八里湖基坑支护方案.docx
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八里湖基坑支护方案
八里湖北大道西段道路及桥梁工程系梁
基坑支护设计方案
2012年12月
1．工程概况
由于开挖深度较大，基坑周边环境较复杂，地下水埋藏较浅，因此基坑开挖应对支护和降水作出安全、经济、合理的方案。
本工程基坑支护和降水方案的制定主要参照以下规范、标准及相关资料：
（1）《八里湖岩土工程勘察报告》
（2）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
（3）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
（4）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001；
（5）《基坑土锚杆支护技术规程》CECS96:
97；
2．场地工程地质条件
根据拟建场地岩土工程勘察报告（《八里湖岩土工程勘察报告》），本场地自上而下共分2层，各岩土层的工程特征简述如下：
第
（1）层杂填土：
分布于地表，厚度0.8～5.10m，呈灰褐色，稍湿，主要成分为建筑垃圾及少量中砂组成。
第
（2）层粉质粘土：
黄褐色，厚度0.7～20.90m，可塑，富水性差，弱-微透水性。
3.支护方案
依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99，本工程基坑侧壁安全等级为二级。
设计计算参数的采用主要根据该场地的岩土工程勘察报告提供的相关指标，并结合当地设计经验确定，土体与锚固体的极限摩阻力标准值是依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99，并结合当地工程经验确定。
各地层的主要岩土指标如下：
场地基坑设计岩土参数一览表
层号
岩土名称
平均厚度（m）
重度（kN/m3）
内聚力（kPa）
内摩擦角（°）
摩阻力标准值（kPa）
①
杂填土
2.00
18.1
0.00
18.00
20.0
②
粉质粘土
2.70
19.7
50.00
10.00
50.0
针对场地工程地质、水文地质条件、基坑开挖情况及周边环境，本着安全、经济、便于施工的原则，对该基坑四周采用桩锚支护式。
桩锚支护
基坑周围无放坡空间，垂直开挖，采用桩锚支护，桩为φ80cm的微型钢管桩（壁厚10mm），桩长为11.0m，桩间距为1.6m，桩间焊接[20型钢剪刀撑，锚杆采用三排，具体参数见计算书。
喷面
对基坑整个开挖面采用钢筋网采用φ6冷拔丝网，网距200×200mm。
加强筋采用Φ14螺纹钢，间距2000mm，并与锚杆焊接。
基坑顶部外延2m，按水平间距2m，打入长1.5mφ20的钢筋的一排,挂网后，喷射混凝土护顶，基坑底部用1m长φ20钢筋钉打入土中固定编网，间距2.00m。
土钉的长度误差不超过±0.20m，角度误差不超过±5º，钢筋网距面壁误差不超过±5mm，面层喷砼厚度误差不超过±10mm。
喷射混凝土面层厚度不少于80mm，配比采用水泥：
石屑：
砂：
促凝剂=1：
2：
2：
0.03。
基坑顶边坡外线2.50m范围内禁止行车及堆放材料。
加强施工用水和地表水的管理工作，杜绝基坑周围水管及地表水的入渗。
禁止基坑地面附近出现积水和基坑内积水，并应在坑底设置排水沟及集水坑，对局部软弱地段适当加密土锚杆。
开挖过程中若发现地质资料同勘察报告出入较大或地下管线、尤其是上下水管等情况与设计条件差异较大时，应及时报告设计人员以对本设计作出调整。
基坑开挖前应提前降水并测量地下水位，确保边坡及坑底无明流。
对边坡渗水段，在施工过程中可应设置泄水孔。
系梁开挖支护分为如图A、B、C三个施工方案，下面就三个方案依次进行设计。
基坑长为18m，宽4m。
A方案支护设计
----------------------------------------------------------------------
[支护方案]
----------------------------------------------------------------------
排桩支护
----------------------------------------------------------------------
[基本信息]
----------------------------------------------------------------------
内力计算方法
增量法
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
基坑等级
二级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.00
基坑深度H（m）
7.000
嵌固深度（m）
4.000
桩顶标高（m）
0.000
桩材料类型
钢筋混凝土
混凝土强度等级
C30
桩截面类型
圆形
桩直径（m）
0.800
桩间距（m）
1.600
有无冠梁
无
放坡级数
0
超载个数
0
支护结构上的水平集中力
0
----------------------------------------------------------------------
[附加水平力信息]
----------------------------------------------------------------------
水平力
作用类型
水平力值
作用深度
是否参与
是否参与
序号
（kN）
（m）
倾覆稳定
整体稳定
----------------------------------------------------------------------
[土层信息]
----------------------------------------------------------------------
土层数
2
坑内加固土
否
内侧降水最终深度（m）
7.000
外侧水位深度（m）
4.000
内侧水位是否随开挖过程变化
否
内侧水位距开挖面距离（m）
---
弹性计算方法按土层指定
ㄨ
弹性法计算方法
m法
----------------------------------------------------------------------
[土层参数]
----------------------------------------------------------------------
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
（m）
（kN/m3）
（kN/m3）
（kPa）
（度）
1
素填土
1.00
18.1
---
10.00
18.00
2
粘性土
19.00
19.7
8.0
50.00
10.00
层号
