安联印象一期基坑支护及降水工程

1、更多相关文档资源请访问/lzj781219完整CAD设计文件以及仿真建模文件，资料请联系68661508索要目 录前言0摘要2摘要翻译3第1章 工程概况41.1基本情况41.2工程简介41.3场地工程地质与水文地质条件4第2章 设计依据62.1甲方提供资料62.2规程、规范类6第3章 基坑开挖、支护方案论证与选取73.1基坑侧壁的安全等级73.2基坑开挖及支护类型73.2.1放坡开挖93.2.2土钉墙支护和喷锚支护103.2.3水泥土墙支护113.2.4排桩（护坡桩）支护113.2.5地下连续墙支护113.2.6板桩支护123.3方案比较123.4方案选取12第4章 支护方案设计144.1土钉

2、墙支护设计144.1.1土钉支护结构参数确定154.1.2土钉墙设计方案154.2土钉墙支护设计验算 174.2.1整体抗圆弧滑动稳定验算174.2.2土钉墙的抗拉拔稳定分析184.2.3理正验算20理正软件验算结果21第5章 基坑的地下水控制525.1基坑侧壁525.2基坑内排水52第6章 工程施工546.1土钉墙施工546.2预应力锚索施工556.3土钉墙及锚索质量检验标准 556.4基坑降水施工556.5施工补充说明 566.5.1施工附加荷载控制566.5.2坡顶硬化566.5.3基坑土方开挖注意事项56第7章 基坑工程监测587.1监测项目及报警值 587.2监测点布置587.2.1

3、基准点布置587.2.2观测点布设587.3观测方法及观测要求59结论及建议60致谢 61参考文献62后附相关图件:基坑支护平面图基坑降水布置图相关结构示意图单元支护布置图前言在20世纪末，高层建筑热潮席卷亚洲。改革开放之后的中国内地，高层建筑迅速发展。1998年建成的上海金茂大厦88层，高420.5m，位居世界十大高楼之列。鳞次栉比的高楼大厦成为现代化大城市的标志。为满足地震及其他横向荷载作用下高层建筑的稳定要求，除岩石地基外，要求高层建筑有一定的埋置深度。高层建筑埋深不宜小于建筑物高度的1/15.因而高层建筑与深基坑往往密不可分。随着城市化进程的加快，城市人口和规模不断膨胀，随即引发了一系

4、列问题：住房紧张、交通拥堵、土地资源迅速减少等。于是，城市地下空间成为一种重要的资源。人们这时便把目光投向城市地下空间，相应的，城市地下工程成为岩土工程的一个重点。地下管线、地下商场、停车场、地下铁道、地下存储空间等的修建也不可避免的涉及地下工程及基坑的开挖、支护和降水。基坑工程所在的大城市的地下土层一般分布复杂，经常是土质软弱，地下水赋存形态及其运动形式复杂，分布变化大。这使基坑的开挖与支护技术十分复杂，成为岩土工程中一个极具风险和挑战的课题。例如美国的世贸大厦位于纽约市中心的曼哈顿区，开挖基坑面积达6.5万平方米；总的开挖土石方约1200万立方米；当时地下有两条正在施工的地铁线路通过，所以

5、设计人员最终采用了地下连续墙和深入岩层的锚杆支护。上海金茂大厦的基坑是在软土地基中开挖的深基坑，采用钢管桩基础，基坑施工面积达2万平方米，主楼开挖深度为19.65米，地下连续墙深达36米，墙后1米。在我国的高层建筑总造价中，地基基础部分常占1/41/3，在复杂地质条件下，还不止于此。地基基础工程的工期往往占总工期的1/3以上。其中基坑工程是保证地基基础工程成功完成的关键。一方面，它要确保基坑本身的土体和支护结构的稳定；另一方面还要确保周围建筑物、地下设施及管线、道路的安全与正常使用。也应看到，由于基坑工程一般是临时性工程，在设计施工中常常有很大的节省造假和缩短工期的空间。因而基坑工程既有很大的

6、风险，也有很高的灵活性。在我国 ，高层建筑和地下工程实践在迅速发展，但相应的理论和技术落后于工程实践。这表现在：一方面可能设计偏于保守而造成财力和时间的浪费；另一方面，基坑事故频发，造成很大经济损失和人员伤亡。影响基坑工程精确设计的理论难点主要有如下几方面。A.基坑支护结构上的土压力计算不同地区的大量现场监测资料表明，按传统土压力理论计算的支护结构中的内力常常比实测值大。这主要是由于在原装土中开挖，作用于预先设置的支挡结构上的土压力大小及分布形态受原状土的性质、支护的变形、基坑的三维效应和地基土的应力状态等诸多因素影响，与墙后人工填土作用于挡土墙上的土压力有很大的不同，准确分析目前尚有困难。B

7、.土中水的赋存形态及其运动随着基坑开挖深度的增加，它可能涉及赋存形态不同的基层地下水，如上层滞水，潜水和承压水。基坑开挖、排水和降水将引起复杂的地下水渗流，这不但增加了计算支护结构上的水压力和土压力的难度，也使基坑在渗流作用下的渗透稳定性成为深基坑开挖中亟待解决的问题。C.基坑工程对周围环境的影响如果说确保基坑本身的安全主要采用极限平衡的稳定分析进行设计，则在分析估计基坑开挖、支护、降水对于相邻建筑物、地下设施及管线的影响时，常常需要进行变形计算，而变形预测的难度远高于稳定分析。解决这三个难点，固然要依赖于岩土力学理论的发展和工程师们经验的积累，改进现有尚不成熟的设计方法；而当前更需要在施工过

