珠海海泉灣花園小區電梯井承臺基坑支護施工方案(34頁).doc
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2023-12-26
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1、目 錄一、工程概況2二、編制依據4三、鋼板樁支護設計4四、鋼板樁支護施工4五、基礎土方開挖施工9六、基坑監測與應急措施11七、 其它注意事項12八、電梯井鋼板樁支護計算書12 九、電梯井鋼板樁支護計算書.27一、工程概況1.1設計概況 珠海恒大海泉灣花園一標段由A1、A3兩塊地組成,總建筑面積約為204166平方米,包括8棟19F高層住宅、4棟15F高層住宅、8棟11F高層住宅,4棟7F花園洋房、2/3層別墅69棟,幼兒園1棟,銷售中心1棟、綜合樓1棟及一棟2層商業。序號單位工程名稱(注明棟號)棟數地上層數地下層數地上面積(m2)地下面積(m2)建筑面積(m2)一一標段1A1地塊19F高層住宅2、819132136500002041662A1地塊15F高層住宅4151209323A1地塊11F高層住宅8111523904A1地塊花園洋房27173235A1地塊別墅542311758993006A3地塊別墅8231404912007銷售部12/400008綜合樓12125473009幼兒園13/2400010商業樓12/一標段小計14336660800204166本工程高層區域地下室基坑由土方專業分包大面積開挖至地下室底板底(預留30cm土層),大型基坑已做噴錨支護設計,本施工方案僅適用于電梯井及其承臺基坑的支護施工。本工程地下室底板厚度400mm,電梯井深1700mm,電梯井承臺厚度13、500mm,地下室底板面標高為-5.9m,電梯井承臺基礎底標高為-9.2m。1.2工程地質概況根據韶關地質工程勘察院提供的本工程地質勘查報告,本工程基坑鋼板樁深度范圍內各土層地質情況如下:根據地質報告,基坑開挖影響范圍內的土層分布依次為:(1)素填土 層號 1褐黃、褐紅、土灰、灰黃色,主要為花崗巖風化土堆填而成,巖芯松散狀,濕,欠壓實。填土層為勘探前期新近回填。該層于場地內分布普遍,厚度0.506.80m,平均厚度3.01m。層底標高-2.923.02m。(2)沖填土(粉細砂) 層號 2深灰、土灰、灰黑色,為石英質粉細砂吹填而成,含少量淤泥質及貝殼碎屑,飽和,松散。該層于場地內分布較普遍,厚度4、0.806.60m,平均厚度2.47m。層底標高-5.880.59m。沖填時間約45年。(3)淤泥質土/淤泥 層號 1灰黑色,具腐臭味,質較純,偶見貝殼碎屑及石英砂,飽和,流塑軟塑。該層經前期軟基處理后的地段已相變為淤泥質土,場地邊緣未經處理的地段仍為淤泥。該層于場地內分布普遍,厚度2.2018.50m,平均厚度8.34m。層底標高-21.31-2.62m。(4)粉砂 層號 2灰黑色,組分主要為石英粉細砂,含淤泥質及貝殼碎屑,局部貝殼碎屑富集,飽和,松散。局部相變為中粗砂。厚度0.906.00m,平均厚度2.26m。層底標高-20.66-5.53m。(5)淤泥質土 層號 3灰黑色,具腐臭味,質5、較純,偶見貝殼碎屑及石英砂,飽和,流塑軟塑。該層于場地內分布普遍,厚度1.5012.15m,平均厚度5.95m。層底標高-18.37-10.01m。(6)粉質粘土 層號 1灰黃、褐黃、褐紅、青灰等花斑色,組分為粘土和少量石英砂礫,刀切面稍粗糙,干強度、韌性中等,無搖震反應,飽和,可塑為主,局部呈硬塑狀。該層厚度0.9017.00m,平均厚度6.31m。層底標高-30.52-11.81m。各巖土層有關力學參數表層序 號 巖土名稱 承載力特征值fak(kPa)壓縮模量ES1-2(MPa)變形模量E0(MPa)負摩阻力系數土的重度(kN/m3)凝聚力c(kPa)內摩擦角(度)預應力管樁鉆(沖)孔灌注6、樁1素填土未完成自重固結0.350.2018.918142-1淤泥質土702.330.250.2017.0842-2粉質粘土1604.9120.300.2518.932152-3淤泥質土652.630.200.1517.0733-1粉質粘土150(4.9)1218.72913二、編制依據1、本工程施工圖紙;2、韶關地質工程勘察院編制的巖土工程勘察報告;3、建筑地基基礎工程施工質量驗收規范(GB50202-2002);4、建筑基坑支護技術規程JGJ120-20125、建筑施工計算手冊6、土力學與地基基礎三、鋼板樁支護設計根據本工程地質報告及本工程地下室基礎設計圖紙,考慮到地下室整體基坑水位較高,7、未采取降水措施,電梯井處坑中坑開挖深度較大,且開挖土層為淤泥質土,易滑塌,為確保工程能夠安全、優質、高效完成,電梯井坑中坑采取以下支護措施:電梯井核心筒承臺基礎基坑采用9m長型拉森鋼板樁支護,入土深度不小于5.5米,鋼板樁頂部采用25號工字鋼設置鋼圍檁,加一道橫支稱,轉角處加斜對撐。