毕业设计（论文）-武汉血液中心业务楼基坑支护设计（全套图纸）

- -I 目目 录录 摘 要.1 ABSTRACT2 第一章 工程概况及周边条件.3 1.1 工程概况3 1.2 基坑周边条件3 第二章 场地岩土工程条件.4 2.1 工程地质条件4 2.2 水文地质条件.4 第三章 设计依据.6 第四章 设计思路及方案比选.7 4.1 基坑特征分析7 4.2 支护方案的选取7 第五章 支护结构计算与设计.10 5.1 基坑拟分段进行支护设计10 5.2 地层参数10 5.3 超载取值与基坑分段支护分段11 5.4 支护计算11 5.4.1 1-1 剖面（ABC 段）11 5.4.2 2-2 剖面（CDE 段） 20 5.4.3 3-3 剖面（EF 段）27 5.4.4 4-4 剖面（FGHI 段）.34 5.4.5 5-5 剖面（IJKA 段）43 5.4.6 锁口梁配筋45 5.4.7 挂网喷浆设计45 第六章 地下水控制设计.46 6.1 设计思路46 6.2 上层滞水治理.46 6.3 孔隙承压水治理46 第七章 施工要求.48 7.1 SMW 工法施工工艺流程48 7.2 锚杆施工要求.52 7.3 土钉挂网施工.52 7.4 土方开挖要求.52 第八章 施工监测要求.54 8.1 监测内容54 8.2 监测要求54 - -II 8.3 监测预警值.54 第九章 应急处理措施.55 谢 辞.56 参考文献.57 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 - -III - -1 摘摘 要要 本次设计是对大学四年来土木工程专业知识学习的一次很好的复习、总结和控 制，同时也是为让我的专业知识更加系统化、专业化，让我的设计达到一定的水准。 本工程位于武汉市宝丰一路血液中心院内，开挖面积约 1559，支护周长近 2 m 154m，基坑开挖深度为 2.885.5m。 在满足安全的条件下，为最大限度地节约费用，针对个段特点采用分段优化支 护形式，其主要支护形式有：（1）自然土放坡（2）型钢水泥土搅拌桩（3）水泥土 墙。采用“m”法计算其嵌固深度，同时，通过整体稳定性，抗隆起验算、抗滑移 验算、抗倾覆验算，来验证设计的稳定性和合理性。 关键词关键词：基坑支护、土压力、稳定性、超载、嵌固深度 - -2 Abstract The design of a four-year university to study civil engineering expertise of a good review, review and control. It is also to provide my expertise more systematic and professional, let me reach the design of a standard. The project is located at the courtyard of Wuhan Blood Center in the first road of Baofeng, excavating an area of about 1559 m2and supporting perimeter nearly 154m, excavation depth of 2.88 5.5m. In satisfiles under the safe condition, to maximize cost savings, a view of the characteristics of sub-optimal use of Support form, Supporting the main forms : (1) natural soil slope (2) Supporting pile (3) Soil nailing wall. Used the method of “m” to calculate its embedded depth, and though checking the overall stability of uplift resistance, anti-slip, Anti-overturning to verify the stability and rationality of design. Keywords : Retaining and protecting for foundation excavation Earth pressure Stability Overloading Embedded depth - -3 第一章第一章 工程概况及周边条件工程概况及周边条件 1.1 工程概况工程概况 武汉血液中心为满足业务发展和工作的需要，拟建新业务楼。拟建武汉市血液 中心业务楼位于武汉市宝丰一路血液中心院内，建筑面积 6814m2，地上 9 层，地下 1 层，裙楼四层，建筑物高度 38.4m。 