基坑支护计算书.docx

1、基坑支护计算书基坑支护设计计算书1 工程概况及工程地质条件1.1 工程概况该拟建场地位于市区中路南侧，麒磷路与路交汇处，本项目东临金桥搬迁街，西临博大医院，北面为路，南临水城养路总段机料股。场地地形较平坦，车辆可直通场地，其原始地貌为石芽残丘岩溶地貌。本区气候属云贵高原气候，夏湿春干气候区，根据市多年气象资料统计，年平均气温12，最高气温31.6，最低气温-11.7，年差气温16.9,日差气温25;日降雨量最大为117.1mm（1991年大于此数），年平均降雨量为1231.1mm，年最小降雨量884.8mm；月平均相对湿度为93%，年平均相对湿度为83%；最大风速为40m/s，最大风力5级。

2、市凯宾斯基大厦总建筑面积为63663.23平方米，由塔楼及裙楼组成，其中塔楼层数为20层，裙楼为5层，采用框支剪力墙结构；设计0标高为1795.30 m。拟建物设二层地下停车场（二层地下室高8.9m，-2F地下室底板标高为1786.0m）。根据岩土工程勘察规GB50021-2001（2009版），市凯宾斯基大厦工程重要性等级为一级，地基复杂程度为二级，场地复杂程度为一级，因此，其基坑岩土工程勘察等级为甲级。1.2 场地工程地质条件（一） 场区地形地貌拟建场地位于水城坡立谷岩溶盆地的东段，地貌形态组合类型属岩溶盆地，其特点是盆地地形平缓，阶地和斜坡不明显，无影响场地稳定性的高陡坡，上覆第四系冲积

3、层，厚薄不均。（二）地层、地质构造根据水城盆地区域地质图(1:50000)，场地基岩为石炭系下统摆佐组白云质灰岩，属可溶性碳酸盐岩。拟建场地岩体破碎、竖向节理裂隙较为发育，岩溶发育规模在纵向和横向上变化较大，形成较复杂的岩溶地基。岩层呈单斜产出，地层产状：倾向230度，倾角52度左右。（三） 地层岩土构成在钻探所揭露的深度围,场地自上而下主要分布有如下地层：杂填土（Q4ml）：杂色，成分不均匀，主要由砂、粘土、建筑垃圾及生活垃圾组成,结构松散,钻进时孔壁易垮塌，厚度0.6m-3.0m，平均厚度2.0m。淤泥质粘土（Q4l）：黑色、褐黑色，饱和，软塑，有臭味，含腐殖质，手捻有滑感，厚度0-3.5

4、m，平均厚度1.8m。粉质粘土（Q4al）：灰色、灰白色,可塑状 ,局部夹砂石颗粒,底部分布有0-0.3m的角砾及砂，厚度0-3.0m，平均厚度2.5m。粘土（Q4el）：黄色、浅黄色，可塑状，块状结构, 底部夹少量的风化碎石、角砾及砂，厚度6.8m-13.0m，平均厚度8.9m。白云岩：灰白、灰色，细晶结构，中厚层状。属较硬岩石，根据岩体的风化及完整性分为以下两层：1强风化破碎白云质灰岩（C1b、石炭系下统摆佐组）: 灰白、灰色,含白云质灰岩风化残余碎石,岩体破碎, 钻进较快,钻具剧烈跳动。岩芯呈碎块状、短柱状,含较多砾砂状，采取率低，波速值20003000m/s，。2中风化白云质灰岩（C1

5、b、石炭系下统摆佐组）: 灰白、灰色，细晶结构,中厚层状，隐节理发育,被方解石、铁质、钙质胶结。钻进困难,岩芯呈短柱状、柱状，偶含碎块状。采取率7288%，波速值38725786m/s，平均值为4291m/s，完整性指数0.55。（四）岩溶地质现象根据对拟建场地勘察结果得知，下伏基岩岩溶类型，主要表现为溶沟、溶槽、石芽、悬臂、陡壁等，相邻钻孔间岩面相对高差大于5.00m的地段较多，说明场地岩溶溶蚀作用沿节理裂隙面竖向切割强烈。根据353个钻探孔勘察结果，其中有95个钻孔见岩溶洞隙121个，见洞隙率为26.9%，本次施工的钻孔中岩石总进尺为8408.30m，洞隙发育的总厚度为212.6m，线岩溶

