保税一河地涵基坑支护结构设计
深基坑支护结构的设计计算

深基坑支护结构的设计计算深基坑支护结构设计计算是指在进行深基坑施工时,为了保证基坑的稳定和安全,需要设计合理的支护结构来抵抗土压力和地下水力,并进行相应的计算与分析。
下面将从设计原则、支护结构类型、计算方法和实例分析等方面进行详细介绍。
设计原则:1.充分了解地质环境:通过钻孔、地质勘探等手段对周边地质环境进行充分了解,确定基坑边坡的稳定性和地下水情况等。
2.综合考虑安全和经济性:在满足基坑稳定要求的前提下,尽量优化支护结构的形式和尺寸,使其既能保证施工安全,又能降低成本。
3.遵循现场施工管理规范:根据施工组织方案和现场管理要求,进行支护结构设计,确保施工操作的可行性和安全性。
支护结构类型:常见的深基坑支护结构主要有以下几种类型:1.土方支撑法:包括开挖后土侧临时支护、钢支撑、混凝土支撑、钻孔锚杆支护等。
2.桩承台围护法:采用桩承台、连续墙等结构形式围护基坑。
3.地下连续墙法:采用成排的连续墙围护基坑,形成闭合空间。
4.排浆松土法:通过水平和垂直排浆井人工排除地下水,减小土体侧压力。
5.钢结构支护法:采用钢桩和钢板桩等结构形式围护基坑。
计算方法:1.土体侧压力计算:根据基坑周边土体的物理力学参数和基坑的几何形状,采用经验公式或数值模拟方法计算土体的侧压力。
2.支护结构稳定性计算:根据支护结构的形式和受力状况,进行结构的静力分析和稳定性校核,计算结构内力和变形等。
3.变形计算:根据支护结构的刚度和土体的变形特性,利用有限元分析方法或基于弹性平衡原理的计算方法,对基坑的变形进行计算。
实例分析:以一些深基坑工程为例,具体讲解支护结构设计计算的流程和方法。
1.地质环境调查:通过钻孔和地质勘探,了解地质层位、土壤性质、地下水位等信息。
2.施工组织方案:根据地质环境和工程要求,制定合理的施工组织方案,确定基坑开挖的顺序和方法。
3.土体侧压力计算:根据开挖的深度和基坑周围土体的物理力学参数,计算土体的侧压力,并确定开挖时的土压力分布。
基坑支护设计计算书

基坑支护设计计算书设计方法原理及分析软件介绍基坑开挖深度为6m,采用板桩作围护结构,桩长为12m,桩顶标高为-1m。
采用《同济启明星2006版》进行结构计算。
5.1 明开挖,6m坑深支护结构计算(1)工程概况基坑开挖深度为6m,采用板桩作围护结构,桩长为12m,桩顶标高为-1m。
q=0(1b 素填土)1.3hw=1(4 粘土)D=7H=6(6b 淤泥质粘土)(6c 粉质粘土)板桩共设1道支撑,见下表。
2中心标高(m) 刚度(MN/m) 预加轴力(kN/m)-1.3 30基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。
h 1x 1s 45(2)地质条件场地地质条件和计算参数见表1。
地下水位标高为-1m。
渗透压缩层厚重度43) k(kN/m) c(kPa) m(kN/m土层 ,(:) 系数模量 max3(m) (kN/m) (m/d) (MPa)1.3 19 9.28 14.88 1500 1b 素填土2.7 18.4 12 17 3500 4 粘土7.5 17.8 5 10 1000 6b 淤泥质粘土3.5 18.9 15.5 13 3000 6c 粉质粘土2 19.7 18.5 14.5 5000 7 粉质粘土8 粉质粘土 13 20.4 19 18 7000(3)工况支撑刚度预加轴力工况编号工况类型深度(m) 支撑编号 2(MN/m) (kN/m)1 1.5 开挖2 1.3 30 1 加撑3 6 开挖4 2.5 1000 换撑5 1 拆撑工况简图如下:1.31.52.56工况 1工况 2工况 3工况 4工况 5(4)计算Y整体稳定验算O(1b 素填土)X(4 粘土)76(6b 淤泥质粘土)(6c 粉质粘土)(7 粉质粘土)(8 粉质粘土)安全系数 K=1.56 ,圆心 O( 1.19 , 1.45 ) 墙底抗隆起验算(1b 素填土)1(4 粘土)76(6b 淤泥质粘土)(6c 粉质粘土)(7 粉质粘土)(8 粉质粘土)Prandtl: K=2.83Terzaghi: K=3.23(1b 