钢支撑支护计算书.docx

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钢支撑支护计算书

广汽集团汽车工程研究院基地建设与研发项目

基坑支护局部砼支撑改钢支撑设计计算书

一、工程概况

拟建广汽集团汽车工程研究院基地建设与研发项目位于番禺区化龙镇金山大道南侧，设一层地下室，地下室基坑周长约447m,建筑物{\L+}0.000的绝对高程为8.700m，场地现地面标高平均约为-0.50m，底板垫层底的标高约为-6.10m，一般承台底的标高约为-6.80~-7.40m，电梯井承台底的标高约为-8.7m。

基坑开挖计算深度考虑到一般承台底约为6.9m，电梯井处坑中坑的开挖深度约为1.3m~1.60m。

周边建、构筑物情况为：

目前场地周边比较开阔，无重要建（构）筑物，北侧的金山大道距离场地用地红线约40m，距离基坑边线约70m，可以不考虑与基坑开挖的相互影响。

二、地质情况

根据地质察揭露，场地岩土层有第四系人工填土层（Qml）、冲积层（Qal）淤泥、淤泥质砂、粗（砾）砂，残积层（Qel）粉质粘土，下伏基岩为第三系（E2）泥岩。

场地岩土层情况自上至下分述如下：

1、人工填土层（Qml），层序号为①

本层分布广泛，层厚2.80~6.40m，平均3.71m；层顶高程7.73~8.60m，平均8.16m；埋深0.00m。

为素填土，褐红色、黄褐色、灰褐色等，湿-稍湿，松散，欠压实，新近堆填，主要由粘性土及石英砂堆填而成，局部夹有风化岩块。

标准贯入试验15次，参加统计15次，实测击数1～7击，平均4.3击；校正击数0.9～6.6击，平均4.0击，标准差σ=1.531，变异系数δ=0.380，修正系数γS=0.825，标准值3.3击。

2、第四系冲积层（Qal），层序号为②

根据钻探揭露，自上而下可分为3个亚层，分述如下：

（1）淤泥、淤泥质土层序号②-1

本层场区内广泛分布，层厚3.00~14.50m，平均9.27m；层顶高程-6.54~5.48m，平均4.34m；层顶深度2.80~14.50m，平均3.82m。

以淤泥为主，少量为淤泥质土，局部夹粉砂或中粗砂、粉质粘土薄层。

浅灰色，深灰色等，饱和，流塑为主，局部软塑。

主要由粘粒及有机质组成，局部夹少量小贝壳碎片或植物根茎、粉细砂颗粒。

天然含水量w=44.8~87.4%，平均64.1%；孔隙比e=1.323~2.424，平均1.831；液性指数IL=1.04~5.96，平均2.03；压缩系数av=0.64～2.25MPa-1，平均1.28MPa-1；压缩模量Es=1.48~3.63MPa，平均2.34MPa，为高压缩性土。

标准贯入试验实测击数1~4击，平均1.4击；校正击数0.7~3.6击，平均1.1击，标准差σ=0.528，变异系数δ=0.462，修正系数γS=0.968，标准值1.1击。

局部地段存在淤泥质粗砂或淤泥质中砂夹层（②-1a），少量为淤泥质细砂，层厚2.20~12.30m，平均3.43m；层顶高程-4.34~5.05m，平均0.59m；层顶深度3.00~12.30m，平均3.43m。

黑灰色，饱和，松散，级配一般或差。

夹层中标准贯入试验实测击数1~4击，平均2.3击；校正击数0.9~3.3击，平均2.0击。

（2）淤泥质粗砂、淤泥质中砂层序号②-2

本层场区内分布较广泛，层厚0.70~10.50m，平均4.52m；层顶高程-8.40~-2.01m，平均-4.20m；层顶深度6.30~16.50m，平均12.37m。

浅灰色、深灰色、灰黑色等，饱和，松散状为主，局部稍密。

局部夹粉砂或淤泥薄层。

标准贯入试验实测击数3~12击，平均6.0击；校正击数2.2~8.9击，平均4.4击，标准差σ=2.018，变异系数δ=0.457，修正系数γS=0.943，标准值4.2击。

