复合喷锚深基坑支护课程设计[详细]

1、支挡结构设计 指导老师: 姓 名: 班 级: 学 号: 班内序号: 目录一 设计说明 二 设计计算书 1.工程概况 1.1.一般概况 1.2.周边环境概况 2.场地岩土工程条件 2.1.场地工程地质条件 2.2.场地水文地质条件 3.基坑支护方案的 选择 3.1.基坑特点分析 3.2.基坑重要性等级 3.3.支护方案选择 4.支护结构设计 4.1.设计原则 4.2.设计依据 4.3.基坑支护分段 4.4.放坡与坡面防护 5.基坑开挖及支护施工 5.1.基坑开挖施工 5.2.基坑开挖监控 6.支挡结构设计计算书 三 支挡结构设计图纸 1.周边环境图 2.平面布置图 3.剖面图 1一设计说明1.

2、基坑简化处理本工程基坑平面大致呈“Z”布置,分为“、和区”.在进行基坑降水的 过程中,只考虑潜压水降至基坑底以下1米,并未详细考虑局部降水要求(这次课设重点在于进行支护结构的 设计,降水只是了 解基本知识) 2.支挡结构的 选择结合荆州地区当地经验以及施工水平,并综合考虑环境条件,工程地质条件,水文地质条件,对荆州地区常用的 支护结构进行分析,常用结构:1.复合喷锚 2.水泥土挡墙 3.桩撑三种支护结构.其中:1. 复合喷锚支护:施工简单方便,造价低,工期短,喷锚支护可与土方开挖同步进行.2.水泥土挡墙:施工简单方便,造价一般,工期短,同时具有挡土与挡水的 作用.3.桩撑:技术成熟,应用广泛,

3、安全可靠,对土方开挖和地下结构施工影响较小 .支撑设计应保证其稳定性及合理性,造价较高.区南、西和北三面采用坡率法进行放坡,同时采用钢筋网喷水泥砂浆护面.二 设计计算书1.工程概况1.1.一般概况长江大学拟在武德路与南湖路交叉口,长江大学东校区院内兴建长江大学人才公寓项目,本项目由两栋建筑物组成,分别为人才公寓、区和人才公寓区,人才公寓、区地上13层,框架剪力墙结构,人才公寓区地上13层,地下1层,框架剪力墙结构,考虑到本项目、区建筑物基础埋深较大,与区地下室高差较大,基坑工程设计时仍然将、区纳入基坑范围设计.本工程主体建筑物设计0.00绝对标高为33.00米,基坑设计时所取用的 平均自然地面

4、标高为-0.50米(绝对标高为32.50米).依据规范,、区建筑物为PHC管桩基础,基坑边缘承台布置较密,基坑开挖深度计算到边承台垫层底,基坑边缘承台垫层底普遍标高为-3.30米,则实际设计计算深度为2.80米;区建筑物为地下室区域,承台埋深较大,且基坑边缘承台布置较密,基坑开挖深度计算到边承台垫层底,基坑边缘承台垫层底普遍标高为-5.20米,则实际设计计算深度为4.70米;北侧、轴CT2为电梯井部分,承台垫层底标高为-6.10米,则实际设计计算深度为5.60米.本工程岩土工程勘察报告由“长江大学设计研究院”提供,建筑物的 主体结构、建筑由“长江大学设计研究院”提供.“长江大学设计研究院”进行

5、基坑支护设计.根据岩土工程勘察报告提供的 工程地质及水文地质条件,结合基坑周边的 环境条件,本基坑工程的 工程地质和水文地质条件分类为类,属较复杂;周边建筑物大都位于1倍基开挖深度内,基坑开挖深度2.8米5.6米,按基坑工程技术规范DB42/T159-2012规定,本基坑工程重要性等级为二级.1.2.周边环境概况方位周围空间东侧基坑开口线距离东北角建筑物10.7米,距离东南角建筑物约11.3米南侧基坑开口线距离长江大学艺术学院大楼最近约24.6米,西侧基坑开口线距离长江大学工程实训中心最近建筑物约9.4米北侧基坑开口线距离长江大学工程实训中心最近约11.4米本项目基坑周边30米范围内除上表中标

6、明的 建构筑物外,再无其他现存的 需要特别保护的 地上地下重要建筑与管线.2.场地岩土工程条件2.1.场地工程地质条件根据钻探揭露及静力触探测试成果,结合室内土工试验成果综合分析,在本次勘察深度范围内的 地层,按其成因类型、沉积年代可分为人工堆积层、第四系全新统冲积层和第四系上更新统冲、洪积层.按地层岩性及其物理力学指标与工程特性,可分为五小 层.现就各层土层的 分布特性叙述如下:层 杂填土 人工堆积层() 杂色,稍湿-湿, 结构松散.主要成分为粘性土,层间含少量砖渣及碎石.该层全场分布,但土体均匀性较差,厚1.00-2.50米,平均厚度为1.72米.层 粉质粘土 第四系全新统冲积层() 褐黄

