地铁基坑开挖支护工程设计方案

1 地铁 基坑 开挖支护 工程设计方案 第一章 工程概况 第一节 工程概述 工程名称：北京市地铁八号线 01 标段 (西三旗车站 )基坑开挖支护工程。 工程概况：西三旗站是北京地铁 8 号线二期工程第三座车站，位于西三旗路和西三旗东路十字路口处。在西三旗东路下南北向布置，为 8 号线首批开工车站。 车站所处十字路口东北角有北新家园、新康园小区、建材城西里小区和新材医院；东南角为北新建材集团，规划为商业用地；西北角为中国石油天然气集团直属机关党校、新龙批发市场；西南角有育新花园小区、首师大附属育新学校。 西三旗路交通繁忙，路下管线 复杂，道路规划红线宽 45m，主路宽 16m，双向 4 车道，路口西侧局部段双向 6 车道，目前已经实现规划；西三旗东路规划红线宽 40m，路口北段现状道路宽 10m，路口南段现状道路宽 4m，未实现规划。 第二节 工程地质条件 一、气象概况 北京地区属于温暖带大陆性半湿润 半干旱季风气候，受季风影响形成春季干旱多风、夏季炎热多雨、秋季秋高气爽、冬季寒冷干燥、四季分明的气候特点。近几年平均气温为 ，极端最高气温 ，极端最低气温 。全市多年平均降水量为 626水量的年变化大，年内分配 也不均，汛期（ 68 月）降水量约占全年降水量的 80%以上。旱涝的周期性变化较明显。 二、地形地貌 本合同段线路位于永定河冲积扇的中下部，土层以新沉积层、第四纪冲洪积沉积土层为主。拟建工程所处地势基本平缓，地面以市政道路为主，路面平坦，地面标高为 37 40m。 三、工程地质 施工场地范围内的土层主要有人工填土层、新近沉积层、一般第四纪冲洪积沉积层。车站主要位于粉土和粘土层，底板位于粉质粘土层。 2 钻孔孔口地面高程介于 均 第三节 水文地质条 件 一、地下水类型 拟建场地下 38m 深度范围内主要揭露了 3 层地下水，第一层为台地潜水，第二层为层间水，第三层为潜水承压水。 第一层：台地潜水，初见水位埋深 对标高 对标高 下水的主要补给来源是大气降水入渗、地下管道渗水及居民生活用水，主要排泄方式为侧向迳流及向下越流补给。该层水在场地北侧较连续分布，在场地南侧仅部分地段有分布。 第二层水：层间水，主要含水层为粉土 2、粉砂 3、细砂 4，初见水位埋深 对标高 止水位埋深 对标高 下水主要接受侧向径流及越流补给，以侧向径流的方式排泄。该层水在整个场地范围内连续分布。 第三层水：潜水承压水，主要含水层为中砂 5，初见水位埋深 对标高 止水位埋深 对标高 层水具有微承压性，在整个场地范围内连续分布，由于位于基坑开挖深度以下，对基础施工影响不大。 二、地下水的腐蚀性评价 本次勘察在 孔中共采取地下水试样 6 组，在室内对其做了腐蚀性测试，根据其测试结果，依据岩土工程勘察规范（ 0021 2001）第 及铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定（铁建设【 2005】 157 号） 有关条款，判定地下水对基础材料的腐蚀性见下表： 表 1下水的腐蚀性评价 孔号 取水 深度 （m） 取水 日期 对建筑材料的腐蚀性 砼 钢筋砼中钢筋 （干湿交替） 钢筋砼中钢筋（长期浸水） 钢结构 弱腐蚀性 弱腐蚀性 弱腐蚀性 弱腐蚀性 3 弱腐蚀性 弱腐蚀性 经综合分析判定，拟建场地地下水对砼结构不具腐蚀性，在长期浸水情况下对钢筋砼结构中的钢筋不具腐蚀性，在干湿交替的情况下对钢筋砼结构中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。 本次勘察并在 代表性土试样 4 组，做了土的腐蚀性测试，结果详见附件 “土的浸出液分析报告 ”，根据岩土工程勘 察规范（ 0021 2001）第 判定，场地土对砼及钢筋砼结构中的钢筋均不具腐蚀性。 3、历年最高水位 : 拟建场地历年最高地下水位曾接近自然地面，绝对标高 右，近 3 5 年最高地下水位绝对标高为 右。