该建筑结构类型为框架结构，基础形式为钢筋混凝土预制静压桩，尺寸为 450mm450mm，根据业主提供的业务楼工程总平面图和勘察报告等资料，建筑物的 0.00 标高为 23.40m，拟建场地标高为-0.90m=22.50m，主楼（F、E）-（、） 承台底标高为-6.43m，主楼其余部分为-6.03m，副楼为-3.78m，消防水池标高为- 5.70m，污水处理池标高为-6.2-6.1m，基坑深度以承台底标高为准，故基坑实际 深度分别按 5.15.5m 计算。 地下室面积为 1320m2，平面上呈“”形，设计要求基坑底部边线与承台边预 留有 800mm 间距作施工空间，故基坑开挖面积为 1559m2,支护周长为 154m。 1.2 基坑周边条件基坑周边条件 根据现场踏勘，拟建武汉血液中心业务楼位于宝丰一路血液中心院内，实际用 地呈三角形，建筑平面设计为“L”形，主楼为南北向，副楼为东西向，主、副楼夹 角处为消防水池和污水处理池。副楼距七层宿舍最近距离为 8.2m，主楼西侧距三层 业务用房为 5m，距六层业务用房距离为 16.5m，主楼北侧距结防所二层办公用房约 20m，副楼南侧为公用厕所，相距约 6m。基坑周边建筑物都采用整板基础，埋深根 据甲方提供的资料，按-1.3m 计，具体位置详见周边环境条件图。 - -4 第二章第二章 场地岩土工程条件场地岩土工程条件 2.1 工程地质条件工程地质条件 场区地形平坦。高差变化不大，地貌单元属长江一级阶地。根据地质勘察报告， 场地土自上而下分为 6 个单元，与基坑支护有关的各层物理力学指标如下表： 土层信息表土层信息表 2.12.1 年代 成因 层 号 名称层顶 综合 埋深 天然重 度 KN/ 2 m s p MPa l I k f KPa s E MPa C KPa 度 ml Q 1 杂填土 0.018.0024 2 粘土夹粉质粘土 1.2018.40.90.621104.52110 3 粉质粘土夹粉砂 6.5018.91.50.821505.22911 4 淤泥质粉质粘土 7.5018.20.61.30803.2138 5 粉砂夹粉质粘土 12.518.93.71406.8028 al Q4 6 粉细砂 13.619.08.316014.0032 2.2 水文地质条件 潜水主要赋存于杂填土中，受大气降水和人工排水控制。承压水赋存于粉砂层 中，与长江有一定的水力联系，其余各层土为相对隔水层。根据现场勘察报告，承 压水头按 9.8m 考虑。根据深基坑工程技术规定 ，位于一级阶地基坑按下式验算 承压水抗突涌稳定性。 (2.1)(2.1)rDH ty ww 1 式中：承压水水头高度，取=9.8m； w H w H 水的重度，取=10KN/； w w 3 m 坑底至含水层顶板范围内的平均天然重度，=18.35KN/ 3 m D坑底至承压含水层顶板的距离； - -5 坑底突涌抗力分项系数，本次取 1.2 或 1.0。 ty - -6 第三章第三章 设计依据设计依据 1. 岩土工程勘察报告书 2. 基坑工程技术规范DB42/159-2004 3. 建筑基坑支护技术规范JGJ120-99 4. 武汉市深基坑工程设计文件编制规定WBJ1-1-2001 试行 5. 锚杆喷射混凝土支护技术规程GB50086-2001 6. 深基坑工程技术规定DB42、1591998 7. 建筑与市政降水工程技术规范JGJ/T111-98 8. 土钉支护在基坑工程中的应用（第二版） 9. 支档结构设计手册2004 第 2 版尉希成，周美玲编著，中国建筑工业出 版社 10. 深基坑工程2003 第 2 版陈忠汉，黄书秩，程丽萍编著，机械工业出版 社 11. 混凝土结构设计规范GBJ10-89 12. 钢结构设计规范GBJ1788 13. 建筑桩基技术规范 （JGJ94-94） 14 钢结构工程施工质量验收规范 （GB502052001） 15 土力学东南大学、浙江大学、湖南大学及苏州城建环保学院遍，中国建筑工 业出版社 - -7 第四章第四章 设计思路及方案比选设计思路及方案比选 4.1 基坑特征分析基坑特征分析 4.1.14.1.1 基坑周边环境分析基坑周边环境分析 基坑位于武汉血液中心院内，场地狭小，基坑周边建筑物距基坑边 5.07.0 m 左右，基坑开挖后，要不危及七层住宅楼（基坑东南角）以及西侧业务楼的安全。 因此，必须严格控制变形与稳定，保证已有构筑物的安全使用。而基坑的北边和南 边存在放坡空间且周边无重要建筑物，为了节省造价可以放坡。 4.1.24.1.2 基坑工程地质特征基坑工程地质特征 基坑坑壁主要由杂填土（1） 、可塑粘土夹粉质粘土（2） 、可塑软塑粉质粘土 夹粉砂（3） ，基坑坑底下 1 米左右即为淤泥质粉质粘土（4） ，该层厚 5米左右， 该层对基坑的变形与稳定起着决定作用。因此，必须采取安全可靠的支护措施。 4.1.34.1.3 基坑开挖实际深度基坑开挖实际深度 主楼为 5.1m，局部为 5.5m，副楼为 2.88m，形状为不规则的六边形。基坑南侧 紧靠公用厕所化粪池，导致了基坑运土车道只能设置在福楼基坑西南侧。 4.1.44.1.4 基坑等级确定基坑等级确定 鉴于基坑周边环境和地层所限，具备放坡的地段为二级，其他靠近周边建筑物 的为一级。 