素填土)1.3m1(4 粘土)76(6b 淤泥质粘土)(6c 粉质粘土)(7 粉质粘土)(8 粉质粘土)坑底抗隆起验算 K=1.81抗倾覆验算(水土合算)(1b 素填土)1.3O1(4 粘土)76(6b 淤泥质粘土) 9924.610.8 914.3(6c 粉质粘土)(7 粉质粘土)Kc=1.22抗管涌验算: 159#按砂土,安全系数K=2.25按粘土,安全系数K=3.054包络图 (水土合算, 矩形荷载)500-502001000-100-200100500-50-100000 110.2kN/m222444666888101010121212141414深度(m)深度(m)深度(m)水平位移(mm)弯矩(kN*m)剪力(kN) Max: 42.8-8.3 ~ 183.2-46.6 ~ 66.2(5)工字钢强度验算: 159#基本信息计算目标:截面验算截面受力状态:绕X轴单向受弯材料名称:Q2352 材料抗拉强度(N/mm):215.02 材料抗剪强度(N/mm):125.0弯矩Mx(kN-m):229.000 截面信息截面类型:工字钢(GB706-88):xh=I40b(型号)截面抵抗矩33 Wx(cm): 1140.000 Wx(cm): 1140.000 1233 Wy(cm): 96.200 Wy(cm): 96.200 12截面塑性发展系数γx: 1.05 γx: 1.05 12γy: 1.20 γy: 1.20 12截面半面积矩33 S(cm): 678.600 S(cm): 92.704 xy13S(cm):84.891 y2 截面剪切面积22 A(cm): 94.110 A(cm): 94.110 xy截面惯性矩44 I(cm): 22800.000 I(cm): 692.000 xy截面附加参数参数名参数值x: I40b(型号) h分析结果2 最大正应力σ:191.312(N/mm)2 |σ= 191.3|?f = 215.0(N/mm) |f / σ|=1.124满足水平支撑系统验算:水平支撑系统位移图(单位:mm)水平支撑系统弯矩图(单位:kN.M)水平支撑系统剪力图(单位:kN)水平支撑系统轴力图(单位:kN) (6)钢腰梁强度验算:基本信息计算目标:截面验算截面受力状态:绕X轴单向受弯材料名称:Q2352 材料抗拉强度(N/mm):215.02 材料抗剪强度(N/mm):125.0弯矩Mx(kN-m):115.700 截面信息截面类型:工字钢组合Π形截面(GB706-88):xh=I40b(型号) 截面抵抗矩33 W(cm): 2280.000 W(cm): 2280.000 x1x233 W(cm): 2389.732 W(cm): 2389.732 y1y2截面塑性发展系数γ: 1.05 γ: 1.05 x1x2γ: 1.00 γ: 1.00 y1y2截面半面积矩33 S(cm): 1357.200 S(cm): 1646.925 xy截面剪切面积22 A(cm): 188.220 A(cm): 188.220 xy截面惯性矩44 I(cm): 45600.001 I(cm): 59026.381 xy截面附加参数参数名参数值x: I40b(型号) hw: 350(mm)分析结果2最大正应力σ:48.329(N/mm)2 |σ= 48.3|?f = 215.0(N/mm) |f / σ|=4.449满足(7)钢对撑强度及稳定性验算:基本输入数据构件材料特性材料名称:Q235构件截面的最大厚度:8.00(mm)2 设计强度:215.00(N/mm)2 屈服强度:235.00(N/mm)截面特性截面名称:无缝钢管:d=133(mm)无缝钢管外直径[2t?d]:133 (mm)无缝钢管壁厚[0,t?d/2]:8 (mm)缀件类型:构件高度:4.000(m)容许强度安全系数:1.00容许稳定性安全系数:1.00荷载信息轴向恒载设计值: 447.800(kN)连接信息连接方式:普通连接截面是否被削弱:否端部约束信息X-Z平面内顶部约束类型:简支X-Z平面内底部约束类型:简支X-Z平面内计算长度系数:1.00Y-Z平面内顶部约束类型:简支Y-Z平面内底部约束类型:简支Y-Z平面内计算长度系数:1.00 