抗浮水位可按历年最高水位绝对标高 行设计。 第四节 抗震设计 1、抗震设防烈度 根据中国地震动参数区划图（ 2001）和建筑抗震设计规范（ 2001）附录 D 及铁路工程抗震设计规范（ 合考虑，拟建 场区的抗震设防烈度为 8 度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为 2、建筑场地分类 本次勘察在 孔中分别进行了全孔波速测试，经实测其 25m 深度范围内土层等效剪切波速值分别为 236 m/s、 s、 s 和 s，根据铁路工程抗震设计规范（ 2006）第 判定，场地土类型为中软土，场地类别为 类。 3、液化判别 根据铁路工程抗震设计规范（ 2006）附录 B 进行判别，拟建场地地面下 20m 深度范围内的饱和粉土及砂土不液化。 第五节 护坡设计参数 地面超载按 q=30虑。 基坑支护后剖面变形按 1 级控制。 车站深度范围内土层主要参数如下表： 表 1层参数表 4 层号 土类名称 重度 粘聚力 内摩擦角 厚度 (kN/(度 ) （ m） 素填土 2 粉土 2 粉土 粉质粘土 2 粉土 4 细砂 粉质粘土 粉质粘土 ：基坑周边按强夯后考虑参数取值。 第二章 基坑支护结构设计 第一节 施工方法的论证 目前国内地铁车站施工主要方法有明挖法、盖挖法、暗挖法，每种方法都有其适用条件及优缺点，结合本车站现场选定站位实际情况，对以下三种方法进行多方面比较，具体优缺点详见下表。 表 2车站常用施工方法比较表 项 目 明挖法 盖挖法 暗挖法 对地面交通影响 大，需中断交通 较大，需短期占部分道路 对交通无影响 对地下管线影响 大，管线改移多 部分管线需要改移 不需改移管线 施工技术 成熟 成熟 成熟 施工难度 小 较小 大 工程质量 好 较好 一般 防水质量 好 较好 一般 地面沉降 小 小 稍大 扰民程度 大 较大 小 施工工期 短 较短 长 土建造价 低 较高 高 西三旗站所处站位，地下管线及道路有导改条件，通过地上、地下情况分析 5 比较，车站主体及附属皆采用明挖 法施工。 第二节 围护结构型式的选择 一、基坑等级及变形控制标准 本车站标准段基坑宽度 ，基坑深度约 ，基 坑附近无特殊建构筑物需要防护，根据基坑规模与周边环境条件及北京地铁 8 号线二期工程技术要求，本明挖基坑变形控制等级为一级，基坑变形控制标准为 :地面最大沉降量 ；围护结构最大水平位移 ，且 30 二、 基坑围护结构方案比选 基坑围护结构形式和地下水的治理措施不仅是地下结构施工的需要，也是保证地面建筑物和地下管线安全的关键环节，必须综合治理，统筹考虑方可达到预 期目的 。 表 2围护结构方案比较表 围护结构型式 优 点 缺 点 经济性 放坡开挖 1、施工简单，不需要大型设备。 2、施工进度快。风险小。 3、材料用量和工程量小，造价低。 4、土体位移小，采用信息化施工可确保工程和施工安全。 1、对地层土质条件要求较高。 2、需要场地加大，基坑深度不能过大。 3、地下水位高时施工难度大。 造价最低 钻孔咬合 桩 1、可根据基坑深度，调整桩 径等参数， 2、对地层地质条件、基坑深浅等条件适应性好； 3、结构刚度好，对地面沉降控制好。 1、成孔需专门设备； 2、施工工艺较复杂。 造价适中 地下连续墙 1、整体性好，稳定性强；可作为永久性结构； 2、漏水点少，渗漏易处理； 3、刚度大，地面沉降小。 1、需要专门的成槽设备； 2、需要足够的施工场地； 3、对城市环境污染大。 造价相对较高 钻孔桩基坑外降水 1、适用多种地层，施工进度可控制； 2、可根据基坑深度调整设计参数，满足强度和刚度要求； 1、对城市 环境有一定影响； 2、施工工艺较复杂。 造价相对较低 6 3、基坑外降水，地下水位低时优势明显； 土钉墙 1、设备简单，操作方便，施工所需场地小，施工干扰少。 