4.2 支护方案的选取支护方案的选取 根据上述分析及武汉地区类似工程施工经验，基坑西侧和东南侧采用地基置换+ 喷锚支护能满足整体稳定需要，但造价相对较高。若采用悬臂桩，由于坑底土层较 软，被动土压力不足，桩必须有较大的插入深度和刚度才能满足其维护结构的稳定。 因此，基坑设计拟采用桩+锚围护结构或 H 型钢水泥土搅拌桩+锚杆围护结构，合理 选择锚杆设置深度后，即可满足一级基坑的变形与稳定要求。对于北面、南面由于 存在放坡空间，为了节省造价，可根据周边情况采用放坡+挂网喷浆即可。另外，针 对各支护段的特点，合理的控制地面超载，可最大限度地节省支护费用。 - -8 现对各方案比选如下表 4-1 方案地基置换+喷锚排桩+锚杆排桩+内支撑 特点 支护不占基坑开挖 空间，价格相对于 悬臂桩较低，但在 地面超载的作用下， 对基坑边变形控制 较差 支护不占基坑开挖空 间，价格低、技术成 熟，施工设备及队伍 多，但在软土层中， 地层锚固力小，锚杆 易产生蠕变变形等。 基坑变形小，安全 可靠，支护造价低。 但缺点是内支撑影 响基坑施工，而且 内支撑结构破坏具 有突发性，一点破 坏容易造成整体破 坏。 造价1.52.0 万元/延米1.01.5 万元/延米0.91.2 万元/延米 评论 从经济与变形来讲， 对于基坑也不合适。本设计不采用本设计不采用 方案型钢水泥土搅拌桩地下连续墙悬臂式排桩 特点 既能挡土又能止水， 技术上较成熟，深 层搅拌法适宜各种 成因的饱和软粘土。 且型钢可回收，施 工噪音小，很适合 医院工地施工 既能挡土又能止水， 技术上较成熟，但工 程费用高，施工设备 及施工队伍少，另外 地下连续墙需要结合 锚杆或内支撑。 支护不占基坑开挖 空间，价格低、技 术成熟，施工设备 及队伍多。但桩长 桩径均要求较大才 能满足变形与基坑 抗隆起要求 造价 1.0.万元/延 米 1.52.0 万元/延米1.52.0 万元/延米 评论 在合理考虑超载的 作用下满足一级基 坑的变形、稳定要 求 本设计不采用本设计不采用 综上所述，本基坑支护设计的思路如下： - -9 4.2.1 自然放坡 基坑南面 IJK 有一定的放坡空间，且基坑开挖深度较浅（约 2.88m） 。东面 CD 段有很大的放坡空间，且基坑开挖深度约为 5.1。故可以采用自然放坡坡面保 护的支护方式。 4.2.2 型钢水泥土搅拌桩+锚杆 基坑 ABC、CDE、FGHI 段无放坡空间，可采用 H 型钢水泥土搅拌桩、 （+锚杆进行 支护） 。 - -10 第五章第五章 支护结构计算与设计支护结构计算与设计 5.1 基坑拟分段进行支护设计基坑拟分段进行支护设计 北 基坑分段支护图基坑分段支护图 5.1 5.2 地层参数地层参数 土层参数表土层参数表 5.15.1 C 土层概化层厚（m）土层 编号 土层名称 KN/m3-KPaAB 段BC 段CD 段DEF 段 FGH 段 HI 段JK 段 1 杂填土 18.00241.201.201.001.001.001.001.00 2 粘土夹粉质粘土 18.421106.005.801.907.006.46.006.50 3 粉质粘土夹粉砂 18.929117.007.007.608.007.47.507.50 4 淤泥质粉质粘土 18.213813.0012.411.411.7012.513.0013.00 5 粉砂夹粉质粘土 19.002816.00 说明： 未考虑降水对土层 C、值的提高作用。 - -11 上述物理参数由工程地质图及岩土工程勘察报告得出。 5.3 超载取值与基坑分段支护分段超载取值与基坑分段支护分段 考虑场地的平面布置，周边环境及施工作业条件，按地面超载情况将支护分为 5 个段，各段长度及超载情况如下表： 各段超载取值表各段超载取值表 5.25.2 段位段长 超 载 P1(KN/m3) 作用深度 (m) 超 载 P2(KN/m3) 作用深度 (m) ABC26.0200601.3 CDE44.5200 EF13.9200 FGHI40.2200 IJK21.0 考虑场地的平面布置及施工作业条件，场内地面施工超载及材料堆场超载按 30 kPa 考虑，建筑物每层按 20 kPa 考虑。 5.4 支护计算支护计算 基坑分段进行支护设计计算。 土压力采用朗肯土压力，水土合算，0=1.1。 桩锚支护计算时，被动区土压力折减系数取 1.0，桩的入土深度按固定端等值 梁法确定，桩身内力按杆件有限元计算。 5.4.1 1-1 剖面（剖面（ABC 段）段） ABC 段距旧建筑物距离较远，无放坡空间，故此段采取型钢水泥土搅拌桩+锚杆 支护，开挖深度为 5.1m。 5.4.1.15.4.1.1 求嵌固深度求嵌固深度 设采用650 水泥土搅拌桩，水泥搅拌桩搭接 100mm，H 型钢间距为 1000mm。 - -12 则此桩的嵌固深度计算如下： 采用等值梁法计算：（如图） 。=20 计算简图计算简图 5.25.2 主动土压力计算 、c、 值按 13.5m 范围内的加权平均值计算 kN/m3 3 . 18 14 2 . 187 9 . 182 . 1 4 . 186 . 4182 . 1 kPa 9 . 15 14 137292 . 1216 . 402 . 1 c 14 8tan711tan2 . 