【《復(fù)雜環(huán)境下地塊項(xiàng)目基坑支護(hù)設(shè)計(jì)-以某綜合樓工程為例》19000字(論文)】_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

I第一章工程概況1.1工程簡(jiǎn)介南京市玄武區(qū)法檢業(yè)務(wù)綜合樓項(xiàng)目為框架結(jié)構(gòu),地上八層,地下兩層。建筑高度25.8m,地下室面積約9930㎡。地下室板面標(biāo)高+18.00m,板厚0.50m,獨(dú)立基礎(chǔ)厚1.50m?;用娣e約7448㎡,長(zhǎng)約368m?;油练介_挖深度:自然地面標(biāo)高+25.20~+34.30m,基坑底按獨(dú)立基礎(chǔ)考慮,坑底標(biāo)高為+16.40m,開挖深度為8.80~17.90m。1.2環(huán)境概況南京市玄武區(qū)法檢業(yè)務(wù)綜合樓項(xiàng)目位于南京城北花園路6-10號(hào),用地面積約11900㎡,西側(cè)為南京林業(yè)大學(xué),北側(cè)毗鄰南京環(huán)保科技創(chuàng)業(yè)中心,南側(cè)為南京天文研究所,東側(cè)為南京天文儀器廠,位于鬧市區(qū),場(chǎng)地大門在東側(cè),東北角與花園路之間由一條近百米的道路相連。項(xiàng)目周邊環(huán)境如圖1.1所示:圖1.1場(chǎng)地位置衛(wèi)星圖1.3工程地質(zhì)與水文條件1.地質(zhì)條件評(píng)價(jià)根據(jù)場(chǎng)地巖土地質(zhì)勘探資料顯示,場(chǎng)地表面為人造填充物,地表以下多為沉積的硬塑料粘土。下覆基巖為燕山晚期侵入的中-基性輝長(zhǎng)巖巖體,場(chǎng)地覆蓋層范圍內(nèi),無(wú)液化土層。巖土層自上而下劃分情況如下:①1雜填土:色混雜,由中性粉質(zhì)水泥黏土、粘土質(zhì)地層、碎石和瓷磚塊、砂石和磚瓦片等部分混合構(gòu)成,結(jié)構(gòu)疏松,碎塊占比30~50%,局部為混凝士地坪,回填時(shí)間5年左右。層厚0.20-1.20m。①2素填土(Q4ml):褐黃色,由粉質(zhì)黏土、植物的根系、磚瓦碎石、碎屑構(gòu)成,結(jié)構(gòu)偏疏松,碎塊占比10%,場(chǎng)地均有分布,回填時(shí)間大于10年。層厚0.20~2.00m。②黏土:褐色,含較多的鐵錳質(zhì)結(jié)核。自由膨脹率δef一般在14~40%之間,平均為30.16%,無(wú)膨脹潛勢(shì),局部地段缺失。頂板埋深0.50~2.30m,層頂標(biāo)高23.20~32.77m,層厚1.10-9.70m。③全風(fēng)化輝長(zhǎng)巖:黃灰色,巖石風(fēng)化較多,砂土狀,含硅質(zhì)呈球狀顆粒。母巖結(jié)構(gòu)完全被破壞,但還能識(shí)別,遇水強(qiáng)度明顯降低,受力團(tuán)塊即碎,干鉆可鉆進(jìn),孔壁易坍塌。頂板埋深0.20~11.50m,層頂標(biāo)高16.97~30.07m,層厚0.60~3.60m。④強(qiáng)風(fēng)化輝長(zhǎng)巖:大部分為灰綠色,大多數(shù)被破壞,巖芯為砂土狀、團(tuán)塊形,夾碎塊狀。礦物質(zhì)手捏易碎,局部少量殘塊強(qiáng)度較高,錘擊不易破碎。該層干鉆難以鉆進(jìn),全場(chǎng)區(qū)分布。頂板埋深1.50-13.10m,層頂標(biāo)高14.83-28.77m,層厚1.00-13.00m。⑤中風(fēng)化輝長(zhǎng)巖:灰綠色,致密塊狀,巖芯呈中柱狀。巖石比較完整,發(fā)育少量裂縫,較難擊碎,有輕微吸水反應(yīng)。頂板埋深6.00~19.10m,層頂標(biāo)高9.37~20.66m,最大控制厚度14.00m。2.水文條件評(píng)價(jià)頂部填土中的孔隙潛水是建設(shè)場(chǎng)地地下水的重要組成部分,巖石層含水較少,基本上可以認(rèn)為是不透水,可以看作是相對(duì)隔水層。下伏基巖含風(fēng)化裂縫水,富水性不均,主要與裂縫發(fā)育程度有關(guān),水量較小??辈炱陂g正值夏季,勘察過(guò)程中發(fā)現(xiàn)初見的實(shí)測(cè)水位平均埋深0.50~1.00m,穩(wěn)定的實(shí)測(cè)水位平均埋深0.80~1.50m。是一個(gè)統(tǒng)一含水層,該含水層富水性一般,水量一般。大氣系統(tǒng)中的持續(xù)降水和地表水徑流補(bǔ)給可能會(huì)使地下水位變化,年變化幅度約0.5m。