2、材料用量和工程量小，造价低。 3、土体位移小，采用信息化施工可确保工程和施工安全。 1、应具有较好的工程及水文地质条件。 2、适用于深度小于 15m 的基坑。 造价低 经比对及施工经验结合此工程环境得知采用钻孔灌注桩具有以下技术优点： （ 1） 施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移，因此对环境和周边建筑物危害小； （ 2）大直径钻孔灌注桩直径大、入土深； （ 3） 对于桩穿透 的图层可以在空中作原位测试，以检测土层的性质； （ 4）扩底钻孔灌注桩能更好地发挥桩端承载力； （ 5） 经常设计成一柱一桩，无需桩顶承台，简化了基础结构形式； （ 6）钻孔灌注桩通常布桩间距大，群桩效应小； （ 7）施工设备简单轻便，能在较低的净空条件下设桩； （ 8）钻孔灌注桩在施工中，影响成桩质量的因素较多，质量不够稳定，有时候会发生缩径、桩身局部夹泥等现象，桩侧阻力和桩端阻力的发挥会随着工艺而变化，且又在较大程度上受施工操作影响； 三、钢支撑和锚索施工比较 （一） 施工工艺 支撑和锚索的 施工工艺都比较成熟，在深基坑支护中，挖掘机操作需 避 让支撑，而锚索不需要。但锚索需要一定的地下空间，这对于市政工程是一的非常的局限条件，并不在任何地方都可以用锚索支护。待基坑施工至基底开始施工结构时，需要向基坑内运输工程材料，在调装的过程中，支撑有着很大的限制与不便。支撑安装工人需要经过专业的培训才可以上岗，危险系数较大。 （二） 施工工期 支撑施工时土方将不能同时进行开挖，而锚索在到达设计标高以后，可以多台同时作业，这期间土方还可以继续施工，不影响工程进度。但浆液龄期需要大概 4 天的时间，土方开挖需要给 张拉留出工作面。 （三） 体系效果 从监控量测的数值反映和对比，两种支护体系效果均比较理想，桩体的侧向位移都在 3内。 经过比较并根据已对该工程地质条件、基坑开挖深度及周边环境的特点的分析，选择基坑支护方案时充分考虑影响边坡稳定性安全的不利因素，同时兼顾经济、高效的原则，该工程基坑支护方案拟采用钻孔灌注桩加锚杆结合支护。 第三节 基坑支护中荷载的计算 7 一 、荷载与组合 结构自重：钢筋混凝土自重按 25kN/ 水土侧压力：砂、卵石层水土分算，粘性土层水土合算，施工期间按朗肯公式计算其主动土压力 。 施工荷载：按0 =30。 二、水平荷载标准值 （一）砂土的水平荷载标准值 对砂土计算点位于地下水位以上时按式下式计算： a v a ai i z K(220a t a n ( 4 5 )2 (2式中第 v 作用于 计算点深度 (m)； i第 0）。 （二） 粉土水平荷载标准值 对于粉土及粘性土 ，水平荷载标准值按下式计算： a i a i i ip r z K c K(2第 计算点深度 (m)； 三轴试验当有可靠经验时可采用直接剪切试验确定的第层土固结不排水不（快）剪粘聚力标准值 ( 式中2算。 （三） 工程中土层水平荷载标准值 求土层加权的 值按下式计算： ( 1 . 8 2 . 6 3 2 . 3 0 . 72 . 4 2 . 5 3 ) 1 8 . 30 . 4 5 72 4 . 51 8 2 4 2 5 2 2 2 63 5 2 2 2 3t g t g t g t g t g t gt g t g t g 得由式 2 8 022 . 5t a n 4 5 t a n 4 5 0 . 4 122 。 表 2轴试验聚力标准值 土层 素填土 2 粉土 2 粉土 粉质粘土 2 粉土 4 细砂 粉质粘土 粉质粘土 10 17 6 0 21 21 加权 c 8 1 . 8 8 2 . 6 1 0 3 1 7 2 . 3 6 0 . 7 2 1 1 1 . 8 / 2 4 . 6 1 4 . 