110tan6 . 424tan2 . 1 tan 得 10 70 . 0 40tan 2 a k84 . 0 40tan a k 42 . 1 50tan 2 p k19 . 1 50tan p k 求临界深度 m m98 . 0 3 . 18/ )20 84 . 0 9 . 152 (/ ) 2 ( 001 q k c Z a 0 1 a e kN/m262.5284 . 0 9 . 1527 . 0) 1 . 5 3 . 1820(2)( 02 aaa kckhqe - -13 计算桩身水平方向应力零点位置 m12 . 1 )7 . 042. 1 ( 3 . 18 19 . 1 9 . 152 6 . 52 )( 2 2 ap pa kkr kce u 计算支撑反力 Ra和 QB 取锚固位置为 h0=2.5m Ea=1/252.62(5.1-0.98)+1/2(52.62-215.91.19)1.12 =108.4+14.78 =123.18kN/m m92 . 3 18.123 )12 . 1 3/11 . 5(78.14)12 . 4 3/298 . 0 ( 4 . 108 a kN/m16.76 5 . 212 . 1 1 . 5 )92 . 3 12 . 1 1 . 5(18.123)( 0 huh auhE R a a kN/m00.4716.7618.123 aaB REQ 计算板桩的入土深度 t 1 2 2 0 2 )08 . 0 ( 22 6 1 qk x xQxqkkcxuhkkcxuk aBaaapp 代入数字可得：x=5.41m T=(5.41+1.12)(1.11.2)=7.187.84m 取桩长 12.5m 最大弯矩Mmax的计算 计算剪力为 0 点的弯矩，设剪力为零点的位置离应力零点的距离为 x0 )98 . 0 1 . 5(2 2 02 xe R a a x0=3.45 =147kN)5 . 298 . 0 ( max xRM a 5.4.1.25.4.1.2 求配筋求配筋 根据规范可选择 Q235B 钢，型钢规格为 5001601420。插入间距为 1m。 弯矩设计值M=1.25Mmax=1.25147=183.8kNm 抗弯强度验算=94.71.2。即可确定 2-2 剖面（CDE 段）采用二级按 1：1 放坡是合理的。 5.4.3 3-3 剖面（剖面（EF 段）段） EF 段为小高层开挖段，基坑开挖深度约 5.4m，周边取施工超载 20Kpa。采用 SMW 工法。 5.4.3.15.4.3.1 求嵌固深度求嵌固深度 设采用650 水泥土搅拌桩，水泥搅拌桩搭接 100mm，H 型钢间距为 1000mm。 则此桩的嵌固深度计算如下： 计算简图计算简图 5.115.11 - -28 主动土压力计算 、c、 值按 16m 范围内的加权平均值计算 kN/m3 5 . 18 16 9 . 183 . 4 2 . 187 . 3 9 . 181 4 . 186181 kPa7 .12 5 .13 137 . 329121601 c 16 28tan3 . 48tan7 . 311tan110tan624tan1 tan 得 16 57 . 0 37tan 2 a k75 . 0 37tan a k 76 . 1 53tan 2 p k33 . 1 53tan p k 求临界深度 m m75 . 0 5 . 18/ )20 75 . 0 7 . 122 (/ ) 2 ( 001 q k c Z a 0 1 a e KN/m235.5075 . 0 7 . 12257 . 0 )5 . 5 5 . 1820(2)( 02 aaa kckhqe 计算桩身水平方向应力零点位置 m75 . 0 )57 . 0 76. 1 ( 5 . 18 33 . 1 7 . 12235.50 )( 2 2 ap pa kkr kce u 计算 QB Ea=1/250.35(5.5-0.75)+1/2(50.35-212.71.76)0.75 =119.58+2.12 =121.70kN/m 121.70kN/m aB EQ 计算板桩的入土深度 t 02 . 1 0 aiapjp EhEh 2 3 75 . 4 6 )75 . 4 ( aa e t E )75 . 4 ( 3 1 tha =33.78 pp kce2 1 - -29 =32.56t+33.78 pap kctke2 2 teeE ppp )( 2 1 21 t ee ee h pp pp p )(3 2 21 21 代入数字可得：t=10.5m 所以可取桩长 16m 最大弯矩Mmax的计算 计算 u=0.75 处的弯矩 Mmax=1/250.35(5.5-0.75)1/3(5.5-0.75)+0.75+1/2（50.35- 212.71.76)0.7522/3 =280.1kN 5.4.3.25.4.3.2 求配筋求配筋 根据规范可选择 Q235B 钢，型钢规格为 7003001324。插入间距为 1m。 