第二章基坑支護(hù)方案選擇與確定2.1基坑支護(hù)設(shè)計(jì)基本要求(1)確保支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠起到擋土和支護(hù)的作用,確保地下空間在地下施工期間的安全穩(wěn)定。(2)通過(guò)適當(dāng)?shù)慕蹬潘胧?,確保在地下水位以上進(jìn)行基礎(chǔ)施工(3)考慮周邊環(huán)境的影響,確保周邊建筑物和道路不發(fā)生不均勻沉降(4)結(jié)合本工程的水文地質(zhì)情況,做到“安全、合理、經(jīng)濟(jì)、便于施工”(5)考慮兩種極限狀態(tài):承載能力的極限狀態(tài)、正常應(yīng)用的極限狀態(tài)2.2工程常用基坑支護(hù)的類型、適用情況和主要施工工藝2.2.1工程常用基坑支護(hù)的類型基坑施工最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的方法是放坡開挖,但往往會(huì)受到場(chǎng)地條件、周邊環(huán)境等因素限制,因此,有必要設(shè)計(jì)一種基坑支護(hù)體系,以保證施工的順利開展,并且能夠有效保護(hù)其周邊環(huán)境。基坑支護(hù)方式一般有樁、墻、撐、錨、釘五種基本類型。樁最常見的是灌注樁、鋼板樁等支護(hù);墻最常見的是連續(xù)墻支護(hù);撐最常見的是鋼管支撐、鋼混支撐支護(hù);錨最常見的拉錨桿支護(hù);釘主要是土釘支護(hù)。下文對(duì)各種基坑支護(hù)類型的適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)、施工技術(shù)要點(diǎn)作詳細(xì)綜述。2.2.2放坡開挖放坡開挖是指利用土體自身的強(qiáng)度保持邊坡不發(fā)生塌陷、滑動(dòng)或不均勻沉降,以實(shí)現(xiàn)邊坡穩(wěn)定的一種支護(hù)方式。其最大優(yōu)勢(shì)是造價(jià)便宜,支護(hù)施工進(jìn)度相對(duì)其他支護(hù)形式也較快。其缺點(diǎn)是回填土方量比較較大,也可能受雨水影響引起局部坍塌。特別是適用于施工場(chǎng)地開闊,土層良好,周邊不存在重要結(jié)構(gòu)或者房屋等設(shè)施。邊坡開挖的施工技術(shù)要點(diǎn):施工準(zhǔn)備(圖紙核對(duì)、技術(shù)交底、確定工程的施工便道、清表、開挖臨時(shí)排水溝、測(cè)量放樣)→逐層進(jìn)行開挖(嚴(yán)格控制標(biāo)高,主要有縱挖法和橫挖法兩種方式)2.2.3土釘墻支護(hù)土釘墻是一種充分利用土的自種產(chǎn)生的承載能力結(jié)合土釘產(chǎn)生效力,這種方式主要通過(guò)在土外面打入一定間距的土釘(土釘深度和間距需要設(shè)計(jì))對(duì)土體進(jìn)行加固,在土的表面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng),澆筑一定厚度的混凝土,使之與土結(jié)合。加固的原狀土、土釘、混凝土面層和坡頂坡底的防排水系統(tǒng)是這種支護(hù)方式的主要構(gòu)成要素。土釘墻支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)在于其工程量和材料用量相對(duì)較小,成本和施工速度相較于其他支護(hù)方法也較好;施工工序操作相對(duì)簡(jiǎn)單;對(duì)施工場(chǎng)地的土層情況具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。其缺點(diǎn)主要是對(duì)于膨脹土和軟弱土等土質(zhì)較差的情況不得單獨(dú)采用土釘進(jìn)行支護(hù),需要配合其他支護(hù)方法,需投入其他大型設(shè)備,對(duì)于施工組織不利。