5 综上按式 (2算得出水平荷载标准值计算结果下表 2 表 2平荷载标准值 土层 素填土 2 粉土 2 粉土 粉质粘土 2 粉土 4 细砂 粉质粘土 粉质粘土 m） 8.3 14.5 水平抗力标准值 根 据建筑基坑支护技术规程（ 99）， 基坑内侧水平抗力标准值 9 粉土及粘性土基坑内侧水平抗力标准值宜按下式计算： p k p k p k p= + 2j j i i c K(2式中作用于基坑底面以下深度处的竖向应力标准值 ( 第 第 i 层土的被动土压力系数应按下式计算 2o t a n 4 5 + 2(2式中为第 i 层土的内摩擦角（ 0） 。 由于降水效果良好，地下水位位于支护结构以下，基本为无水施工，对于砂土、碎石及粉土、粘性土基坑内侧抗力标准值可统一按下式计算： p k p k p k p= + 2j j i i c K(2式中参数意义同式 (2 计算结果见下表 2 表 2坑内侧抗力标准值 土层 jz(m) 粉质粘土 1 四节 护坡桩设计 一、嵌固深度计算 多层锚杆整体等值梁的计算方法是，把基坑下桩的弯矩零点与桩顶之间的桩当作多跨连续梁，锚杆位置当作连续梁的支点，采用力矩分配法计算支点反力。用整体等值梁法计算嵌固深度0h，计算过程如下。 1、主动土压力系数 2 aa t a n 4 5 0 . 4 12 。 2、被动土压力系数 10 被动土压力系数按下式计算： 2o s=c o s - s i n + s i (2基坑下土的内磨擦角的加权平均值 3。 桩土间的摩擦角 12=33 之间，由于是砂土为主，所以取 = 。 所以： 2o s= = 3 . 5 2 5c o s - s i n + s i 。 3、 土压力为零（近似零弯点）距坑底的距离 土压力为零（近似零弯点）距坑底的距离按下式计算： K(2式中布附加荷载 为 产生的水平荷载，均布附加荷载 为 30 土的天然重度的加权平均值： 3= 1 9 k N /m = 3 0 0 . 4 1 = 1 2 . 3 k P ae q Ka = 1 9 . 8 7 0 . 4 1 1 8 . 3 - 2 1 4 . 5 0 . 4 1 = 1 3 0 . 5 k P 将参数代入式（ 3出土压力零点，如下： 1 2 . 3 + 1 3 0 . 5= = = 2 . 3 . 8 7 3 . 5 2 5 0 . 4 1K 。 4、用弯矩分配法计算支点反力 现将基坑支护图画作一连续梁，其荷载为土压力及地面荷载，土压力为零点经计算离坑底为 似看作为弯距为零处， F 点看作为一地下支点无弯距，如下图 2示： 11 042. 8图 2坑支护简图 将基坑支护图画成为一连续梁，契合在为土压力及地面荷载，见图 2示：kN/ 图 2体等值梁计算简图 A 点超荷压力为 a 0 a 3 0 0 . 4 1 1 2 . 3 k P aq q K 。由a i a ai i i ip r z K c K ， 1 0 . 7 7 3 . 2 3A B A B 由上得 B、 C、 D、 E、 F 土压力为b =c d e= 7 1 . 1 k P a ; = 1 0 7 . 8 k P a ; = 1 4 2 . 8 k P a ;q q 0 5、分段计算固端弯距 （ 1）、 弯矩计算 12 弯距，简化为悬臂梁。如下图 2示： A 1 计算简图 A 端弯距为零：A=0M。 B 端弯距计算公式： . 2 3 3 . 2 32 6 . 3 = 4 5 . 7 k N ； （ 2）、 弯矩计算 梁 按一端固定一端简支计算， B 支点荷载1q=C 支点荷载2q=下图 2示： B 计算简图 由公 式得 212 8 l = 1 8 9 . 7 9 k N ； C= - = 1 6 6 . 9 4 k N （ 3）、 弯矩计算 梁 如图 2示， C 3 图 2 计算简图 两端均为固端，其计算公式为： 22 2212 7 . 8 - 7 1 . 17 1 . 1- = - - = - 1 4 4 . 7 5 k N 3 0 1 2 3 0 4 . 