6、率为2.5%，岩溶发育最深为24.2m（ZK12-1）。根据省建筑岩土工程技术规（DB22/46-2004），结合钻探揭露的洞隙情况，该场地属岩溶强发育地段。1.3 水文地质条件根据勘察资料，按场地的地下水埋藏条件，场地地下水可分为土层的孔隙水（上层滞水）和基岩中的岩溶洞隙潜水，两者具有一定水力联系，在场地钻孔中反映为地下水具统一混合水水位，水位相对高程为1790.3m（2012年4月测的水位为枯水期，已剔除异常值）。根据水城地区水文长观资料，丰水期与枯水期水位涨幅相差在2m左右，即丰水期水位为1792.3m。上层滞水赋存于土层中，该水主要受大气降水下渗补给的影响，并受季节性影响明显。而岩溶洞

7、隙潜水赋存于岩体岩溶洞隙，并受岩溶发育控制，地下岩溶洞隙是天然储水空间和运动通道。土层的上层滞水与下伏岩溶洞隙潜水连通性较好，可下渗补给岩溶洞隙水。抽水试验情况详见“凯宾斯基大厦钻孔抽水试验报告”。拟建物有二层地下室，整平标高为1795.30米（0.00）。由于场地基岩埋深变化大，加之场地基岩部分地段浅表岩溶洞隙较为发育，基础埋深在地下水位以下；而场地地下水又较为丰富；因此，基础施工时，桩基涌水量按基础埋深最大的12-1号桩作桩基涌水量计算，采用大井法公式：Q=1.366KS（2H0-S）/lgR-lgr+4KSr计算得桩基涌水量为：2191.97m3/d。式中：K渗透系数（2.260m/d）

8、；S水位降深（取24.7m）；H0有效含水段长度=2S=224.7=49.4m；R地下水影响半径=2S（HK）1/2= 521.9米；r桩基半径（0.70m）。即每天涌入桩基的水量为2191.97m3。由于桩径及桩长的改变，涌水量会随桩径及桩长的改变而变化。在桩基施工过程中如揭穿岩溶管道，涌水量会突发性增大，建议施工单位做好相应的预防措施。均质含水层潜水非完整井基坑远离河流时，基坑涌水量按下式计算：Q坑 =k(H-hm)/log（1+R/r）+( hm -l) log(1+0.2hm /r)/l 计算得基坑涌水量为：1512.27 m/d。hm=（H+h）/2式中：Q坑基坑涌水量，m/dK渗透

9、系数（2.26m/d）；H潜水含水层厚度，H=22.4h降水后基坑水位高度，h=15.5l过滤器进水部分长度，l=10R地下水影响半径，R=150r坑基坑引用半径，r坑=46即每天涌入基坑的水量为1512.27m。根据该场地地下水水样测试报告，其水质分析PH值=7.73，见表： 地下水水质分析表 表化学成份含量Hco3- Ca+Co3- -So4- -Cl-Mg+NH4+mg/L314100.900.001443211.800.25 项目含量游离Co2侵蚀Co2总酸度(mmoL/L)总碱度(mmoL/L)总硬度(mmoL/L)可溶性固体mg/L540.0062258286785根据岩土工程勘察

10、规腐蚀性评价标准，场地地下水所属环境类别定为类，地下水对砼结构及砼结构中的钢筋具有微腐蚀作用。1.4 边坡特征、安全等级及边坡支护措施1、AC段边坡边坡特征：位于场区拟建物东南侧侧，全长39米，边坡形成后高度约为高8米，为挖方边坡，岩土混合边坡，上层为土，下层为岩石，倾向230度，倾角52度左右。边坡坡顶有两层的居民楼。基坑为直立开挖，破坏后果严重，基坑安全等级为二级。支护措施：边坡无放坡条件，采用直立开挖，综合考虑场地条件和使用要求及施工可行性，采用抗滑桩进行支护。2、CD段边坡边坡特征：位于场区拟建物南侧，全长82.1米，边坡形成后高度约为8米，为挖方边坡。岩土混合边坡，上层以土为主，下层