中间结果截面几何特性2 面积:31.42(cm)4 惯性矩I:616.11(cm) x3 抵抗矩W:92.65(cm) x回转半径i:4.43(cm) x4 惯性矩I:616.11(cm) y3 抵抗矩W:92.65(cm) y回转半径i:4.43(cm) y塑性发展系数γ1:1.15x塑性发展系数γ1:1.15y塑性发展系数γ2:1.15x塑性发展系数γ2:1.15y材料特性2 抗拉强度:215.00(N/mm)2 抗压强度:215.00(N/mm)2 抗弯强度:215.00(N/mm)2 抗剪强度:125.00(N/mm)2 屈服强度:235.00(N/mm)3 密度:785.00(kg/m)稳定信息绕X轴弯曲:长细比:λ=90.32 x轴心受压构件截面分类(按受压特性): a类轴心受压整体稳定系数: φ=0.711 x最小稳定性安全系数: 1.07最大稳定性安全系数: 1.07最小稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离:0.000(m)最大稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离:0.000(m)绕X轴最不利位置稳定应力按《钢结构规范》公式(5.1.2-1) N4478002,,200.3857N/mmA0.711,3142 x绕Y轴弯曲:长细比:λ=90.32 y轴心受压构件截面分类(按受压特性): a类轴心受压整体稳定系数: φ=0.711 y最小稳定性安全系数: 1.07最大稳定性安全系数: 1.07最小稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离:0.000(m)最大稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离:0.000(m)绕X轴最不利位置稳定应力按《钢结构规范》公式(5.1.2-1) N4478002,,200.3857N/mmA0.711,3142 y强度信息最大强度安全系数: 1.51最小强度安全系数: 1.51最大强度安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 0.000(m)最小强度安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 0.000(m)计算荷载: 447.80kN受力状态:轴压最不利位置强度应力按《钢结构规范》公式(5.1.1-1)分析结果构件安全状态: 稳定满足要求,强度满足要求。
基坑支护设计

基坑支护设计基坑支护设计是建筑工程中的一个重要环节,其作用是保障建筑施工过程中出现的地基塌陷、土方坍塌等安全问题,保障建筑结构的稳定与安全。
因此,基坑支护设计需要充分考虑土层结构、地形地貌、地下水及建筑物类型等因素,运用科学的理论和技术手段,制定出合理、可行的支护方案。
在进行基坑支护设计时,需要遵守以下原则:1.人身安全第一。
在进行基坑支护设计的过程中,必须优先考虑人身安全问题,充分保障施工人员的生命财产安全。
2.依据土壤条件。
基坑支护设计需要充分考虑所在土层结构及性质,了解土壤的强度、稳定性等特性,确定合适的支护方式。
3.科学合理。
支护方案要科学合理,不能追求过高的技术水平,应根据实际情况结合经济条件,以达到经济、实用、安全、环保的平衡。
4.适用性强。
支护方案要考虑到施工现场的各种条件和限制,具有较高的适用性和容错性。
5.技术先进。
支护方案需要采用先进的技术和工艺,以保障工程质量和施工进度。
基坑支护设计的主要步骤包括:1.调查分析。
对基坑所处的地质环境进行详细的调查和分析,了解土层结构、地下水位、地形地貌等情况,制定出科学合理的支护方案。
2.支护设计。
根据实际情况,选取合适的支护方式,包括人工挖掘法、长墙法、拱壳法、围堰法、喷射混凝土法等,制定出符合工程要求和安全稳定的支护方案。
3.施工图设计。
根据支护设计方案,制定出详细的施工图纸和施工方案,包括支撑结构设计、材料选用、具体施工方法等,以确保施工质量和安全稳定。
4.安全评估。