詳見附圖。四、鋼板樁支護施工1、鋼板樁施工要求(1)鋼板樁的設置位置要符合設計要求,便于基礎施工,即在基礎最突出的邊緣外留有施工工作面(800mm寬工作面)。(2)基坑護壁鋼板樁的平面布置形狀應平直整齊,避免不規則的轉角,以便標準鋼板樁的利用和支撐設置。各周邊尺寸應符合板樁模數。(3)整個基礎施工期間,在挖土、吊運8、扎鋼筋、澆筑混凝土等施工作業中,嚴禁碰撞支撐,禁止任意拆除支撐,禁止在支撐上任意切割、電焊,也不應在支撐上擱置重物。(4)采用拉森型鋼板樁,鋼板樁施工前應查明并確保施打位置沒有需要保護的已有工程樁。(5)鋼板樁鎖口不合格的應修整,檢查合格后涂黃油。(6)為使H鋼圍檁受力均勻,在鋼板樁和H鋼之間的孔隙采用鋼板、鋼筋填滿。(7)H鋼圍檁、鋼管支撐和鋼板采用Q235鋼,焊條E43。電梯井承臺基坑鋼板樁采用Q345,焊條采用E50。(8)所有的焊接點要求按照建筑鋼結構焊接規程(JGJ81-2002)進行焊接。 拉森鋼板樁支護基坑施工參考圖片:2、電梯井承臺基坑鋼板樁支護施工的順序 (1)鋼板樁位置的9、定位放線,驗線;(按鋼板樁平面布置圖測放),內設800內徑的磚砌降水井; (2)施打電梯井鋼板樁,樁頂標高平底板底; (3)鋼板樁基槽內土方挖至檁條處、按要求安裝支撐圍檁(槽鋼28a:280*110*8);(4)按要求搭設工字鋼內支撐、轉角處斜對撐(工字鋼25a:250*110*8);(5)基槽土方開挖、鋸樁,降水井開挖至承臺底下500mm;(6)砼墊層、砌筑磚胎模(370mm厚),幫扎承臺鋼筋、澆筑砼,砌筑電梯井墻板磚胎模,施工電梯井側壁防水層,綁扎電梯井墻板鋼筋、澆筑電梯井墻板混凝土至地下室底板底以下200mm處。(7)承臺與鋼板樁間分層回填石粉;(8)待回填土穩定后,拔除鋼板樁,邊拔邊往10、樁孔內灌石粉;(9)夯實承臺周邊土層。3、鋼板樁的檢驗、吊裝、堆放(1)鋼板樁的檢驗對鋼板樁,一般有材質檢驗和外觀檢驗,以便對不合要求的鋼板樁進行矯正,以減少打樁過程中的困難。外觀檢驗:包括表面缺陷、長度、寬度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和鎖口形狀等項內容。檢查中要注意:a)對打入鋼板樁有影響的焊接件應予以割除;b)割孔、斷面缺損的應予以補強;c)若鋼板樁有嚴重銹蝕,應測量其實際斷面厚度。原則上要對全部鋼板樁進行外觀檢查。材質檢驗:對鋼板樁母材的化學成分及機械性能進行全面試驗。包括鋼材的化學成分分析,構件的拉伸、彎曲試驗,鎖口強度試驗和延伸率試驗等項內容。每一種規格的鋼板樁至少進行一個拉伸11、彎曲試驗。(2)鋼板樁吊運 裝卸鋼板樁宜采用兩點吊。吊運時,每次起吊的鋼板樁根數不宜過多,并應注意保護鎖口免受損傷。吊運方式有成捆起吊和單根起吊。成捆起吊通常采用鋼索捆扎,而單根吊運常用專用的吊具。(3)鋼板樁堆放:鋼板樁堆放的地點,要選擇在不會因壓重而發生較大沉陷變形的平坦而堅固的場地上,并便于運往打樁施工現場。堆放時應注意:堆放的順序、位置、方向和平面布置等應考慮到以后的施工方便;鋼板樁要按型號、規格、長度分別堆放,并在堆放處設置標牌說明;鋼板樁應分層堆放,每層堆放數量一般不超過5根,各層間要墊枕木,墊木間距一般為3-4米,且上、下層墊木應在同一垂直線上,堆放的總高度不宜超過2米。4、鋼12、板樁施打 拉森鋼板樁施工關系到施工止水和安全,是本工程施工最關鍵的工序之一,在施工中要注意以下施工有關要求:(1)采用型9.0米長密扣拉森鋼板樁。拉森鋼板樁采用履帶式挖土機(帶震動錘機)施打,施打前一定要熟悉地下工程樁的情況,認真放出準確的支護樁中線。(2)打樁前,對鋼板樁逐根檢查,剔除連接鎖口銹蝕、變形嚴重的鋼板樁,不合格者待修整后才可使用。(3)打樁前,在鋼板樁的鎖口內涂油脂,以方便打入拔出。(4)在插打過程中隨時測量監控每塊樁的斜度不超過2%,當偏斜過大不能用拉齊方法調正時,拔起重打。 (5)鋼板樁施打的公差標準如下表所示。鋼板樁打設公差標準項目允許公差板樁軸線偏差土10Cm樁頂標高土113、0Cm板樁垂直度土2 (6)密扣且保證鋼板樁順利合攏;特別是工作井的四個角要使用轉角鋼板樁,若沒有此類鋼板樁,則用舊輪胎或爛布塞縫等輔助措施密封。 (7)打入樁后,及時進行樁體的閉水性檢查,對漏水處進行焊接修補,每天派專人進行檢查樁體。 (8)內支撐施工技術要求基坑應分段分層開挖,分層開挖厚度不得大于0.5m。開挖至圍檁及支撐位置后,安裝圍檁,然后施工安裝支撐。待支撐安裝施工完成后,再進行下一步土方開挖。內撐做法,焊接一段工字鋼墊擋。