某大型综合管沟基坑支护方案

某大型综合管沟基坑支护方案

1基坑开挖质量分析该项目的综合管道贯穿广州大学城环四环四标段，全长2.75公里。在道路中间的绿化带下方，覆盖着1.5毫米厚的土壤。分为两个标准段。标准段（i）k6.95m，标准段（ii）31007000，基底开挖深度为3.0.4.7m。标准段（k8佳隆）k9.700范围内采用标准段（二），规格为37007000，基底开挖深度为5.3m。综合管沟内分电缆仓、水仓、通信仓,建成后供整个大学城水、电及通信使用,可见其重要性。2沟底板综合保护形式本工程基坑支护方案视现场实际开挖深度和地质情况而定,选取不同的支护形式。基坑支护形式主要分三种情况,具体为:2.1开挖土的分析本支护方法适用于土质好的挖方段,主要在K8+075～K8+125(开挖深度为4.7m)和K8+125～K8+850、K9+075～K9+535及K9+640～K9+700里程(开挖深度为5.3m),从现场开挖的土质分析来看,为硬塑状粘性土,可采用1:0.5～1:1放坡支护形式,坡面抹5.0cm厚水泥砂浆,防止雨水冲刷。从基坑开挖的情况看,实践证明基坑安全。2.2拉伸钢板桩和钢支撑支护该支护方法适用于软基处理段,在K6+950～K8+075里程范围,基坑开挖深度约3.0m。虽然经过软基处理,由于土质较差,搅拌桩强度增长缓慢,为确保已通车的两车道及施工安全,采用拉伸钢板桩和钢支撑支护,钢板桩桩长不小于10.0m,且桩底进入硬塑土层不小于3.0m;钢支撑采用Φ350钢管,间距不大于4.0m,钢板桩桩顶靠通车道内侧的坡面抹5.0cm厚水泥砂浆,防止雨水冲刷。2.3密排拉伸钢板桩支护本支护方法适用于K8+920～K9+020和K9+535～K9+650里程,为软基处理地段,基坑开挖深度为5.3m,采用密排拉伸钢板桩支护,桩长为12.0m,桩顶以下1.2m设计一道支撑,支撑选用Φ350钢管,水平间距不大于4.0m。3设计根节点的成本3.1边坡的放坡安全计算计算坡高为H=5.3m,坡角β=63.5°(按1:0.5放坡),超载为15KPa时土坡的稳定性。已知挖方段原状土C=15KPa、Ψ=25°、γ=19.0KN/m3。当土体处于极限平衡状态时,边坡的最大高度可按下式计算:根据公式:式中:H—————放坡高度(m);C—————土的粘聚力(KPa);Ψ————土的内摩擦角(°)。实际坡高为H=5.3m,超载换算成当量土体高度为:h1=15/19.0=0.79m,因H+h1=5.3+0.79=6.09m<11.83m,根据本工程挖方段地质情况,采用1:0.5放坡(即坡角约为63.5°),高度为5.3m,可保证边坡安全。为防止地表水、雨水冲刷坡面,在坡面上抹5.0cm厚水泥砂浆。3.2细砂砂浆软基处理地质参数选取根据地质资料及参考有关资料,选取参数下:⑴素填土:γ=17.5KN/m3,Ф=10°,С=5Kpa,Es=3.0Mpa;⑵淤泥层(软基处理后):γ=16.0KN/m3,Ф=8°,С=5Kpa,Es=2.5Mpa;⑶细砂:γ=17.0KN/m3,Ф=18°,С=0.0,Es=4.5Mpa;⑷粉质粘土层:γ=18.0KN/m3,Ф=15°,С=18Kpa,Es=10Mpa。3.2.1基坑土方开挖本设计计算由计算机程序完成,该计算程序按桩、土共同作用的增量计算法,把桩看成弹性支承上的梁,桩前的主动土压力按库仑土压力计算,桩前土体及支撑对桩的支撑作用用一系列弹簧代替,采用结构力学方法求出不同阶段的内力、支撑力。在计算水土压力时,采用水土分算法。开挖深度为5.3m的主要在K8+920～K9+020和K9+535～K9+650里程。在计算时,填土厚度取2.5m、淤泥土层取2.8m、粉质粘土层取6.7m,地下水位取地面以下1.2m,超载取20KPa,设计一道钢支撑在桩顶以下1.2m处,故基坑土方分两次开挖,计算结果如图1～图4示。⑴第一次开挖(悬臂开挖1.2m深)。⑵第二次开挖(在1.2m深处施工一道钢支撑,开挖至基坑底)。根据计算结果,钢板桩的桩长为12.0m,入粉质粘土6.7m左右,每米单宽所受最大弯矩为12.38t.m(4.65m处),最大水平支撑力为7.59t/m.m。⑶钢板桩强度验算:选用Ⅲ号拉森钢板桩,每延米截面模量W=1600000mm3,故钢板桩最大应力:⑷钢支撑验算:选用Φ350×10钢管作水平支撑,考虑到土方开挖,布置间距为4.5m,则支撑内力:选用Φ350×10钢管作支撑,计算程长度取:Φ350×10钢管的截面性能:面积:惯量矩:截面模量:每米重力:由于支撑自重产生的弯矩,按连续梁第一跨中弯矩计算:由于安装偏心产生的弯矩,偏心值为:⑸围檩验算:围檩按连续梁计算,最大弯矩为:选用2[36号槽钢,截面模量:围檩最大应力:3.2.2钢板桩施工质量开挖深度为3.0m的主要在K6+950～K8+075里程范围。在计算时,耕质土厚度取1.0m、淤泥土层取4.5m、粉质粘土层取4.5m,地下水位取地面以下1.0m,超载取20KPa,设计一道钢支撑在桩顶以下0.5m处,故基坑土方分两次开挖,计算结果如图5～8示:⑴第一次开挖(悬臂开挖1.2m深)。⑵第二次开挖(在0.5m深处施工一道钢支撑,开挖至基坑底)。根据计算结果,钢板桩的桩长为10.0m,入粉质粘土4.5m左右,每米单宽所受最大弯矩为6.08t.m,最大水平支撑力为3.52t/m.m。⑶钢板桩强度验算:选用Ⅲ号拉森钢板桩,每延米截面模量W=1600000mm3,故钢板桩最大应力:σ=Mmax/W=38.0N/mm2<[σ]=240N/mm2,安全。⑷钢支撑验算:选用Φ350×10钢管作水平支撑,考虑到土方开挖,布置间距为5.0m,则支撑内力:选用Φ350×10钢管作支撑,计算程长度取:Φ350×10钢管的截面性能:面积:惯量矩:截面模量:每米重力:由于支撑自重产生的弯矩,按连续梁第一跨中弯矩计算:由于安装偏心产生的弯矩,偏心值为:⑸围檩验算:围檩按连续梁计算