（4）中砂6.0 10-3 2.

5、4 10-2（5）粗砂2.4 10-2 6.0 10-2（6）粉质粘土1.2 10-6 6.0 10-5（7）中砂6.0 10-3 2.4 10-2四、基坑支护设计施工方案：4.1 设计依据（ 1）现场平面图及基础施工剖面图（ 2）地下管线汇签单（ 3）岩土工程勘察报告（ 4）建筑基坑支护技术规程 （JGJ12099）（ 5）地基基础设计规程（GB500072002）（ 6）锚杆施工技术规范（CECS147：2003）4.2 计算基坑开挖深度根据工程施工设计图、地质报告及开槽图：现场 0.00 绝对高程为 118.93m1、F 轴、 10 轴、 20 轴合围地段承台底高程为107.63m自然地

6、面高差为 -0.6 米即基坑开挖深度 :118.93-107.63-0.6=10.7米2、其余地段承台底高程为109.58m自然地面高差为 -2.3 米即基坑开挖深度 :118.93-109.58-2.3=7.05米4.3 设计原则（ 1）满足基坑安全使用功能的要求。（ 2）可操作性强，切实能指导施工。（ 3）确保周边环境（地下管线、周边建筑物）的安全。（ 4）施工速度快，节约工期，降低造价。4.4 基坑支护设计方案根据设计图纸、 地质报告，综合分析周边环境， 为降低工程成本，提高工程施工工期；本工程设计方案采用两种支护形式， 分别为 F 轴、10 轴、 20 轴合围地段采用H 型钢 (350

7、*175*7*11 )钢板桩排桩 +锚杆支护形式；其余周围合围地段采用H 型钢 (350*175*7*11 )钢板桩排桩 +锚杆支护形式；本工程施工设计部分采用钢板桩可提高工期，采用加筋水泥土地锚施工技术可缩短锚杆张拉时间，节约工期。主要施工材料技术参数如下：（ 1）钢板桩为： H 型钢 H350*175*7*11 板桩，长 12 米、长15 米。（ 2）锚杆：为专利技术加筋水泥土地锚，锚杆直径 200 ，长度分别为 020 米，锚杆体钢绞线强度为 1860 级，直径 15.20 ，水泥浆水灰比为： 0.65 。详细设计见设计图纸 .1 （施工平面图及施工剖面图）4.4.1基坑深 7.05 米

8、位置支护设计施工方案基坑开挖7.05米深，经计算此部位采用H 型钢板桩（ H350*175*7*11 ）排桩 + 锚杆支护体系； H 型钢长 12 米，水平间距 0.7 米，桩顶标高为自然地面；锚杆设置一道，锚杆自然地面下-3.0米，锚杆水平间距2.1 米（三桩一锚），锚杆长 20.0 米，设计拉力 200KN。如下图：4.4.2基坑深 8.75 米位置支护设计施工方案基坑开挖8.75米深，经计算此部位采用H 型钢板桩（ H350*175*7*11 ）排桩 + 锚杆支护体系； H 型钢长 12 米，水平间距 0.7 米，桩顶标高为自然地面；锚杆设置两道，第一道锚杆自然地面下 -3.0 米，锚杆

9、水平间距 2.1 米三桩一锚，锚杆长 20.0 米，设计拉力 200KN。第二道锚杆自然地面下 -6.0 米，锚杆水平间距 1.4 米两桩一锚，锚杆长 20 米，设计拉力 240KN。如下图：4.4.3基坑深 9.0 米位置支护设计施工方案基坑开挖9.0米深，经计算此部位采用H 型钢板桩（ H350*175*7*11 ）排桩 + 锚杆支护体系； H 型钢长 12 米，水平间距 0.7 米，桩顶标高为自然地面；锚杆设置两道，第一道锚杆自然地面下 -3.0 米，锚杆水平间距 2.1 米三桩一锚，锚杆长 20.0 米，设计拉力 200KN。第二道锚杆自然地面下 -6.0 米，锚杆水平间距 1.4 米

10、两桩一锚，锚杆长20 米，设计拉力 240KN。如下图：4.4.4基坑深 10.7 米位置支护设计施工方案基坑开挖10.7米深，经计算此部位采用H 型钢板桩（ H350*175*7*11 ）排桩 + 锚杆支护体系； H 型钢长 15 米，水平间距 0.7 米，桩顶标高为自然地面；锚杆设置两道，第一道锚杆自然地面下 -3.0 米，锚杆水平间距 2.1 米三桩一锚，锚杆长 20.0 米，设计拉力 200KN。第二道锚杆自然地面下 -7.3 米，锚杆水平间距 1.4 米两桩一锚，锚杆长 23 米，设计拉力 340KN。如下图：应用工程实列：2007 年* 麦凯乐工程，基坑深度 11.0 米，采用钢板