8、程中，对基坑及支护结构进行严密精细的实时监测，用监测获得的信息及时修正设计并采取必要的工程措施以保证基坑的安全。也就是说，信息化施工是应对上述难点的一种有效方法。摘要基坑开挖、支护、降水的方法很多，每一种方法又有很多施工方案。同时每一种方案都有各自的适用条件和一定的局限性。做一个正确的基坑工程施工方案，既要保证整个围护结构在施工过程中的安全，又要控制结构的变形及周围土体的变形，以保证周围建筑和地下设施的安全。在安全的前提下，设计要合理，又要节约造价、方便施工、缩短工期。本次毕业设计的科目为安联印象一期基坑支护、降水工程，相关材料由带队教授提供。借助安联印象一期基坑支护、降水工程，本文将常用的几

9、种支护方式进行了全方面对比。综合各种条件选出最优方案（即土钉墙支护），在此基础上，本文详细介绍了土钉墙的设计参数选取、方案验算。至于基坑降水方面，则利用大范围使用的竖井降水法阐述了井点的布置及相关工艺。本次设计借鉴多项工程设计方案，参考多种理论书籍，对该厂地进行了多种方法论证，提出了可行的支护方案。设计做到了保证基坑四周边坡的稳定性，保证施工有足够的空间，又起到挡土的作用；保证周围建筑物和地下设施不受损，且设计方案具有较好的技术经济性；还估算了支护结构本身可能发生的变形，从而优选合理可靠的结构体系。关键词：深基坑，支护，降水，土钉墙，竖井 AbstractExcavation, shoring

10、, precipitation in many ways, each method there are many construction programs. Each program has its own while the applicable conditions and limitations. Do a proper foundation construction program, it is necessary to ensure that the entire envelope of safety in the construction process, but also to

11、 control the structural deformation and the deformation of the surrounding soil to ensure that the surrounding buildings and underground installations. In the premise of safety, the design should be reasonable, but also save cost, convenient construction, shorten the construction period.The graduati

12、on project subjects as Allianz impression one excavation, dewatering engineering, led by the professor related materials provided.With Allianz impression an excavation, dewatering engineering, the paper will support several commonly used methods were compared in all aspects. Choose the optimal solut

13、ion integrated a variety of conditions (ie, soil nailing), on this basis, the paper describes the design of soil nail wall parameter selection, program checking.As dewatering is concerned, the use of a wide range of shaft using well point precipitation method described arrangement and related proces

14、ses.The design draws on a number of engineering design, a variety of theoretical reference books on the plant to carry out a variety of methods argumentation put forward feasible support scheme. Design done to ensure the stability of the slope excavation four weeks, to ensure there is enough space c

15、onstruction, but also play a role in retaining; guarantee the surrounding buildings and underground facilities are not damaged, and the design scheme has good technical and economic nature; also estimated the supporting structure itself may occur deformed, preferably reasonably reliable architecture

16、.Key words： Deep-Foundation，Retaining，Precipitation，Soil-nail wall，Vertical shaft第1章 工程概况1.1基本情况工程名称：安联印象一期基坑支护工程工程地点：梦城路以南，御路以东，中华大街以西施工范围：安联印象一期基坑支护、降水工程1.2工程简介拟建建筑位于邯郸黄粱梦村东南，梦城路以南，御路以东，中华大街以西，根据现场自然地面标高及拟建建筑物0.00标高判定基坑开挖深度为自然地坪下9.0m（东、北侧）、8.5m（南侧）、9.3m（西侧）。东侧为荒地，东北侧为鱼塘；南侧为荒地，西侧为御路，距离车库西侧外墙15.52m；

17、北侧为大佛寺，距拟建1楼北侧外墙27.23m；基坑周边场地开阔，无重要建（构）筑物、管线；详见基坑支护平面图。1.3场地工程地质与水文地质条件1.3.1地质条件勘察范围内所揭露的土层以第四纪近沉土、一般沉土及老粘性土为主，依据野外记录以及土工试验资料，土层自上而下的顺序分层叙述如下：第（1）层 杂填土 Q42ml：主要以碎砖、混凝土等建筑垃圾为主，偶尔见少量生活垃圾。厚度：2.54.5m。第（2）层 粉质粘土 Q42(al+pl)：浅红色，可塑，局部软塑，切面稍光滑，韧性中等，干强度中等。层顶高程47.2250.47m，层顶埋深2.54.5m，层厚1.94.7m。第（3）层 粉质粘土 Q42（

18、al+pl）：灰褐色、黄褐色，可塑，局部软塑，韧性中等，干强度中等，有小钙质结核，夹粉砂薄层。层顶高程43.9247.17m，层顶埋深5.77.8m，揭露层厚0.24.2m。第（4）层 粉土 Q42（al+pl）：黄褐色，湿，稍密中密，局部密实，含少量钙质结核，局部粘粒含量高，相变为粉质粘土。层顶高程40.9245.05m，层顶埋深7.810.9m，揭露层厚0.44.8m。第（5）层 粉质粘土Q41（al+pl）：灰黄色，硬塑，局部可塑，含少量钙质结核，切面光滑，韧性中等，干强度中等，局部粘粒含量高。层顶高程37.8441.27m，层顶埋深11.014.0m，层厚1。04.1m。第（6）层 粉

