1、深基坑支护设计方案,目录,一、基坑概况 二、土压力、支护设计计算 三、降水计算 四、基坑监测、开挖说明,基坑概况,本基坑位于浙江杭州富阳市，基坑周边环境如图所示：基坑三面对环境要求较高，一侧对环境要求较低,地质条件,杂填土：灰黄色、灰色，湿，松散，主要由块石、碎石或建筑垃圾组成。 粘质粉土：浅灰色，稍密，湿-很湿。切面无光泽，摇振反应迅速，干强度、韧性低。 粉质粘土：灰色，饱和，流塑-软塑，薄层状，粉土和粉质粘土互层，局部为淤泥质粉质粘土。切面粗糙，摇振反应缓慢析水，干强度、韧性较低。 淤泥质粘土：灰黑色、湿、软塑，富含有机质夹有腐朽的植物根系，局部分布，为塘底或沟底沉积物。 粘质粉土 ：黄色
2、、黄褐色、稍湿湿、中密，以粘质粉土为主，含铁锰质结核，斑状构造。局部夹有灰白色高岭土。,土层主要力学参数一览表,设计方案,二设计计算,1土压力计算 2支护结构设计计算,1、土压力计算,1.1计算方法与公式 1.2各剖面土压力计算 1.3标准土压力选取,1.1计算方法与公式,1.1.1、竖向荷载的选定：基坑南侧为市政道路，东、西两侧为既有建筑，参考临近工程设计施工经验，考虑到安全等级（二级），取上部荷载为15kPa. 1.1.2、水平荷载标准值：基坑顶面及四周红线水平，根据规范建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）3.4条计算。水土合算对于粉土或粘性土,水平荷载标准值计算简图,1.1.3水
3、平抗力标准值计算 同样根据规范建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）3.4条计算水土合算 水平抗力计算简图,1.2各剖面土压力计算,1.2.1剖面A-A 1.2.2剖面B-B 1.2.3剖面C-C,剖面A-A地层情况,主动土压力计算： 各层土的主动土压力系数： Ka1=tan2(45-10/2)=0.7 Ka2=tan2(45-19/2)=0.49 Ka3=tan2(45-18.5/2)=0.52 Ka4=tan2(45-9/2)=0.7 Ka5=tan2(45-18.5/2)=0.52,第一层（杂填土）： ea11=q Ka1=15 0.7=10.5kPa ea12=（q +r1h1）
4、Ka1-2c =(15+18 1.62) 0.7-0=30.9kPa 第二层（粉质粘土） ea21=（q +r1h1）Ka2-2c =(15+18 1.62)0.49=21.63kPa ea22=（q +r1h1+rsat2h2）Ka2-2c 2 =(15+18 1.62+18.40.95）0.49=30.2kPa 第三层（粉质粘土） ea31=（q +r1h1+rsat2h2）Ka3-2c 3 =(15+18 1.62+18.40.95）0.52-218=8.07kPa ea32=（q +r1h1+rsat2h2+rsat3h3）Ka3-2c 3 =(15+18 1.62+18.40.95+
5、19.10.7）0.52-25.9=15.02kPa,第四层（淤泥质粉土） ea41=（q +r1h1+rsat2h2+rsat3h3）Ka4-2c 4 =(15+18 1.62+18.40.95+19.10.7）0.7-215 0.84 =27.3kPa ea42=（q +r1h1+rsat2h2+rsat3h3+rsat4h4）Ka4-2c 4 =(15+18 1.62+18.40.95+19.10.7+171.01）0.7 -215 0.84=39.3kPa 第五层（粉质粘土） ea51=（q +r1h1+rsat2h2+rsat3h3+rsat4h4）Ka5-2c 5 =(15+18
6、1.62+18.40.95+19.10.7+171.01）0.52 -218 0.72=22.01kPa,桩端： ea52=（q +r1h1+rsat2h2+rsat3h3+rsat4h4+rsat5h5）Ka5-2c 5 =(15+18 1.62+18.40.95+19.10.7+171.01+19.17.72）0.52 -218 0.72=98.69kPa 主动土压力： Ea=(10.5+30.9)/21.62+(21.63+30.2)/20.95+(8.07+15.02)/20.7+(27.3+39.3)/21.01+(21.01+98.69)/27.72 =33.5+24.62+8.0
7、8+33.63+462.04=561.9 kPa/m,被动土压力计算：ep=zKP+2c 被动土压力系数：Kp=tan2(45+/2)=1.93 坑底第一层土： ea51=2c =2181.39=50kPaea51=2c +rhKP=50+19.151.39=234.3kPa Ep=1/2rh2KP+2ch =0.519.1521.93+21851.39=711kPa/m其形心位置距离底面的距离为 =3.62m,土压力分布示意图：单位kPa,10.5,30.9,21.63,30.2,8.07,15.02,27.3,39.3,98.69,22.01,50,711,1.3标准土压力选取,由于考虑东