进行系统的安全评估,包括安全评估报告、安全控制措施等,以确保施工过程中的安全。
5.监督检查。
进行系统的监督检查,包括材料质量检验、支撑结构施工质量检验等,以确保施工质量达到验收标准。
1.国家相关规范的遵守。
基坑支护设计必须遵守有关规范和标准,以确保其安全性和可靠性。
2.选取合适的支护方式。
基坑的类型、所处的土壤条件、地下水等因素都需要考虑到,选取合适的支护方式。
3.合理使用材料。
基坑支护施工设计方案

基坑支护施工设计方案一、工程概况基坑支护施工设计方案旨在确保基坑施工期间的施工安全和工程质量。
本工程位于某市某区,占地面积约XXX平方米,总深度约XXX 米。
二、工程目标1. 实施科学、合理的基坑支护方案,确保基坑在施工过程中不发生塌方、渗漏、沉降等安全问题;2. 保障周边建筑物和交通设施的安全,防止地下水和土壤松动对周边环境的影响;3. 提高施工效率,保证工期的完成。
三、施工方案1. 基坑支护方法根据现场勘测分析和土质情况,在施工中采用槽钢支护和荷载悬臂锚索结合的方式进行基坑支护。
具体步骤如下:(1)地表开挖:根据设计要求进行地表开挖,开挖深度为XXX米。
(2)槽钢支护安装:在地表开挖后,在基坑壁面按照设计要求安装槽钢支护,确保槽钢的整体性和稳定性。
(3)荷载悬臂锚索安装:在槽钢支护完成后,按照设计要求在基坑内安装荷载悬臂锚索,增强基坑的稳定性和抗侧移能力。
2. 排水方案考虑到基坑降水量较大,需采取排水措施,以保持基坑内部的干燥。
具体步骤如下:(1)降水井布置:按照设计要求,在基坑内合理布置降水井,保证基坑内水位降到合适水平。
(2)排水管道安装:在降水井布置完成后,按照设计要求进行排水管道的铺设和连接,确保排水通畅。
3. 施工安全方案为确保施工期间的安全,必须制定相应的安全措施。
具体步骤如下:(1)周边建筑物的保护:在施工过程中,加固和保护附近的建筑物,防止基坑施工对其造成影响;(2)交通疏导:制定交通疏导方案,确保施工期间周边交通秩序井然;(3)安全设施设置:在施工现场设置明显的警示标志,配备必要的安全设施,如安全帽、安全绳等。
四、质量控制1. 施工材料选择:选择符合国家标准的优质材料,确保施工质量和工程的使用寿命。
2. 监测与检测:设置必要的监测与检测探头,对基坑支护施工过程中的变形和应力进行实时监测与检测,及时发现并处理问题。
3. 施工期间的质量验收:结合设计要求,制定严格的质量验收标准,对基坑支护施工过程进行全面检查和验收,及时纠正施工中出现的质量问题。
基坑支护工程设计报告

基坑支护工程设计报告1. 项目背景基坑支护工程是在城市建设和地下工程中,为了确保施工安全和工程质量而进行的工程措施之一。
本项目基于某地区规划建设新的商业综合体,涉及一个较大的基坑。
本设计报告旨在介绍针对该基坑所进行的支护工程设计方案。
2. 工程概述本基坑支护工程的设计目标是确保在施工期内基坑周围结构的安全和稳定。
在本项目中,我们将使用以下支护技术方案:地下连续墙、桩基和土壤固结。
3. 设计方案3.1 地下连续墙地下连续墙作为一种常用的基坑支护技术,具有刚性好、稳定性强的特点。
针对本项目,我们计划在基坑周围挖掘框架尺寸的地下连续墙,采用了深钻孔法施工技术,确保墙体的强度和稳定性。
同时,我们还将实施后注浆技术,提高墙体的抗渗性和抗裂性能。
3.2 桩基由于本项目所涉及的基坑较大,地下水位较高,需要采取有效的抗浮措施。
因此,在基坑内侧的下沉墙和外侧的连续墙之间,我们将设置防浮桩基,以提供额外的支撑和稳定。
防浮桩基采用钢筋混凝土形式,长度根据地层情况和计算结果进行设计。
3.3 土壤固结为了提高基坑周围土层的稳定性和提供施工空间,我们将进行土壤固结处理。
采用土壤固结技术将会减少土壤沉降和变形,确保基坑周围建筑物和路面的安全。
土壤固结技术主要包括地下注浆和土钉墙两种方法。
4. 设计计算在设计过程中,我们将进行详细的工程计算,包括基坑深度、土壤力学参数、桩基和墙体尺寸等。
我们将结合地层勘察和现场实测数据,使用经典的力学模型和有限元分析软件进行计算,确保设计方案的合理性和可行性。
5. 施工方案在施工过程中,我们将制定详细的施工方案,包括施工顺序、施工步骤、材料选用和质量控制等。