11、为中风化岩体，倾向230度，倾角52度左右。边坡坡顶为住宅小区。边坡失稳风险高，破坏后果严重，边坡安全等级为二级。支护措施：边坡无放坡条件，只能形成直立边坡，综合考虑场地条件和使用要求及施工可行性，采用抗滑桩及抗滑桩进行支护。3、DE段边坡边坡特征：位于场区拟建物西侧，全长60.2米，边坡形成后高度约为8米，为挖方边坡。岩土混合边坡，上层以土为主，下层为中风化岩体, 倾向230度，倾角52度左右，局部有强风化岩体。边坡坡顶为住宅小区和博大医院。边坡失稳风险高，破坏后果严重，边坡安全等级为二级。支护措施：边坡无放坡条件，只能形成直立边坡，综合考虑场地条件和使用要求及施工可行性，采用抗滑桩及抗滑桩

12、进行支护。4、EF段边坡边坡特征：位于场区拟建物北侧，全长81米，边坡形成后高度约为8米，为挖方边坡。岩土混合边坡，上层以土为主，下层为中风化岩体, 倾向230度，倾角52度左右，局部有强风化岩体。边坡坡顶为中路。边坡失稳风险高，破坏后果严重，边坡安全等级为二级。支护措施：采用直立开挖边坡，综合考虑场地条件和使用要求及施工可行性，采用抗滑桩及抗滑桩进行支护。5、GJ段边坡边坡特征：位于场区拟建物北侧，全长24米，边坡形成后高度约为4.7米，为挖方边坡。由于边坡较浅，主要为土质边坡。边坡坡顶为中路。边坡失稳风险不高，破坏后果严重，边坡安全等级为二级。支护措施：边坡采用1：0.3放坡，综合考虑场地

13、条件和使用要求及施工可行性，采用锚杆+混凝土面层进行支护。6、JK段边坡边坡特征：位于场区拟建物东侧，全长22.7米，边坡形成后高度约为2.24.7米，为挖方边坡。由于边坡较浅，主要为土质边坡。边坡坡顶为金桥搬迁路。边坡失稳风险不高，破坏后果严重，边坡安全等级为二级。支护措施：边坡采用1：0.3放坡，综合考虑场地条件和使用要求及施工可行性，采用锚杆+混凝土面层进行支护。7、KA段边坡边坡特征：位于场区拟建物东南侧，全长24米，边坡形成后高度约为2.2米，为挖方边坡。由于边坡较浅，主要为土质边坡。边坡坡顶为居民楼。边坡失稳风险不高，破坏后果严重，边坡安全等级为二级。支护措施：边坡采用1：0.3放

14、坡，综合考虑场地条件和使用要求及施工可行性，采用锚杆+混凝土面层进行支护。1.5 设计依据1、本工程的岩土工程勘察报告；2、建筑规划平面总图；3、岩土工程勘察规（GB 50021-2001）；4、建筑抗震设计规（GB 50011-2010）；5、建筑边坡工程技术规（GB 50330-2002）；6、建筑地基基础设计规（GB 50007-2002）；7、混凝土结构设计规（50010-2002）；8、建筑结构荷载规（GB 50009-2001）；9、工程岩体分级标准（GB 50218-94）；10、建筑桩基技术规（JGJ94-2008）；11、公路路基设计规(JTG D30-2004)；12、滑坡

15、防治工程设计与施工技术规（DZ/T 0219-2006）。2 设计采用的参数根据本工程岩土工程勘察报告，采用岩土参数如下：根据本工程岩土工程勘察报告，采用岩土参数如下：淤泥质粘土：重度=16.4KN/m3，摩擦角标准值k=7.2，粘聚力标准值Ck=15.3KPa，Mb=0.12，Md=1.49，Mc=3.05 得fa=64.8kPa；粉质粘土：重度=20.34KN/m3，摩擦角标准值k=19.5，粘聚力标准值Ck=23.7KPa，Mb=0.49，Md=2.98，Mc=5.57 得fa=192.2kPa；粘土：重度=17.42KN/m3，摩擦角标准值k=16，粘聚力标准值Ck=20.2KPa，M

