深基坑支护课程设计计算书.docx
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深基坑支护课程设计计算书
一、设计方案综合说明
1.1概述
1.1.1工程概况
广州市东濠涌污水处置工程拟设地下水质净化泵房滤池，滤池呈长方形，由西北向东南布置。
长约90m，宽约25m，基坑深约6m。
建设场地的地貌单元属珠江三角洲平原，地形起伏小，原为闲置地，经人工平整后地形平坦，钻孔孔口高程为8.30m。
1.1.2基坑周边环境条件
北侧为约5m宽的过道，东侧距离坑边为4m有一排旧老民居，基础和结构差；南侧7m为6层的小学教学楼，西侧为河涌（涌堤距离坑边15m）。
1.1.3工程水文地质条件
依照场地勘探揭露的地质资料，经综合整理，可将场地内岩土自上而下划分为第四系人工填土层、海陆交相互沉积土层、残积土层及白垩系沉积岩等四大类。
现分述如下：
人工填土层（Q4ml，层号1）
顶面高程8.30～9.55m，厚度3.00～4.50m；土性为杂填土，灰褐、灰黄、褐红等杂色，由粉质粘土、中粗砂、砾砂、碎石、砼块、块石等建筑垃圾组成，硬质物含量约占20~70%，稍湿，稍压实。
标贯实验2次，实测击数范围值N’=6～7击。
第四系海陆交相互沉积土层（Q4mc，层号2）
普遍散布，按土性不同可划分为4个亚层。
（1）、淤泥、淤泥质土（层号2-1）
各钻孔均有散布，顶面高程6.32～4.40m，顶面埋深3.00～4.50m，厚度0.50～3.70m。
呈灰黑色，饱和，流塑，粘性好，含有机质、粉砂，局部夹薄层粉质粘土。
标贯实验7次，N’=2～4击。
建议该层地基承载力特点值fak=60kPa。
（2）、粉土（层号2-2）
共10个钻孔有散布，顶面高程4.58～2.30m，顶面埋深4.90～6.70m，厚度0.50～2.90m。
呈灰黄、褐黄、灰白色，饱和，稍密状，局部夹较多砾砂。
标贯实验9次，N’=6～10击。
建议该层地基承载力特点值fak=160kPa。
（3）、粉质粘土（层号2-3）
共7个钻孔有散布，顶面高程4.53～1.75m，顶面埋深4.50～7.20m，厚度0.50～3.30m。
呈灰黄、褐红色，湿，可塑状，粘性好，局部含较多粉砂。
标贯实验4次，N’=7～14击，N’m=10.5击。
建议该层地基承载力特点值fak=180kPa。
（4）、中砂、粗砂（层号2-4）
共7个钻孔有散布，顶面高程4.00～1.23m，顶面埋深5.50～7.80m，厚度0.50～3.00m。
呈灰黄、褐黄、灰褐色，饱和，稍密状，含粘粒。
标贯实验6次，N’=11～14击，N’m=13.2击。
建议该层地基承载力特点值fak=180kPa。
残积层（Qel，层号3）粉质粘土
共8个钻孔有揭露，顶面高程3.60～0.73m；顶面埋深4.80～8.30m；层厚0.50～4.80m。
褐红色，为泥质粉砂岩风化残积土，湿，硬塑状，稍具粘性。
标贯实验7次，N’=16～28击，N’m=21.7击。
建议承载力特点值fak=300kPa。
白垩系沉积岩（K，层号4）
场地内基岩属白垩系褐红色泥质粉砂岩。
受岩性、构造等因素阻碍，基岩风化不均，局部存在软硬夹层现象，依照钻孔揭露深度，按风化程度划分为全风化岩带、强风化岩带、中风化岩带、轻风化岩带。
（1）、4-1全风化岩带
ZK一、3、八、15共4个钻孔有揭露。
顶面高程2.32～-0.5m；顶面埋深7.00～9.50m；层厚2.30～3.40m。
原岩结构可辨，已风化成坚硬状土，遇水易软化。
标贯实验4次，N’=32～35击，N’m=33.5击，最小平均值32.8击；N=26.4～27.6击，Nm=27.0击，最小平均值26.7击。
建议承载力特点值fak=500kPa。
（2）、4-2强风化岩带
除ZK19钻孔缺失外其余20个钻孔均有揭露。
