东方嘉苑三期深基坑支护方案3 Word 文档.doc

华云东方嘉苑三期1#地下室工程深基坑支护设计与施工方案一、工程概况本工程位于玉山县320国道与公园西路交叉路口西侧，地下一层总建筑面积为8554.78m2（其中人防地下室6610 m2）。地下室采用平战结合的形式设计，平时为地下车库，战时可作人员掩蔽、人防救护站、及区域电站使用。地上由一幢24层宾馆和三幢18层商住楼组成。二、工程场地概况2.1、场地情况：本地下室长109.74m×宽81.9m，地下室底板标高为-4.90m(绝对标高95.10m)。自然地坪高程为95.97m，其东面（沿线长64.00m范围内）紧靠新筑公园西路，距街沿路内侧石仅700，路侧石面标高由南往北为99.01 m100.251m。且路侧石下面1.00m深处有一Ø300自来水管，为此引起建设方对此环境条件高度重视，提出深基坑支护要进行多方案的科学论证，最终选取采用悬臂式桩排支护结构。2.2、地质情况：查本小区1#18#楼地勘报告知: 该处地质情况由ZK9、ZK21、ZK24三个地勘钻孔柱状图表反映如下：221、ZK9孔地层编号地层名称高程深度 厚度地 层 描 述 耕作土95.970.300.30灰褐色.稍湿.松散.高压缩性 粉质粘土89.776.506.20褐黄色.湿.可塑软塑 强风化玄武岩78.1718.1011.60灰黄色.块状.岩体为级 222、ZK21孔地层编号地层名称高程深度 厚度地 层 描 述 耕作土95.240.300.30灰褐色.稍湿.松散.高压缩性 粉质粘土92.043.503.20褐黄色.湿.可塑软塑.粉粒 全风化玄武岩88.347.203.70灰黄绿色.块状均匀.全风化成土. 强风化玄武岩84.5411.003.80灰黄绿色.块状.岩体为级223、ZK24孔地层编号地层名称高程深度 厚度地 层 描 述 耕作土96.200.300.30灰褐色.稍湿.松散.高压缩性 粉质粘土94.402.101.80褐黄色.湿.可塑软塑.粉粒 全风化玄武岩90.605.903.80灰黄绿色.块状均匀.全风化成土. 强风化玄武岩84.8011.705.80灰黄绿色.块状.岩体为级三、设计与方案编制依据1、建筑桩基础技术规范（JGJ94-94）2、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）3、混凝土结构施工规范（GB50011-2011）4、高层建筑施工技术（机械工业出版社-李惠强编著）5、园形截面钢筋混凝土受弯构件正截面承载力的简化计算中国港湾建设-2010年第2期6、东方嘉园小区1#18#楼地质勘察报告四、悬臂式桩排设计计算4.1、已知： =18.5kn/m3 C=18Kpa =15 考虑护坡深度h=5.00m 坡顶堆物q=20kpa4.2、求朗肯主动与被动土压力系数： 4.3、求B点深度：4.4、主动土压力计算表：参 数点位计计算深度Z/m（Kpa） （Kpa）（Kpa） （Kpa）（Kpa）C=18 kpa =150 =18.5kn/m3Ka=.0.589 A 0 0 20 11.7827.60-15.82 B1.45 26.83 46.8327.6027.60 0 C 5.00 92.50 112.50 66.262527.6038.663 05.00+Dmin92.5+18.5Dmin112.5+20Dmin66.263 66.263+11.78 Dmin27.6038.663+11.78Dmin4.5、被动土压力计算表：参 数点位计算深度 Z/m（Kpa）（Kpa） （Kpa） （Kpa） C=18kpa =150 =18.5kn/m3C00046.908 46908 0Dmin18.5Dmin31.45Dmn46.90831.45Dmin+46.9084.6、力矩平衡计算表：(计算各力对0点的力矩)主动区块号合 力（KN）力 臂（m）力 矩（KN.m）38.663×3.55×1/2=68.6273.55×1/3+ Dmin=1.183+ Dmin81.186+68.627 Dmin 38.663× Dmin1/2 Dmin=0.5 Dmin19.332 D2min11.78 Dmin×1/2 Dmin=5.89 D2min1/3 Dmin=0.33 Dmin1.9633 D3min被动区46.908× Dmin1/2 Dmin=0.5 Dmin23.454D2min31.45Dmin×1/2Dmin=15.73 D2min 1/3 Dmin=0.33 Dmin 5.2417 D3min主动区力矩合计: 1.9633D3min+19.332D2min+68.627Dmin+81.186被动区力矩合计: 5.2417D3min+23.454D2min4.7、求桩长：根据平衡条件可得： 被动区力矩-主动区力矩=0即 5.2417D3min+23.454D2min- 1.9633D3min-19.332D2min-68.627Dmin-81.186=0解一元三次方程： 3.2784D3min+4.122D2min-68.627Dmin-87.186=0解得 Dmin=4.58m桩的设计嵌入深度1.2 Dmin=5.5m6.00 m为此桩的总长可为: 5.00m+6.00m =11.00m。 (但实际已嵌入强风化岩层3.0m) 4.8、求最大弯矩：设剪力零点位于开挖基底以下X处，该点以上主动土压力合力为：38.663×3.55×1/2+38.663X+1/2(Xka) X=68.627+38.663X+5.448X2 该点以上被动土压力合力为：46.908X+1/2(XkP) X=46.908 X+15.725X2 令两式相等得:10.227X2+8.245 X68.627=0 解得: X1.2= X1=2.214m X2=3.02m（舍去）开挖基底以下2.214m处弯矩最大，该截面最大弯矩为：Mmin=68.627×(3.55/3+2.214)+38.663×2.214×2.214/2+(5.448×2.2142 )×2.214/346.908×2.214×2.214/2(15.725×2.2142)×2.214/3=175.763KN.m 4.9、求单桩弯矩设计值：1、承受水管梁P对单桩的弯矩：（17.73×0.70）×1.25=15.51 KN.m2、承受桩间水平延长米弯矩： 175.763×2.50×1.25=549.259KN.m 3、单桩弯矩设计值： 15.51+549.259=564.769KN.m4.10、单桩设计：（按园形截面受弯构件简化计算）1、已知：人工挖孔桩半径r =450 A= mm2纵向受力钢筋重心所在园周的半径rs=400混凝土强度等级C30 ， cm=16N/mm2钢筋为HRB400（级钢） ÿ=340N/ mm2 As=1539+3927=5466 mm22、求承受最大弯矩：A= mm2 =由式（17）解得： =得方程： 解方程： 1=0.2497 2=0.3489 (舍去)由式（18）解得： =1.282-1.543=0.8967由式（10）解得： Mmax=Asys=0.8967×5466×340×400 =666.585KN.m 564.769 KN.m (满足要求)。五、水漕梁、悬挑梁设计计算5.1、水管直径为300，保护自来水管的纵向水漕梁截面设定为500（宽）×400（高），即砼梁包裹水管下面与二侧面均有100。纵向水漕梁支承在每根桩的悬挑梁上，悬挑梁的截面为250×400。5.2、荷载： 水管重q1=10KN×0.7854×0.30×0.30×1.3=0.91KN/m. 水漕梁自重q2=25KN×0.50×0.40=5.0 KN/m. 悬挑梁自重q3=25KN×0.25×0.40×1.2=3.0 KN/m.作用在水漕梁上的线荷载q=( q1+ q2)×1.2=(0.91+5.0)×1.2=7.09 KN/m.作用在每悬挑梁上的集中荷载P=( q1+ q2) ×2.50×1.2=(0.91+5.0) × 2.50×1.2 =17.73KN 5.3、水漕梁设计：5.3.1、采用如下假定：（1）、从保护自来水管的角度来考虑，水漕梁必须分段开挖施工，所以不能按多跨连续梁考虑,可按简支梁考虑；（2）、水漕梁砼受压区宽度按两侧板厚度之和200考虑。5.3.2、验算： 已知：q=7.09 KN/m. L=2.50m h0=400-35=365 b=200 砼强度为C25 cm=13 N/2 钢筋采用HRB335 y=300 N/2 M=1/8 q L2=1/8×7.09×2.502=5.539KN.m. s=0.992 2 可采用3Ø6底筋ÿ=85mm2其中有一跨L=4.00m 即: M=1/8 q L2=1/8×7.09×4.002=14.18KN.m. s=0.979 mm2 可采用3Ø10底筋ÿ=236mm2两侧面筋可采用Ø6与Ø10，开口箍筋采用Ø6200。 能满足要求。5.4、悬挑梁验算：已知h0=400-35=365 b=250（可按其中4.00m跨计算其他同上）M=1/2q L2+PL=1/2×3.0×.70228.37×0.70=20.59KN.m. s=0.976 2 可采用2Ø12面筋ÿ=226mm2 能满足要求。六、施工方案：6.1、在基坑开挖前距自来水管外侧布桩（中到中距建筑物外墙约1.201.30米左右），纵向桩距2.50m，为避开4#楼今后承台施工的阻碍，有一跨达4.00m。按设计要求桩径900，桩长11.00m施工，开挖过程中发现8.00m深已经到达强风化岩，仍按原定方案施工。桩身砼浇灌到水管底500mm后，桩头以上部分待水漕梁、悬挑梁、砖拱压顶梁一体浇灌。6.2、排桩施工完毕作水管处理：逐跨开挖剥露水管土方，逐段为水漕梁、悬挑梁打垫层作地模、扎钢筋、浇筑混凝土，并设法固定自来水管（UPVC管）以防浇灌时上浮。6.3、待以上钢筋混凝土构件达到龄期后方可开挖基坑。两桩间采用砌筑砖拱挡土（适当位置设溢水管），在基坑底以下设一平面园拱形地梁，截面为250×500，内配4Ø14钢筋与Ø8200箍筋，两边必须采用植筋的方式锚入桩身。然后在拱形地梁上面砌拱形砖体，同时按墙体施工要求500设拉结筋。上面设拱形压顶梁，截面为250×250，内配4Ø12钢筋与Ø8200箍筋。对其中4.00m跨的园拱形地梁，采用截面为300×700，内配4Ø16钢筋与Ø8200箍筋，并在拱砌体中间设构造柱，截面为300×500，内配4Ø14钢筋与Ø8200箍筋，待砌体完成后浇筑。上述工况必须逐跨开挖施工，以防土体从桩间坍塌。为了争取工期可从两端同时施工。6.4、在地下室基础施工过程中，每个桩要设置观察点，随时可用经纬仪观察排桩是否有倾斜位移现象。同时近临围护桩边沿的建筑工程桩，成孔后应及时浇灌。6.5、支护结构坡顶面四周必须作围护栏杆，并标明坡沿仅考虑堆物20Kpa。基坑开挖后水漕梁、悬挑梁会呈悬空状，且又紧靠地下室剪力墙，为了确保下面施工安全，必须在坡顶设置防护覆盖，以防堕物伤人。