54 . 5 22 2212 7 . 8 - 7 1 . 17 1 . 1= = 1 5 7 . 1 4 k N 2 0 1 2 2 0 4 . 54 . 5 （ 4） 、 弯矩计算 梁 如图 2示， ml=a+ b= 6. 6D 计算简图 F 点为弯矩零点， 1q =2q =5 3q =一端固定一端简支计算公式： 2222123q a q aa a 1 2 98 l 2 4 l 5 3 . 0 6 6 9 . 2 6 1 1 6 . 7 36 3 9 . 0 5 k N （ 5）、弯距分配 计算固端弯距不平衡，需用弯距分配法来平衡支点 C、 D 的弯距。 分配系数 C 点： 14 5 0 . 3 811345 . 5 4 . 5144 . 5 0 . 6 211345 . 5 4 . 5 C C 校核： 1C B C D。 D 点 5 0 . 6 611434 . 5 6 . 6136 . 6 0 . 3 411434 . 5 6 . 6 D D 通过弯距分配，得出支点的弯矩如下表 2 表 2距分配 杆件 B C D F 分配系数 弯矩 + 分配力矩 传递力矩 端 + 15 通过弯矩分配，得出各支点的弯矩为： 4 5 . 7 k N . 0 8 k N 6 . 1 k N 。 （ 6）、求各支点反力 B M M M R R C R D R D R Fa bc 点反力计算简图 如图 2a） ，先求 2 3 22 6 . 3 3 . 2 3 4 5 . 723 4 2 . 5 k 2 3R 如图 2b） 11 5 5 . 5 12 6 . 3 5 . 5 7 1 . 1 2 6 . 3 5 . 5 4 5 . 7 9 8 . 0 82 2 3 1 0 3 . 8 7 k 5R 1 1 1B B B 4 2 . 5 1 0 3 . 8 7 1 4 6 . 3 7 k R 1 5 5 . 5 22 6 . 3 5 . 5 7 1 . 1 2 6 . 3 5 . 5 4 5 . 7 9 8 . 0 82 2 3 1 6 3 . 9 8 k 5R 如图 2c） 11 5 4 . 5 17 1 . 1 4 . 5 1 0 7 . 8 7 1 . 1 4 . 5 9 8 . 0 8 4 5 6 . 12 2 3 1 0 7 . 9 4 k 5R 1 1 1C C C 1 6 3 . 9 8 1 0 7 . 9 4 2 7 1 . 9 2 k R 16 1 5 4 . 5 27 1 . 1 4 . 5 1 0 7 . 8 7 1 . 1 4 . 5 9 8 . 0 8 4 5 6 . 12 2 3 2 9 4 . 5 8 5 k 5R 如图 2d） 1 3 4 . 3 1 1 21 0 7 . 8 4 . 3 2 . 3 1 4 2 . 8 1 0 7 . 8 4 . 3 2 . 3 2 . 3 1 4 2 . 8 2 . 3 4 5 6 . 12 2 3 2 36 . 62 0 6 2 . 7 5 3 2 8 0 . 9 3 3 3 2 5 1 . 8 0 4 4 5 6 . 14 6 2 . 4 k 6R 1 1 1D D D 2 9 4 . 5 8 5 4 6 2 . 4 7 5 6 . 9 8 5 k R 3 4 . 3 2 1 11 0 7 . 8 4 . 3 1 4 2 . 8 1 0 7 . 8 4 . 3 2 . 3 1 4 2 . 8 2 . 3 4 . 3 4 5 6 . 12 2 3 2 36 . 69 9 6 . 6 1 1 3 2 3 . 5 7 5 8 3 2 . 0 4 8 4 5 6 . 12 5 7 k 6R 各支点反力为： B C D 6 . 3 7 k N ; 2 7 1 . 9 2 k N ; 7 5 6 . 9 8 5 k N ; 2 5 7 k R R (7)、反力核算 土压力及地面荷载共计为： 1 7 . 