深基坑支护设计方案演示.pptx

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1、基坑概况本基坑位于浙江杭州富阳市，基坑周边环境如图所示：基坑三面对环境要求较高，一侧对环境要求较低第1页/共52页地质条件杂填土：灰黄色、灰色，湿，松散，主要由块石、碎石或建筑垃圾组成。粘质粉土：浅灰色，稍密，湿-很湿。切面无光泽，摇振反应迅速，干强度、韧性低。粉质粘土：灰色，饱和，流塑-软塑，薄层状，粉土和粉质粘土互层，局部为淤泥质粉质粘土。切面粗糙，摇振反应缓慢析水，干强度、韧性较低。淤泥质粘土：灰黑色、湿、软塑，富含有机质夹有腐朽的植物根系，局部分布，为塘底或沟底沉积物。粘质粉土：黄色、黄褐色、稍湿湿、中密，以粘质粉土为主，含铁锰质结核，斑状构造。局部夹有灰白色高岭土。第2页/共52页土

2、层主要力学参数一览表土土 名名重度重度(kN/m3)C快剪快剪(kPa)快剪快剪(度度)C水下水下(kPa)水下水下(度度)杂填土18.0010.0粘质粉土18.417.519.015.517.0粉质粘土19.118.018.516.016.0淤泥质粘土17.015.09.012.07.0粉质粘土19.118.018.516.016.0第3页/共52页设计方案第4页/共52页二设计计算1土压力计算2支护结构设计计算第5页/共52页1、土压力计算1.1计算方法与公式1.2各剖面土压力计算1.3标准土压力选取第6页/共52页1.1计算方法与公式1.1.1、竖向荷载的选定：基坑南侧为市政道路，东、西

3、两侧为既有建筑，参考临近工程设计施工经验，考虑到安全等级（二级），取上部荷载为15kPa.1.1.2、水平荷载标准值：基坑顶面及四周红线水平，根据规范建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）3.4条计算。水土合算 对于粉土或粘性土第7页/共52页水平荷载标准值计算简图第8页/共52页1.1.3水平抗力标准值计算同样根据规范建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）3.4条计算水土合算水平抗力计算简图第9页/共52页第10页/共52页1.2各剖面土压力计算1.2.1剖面A-A1.2.2剖面B-B1.2.3剖面C-C第11页/共52页剖面A-A地层情况土土 名名厚度（米）厚度（米）重度重度(

4、kN/m3)C快剪快剪(kPa)快剪快剪(度度)杂填土1.6218.0010.0粘质粉土0.9518.4019.0粉质粘土0.719.118.018.5淤泥质粘土1.0117.015.09.0粉质粘土12.0919.118.018.5第12页/共52页主动土压力计算：各层土的主动土压力系数：Ka1=tan2(45-10/2)=0.7 Ka2=tan2(45-19/2)=0.49Ka3=tan2(45-18.5/2)=0.52Ka4=tan2(45-9/2)=0.7Ka5=tan2(45-18.5/2)=0.52第13页/共52页第一层（杂填土）：ea11=q Ka1=15 0.7=10.5kP

5、aea12=（q+r1h1）Ka1-2c =(15+18 1.62)0.7-0=30.9kPa第二层（粉质粘土）ea21=（q+r1h1）Ka2-2c =(15+18 1.62)0.49=21.63kPaea22=（q+r1h1+rsat2h2）Ka2-2c 2 =(15+18 1.62+18.40.95）0.49=30.2kPa第三层（粉质粘土）ea31=（q+r1h1+rsat2h2）Ka3-2c 3 =(15+18 1.62+18.40.95）0.52-218=8.07kPaea32=（q+r1h1+rsat2h2+rsat3h3）Ka3-2c 3 =(15+18 1.62+18.40.

6、95+19.10.7）0.52-25.9=15.02kPa第14页/共52页第四层（淤泥质粉土）ea41=（q+r1h1+rsat2h2+rsat3h3）Ka4-2c 4 =(15+18 1.62+18.40.95+19.10.7）0.7-215 0.84=27.3kPaea42=（q+r1h1+rsat2h2+rsat3h3+rsat4h4）Ka4-2c 4 =(15+18 1.62+18.40.95+19.10.7+171.01）0.7-215 0.84=39.3kPa第五层（粉质粘土）ea51=（q+r1h1+rsat2h2+rsat3h3+rsat4h4）Ka5-2c 5 =(15+1