適用于地質(zhì)條件良好,地下水位低,基坑周邊環(huán)境允許造成較大的位移的工程,如果周邊建筑物、道路等對(duì)變形控制較嚴(yán)格基坑施工,要增加預(yù)應(yīng)力錨桿或錨索加強(qiáng)支護(hù)。土釘墻的施工技術(shù)要點(diǎn):測(cè)量放樣(現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查核對(duì),復(fù)測(cè))→開挖工作面(開挖深度由土釘豎向間隙決定)→按照設(shè)計(jì)要求對(duì)邊坡精細(xì)化修整成型(注意邊坡坡度控制)→土釘制作(有鋼筋土釘和鋼管土釘兩種形式,鋼筋采用二級(jí)鋼或者三級(jí)鋼,直徑12-16mm左右)→鉆孔(通過(guò)洛陽(yáng)鏟或者鉆機(jī)鉆孔,鉆的孔往下要略有一定傾斜,成孔后對(duì)孔徑、孔深和孔的傾斜角度進(jìn)行檢查)→安裝土釘→綁扎鋼筋網(wǎng)(土釘與鋼筋網(wǎng)可以通過(guò)螺紋連接或焊接加固連接)→注漿(一定要把渣土全部清除干凈,主要是采用水泥漿或者是水泥砂漿等材料)→澆筑混凝土面層(需要控制厚度和混凝土等級(jí))2.2.4鋼板樁支護(hù)鋼板樁是指由一種帶有鎖口的型鋼(主要是拉森鋼板樁)材料,通過(guò)型鋼頂部的鎖口的相互咬合搭接連接起來(lái),形成的具有一定功能的支護(hù)方式。其缺點(diǎn)是不能擋住土和水中的細(xì)小顆粒,其次,如果基坑支護(hù)需要使用數(shù)量巨大的鋼材,成本可能會(huì)很高。因此,這種支護(hù)形式適用于開挖深度不大的工程鋼板樁的施工技術(shù)要點(diǎn):修筑施工便道及平臺(tái)→測(cè)量放樣→打鋼板樁(使用打拔樁機(jī),逐根施打)→開挖溝槽及圍檀支撐(橫撐與鋼板樁之間焊接連接,挖一段,支撐一段)→地基處理→鋪設(shè)墊層(對(duì)一般土質(zhì),在管底地基上鋪設(shè)一層中粗砂)→管道安裝→回填→拔除鋼板樁(填到橫撐底部時(shí),拔除該層圍檀和支撐,填一層拆除一層圍檀和支撐,鋼板樁拔出后及時(shí)回填壓實(shí))2.2.5地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻是指在地面上用成槽機(jī)械挖出一條長(zhǎng)槽,一定要檢查成槽質(zhì)量,否則后期不好調(diào)整,之后在槽內(nèi)吊放鋼筋籠并澆筑混凝土,形成具有一定功能的連續(xù)墻體。地下連續(xù)墻的優(yōu)點(diǎn)是鋼筋混凝土墻體的變形較小,有承受較大土壓力的能力,適用于許多復(fù)雜的地基條件;施工產(chǎn)生的聲音低,對(duì)周邊環(huán)境的影響較小,非常適合在城市及建筑密集區(qū)施工。其缺點(diǎn)是相對(duì)于其他支護(hù),造價(jià)相對(duì)較高,選用時(shí)要進(jìn)行科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析;施工專業(yè)化程度高,所用機(jī)械設(shè)備一般工程可能沒有。這種支護(hù)形式適用于地基條件差,基坑開挖深度大,周邊環(huán)境要求高(有密集建筑群或重要地下管線,對(duì)周邊地面位移和沉降要求高)的基坑。地下連續(xù)墻的施工技術(shù)要點(diǎn):施工準(zhǔn)備(查地勘報(bào)告,明確地下管線的埋設(shè)狀況,進(jìn)行管線保護(hù)作業(yè),合理規(guī)劃臨時(shí)設(shè)施位置)→測(cè)量放樣(放出即將砌筑的導(dǎo)墻的中線、邊線和拐點(diǎn))→導(dǎo)墻(擋土作用,防止雨水流入基槽內(nèi),基準(zhǔn)作用)施工(首先破除路面,開挖基槽,槽底人工清理、整平,兩面做C15混凝土墊層。