EPC办公楼项目基坑支护设计

基坑支护设计工程概述项目场地与规模拟建项目位于三亚市崖州区麒麟坡东侧，拟建构筑物有1#号楼、2#号楼、交流展示中心及地库。场地周边环境拟建场地处海成二级阶地地貌，场地原先为空地及水塘，西侧存在村民住宅。场地西侧为农田，拟建二期场地，外侧为晒经坡路，北侧紧邻振洲路，东侧为拟建求是路及在建南项目，南侧为世昭路（未通车）。1）基坑西侧：为后期拟建二期场地，现场为空地及水塘，需进行回填及整平处理，外侧为晒经坡路海岛，地下室边线距道路边线距离约80.3m；2）基坑北侧：北侧为振州路，地下室边线距道路边线约24.1m，距用地红线约26.4m，道路与场内空地形成路堑边坡，距离坑顶较远；3）基坑东侧：东侧为拟建求是路，地下室边线距拟建求是路道路边线约6.5m，距在建建筑物边线约37.6m。4）基坑南侧：南侧为世昭路（已建未通车），地下室边线距道路边线约11.2m，距用地红线约3.9m。基坑周边环境图场地平整标高本工程设计标高地下室±0.000相当于1985国家高程5.900m，基坑开挖总面积约为26566m2,周长约670m，基坑坑顶按路面标高3.500～5.000m及场内整平标高2.000m考虑，大面基底标高根据基础形式按-0.500m考虑，韧性结构分实验室基底按-5.400m考虑，基坑开挖深度2.500～11.300m。设计依据及标准基坑安全性等级根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）的相关规定，确定本基坑重要性等级：西侧及北侧放坡区域为三级，东侧及南侧临路区域为二级，基坑设计使用年限为12个月。设计依据1、中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；2、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）；3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；4、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）；5、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（2015年版）；6、《钢结构设计标准》（GB50017-2017）；7、《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）；8、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）；9、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；10、《建筑基础工程施工质量验收标准》（GB50202-2018）；11、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2019）；12、《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）;13、《锚杆检测与监测技术规程》（JGJ/T401-2017）;14、中华人民共和国国家、行业及海南省其它现行的有效设计标准、规范、规程和标准图集。工程地质条件基坑开挖影响范围内场地岩土层的构成和特征拟建场地位于三亚市崖州区麒麟坡东侧，地形较平坦，四周离既有建（构）筑物较近，原始地貌属海成阶地，根据野外鉴别、原位测试结合室内土工试验成果，在钻探深度范围内揭露地层自上而下划分为9个工程地质层，即①1杂填土(Qml)、①2填石(Qml)、②粉质粘土(Q4m)、③中砂(Q4m)、④淤泥质粉质粘土(Q4m)、⑤砾砂(Q4m)、⑥粉质粘土(Q4m)、⑦粉质粘土(Q4m)，岩土层岩性及埋藏分布特征分述如下：①1杂填土(Q4ml)：灰色、灰褐色、松散，稍湿～湿，主要由黏性土、砂组成，含少量植物根系。①2填石(Q4ml)：灰黄色、灰褐色，稍湿～湿，松散状为主，局部经机械压实呈稍密状，由粉质粘土、中细砂等组成，局部含大量碎石，欠压实。