11、桩排桩 +两道锚杆支护体系能够满足安全要求。如图：4.4.5 、基坑侧壁防治流砂技术措施方案为保证基坑侧壁安全， 防止流砂钢板桩位置， 在钢板桩中间插入25 厚木挡板；如下图：4.4.6 、基坑内排水技术措施方案本工程基坑开挖面积大，施工周期长，基础施工期间在雨季施工，为保证基坑安全，保证基坑不受雨水及不明水源的危害，在基坑周边设置排水沟，在承台中间设置集水坑，排水沟与集水坑相连，配备抽水泵，保证坑内水及时排出，排水沟侧面和底部作 80 厚级配碎石混凝土，强度为 C20。如下图：4.4.7 、基坑维护应急预案本工程地处哈尔滨 * 沿岸地带，地下水位比较高， 地质条件较差，多为粉砂层， 周边地下

12、排水管线渗漏情况不明，为防止突发事件发生，应作好应急技术措施。（ 1）、聘请专业队伍作好基坑监测，加强基坑安全预警工作。（ 2）、设专职安全员巡查，查找并确定危险源，分析不利因素。监督管理是否按设计施工，强化管理。（ 3）、一旦发现基坑周边管线有渗漏， 立即在基坑边 2.0 米范围内作渗水井或在基坑侧壁做倒流管， 将水倒如基坑底或基坑内， 降低坑外水对基坑安全威胁。（ 4）配备产车、钩机等机械设备；砂土灌袋等材料，一旦发生重大安全危险，可立即采取回填等技术措施。4.4.8 、钢板桩、加筋水泥土锚施工技术要点（1）、钢板桩施工钢板桩采用 15 米长 H型钢板桩，施工前首先放线定位准确， 清除障碍

13、物和冻土层后利用高频液压打桩锤将打入4.0 米，然后调整垂直度，缓慢将钢板桩打入8.0 米后，再加快打桩速度，直至设计标高保证钢板桩垂直度。（2）锚杆施工锚杆施工时应隔根施工，施工角度为15 度，锚杆张拉应隔根张拉，张拉锁定强度为0.65 倍的设计值。4.4.8基坑支护设计计算书* 大厦工程围护结构计算书(7.05 米深基坑 )一、工程概况* 大厦工程基坑开挖深度为 7.05m，采用 H 型钢（ H350*175*7*11 ）板桩作围护结构，桩长为 12m，桩顶标高为 0m，桩水平间距 0.7m。q=0( 杂填土)503.7( 粉质粘土)=H5( 粉细砂)9.4=D( 中粗砂)hw=12板桩共

14、设 1 道支撑，见下表。中心标高（ m）刚度（ MN/m 2）预加轴力（ kN/m ）-35020基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。编号P(kPa 或a(m)b(m)ckN/m)12021002.979.07129.07荷载 (kPa) 1二、地质条件场地地质条件和计算参数见表1。地下水位标高为-12m。表 1土层层底标高 (m)层厚 (m)重度 (kN/m 3)( )c(kPa)杂填土-1.51.518.5200粉质粘土-5.5418.912.535粉细砂-10.5519.5280中粗砂-18.5819.5300粉质粘土-28.51019.513.535三、工况工况编号工况类型深度 (m)

15、支撑刚度支撑编号预加轴力(MN/m 2 )(kN/m)1开挖3.32加撑3501203开挖7.05工况简图如下：3.337.05工况1工况2工况3四、计算整体稳定验算YOX( 杂填土)50( 粉质粘土).7( 粉细砂)59.4( 中粗砂)安全系数 K=1.79 ,圆心 O( 2.28 , 0 )墙底抗隆起验算50.759.4Prandtl: K=7.72Terzaghi: K=9.4253m0.7( 杂填土)( 粉质粘土)( 粉细砂)12( 中粗砂)( 杂填土)( 粉质粘土)59.4坑底抗隆起验算 K=2.24抗倾覆验算 ( 水土合算)12( 粉细砂)( 中粗砂)( 杂填土)530.O78.5

16、489.85910.4.13484( 粉质粘土)( 粉细砂)12 ( 中粗砂)Kc=3.7包络图 (水土分算 ,矩形荷载)20 100 -10-20100500-50 -100500-5000022264.4kN/m444666888101010121212深度(m)深度(m)深度(m)水平位移 (mm)弯矩 (kN*m)剪力 (kN)Max:19.5-29.5 64.5-47.1 37一、锚杆计算：1、第一道锚杆计算：1.1、水平间距：每延米水平拉力为64.4KN/M；水平间距 2.1m 则rNRi= 1.2564.42.1 = 169.05KN1.2、计算水泥土桩锚固体长度：r0 NRi=