19、质粘土Q42（al+pl）：黄褐色，硬塑，局部坚硬，见有少量姜石，韧性中等，切面光滑，干强度高，夹粘土薄层。层顶高程35.5438.43m，层顶埋深13.516.7m，层厚0.93.6m。第（7）层 粉质粘土Q2（al+pl）：灰绿色、灰白色，硬塑，局部坚硬，以高岭土为主，见大量钙质结核及姜石，姜石含量约1530%，局部胶结以成块，粒径25cm大小为主，夹浅红色粘土层薄层，层顶高程33.0336.56m，层顶埋深15.919.0m,层厚1.03.5m。第（8）层 粉质粘土Q2（al+pl）：黄褐色，见大量灰白色条带状斑，硬塑坚硬，韧性中等高，切面光滑，干强度高，夹粘土薄层，含有黑色钙质结核及少

20、量姜石，场地局部夹有薄层细砂，厚约0.20.4m。层顶高程31.1533.93m，层顶埋深18.221.0m，揭露层厚0.48.6m。第（9）层 粉质粘土Q2（al+pl）：黄褐色，见大量灰绿色条带状斑，硬塑坚硬，韧性中的高，切面光滑，干强度高，含有黑色钙质结核及少量姜石，夹粘土薄层。层顶高程24.2628.66m，层顶埋深23.727.6m，层厚8.515.1m。第（9-1）层 细砂Q2（al+pl）：褐黄色，湿，中密，以石英长石为主，级配一般。层顶高程13。8415.13m，层顶埋深36.738.0m，层厚2.13.5.该层呈透镜体分布，仅在孔K74、K75、K81、K82中见到。第（10

21、）层 Nfgl：红褐色，硬塑坚硬，韧性高，切面光滑，干强度高，夹黑色钙质结核和粘土薄层。层顶高程11.6318.96m，层顶埋深33.440.5m，揭露层厚1.614.4m。第（11）层 粉质粘土 Nfgl：黄褐色，坚硬，局部硬塑，韧性高，切面光滑，干强度高，局部稍有胶结，夹粘土薄层。层顶高程3.612.73m，层顶埋深40.248.6m，最大揭露层厚18.7m。1.3.2地下水本次勘察的所有钻探孔均揭露地下水，初见水位埋深为3.23.6m，属孔隙潜水；24小时后测得稳定水位埋深为2.83.7m黄海高程为48.1050.06m。第2章 设计依据2.1甲方提供资料安联印象岩土工程勘察报告（据河北

22、冶金建设集团勘察设计有限公司）安联印象总平面图安联印象开槽图安联印象基础图2.2规程、规范类建筑结构荷载规范 GB5009-2001（2006）年版工程测量规范 GB50026-2007混凝土结构设计规范 GB50010-2002建筑地基基础工程施工施工质量验收规范 GB50202-2002建筑基坑工程监测技术规范 GB50497-2009建筑变形测量规范 JGJ8-2007建筑基坑支护技术规程 JGJ120-99岩土锚杆（索）技术规程 CECS22：2005建筑基坑土钉支护技术规范 CECS96：97建筑基坑支护结构构造 11SG814工程地质手册 建筑工业出版社第四版本工程按现行国家设计标

23、准进行设计，施工时除应遵守本说明及各设计图纸外，尚应严格执行国家及工程所在地区的有关规范或规程。 第3章 基坑开挖、支护方案论证与选取3.1基坑侧壁的安全等级基坑的开挖及支护结构的设计应满足下面两方面要求：1）不致使基坑侧壁土体失稳后支护结构发生破坏从而导致基坑本身、周边建筑物和环境破坏；2）基坑及支护结构的变形不应妨碍建筑物的地下结构施工或导致相邻建筑物和地下设施、管线、道路等不能正常使用根据建筑物本身和周边环境的具体情况，建筑基坑支护规程（JGJ 120-99）将基坑侧壁安全等级分为三级。应指出，同一基坑的不同部分的侧壁可以有不同的安全等级，从而采用不同的开挖与支护方案。表3-1为上述规程

24、所提供的侧壁安全等级，并给出可靠度分析设计中相应的重要性系数0。表3-1 基坑侧壁安全等级1安全等级破坏后果0一级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重1.1二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般1.0三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重0.93.2基坑开挖及支护类型基坑开挖是否采用支护结构，采用何种支护结构应根据基坑周边环境、地下结构的条件、开挖深度、工程地质和水文地质、施工作业设备、施工季节等条件因地制宜地按照经济、技术、环境综合比较确定。不采用任何支护结构的基坑开挖为放坡开挖，有时也可

