主体大楼土坡支护方案.docx
《主体大楼土坡支护方案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《主体大楼土坡支护方案.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
主体大楼土坡支护方案
如何对地质复杂的深基坑进行支护
如何安全经济的搞好不同要求,不同地质的基坑支护,对于工程的顺利开展,职工的生命安全,有着至关重要的作用。
在山东省临沂市人民医院主体大楼工程施工中,针对种不同类型的基坑状况,主要采取的以下几种支护方法,经过实践,表明基坑支护取得了良好的效果。
一、工程概况
临沂市人民医院主体大楼由主楼和裙楼组成,主楼21层,地下2层,高106米,采用片筏基础,基础底标高为-10.85米,楼顶设直升飞机停机坪,占地面积1728m2。
裙楼地上5五层,地下2层,采用独立基础,基础底标高为-9.35米,占地面积4800m2。
该建筑物安全等级为一级。
二、场地自然条件
1.场地位置、地形及地貌概况
该工程位于沂州路与解放路交会处,交通便利。
场地为拆迁场地,地势西高东低,地面标高为68.62—72.07m。
2.场地地下水概况
场地地下水为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水,水位埋深为1.00—4.50米。
三、场地地层结构
1.杂填土
褐色—杂色,松散—稍密,上部成分以建筑垃圾为主,下部以粉质粘土为主,本层厚度为2.00—6.40m。
2.粘土
灰褐—黄褐色,可塑—硬塑,含铁锰氧化物及高岭土,局部混砂粒和姜石。
本层厚度为0.30—4.30m。
3.强风化泥灰岩
以浅黄色和棕黄色为主,局部为灰绿色,风化呈坚硬土状。
本层局部缺失,厚度为0.20—3.65米。
4.中风化灰岩
浅灰—灰黄色,多以白云灰质岩为主,局部为泥灰岩,隐晶质结构,中厚层构造,裂隙较发育,局部岩溶较发育。
四、支护方案
1.土石方工程于2001年3月25日完成,地下二层于2001年5月20日完成,地下一层于2001年6月30日完成,力争暑雨季节到来之前全部完成±0.00标高以下部分。
2.AB段、BC段、CD段和DE段,由于地面施工荷载(静载及动载)较大,考虑采用重力式当土墙,墙高8m,底部宽1.8m,顶部宽1.3m,用毛石砌成,水泥砂浆标号为M7.5。
3.其于EF段、FG段、GH段、HI段、IG段、GK段、KL段、LM段、MN段、NP段、PQ段、QR段、RS段和SA段采用以下方法:
ⅰ.人工用铁锨清除坡面上的浮土和冻土,并拍实、整平。
ⅱ.根据支护设计要求在坡面上挖出斜梁的凹坑,在岩石上凿出斜梁的凹坑.
ⅲ.在坡面上垂直锲入直径12mm长600mm的钢筋,纵横间距为1.0m,3.5M以上水平方向φ8
150的钢筋,其他配φ6
200钢筋,向坡顶伸长1.0m。
φ8、φ6与φ12钢筋点焊焊牢。
ⅳ.根据计算要求,绑扎好斜梁的钢筋,在3.5m处垂直坡面锲入直径为48mm长4m的架杆,并与梁钢筋焊接。
ⅴ.喷射120mm厚细石混凝土,其标号为C25,表面用木抹子拍实搓平。
ⅵ.边坡底部沿水平方向间隔5m设置φ200的泄水孔,泄水孔处用钢丝网做成。
4.边坡支护平面图见图a所示。
5.施工现场的地面应整平夯实,并采用标号为C20、厚度为120mm的素混凝土进行硬化。
在基坑边坡与硬化地面相邻处,设置高150mm、宽150mm的挡水台,用MU10机制粘土砖做成,水泥砂浆标号为M7.5。
防止地面水渗入地下,造成边坡塌方。
6.在边坡的中部设置足够的坡体位移变形观测点,及时观测坡体的稳定性。
如有坡体发生位移,则将变形处坡体分二次呈阶梯形支护,见附图1所示。
五、石砌挡土墙计算
1.土压力计算,计算简图见附图2所示
杂填土:
c1=0θ1=10ºγ1=19kn/m3
粘土:
c2=94kn/m2θ2=12ºγ2=19kn/m3
假设地面有5.0kn/m3的均布荷载。
地下2m处土压力强度:
бa1=γHKa
=(19×2+5)×tan2(45º-5º)
=30.28kn/m2
Ea1=0.5бa1×h1
=0.5×30.28×2
=30.28kn/m
粘土顶面土压力强度:
бa2=(γ1h1+5)tan2(45º-0.5×12º)-2ctan(45º-0.5×12º)
=43tan239º-2×94×tan239º
=-124.04KPa
粘土的有效重度γ1的计算
e=dslw/ld-1.0=2.73×1.0/1.48-1.0=0.845
γ=(ds-1.0)γw/(1+e)=(2.73-1.0)×10/(1+0.845)=9.38kn/m3
地下水层处(4.5m处)土压力强度
бa3=(γ1h1+γ2h2)tan2(45º-0.5×12º)-2ctan(45º-0.5×12º)
=(43+2.5×19)tan239º-2×94×tan239º
=-92.89Kpa
粘土底面(8.0m处)土压力强度:
бa4=бa3+γ1h2Ka+γwh3=-92.89+9.38×3.5tan239º+10×35=-36.36KPa
2.挡土墙自重及重心(取1m宽为一单元计算)
G1=0.5×0.8×7×22
=70.4kn
G2=1.0×8×22
=176kn
G3=0.5×0.3×22×8=26.4kn