弯矩设计值M=1.25Mmax=1.25280.1=350.1kNm 抗弯强度验算=60.8f=215N/mm2 5760000 35010000 x W M Q=1.25Ea=1.25111.63=139.5KN 抗剪强度验算 2 3 /125 1 . 33 13324 10 5 . 139 mmNf I QS v 5.4.3.35.4.3.3 水平位移的验算水平位移的验算 将整个桩分为两个部分：基坑底面以上视为悬臂梁，基坑底面以下视为弹性地 基梁。 - -30 桩 轴 弹 性 变 形 曲 线 土 的 弹 性 抗 力 曲 线 桩在顶部水平力 H，弯矩 M 以及分布荷载,作用下，发生弹性弯曲变形。 1 q 2 q 地基土产生弹性抗力，整个桩绕着地面以下某点 o 而转动，在 o 点上下，地基土的 弹性抗力方向相反。基坑底面以下将产生位移和转角，由 m 法计算得到。基坑 o x 底面以上也产生一定的位移，可由悬臂梁在荷载作用下产生位移叠加得到。 桩顶部水平位移 y+ o xL （56） 计算 m 法时，采用固定端法模式进行计算，这样安全性更强。 具体的 m 法计算过程如下： 参数的确定： m 取 6000 kN/m4 （可塑硬塑粘土） ； 由于型钢水泥土搅拌桩的刚度主要取决于型钢的 E、I，水泥土对型钢的刚度有 适当的加强。型钢规格为 7003001324，E=206103/mm2,I=201000104mm4。桩的计算宽度3m。 1 b 桩的变形系数0.465 5 1 22 . 1 2 . 1 EI mb = 0.46510.5=4.88hz 采用固定端法时： 基坑底面作用单位力 H1 时桩在基坑底面处的水平位移(m/KN)和转角 HH （rad/KN）为： MH - -31 HH 2112 3 2112 1B DB D EIA BAB = 40074 . 2 102061020100022 . 1465 . 0 1 683 =2.4010-5m = MH 2112 2 2112 1A DA D EIA BAB 59979 . 1 102061020100022 . 1465 . 0 1 683 =1.6010-5rad 基坑底面作用单位力矩 M1 时桩在基坑底面处的水平位移(mkN)和转角 HM （rad/kNm）为： MM =1.010-51.59979=1.6010-5rad HM 2112 2 2112 1B CB C EIA BAB =1.010-5 1.73218=1.7310-5rad MM 2112 2112 1A CA C EIA BAB 基坑底面以上土压力的计算： - -32 基坑底面以上土压力 基底合力 H=1/250.35（5.5-0.75）=119.6KN 基坑底面所产生的弯矩 M=1/250.35（5.5-0.75）21/3=189.3KNm 位移计算： 基坑底面在水平力 H 和弯矩 M 的作用下产生的位移为 H+M o x HH HM =119.62.4+189.31.60 5 10 5 10 =0.0059m 基坑底面在水平力 H 和弯矩 M 的作用下产生的转角为 +MH MH MM =119.61.60+189.31.7310-5 5 10 =0.0052 L0.00525.5 0.0286m 对于基坑底面上部桩产生的位移可通过悬臂梁受矩形和三角形均布荷载产生 最大挠度和所得； E EI lFE 3 3 = 5 1025 . 0 3 72 . 3 65 . 4 35.502/1 =0.0037m 则由桩顶部水平位移 yL+ o x =0.0059+0.0286+0.0037 =3.82cm （满足水平位移规范要求） 5.4.3.55.4.3.5 基坑抗隆起验算基坑抗隆起验算 下式采用参考文献3 （5- 2 1( ) qc l DNcN K HDq - -33 7） （5- 2(45 ) 2 ty q Ntge 8） （5- 1 (1) cq NN ty 9） 式中：指坑外加权平均重度（取为 18.3kN/m3） ； 1 指坑底下的加权平均重度（取为 18.3 kN/m3） ； 2 D 指桩体插入深度（取为 6.9m） ； H 基坑开挖深度（取为 5.1m） ； 指 13.5m 土层的加权平均值（取为 10。） ； c 指 13.5m 土层的加权平均值（取为 16.4kPa） 式中参数意义如下图所示： 抗隆起验算图 5.12 可得： =1.762.57=4.52 2(45 ) 2 ty q Ntge - -34 =11.7 ， 1 (1) cq NN ty = 2 1( ) qc l DNcN K HDq 2016 5 . 18 7 . 11 7 . 1252 . 4 6 . 10 3 . 18 3.271.25 （满足要求） 5.4.4 4-4 剖面（剖面（FGHI 段）段） FGHI 段距旧建筑物距离较远，无放坡空间，故此段采取型钢水泥土搅拌桩+锚杆 支护，开挖深度为 5.1m。 5.4.4.15.4.4.1 求嵌固深度求嵌固深度 设采用650 水泥土搅拌桩，水泥搅拌桩搭接 100mm，H 型钢间距为 1000mm。 则此桩的嵌固深度计算如下： 采用等值梁法计算：（如图） 。=20 计算简图计算简图 5.13 主动土压力计算 、c、 值按 13.5m 范围内的加权平均值计算 kN/m3 3 . 