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
水土
计算方法
m,c,K值
抗剪强度
擦阻力（kPa）
水下（kPa）
水下（度）
（kPa）
1
20.0
---
---
---
m法
10.00
---
2
80.0
10.00
10.00
分算
m法
10.00
---
----------------------------------------------------------------------
[支锚信息]
----------------------------------------------------------------------
支锚道数
3
支锚
支锚类型
水平间距
竖向间距
入射角
总长
锚固段
道号
（m）
（m）
（°）
（m）
长度（m）
1
锚杆
1.000
1.000
15.00
13.50
4.00
2
锚杆
1.000
2.500
15.00
12.50
4.50
3
锚杆
1.000
2.500
15.00
10.00
4.00
支锚
预加力
支锚刚度
锚固体
工况
锚固力
材料抗力
材料抗力
道号
（kN）
（MN/m）
直径（mm）
号
调整系数
（kN）
调整系数
1
0.00
30.00
150
2～
1.00
45.24
1.00
2
0.00
30.00
150
4～
1.00
152.05
1.00
3
0.00
30.00
150
6～
1.00
45.24
1.00
----------------------------------------------------------------------
[基坑内侧花管参数]
----------------------------------------------------------------------
基坑内侧花管排数
2
序
横向间距
纵向间距
入射角
钻孔直径
有效长度
发挥
抗拉力
号
（m）
（m）
（°）
（mm）
（m）
系数
（kN）
1
1.000
1.000
90.0
100
5.000
1.000
100.000
2
1.000
1.000
90.0
100
5.000
1.000
100.000
----------------------------------------------------------------------
[基坑外侧花管参数]
----------------------------------------------------------------------
基坑外侧花管排数
1
序
横向间距
纵向间距
入射角
钻孔直径
有效长度
发挥
抗拉力
号
（m）
（m）
（°）
（mm）
（m）
系数
（kN）
1
1.000
1.000
90.0
100
5.000
1.000
100.000
----------------------------------------------------------------------
[土压力模型及系数调整]
----------------------------------------------------------------------
弹性法土压力模型:
经典法土压力模型:
层号
土类名称
水土
水压力
主动土压力
被动土压力
被动土压力
调整系数
调整系数
调整系数
最大值（kPa）
1
素填土
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
2
粘性土
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
----------------------------------------------------------------------
[工况信息]
----------------------------------------------------------------------
工况
工况
深度
支锚
号
类型
（m）
道号
1
开挖
1.500
---
2
加撑
---
1.锚杆
3
开挖
4.000
---
4
加撑
---
2.锚杆
5
开挖
6.500
---
6
加撑
---
3.锚杆
7
开挖
7.000
---
----------------------------------------------------------------------
[设计结果]
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[结构计算]
----------------------------------------------------------------------
各工况：
内力位移包络图：
地表沉降图：
[锚杆计算]
----------------------------------------------------------------------
[锚杆参数]
锚杆钢筋级别
HRB400
锚索材料强度设计值（MPa）
1220.000
锚索材料强度标准值（MPa）
1720.000
锚索采用钢绞线种类
1×7
锚杆材料弹性模量（×105MPa）
2.000
锚索材料弹性模量（×105MPa）
1.950
注浆体弹性模量（×104MPa）
3.000
土与锚固体粘结强度分项系数
1.300
锚杆荷载分项系数
1.250
[锚杆内力]
支锚道号
最大内力
最大内力
内力计算
内力实用
弹性法（kN）
经典法（kN）
设计值（kN）
设计值（kN）
1
25.77
0.00
32.22
32.22
2
92.12
52.71
115.15
115.15
3
26.26
1151.11
32.83
32.83
[锚杆自由段长度计算简图]
支锚道号
支锚类型
钢筋或
自由段长度
锚固段长度
实配[计算]面积
锚杆刚度
钢绞线配筋
实用值（m）
实用值（m）
（mm2）
（MN/m）
1
锚杆
1E12
9.5
4.0
113[93]
2.21
2
锚杆
1E22
8.0
4.5
380[331]
8.66
3
锚杆
1E12
6.0
4.0
113[94]
3.49
----------------------------------------------------------------------
[整体稳定验算]
----------------------------------------------------------------------
计算方法：
瑞典条分法
应力状态：
总应力法
条分法中的土条宽度:
1.00m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks=1.121
圆弧半径（m）R=9.341
圆心坐标X（m）X=-1.648