顶面高程2.98～-2.80m；顶面埋深6.50～11.80m；层厚0.70～7.10m。
岩芯呈半岩半土状，手折可断，属极软岩，遇水易软化，局部岩芯呈短柱状，岩质稍硬，局部夹短柱状中风化岩及中风化岩块较多；ZK10夹轻风化岩。
取得2组岩样做天然抗压强度实验，fr=0.4~0.9MPa，平均0.7MPa。
标贯实验8次，N’=53～67击，N’m=61.5击，N’k=57.1击；N=42.0～56.6击，Nm=51.1击，Nk=46.9击。
建议承载力特点值fak=700kPa。
（3）、4-3中风化岩带
各钻孔均有揭露。
顶面高程1.00～-4.97m；顶面埋深8.50～14.10m，层厚1.30～8.80m。
岩石局部裂隙发育，岩芯短柱状、块状，属极软～软岩，锤击声哑。
ZK一、二、五、10、13、1八、20夹厚0.4~5.70m的轻风化岩，取岩样8组岩样做天然抗压强度实验，其中3组为轻风化岩，fr=12.2～13.1MPa；中风化岩5组，fr=2.7～8.3MPa；平均5.0MPa，最小平均值3.9MPa。
建议fr=4MPa，承载力特点值fak=1000kPa。
（4）、4-4微风化岩带
顶面高程-0.30～-11.50m；顶面埋深9.80～20.50m，揭露层厚2.50～13.20m。
岩芯多呈长～短柱状，属软～较软岩。
取得9组岩样做天然抗压强度实验，fr=11.2～21.9MPa，平均14.9MPa，标准值12.8MPa。
地下水特点
场地含水砂层局部发育，含孔隙水，2-2层粉土具弱透水性，2-4层中砂、粗砂属强透水性，含水量丰硕；人工填土层下部存在必然量的上层滞水，基岩含少量裂隙水，属弱透水层。
地下水的补给要紧来源于大气降水及含水层侧向补给，地下水位随季节性转变，雨季水位上升，旱季水位下降。
在钻探期间测得钻孔内水位埋深1.50～3.10m。
抗浮设防水位可取室外地坪标高。
ZK7、14各取1件水样分析结果：
pH=7.20～7.30，SO42-=15.85～17.77mg/L，HCO3-=7.80～8.75mmol/L，侵蚀性CO2=5.90～6.80，Cl-=104.58～109.90mg/L，矿化度=584.12～645.32mg/L。
按《岩土工程勘探标准》（GB50021-2001，2020年修订）有关侵蚀性评判方式及标准判定，以场地环境类别为Ⅱ类，地层渗透性为A，长期浸水为条件，判定场地地下水对混凝土具微侵蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微侵蚀性，对钢结构具微侵蚀性。
1.1.4基坑侧壁平安品级及重要性系数
基坑平安品级为二级，基坑重要性系数γ0=1.0。
1.2设计总说明
1.2.1设计依据
一、国标<<混凝土结构设计标准>>（GB50010-2002）
二、广东省<<建筑地基基础设计标准>>（DBJ15-31-2003）
3、广东省<<建筑地基处置技术标准>>（DBJ15-38-2005）
4、广东省<<建筑基坑支护工程技术规程>>（DBJ/T15-20-97）
五、地标<<广州地域建筑基坑支护技术规定>>（GJB02-98）
六、省标<<建筑基坑支护技术规程>>（JGJ120-99）
7、国标<<岩土工程勘探标准>>（GB50021-2003）
八、行业标准<<锚杆喷射混凝土技术规程>>
九、《广州市东濠涌水质净化工程岩土工程详细勘探报告》（广东省地质建设工程勘探院，2020年12月）
10、广州市东濠涌水质净化工程计划图
1.2.2支护方案
本工程基坑支护设计方案的设计计算，严格依照《建筑基坑支护设计规程》（JGJ120—99）、《混凝土结构设计标准》（GBJ50010—2002）、《钢结构设计标准》（GB50017-2003）中的有关要求进行。
同时采纳了理正软件进行了辅助计算和验算；通过详细的计算分析后，咱们以为：