②粉质粘土(Q4m)：灰黄色、灰褐色，呈可塑状态，主要由粉黏粒组成，含中粗砂，切面稍有光泽反应，干强度及韧性中等，无摇振反应③中砂(Q4m)：灰黄色、灰褐色，饱和，稍密状，主要成份为石英、长石等，颗粒主要以粉细粒为主，次为中粗粒，黏粒含量约占10～15%，分选性较差，级配一般。④淤泥质粉质粘土(Q4m)：灰色、灰黑色，呈流塑~软塑状态，成分均匀，含有机质，具有腐臭味，奥刀切面光滑，摇震反应慢，韧性低，干强度高。⑤砾砂(Q4m)：灰黄色、灰褐色，饱和，松散～稍密状，主要成份为石英、长石等，颗粒主要以中粗粒为主，次为粉细粒，黏粒含量约占10～15%，分选性较差，级配一般。⑥粉质粘土(Q4m)：灰色、灰黑色，呈可塑~硬塑状态，主要由粉黏粒组成，局部含粉细砂，切面稍有光泽反应，干强度及韧性中等，无摇振反应。⑦砂质粘土(Q4m)：灰黄色、灰黑色，呈硬塑状态，粘性一般，含多量细砂，局部夹有细砂薄层，切面稍有光泽反应，干强度中等，韧性中等，无摇震反应。⑧粉质粘土(Qel)：灰色、灰黑色，呈硬塑状态，主要由粘性土组成，含少量砂，干强度中等，韧性中等，无摇震反应。水文地质条件拟建场地范围内未见地表水。场地地下水类型主要为孔隙潜水，稳定水位埋深为1.1～2.3m，主要赋存于层②粉质粘土及层③中砂层中，接受大气降水补给，经地下迳流补充深部含水层，据区域水文地质资料反应，潜水水位年变幅约为1.0~2.0m。场地地下水相对略浅，对工程施工有一定影响，基坑开挖及基础施工应做好降水或止水措施。根据拟建工程地质情况，本次水质分析在钻孔内采取地下水进行，土的腐蚀性试验分析采取浅层土进行，结合现场情况及地区经验判别，场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性；场地土层对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。围护体系方案选型本基坑工程特点根据场地地理位置、土质条件、基坑开挖深度及周边环境条件，本基坑围护工程具有以下几个特点：1、从基坑挖深方面来看，本工程设一层大地下室和一个韧性结构分实验室深基坑，开挖深度较深，一层地下室基坑大面积开挖深度为2.500m～5.500m，内部坑中坑高差为4.900m，属于深基坑工程。2、从基坑平面形状来看，整个基坑开挖面积约26566m2，基坑周长约670m，基坑工程规模大，地质条件较为复杂，基坑选型对工程总体造价影响较大。在保证基坑安全的前提下尽量优化节省工程投资以及方便施工部署是本次设计要考虑的重要问题之一。3基坑毗邻建筑物及道路，周边管线情况复杂，基坑的安全与周边建构筑物的安全紧密关联，基坑围护结构的安全保证及位移控制是本设计必须要考虑的基本问题。4、从用地条件来看，除项目西侧为二期待建场地外，其余几侧基坑离用地红线较近，且距离周边已建道路较近，不具备放坡空间，对基坑设计及施工较为不利。故自然放坡、土钉墙方案不适用本项目。5、从地质条件来看，本工程存在10余米深的深厚淤泥质软土，严重影响基坑围护结构的稳定性。6、基坑开挖范围内的土层渗透性相对较好，且距离崖州湾较近，坑内外需设置专门的降水措施。围护结构选择一、SMW工法桩韧性结构分实验室基坑支护平面布置图基坑支护典型剖面图1基坑支护典型剖面图2基坑支护典型剖面图3典型剖面计算书工程名称：AB段放坡1.工程概况基坑设计深度2.5m,基坑安全等级为三级。（1）土层参数编号岩土分类厚度(m)重度(kN/m3)c(kPa)φ(°)分算合算c'(kPa)φ'(°)①填土2.2217.5512合算512④中砂4.119022分算022⑤淤泥质粉质黏土9.218108合算108⑦砾砂7.120.5030分算030⑧粉质黏土9.918.52116合算2116续表编号Cu(kPa)K0Pc(kPa)Es(MPa)m(MPa/m2)qs(kPa)fs(kPa)fp(kPa)①32.1830④47.4875⑤2.891.4825⑦1015260⑧6.75.6273地下水位埋深：2m。（2）荷载工作荷载位置荷载(kPa)起始工况终止工况1地面0邻近荷载荷载(kPa)深度(m)边距(m)坡顶边距(m)宽度(m)长度(m)300721010（3）放坡坡高(m)坡宽(m)台宽(m)2.550（4）挡土墙支护形式:土钉墙;2.