7、8 1.62+18.40.95+19.10.7+171.01）0.52-218 0.72=22.01kPa第15页/共52页桩端：ea52=（q+r1h1+rsat2h2+rsat3h3+rsat4h4+rsat5h5）Ka5-2c 5 =(15+18 1.62+18.40.95+19.10.7+171.01+19.17.72）0.52-218 0.72=98.69kPa主动土压力：Ea=(10.5+30.9)/21.62+(21.63+30.2)/20.95+(8.07+15.02)/20.7+(27.3+39.3)/21.01+(21.01+98.69)/27.72=33.5+24.62+

8、8.08+33.63+462.04=561.9 kPa/m第16页/共52页被动土压力计算：ep=zKP+2c被动土压力系数：Kp=tan2(45+/2)=1.93坑底第一层土：ea51=2c =2181.39=50kPaea51=2c +rhKP=50+19.151.39=234.3kPaEp=1/2rh2KP+2ch =0.519.1521.93+21851.39=711kPa/m其形心位置距离底面的距离为 =3.62m第17页/共52页土压力分布示意图：单位kPa10.530.921.6330.28.0715.0227.339.398.6922.0150711第18页/共52页1.3标准

9、土压力选取由于考虑东、西、南面（A-A、B-B、C-C剖面）采用相同的支护布置，分析比较三个剖面的计算结果，选取A-A剖面标准土压力值进行排桩设计、验算计算北面（D-D剖面）考虑水泥土墙支护，选D-D剖面标准土压力值进行水泥土墙设计、验算计算。第19页/共52页2.1排桩设计、验算嵌固深度9米，桩径1米，桩间距1.5米混凝土强度C30冠梁尺寸：1.20.8各工况：第20页/共52页内力位移包络图：第21页/共52页地表沉降图：第22页/共52页 冠梁选筋结果：钢筋级别 选筋As1 HRB3352D16As2 HRB3352D16As3 HPB235d8200 第23页/共52页 环梁选筋结果：

10、钢筋级别选筋As1 HRB3355D20As2 HRB3353D20As3 HPB235d8200第24页/共52页截面计算截面参数：桩是否均匀配筋 是 混凝土保护层厚度(mm)50桩的纵筋级别HRB335桩的螺旋箍筋级别HRB335桩的螺旋箍筋间距(mm)150弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)16.00第25页/共52页内力取值：段段 内力类型内力类型弹性法弹性法经典法经典法内力内力内力内力号号 计算值计算值计算值计算值设计值设计值实用值实用值1基坑内侧最大弯矩(kN.m)394.710.000.000.00 基坑外侧最大弯矩(kN.

11、m)171.351293.481374.321374.32 最大剪力(kN)152.10257.51321.89321.89段段 选筋类型选筋类型级别级别钢筋钢筋实配实配 计算计算 面积面积号号 实配值实配值(mm2(mm2或或mm2/m)mm2/m)1纵筋HRB33525D251227212127 箍筋HRB335D121501508-1007 加强箍筋HRB335D142000154第26页/共52页整体稳定验算计算方法：瑞典条分法计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度条分法中的土条宽度:1.00m1.00m滑裂面数据滑裂面数据整体稳定安全系数整体稳定安

12、全系数 K Ks s=2.1762.176圆弧半径圆弧半径(m)R=16.793(m)R=16.793圆心坐标圆心坐标X(m)X=-1.783X(m)X=-1.783圆心坐标圆心坐标Y(m)Y=7.561Y(m)Y=7.561 第27页/共52页抗倾覆稳定性验算抗倾覆安全系数:Mp被动土压力及支点力对桩底的弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma主动土压力对桩底的弯矩;Ks=1.242=1.200,满足规范要求。第28页/共52页抗隆起验算：Prandtl(普朗德尔)公式(Ks=1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术

13、规范YB 9258-97(冶金部):第29页/共52页K Ks s=3.762=1.1,=3.762=1.1,满足规范要求满足规范要求Terzaghi(Terzaghi(太沙基太沙基)公式公式(Ks=1.15(Ks=1.151.25)1.25)，注：安全，注：安全系数取自系数取自建筑基坑工程技术规范建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(YB 9258-97(冶金冶金部部):):第30页/共52页K Ks s=4.363=1.15,=4.363=1.15,满足规范要求满足规范要求。第31页/共52页隆起量的计算注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理!式中 基坑底面向上位移(mm)

14、;n从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;ri第i层土的重度(kN/m3)；地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3);hi第i层土的厚度(m);q基坑顶面的地面超载(kPa);第32页/共52页D桩(墙)的嵌入长度(m);H基坑的开挖深度(m);c桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);r桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3);=0(mm)第33页/共52页2.2水泥土墙详见计算书第34页/共52页3、降水计算1、降水方案的选择2、确定井点管的长度3、基坑涌水量的计算4、井点管数量和间距的计算5、井点管的布置