復(fù)核導(dǎo)墻中線和邊線,綁扎導(dǎo)墻鋼筋,也有基準(zhǔn)的作用,內(nèi)側(cè)采用整體鋼膜,外側(cè)采用槽鋼,高出地面20cm,澆筑混凝土,混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后拆除模板,及時(shí)進(jìn)行回填或用木方對(duì)導(dǎo)墻支撐加固設(shè)土工布,灑水養(yǎng)護(hù))→泥漿制作循環(huán)(首先要進(jìn)行成槽工藝試驗(yàn)確定泥漿性能指標(biāo);泥漿制備循環(huán)系統(tǒng)由泥漿制漿箱、儲(chǔ)漿箱和泥漿分離器組成,安裝后應(yīng)用護(hù)欄及時(shí)防護(hù))→成槽(采用跳槽法施工;采用成槽機(jī)和沖擊鉆或兩者組合的工藝成槽)→清槽(采用兩步清槽,第一步,利成槽機(jī)抓渣,初步清淤,第二步,用反循環(huán)和高壓潛水泵相結(jié)合的方法清孔出渣;清理干凈,檢查細(xì)致)→鋼筋籠制作(鋼筋籠由工字鋼+雙排主筋+桁架筋+剪刀筋以及拉筋和吊筋等組成;鋼筋籠制作完成后進(jìn)行驗(yàn)收,制作好的鋼筋籠存放于混凝土平臺(tái)處,距地20cm,并覆蓋彩條布,防止生銹)→鋼筋籠吊裝(下籠之前應(yīng)驗(yàn)槽,確保成槽質(zhì)量;應(yīng)該由專業(yè)人員指揮吊裝)→導(dǎo)管安裝(安裝之前做水逆性試驗(yàn),安裝時(shí)注意密封良好,導(dǎo)管安裝深度為槽底以上30-50cm)→二次清孔(澆筑混凝土之前要再次檢測(cè)槽底沉渣厚度,不符合設(shè)計(jì)要求,進(jìn)行二次清孔)→混凝土澆筑(混凝土運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行坍落度指標(biāo)檢測(cè);混凝土需要超灌50cm,保證整體強(qiáng)度)→安全防護(hù)(工序完成后用安全防護(hù)板覆蓋槽口,防止施工作業(yè)人員掉落槽段內(nèi))2.3支護(hù)方案的選擇與比較2.3.1基坑支護(hù)方案選型考慮因素(1)施工場(chǎng)地的地質(zhì)水文條件以及基坑周圍環(huán)境(包括周邊建筑物埋深、基本建筑形式以及周邊市政管網(wǎng)等埋設(shè)情況);(這些內(nèi)容主要在地質(zhì)勘查報(bào)告或可研報(bào)告中有所體現(xiàn))(2)基礎(chǔ)的形式以及其所采用的施工技術(shù)、基坑開挖深度、水平面積大小以及其形狀(主要在設(shè)計(jì)圖紙中有所體現(xiàn))(3)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工組織設(shè)計(jì)的可操作性(深基坑支護(hù)體系會(huì)做專家論證)(4)環(huán)保和工期要求(主要在可行性研究報(bào)告中體現(xiàn))2.3.2本基坑施工特點(diǎn)分析1.基坑面積約7448m2,周長(zhǎng)約368m,挖深為8.80~17.90m,樁機(jī)施工作業(yè)面小,場(chǎng)地機(jī)械多,交叉作業(yè)多。施工時(shí)需對(duì)分項(xiàng)分部工程進(jìn)行合理的分段,不同工作進(jìn)行合理的交叉,施工道路合理規(guī)劃合理利用,要確保各項(xiàng)工作能夠有序進(jìn)行。2.基坑支護(hù)開挖時(shí)進(jìn)入中風(fēng)化巖層比較深,且進(jìn)入的中風(fēng)化巖石多數(shù)是較硬的巖石,其結(jié)構(gòu)比較完全,巖體的基本質(zhì)量性能等級(jí)屬三類,施工難度非常大,根據(jù)地層情況,本工程施工時(shí)采用沖擊成孔。3.工程位置位于城區(qū),且周圍居民樓較多,要做到安全、文明、綠色環(huán)保施工,做好揚(yáng)塵和噪音控制工作,減少對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)、生活的影響。4.本工程設(shè)兩層地下室,埋深約10.00m,地下室底板絕對(duì)標(biāo)高為16.40m(局部17.40m),基坑開挖后容易產(chǎn)生基坑側(cè)壁坍塌、滲水等地質(zhì)不良現(xiàn)象,根據(jù)場(chǎng)地施工條件及巖土工程地質(zhì)條件,需要選用合適的排水和基坑支護(hù)方案。總結(jié):本工程基坑周邊環(huán)境條件復(fù)雜,開挖深度大,地下室施工周期長(zhǎng)。場(chǎng)地地形總體較為平坦,由北向南整體呈緩坡狀,場(chǎng)地西南側(cè)有一擋土墻,高差較大。