內撐的位置和高度按施工方案圖設置。電梯井基坑設置一道支撐。 5、鋼板樁的拔除 基坑回填后,要拔除鋼板樁,以便重復使用。拔除鋼板樁前,應仔細研究拔樁方法順序和拔樁時14、間及土孔處理。否則,由于拔樁的振動影響,以及拔樁帶土過多會引起地面沉降和位移,會給已施工的地下結構帶來危害,并影響臨近原有承臺或工程樁的安全。設法減少拔樁帶土十分重要,目前主要采用灌水、灌砂措施。 (1)拔樁方法 本工程拔樁采用振動錘拔樁:利用振動錘產生的強迫振動,擾動土質,破壞鋼板樁周圍土的粘聚力以克服拔樁阻力,依靠附加起吊力的作用將樁拔除。 (2)拔樁時應注意事項 拔樁起點和順序:對封閉式鋼板樁墻,拔樁起點應離開角樁5根以上。可根據沉樁時的情況確定拔樁起點,必要時也可用跳拔的方法。拔樁的順序最好與打樁時相反。 振打與振拔:拔樁時,可先用振動錘將板樁鎖口振活以減小土的粘附,然后邊振邊拔。對較15、難拔除的板樁可先用柴油錘將樁振下100300mm,再與振動錘交替振打、振拔。有時,為及時回填拔樁后的土孔,當把板樁拔至比基礎底板略高時暫停引拔,用振動錘振動幾分鐘,盡量讓土孔填實一部分。 起重機應隨振動錘的啟動而逐漸加荷,起吊力一般略小于減振器彈簧的壓縮極限。 供振動錘使用的電源為振動錘本身額定功率的12-2.0倍。 對引拔阻力較大的鋼板樁,采用間歇振動的方法,每次振動15min,振動錘連續不超過15h。 6、鋼板樁土孔處理 對拔樁后留下的樁孔,必須及時回填處理。回填的方法采用填入法。填入法所用材料為石屑。五、基礎土方開挖施工(一)、施工部署根據現場地質情況,分層開挖土方,每層厚度不大于50016、mm。采用PC120型挖土機開挖承臺土方,人機配合,嚴禁挖土機碰傷樁體,靠近樁體邊的土體由人工清理,用輕型車輛運輸土方。(二)、施工準備1、土方開挖前應做好已挖土面標高測量確認工作。2、施工設備及工具的準備,如挖掘機、手推車、板式鋤及園口鍬、潛水泵等。3、開挖前應進行測量放線,設置控制定位軸線樁、龍門板和水平樁,放出挖土邊線,經檢查并辦理預檢手續。4、地面有積水或有地下水時,要做好相應的排水和降低地下水位的措施。積水或地下水均排至原有邊坡支護排水系統中抽排。 5、夜間施工時,應設置充足照明設施。在危險區域設置警戒標志。(三)、電梯井承臺施工流程測量放線,驗線施打拉森鋼板樁支護基槽上層土方開挖安17、裝圍檁安裝內支撐、轉角斜對撐基槽下層土方開挖(人機挖土配合)復測基槽底標高,開挖到位鋸樁承臺墊層砼施工基底放線,驗線磚胎模防水找平層防水層防水保護層承臺基礎鋼筋綁扎、預插電梯井墻鋼筋澆筑承臺混凝土砌筑電梯井墻板磚胎膜至地下室底板底電梯井側墻防水層、保護層(采用30厚擠塑板)承臺邊回填級配砂鋼板樁拔除回收回灌石粉、周邊板底土層夯實施工地下室底板及電梯井側墻。(四)、施工方法及要點土方開挖的順序、方法必須與施工方案相一致。1、開挖前應做好施工技術安全交底,開挖前用500mm厚碎石磚渣鋪設路基,上鋪20mm厚鋼板,以防止勾機及車輛壓斷工程樁。2、在基坑開挖過程中,嚴格按分層開挖,每層厚小于0.5M,18、人工及時清理樁間高差土方,保證開挖深度均勻,以免造成土方橫向擠壓工程樁。并加強坑壁的位移監測,一旦出現位移量較大或位移加速,應立即停止施工,加強觀測并及時通知業主、監理會同設計部門研究補救措施。3、基坑土方開挖過程中,挖土機不可緊貼工程樁挖土,工程樁周邊土體采用人工挖,以保證工程樁不受碰撞。4、本工程土方開挖采用機械與人工輔助開挖的方法。5、基坑開挖施工中,應經常測量和校核其平面位置、水平標高是否符合設計要求。平面控制樁和水準點也應定期復測是否正確。6、基坑開挖注意不擾動基層土,以免土體變動。(五)、地下水排水措施1、為保證開挖后的基層質量,避免開挖后的表層土雨水下滲等情況發生,地下室基坑開挖19、后在基坑側邊留出水溝和集水坑,以便抽水。2、地下水及雨水的排水:坑中坑內采用坑內設集水坑用水泵降水方式排水。底板排水采用明溝及集水坑用水泵降水方式排水。(六)、土方回填施工順序與方法1、已施工的電梯井承臺在拔除鋼板樁前,經監理進行砼隱蔽驗收后,才能回填。2、用小型勾機開挖后面基坑土方時將開挖的土方回填至已施工基坑周邊,小型勾機已不能到達回填處的土方用塔吊配合人工回填。(七)、 承臺施工與要求為保證支撐結構安全有效,承臺施工應分步施工:先行施工支撐以下部分的承臺,然后在已完成施工承臺與基坑支護之間回填土方夯實,再拆除支撐,待整個承臺施工完成后,再起拔鋼板樁并即時用砂土對鋼板樁樁位進行回填。六、基20、坑監測與應急措施 (一)基坑監測 1、按基坑支護規范規定進行基坑位移監測。在基坑四邊中點布置水平位移和沉降監測點。并及時提供基坑監測的情況及數據以便采取相應措施。 2、發現異常情況及時通知甲方、監理和施工技術人員,以便及時采取對策。 