采纳本设计的基坑支护方案，能知足基坑土方开挖、地下室结构施工及周围环境爱惜对基坑支护结构的要求，符合“平安靠得住，经济合理，技术可行，方便施工”的原那么。
基坑分为东侧、南侧、西侧和北侧四个计算区段，均采纳钻孔灌注桩与钢筋混凝土支撑，并采纳单排双轴深搅桩止水结构。
本基坑工程的特点是基坑西侧为河涌，地下水位较高。
周围环境较复杂，必需确保周围建筑物、道路、管线的正常平安利用，要求围护结构的稳固性好、沉降位移小，并能有效地止水。
因此，围护结构的设计应知足上述要求。
综合考察现场的周边环境、道路及岩土组合等条件，为尽可能幸免基坑开挖对周围建筑物、道路的阻碍，通过细致分析、计算和方案比较，本工程支护方案选用以下形式：
1整个基坑采用钻孔灌注桩加一层钢筋混凝土支撑作为支护结构。
2基坑周边采纳单排双轴深搅桩作止水结构。
3基坑内采纳集水坑排除地下水。
1.2.3各土层的计算参数
依照本工程岩土工程勘探资料，取各土层的设计计算参数，依照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据，即：
主动土压力系数：
Ka=tan2（45°-i/2）
被动土压力系数：
Kp=tan2（45°+i/2）
计算时，不考虑支护桩体与土体的摩擦作用，且不对主、被动土压力系数进行调整，仅作为平安储蓄处置。
计算所得土压力系数表如表2-1所示：
表1-1
层号
土层
重度（kN/m3）
粘聚力C（kPa）
内摩擦角（°）
Ka
Kp
1
杂填土
18.0
10
10
0.704
1.420
2-1
淤泥、淤泥质土
16.5
5
3
0.901
1.110
2-2
粉土
17.8
15
12
0.656
1.525
2-3
粉质粘土
18.0
34
16
0.568
1.761
2-4
中砂、粗砂
18.3
0
30
0.333
3.000
3
粉质粘土
18.9
38
17
0.548
1.826
4-1
全风化岩
19.7
68
22
0.455
2.198
4-2
强风化岩
20.8
86
26
0.390
2.561
4-3
中风化岩
21.4
163
31
0.320
3.124
4-4
微风化岩
22.0
412
34
0.283
3.537
1.2.4计算区段的划分
依照具体环境条件、地下结构及土层散布厚度，将该基坑划分为四个计算区段，由于南侧的小学教科楼距基坑7m，对基坑阻碍不大，因此地面荷载取20kPa，各区段附加荷载及计算开挖深度如表2-2：
表1-2
区段
东侧
南侧
西侧
北侧
地面荷载（kPa）
20
20
20
20
开挖深度（m）
6
6
6
6
1.2.5计算方式
土压力计算采纳朗肯土压力理论，矩形散布模式，所有土层采纳水土合算，因为地下水位丰裕，就用天然重度代替。
求支撑轴力是用等值梁法，对净土压力零点求力矩平稳而得。
桩长是依照桩端力矩求出，并应知足抗隆起及整体稳固性要求。
由于支护结构内力是随工况转变的，设计时按最不利情形考虑。
二、北侧断面排桩设计计算
以最不利孔ZK17进行计算，结构±0.00相当于绝对标高为8.30m，基坑实际挖深6m，地下水位深度1.29m。
该段采纳钻孔灌注桩加一道钢筋混泥土内支撑进行施工，桩顶标高为0.00m，支撑设置在标高－0.4m。
结构外侧地面附加荷载q取20kPa。
2.1土层侧向土压力计算
表2-1
层号
土层名称
厚度（m）
计算方法
1
杂填土
3.8
水土分算
2-1
淤泥、淤泥质土
3.7
水土合算
4-2
强风化岩
1.5
水土分算
4-3
中风化岩
5
水土分算
2.1.1主动土压力计算
2.1.2被动土压力计算
图2-1土压力散布图（kPa）
2.2确信桩长
2.
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