地面高程24.90~33.77m,最大高差約9.87m。基坑位于鬧市區(qū),場(chǎng)地大門在東側(cè),與花園路相連,基坑邊距離大門約100m?;?xùn)|側(cè)是錦江之星酒店和中國(guó)科學(xué)院南京分院研究生公寓,基坑南側(cè)是天文儀器廠,與基坑之間有大量樹木存在,基坑西側(cè)是正在施工的建筑群體,基坑北側(cè)緊鄰廠房,整個(gè)基坑現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)全部用磚墻和圍擋封閉,夜間可適當(dāng)組織施工。施工前,應(yīng)對(duì)現(xiàn)有地下管網(wǎng)、周邊建構(gòu)筑基礎(chǔ)進(jìn)行調(diào)查,收集相關(guān)資料,并進(jìn)行核實(shí)。施工時(shí)應(yīng)注意保護(hù)周邊建構(gòu)筑物的地基穩(wěn)定,并保證原有地下管線不受破壞。應(yīng)該對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和水平位移、周圍建構(gòu)筑物、地下管線、道路和坑邊地面的變形、支撐軸力(或錨桿拉力)和地下水位等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。2.3.3支護(hù)方案的選擇綜合場(chǎng)地的土質(zhì),地下水條件和周邊環(huán)境保護(hù)要求,以“安全可靠,經(jīng)濟(jì)合理,技術(shù)可行,方便施工”為原則,以AB段、HI段以及FG段為分析研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)幾種支護(hù)方式進(jìn)行適用分析,選擇相對(duì)來(lái)說(shuō)較好的支護(hù)結(jié)構(gòu)方案。1.放坡支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是成本便宜經(jīng)濟(jì);僅僅進(jìn)行土方開挖回填和地下降排水的施工工序,支護(hù)施工進(jìn)度快。對(duì)于本項(xiàng)目的AB段土層來(lái)說(shuō),周圍場(chǎng)地開闊,沒有高層建筑,并且基坑深度在十米左右,土層性態(tài)也比較好,所以我覺得AB段可以采用二級(jí)自然放坡,第一段坡的高寬比為1:1,第二段坡為1:0.5;坡面噴80mm厚C20混凝土,鋪設(shè)?8@200*200鋼筋網(wǎng)片,設(shè)PVC管泄水孔,?50@1500,L=0.4m。2.土釘墻支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是施工方便,造價(jià)較低,但是這種方法不適宜用在地下水埋深較淺的地區(qū),這是因?yàn)橥玲攭Φ姆浪阅懿惶茫冶竟こ痰刭|(zhì)勘察報(bào)告中的結(jié)論表明建設(shè)場(chǎng)地淺部地下水為孔隙潛水,對(duì)用鋼筋制作的土釘有一定的腐蝕作用,所以這種支護(hù)方式不適宜本項(xiàng)目。3.鉆孔灌注樁是工程中應(yīng)用比較廣泛的支護(hù)方式,這種支護(hù)形式大多運(yùn)用于基坑深度在7~15m的基坑工程中。這種方式在施工中噪音低,對(duì)周圍環(huán)境的影響也相對(duì)較小,但是對(duì)于本工程HI段和FG段,基坑深度在20m左右,所以,我認(rèn)為這種支護(hù)方式也不太適合。4.鋼板樁支護(hù)方式的優(yōu)點(diǎn)是鋼板樁本身具有一定防水抗?jié)B能力,施工方便快捷,工期短。但是因?yàn)殇摪鍢洞蛉牒桶纬鲞^(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境影響較大,本項(xiàng)目位于鬧市區(qū),而且對(duì)于本項(xiàng)目而言,運(yùn)用這種方式進(jìn)行支護(hù)一次需要投入大量特制鋼材,所以這種支護(hù)方式也不是一種合適的方式。5.地下連續(xù)墻變形較小,有承受較大土壓力的能力,適用于許多復(fù)雜的地基條件;施工產(chǎn)生的聲音低,對(duì)周邊環(huán)境的影響較小,非常適合在城市及建筑密集區(qū)施工。