3、基坑水平位移預警值為基坑深度的3%,允許值為基坑深度的4%。 4、監測頻率為土方開挖每天監測1次,直至土方回填。若出現暴雨、基坑及周邊建筑物位移超過預警值等異常情況,應適當加大監測頻率。 (二)異常情況與應急措施 1、基坑開挖 (1)施工前應對周邊工程樁等進行巡查摸底,施工過程中應經常對坑中坑周圍地表裂縫、坑底部回填和隆起、滲漏水狀況進行巡查,發現情況及時采取21、措施。 (2)若坑頂水平位移或沉降超過警戒值,應立即停止開挖,并回填至上一級開挖深度,并通知設計采取措施加固。 (3)在坑中坑支護過程中,挖土機操作人員應保證隨叫隨到,挖機設備應保證不少于兩臺在現場,以備不時之需。(4)在現場應配備一定數量的沙包和工人,保證在出現異常情況如管涌時,可及時進行搶險工作。 (5)在分層開挖土方過程中,測量坑底部隆起量,如坑底面向上移位的情況,馬上停止開挖,并及時通知技術人員,以便及時采取對策。 2、滲水 (1)坑中坑開挖過程中若坑壁出現少量滲水,要進行疏導或堵漏。 (2)若在開挖過程中出現大量滲砂漏水現象,應立即停止施工,并回填土方,并及時報知設計方采取其他措施,22、嚴禁不顧安全野蠻施工。 (3)降水量較大時,要合理組織地表水排放,并安排足夠的排水設備對匯集的地表水進行抽排。同時在坑中坑四周,應對地表水進行疏導,避免大量的地表水集中涌入坑內。 (4)對較嚴重的滲水現象應增加坑內降水措施,使地下水位降至坑底以下0.51.0m以下。七、 其它注意事項1、坑周邊不能堆放土方,挖出土方及時運走。2、基坑頂按1.2m高度設置鋼管安全護欄。3、電梯井承臺支護鋼板樁施工中遇其他承臺工程樁時,按現場樁位置往承臺外避開工程樁。4、電梯井承臺設置一道支撐,按實際地質情況如需加設二道支撐,在承臺底部設置,第二道支撐可在澆筑承臺墊層砼并達一定強度后拆除。八、電梯井鋼板樁支護計算書23、 計算依據: 1、建筑基坑支護技術規程JGJ120-2012 2、建筑施工計算手冊江正榮編著 3、實用土木工程手冊第三版楊文淵編著 4、施工現場設施安全設計計算手冊謝建民編著 5、土力學與地基基礎(一)、參數信息 1、基本參數支護樁材料鋼樁支護樁間距ba(m)0.3支護樁嵌入土深度ld(m)6基坑開挖深度h(m)3基坑外側水位深度ha(m)0.8基坑內側水位深度hp(m)1.2支護樁在坑底處的水平位移量(mm)12承壓水含水層頂面至坑底的土層厚度D(m)4.3承壓水含水層頂面的壓力水頭高度hw(m)6 2、土層參數土層類型土厚度h(m)土重度(kN/m3)粘聚力c(kPa)內摩擦角()飽和土重24、度sat(kN/m3)水土分算填土218.9181420否粘性土317.08419.2是粘性土1018.9321522是 3、荷載參數類型荷載q(kpa)距支護邊緣的水平距離a(m)垂直基坑邊的分布寬度b(m)平行基坑邊的分布長度l(m)作用深度d(m)滿布荷載3/條形局部荷載3.544/0矩形局部荷載45562 4、計算系數結構重要性系數01綜合分項系數F1.25嵌固穩定安全系數Ke1.2圓弧滑動穩定安全系數Ks1.3突涌穩定安全系數Kh1.1 (二)、土壓力計算土壓力分布示意圖附加荷載布置圖 1、主動土壓力計算 1)主動土壓力系數 Ka1=tan2(45- 1/2)= tan2(45-1225、/2)=0.656; Ka2=tan2(45- 2/2)= tan2(45-12/2)=0.656; Ka3=tan2(45- 3/2)= tan2(45-18/2)=0.528; Ka4=tan2(45- 4/2)= tan2(45-18/2)=0.528; Ka5=tan2(45- 5/2)= tan2(45-18/2)=0.528; Ka6=tan2(45- 6/2)= tan2(45-18/2)=0.528; 2)土壓力、地下水產生的水平荷載 第1層土:0-0.8m H1=0h0+q1/i=0+3/19=0.158m Pak1上 =1H1Ka1-2c1Ka10.5=190.1580.626、56-2100.6560.5=-14.229kN/m2 Pak1下 =1(h1+H1)Ka1-2c1Ka10.5=19(0.8+0.158)0.656-2100.6560.5=-4.258kN/m2 第2層土:0.8-2m H2=1h1+q1/sati=15.2+3/20=0.91m Pak2上 =sat2H2Ka2-2c2Ka20.5=200.910.656-2100.6560.5=-4.26kN/m2 Pak2下 =sat2(h2+H2)Ka2-2c2Ka20.5=20(1.2+0.91)0.656-2100.6560.5=11.484kN/m2 第3層土:2-4m H3=2h2+q1/s27、ati=39.2+3/22=1.918m