18 5 . 13 2 . 181 . 6 9 . 181 4 . 184 . 5181 - -35 kPa 4 . 16 5 . 13 131 . 6291214 . 501 c 5 . 13 8tan1 . 511tan110tan4 . 524tan1 tan 得 10 70 . 0 40tan 2 a k84 . 0 40tan a k 42 . 1 50tan 2 p k19 . 1 50tan p k 求临界深度 m m04 . 1 3 . 18/ )20 84 . 0 4 . 162 (/ ) 2 ( 001 q k c Z a 0 1 a e kN/m250.5084 . 0 4 . 1627 . 0) 1 . 5 3 . 1820(2)( 02 aaa kckhqe 计算桩身水平方向应力零点位置 m87 . 0 )7 . 042. 1 ( 3 . 18 19 . 1 4 . 162 5 . 50 )( 2 2 ap pa kkr kce u 计算支撑反力 Ra和 QB 取锚固位置为 h0=2.5m Ea=1/250.5(5.1-1.04)+1/2（50.5-216.41.19）0.87 =102.52+4.99 =107.51kN/m m86 . 3 51.107 )87 . 0 3/11 . 5(99 . 4 )06. 43/204. 1 (52.102 a kN/m37.65 5 . 287 . 0 1 . 5 )86 . 3 87 . 0 1 . 5(51.107)( 0 huh auhE R a a kN/m14.4237.6551.107 aaB REQ 计算板桩的入土深度 t xQxqkkcxuhkkcxuk Baaapp 2 0 22 6 1 代入数字可得：x=5.10m T=(5.10+0.87)(1.11.2)=6.577.16m 取桩长 12m 最大弯矩Mmax的计算 - -36 先求剪力 Q=0 的位置x0,再计算该点Mmax. 0 04 . 1 1 . 5 04 . 1 5 . 50)04 . 1 ( 2 1 0 0 x xRa m35 . 4 0 x )04 . 1 35 . 4 ( 3 1 5 . 235 . 4 max a RM =58kN 5.4.4.25.4.4.2 求配筋求配筋 根据规范可选择 Q235B 钢，型钢规格为 5001601420。插入间距为 1m。 弯矩设计值M=1.25Mmax=1.2558=72.5kNm 抗弯强度验算=37.41.2 满足稳定性要求。 5.4.5.35.4.5.3倾覆稳定性验算倾覆稳定性验算 (5-12) ap pp q hE hEWb K 2 1 =2.41.5 aa pp q hE hEWb K 2 1 29.57 67.137 满足倾覆稳定性要求。 5.4.6 锁口梁配筋锁口梁配筋 根据构造要求，锁口梁设计如下： 截面尺寸：1000mm600mm 主筋：422+422 腰筋：418 箍筋:8200(4) 拉筋：8400(2) 5.4.7 挂网喷浆设计挂网喷浆设计 对于副楼段的放坡，用注浆花管48mm对土层坡顶进行注浆，离坡肩1m，花管 间距为1.5m,钢筋网采用6.5400mm400mm，采用砂浆M5进行喷射，坡厚50mm。 - -45 第六章第六章 地下水控制设计地下水控制设计 6.1 设计思路设计思路 场地地下水类型分为上层滞水和孔隙承压水，应分别采取不同的治理措施。对 于上层滞水，采取疏、堵结合的方法。对于孔隙承压水，采取中深井降水的方法降 低地下水头。 6.2 上层滞水治理上层滞水治理 a、在坡顶设置截排水沟，过水断面尺寸为 300mm300mm，采用砼 C15 现浇，若 作为降水系统使用时还需要满足排水量的要求。 b、在坑底设置若干集水坑，汇集上层滞水后，用水泵抽排至明渠。 6.3 孔隙承压水治理孔隙承压水治理 承压水赋存于粉砂层中，与长江有一定的水力联系，其余各层土为相对隔水层。 根据现场勘察报告，承压水头按 9.8m 考虑。根据深基坑工程技术规定 ，位于一 级阶地基坑按下式验算承压水抗突涌稳定性。 (6-1)rDH ty ww 1 式中： 承压水水头高度，取=9.8m； w H w H 水的重度，取=10KN/； w w 3 m 坑底至含水层顶板范围内的平均天然重度，=18.35KN/ 3 m D坑底至承压含水层顶板的距离； 坑底突涌抗力分项系数，本次取 1.2 或 1.0。 ty 基坑各点抗突涌稳定性计算如下表 - -46 表 6.1 孔号孔口标高 （m） 顶板深度 （m） 开挖深度 （m） D （m） D1.2 （m） D1.0 （m） CK122.713.005.137.876.45.34 CK222.4311.405.136.276.45.34 CK322.6112.005.136.876.45.34 ZK422.7512.005.136.876.45.34 CK522.404.405.136.276.45.34 ZK622.4311.405.136.276.45.34 ZK1022.7512.805.137.676.45.34 CK1122.3711.905.136.776.45.34 ZK1222.6011.905.536.376.45.34 CK922.6612.005.136.876.45.34 CK1322.6412.005.136.876.45.34 ZK1422.4113.002.887.876.45.34 ZK1522.3713.202.887.906.45.34 从上表可知，当坑底突涌抗力分项系数 ty=1.2 时，只有 4 个点处于临界点附 近，而 ty=1.0 时，则全部满足基坑抗突涌稳定性要求。