對(duì)于開挖深度在20m左右的基坑工程,選擇這種支護(hù)方式比較好,所以HI段支護(hù)以及FG段支護(hù)比較適合這種支護(hù)方式。綜上所述:以“安全可靠,經(jīng)濟(jì)合理,技術(shù)可行,方便施工”為設(shè)計(jì)原則,AB段支護(hù)結(jié)構(gòu)用放坡比較好,HI段以及FG段支護(hù)用連續(xù)墻相對(duì)而言比較合適。2.4水平支撐體系常用方式對(duì)比與選用基坑支護(hù)工程中水平支撐對(duì)于施工安全非常重要,需要做好這一方面的設(shè)計(jì)工作。按照支撐材料形式不同主要?jiǎng)澐譃殇撝魏弯摻罨炷林蝺煞N形式,關(guān)于它們的比較如表2.1所示表2.1水平支撐體系比較鋼支撐鋼筋混凝土支撐材料鋼管、型鋼鋼筋混凝土施工方法預(yù)制現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)焊接、螺紋連接一次澆筑適應(yīng)性只能受壓,不能受拉既能受壓,又能受拉支撐形成時(shí)間安裝結(jié)束即形成混凝土硬化后,有時(shí)間效應(yīng)支撐利用不能作為永久結(jié)構(gòu)可以作為永久結(jié)構(gòu)剛度剛度小剛度大穩(wěn)定性受現(xiàn)場(chǎng)拼裝的影響穩(wěn)定性可靠鋼筋混凝土支撐的主要優(yōu)點(diǎn)為剛度大,整體變形?。欢疫@種支撐體系適應(yīng)不同形狀和不同地質(zhì)條件的基坑;不會(huì)因?yàn)楣?jié)點(diǎn)松動(dòng)而發(fā)生側(cè)向位移,施工質(zhì)量得到保障。鋼支撐的主要優(yōu)點(diǎn)為材質(zhì)量輕,加工方便,可塑性好,能夠有效地減少因?yàn)闀r(shí)間的影響而導(dǎo)致增加的基坑位移。但是鋼支撐鋼管的焊接質(zhì)量和水平難以得到保障,與支護(hù)結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量也難以保證。多次使用的構(gòu)件可能留有殘余應(yīng)力,質(zhì)量也不可靠,容易發(fā)生安全事故,另一方面,本工程基坑面積較大,鋼支撐的剛度較小,不能保證支護(hù)體系的穩(wěn)定,所以我覺得這種支撐形式不適合本工程。綜上,水平內(nèi)支撐適合本基坑工程,鋼筋混凝土內(nèi)支撐的施工流程如圖2.2所示圖2.2鋼筋混凝土內(nèi)支撐的施工流程2.5降排水措施降排水問(wèn)題是地下工程的關(guān)鍵問(wèn)題之一,處理不當(dāng)將會(huì)出現(xiàn)重大的安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失,地表水和地下水控制對(duì)整個(gè)基坑的安全起到尤為重要的位置。根據(jù)場(chǎng)地的土層滲透性及水文地質(zhì)情況,本工程降排水工作主要分為兩大部分,基坑內(nèi)部和基坑地表,針對(duì)地表主要采取的方式為截水溝和排水溝雙重?cái)r截,在坡頂設(shè)置環(huán)形的截水溝,坡頂外側(cè)超過(guò)5m范圍設(shè)置排水溝,保證水盡量不流到基坑內(nèi)。對(duì)于基坑內(nèi)部的水主要采用的辦法是先在噴漿的面層設(shè)置泄水孔,讓側(cè)壁的水出來(lái),留到基坑內(nèi)的集水暗井里面,基坑下面的水流到暗溝,然后再到暗井里面,集水井做最后的匯合把側(cè)壁和基坑下面的水一起排除坑內(nèi)的水排出去,保證坑內(nèi)能正常施工。具體措施如下:1.基坑頂部設(shè)置排水溝,上口寬300mm,深300mm,排水溝之間的連接平順,使水流順暢,墊層面層采用C20細(xì)石混凝土硬化,厚度100mm,底部及內(nèi)側(cè)做20mm的防水砂漿層。2.基坑里面用集水暗井和暗溝一起配合排除地下水?;觾?nèi)側(cè)四面中心設(shè)置暗溝,每隔一定距離設(shè)置一個(gè)集水井,集水井尺寸為0.5*0.5m,用潛水泵抽到基坑外面(每口集水井選用兩臺(tái)12m3/h的水泵),水泵置于集水井內(nèi),吸水口始終保持在水位以下,抽水和挖土同步進(jìn)行。