16、b=0.36，Md=2.43，Mc=5.00 得fa=140.97kPa；强风化破碎岩体（1）：岩体基本质量等级，重度=22.5KN/m3，摩擦角标准值k=20，粘聚力标准值Ck=80KPa;中风化较完整岩体（2）:基本质量等级为，重度=24KN/m3，摩擦角标准值k=39，粘聚力标准值Ck=700KPa;除岩体外，其他土体水下强度参数全部按0.7倍折减。3 边坡支护设计计算（一）1-1断面设计计算经反复计算比较，采用间距为2.0m2.0m锚杆+面层进行支护，支护结构及岩土条件如上图。（1）边坡侧压力计算边坡土质边坡，采用建筑边坡边坡工程技术规6.2.3公式进行计算：式中：土体重度（）；边坡高

17、度（m）；主动土压力系数。沿边坡纵向每延米边坡侧压力计算结果如下表：边坡围的土质为杂填土，为保守取强度参数：，。边坡高度H4.7岩土体重度18粘聚力c10摩擦角10坡顶均布荷载q15与支护结构的外摩擦角（实质上是外平衡力与坡面的夹角）-1.7坡顶地面与水平面的夹角0坡面与坡前水平面的夹角106.70.236407Kq1.35461Ka0.367009Eak72.96508（2）需要的锚杆计算采用建筑边坡工程技术规7.2.2，可得需要的锚索面积为：锚杆间距2锚杆面积380.1永久性边坡锚杆总根数2.652240302临时性边坡锚杆总根数1.989180226因为该边坡为临时性边坡，所以采用22（

18、）的钢筋两根，满足要求。对于断面2-2、3-3、4-4，它们高度也不高，从2.2米5.8米，采用1:0.3的坡率放坡，采用构造支护就可满足要求，其支护方案见施工图纸。（二）5-5断面设计计算- 支护方案 -排桩支护- 基本信息 -力计算方法增量法规与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级一级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)8.000嵌固深度(m)6.000桩顶标高(m)0.000桩截面类型圆形 桩直径(m)1.500桩间距(m)3.000混凝土强度等级C30有无冠梁 无放坡级数 0超载个数 1支护结构上的水平集中力0- 超载信息 -超载类型超载值作用深度作用宽度距坑

19、边距形式长度序号 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)115.000- 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 3坑加固土 否侧降水最终深度(m)8.000外侧水位深度(m)2.500弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法- 土层参数 -层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土1.6416.0-10.0010.002粘性土8.0217.27.220.2016.003中风化岩30.0024.014.0-层号与锚固体摩粘聚力摩擦角水土计算方法m,c,

20、K值抗剪强度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (kPa)160.0-m法3.00-260.016.6013.60合算m法7.00-360.0700.0039.00合算K法400.00- 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杂填土合算1.0001.0001.00010000.0002粘性土合算1.0001.0001.00010000.0003中风化岩合算1.0001.0001.00010000.000- 工况信息 -工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖8.00

21、0- 设计结果 - 结构计算 -各工况：力位移包络图：地表沉降图：- 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)20桩的纵筋级别HRB400桩的螺旋箍筋级别HRB400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)14.00 力取值 段力类型弹性法经典法力力号 计算值计算值设计值实用值基坑侧最大弯矩(kN.m)0.000.000.000.001基坑外侧最大弯矩(kN.m)2916.352525.063098.623098.62最大剪力(kN)1120.87678.791401.091401.09

22、段选筋类型级别钢筋实配计算面积号 实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB40034E282093713653箍筋HRB400E1415020531563 加强箍筋HRB335D142000154- 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, 对于支撑支点力由支撑抗压力 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： Ks = 13.179 = 1.200, 满足规要求。 - 嵌固深度计算 -嵌固深度计算参数：嵌固深度系数1.200抗渗嵌固系数1.200嵌固深度计算过程： 按建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99悬臂式支护结构计算嵌固深度hd值，规公式如下 hpEpj - 0haEai=0 = 1.2