我们将与相关承包商和监理单位密切合作,确保施工过程的安全性和质量。
6. 安全及环境保护措施在支护工程施工过程中,我们将制定专门的安全管理和环境保护措施。
我们将建立安全管理体系,提供全面的安全培训和指导,确保施工人员的安全。
同时,我们将采取合理的措施,减少对环境的影响,保护周边生态环境。
基坑支护方案设计流程

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基坑支护结构计算和设计理论
基坑工程支护结构 按受力性能划分
悬臂式支护结构 单(多)支点混合支护结构 土钉墙支护结构
其他形式的支护结构
表1
支护结构选型表
结构形式
适用条件
排桩或地 1.适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级
下连续墙
2.悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m 3.当地下水位高于基坑底面时,宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙
a墙体折断破坏
b整体失稳破坏
在软土地基中,当基坑内土体不断挖去,坑内外土 体的高差使支护结构外侧土体向坑内方向挤压,造成基坑 土体隆起,导致基坑外地面沉降,坑内侧被动土压力减小, 引起支护体系失稳破坏,称为基坑隆起破坏,如图7-12 (c)所示。
对内撑式和拉锚式支护结构,插入深度不够或坑底 土质差,被动土压力很小,造成支护结构踢脚失稳破坏, 如图7-12(d)所示。
注:有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情 况另行确定。
表 2 基坑支护安全等级 (成都市地方标准)
基坑边建筑物距的距离 S<0.5H
0.5H≤S<H
H≤S<1.5H S≥1.5H或基坑边坡无建筑物
建(构)筑物重要性 很重要 重要 一般 很重要 重要 一般 很重要 重要 一般
H≥12m 一
一
水泥土重力式挡土结 构常用于软粘土地区开挖 深度在6m以内的基坑工程, 采用高压喷射注浆法施工 也可在砂类土地基中形成 水泥土挡墙。
图7-1格构式重力式挡墙平面图
悬臂式支护结构示意图如图4-2所示。悬臂式支护结 构常采用钢筋混凝土桩排桩墙、木板桩、钢板桩、钢筋混 凝土板桩、地下连续墙等型式。钢筋混凝土桩常采用钻孔 灌注桩、人工挖孔灌注桩、沉管灌注桩及预制桩。悬臂式 支护结构依靠足够的人土深度和结构的抗弯能力来维持整 体稳定和结构的安全。悬臂式结构对开挖深度很敏感,容 易产生较大的变形,对相邻建(构)筑物产生不良影响。
基坑支护结构设计
基坑土层力学参数层号 土层名称 层厚(m) 重度(kN/m 3) 浮重度(kN/m 3) 粘聚力(kPa) 内摩擦角(°) m 值 1 杂填土 3.0 15.0 —— 15.00 12.00 3.18 2 粉质黏土 2.0 19.6 —— 46.60 18.70 9.78 3 粉质黏土 3.5 19.2 —— 37.70 25.80 14.50 4 粉质黏土 3.0 19.2 —— 51.90 20.70 11.69 5 粉质黏土 5.0 19.6 —— 39.60 20.10 10.03 6 粉质黏土 3.0 19.4 9.4 38.60 26.80 15.54 7 粉质黏土 3.5 19.4 9.4 44.30 23.00 12.71 8 中砂 2.0 19.5 9.5 —— 38.00 25.08 9 粗砂 7.0 21.0 11.0 —— 39.00 26.52 10 砾砂 4.0 21.5 11.5 —— 35.00 21.60 11 粗砂7.020.010.0——40.0028.00基坑存在的超载表超载位置 类型 超载值(kPa) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边距(m) 形式 长度(m) A-A’局部荷载105.02.012.04.0条形——此深基坑工程需要基坑支护结构来保证基坑的安全稳定,各种支护结构设计均遵循《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012),《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010),《钢结构设计规范》(GB 50017-2017)。