5 3 2 . 31 4 2 . 8 1 4 2 . 8 1 4 1 5 . 8 6 k P 支点反力 B C D F 1 4 6 . 3 7 2 7 1 . 9 2 7 5 6 . 9 8 5 2 5 7 1 4 3 2 . 2 7 5 k P R R R 土压力及地面荷载的合力与支点反力的合力之间的差值在允许范围内，满足要求。 （ 8)、插入深度计算 插入深度按下式计算： 2 5 7 4 . 9 9 . 8 7 3 . 5 2 5 0 . 4 1K (2x+y 对于均质粘性土及地下水位以上的粉土或砂类土有效嵌固深度 17 2代入参数计算得： 1 1 . 1 7 . 2 9 8 满足规范 建筑基坑支护技术规程（ 99）要求。 二、钢筋混凝土桩设计 桩身最大弯矩计算 kN/ 图 2 力学计算简图 剪力为零处弯矩最大，故先求剪力为零点： 桩所受土体均布荷载斜率 1 4 2 61 7 k （ 1)、剪力零点在 设剪力零点距 A 点 h： 228 . 1 4 68 . 1 4 60 : 1 4 6 . 3 723 5 . 9 3 76 h 代 入解 得此处弯矩 118 . 1 4 6 6 6 6 1 4 6 . 3 7 6 3 . 2 3 1 1 2 . 2 K N （ 2)、剪力零点在 18 设剪力零点距 A 点 h： 228 . 1 4 68 . 1 4 60 : 1 4 6 . 3 7 2 7 1 . 9 221 0 2 . 71 0 . 1 3 h 代 入解 得此处弯矩 118 . 1 4 6 1 0 . 1 3 1 0 . 1 3 1 0 . 1 3 1 4 6 . 3 7 6 . 9232 7 1 . 9 2 1 . 4 2 0 . 6 7 k N （ 3)、剪力零点在 设剪力零点距 A 点 h： 228 . 1 4 68 . 1 4 60 : 1 4 6 . 3 7 2 7 1 . 9 2 7 5 6 . 9 8 522 8 8 . 5 51 7 h 代 入解 得此处弯矩 118 . 1 4 6 1 7 1 7 1 7 1 4 6 . 3 7 1 3 . 7 7232 7 1 . 9 2 8 . 2 7 7 5 6 . 9 8 9 3 . 7 7 4 4 7 . 9 3 k N 所以取m a x 4 5 6 kN m下面进行钢筋混凝土桩的设计。 截面弯矩设计值为 m a M （ 2 式中 0 为基坑侧壁安全等级重要性系数，查表取 代入数据，有 j 1 . 2 5 1 . 0 4 5 6 . 1 6 2 7 . 1 k N 依据地下建筑结构设计 边均匀配置纵向钢筋挡土灌注桩一般按钢筋混凝土正截面受弯构件计算配筋。对于沿 19 周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土受弯构件 ，当截面内纵向钢筋数量不少于 6根时，截面抗弯承载力可按下式计算： 33 s i n s i n2 s i n3 tc y s sM f r f A r 为简化计算取 21 0 . 7 5 1 0 . 7 5 0 . 5 0 . 6 2 5y s y s y sc c f A f f A f A （ 2 t （ 2 式中 M 单桩抗弯承载力 (kN m) ； 混凝土轴心抗压强度设计值 2(N/ ； A 土灌注桩横截面积 2(； r 圆形截面半径 (； 钢筋抗拉强度设计值 2(N/ ； 全部纵向钢筋的截面积 2(； 纵向钢筋所在圆周的半径 (； 对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与 2 的比值； t 纵向受拉钢筋截面积与全部纵向钢筋截面积的比值； 挡 根据钻孔机械，桩身直径为 D 800， 采用 凝土， 钢筋，则 混凝土轴心抗压强度 2c f 钢筋抗拉强度设计值 2yy 0 2t f 代入公式得 ， ； 再将 值代入式（ 2出单桩抗弯承载力 M ： m a x = 6 2 7 . 