计算条件采用《国家行业标准—建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012》进行设计计算。整体稳定验算应力计算方式采用总应力法。3.整体稳定验算圆心(1.54,-7.61),半径10.31m,滑动力78.4kN/m,抗滑力87.2kN/m4.墙底隆起验算（1）土层④φ=22°,c=0kPa。K（2）土层⑤φ=8°,c=10kPa。K（3）土层⑦φ=30°,c=0kPa。K（4）土层⑧φ=16°,c=21kPa。K安全系数应达到1.4工程名称：BC段工法桩悬臂1.工程概况基坑设计深度4m,基坑安全等级为二级。（1）土层参数编号岩土分类厚度(m)重度(kN/m3)c(kPa)φ(°)分算合算c'(kPa)φ'(°)①填土3.4817.5512合算512④中砂4.119022分算022⑤淤泥质粉质黏土9.218108合算108⑦砾砂7.120.5030分算030⑧粉质黏土9.918.52116合算2116续表编号Cu(kPa)K0Pc(kPa)Es(MPa)m(MPa/m2)qs(kPa)fs(kPa)fp(kPa)①32.1830④47.4875⑤2.891.4825⑦1015260⑧6.75.6273地下水位埋深：2m。（2）荷载工作荷载位置荷载(kPa)起始工况终止工况1地面0邻近荷载荷载(kPa)深度(m)边距(m)坡顶边距(m)宽度(m)长度(m)200531010（3）放坡坡高(m)坡宽(m)台宽(m)111（4）挡土墙挡墙类型:型钢水泥土搅拌墙;顶标高:-1m;桩长:18m;搅拌桩桩径:0.65m;搅拌桩搭接长度:0.2m;型钢布置方式:插一跳一;桩钢材牌号:Q345;型钢型号:488*300*11*18;型钢截面面积:159.2cm2;型钢截面惯性矩:68900cm4;（5）工况工况示意图工况信息表类型深度(m)盆式开挖潜水位(m)承压水(m)台高(m)台宽(m)坡宽(m)1开挖44.52.计算条件采用《国家行业标准—建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012》进行设计计算。整体稳定验算应力计算方式采用总应力法3.变形内力（1）变形内力图4.整体稳定验算圆心(2.78,-2.51),半径4.79m,滑动力46.6kN/m,抗滑力85.4kN/m圆心(-1.79,-0.09),半径19.24m,滑动力783.5kN/m,抗滑力3700.5kN/m5.抗倾覆验算K6.墙底隆起验算（1）土层⑦φ=30°,c=0kPa。K（2）土层⑧φ=16°,c=21kPa。K安全系数应达到1.67.坑底隆起验算8.钢材强度验算H型钢钢材强度验算σ满足。τ满足。9.型钢水泥土搅拌墙截面验算验算点深度:19m型钢与水泥土间错动受剪承载力验算ττ不满足。水泥土最薄弱截面局部受剪承载力验算τ不满足。10.地表沉降计算方法:同济抛物线模式（1）各工况地表沉降工程名称：CD段工法桩+锚索1.工程概况基坑设计深度5.5m,基坑安全等级为二级。（1）土层参数编号岩土分类厚度(m)重度(kN/m3)c(kPa)φ(°)分算合算c'(kPa)φ'(°)o填土3.4817.5512合算512④中砂4.119022分算022⑤淤泥质粉质黏土9.218108合算108⑦砾砂7.120.5030分算030⑧粉质黏土9.918.52116合算2116续表编号Cu(kPa)K0Pc(kPa)Es(MPa)m(MPa/m2)qs(kPa)fs(kPa)fp(kPa)o32.1830④47.4875⑤2.891.4825⑦1015260⑧6.75.6273地下水位埋深：2m。（2）荷载工作荷载位置荷载(kPa)起始工况终止工况1地面0邻近荷载荷载(kPa)深度(m)边距(m)坡顶边距(m)宽度(m)长度(m)20051.51010（3）放坡坡高(m)坡宽(m)台宽(m)2.52.51（4）挡土墙挡墙类型:型钢水泥土搅拌墙;顶标高:-2.5m;桩长:18m;搅拌桩桩径:0.65m;搅拌桩搭接长度:0.2m;型钢布置方式:插一跳一;桩钢材牌号:Q345;型钢型号:488*300*11*18;型钢截面面积:159.2cm2;型钢截面惯性矩:68900cm4;（5）支撑和锚杆深度(m)支撑刚度K(MN/m2)预加轴力(kN/m)类型133.9锚杆序号1类型锚杆水平间距(m)1.8长度(m)13倾角(°)20直径(mm)120自由段长度(m)5扩孔段长度(m)8扩孔段直径(mm)500钢筋根数2钢筋种类S7-1860钢筋直径(mm)15.2注浆固结体弹性模量(MPa)2000（6）工况工况示意图工况信息表类型深度(m)盆式开挖潜水位(m)承压水(m)台高(m)台宽(m)坡宽(m)1开挖3.542加撑343开挖5.562.