Pak3上 =sat3H3-w(h2-ha)Ka3-2c3Ka30.5+w(h2-ha)=221.918-10(2-0.8)0.528-2150.5280.5+10(2-0.8)=6.144kN/m2 Pak3下 =sat3(H3+h3)-w(h2-ha)Ka3-2c3Ka30.5+w(h2-ha)=22(1.918+2)-10(4-0.8)0.528-2150.5280.5+10(4-0.8)=38.816kN/m2 第4層土:4-5m H4=3h3+q1+q1b1/(b1+2a1)/sati=83.2+3+1.167/22=3.971m Pak4上28、 =sat4H4-w(h3-ha)Ka4-2c4Ka40.5+w(h3-ha)=223.971-10(4-0.8)0.528-2150.5280.5+10(4-0.8)=39.432kN/m2 Pak4下 =sat4(H4+h4)-w(h3-ha)Ka4-2c4Ka40.5+w(h3-ha)=22(3.971+1)-10(5-0.8)0.528-2150.5280.5+10(5-0.8)=55.768kN/m2 第5層土:5-7m H5=4h4+q1+q1b1/(b1+2a1)/sati=105.2+3+1.167/22=4.971m Pak5上 =sat5H5-w(h4-ha)Ka5-2c529、Ka50.5+w(h4-ha)=224.971-10(5-0.8)0.528-2160.5280.5+10(5-0.8)=54.315kN/m2 Pak5下 =sat5(H5+h5)-w(h4-ha)Ka5-2c5Ka50.5+w(h4-ha)=22(4.971+2)-10(7-0.8)0.528-2160.5280.5+10(7-0.8)=86.987kN/m2 第6層土:7-9m H6=5h5+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/sati=149.2+3+1.167+0.5/22=6.994m Pak6上 =sat6H6-w(h5-ha)Ka630、-2c6Ka60.5+w(h5-ha)=226.994-10(7-0.8)0.528-2160.5280.5+10(7-0.8)=87.254kN/m2 Pak6下 =sat6(H6+h6)-w(h5-ha)Ka6-2c6Ka60.5+w(h5-ha)=22(6.994+2)-10(9-0.8)0.528-2160.5280.5+10(9-0.8)=119.926kN/m2 3)水平荷載 臨界深度:Z0=Pak2下h2/(Pak2上+ Pak2下)=11.4841.2/(4.26+11.484)=0.875m; 第1層土 Eak1=0kN; 第2層土 Eak2=0.5Pak2下Z0ba=0.531、11.4840.8750.3=1.507kN; aa2=Z0/3+h3=0.875/3+7=7.292m; 第3層土 Eak3=h3(Pa3上+Pa3下)ba/2=2(6.144+38.816)0.3/2=13.488kN; aa3=h3(2Pa3上+Pa3下)/(3Pa3上+3Pa3下)+h4=2(26.144+38.816)/(36.144+338.816)+5=5.758m; 第4層土 Eak4=h4(Pa4上+Pa4下)ba/2=1(39.432+55.768)0.3/2=14.28kN; aa4=h4(2Pa4上+Pa4下)/(3Pa4上+3Pa4下)+h5=1(239.432+5532、.768)/(339.432+355.768)+4=4.471m; 第5層土 Eak5=h5(Pa5上+Pa5下)ba/2=2(54.315+86.987)0.3/2=42.391kN; aa5=h5(2Pa5上+Pa5下)/(3Pa5上+3Pa5下)+h6=2(254.315+86.987)/(354.315+386.987)+2=2.923m; 第6層土 Eak6=h6(Pa6上+Pa6下)ba/2=2(87.254+119.926)0.3/2=62.154kN; aa6=h6(2Pa6上+Pa6下)/(3Pa6上+3Pa6下)=2(287.254+119.926)/(387.254+3133、19.926)=0.947m; 土壓力合力: Eak=Eaki=0+1.507+13.488+14.28+42.391+62.154=133.82kN; 合力作用點: aa= (aaiEaki)/Eak=(00+7.2921.507+5.75813.488+4.47114.28+2.92342.391+0.94762.154)/133.82=2.505m; 2、被動土壓力計算 1)被動土壓力系數 