G1、G2、G3的作用点离O点的距离分别为
a1=2/3×0.8=0.533m
a2=0.8+0.5=1.3m
a3=1.8+1/3×0.3=1.9m
3.倾覆稳定验算
Kt=(G1a1+G2a2+G3a3)/Ea1z
=(70.4×0.533+176×1.3+26.4×1.9)/30.28×(8-1.33)
=1.57>1.5
4.滑动稳定验算
Ks=(G1+G2+G3)µ/Ea1
=(70.4+176+26.4)×0.7/30.28=6.3>1.3
5.地基承载力验算
作用在基底的总垂直力
N=G1+G2+G3
=70.4+176+26.4
=272.8kn
合力作用点离O点距离
c=(G1a1+G2a2+G3a3-Ea1h)/N
=(70.4×0.533+176×1.3+26.4×1.9-30.28×6.67)/272.8
=0.42m
偏心距e=B/2-c
=1.8/2-0.42
=0.48m>B/6=0.3m
基底压力Pmax=N(1±6e/b)/b
Pmin
=272.8×(1±1)/1.8
=303.11kPa
0kPa
6.墙身强度验算从略。
7.施工工艺
ⅰ在底部按设计要求挖出1.8m宽带,按设计要求找好边坡并拍打结实。
ⅱ.贴土坡按设计宽度垒墙,垒墙过程中毛石应上下交错,不得出现平面层,用M5的水泥沙浆。
ⅲ.在毛石墙外面层用M2.5的水泥沙浆抹面。
六、钢筋混凝土支护计算
1.主动土压力计算
根据安全施工需要,取最不利截面处计算,最不利土质结构及地下水位情况见图2所示。
附加均布荷载q=5.0kn/m2
土面土压力强度бa1=5.0kPa
将地面均布荷载换算成回填土的当量土层厚度
h1=5/20=0.25m
杂填土:
C=0θ1=10ºγ1=19kn/m3
粘土:
c2=94kn/m2θ2=12ºγ2=19kn/m3
∴3.5m处土压力强度
бa2=γ(h1+h2)Ka1
=20×3.75×=91kPa
取杂填土的有效重度γ与下层粘土相同
e=dslw/ld-1
=2.73×1.0/1.48-1.0
=0.845
γ=(ds-1.0)γw/(1+e)
=(2.73-1.0)×10/(1+0.845)
=9.38kPa
∴地下水层处(4.5m处)土压力强度
бa3=бa2-2c(Ka2)0.5
=91-2×94tan(45º-0.5×12º)
=-61.24kPa﹤0
5.55m处土压力强度
бa4=бa3+γh2Ka2+γwh2
=-61.24+9.38×1.05×0.656+10×1.05
=-44.28kPa
8.0m处土压力强度
бa5=бa4+γh3Ka2+γwh3
=-44.28+9.38×2.45×0.656+10×2.45
=-4.7kPa
2.土坡稳定性分析
①.上部杂填土
土坡的稳定安全系数K=tanθ/tanβ
其中θ为土的内摩擦角,β为土体坡角
仅当β≤θ,即K≥1时,抗滑力≥滑动力,土坡才会处于稳定安全状态,而该土坡β=66.250>θ,所以需采取加固措施。
②.下部粘土
安全系数
K=Σ{cilicosai+[(Wi+Qi-uilicosai)+(F1i-F2i)]tanθi}
Σ(Wi+Qi)sinai[cosai+tanθisinai/K]
采用分条法,取θi=120,ai=750,则K﹤1.0
需采取加固处理。
3.土坡整体经过加固,斜梁深入岩石中,整体滑动曲面经过土坡底部,因此,只要斜梁强度足够使护体牢固,整体滑动就不会发生。
另一方面,土坡整体失稳是在外界不利因素条件下触发,主要由水的作用而致,只要采取上下两道排水,就能阻止这种作用。
4.斜梁截面尺寸及板厚确定
斜梁截面尺寸为500×300mm,混凝土面层厚为120mm。
5.斜梁配筋计算
可把该结构简化为现浇单向板结构计算,其荷载分布见图3所示,结构配筋计算如下:
斜梁承受荷载见荷载分布图。
梁跨中部最大弯距
Mmax=knm
混凝土标号为C25
∴as=M/(fcmbh2)
=89.65×106/(13.5×300×4652)
=0.20
∴γs=1/2+0.5×(1-2as)1/2
=1/2+0.5×(1-0.4)1/2
=0.887
所以As=M/(fyγsh0)
=89.65×106/(310×0.887×465)=1155mm2
取3Ф22As=1140mm2截面见图2—2所示。
6.地基抗倾覆验算
受力情况见图3所示,取一个单元体计算。
倾覆力距M=5∫84.5(20x+1)(8-x)dx
=45×4.5×5×5
=5062.5KNm
抗倾覆力距M1=20×8×3.5×5×4/2+24×(0.3×1×5×5.5+0.3×0.4×24×2×4+0.3×0.4×24×9×1.5+0.08×8×1.5×24+6×3.14×0.048×100+0.25F2
=(5973.4+0.25F2)kNm>M
∴符合要求
临沂市人民医院主体大楼
土坡支护方案
山东天元建设集团第二工程公司
2001年2月12日
目 录
一、工程概况………………………………………………1
二、场地自然条件…………………………………………1
三、场地地层结构…………………………………………1
四、支护方案………………………………………………2
五、石砌当土墙计算………………………………………3
六、钢筋混凝土支护计算…………………………………5
七、人民医院工程基坑开挖边坡支护安全技术要求……8