15、第35页/共52页3.1 降水方案选择岩土名称岩土名称层层 厚厚（m）渗透系数渗透系数（cm/s）透水性透水性杂填土1.62粘质粉土0.951.8x10-3弱透水粉质粘土0.701.7x10-5微透水淤泥质粘土1.011.5x10-5微透水粉质粘土12.091.7x10-5微透水中风化岩层不透水基坑工程地质情况、水文地质情况第36页/共52页3.1 降水方案选择由上式及表 可得渗透系数：k=1.75x10-5cm/s=1.51x10-2m/d 地下水距离基坑顶部2.00m，基坑最大开挖深度为7.00m，降水至基坑底下0.5m处，则降水深度为5.5m第37页/共52页3.1 降水方案选择 综上所

16、述：基坑开挖采取轻型井点降水，坑外采取单排7001200双轴搅拌桩墙形成半封闭止水帷幕。第38页/共52页3.1 降水方案选择第39页/共52页3.2 确定井点管的长度要求降水深度为5.5m，因此用一级轻型井点系统即可满足。井点管的埋置深度 L=H+h+l式中L井点管埋置深度，m；H基坑深度，m，本基坑为7m；h降水后水面距基坑底的深 度，m，一般取1m；l滤管长度，m，该处取1m；因此，井点管的长度为9m第40页/共52页3.3 基坑涌水量的计算其中k=1.51x10-2m/d；H=14.37m；s=5.5mR与r0计算如下第41页/共52页3.3 基坑涌水量的计算此基坑为矩形基坑，其中a=

17、54m；b=28m；则r0=0.29x（54+28）=23.78（m）第42页/共52页3.3 基坑涌水量的计算则基坑涌水量为：第43页/共52页3.4 井点管数量和间距的计算单井的涌水量：其中：q井点管出水量，m3/d rs过滤器半径，m，这里取0.02m；l过滤器进水部分长度，m，取1m；k渗透系数，m/d，该处为1.51x10-2m/d。因此可得q=1.02m3/d需井点管的数量：取36根。基坑四角处井点管应加密，如果考虑每个角加2根井管，采用的井点管数量为36+4=44（根）管间间距第44页/共52页3.5 井点管的布置第45页/共52页4.1基坑监测目的全面、高精度的监测能够保证基坑

18、工程安全。随时根据监测结果调整施工参数，优化设计，或采取相应措施，以确保施工安全，顺利进行。实现对基坑周边环境进行有效的保护。作为第一手现场资料，为今后改进设计理论和施工技术提供依据，推动基坑工程理论水平的提高第46页/共52页基坑概况基坑西、北两侧有道路，并埋设有地下管线。东侧为未开挖空地。南侧为一建成写字楼。第47页/共52页4.2监测项目序号序号监测项目监测项目测孔或测点编号测孔或测点编号1深层土体位移监测孔TCX1-TCX132地下水位监测孔W1-W143墙顶水平位移监测孔CX1-CX134周围建筑物及地下管线的沉降煤气管线G1-G7电力管线L1-L16给水管线S1-S7电话管线T1-

19、T9建筑物F1-F5第48页/共52页4.3监测点布置平面图第49页/共52页4.4基坑监测报警值根据上海市工程建设规范上海市工程建设规范基坑工程施工监测规程基坑工程施工监测规程DG/TJ08-2001-2006监测对象监测对象变化速率（变化速率（mm/d）累计值（累计值（mm）煤气、供水管线位移210电缆、通讯管线位移510地下水位变化3001000临近建筑物位移360围护墙侧向最大位移525第50页/共52页4.5开挖说明基坑开挖前先在基坑支护外侧打止水桩，形成连续的水泥土防渗墙体；然后埋设轻型井点管；当达到降水效果后开始打设排桩及水泥土墙。在施工程序上做到边开挖边支护，分层开挖。在施工程序上做到边开挖边支护，分层分段开挖。土方开挖和支护施工要密切配合，严格禁止超挖。开挖到坑底后应及时施工垫层及底板，防止坑底长时间暴露。在前一区块完成土方开挖及垫层施工后，才能进行邻近区块的开挖。在开挖过程中要注意开挖的对称性，禁止在一个地方一次性开挖到底。在承台稀疏部位开挖至板底，而仅在承台部位进行局部开挖。底部300mm应由人工开挖，开挖到底后及时施工垫层和碎石层。第51页/共52页感谢您的观看！第52页/共52页