25、对开挖的坡面进行一定的防护。城市深基坑开挖则常用支护结构，开挖及支护结构选型可简要概括为表3-2所示的几种类型。在一个基坑中，不同安全等级的侧壁可以采用不同的支护形式，同一断面的上下部分的支护也可以不同。例如施工中，经常是上部采用放坡开挖或者土钉墙支护，下部采用排桩支护。表3-2开挖与支护结构选型表开挖方式支护方式选用条件放坡开挖无支护基坑侧壁安全等级宜为三级 = 2 * GB3 施工场地应满足放坡条件 = 3 * GB3 可独立或与上述其他结构结合使用 = 4 * GB3 当地下水位高于坡脚时，应采用降水措施支护开挖锚式支护土钉墙支护基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地 = 2 * GB

26、3 基坑深度不宜大于12m = 3 * GB3 当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施喷锚支护基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地 = 2 * GB3 基坑开挖深度一般不超过18m，风化岩层不受此控制 = 3 * GB3 适用于地下水位较低或者坑外有降水条件挡墙式支护水泥土墙支护基坑侧壁安全等级宜为二、三级 = 2 * GB3 水泥土桩施工范围地基土承载力不宜大于150kPa = 3 * GB3 基坑深度不宜大于6m逆作拱墙支护基坑侧壁安全等级宜为二、三级 = 2 * GB3 淤泥和淤泥质土场地不宜采用 = 3 * GB3 拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8 = 4 * GB3 基坑深

27、度不宜大于12m = 5 * GB3 地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施支护开挖桩墙支护板桩支护适于基坑侧壁安全等级为二、三级 = 2 * GB3 适于软弱的含水层，采用槽连接 = 3 * GB3 开挖深度不宜大于10m排桩支护适于基坑侧壁安全等级为一、二、三级 = 2 * GB3 悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m = 3 * GB3 当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙地下连续墙支护逆作法（用于地下结构的梁、桩、墙为支撑）适于四周建筑物林立，施工场地狭窄的条件表3-3岩石边坡岩土类别风化程度坡度容许值（高宽比）坡高在8m以内坡高815m硬质岩石微风化中

28、等风化强风化1:0.101:0.201:0.201:0.351:0.351:0.501:0.201:0.351:0.351:0.501:0.351:0.50软质岩石微风化中等风化强风化1:0.351:0.501:0.501:0.751:0.751:1.001:0.501:0.751:0.751:1.001:1.001:1.25表3-4 土质边坡土的类别密实度或状态坡度容许值（高宽比）坡高在5m以内坡高510m碎石土密实中密稍密1:0.351:0.501:0.501:0.751:0.751:1.001:0.501:0.751:0.751:1.001:1.001:1.25粉土饱和度Sr0.51:1

29、.001:1.251:1.251:1.50粉质粘土坚硬硬塑可塑1:0.751:1.001:1.251:1.251:1.50粘土坚硬硬塑1:0.751:1.001:1.001:1.251:1.001:1.251:1.251:1.50花岗岩残积粘性土硬塑可塑1:0.751:1.001:0.851:1.25杂填土中密或密实的建筑垃圾1:0.751:1.00砂土1:1.00（或自然休止角）3.2.1放坡开挖采用这种开挖方法需要满足下列条件：首先是土质条件，他适用于一般粘性土或粉土、密实碎土石和风化岩石等情况。其次是地下水条件，地下水位较低，或者采用人工降水措施的情况。第三是场地具有可放坡的空间，也要求

30、基坑周围有堆放土料、机具的空间和交通道路，并且放坡对相邻建筑不会产生不利影响。为了防止边坡的岩土风化剥落及降雨冲刷，可对放坡开挖的坡面实行保护，如水泥抹面、铺设土工膜、喷射混凝土护面、砌石等。放坡坡度可参考表3-3和表3-4，对于深度大于5m的基坑，可分级开挖，并设分级平台；边坡可按上陡下缓的原则设计。3.2.2土钉墙支护和喷锚支护1）土钉墙支护土钉墙支护是由较密集排列的土钉体和喷射混凝土面层所构成的一种支护。其中土钉是主要的受力构件，它是将一种细长的金属杆件(通常是钢筋)插入预先钻成的斜孔中，钉端焊接于混凝土面层内的钢筋网上，然后全控注浆封填而成。基坑侧壁一般开挖成一定的斜坡，通常不陡于1：

31、0.1，但是由于城市地价昂贵，也有很多采用竖直开挖的情况。倾角常为025度。土钉长度宜为开挖深度的0.51.2倍，与水平方向俯角宜为520度。土钉墙支护的基坑支护步骤：（1）根据土质不同，在无支护情况下开挖一定深度；（2）在这一深度的作业面上钻孔，设置土钉，挂钢筋网，喷射混凝土面层；（3）继续下挖，重复以上步骤，直至开挖到设计的基坑深度土钉墙支护适用于一般粘性土、粉土、杂填土和素填土、非松散的砂土、碎石土等，但不太适用于有较大粒径的卵石、碎石层，因为在这种土层钻孔困难。它也不适用于饱和的软粘土场地。对基坑底在地下水位以下的情况应采取降水措施。土钉全孔注浆，不施加预应力，而钢筋与土的变形模量相差