第三章HI段剖面支護(hù)體系設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1剖面信息與土層信息的確定1.選取HI段剖面進(jìn)行分析計(jì)算,HI段地質(zhì)勘探報(bào)告中土層信息如表3.1所示,基坑周圍分布均布荷載可近似取q=20KPa。表3.1土層信息表層號(hào)土層名稱層厚(m)重度(KN/m3)粘聚力(KPa)內(nèi)摩擦角(°)分/合算1素填土2.2018.012.008.00合算2粘性土4.1019.758.8017.40合算3微風(fēng)化巖2.3020.520.0018.00合算4強(qiáng)風(fēng)化巖10.5021.565.0020.00合算5中風(fēng)化巖25.0026.3350.0040.00合算HI段剖面的剖面圖如圖3.2所示,根據(jù)此圖可以得出地面標(biāo)高為±0.000m,基礎(chǔ)底部標(biāo)高為-27.6m,素填土的分界線為-2.2m,粘土的分界線為-6.3m,微風(fēng)化巖石的分界線為-8.6m,強(qiáng)風(fēng)化巖石的分界線為-19.7m,其中素填土厚度2.2m,粘性土厚度4.1m,微風(fēng)化巖厚度2.3m,強(qiáng)風(fēng)化巖厚度10.5m,中分化巖厚度為25m。圖3.2土層剖面圖基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全等級(jí)及重要性系數(shù)應(yīng)根據(jù)以下三種情況選擇對(duì)應(yīng)判斷選擇(1)基坑周圍限制條件比較多,土質(zhì)之類的情況很不好導(dǎo)致支擋結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、周邊的土體頂不住壓力,產(chǎn)生的大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境或基坑上面主體結(jié)構(gòu)施工安全的影響非常嚴(yán)重,那么γ0(2)基坑周圍限制條件沒那么多,土質(zhì)之類的情況也還好,導(dǎo)致支擋結(jié)構(gòu)失穩(wěn),但是土體的變形對(duì)基坑周邊環(huán)境或基坑上面主體結(jié)構(gòu)施工安全的影響嚴(yán)重程度沒那么大,那么γ0(3)基坑周圍限制條件相對(duì)較少,土質(zhì)之類的情況也不錯(cuò),導(dǎo)致支擋結(jié)構(gòu)失穩(wěn),但是土體的變形對(duì)基坑周邊環(huán)境或基坑上面主體結(jié)構(gòu)施工安全的影響嚴(yán)重程度不大,那么γ0根據(jù)本工程的周邊具體實(shí)際情況確定本基坑工程的側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí),=1.0。3.2按分層土計(jì)算土壓力3.2.1土壓力簡(jiǎn)介土壓力是指由于土體的自身,周圍建筑物還有需要支擋的構(gòu)筑物共同作用引起結(jié)構(gòu)物的側(cè)向擠壓力,土壓力根據(jù)產(chǎn)生的位移大小和方向分為三種表現(xiàn)形式,分別叫靜止土壓力E0(不產(chǎn)生位移偏移)、主動(dòng)土壓力Ea(這種力產(chǎn)生位移并且這種位移遠(yuǎn)離所支擋的土體,這時(shí)候結(jié)構(gòu)物承受的土壓力最小,類似于一個(gè)人吃的過(guò)飽放松褲腰帶后,頓時(shí)感覺放松,此時(shí)褲腰帶所承受的肚皮給予的壓力最小)、被動(dòng)土壓力(這種力也產(chǎn)生位移,這種位移擠著3.2.2主動(dòng)土壓力計(jì)算1.規(guī)范公式1)對(duì)于碎石土及砂類土①基坑計(jì)算深度在地下水位以上時(shí)②基坑計(jì)算深度在地下水位以下時(shí)式中:表示第i層土主動(dòng)壓力系數(shù),后附公式—作用于計(jì)算深度的應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值,基坑支護(hù)圖紙中查,多層土需要累加表示粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值,γi表示重度,都在基坑支護(hù)圖紙中可以查到,各層土參數(shù)可能不同Zj表示計(jì)算的深度,圖紙中標(biāo)注,而表示外側(cè)水位的深度,它們的差值影響兩個(gè)系數(shù)mj和η2)對(duì)于粉土及粘性土2.