Kp1=tan2(45+ 1/2)= tan2(45+18/2)=1.894; Kp2=tan2(45+ 2/2)= tan2(45+18/2)=1.894; Kp3=tan2(45+ 3/2)= t34、an2(45+18/2)=1.894; 2)土壓力、地下水產生的水平荷載 第1層土:3-4.2m H1=0h0/i=0/21=0m Ppk1上 =1H1Kp1+2c1Kp10.5=2101.894+2151.8940.5=41.287kN/m2 Ppk1下 =1(h1+H1)Kp1+2c1Kp10.5=21(1.2+0)1.894+2151.8940.5=89.016kN/m2 第2層土:4.2-5m H2=1h1/sati=25.2/22=1.145m Ppk2上 =sat2H2-w(h1-hp)Kp2+2c2Kp20.5+w(h1-hp)=221.145-10(1.2-1.2)1.894+35、2151.8940.5+10(1.2-1.2)=88.997kN/m2 Ppk2下 =sat2(H2+h2)-w(h1-hp)Kp2+2c2Kp20.5+w(h1-hp)=22(1.145+0.8)-10(2-1.2)1.894+2151.8940.5+10(2-1.2)=115.179kN/m2 第3層土:5-9m H3=2h2/sati=42.8/22=1.945m Ppk3上 =sat3H3-w(h2-hp)Kp3+2c3Kp30.5+w(h2-hp)=221.945-10(2-1.2)1.894+2161.8940.5+10(2-1.2)=117.932kN/m2 Ppk3下 =sat36、3(H3+h3)-w(h2-hp)Kp3+2c3Kp30.5+w(h2-hp)=22(1.945+4)-10(6-1.2)1.894+2161.8940.5+10(6-1.2)=248.844kN/m2 3)水平荷載 第1層土 Epk1=bah1(Pp1上+Pp1下)/2=0.31.2(41.287+89.016)/2=23.455kN;ap1=h1(2Pp1上+Pp1下)/(3Pp1上+3Pp1下)+h2=1.2(241.287+89.016)/(341.287+389.016)+4.8=5.327m; 第2層土 Epk2=bah2(Pp2上+Pp2下)/2=0.30.8(88.997+1137、5.179)/2=24.501kN;ap2=h2(2Pp2上+Pp2下)/(3Pp2上+3Pp2下)+h3=0.8(288.997+115.179)/(388.997+3115.179)+4=4.383m; 第3層土 Epk3=bah3(Pp3上+Pp3下)/2=0.34(117.932+248.844)/2=220.066kN;ap3=h3(2Pp3上+Pp3下)/(3Pp3上+3Pp3下)=4(2117.932+248.844)/(3117.932+3248.844)=1.762m; 土壓力合力: Epk=Epki=23.455+24.501+220.066=268.022kN; 合力作用38、點: ap= (apiEpki)/Epk=(5.32723.455+4.38324.501+1.762220.066)/268.022=2.314m; 3、基坑內側土反力計算 1)主動土壓力系數 Ka1=tan2(45-1/2)= tan2(45-18/2)=0.528; Ka2=tan2(45-2/2)= tan2(45-18/2)=0.528; Ka3=tan2(45-3/2)= tan2(45-18/2)=0.528; 2)土壓力、地下水產生的水平荷載 第1層土:3-4.2m H1=0h0/i=0/21=0m Psk1上 =(0.212-1+c1)h0(1-h0/ld)/b+1H1Ka139、=(0.2182-18+15)0(1-0/6)0.012/0.012+2100.528=0kN/m2 Psk1下 =(0.212-1+c1)h1(1-h1/ld)/b+1(h1+H1)Ka1=(0.2182-18+15)1.2(1-1.2/6)0.012/0.012+21(0+1.2)0.528=72.634kN/m2 第2層土:4.2-5m H2=1h1/sati=25.2/22=1.145m Psk2上 =(0.222-2+c2)h1(1-h1/ld)/b+sat2H2-w(h1-hp)Kp2+w(h1-hp)=(0.2182-18+15)1.2(1-1.2/6)12/12+221.14540、-10(1.2-1.2)0.528+10(1.2-1.2)=72.628kN/m2 Psk2下 =(0.222-2+c2)h2(1-h2/ld)/b+sat2(H2+h2)-w(h2-hp)Kp2+w(h2-hp)=(0.2182-18+15)2(1-2/6)12/12+22(1.145+0.8)-10(2-1.2)0.528+10(2-1.2)=108.769kN/m2 第3層土:5-9m H3=2h2/sati=42.8/22=1.945m Psk3上 =(0.232-3+c3)h2(1-h2/ld)/b+sat3H3-w(h2-hp)Kp3+w(h2-hp)=(0.2182-18+16)41、2(1-2/6)12/12+221.945-10(2-1.2)0.528+10(2-1.2)=110.102kN/m2 Psk3下 =(0.232-3+c3)h3(1-h3/ld)/b+sat3(H3+h3)-w(h3-hp)Kp3+w(h3-hp)=(0.2182-18+16)6(1-6/6)12/12+22(1.945+4)-10(6-1.2)0.528+10(6-1.2)=91.713kN/m2 3)水平荷載 第1層土 Psk1=b0h1(Ps1上+Ps1下)/2=0.31.2(0+72.634)/2=13.074kN; as1=h1(2Ps1上+Ps1下)/(3Ps1上+3Ps1下)+42、h2=1.2(20+72.634)/(30+372.634)+4.8=5.2m; 第2層土 Psk2=b0h2(Ps2上+Ps2下)/2=0.30.8(72.628+108.769)/2=21.768kN; as2=h2(2Ps2上+Ps2下)/(3Ps2上+3Ps2下)+h3=0.8(272.628+108.769)/(372.628+3108.769)+4=4.373m; 第3層土 Psk3=b0h3(Ps3上+Ps3下)/2=0.34(110.102+91.713)/2=121.089kN; as3=h3(2Ps3上+Ps3下)/(3Ps3上+3Ps3下)=4(2110.102+91.743、13)/(3110.102+391.713)=2.061m; 土壓力合力: Ppk=Ppki=13.074+21.768+121.089=155.931kN; 合力作用點: as= (asiPski)/Ppk=(5.213.074+4.37321.768+2.061121.089)/155.931=2.647m; Psk=155.931kNEp=268.022kN 滿足要求! (三)、穩定性驗算 1、嵌固穩定性驗算 Epkapl/(Eakaal)=268.0222.314/(133.822.505)=1.85Ke=1.2 滿足要求! 2、整體滑動穩定性驗算圓弧滑動條分法示意圖 Ksi =cjl44、j+(qjbj+Gj)cosj-jljtanj/(qjbj+Gj)sin cj、j 第j土條滑弧面處土的粘聚力(kPa)、內摩擦角(); bj第j土條的寬度(m); j第j土條滑弧面中點處的法線與垂直面的夾角(); lj第j土條的滑弧段長度(m),取ljbj/cosj; qj作用在第j土條上的附加分布荷載標準值(kPa) ; Gj第j土條的自重(kN),按天然重度計算; uj第j土條在滑弧面上的孔隙水壓力(kPa),采用落底式截水帷幕時,對地下水位以下的砂土、碎石土、粉土,在基坑外側,可取ujwhwaj,在基坑內側,可取ujwhwpj;滑弧面在地下水位以上或對地下水位以下的粘性土,取uj0; 45、w地下水重度(kN/m3); hwaj基坑外側第j土條滑弧面中點的壓力水頭(m); hwpj基坑內側第j土條滑弧面中點的壓力水頭(m); min Ks1 ,Ks2 ,Ksi,=2.185Ks=1.3 滿足要求! 3、滲透穩定性驗算滲透穩定性簡圖 承壓水作用下的坑底突涌穩定性驗算: D /(hww) =hii /(hww)=(221+2.322)/(610)=1.543 D /(hww) =1.543Kh=1.1 滿足要求! (四)、結構計算 1、材料參數鋼樁類型槽鋼鋼樁型號40c號槽鋼鋼材的慣性矩I(cm4)19711.2鋼材的截面抵抗矩W(cm3)985.6鋼材的彈性模量E(N/mm2)2046、600鋼材的抗彎強度設計值f(N/mm2)205鋼材的抗剪強度設計值(N/mm2)125材料截面塑性發展系數1.05 2、支護樁的受力簡圖 計算簡圖 彎矩圖(kNm) Mk=80.084kN.m 剪力圖(kN) Vk=84.26kN 3、強度設計值確定 M=0 F Mk=11.2580.084=100.105kNm V=0 F Vk=11.2584.26=105.325kN 4、材料的強度計算 max=M/(W)=100.105106/(1.05985.6103)=96.731N/mm2f=205N/mm2 滿足要求! b=(hb2-(b-tw)2(h-2t)/(2(hb-(b-tw)(h-247、t)=(4001042-(104-14.5)2(400-218)/(2(400104-(104-14.5)(400-218)=78mm S=t(b-b)2=18(104-78)2=12168mm3, max=VS/It=105.32512168103/(19711.210418)=0.361N/mm2f=125N/mm2 滿足要求!