7、色,很湿-饱和,软-可塑,含铁锰质结核,局部夹薄层粘土与淤泥质土.其岩芯切面较光滑,干强度中等,压缩性中等.该层全场分布,厚4.00-6.680米,平均厚度为5.63米,层顶标高29.78米-31.10米.层 粉土夹粉砂 第四系全新统冲积层()灰色,饱和,稍密至中密状,摇震反应中等,切面粗糙,干强度及韧性较低.该层土全场分布,层厚3.30-8.60米,平均厚度为6.04米,层顶标高24.18米-26.30米.层 细砂 第四系全新统冲积层(),灰,稍密-中密,饱和,主要成份为石英,长石,含少量矿物质.全场分布,层厚13.50-18.80米,平均厚度为16.06米,层顶标高15.86米-21.16

8、米.层 卵石 第四系上更新统冲洪积形成( ),多为灰、白等色,稍密至中密状,主要成分为石英岩、火成岩、硅质岩等,磨圆度较好,分选性差,粒径一般25厘米,大者粒径大于7厘米,其中粒径大于2厘米者约占51,卵石间充耕物为粉砂,本次勘察未揭穿. 基坑坑壁经过土层有层杂填土层、层粉质粘土,基坑底部位于层粉土夹粉砂层.2.2.场地水文地质条件该场区勘察深度范围内存在两种类型的 地下水,即赋存于浅部第层杂填土中的 上层滞水和赋存于下部第层粉土夹粉砂、第层粉细砂及第层卵石层中的 孔隙承压水.地下水按埋藏条件有两种类型:上层滞水:主要赋存于层杂填土中,一般情况下其含水量不大,主要接受大气降水补给,迳流则以垂直

9、运动为主,主要排泄方式为蒸发,勘察时通过各钻孔的 观测上层滞水埋深0.3-0.6米.承压水:承压水赋存于层砂层与层卵石中,受区域同层侧向补给径流排泄,勘察时测定承压水稳定水位埋深约1.8-2.7米,相应高程为29.42-29.98米.根据东升片区安置点水文地质(抽水)试验报告(位于拟建场区西北约1000米),砂卵石综合渗透系数K=12.00米/d.3.基坑支护方案的 选择3.1.基坑特点分析拟建场地在武德路与南湖路交叉口,地势较为平坦,基坑位于长江大学东校区,其北侧为长江大学工程实训中心,南侧为长江大学艺术学院,西侧为长江大学医院,东侧为空地.基坑施工对周围环境影响较小 .3.2.基坑重要性等

10、级根据岩土工程勘察报告提供的 工程地质及水文地质条件,结合基坑周边的 环境条件,本基坑工程的 工程地质和水文地质条件分类为类,属较复杂;周边建筑物大都位于1倍基开挖深度内,基坑开挖深度2.8米5.6米,按基坑工程技术规范DB42/T159-2012规定,本基坑工程重要性等级为二级.因此需对该基坑采取有效的 降水及支护措施. 3.3.基坑支护方案选择基坑层杂填土结构较为松散,工程性质差; 层粉质粘土为软-可塑状态,中等压缩性,强度较低,工程性质一般;粉土夹粉砂呈稍密至中密,强度中等,压缩性较低,工程性质一般;层细砂,稍密-中密状态,压缩性较低,强度较高,厚度较大,工程性质较好,可作为拟建建筑物的

11、 桩基持力层;卵石中密-密实状态,强度高,分布稳定,工程性质好,可作为拟建建筑物的 桩基持力层.综上所述,该基坑稳定性较差,基坑壁不能自立,从而易引起基坑变形,基坑开挖需采取适当的 基坑支护和放坡措施.本项目、区建筑物为PHC管桩基础,基坑边缘承台布置较密,基坑开挖深度计算到边承台垫层底,基坑边缘承台垫层底普遍标高为-3.30米,则实际设计计算深度为2.80米;区建筑物为地下室区域,承台埋深较大,且基坑边缘承台布置较密,基坑开挖深度计算到边承台垫层底,基坑边缘承台垫层底普遍标高为-5.20米,则实际设计计算深度为4.70米;北侧、轴CT2为电梯井部分,承台垫层底标高为-6.10米,则实际设计计

12、算深度为5.60米.故、区基坑可采用自然放坡;区东面因临近进出主干道,不具备自然放坡条件,故采用复合喷锚或钢板桩支护,另外三面采用水泥土挡墙.据本次勘探试验成果,结合基坑工程技术规程(DB42/T159-2012)附录B综合提出基坑支护设计参数建议值,见表12. 基坑支护设计参数建议值 表12土层编号土 名天然重度r(kN/米3)C(kPa)(度)杂填土18.0012.09.0粉质黏土19.1018.47.9粉土夹粉砂19.3011.19.7细砂19.50.025.0 支护形式技术特点分析与本工程特点对比分析水泥土挡墙施工简单方便,造价一般,工期短.水泥土挡墙防渗作用好.但抗弯性能差,边坡变形