17、0.9AcsLrsin i +0.6dlaqsk= 0.93.140.202/4L 25 sin15o +0.63.14 0.20(L-6.0) 50= 19.2L 113.04L = 14.69 米经计算取： L = 20.0 米； 设计拉力值为 200KN1.3、加筋材料的截面积：每根 7 丝钢绞线拉力为26.8 吨选择二根 7- 5 钢绞线，满足要求。* 大厦工程围护结构计算书（基坑 8.75 米深）一、工程概况* 大厦工程基坑开挖深度为 8.75m，采用 H 型钢（ H350*175*7*11 ）板桩作围护结构，桩长为 12m，桩顶标高为 0m,桩水平间距 0.7m。q=0( 杂填土)

18、3( 粉质粘土)57.8=H6( 粉细砂)52.3=D( 中粗砂)hw=12板桩共设 2 道支撑，见下表。中心标高（ m）刚度（ MN/m 2）预加轴力（ kN/m ）-322.550-622.5基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。编号P(kPa 或a(m)b(m)ckN/m)12021002.979.07129.07荷载 (kPa) 1二、地质条件场地地质条件和计算参数见表1。地下水位标高为-12m。表 1土层层底标高 (m)层厚 (m)重度 (kN/m 3)( )c(kPa)杂填土-1.51.518.5200粉质粘土-5.5418.912.535粉细砂-10.5519.5280中粗砂-18

19、.5819.5300粉质粘土-28.51019.513.535三、工况工况编号工况类型深度 (m)支撑刚度支撑编号预加轴力(MN/m 2 )(kN/m)1开挖3.32加撑322.51503开挖6.34加撑622.525开挖8.75工况简图如下：3.336.36工况1工况2工况3工况48.75工况 5四、计算整体稳定验算YOX( 杂填土)5( 粉质粘土)7.8( 粉细砂)52.3( 中粗砂)安全系数 K=1.36 , 圆心 O( 3.11 , 0 )墙底抗隆起验算( 杂填土)5( 粉质粘土)7.8( 粉细砂)52.312( 中粗砂)Prandtl: K=5.07Terzaghi: K=6.185

20、7.8( 杂填土)( 粉质粘土)52.36m12坑底抗隆起验算 K=1.89抗倾覆验算 ( 水土合算)( 粉细砂)( 中粗砂)( 杂填土)57.852.358kN/m119.7kN/m3( 粉质粘土)6O9.3( 粉细砂)417.211600.312( 中粗砂)Kc=2.19包络图 ( 水土分算 ,矩形荷载)20100-10 -20100500-50 -100100500-50 -100000222444666888101010121212深度(m)深度(m)深度(m)水平位移 (mm)弯矩(kN*m)剪力(kN)Max:19.5-28.8 87.2-54.4 66.8一、锚杆计算1、第一道锚

21、杆计算：1.1、水平间距：每延米水平拉力为58KN/M；水平间距 2.1m 则rNRi= 1.25582.1 = 152.25KN1.2、计算水泥土桩锚固体长度：r0 NRi=0.9AcsLrsin i +0.6dlaqsk= 0.93.140.202/4L 25 sin15o +0.63.14 0.20(L-6.0) 50= 19.2L 113.04L=13.8米经计算取： L = 20.0 米； 设计拉力值为 200KN1.3、加筋材料的截面积：每根 7 丝钢绞线拉力为26.8 吨选择二根 7- 5 钢绞线，满足要求。2、第二道锚杆计算：2.1、水平间距：每延米水平拉力为119.7KN/M

22、 ；水平间距 1.4m 则rNRi= 1.25119.7 1.4 = 209.475KN2.2、计算水泥土桩锚固体长度：r0 NRi=0.9AcsLrsin i +0.6dlaqsk= 0.93.140.202/4L 25 sin15o +0.63.14 0.20(L-5.0) 50= 19.2L 94.2L=15.8米经计算取： L = 20 米；设计拉力值为 240KN2.3、加筋材料的截面积：每根 7 丝钢绞线拉力为26.8 吨选择二根 7- 5 钢绞线，满足要求。* 大厦工程围护结构计算书（ 9.0 米深）一、工程概况* 大厦工程基坑开挖深度为 9m，采用 H 型钢（ H350*175