因此,本文将设计3种支护结构,分别为锚杆支护体系+护坡桩、地下连续墙、地下连续墙+锚杆支护体系。
由规程知,设计支护形式需考虑作用在结构上的水平荷载,影响基坑支护的水平荷载有土体、基坑周围的建筑、车辆、施工材料及设备、温度及水等因素。
确定荷载需要确定基坑内外土压力,土体在重力作用下会对支护结构产生侧压力,基坑外侧土体作用在支护结构上的力为主动土压力,主动土压力使支护结构变形挤压基坑内侧土体,此时基坑内侧土体土体对支护结构作用的力为被动土压力。
基坑支护工程设计方案
基坑支护工程设计方案一、基坑支护工程的重要性基坑支护工程是城市建设中非常重要的一环,它是建筑施工中防止土方坍塌和地面沉降的关键工程之一。
基坑支护工程不仅影响着施工安全和工程质量,还直接关系到周边环境和生活小区的安全和稳定。
因此,对基坑支护工程的设计和施工需要高度重视和精心安排,确保基坑支护工程的稳定可靠,安全有保障。
二、基坑支护工程的设计原则1.安全性原则基坑支护工程的设计首要原则就是安全性原则,即确保基坑支护工程的施工和使用过程中不发生任何事故和问题,保障人员生命财产安全。
2.稳定性原则基坑支护工程的设计还需要保证其稳定性,即在施工过程中和使用过程中不会出现地面沉降和污染土壤等问题,确保基坑支护工程的可持续使用。
3.经济性原则基坑支护工程的设计还需要考虑其经济性,即在保证安全和稳定的前提下,尽可能采用成本较低的支护工程方案,确保基坑支护工程的施工和使用成本合理可控。
三、基坑支护工程的设计步骤1.地质勘察和分析在进行基坑支护工程设计之前,需要进行地质勘察和分析,以了解基坑周边地质情况和土壤性质,为后续支护工程设计提供依据和指导。
2.基坑支护方案策划根据地质勘察和分析结果,制定基坑支护方案策划,包括基坑支护结构类型、施工工艺、支护材料选择等,确保基坑支护方案的科学性和可行性。
3.支护结构设计根据基坑支护方案策划结果,进行支护结构设计,包括支护结构的尺寸、材料、施工方法和稳定性分析等,确保支护结构的牢固可靠。
4.施工工艺安排在支护结构设计完成后,需要对施工工艺进行详细安排,包括施工队伍调配、施工设备准备、施工方案制定等,确保基坑支护工程施工过程中的安全和质量。
5.安全管理和监督在基坑支护工程施工过程中,需要严格执行安全管理和监督制度,确保施工过程中不发生任何安全事故和问题,保障施工人员的安全和工程的质量。
四、基坑支护工程的施工技术1.地面支护地面支护是基坑支护工程中非常重要的一环,它主要用于防止基坑周边地面因开挖导致的坍塌和沉降。
基坑支护设计方案
基坑支护设计方案一、工程概况本次基坑支护工程位于_____,周边环境较为复杂。
基坑开挖深度为_____米,基坑面积约为_____平方米。
场地的地质条件主要包括_____(详细描述地质层的构成和特性)。
二、支护方案选择的考虑因素在选择基坑支护方案时,需要综合考虑多个因素,以确保工程的安全、经济和可行。
1、地质条件不同的地质层对支护结构的承载能力和稳定性有不同的要求。
例如,软弱土层可能需要更加强劲的支护措施,而坚硬土层则可以适当简化支护结构。
2、周边环境周边建筑物、道路、地下管线等的分布和距离,会影响支护方案的选择。
如果周边建筑物距离较近,需要采取更严格的变形控制措施,以避免对其造成不利影响。
3、基坑深度和面积基坑的深度和面积越大,支护结构所承受的土压力和水压力就越大,需要选择更具承载能力的支护形式。
4、施工条件施工现场的场地条件、施工设备和技术水平等也会对支护方案的选择产生影响。
例如,场地狭窄可能限制某些大型支护设备的使用。
5、工程造价在满足安全和使用要求的前提下,应尽量选择经济合理的支护方案,以降低工程成本。
三、拟采用的支护方案经过综合考虑,本工程拟采用以下支护方案:1、土钉墙支护对于基坑上部土质较好、开挖深度较浅的部分,采用土钉墙支护。
土钉墙是一种通过在土体内设置土钉,并在坡面铺设钢筋网喷射混凝土面层,从而形成的一种重力式挡土结构。