13、较大,一般在淤泥质土较厚的 情况下,支护深度不宜超过7.0米.本项目中作为选择方案.土钉墙支护施工简单方便,造价低,工期短,土钉施工可与土方开挖同步进行.基坑坡面需进行较大比率的 放坡,占用较大的 场地,在基坑底部有淤泥及淤泥质土的 情况下,应考虑基坑底部的 隆起影响;基坑侧壁以粉土或粉砂为主时,应考虑基坑侧壁的 流砂或坑底的 管涌等.造价低,但基坑侧壁及底部分布有粉砂层,该地区地下水位丰富,局部可能发生流沙或管涌,不宜采用此方案.复合喷锚支护施工简单方便,造价低,工期短,喷锚支护可与土方开挖同步进行.水泥土挡墙防渗作用好.但抗弯性能差,边坡变形较大,支护深度不宜超过7.0米.造价适中,技术可

14、靠,喷锚支护与土方开挖之间需要相互搭接交错施工,本项目采用此方案.桩撑支护技术成熟,应用广泛,安全可靠,对土方开挖和地下结构施工影响较小 .支撑设计应保证其稳定性及合理性,造价较高.技术可靠,安全系数高,基坑侧壁变形小 ,造价高,据现场环境影响可采用此方案.联合支护在保证支护结构安全可靠的 前提下,有针对性的 集采各家之所长,降低各家之短,不仅使工程造价降低,同时可根据场区环境灵活布置,使支护施工顺利进行.对大型复杂的 基坑适用.本项目属二级基坑,故不采用联合支护. 4.基坑支护结构的 设计 4.1设计原则 (1)支护结构必须保证安全正常使用,则应满足以下要求: 支护结构不能滑动; 支护结构不

15、能倾覆; 支护结构不能有过大的 水平位移; 支护结构不能有过大的 沉降; 保证支护结构本身的 强度足够; 保证地基的 强度足够; 保证周围建筑物安全,位移及沉降控制在允许范围内; 保证基坑底部的 隆起、回弹在允许范围内,不发生渗流及管涌等; 支护方案安全可靠,而且是经济的 优化方案. (2)应根据工程用途的 要求、地形及地质等条件,综合考虑以确定支护结构的 平面布置及其高度. (3)应认真分析地形、地质、土的 性质、周围构筑物、荷载条件及现场技术经济条件,确定支护结构类型. (4)保证支护结构设计符合相应规范、条例要求. (5)应对施工给出指导性意见. (6)基坑支护结构应采用以分项系数表示的

16、 极限状态设计表达式进行设计. 4.2设计依据 在基坑工程设计的 前期工作中,应对基坑内的 主体工程设计、场地地质条件、周边环境、施工条件、设计规范的 进行调研和收集,以全面掌握设计依据. 4.3支护分段 因为基坑开挖的 过程是逐桩掘进的 ,在需要支护的 地方,假若上一段的 支护没有完成,即工作面没有安全保障的 前提下,是不可以进行以下阶段的 施工的 .4.4放坡与坡面防护 放坡: 人工沟槽及基坑如果土层深度较深,土质较差,为了 防止坍塌和保证安全,需要将沟槽或基坑边壁修成一定的 倾斜坡度,称为放坡. 常见坡面防护措施: (1)叠放砂包或土袋:用草袋、纤维袋或土工织物袋装砂(或土),沿坡脚叠放

17、一层或数层,沿坡面叠放一层;(2)水泥抹面:在人工修平坡面后,用水泥砂浆或细石混凝土抹面,厚度宜为3050米米,并用水泥砂浆砌筑砖石护坡脚,同时,将坡面水引入基坑排水沟.抹面应预留泄水孔,泄水孔间距不宜大于34米;(3)挂网喷浆或混凝土:在人工修平坡面后,沿坡面挂钢筋网或铁丝网,然后喷射水泥砂浆或细石混凝土,厚度宜为5060米米,坡脚同样需要处理;(4)其他措施:包括锚杆喷射混凝土护面、塑料膜或土工织物覆盖坡面等.5. 基坑开挖与支护施工 5.1.基坑开挖 1、基坑开挖应根据支护结构设计、降排水要求确定开挖方案. 2、基坑边界周围地面应设排水沟且应避免漏水、渗水进入坑内放坡开挖时应对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施. 3、基坑周边严谨超载荷载. 4、软土基坑必须分层均衡开挖层高不宜超过1米. 5、基坑开挖过