32、很大，因而只有土体与土钉间发生一定的相对位移，土与砂浆、砂浆与钢筋界面间的粘结力和摩擦力才会产生，土钉才会起到作用，因而基坑侧壁的位移及基坑周围地面的沉降是比较大的，当周边有重要建（构）筑物时不宜使用土钉墙支护2）喷锚支护表面看，喷锚支护与土钉墙没有明显区别。实际上二者的加固机理有很大不同。主要受力构件是土层锚杆。每根土层锚杆严格区分为锚固段与自由段，锚固段设在土体主动滑裂面之外，采用压力注浆；自由段在土体滑动面之内，全段不注浆。锚杆杆体一般选用钢绞线或精轧螺纹钢筋。锚杆一般施加预应力张拉，在墙面要设置有足够刚度的腰梁以传递锚杆拉力。喷锚支护原来主要用于风化岩层的开挖，现在也常用于硬粘土。一般

33、粘性土和粉土层。但不适用于有机土层、相对密度Dr50%的粘土层。锚杆上下排间距不宜小于2.5m，水平方向间距不宜小于1.5m。锚固体上覆土层厚度不宜小于4.0m，倾斜锚杆的倾角为1535。由于锚杆上施加了预应力，锚杆通过腰梁及钢筋网喷射混凝土将压力施加在墙面土体上，并锚固在墙后被动区土体中，所以其受力机理与土钉墙不同，因而其基坑侧壁和地面变形小，可用于深度在18m以上的基坑。3.2.3水泥土墙支护水泥土墙是在设计基坑的外侧用深层搅拌法或高压喷射注浆法施工的一排或数排相互搭接的水泥土桩，形成格栅式或连续式的墙体。墙体的深度为基坑的深度加必要的嵌固深度。开挖基坑时就成为水泥土墙支护。适用于正常固结

34、的淤泥质土和淤泥质粉土、黄土、素填土、粘性土以及无法流动地下水的饱和松散砂土层。水泥挡土墙有一定防渗能力，作为一种重力式挡土结构，使用的基坑深度不宜大于6m。其设计计算与一般重力式挡土墙相似，要验算其抗滑稳定，抗倾覆稳定和整体稳定。3.2.4排桩（护坡桩）支护排桩支护是应用最为广泛的基坑支护结构形式之一。它一般是钻孔灌注桩，有时也采用人工挖孔桩。采用钻孔灌注桩时，桩径不小于400500mm；采用人工挖孔桩，桩径不小于800mm，并且应在地下水位以上，或采用人工降水。施工时预先在设计的基坑外缘的地面向下浇筑钢筋混凝土桩，待桩身混凝土达到一定强度以后再开挖基坑，这时排桩就可支挡其后的土体。排桩可以

35、是悬臂式的，采用悬臂式排桩支护的基坑不宜沈国6m，否则既不经济，侧壁也容易发生较大位移。当基坑较深时，常常加设一道或几道土层锚杆或内支撑。在平面上，桩可以是一根根紧密排列，也可以间隔布置，通常相距2倍左右的桩径。当需要支护结构挡水时，可以在排桩后用高压喷射注浆法或者深层搅拌法做出连续的水泥土防渗帷幕。3.2.5地下连续墙支护地下连续墙是用专门的挖槽设备，按一定顺序沿着基础或者地下结构的周边按要求的宽度和深度挖出一个槽形孔，然后在槽形孔内安放钢筋笼，浇筑混凝土，再将一个个槽板练成一道钢筋混凝土地下连续墙，成为基坑施工中有效的支挡结构。地下连续墙支护可以挡土和防渗，按挖开深度不同可以是悬臂式的，也

36、可以采用土层锚杆和内支撑加固；有时还可以成为永久建筑物的地下室外墙。这种支护结构的刚度大，整体性好，因基坑开挖而引起的四周地基土变形小，较之其他形式的支护更能保证周边建筑物的安全。它适用的土类很广，一般无土类限制；在合理支撑条件下，目前尚没有深度限制。但造价较高。施工方法：（1）挖出单元槽段 （2）先放接头管，再放钢筋笼 （3）浇筑槽段混凝土 （4）拔出接头管 （5）形成弧形接头 （6）重复上述步骤当土层合适时，也可以用深层搅拌法施工连续墙，然后按一定间距插入工字钢等作为芯材抗弯，形成另一类地下连续墙。这种方法称为SMWI法。3.2.6板桩支护当基坑位于高含水量软土层时，常常使用板桩支护。最原

37、始的板桩是木板桩。目前大多数工程采用钢板桩和钢筋混凝土板桩。钢板桩可以是钢管、钢板、各种型钢和工厂专门制作的定型产品，它们可以间隔式打入，也可以是带榫槽连接，中间有专门的防渗构件；还可以预先连接成片，形成“屏风”，整片沉入。对于较浅的基坑，可用悬臂式板桩；对于较深的基坑，可采用带内支撑或外部锚定的板桩。3.3方案比较支护类型适用深度截面抗弯刚度施工速度经济分析附加条件水泥土墙68m较大较慢较贵顶部需设压梁、拆除困难钢筋混凝土板桩36m较大较快较贵顶部需设压梁、打入时震动大悬臂式排桩15m大慢昂贵需泥浆护壁、有泥浆土钉墙支护较深较小快经济须用机械少、噪音少现将上述几种支护方案从适用基坑深度、施工