其优点是施工简便、造价较低,能够有效地控制坡面的变形。
2、灌注桩支护对于基坑下部土质较差、开挖深度较大的部分,采用灌注桩支护。
灌注桩是一种在现场通过钻孔、灌注混凝土形成的桩柱,具有较高的承载能力和抗弯性能。
灌注桩之间可以设置止水帷幕,以防止地下水的渗透。
3、内支撑系统为了增强支护结构的稳定性,在基坑内部设置内支撑系统。
内支撑可以采用钢支撑或混凝土支撑,根据基坑的形状和尺寸进行合理布置。
4、降水措施由于地下水位较高,需要采取降水措施,以降低地下水位,减少水压力对支护结构的影响。
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保税一河基坑支护结构设计
一、工程概况
综合保税区B区一期目前已经部分建成,由于目前的保税一河
与团结河没有连通,为断头河,排涝困难,导致小区历年受淹。本
次在保税一河端部建涵洞一座,连通团结河排涝,排涝面积3000
亩左右。涵洞设计流量11 m³/s,采用单孔钢筋混凝土箱涵结构,
孔径3.5*3.5m(宽*高),涵洞总长77m,底板面高程-2.0m,底高
程-2.8m,其纵轴线与大堤正交,上下游连接段采用“U”型槽和斜
八字墙的结构形式。涵洞洞身下采用Φ60水泥土搅拌桩基础。
洞身混凝土强度等级C30,抗冻等级为F50,抗渗等级W4。紫
铜片止水,铜材延伸率不小于30%,抗拉强度不小于240MPa。本次
施工范围为:从保税一河侧做起,洞身做四节。
本工程地涵与现有江堤为紧挨布置,地涵端部距离江堤顶部路
面紧有4m,施工场地狭窄,基坑底高程为-2.8m,江堤顶高程为7.0m。
基坑开挖较深,基坑西侧不具备放坡开挖的条件,需要对江堤进行
结构支护后方可进行开挖。原设计支护方案为将江堤上部结构破除
降至4.0标高处,江堤两侧再采用拉森钢板桩支护。详见下图
二 、地质水文资料
1、地形地貌
地涵地理位置位于南通市经济技术开发区,场区地貌单元属长三角
洲冲积平原北翼,整个场区多为农田、民房,有明河、局部有暗沟分布,
河边地势稍低,其余地形尚平坦,地面标高一般在85国家高程基准
3.0m~3.5m。
2、地质资料
根据勘探结果,在钻孔深度20~30m内,将本次勘探深度范围内的
土层分成6个工程地质层,○B层土主要为人工填土,其余为第四纪全新
世(Q4)冲、洪积地层。各土层自上而下分别为:
(1)、○B层(Q4ml):轻、重粉质砂壤土、粉砂、细砂,灰、灰黄色,
夹粉质粘土,表层含碎石子和植物根茎,为素填土,层厚0.6~1.0m。
(2)、○2层(Q4al-pl):轻、重粉质砂壤土,灰、灰黄色,夹粉质粘
土薄层,含云母片,层厚2.0~2.5m。
(3)、○4层(Q4al-pl):重粉质砂壤土,灰、灰黄色,偶夹粉质粘土
薄层,含云母片,层厚4.9~5.2m。
(4)、○5层(Q4al-pl):淤泥质重粉质壤土,灰色,夹砂壤土薄层,
局部互层,层厚1.8~2.7m。
(5)、○6’层(Q4al-pl):重粉质壤土,灰色,夹粉砂、砂壤土薄层,
局部互层,层厚1.2~1.5m。
(6)、○6 轻、重粉质砂壤土,灰、灰黄色,偶夹粉质粘土薄层,
含云母片,层厚7.2~7.8m。
3、土层物理力学性质指标
参照勘察报告,本次实施雨水泵站基坑开挖深度一定范围内各土层
物理力学性质指标如下表。
层
号
土层名称
重度r 粘聚力c 内摩擦角φ 弹性模量E 孔隙比 渗透系数
KN/m3 kPa 0C MPa cm/s
○B 素填土 19.3 6.0 23.0 6.64 0.712 3.35E-04
○2 粉土夹粉质粘土 18.8 6.8 24.0 10.25 0.814 1.85E-04
○4 粉土 19.5 6.5 24.5 13.11 0.821 6.23 E-05
4、水系水文
勘察揭示的地下水类型主要为孔隙潜水,主要由大气降水与团结河
水补给并受长江水位影响,枯水期地下水向长江径流,丰水期地下水受
长江水体补给。勘察期间进行了地下水位及地表水位观测,水位变化不
大,稳定潜水位标高约为1.30m。
三 、泵站深基坑施工难点
本地涵基坑工程因其地理位置,施工要求及时间的限制使得施