计算条件采用《国家行业标准—建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012》进行设计计算。整体稳定验算应力计算方式采用总应力法3.变形内力（1）各工况变形内力开挖到3.5m在3m处加撑开挖到5.5m（2）变形内力包络图4.整体稳定验算圆心(1.74,-2.52),半径5.08m,滑动力61.3kN/m,抗滑力55.9kN/m圆心(-1.79,-0.24),半径20.88m,滑动力726.4kN/m,抗滑力4826.8kN/m圆心(-1.15,-0.28),半径20.85m,滑动力1099kN/m,抗滑力4511.9kN/m5.抗倾覆验算KK6.墙底隆起验算（1）土层⑦φ=30°,c=0kPa。K（2）土层⑧φ=16°,c=21kPa。K安全系数应达到1.67.坑底隆起验算8.钢材强度验算H型钢钢材强度验算σ满足。τ满足。9.型钢水泥土搅拌墙截面验算验算点深度:5.5m型钢与水泥土间错动受剪承载力验算ττ不满足。水泥土最薄弱截面局部受剪承载力验算τ不满足。10.锚杆承载力验算Rk/Nk应达到:1.6;深度(m)长度(m)拉力Nk(kN)承载力Rk(kN)Rk/Nk拉力Nd(kN)杆体Rd(kN)313104.63603.44130.7372.611.地表沉降计算方法:同济抛物线模式（1）各工况地表沉降工程名称：DA段放坡1.工程概况基坑设计深度2.5m,基坑安全等级为二级。（1）土层参数编号岩土分类厚度(m)重度(kN/m3)c(kPa)φ(°)分算合算c'(kPa)φ'(°)①填土2.7817.5512合算512④中砂419022分算022⑤淤泥质粉质黏土1518108合算108⑦砾砂220.5030分算030⑧粉质黏土1818.52116合算2116续表编号Cu(kPa)K0Pc(kPa)Es(MPa)m(MPa/m2)qs(kPa)fs(kPa)fp(kPa)①32.1830④47.4875⑤2.891.4825⑦1015260⑧6.75.6273地下水位埋深：2m。（2）荷载工作荷载位置荷载(kPa)起始工况终止工况1地面0邻近荷载荷载(kPa)深度(m)边距(m)坡顶边距(m)宽度(m)长度(m)200721010（3）放坡坡高(m)坡宽(m)台宽(m)2.550（4）挡土墙支护形式:土钉墙;2.计算条件采用《国家行业标准—建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012》进行设计计算。整体稳定验算应力计算方式采用总应力法3.整体稳定验算圆心(1.91,-5.82),半径8.79m,滑动力80.4kN/m,抗滑力99.9kN/m4.墙底隆起验算（1）土层①φ=12°,c=5kPa。K（2）土层④φ=22°,c=0kPa。K（3）土层⑤φ=8°,c=10kPa。K（4）土层⑦φ=30°,c=0kPa。K（5）土层⑧φ=16°,c=21kPa。K安全系数应达到1.6工程名称：实验室灌注桩悬臂1.工程概况基坑设计深度4.9m,基坑安全等级为二级。（1）土层参数编号岩土分类厚度(m)重度(kN/m3)c(kPa)φ(°)分算合算c'(kPa)φ'(°)④中砂3.5819022分算022⑤淤泥质粉质黏土9.218108合算108⑦砾砂7.120.5030分算030⑧粉质黏土9.918.52116合算2116续表编号Cu(kPa)K0Pc(kPa)Es(MPa)m(MPa/m2)qs(kPa)fs(kPa)fp(kPa)④47.4875⑤2.891.4825⑦1015260⑧6.75.6273地下水位埋深：2m。（1）荷载工作荷载位置荷载(kPa)起始工况终止工