38、速度、经济条件、截面抗弯刚度等方面进行对比，对比结果表3-5。3.4方案选取基坑支护设计的基本原则是在满足支护本身强度、稳定性和变形要求的同时，应确保周围环境的安全，在保证安全的前提下，设计方案应有技术经济性和环境效应。拟建场地位于邯郸黄粱梦村东南，梦城路以南，御路以东，中华大街以西，根据现场自然地面标高及拟建建筑物0.00标高判定基坑开挖深度为自然地坪下9.0m（东、北侧）、8.5m（南侧）、9.3m（西侧）。场地东侧为荒地，东北侧为鱼塘；南侧为荒地，西侧为御路，距离车库西侧外墙15.52m；北侧为大佛寺，距拟建1楼北侧外墙27.23m；场地基本平整，基坑周边场地开阔，近距离内无重要建（构）

39、筑物、管线。基坑安全等级宜定为二级，使用年限为12个月此外，拟建场地土质主要为粉土和粉质粘土，土的整体性较好，地下水位高于基坑底部，宜进行基坑降水及止水措施。综合考虑，基坑支护方案采用复合土钉墙支护（土钉墙支护与喷锚支护相结合）。采用复合土钉墙支护方案，钢筋和水泥用量相对较小，施工设备简单，施工工序也不繁琐，故可从工程消耗材料和工时方面降低工程造价，且无其他环境污染。由以上初步论证可见此方案无论是从经济效益还是从社会效益来说，均较适应于本场地的基坑支护。第4章 支护方案设计4.1土钉墙支护设计为满足基坑稳定基坑条件，在设计施工中土钉墙一般应满足如下条件：土钉墙墙面与垂直方向成025倾角；土钉水

40、平方向俯角一般为525；土钉长度L与开挖深度H之比为L/H=0.51.2，对于密实土和干硬性粘土取小值。土钉的间距：水平间距为（1015）D，D为锚固体（钢筋和灌注水泥砂浆）的直径，一般水平间距为0.81.2m；垂直间距根据土层和局部稳定计算确定，一般也为0.81.2m，上下插筋交错排列。土钉采用直径不小于16mmHRB355级以上的螺纹钢（一般直径为2035mm）：采用水泥砂浆或水泥素浆注浆，其强度等级不宜低于M10.注浆后的锚固体的直径D=815cm。4.1.1土钉支护结构参数确定土钉几何尺寸的设计包括长度、间距、孔径、加筋杆直径等参数的选择。土钉的长度： L=H + l （4-1）式中：

41、为经验系数，可取0.71.2；H为土坡的垂直高度（m）；l为止浆器长度，一般取0.81.5m。土钉钻孔直径及间距布置：土钉孔径dk可根据钻孔机械选定。国外对钻孔注浆型土钉一般取土钉孔径为76150mm；国内一般取70200mm。以Sx、Sy分别表示水平间距（行距）和垂直间距高度（列距）。行距、列距的选择原则是以每个土钉注浆对其周围土的影响区与相邻孔的影响区相重叠为准。王步云等建议按68dk选定行距、列距，且应满足下式的要求： SxSy = K1 dk L （4-2）式中：K1为注浆工艺系数，对一次压力注浆工艺，取1.52.5。土钉加筋杆直径选择王步云等建议，土钉的加筋杆直径 db可按下式估算：

42、 db =（2025） （4-3）喷射混凝土面层设计计算：一般情况下，对于用于临时支护的土钉墙，其面层一般不做计算，仅按构造规定选择一定厚度的喷射混凝土面层及配筋数量即可。但对于地表存在较大的超载或土钉墙承受地下水作用及永久性土钉挡墙，应分别对面层做受弯、受剪、受冲切及局部承压等内容的验算。对于永久性土钉墙，还应进行防水、排水、防腐蚀、地震作用影响及防冻等内容的设计与验算。4.1.2土钉墙设计方案基坑深度为：1-1支护单元（东侧）9.0m、2-2支护单元（南侧）8.5m、3-3支护单元（西侧）9.3m、4-4支护单元（北侧）9.0m：全部采用复合土钉墙支护。土钉墙放坡比例为1-1支护单元1:0

43、.4、2-2支护单元1：0.4、3-3支护单元1:0.5、4-4支护单元1:0.4；土钉墙面层为80mm厚的细石混凝土，混凝土强度等级为C20，配合比为1:2:2(水泥：砂子：碎石)，坡间将面层钢筋上翻，做1.0m散水（面层厚度50mm）。按下列数据打入土钉并编制网片，土钉呈梅花形布置，土钉钢筋施工时，压筋与土钉钢筋采用焊接，保证土钉面层形成一个整体。基坑边坡上口外侧3.0m范围内不允许堆载，3m以外不得大于15kPa。土钉墙支护设计数据见下表：表4-1 1-1支护单元层序孔直径（mm）垂直间距（m）水平间距（m）土钉、锚索倾角（）钢筋、锚索直径（mm）钢筋、锚索长度（m）11201.41.5

44、10187.021201.21.210188.03（锚索）1501.21.8101S15.216.031201.21.810209.041201.81.010209.051201.30.910209.061201.30.910207.0表4-2 2-2支护单元层序孔直径（mm）垂直间距（m）水平间距（m）土钉、锚索倾角（）钢筋、锚索直径（mm）钢筋、锚索长度（m）11201.41.4102012.52（锚索）1501.71.8101S15.215.021201.71.810209.031201.61.410229.041201.50.910229.051201.50.910209.0表4-3

45、3-3支护单元层序孔直径（mm）垂直间距（m）水平间距（m）土钉、锚索倾角（）钢筋、锚索直径（mm）钢筋、锚索长度（m）11201.51.510209.52（锚索）1501.51.8101S15.21521201.51.810209.031501.61.5102010.041501.51.8101S15.215.041201.51.8102211.551201.41.0102212.061201.11.0102012.0表4-4 4-4支护单元层序孔直径（mm）垂直间距（m）水平间距（m）土钉、锚索倾角（）钢筋、锚索直径（mm）钢筋、锚索长度（m）11201.41.510189.021201.