背楞、橫撐桿的強度及穩定性按以下方法計算。(一)、參數信息 1、基本參數擋板鋪設方式垂直鋪設擋土板間距l1(mm)400水平方向橫撐間距l2(mm)2000基坑開挖深度h(m) 3基坑開挖寬度l(m)8結構重要性系數01綜合分項系數F1.25豎直方向背楞根數2支撐設48、計支撐道數背楞距溝底距離D(mm)第1道3000第2道1500基坑和管溝支撐【垂直】 2、土層參數序號土名稱土厚度h(m)坑壁土的重度(kN/m3)坑壁土的內摩擦角()黏聚力c(kpa)飽和土重度sat(kN/m3)1素填土118.9181420.62淤泥質土617.08418.53粉質粘土418.9321522(二)、主動土壓力強度計算 Ka1=tan2(45- 1/2)= tan2(45-18/2)=0.528; Ka2=tan2(45- 2/2)= tan2(45-18/2)=0.528; 第1層土:0-2m H1=0h0/1=0/18=0m Pak1上 =1H1Ka1-2c1Ka10.49、5=1800.528-20.0010.5280.5=-0.001kN/m2 Pak1下 =1(hi+H1)Ka1-2c1Ka10.5=18(2+0)0.528-20.0010.5280.5=19.007kN/m2 第2層土:2-3m H2=1h1/2=36/18=2m Pak2上 =2H2Ka2-2c2Ka20.5=1820.528-2200.5280.5=-10.057kN/m2 Pak2下 =2(hi+H2)Ka2-2c2Ka20.5=18(1+2)0.528-2200.5280.5=-0.553kN/m2(三)、擋土板計算 1、材料參數材料名稱槽鋼材料類型40a號槽鋼抗彎強度(N/mm250、)205抗剪強度(N/mm2)120抗壓強度(N/mm2)205彈性模量(N/mm2)206000 2、強度計算 臨界土層的計算 臨界深度:Z0=Pak1上h1/(Pak1上+ Pak1下)+hi-1=0.0012/(0.001+19.007)+0=0m; q1上=0FPak1上l1=11.25-0.0010.4=0kN/m q1下=0FPak1下l1=11.2519.0070.4=9.504kN/m q2上=0FPak2上l1=11.25-10.0570.4=-5.029kN/m q2下=0FPak2下l1=11.25-0.5530.4=-0.276kN/m計算簡圖剪力圖(kN) Mk=9.51、823kN.m Rmax=22.631kN彎矩圖(kNm) Vk=12.474kN =M/W=9.823106/78830=124.61N/mm2f=205N/mm2, 滿足要求! maxVmax/(8Iz)bh02-(b-)h2=12.47410001004002-(100-10.5)3642/(817577900010.5)=3.499N/mm2=120N/mm2 滿足要求!(四)、背楞計算 1、材料參數材料名稱工字鋼材料類型25a號工字鋼抗彎強度(N/mm2)205抗剪強度(N/mm2)120抗壓強度(N/mm2)205彈性模量(N/mm2)206000 2、荷載計算 各背楞對擋土板作用52、的最大支座反力Rmax=22.631kN。所以背楞的線荷載按以下公式計算:q=Rmax/l1 q=Rmax/l1=22.631/0.4=56.578kN/m 3、背楞按照三跨連續梁計算最大彎矩,計算公式如下: Mmax=0.1ql22=0.156.57822=22.631kNm =M/W=22.631106/401880=56.313N/mm2f=205N/mm2, 滿足要求! 4、最大支座反力按以下公式計算: R =1.1ql2=1.156.5782= 124.472kN(五)、橫撐桿計算 1、材料參數材料名稱工字鋼材料類型25a號工字鋼抗彎強度(N/mm2)205抗剪強度(N/mm2)120抗壓強度(N/mm2)205彈性模量(N/mm2)206000 2、強度計算 l0=l-b12-h12=6500-2502-1002=5800mm =l0/i=5800/24.03=241.365 查鋼結構設計規范(GB50017-2003),得=0.132 N/(A)=124.472103/(0.1324850)=194.427N/mm2fc=205N/mm2 滿足要求!九、 電梯井承臺鋼板樁支護布置圖