因此，基坑只考虑明沟排 水即可。 - -47 第七章第七章 施工要求施工要求 7.1 smw 工法施工工法施工工艺流程工艺流程 因该工法要求连续施工，故在施工前应对围护施工区域地下障碍物进行探测清 理，以保证施工顺利进行，减少施工冷缝的数量 。 7.1.17.1.1 测量放线测量放线 根据总包方提供边轴线基准点、围护平面布置图。按图纸尺寸放出围护桩边线 - -48 和控制线，设立临时控制标志，做好技术复核单，提请总包及监理验收。 7.1.27.1.2 开挖沟槽开挖沟槽 根据基坑围护边线用0.4m3 挖机开挖槽沟，沟槽尺寸为10001000mm,并清除地 下障碍物，开挖沟槽土体应及时处理，以保证SMW 工法正常施工。 7.1.37.1.3 桩机就位桩机就位 由当班班长统一指挥桩机就位，桩机下铺设钢板，移动前看清上、下、左、右 各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正； 桩机应平稳、平正，并用经纬仪或线锤进行观测以确保钻机的垂直度；三轴水泥搅 拌桩桩位定位偏差应小于20mm。成桩后桩中心偏位不得超过50mm，桩身垂直度偏差 不得超过1/150。 7.1.47.1.4 水泥土配合比水泥土配合比 根据SMW 工法的特点, 水泥土配比的技术要求如下: a、 设计合理的水泥浆液及水灰比，使其确保水泥土强度的同时，在插入型钢时， 尽量使型钢靠自重插入。若型钢靠自重仍不能顺利到位，则略微施加外力，使型钢 插入到规定位置。 b、 水泥掺入比的设计，必须确保水泥土强度，降低土体置换率，减轻施工时环境 的扰动影响。 c、 水泥土和涂有隔离层的型钢具有良好的握箍力，确保水泥土和型钢发挥复合效 应，起到共同止水挡土的效果，并创造良好的型钢上拔回收条件，即在上拔型钢时 隔离涂层易损坏，产生一定的隔离层间隙。 d、根据设计要求并结合工程实际情况确定其基本配合比为：水灰比为1.51.8；32.5 级普通硅酸水泥掺量为20%，每立方米水泥掺量为360kg，根据现场实际情况调整。 e、SMW 搅拌桩施工时每班组需做试块同条件养护，28 天强度应达到1.0Mpa。 7.1.57.1.5 制备水泥浆液及浆液注入制备水泥浆液及浆液注入 在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，在开机前按要求进行水 泥浆液的搅制。将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。 水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2 小时，搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得 超过10 小时。注浆时通过2 台注浆泵2 条管路同Y 型接头从H 口混合注。注浆压力： 4-6 Mpa，注浆流量：150-200L/min/每台。 7.1.67.1.6钻进搅拌钻进搅拌 - -49 三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和 提升速度，喷浆下沉、不大于1mmin，提升的速度不大于2.0mmin，在桩底部分重 复搅拌注浆,停留1 分钟左右,并做好原始记录。 7.1.77.1.7 清洗、移位清洗、移位 将集料斗中加入适量清水，开启灰浆泵，清洗压浆管道及其它所用机具，然后 移位再进行下一根桩的施工。 7.1.87.1.8施工冷缝处理施工冷缝处理 施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案。在围护桩 达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约 10cm。 7.1.97.1.9 涂刷减摩剂涂刷减摩剂 a、清除H 型钢表面的污垢及铁锈。 b、减摩剂必须用电热棒加热至完全熔化，用搅棒搅拌时感觉厚薄均匀，才能涂敷于 H 型钢上，否则涂层不均匀，易剥落。 c、如遇雨天，型钢表面潮湿，先用抹布擦干其表面后涂刷减摩剂。不可以在潮湿表 面上直接涂刷，否则将剥落。 d、如H 型钢在表面铁锈清除后不立即涂减摩剂，必须在以后涂料施工前抹去表面灰 尘。 e、型钢表面涂上涂层后，一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除，重新涂刷减摩 剂。 f、浇筑连接梁时，埋设在梁中的H 型钢部分必须用10mm 厚泡沫塑料片包裹好。