8、、西、南面（A-A、B-B、C-C剖面）采用相同的支护布置，分析比较三个剖面的计算结果，选取A-A剖面标准土压力值进行排桩设计、验算计算 北面（D-D剖面）考虑水泥土墙支护，选D-D剖面标准土压力值进行水泥土墙设计、验算计算。,2.1排桩设计、验算,嵌固深度9米，桩径1米，桩间距1.5米 混凝土强度C30 冠梁尺寸：1.20.8 各工况：,内力位移包络图：,地表沉降图：,冠梁选筋结果：钢筋级别 选筋As1 HRB335 2D16As2 HRB335 2D16As3 HPB235 d8200,环梁选筋结果： 钢筋级别 选筋As1 HRB335 5D20As2 HRB335 3D20As3 HPB
9、235 d8200,截面计算 截面参数：,内力取值：,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 = 2.176 圆弧半径(m) R = 16.793 圆心坐标X(m) X = -1.783 圆心坐标Y(m) Y = 7.561,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弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 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弯矩;Ks = 1.242 = 1.200, 满足规范要求。,抗隆起验算： Prandtl(
10、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 = 3.762 = 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 = 4.363 = 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/m
11、3); 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),2.2水泥土墙,详见计算书,3、降水计算,1、降水方案的选择2、确定井点管的长度3、基坑涌水量的计算4、井点管数量和间距的计算5、井点管的布置,3.1 降水方案选择,基坑工程地质情况、水文地质情况,3.1 降水方案选择,由上式及表 可得渗透系数：k=1.75x10-5cm/s=1.51x10-2m/d地下水距离基坑顶部2.00m
12、，基坑最大开挖深度为7.00m，降水至基坑底下0.5m处，则降水深度为5.5m,3.1 降水方案选择,综上所述：基坑开挖采取轻型井点降水，坑外采取单排7001200双 轴搅拌桩墙形成半封闭止水帷幕。,3.1 降水方案选择,3.2 确定井点管的长度,要求降水深度为5.5m，因此用一级轻型井点系统即可满足。井点管的埋置深度 L=H+h+l式中L井点管埋置深度，m；H基坑深度，m，本基坑为7m；h降水后水面距基坑底的深度，m，一般取1m；l滤管长度，m，该处取1m；因此，井点管的长度为9m,3.3 基坑涌水量的计算,其中k=1.51x10-2m/d；H=14.37m；s=5.5mR与r0计算如下,3
13、.3 基坑涌水量的计算,此基坑为矩形基坑，其中a=54m； b=28m；则r0=0.29x（54+28）=23.78（m）,3.3 基坑涌水量的计算,则基坑涌水量为：,3.4 井点管数量和间距的计算,单井的涌水量：其中：q井点管出水量，m3/drs过滤器半径，m，这里取0.02m；l过滤器进水部分长度，m，取1m；k渗透系数，m/d，该处为1.51x10-2m/d。因此可得q=1.02m3/d需井点管的数量： 取36根。基坑四角处井点管应加密，如果考虑每个角加2根井管，采用的井点管数量为36+4=44（根）管间间距,3.5 井点管的布置,4.1基坑监测目的,全面、高精度的监测能够保证基坑工程安
14、全。随时根据监测结果调整施工参数，优化设计，或采取相应措施，以确保施工安全，顺利进行。实现对基坑周边环境进行有效的保护。作为第一手现场资料，为今后改进设计理论和施工技术提供依据，推动基坑工程理论水平的提高,基坑概况,基坑西、北两侧有道路，并埋设有地下管线。东侧为未开挖空地。南侧为一建成写字楼。,4.2监测项目,4.3监测点布置平面图,4.4基坑监测报警值,根据上海市工程建设规范基坑工程施工监测规程DG/TJ08-2001-2006,4.5开挖说明,基坑开挖前先在基坑支护外侧打止水桩，形成连续的水泥土防渗墙体；然后埋设轻型井点管；当达到降水效果后开始打设排桩及水泥土墙。 在施工程序上做到边开挖边支护，分层开挖。在施工程序上做到边开挖边支护，分层分段开挖。土方开挖和支护施工要密切配合，严格禁止超挖。开挖到坑底后应及时施工垫层及底板，防止坑底长时间暴露。在前一区块完成土方开挖及垫层施工后，才能进行邻近区块的开挖。在开挖过程中要注意开挖的对称性，禁止在一个地方一次性开挖到底。在承台稀疏部位开挖至板底，而仅在承台部位进行局部开挖。底部300mm应由人工开挖，开挖到底后及时施工垫层和碎石层。,