23、*7*11 ）板桩作围护结构，桩长为 12m，桩顶标高为 0m,桩水平间距 0.7m。q=0( 杂填土)3( 粉质粘土)9=H6( 粉细砂)3=D( 中粗砂)hw=12板桩共设 2 道支撑，见下表。中心标高（ m）刚度（ MN/m 2）预加轴力（ kN/m ）-322.550-622.5基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。编号P(kPa 或a(m)b(m)ckN/m)12021002.979.07129.07荷载 (kPa) 1二、地质条件场地地质条件和计算参数见表1。地下水位标高为-12m。表 1土层层底标高 (m)层厚 (m)重度 (kN/m 3)( )c(kPa)杂填土-1.51.518

24、.5200粉质粘土-5.5418.912.535粉细砂-10.5519.5280中粗砂-18.5819.5300粉质粘土-28.51019.513.535三、工况工况编号工况类型深度 (m)支撑刚度支撑编号预加轴力(MN/m 2 )(kN/m)1开挖3.32加撑322.51503开挖6.34加撑622.525开挖9工况简图如下：3.336.36工况1工况2工况3工况49工况 5四、计算整体稳定验算YOX93安全系数 K=1.31 , 圆心 O( 3.3 , 0 )墙底抗隆起验算93( 杂填土)( 粉质粘土)( 粉细砂)( 中粗砂)( 杂填土)( 粉质粘土)( 粉细砂)12( 中粗砂)Prand

25、tl: K=4.68Terzaghi: K=5.71( 杂填土)( 粉质粘土)96m312坑底抗隆起验算K=1.83抗倾覆验算 ( 水土合算)( 粉细砂)( 中粗砂)( 杂填土)3( 粉质粘土)96O417.29.3( 粉细砂)311514.812( 中粗砂)Kc=1.91包络图 ( 水土分算 ,矩形荷载)20 100 -10 -20100500-50 -100100 500 -50 -10000022258kN/m444134.5kN/m666888101010121212深度(m)深度(m)深度(m)水平位移 (mm)Max:19.5弯矩 (kN*m)-28.8 95.8剪力 (kN)-5

26、8.1 74.9一、锚杆计算1、第一道锚杆计算：1.1、水平间距：每延米水平拉力为58KN/M；水平间距 2.1m 则rNRi= 1.25582.1 = 152.25KN1.2、计算水泥土桩锚固体长度：r0 NRi=0.9AcsLrsin i +0.6dlaqsk= 0.93.140.202/4L 25 sin15o +0.63.14 0.20(L-6.0) 50= 19.2L 113.04L=13.8米经计算取： L = 20.0 米； 设计拉力值为 200KN1.3、加筋材料的截面积：每根 7 丝钢绞线拉力为26.8 吨选择二根 7- 5 钢绞线，满足要求。2、第二道锚杆计算：2.1、水平

27、间距：每延米水平拉力为134.5KN/M ；水平间距 1.4m 则rNRi= 1.25134.5 1.4 =235.375KN1.2、计算水泥土桩锚固体长度：r0 NRi=0.9AcsLrsin i +0.6dlaqsk= 0.93.140.202/4L 25 sin15o +0.63.14 0.20(L-5.0) 50= 19.2L 94.2L=17.1米经计算取： L = 20 米；设计拉力值为 240KN1.3、加筋材料的截面积：每根 7 丝钢绞线拉力为26.8 吨选择二根 7- 5 钢绞线，满足要求。* 大厦工程围护结构计算书(基坑 10.7 米深 )一、工程概况* 大厦工程基坑开挖深

28、度为 10.7m，采用 (H 型钢 H350*175*7*11 )板桩作围护结构，桩长为 15m，桩顶标高为 0m，桩水平间距 0.7m。37.01=H7.3q=0( 杂填土)( 粉质粘土)( 粉细砂)3.4=hw=12D( 中粗砂)板桩共设 2 道支撑，见下表。中心标高（ m）刚度（ MN/m 2）预加轴力（ kN/m ）-322.550-7.322.5基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。编号P(kPa 或a(m)b(m)ckN/m)12021003.068.54158.54荷载 (kPa) 1二、地质条件场地地质条件和计算参数见表1。地下水位标高为-12m。表 1土层层底标高 (m)层厚

29、(m)重度 (kN/m 3)( )c(kPa)杂填土-1.51.518.5200粉质粘土-5.5418.912.535粉细砂-10.5519.5280中粗砂-18.5819.5300粉质粘土-28.51019.513.535三、工况工况编号工况类型深度 (m)支撑刚度支撑编号预加轴力(MN/m 2 )(kN/m)1开挖3.32加撑322.51503开挖7.84加撑7.322.525开挖10.7工况简图如下：3.337.87.3工况1工况2工况3工况410.7工况 5四、计算整体稳定验算YOX7.013.4安全系数 K=1.39 , 圆心 O( 3.79 , 0 )墙底抗隆起验算7.013.4( 杂填土)( 粉质粘土)( 粉细砂)