圆心坐标Y（m）Y=3.014
----------------------------------------------------------------------
[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抗倾覆弯矩,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倾覆弯矩。
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
工况1：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚杆0.0000.000
2锚杆0.0000.000
3锚杆0.0000.000
Ks=13.292>=1.200,满足规范要求。
工况2：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚杆45.239150.796
2锚杆0.0000.000
3锚杆0.0000.000
Ks=13.972>=1.200,满足规范要求。
工况3：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚杆45.239150.796
2锚杆0.0000.000
3锚杆0.0000.000
Ks=2.762>=1.200,满足规范要求。
工况4：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚杆45.239150.796
2锚杆152.053169.646
3锚杆0.0000.000
Ks=3.501>=1.200,满足规范要求。
工况5：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚杆45.239150.796
2锚杆152.053169.646
3锚杆0.0000.000
Ks=1.351>=1.200,满足规范要求。
工况6：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚杆45.239150.796
2锚杆152.053169.646
3锚杆45.239150.796
Ks=1.478>=1.200,满足规范要求。
工况7：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚杆45.239150.796
2锚杆152.053169.646
3锚杆45.239150.796
Ks=1.240>=1.200,满足规范要求。
----------------------------------------------
安全系数最小的工况号：
工况7。
最小安全Ks=1.240>=1.200,满足规范要求。
----------------------------------------------------------------------
[抗隆起验算]
----------------------------------------------------------------------
Prandtl（普朗德尔）公式（Ks>=1.1～1.2），注：
安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97（冶金部）:
Ks=1.286>=1.1,满足规范要求。
Terzaghi（太沙基）公式（Ks>=1.15～1.25），注：
安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97（冶金部）:
Ks=1.427>=1.15,满足规范要求。
[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δ———基坑底面向上位移（mm）;
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）;
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）;
φ———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）;
δ=126（mm）
----------------------------------------------------------------------
[抗管涌验算]
----------------------------------------------------------------------
抗管涌稳定安全系数（K>=1.5）:
式中γ0———侧壁重要性系数;
γ'———土的有效重度（kN/m3）;
γw———地下水重度（kN/m3）;
h'———地下水位至基坑底的距离（m）;
D———桩（墙）入土深度（m）;
K=2.933>=1.5,满足规范要求。
----------------------------------------------------------------------
[抗承压水（突涌）验算]
----------------------------------------------------------------------
式中Pcz———基坑开挖面以下至承压水层顶板间覆盖土的自重压力（kN/m2）;
Pwy———承压水层的水头压力（kN/m2）;
Ky———抗承压水头（突涌）稳定性安全系数，规范要求取大于1.050。
Ky=36.00/30.00=1.20>=1.05
基坑底部土抗承压水头稳定!
----------------------------------------------------------------------
[嵌固深度计算]
----------------------------------------------------------------------
嵌固深度计算参数：
抗渗嵌固系数
1.200
整体稳定分项系数
1.300
圆弧滑动简单条分法嵌固系数
1.100
嵌固深度考虑支撑作用
ㄨ
嵌固深度计算过程：
按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度：
圆心（-1.082，3.138），半径=12.684m，对应的安全系数Ks=1.307≥1.300
嵌固深度计算值h0=9.500m
嵌固深度设计值hd=αh0
=1.100×9.500
=10.450m
嵌固深度采用值ld=4.000m
A方案材料表
项目
序号
材料种类
材料型号
根数
单位重kg/m
单位长（m）
总长（m）
总重kg
钢管桩
1
Q235
Φ800×10
28
194.826
11
308
60006.4
2
Q235
[20a
58
2
升级会员 