基坑方案及计算书().doc

河北渤海煤焦化有限公司备煤坑基坑支护方案及计算书中国有色金属工业西安勘察设计研究院沧州分院2015.01.0715目 录一、工程概况二、地质条件三、设计依据四、基坑支护计算五、基坑降水六、施工、监测及应急要求附：支护方案图一、 工程概况河北渤海煤焦化有限公司备煤车间汽车受煤坑工程位于沧州市渤海新区黄骅港中铁装备制造材料有限公司纵四路以东，纵五路以西原料场中南、北、东侧均为空旷场地，作业空间充足。本工程系二期煤焦化项目配套工程，包括二层地下结构，主体结构为框剪结构，灌注桩基础。拟建物基坑西侧距纵四路东侧排水沟距离约10m；基坑东侧距纵五路距离约20米m。二、 工程与水文地质条件2.1场地地层分布及土质特征根据勘察资料，该场地埋深50.00m深度范围内，地基土按成因年代可分为6层，按力学性质可进一步划分为18个亚层。具体土层分布详见沧州中铁装备材料制造有限公司煤气发电工程岩土工程勘察报告（河北地矿四水文工程地质勘察有限公司，勘字2008-024）2.3参数选取场地地质条件和计算参数见如下表。其中j、c为固结快剪强度指标标准值。土层分布及参数表 表2.1土层层厚(m)重度(kN/m3)固结快剪剪强度指标j()C(kPa)1素填土319.810302粉土0.819.76.221.33粉土1.219.810.125.94淤泥质粉质粘土4.118.612.120.45粉土219.825.55.76淤泥质粘土4.618.717.011.97粘土519.325.3228粘性土1.619.121.56.0三、设计依据1、建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）；2、建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）；3、建筑基坑工程监测技术规范（GB 50497-2009）；4、混凝土结构设计规范（GB 50010 -2002）；5、建筑桩基技术规范(JGJ942008)；6、建筑地基处理技术规范(JGJ792002)；7、建筑地基基础工程施工质量验收规范GB502022002)；8、混凝土工程施工质量验收规范(GB 50204-2002）；9、结构设计图纸；10、岩土工程详细勘察报告。四、设计方案及计算4.1基坑深度分布基坑1区深度大约12.8m，基坑2区深度约为8.8m。4.2基坑支护方案基坑1区深度大约12.8m，西侧即1-1剖面采用重力式水泥土墙支护加排桩支护，北侧、东侧采用1:1放坡处理；基坑2区深度约为8.8m，西侧即2-2剖面采用水泥土墙加排桩支护，南侧、东侧采用1:1放坡处理方案。4.3 1-1剖面计算- 支护方案 -水泥土墙支护- 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 JGJ 120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)12.800嵌固深度(m)16.000墙顶标高(m)-3.000截面类型及参数墙+排桩.放坡级数 1超载个数 1- 放坡信息 -坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数14.5003.0000.000- 超载信息 -超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)110.0000.0006.0006.500- 土层信息 -土层数 8坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)13.800外侧水位深度(m)13.800弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法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3.0019.8-20.0010.002粉土0.8019.7-6.2021.303粉土1.2019.8-10.1025.904淤泥质土4.1018.6-11.7012.105粉土2.0019.8-5.7025.506淤泥质土4.6018.78.011.9011.907粉土5.0019.39.3-8粘性土16.0019.19.1-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)10.1-m法3.00-20.1-m法4.50-30.1-m法5.50-40.1-m法2.50-50.1-m法7.00-60.111.9011.90合算m法3.50-70.16.0021.50合算m法8.00-80.125.0018.90合算m法10.00- 水泥土墙截面参数 -水泥土墙截面示意图水泥土墙厚度b(m)6.500水泥土弹性模量E(104MPa)0.030水泥土抗压强度P(MPa)1.000水泥土抗拉/抗压强度比0.150水泥土墙平均重度(kN/m3)20.000水泥土墙底摩擦系数0.300桩直径S(m)1.000桩形心至坑边距离t1(m)0.001桩间距t(m)0.300桩混凝土级别C30- 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1.0001.0001.00010000.0002粉土分算1.0001.0001.00010000.0003粉土分算1.0001.0001.00010000.0004淤泥质土分算1.0001.0001.00010000.0005粉土合算1.0001.0001.00010000.0006淤泥质土合算1.0001.0001.00010000.0007粉土合算1.0001.0001.00010000.0008粘性土合算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12.800- 设计结果 - 结构计算 -各工况：内力位移包络图：地表沉降图：- 截面计算 - 内力取值 序内力类型弹性法经典法号 计算值计算值基坑外侧最大弯矩(kN.m)5113.567602.231基坑外侧最大弯矩距墙顶(m)16.5119.61基坑内侧最大弯矩(kN.m)0.000.00基坑内侧最大弯矩距墙顶(m)0.000.00一. 采用弹性法计算结果：1.水泥土墙截面承载力验算： *基坑内侧计算结果：* *计算截面距离墙顶 0.00m, 弯矩设计值 = 1.251.000.00 = 0.00kN.m 1). 压应力验算: 抗压强度满足! 2). 拉应力验算: 抗拉强度满足! *基坑外侧计算结果：* *计算截面距离墙顶 16.51m, 弯矩设计值 = 1.251.005113.56 = 6391.95kN.m 1). 压应力验算: 抗压强度满足! 2). 拉应力验算: 抗拉强度满足!- 抗倾覆稳定性验算 -抗倾覆稳定性系数Ks = 1.283 = 1.2, 满足规范要求。