1 4 1 . 6 = 1 0 0 3 . 4 k N 1 0 7 8 1 0 0 3 . 4 k N 故配筋成功。 20 最 终配筋参数见表 2 表 2围护桩身配筋参数表 桩主筋 加强筋 箍 筋 桩身材料 18 28 18 2000 14150 冠梁 参数 冠梁截面 主筋 箍筋 28 0 0 8 0 0 ( ) 10 25 6 22 200 围护桩身配筋断面见图（ 2示。 图 2围护桩身配筋断面图 注： 桩主筋， 箍筋， 加强筋 根据基坑开挖尺寸，护坡桩应该为： 3 2 . 7 2 2 1 1 . 7 2 7 . 4 2 2 . 8 2 2 2 . 3 2 3 4 6 . 11 . 6n 根。取为 347根。考虑四周边角以及中段拐角处加密，增加 14 根。故总共护坡桩为 361根。支护桩平面布置见附图一。三、施工方案设计 本工程 基坑开挖深度为 体采用护坡桩加三道锚杆护坡。护坡桩桩长 中嵌固段 8m，桩间距 1600径 800孔后下入钢筋笼，桩身钢筋深入连梁400身强度 冠梁作法为：桩顶之上做冠梁，冠梁尺寸 80000度 筋两侧各配525热轧螺纹钢筋，中间上下各加配 322热轧螺纹钢筋， 箍筋12200。桩、冠梁的结构配筋图见附图三。 第 五 节 锚杆设计 21 根据经验，初步选择水泥砂浆锚杆。根据锚杆所承受的水平力，以及锚杆的倾斜角即可确定锚杆所受轴向力。而由锚杆的所承受的轴向力即可确定锚杆所采用的钢材。 一、计算锚杆承载力 由第二章第三节的计算，以及假设，确定了护结构锚拉点的层数及置，以及每个锚拉点的设计锚拉力于锚杆支护结构而言，这种设计支支撑力选定锚杆的安装角 （锚杆轴向与水平面的夹角，一般为俯角）后，即可以确定锚杆的轴向设计拉力值杆承载力应该符合下式要求： (2 22u s k 1 s k k 1 + 2 -i i j jN d q l d q l c d d （ 2式中杆水平拉力值，按下式计算：d 0 2 50基坑安全等级系数，取 1： 点结构第 j 层支点设计值（ 由护坡桩部分可知： c 1 B 1 4 6 . 3 7 k P ;c 2 C 2 7 1 . 9 2 k P ;c 3 D 7 5 6 . 9 8 5 k P 杆轴向受拉承载力设计值（ 锚杆与水平面的倾斜角；取 150； 1d扩孔锚固体直径 ( d 非扩孔锚杆或扩孔锚杆的直径段锚固体直径 ( 第 i 层土中直孔部分的锚固段长 (m)； i 层土中扩孔部分锚固段长度 (m)； 体与锚固段的极限摩阻力标准值， 取： 63(孔部分土体粘聚力标准值（ s锚杆轴向受拉抗力分 项系数。 取： 参数带入 (3 (3算得： d 1 0 c 11 . 2 5 1 . 2 5 1 1 4 6 . 3 7 1 8 2 . 9 6 k P 。 d 2 0 c 21 . 2 5 1 . 2 5 1 2 7 1 . 9 2 3 3 9 . 9 k P 。 d 3 0 c 31 . 2 5 1 . 2 5 1 7 5 6 . 9 8 5 9 4 6 . 2 3 k P 。 以上述计算为依据进行锚杆截面设计。 锚杆截面按下式计算： 22 (2将计算求得的参数代入式（ 2出截面积。 2 2 . 9 6 1 . 0 2 c mc o s 1 8 6 0 . 9 7 2 9 . 9 1 . 8 9 c mc o s 1 8 6 0 . 9 7 2 9 . 6 5 . 4 5 c mc o s 1 8 6 0 . 9 7 对于长度大、要求高承载力的锚杆，宜选用钢绞线作拉杆。选用 5 ，截面积为A 第一道锚杆： 0 2 0 . 5 81 . 7 6 ，用 5 1束。 第二道锚杆： 8 9 1 . 0 71 . 7 6 ，用 5 2束。 第二道锚杆： 4 5 3 . 0 91 . 7 6 ，用 5 4束。 