使 型钢与砼隔离良好，以利型钢拔除。 7.1.107.1.10 插入型钢插入型钢 三轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H 型钢。H 型钢使用 前，在距其顶端25cm 处开一个中心圆孔，孔径约8cm，并在此处 型钢两面加焊两块各厚2cm 的加强板，其规格为400mm400mm，中心开孔与型钢上 孔对齐。（若工程H 型临时调动周转，加强板可在拔型钢前补焊）根据甲方提供的 高度控制点，用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与H 型钢顶标高的高度差， 在型钢两腹板处外侧焊好吊筋，控制误差。 a、 型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。 b、 安装好吊具及固定钩，然后用吊机起吊H 型钢，用线锤校核其垂直度。 c、 在沟槽定位型钢上设H 型钢定位模具，固定插入型钢平面位置，型钢定位模具 - -50 必须牢固、水平，而后将H 型钢底部中心对正桩位中心并沿定位模具徐徐垂直插入 水泥土搅拌桩体内，采用线锤控制垂直度。 d、 H 型钢下插至设计深度后，用槽钢穿过吊筋将其搁置在定位型钢上，待水泥土 搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋及沟槽定位型钢撤除。 e、 若H 型钢插放达不到设计标高时，则重复提升下插使其达到设计标高，此过程 中始终用线锤跟踪控制H 型钢垂直度。 f、 型钢插入左右误差不得大于30mm，宜插在靠近基坑一侧，垂直度偏差不得大于 1/150，底标高误差不得大于200mm。 7.1.117.1.11 型钢拔除型钢拔除 主体结构施作完毕且恢复地面后，开始拔除H 型钢，采用专用夹具及千斤顶以 圈梁为反力梁，起拔回收H 型钢。 7.1.127.1.12 报表记录报表记录 施工过程中由专人负责记录，记录要求详细、真实、准确。每天要求做一组 7.077.077.07cm 试块，试样宜取自沟槽内搅拌均匀的水泥土浆体，试块制作好 后进行编号、记录、养护，到龄期后由监理单位随机抽取30%-50%送实验室做无侧 限度试验，28 天龄期无侧限抗压强度要求不小于1.0MPa。 7.1.137.1.13 基坑开挖过程中渗漏水处理基坑开挖过程中渗漏水处理 在基坑开挖阶段，密切注意基坑墙体渗漏情况，发现渗漏及时封堵。具体采用 以下两种方法补漏。 7.1.13.17.1.13.1引流管引流管 在基坑渗水点插引流管，在其周围用速凝防水水泥砂浆封堵，待水泥砂浆达到 强度后，将引流管打结。 7.1.13.27.1.13.2 双液注浆双液注浆 a、配置化学浆液 b、将配制拌合好的化学浆液和水泥浆送入贮浆桶内备用。 c、注浆过程中应尽可能控制流量和压力，防止浆液流失。 d、施工参数： 注浆流量：2535L/min 注浆压力：0.30.8MPa - -51 7.2 锚杆施工要求锚杆施工要求 7.2.1 基坑全面开挖钱事先应进行张拉试验，试验数量不小于 3 根，确定计算参数。 7.2.2 钻杆在水平方向误差不大于 100mm，垂直方向误差不大于 50mm，钻孔偏斜 度小于 2%，孔深应超过设计深度 0.51.0m。 7.2.3 注浆液采用水泥浆，浆液配置为 425#普硅，水灰比 0.5，根据施工情况，可掺 入适量早强剂，采用二次注浆，第一次注浆压力 0.50.7Mpa，第二次 1.01.5Mpa，固结体 28d 强度不小于 20Mpa。 7.2.4 锚固体强度大于 15.0Mpa，且达到设计强度 70%后方可进行张拉锁定。 7.2.5 施工中应抽取不少于 1%的锚杆进行张拉检验。 7.2.6 未尽事宜，应满足土层锚杆设计与施工规范的有关规定。 7.3 土钉挂网施工土钉挂网施工 施工流程：土方开挖喷底层砼铺设钢筋网打入土钉喷面层砼。 铺设钢筋网：钢筋网规格6.5400400，或采取等效的铁板网代替。 喷射混凝土：喷射砼强度 C20，厚度为50mm，在土方开挖、修改、土钉 施工完成后扎筋喷砼。 7.4 土方开挖要求土方开挖要求 7.4.17.4.1 基坑开挖采用反铲挖土，自卸汽车运土的方式进行。 7.4.27.4.2 根据基坑周边特点，设置一条上下基坑坡道，表面用砖渣，混凝土块等进行 地面硬化。基坑坡道两侧按 1：0.5 放坡，并喷射 50mm 的混泥土砂浆硬化，其他坡 面土钉挂网旋喷 50mm 厚的 M5 砂浆，并在坡顶 1m 以内打注浆花管直径 48mm,长度为 2m 对坡间进行加固处理。 7.4.37.4.3 基坑开挖前，应做好坑顶周边截水沟和地面硬化，防止地面雨水使坑壁冲蚀； - -52 基坑开挖中，应做好坑内积水排放。 7.4.47.4.4 基坑周边各个地段堆载不得大于计算所采用的超载值，禁止超重堆放土方和 施工材料。 7.4.57.4.5 严格施工管理，加强施工监理工作，根据施工监测成果控制施工开挖速度， 严禁超挖。 7.4.67.4.6 基坑开挖应对称分层进行，并不得碰支护结构体系、工程桩、观测标志、测 量元件