[黑龙江]商业大厦深基坑支护结构设计方案(钢板桩)(韩东)

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133877m2，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： 表1土层层底标高(m

2、)层厚(m)重度(kN/m3)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，砂质一般，分选性一般。第（4）层：中砂，层底埋深11.0

3、15.5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

4、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1.2×10-36.0×10-3（4）中 砂6.0×10-32.4×10-2（5）粗 砂2.4×10-26.0×

5、10-2（6）粉质粘土1.2×10-66.0×10-5（7）中 砂6.0×10-32.4×10-2四、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自然地面高差为-0.6米即基坑开挖深

6、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*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(

7、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1

8、2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、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

10、；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

11、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

12、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

13、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。 共设1道支撑，见下表。中心标高（m）刚度（MN/m2）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kN/m)a(m)b(m)c1202100 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/m3)j(°)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

14、.513.535三、工况工况编号工况类型深度(m)支撑刚度(MN/m2)支撑编号预加轴力(kN/m)1开挖3.32加撑3501203开挖7.05工况简图如下： 四、计算 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 = 1.25×64.4×2.1 = 169.05KN1.2、计算水泥土桩锚固体长度：r0NRi=0.9AcsLrsini +0.6dlaqsk= 0.9×3.14×0.202/4×L×25×sin15o +0.6×3.14

15、5;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。 共设2道支撑，见下表。中心标高（m）刚度（MN/m2）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(k

16、Pa或kN/m)a(m)b(m)c1202100 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/m3)j(°)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(MN/m2)支撑编号预加轴力(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： 四、计算 一、锚杆计算1、第一道锚杆计算：1.

17、1、水平间距：每延米水平拉力为58KN/M ；水平间距2.1m 则rNRi = 1.25×58×2.1 = 152.25KN1.2、计算水泥土桩锚固体长度：r0NRi=0.9AcsLrsini +0.6dlaqsk= 0.9×3.14×0.202/4×L×25×sin15o +0.6×3.14×0.20×(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

18、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 ；水平间距1.4m 则rNRi = 1.25×119.7×1.4 = 209.475KN2.2、计算水泥土桩锚固体长度：r0NRi=0.9AcsLrsini +0.6dlaqsk= 0.9×3.14×0.202/4×L×25×sin15o +0.6×3.14×0.20×(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、

19、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*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。 共设2道支撑，见下表。中心标高（m）刚度（MN/m2）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kN/m)a(m)b(m)c1202100 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/m3)j(&#

20、176;)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(MN/m2)支撑编号预加轴力(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： 四、计算 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 = 1.25×58×2.1 = 152.25KN1.2、计算水泥土桩锚固体长度：r0N

21、Ri=0.9AcsLrsini +0.6dlaqsk= 0.9×3.14×0.202/4×L×25×sin15o +0.6×3.14×0.20×(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134.5KN/M ；水平间距1.4m 则rNRi = 1.25×134.5×1.

22、4 =235.375KN1.2、计算水泥土桩锚固体长度：r0NRi=0.9AcsLrsini +0.6dlaqsk= 0.9×3.14×0.202/4×L×25×sin15o +0.6×3.14×0.20×(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度为10.7m，采用(H

23、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。 共设2道支撑，见下表。中心标高（m）刚度（MN/m2）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kN/m)a(m)b(m)c1202100 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/m3)j(°)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-28.51019.51