（3）粗砂、砾砂层序号②-3

本层场区分布广泛，层厚1.40~13.60m，平均7.98m；层顶高程-15.44~-2.09m，平均-8.33m；层顶深度10.40~23.60m，平均16.50m。

以砾砂为主，部分为粗砂，少量为中砂。

浅灰色、浅灰白色、浅灰黄色等，饱和，稍密～中密状，少量呈密实或松散状，级配一般或较好，局部含较多粘粒或夹粉质粘土薄层或为圆砾。

标准贯入试验实测击数7~28击，平均19.5击；校正击数5.2~19.4击，平均13.4击，标准差σ=2.411，变异系数δ=0.180，修正系数γS=0.986，标准值13.2击。

局部地段存在粉质粘土夹层（②-3a），层厚0.60~5.20m，平均1.99m；层顶高程-13.59~-4.00m，平均-7.48m；层顶深度12.10~21.90m，平均15.59m。

浅灰白色、黄灰色，湿，可塑为主，局部软塑，主要由粘粒组成，含较多粗砂粒等。

夹层天然含水量w=20.3~22.7%，平均21.7%；孔隙比e=0.602~0.647，平均0.618；液性指数IL=0.13~0.75，平均0.36；压缩系数av=0.22～0.30MPa-1，平均0.27MPa-1；压缩模量Es=5.34~7.31MPa，平均6.19MPa，为中等压缩性土。

标准贯入试验实测击数4~12击，平均6.3击；校正击数2.9~8.9击，平均4.6击，标准差σ=1.825，变异系数δ=0.400，修正系数γS=0.833，标准值3.8击。

3、残积粉质粘土层（Qel）

局部分布，层厚0.50~4.40m，平均1.48m；层顶高程-21.46~-10.83m，平均-16.00m；层顶深度19.20~29.30m，平均24.18m。

主要为泥岩风化残积土而成的粉质粘土：

褐色、灰色、黄灰白色，湿，可塑～硬塑，组成物以粘粒、粉粒为主，为泥岩风化残积土。

天然含水量w=22.4~38.0%，平均27.6%；孔隙比e=0.608~0.986，平均0.748；液性指数IL=0.11~0.70，平均0.51；压缩系数av=0.20～0.37MPa-1，平均0.27MPa-1；压缩模量Es=5.01~8.26MPa，平均6.63MPa，为中等压缩性土。

标准贯入试验实测击数12~18击，平均14.2击；校正击数8.0~11.8击，平均9.5击，标准差σ=1.372，变异系数δ=0.145，修正系数γS=0.909，标准值8.6击。

4、基岩（E2）层序号为④

根据风化程度不同分为全风化、强风化、中风化等3层，分述如下：

（1）全风化泥岩、砂岩（④-1）

本层于场区内局部分布，层厚0.40~5.40m，平均2.02m；层顶高程-22.35~-12.95m，平均-17.82m；层顶深度21.10~30.60m，平均24.56m。

本层岩性为泥岩、砂岩。

呈灰色、褐灰色等，原岩结构尚可辨认，岩芯呈坚硬土状。

标准贯入试验实测击数43～48击，平均45.3击；校正击数27.6～32.2击，平均29.9击。

（2）、强风化泥岩、粉砂质泥岩（④-2）

本层于场区内较广泛分布，层厚0.40~5.40m，平均2.02m；层顶高程-23.55~-14.13m，平均-18.75m；层顶深度22.10~31.80m，平均26.92m。

以泥岩为主，局部为粉砂质泥岩等。

呈灰色、褐灰色等，原岩结构清晰可辨，岩芯多呈半岩半土状，岩石碎块用手可折断。

局部夹中风化岩薄层或碎块。

标准贯入试验实测击数51~57击，平均53.8击；校正击数33.3~37.2击，平均35.1击，标准差σ=1.286，变异系数δ=0.037，修正系数γS=0.970，标准值34.1击。

（3）、中风化泥岩、砂岩（④-3）

该层分布于整个场地，揭露厚度0.20~5.31m，平均1.65m；层顶高程-23.55~-14.13m，平均-18.75m；层顶深度22.10~31.80m，平均26.92m。