46、21.5102010.03（锚索）1501.41.8101S15.21531201.41.8102211.041201.61.2102212.051201.50.9102212.061201.20.910209.04.2土钉墙支护设计验算 在满足基本构造要求的基础上，需要进行必要的稳定验算，其中包括抗水平滑移稳定验算和抗倾覆稳定验算。具体计算中是将加固土体作为一个重力式挡土墙进行验算。4.2.1整体抗圆弧滑动稳定验算1近年来土钉墙中土钉采用长短不一的形式，个别土钉可大大超过开挖深度。因而难以简化为重力式挡土墙进行以上稳定验算。这种情况可采用滑动面穿越土钉的圆弧进行滑动稳定验算。圆弧滑动示意图见

47、图4-1.1-喷射混凝土面层 2-土钉圆弧滑动验算按简单条分法。参看式4-4，但这时由于滑裂面穿过一些土钉，因而要计入土钉抗滑力矩，具体计算公式为： 4-4S计算滑动体沿基坑壁方向的长度，m，由土钉的布置确定，不一定取单位长度计算；Tuj第j根土钉在圆弧滑裂面外的锚固体与土体间的极限抗拉拔力。 4-5li第j根土钉在圆弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度；Dj第j根土钉锚固体的直径；qsi土钉穿越的第i层土体与锚固体间极限摩阻力，无试验资料时，用表4-5确定。式4-4中的Tuj还应不大于该土钉拉断力和钉材与砂浆界面的极限锚固力。表4-5土钉锚固体与土体极限摩阻力标准值土的名称土的状态qsi /

48、kPa填土1620淤泥1016淤泥质土1620粘性土IL10.75IL10.50IL0.750.25 IL0.500.00.900.75e0.90e0.752040406060904.2.2土钉墙的抗拉拔稳定分析1）土钉抗拉拔承载力设计值当基坑侧壁安全等级为二级时，土钉的抗拉拔承载力设计值按试验确定。当基坑侧壁安全等级为三级时，土钉的抗拉拔承载力设计值Tdj可按下式计算： 4-62）土钉抗拉拔稳定条件对于单根土钉，其拉拔荷载与承载力间应满足如下条件：Tj Tdj 4-7式中：Tj第j根土钉受拉荷载。Tj的计算可由第j根土钉位于土钉墙中的不同位置来确定，见图4-2，并按式4-8计算。图4-2 1

49、-喷射混凝土面层 2-土钉 4-8 式中：荷载折减系数，按式4-9计算； Paj第j根土钉位置处的基坑水平主动土压力值； sxj、szj第j根土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距； j第j根土钉与水平面的夹角。 由于墙面一般不是垂直的，所以主动土压力可以折减，折减系数为 4-9可见当=90时，=1.0，则土压力为垂直墙面上的主动水平土压力，可用朗肯土压力理论计算。4.2.3理正验算本次基坑支护工程验算采用理正深基坑支护软件在计算机上运行完成。根据场地勘察报告中场地剖面土层情况及力学指标，本次设计所取土层及参数如上表所示（重度为平均值，粘聚力和内摩擦角为标准值）：层号岩土名称涂层厚度（m）重度kg

50、/m3）粘聚力kPa内摩擦角土钉摩擦力kPa锚杆土摩擦力kPa北侧东、南、西侧1杂填土3.83.418.09.59.520202粉质粘土2.64.118.612.29.850503粉质粘土2.12.418.612.09.247474粉土4.23.017.99.813.044405粉质粘土3.32.019.519.616.16363验算结果：1-1支护单元-验算项目: - 验算简图 - 验算条件 - 基本参数 所依据的规程或方法：建筑基坑支护技术规程JGJ 120-99基坑深度： 9.000(m)基坑内地下水深度： 9.500(m)基坑外地下水深度： 2.800(m)基坑侧壁重要性系数： 1.0

51、00土钉荷载分项系数： 1.250土钉抗拉抗力分项系数： 1.300整体滑动分项系数： 1.300 坡线参数 坡线段数 3序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角() 1 1.800 4.500 68.2 2 1.800 0.000 0.0 3 1.800 4.500 68.2 土层参数 土层层数 6序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 锚杆土摩阻力 水土 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) (kPa) (kPa) 1 杂填土 3.400 18.0 18.0 9.5 9.5 20.0 20.0 分算 2 粘性土 4.100 18.6 18

52、.6 12.2 9.8 50.0 50.0 合算 3 粘性土 2.400 18.6 18.6 12.0 9.2 47.0 47.0 合算 4 粉土 3.000 17.9 17.9 9.8 13.0 40.0 44.0 分算 5 粘性土 2.000 19.5 19.5 19.6 16.1 63.0 63.0 合算 6 粘性土 2.700 19.7 19.7 23.0 19.0 70.0 70.0 合算 超载参数 超载数 2序号 超载类型 超载值(kN/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边线距离(m) 形式 长度(m) 1 局部均布 15.000 0.000 4.000 4.000 条形