工难度较大,其主要难点有:①本工程地涵与现有江堤为紧挨布置,
地涵端部距离江堤顶部路面紧有4m,施工场地狭窄,基坑底高程为
-2.8m,江堤顶高程为7.0m。基坑开挖较深,基坑西侧不具备放坡
开挖的条件,需要对江堤进行结构支护后方可进行开挖。②主体施
工时间短,施工正处于没有季节。
7.0
7.0
江堤道路(砼路面)
1.0
-2.8
土路肩
3.0
地涵西侧端头
江
堤
内
侧
土
坡
团结河测
非汛期20年一遇水位
3.56m
浆
砌
块
石
护
坡
防汛墙
保税一河地涵
地 涵 与 江 堤 断 面 示 意 图
江 堤 内 侧 土 坡
江 堤 迎 水 面 浆 砌 块 石 护 坡
江 堤 东 侧 现 场 照 片
江 堤 顶 水 泥 砼 路 面 及 防 汛 墙
四、基坑支护方案设计
在工程施工前,经过现场勘测,得知该工程边缘到江堤的距离
较小,保税一河地涵的施工需破除江堤的东侧土坡结构,为减少对
外江堤防破坏影响,应尽量减少破堤长度。因此,为确保江堤的安
全,地涵的基坑开挖采取垂直支护措施进行开挖,以减少用地,并
保证开挖安全。本工程地涵的基坑底高程-2.8m;地涵与江堤衔接
段顶面高程7.0m,基坑开挖深度约10.8m。
通过对地质资料的分析,拟定了如下基坑支护结构设计方案。
采用钻孔灌注桩支护加水泥搅拌桩围护方案,在基坑外侧采用钻孔
灌注桩作基坑支护结构,灌注桩外侧采用水泥搅拌桩止水防渗。从
地面约7.0m高程到基坑底采用灌注桩垂直支护。钻孔灌注桩直径
为1.0m,桩中心间距为1.50m,桩顶设计高程为7.0m,单桩长为
21m,桩身强度为C30钢筋砼。水泥搅拌桩桩直径为0.6m,桩中心
间距为0.45m,单桩长为17m。
本工程支护范围为基坑上口宽度每侧增加6米宽,支护纵向长
约30.1m,灌注桩桩中心间距1.50m,共布置20根;水泥搅拌桩桩
中心间距0.45m ,共布设67根。
江
堤
道
路
基坑开挖区域
6
m
6
m
3
0
.
1
m
3
0
.
1
m
φ60cm
@45
防渗水
泥搅拌
桩
桩顶高
程
7.0m
,桩底
高程
-10m
φ100
cm@
150cm
钢筋砼
灌注桩
桩顶高
程
7.0m
,桩底
高程
-16m
1
8
.
1
0.6m
0.9m
基 坑 支 护 平 面 布 置 图
7.0
7.0
江堤道路(砼面层)
-10.0
φ60cm@
45
防渗水泥
搅拌桩
桩顶高程
7.0m
,桩底高
程
-10m
-16.0
φ100cm@
150cm
钢筋砼灌
注桩
桩顶高程
7.0m
,桩底高
程
-16m
4.0
0.4
2.0
-2.8
团结河测
非汛期20年一遇水位
3.56m
基坑侧
江堤
保税一河地涵
0.6
1
基 坑 支 护 断 面 图
上述方案施工技术均成熟可行,详细的工程量及投资比较见表
1所示。
表1 基坑支护方案工程量
方案 比较项目 工程量
钻孔灌注桩支护加水泥搅
拌桩围护方案
灌注桩水下C30砼(m) 灌注桩钢筋笼制安(t) ¢600水泥搅拌桩(m) 420
35
1139
本工程基坑其他区域施工条件较好,施工用地比较宽裕,具备
放坡开挖的条件。采用放二级坡的方式,上下两层均按1:0.75的
坡度放坡。基坑南侧采用管井降水,下层二级坡处设置双排轻型井
点降水,确保干槽施工。(详见下图)
轻型井点
水泥砂浆硬质护坡
硬质围挡
硬质围挡
深水井(井深
15m、井距15m)
基 坑 开 挖 断 面 图
五、 基坑安全监测
为确保基坑开挖和江堤安全,需基坑进行监测。监测项目包括
支护结构水平及竖向位移、坡顶水平及竖向位移、周边建筑物变形、
地下水位等。具体布置如下:在基坑西侧侧边坡顶部设置3个水平
及竖向位移监测点,监测点间距约10m;在灌注桩桩顶上设置3个
水平及竖向位移监测点,监测点间距约10m;在支护桩外侧增设1
个地下水位观察井对几下水位进行监测。 以上各项监测的时间间
隔根据施工进程确定,当监测结果变化速率较大时,应加密观测次
数。
六、参考文献
[1] 胡汝兰.泵站深基坑支护结构设计及施工[J].城市道桥与防洪.
2013(05)
[2] 呙勇,蔡汉利,胡胜刚,谭峰屹.深圳新机场T3航站楼泵站深基
坑支护设计与监测分析[J]. 土工基础. 2014(05)