以泥岩为主，局部为砂岩、细砂岩。

泥岩呈灰色、褐灰色等，泥质结构，薄层~中厚层状构造，岩芯呈短柱状、饼状、碎块状等，裂隙较发育，岩质极软；细砂岩、砂岩呈灰色、褐灰色等，中厚层~厚层状构造，岩芯呈短柱状或碎块状等，岩质软，局部岩质偏微风化。

天然单轴抗压强度值为1.51~6.15MPa，平均3.30MPa，标准差σ=1.360，变异系数δ=0.411，修正系数γS=0.879，标准值2.9MPa，微风化夹层的天然单轴抗压强度值为9.53~19.0MPa，平均13.33MPa。

场地地下水主要为孔隙潜水，淤泥质中粗砂层、粗砾砂层<层号②-2、②-3>为主要含水层，赋水性中等-好，主要靠大气降水和化龙涌、珠江侧向迳流补给，排泄条件主要靠大气蒸发。

三、基坑支护方案

基坑开挖计算深度考虑到一般承台底约为6.7m，基坑支护主要采用Φ1000@1150钻（冲）孔桩加钢筋混凝土内支撑进行支护；车道处根据开挖深度设Φ800@950钻（冲）孔桩加钢筋混凝土内支撑和搅拌桩重力式挡墙进行支护；钻（冲）孔桩外设2排Φ600@400搅拌桩；冠梁顶标高为-2.70m，在冠梁顶标高处设6m宽平台，平台以上约2m设1:

1放坡，坡面和平台面挂网喷混凝土护面；电梯井处坑中坑的开挖深度约为1.3m~1.60m，设两排Φ600@400搅拌桩进行支护；根据地质情况和支护情况在局部设格栅式搅拌桩坑内加固。

考虑该工程工期要求，现将原设计部分砼支撑更改为钢支撑，中间出口处2根钢支撑规格为φ800mm，t=16mm，其余钢支撑规格为φ600mm，t=14mm，具体布置详见基坑支撑平面布置图。

四、基坑支护挡土桩计算

根据地质报告和同类工程经验，各岩土层的物理力学参数取值如表1所示：

表1各岩土层的物理力学参数

岩土层名称

容重γ（kN/m3）

凝聚力C（kPa）

内摩擦角φ（°）

素填土①

18

10

10

淤泥、淤泥质土②-1

16

6.0

5.0

淤泥质中粗砂②-1a

18

3

15

淤泥质中粗砂②-2

18

3

15

粗砾砂②-3

19

0

30

粉质粘土②-3a

19

22

11

粉质粘土③

19

25

20

全风化泥岩④-1

20

40

22

强风化泥岩④-2

20

80

26

中风化泥岩④-3

22

300

30

计算采用理正深基坑支护软件进行，一般地面超载取为20kPa，平台处考虑10kPa施工荷载，出土口处超载取40kPa，地下水位取为现地面下2.2m，砂层按水土分算模式，其余土层按水土合算模式计算土压力。

各支护剖面根据不同的地质情况采用不同的地质钻孔进行计算。

现对钢支撑更改部分进行计算，结果统计如表2、表3所示。

表2各支护剖面挡土桩的计算结果

支护

剖面

参考

地质

钻孔

桩身最

大弯矩

M

（kNm）

桩身最

大剪力

Q

（kN）

桩身最

大位移

u

（mm）

支撑最大水平力（kN）

挡土桩直径（mm）

挡土桩配筋

1-1

ZK31

708.94

320.1

29.44

1313.22

1000

20φ22

1-1（水池）

ZK31

315.96

156.03

26.91

560.16

1000

20φ22

2-2

ZK48

1018.6

357.38

26.68

1140.64

1000

22φ22

3-3

ZK54

484.54

290.06

19.65

451.17

1000

22φ22

4-4

ZK67

839.02

336.05

21.93

1030.93

1000

20φ22

5-5

ZK84

1077.1

346.12

33.16

1182.39

1000

22φ22

5-5（水池）

ZK84

497.83

341.44

22.46

467.37

1000

22φ22

6-6

ZK53

1006.58

344.38

29.53

1395.61

1000

20φ25

出土口

ZK48

336