53、2 局部均布 25.000 0.000 20.000 8.000 条形 土钉参数 土钉道数 6序号 水平间距(m) 垂直间距(m) 入射角度(度) 钻孔直径(mm) 长度(m) 配筋 1 1.500 1.400 10.0 130 7.000 1D18 2 1.200 1.200 10.0 130 8.000 1D20 3 1.800 1.200 10.0 130 9.000 1D20 4 1.000 1.800 10.0 130 9.000 1D20 5 0.900 1.300 10.0 130 9.000 1D20 6 0.900 1.300 10.0 130 7.000 1D20 花管参数

54、 基坑内侧花管排数 0基坑内侧花管排数 0 锚杆参数 锚杆道数 1序号 水平间距(m) 竖向间距(m) 入射角度(度) 锚固体直径(mm) 锚杆长度(m) 锚杆锚固长度(m) 抗拉力(kN) 1 1.800 3.800 10.0 150 16.000 10.000 100.0 坑内土不加固 内部稳定验算条件 考虑地下水作用的计算方法：总应力法土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数： 0.500* 验算结果 * 局部抗拉验算结果 工况 开挖深度 破裂角 土钉号 土钉长度 受拉荷载标准值 抗拔承载力设计值 抗拉承载力设计值 满足系数 (m) (度) (m) Tjk(kN) Tuj(kN) Tuj(k

55、N) 抗拔 抗拉 1 1.400 38.8 0 2 2.600 38.8 0 3 3.800 38.9 1 7.000 40.8 33.4 76.3 0.655 1.496 4 5.600 38.9 1 7.000 3.7 35.0 76.3 7.641 16.686 2 8.000 17.0 78.5 94.2 3.691 4.432 5 6.900 38.9 1 7.000 3.7 29.3 76.3 6.399 16.692 2 8.000 17.0 72.8 94.2 3.425 4.434 3 9.000 42.2 130.9 94.2 2.482 1.787 6 8.200 38.

56、9 1 7.000 3.7 23.5 76.3 5.146 16.687 2 8.000 17.0 67.1 94.2 3.154 4.432 3 9.000 46.6 116.6 94.2 2.001 1.617 4 9.000 0.9 112.8 94.2 105.523 88.151 7 9.000 38.9 1 7.000 3.7 20.0 76.3 4.369 16.680 2 8.000 17.0 63.5 94.2 2.987 4.430 3 9.000 46.7 107.8 94.2 1.848 1.616 4 9.000 0.2 104.0 94.2 535.972 485.

57、690 5 9.000 8.7 113.1 94.2 10.391 8.662 8 9.000 38.9 1 7.000 3.7 20.0 76.3 4.369 16.680 2 8.000 17.0 63.5 94.2 2.987 4.430 3 9.000 46.7 107.8 94.2 1.848 1.616 4 9.000 0.2 104.0 94.2 535.972 485.690 5 9.000 8.7 113.1 94.2 10.391 8.662 6 7.000 40.0 95.1 94.2 1.904 1.887 内部稳定验算结果 工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标

58、y(m) 半径(m) 1 2.171 4.119 10.758 3.239 外部稳定计算参数 所依据的规程： 建筑地基基础设计规范GB50007-2002土钉墙计算宽度: 10.000(m)墙后地面的倾角: 0.0(度)墙背倾角: 90.0(度)土与墙背的摩擦角: 8.5(度)土与墙底的摩擦系数: 0.360墙趾距坡脚的距离: 0.000(m)墙底地基承载力: 120.0(kPa)抗水平滑动安全系数： 1.300抗倾覆安全系数： 1.600 外部稳定计算结果 重力: 698.7(kN)重心坐标: ( 6.359, 4.565）超载: 9.0(kN)超载作用点x坐标: 9.700(m)土压力:

59、146.6(kN)土压力作用点y坐标: 3.060(m)基底平均压力设计值 75.2(kPa) 120.0基底边缘最大压力设计值 128.6(kPa) 1.2*120.0抗滑安全系数: 1.282 1.600 喷射混凝土面层计算 计算参数 厚度： 80(mm)混凝土强度等级: C20配筋计算as: 15(mm)水平配筋: d8250竖向配筋: d8250配筋计算as: 15荷载分项系数: 1.200 计算结果 编号 深度范围 荷载值(kPa) 轴向 M(kN.m) As(mm2) 实配As(mm2) 1 0.00 1.40 0.1 x 0.009 188.6(构造) 201.1 y 0.011

60、 188.6(构造) 201.1 2 1.40 2.60 11.7 x 0.618 188.6(构造) 201.1 y 0.618 188.6(构造) 201.1 3 2.60 3.80 28.8 x 1.167 188.6(构造) 201.1 y 3.017 230.0 201.1 4 3.80 5.60 15.3 x 1.351 188.6(构造) 201.1 y 0.326 188.6(构造) 201.1 5 5.60 6.90 4.3 x 0.242 188.6(构造) 201.1 y 0.103 188.6(构造) 201.1 6 6.90 8.20 28.8 x 1.616 188