(Ks = 1.2)- 抗滑移稳定性验算 -抗滑安全系数(Kh = 1.2):Kh = 1.792- 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 = 2.095圆弧半径(m) R = 29.472圆心坐标X(m) X = 0.028圆心坐标Y(m) Y = 12.753- 抗隆起验算 -Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 3.827 = 1.1, 满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 4.441 = 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);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); = 0(mm)- 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嵌固深度计算过程： 按建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度： 圆心(-10.030，11.395)，半径=20.079m，对应的安全系数Ks = 1.302 1.300 嵌固深度计算值 h0 = 6.000m 嵌固深度设计值 hd = 0h0 = 1.1001.0006.000 = 6.600m 嵌固深度采用值 hd = 16.000m 4.3 2-2剖面计算- 支护方案 -水泥土墙支护- 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 JGJ 120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)8.800嵌固深度(m)11.200墙顶标高(m)-3.000截面类型及参数实心墙.放坡级数 1超载个数 1- 放坡信息 -坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数14.5003.0000.000- 超载信息 -超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)110.0000.0006.0006.500- 土层信息 -土层数 8坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)9.800外侧水位深度(m)9.800弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法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3.0019.8-20.0010.002粉土0.8019.7-6.2021.303粉土1.2019.8-10.1025.904淤泥质土4.1018.6-11.7012.105粉土2.0019.88.95.7025.506淤泥质土4.6018.78.0-7粉土5.0019.39.3-8粘性土6.0019.19.1-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)10.1-m法3.00-20.1-m法4.50-30.1-m法5.50-40.1-m法2.50-50.15.7025.50合算m法7.00-60.111.9011.90合算m法3.50-70.16.0021.50合算m法8.00-80.117.5018.90合算m法10.00- 水泥土墙截面参数 -水泥土墙截面示意图水泥土墙厚度b(m)6.500水泥土弹性模量E(104MPa)0.030水泥土抗压强度P(MPa)1.000水泥土抗拉/抗压强度比0.150水泥土墙平均重度(kN/m3)20.000水泥土墙底摩擦系数0.300- 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1.0001.0001.00010000.0002粉土分算1.0001.0001.00010000.0003粉土分算1.0001.0001.00010000.0004淤泥质土分算1.0001.0001.00010000.0005粉土合算1.0001.0001.00010000.0006淤泥质土合算1.0001.0001.00010000.0007粉土合算1.0001.0001.00010000.0008粘性土合算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8.800- 设计结果 - 结构计算 -各工况：内力位移包络图：地表沉降图：- 截面计算 - 内力取值 序内力类型弹性法经典法号 计算值计算值基坑外侧最大弯矩(kN.m)1479.151506.581基坑外侧最大弯矩距墙顶(m)15.6413.60基坑内侧最大弯矩(kN.m)0.000.00基坑内侧最大弯矩距墙顶(m)0.340.34*截面1(0.00m17.00m)*一. 采用弹性法计算结果：1.水泥土墙截面承载力验算： *基坑内侧计算结果：* *计算截面距离墙顶 0.34m, 弯矩设计值 = 1.251.000.00 = 0.00kN.m 1). 压应力验算: 抗压强度满足! 2). 拉应力验算: 抗拉强度满足! *基坑外侧计算结果：* *计算截面距离墙顶 15.64m, 弯矩设计值 = 1.251.001479.15 = 1848.94kN.m 1). 压应力验算: 抗压强度满足! 2). 拉应力验算: 抗拉强度满足! 二. 采用经典法计算结果： 1.水泥土墙截面承载力验算： *基坑内侧计算结果：* *计算截面距离墙顶 0.34m, 弯矩设计值 = 1.251.000.00 = 0.00kN.m 1). 压应力验算: 抗压强度满足! 2). 拉应力验算: 抗拉强度满足! *基坑外侧计算结果：* *计算截面距离墙顶 13.60m, 弯矩设计值 = 1.251.001506.58 = 1883.22kN.m 1). 压应力验算: 抗压强度满足! 2). 拉应力验算: 抗拉强度满足! 式中cs水泥土墙平均重度(kN/m3); z由墙顶至计算截面的深度(m); M单位长度水泥土墙截面弯矩设计值(kN.m); W水泥土墙截面模量(m3); fcs水泥土抗压强度(MPa);- 抗倾覆稳定性验算 -抗倾覆稳定性系数Ks = 1.734 = 1.2, 满足规范要求。(Ks = 1.2)- 抗滑移稳定性验算 -抗滑安全系数(Kh = 1.2):Kh = 1.789- 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 = 2.154圆弧半径(m) R = 23.092圆心坐标X(m) X = 0.523圆心坐标Y(m) Y = 11.105- 抗隆起验算 -Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 3.928 = 1.1, 满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 4.565 = 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);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); = 0(mm)- 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嵌固深度计算过程： 按建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度： 圆心(-5.978，13.676)，半径=20.564m，对应的安全系数Ks = 1.310 1.300 嵌固深度计算值 h0 = 6.000m 嵌固深度设计