二、锚杆自由长度计算 锚杆自由长度按下式计算： 0s i n 4 5 / 2s i n 4 5 / 2（头中点至反弯点的距离） (2式中 4 . 3 2 . 3 1 6 . 6 . 8 2 . 3 1 1 . 1 . 3 2 . 3 6 . 6 k土层各土体厚度加权内摩擦角标准值 0k ； 锚杆倾角 015 。 带入参数计算得：；取 5m。 23 三、锚杆锚固段长度计算 锚杆锚固段长度按下式确定： (2式中 d 锚体直径 200 ； 与锚固体的粘结值，查表s 85； K安全系数，查表取 ； 1 0 0u d 1 / c o s 1 5 1 8 2 . 9 6 / c o s 1 5 1 8 9 . 4 k 。 2 0 0u d 2 / c o s 1 5 3 3 9 . 9 / c o s 1 5 3 5 1 . 9 k 。 3 0 0u d 3 / c o s 1 5 9 4 6 . 2 3 / c o s 1 5 9 7 9 . 6 k 。 将参数带入式（ 2算得： . 3 1 8 9 . 4 4 . 6 2 8 5L ； . 3 3 5 1 . 9 8 . 6 2 8 5L ； . 3 9 7 9 . 6 2 3 . 8 2 8 5L 。 四、锚杆参数最终确定 根据下述规定及计算结果确定最终参数。 1、锚杆自由段长度不宜小于 5m。 2、土层锚固段长度不宜小于 4m。 3、锚杆水平间距不宜小于 4、锚杆倾角宜为 150250，且不宜大于 450 锚杆参数见下表 2 表 2锚杆水平间距（ m） 纵向每延米水平方向计算锚固力（ 锚杆与水平线的夹角（ O） 锚杆钢筋面积（ 锚杆自由段长（ m） 锚杆锚固段长（ m） 5 5 5 杆钢筋安全系数 锚杆抗拉强度锚杆钻孔直径（ m） 锚固长度安全系数 锚撑道数 锚杆选用 24 （ 860 1束 5 860 2束 5 860 4束 5 锚杆施工方案： 锚杆位置位于 杆孔径 150杆水平间距 1600倾角15 度。锚固力分别为 、 、 （详见设计图），锚杆成孔后分别下入 17 5）、 27 5）、 47 5）低松弛型钢绞线，强度 1860N/ 2m 设一对中支架，常压灌注 通 硅酸盐纯水泥浆，水灰比 凝后 4，强度 20浆 7 天后张拉锁定，锁定力为设计值的 60，在钢绞线加工过程中，放入一根塑料注浆管，距孔底 300 500杆注浆过程中，沿着该管注浆和补浆，不能取出，锚杆锁在两根 25B 工字钢上，锚杆外加一块 200000垫板。 在桩间挂 20丝网片，根据需要在网片中部加一根 强筋，间距 1m，网片与桩间土之间采用 U 型钢筋连接，在桩体上采用射钉或膨胀螺栓连 接，喷射细石砼，面墙厚度约 80 第 三 章 钻孔灌注桩施工 钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种，本基坑 选 用泥浆护壁的方法。 一、 泥浆护壁施工法 冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程是：平整场地 泥浆制备 埋设护筒 铺设工作平台 安装钻机并定位 钻进成孔 清孔并检查成孔质量 下放钢筋笼 灌注水下混凝土 拔出护筒 检查质量。 施工顺序： (1)施工准备 施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。 钻机是钻孔灌注 桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。 (2)钻孔机的安装与定位 25 安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，在垫上钢板或枕木加固。 为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻 机位置的偏差不大于 2准桩位后，用枕木垫平钻机横梁