計(jì)算各土層主動(dòng)土壓力系數(shù)素填土:黏土:微風(fēng)化巖:強(qiáng)風(fēng)化巖:中風(fēng)化巖:規(guī)范中規(guī)定主動(dòng)土壓力的計(jì)算系數(shù)的公式為:式中:φik3.據(jù)規(guī)范計(jì)算各土層的主動(dòng)土壓力HI段的土層剖面圖如圖3.3所示,根據(jù)上述公式計(jì)算各截面的主動(dòng)土壓力,主要計(jì)算式如下:圖3.3HI段土層剖面圖由于地表主動(dòng)土壓力小于0,需計(jì)算得到主動(dòng)土壓力為0的分界點(diǎn)令,即18*0.76X=5.68,解得X=0.42m由于上層主動(dòng)土壓力小于0,需計(jì)算得到主動(dòng)土壓力為0的分界點(diǎn),如果計(jì)算的分界點(diǎn)超過(guò)這一土層的總深度,那么整個(gè)這一土層的主動(dòng)土壓力計(jì)算值為0,具體計(jì)算式如下;令,19.7*0.54X=53.66,X=5.03m>4.1m,所以粘土層主動(dòng)土壓力為0由于上層主動(dòng)土壓力小于0,計(jì)算原理同上,具體計(jì)算式如下;令即26.3*0.22h=238.08,h=41.12m>8.5m,所以中風(fēng)化巖石層主動(dòng)土壓力為04.綜合計(jì)算結(jié)果,使用畫圖軟件,畫出主動(dòng)土壓力各土層分布圖,如圖3.4所示:圖3.4HI段主動(dòng)土壓力分布圖

3.2.3水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算本工程的水平抗力主要存在于土層的底部,最后一層巖石層中風(fēng)化巖石層之上,關(guān)于水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算過(guò)程如下:1.根據(jù)公式計(jì)算各土層的水平抗力(被動(dòng)土壓力)系數(shù)強(qiáng)風(fēng)化巖:中風(fēng)化巖:規(guī)范中規(guī)定主動(dòng)土壓力的計(jì)算系數(shù)的公式為:式中:φik2.據(jù)規(guī)范計(jì)算各土層的水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值,計(jì)算公式與主動(dòng)土壓力類似,為,式中各字母的含義同主動(dòng)土壓力,下面為各截面的水平抗力的主要計(jì)算式:由于最后一層土的主動(dòng)土壓力都為0,所以最后一層土只有水平抗力3.綜合計(jì)算結(jié)果,使用畫圖軟件,畫出水平抗力各土層標(biāo)準(zhǔn)值分布圖如圖3.5所示:圖3.5HI段水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值分布圖3.2.4應(yīng)力計(jì)算通過(guò)前文主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力的計(jì)算結(jié)果,匯總得出各土層上下部分的應(yīng)力值①E1?1上=0KPa;E②E2?2③E3?3上=45.2KPa;E④E4?4上=0.88KPa;E⑤E5?5綜合計(jì)算結(jié)果,使用畫圖軟件,畫出應(yīng)力各土層分布圖,如圖3.6所示圖3.6HI段總應(yīng)力值分布圖3.3地下連續(xù)墻嵌固深度計(jì)算規(guī)范規(guī)定:連續(xù)墻的嵌固深度應(yīng)滿足基坑底隆起穩(wěn)定性要求,關(guān)于基坑坑底抗隆起驗(yàn)算的公式和計(jì)算結(jié)果在第四章詳細(xì)敘述,此處不再贅述,另外,規(guī)范還明確一點(diǎn)要求,擋土構(gòu)件嵌固深度除了滿足上述條件之外,懸臂式結(jié)構(gòu)要大于0.8h;單支點(diǎn)支擋式結(jié)構(gòu),要大于0.3h;多支點(diǎn)支擋式結(jié)構(gòu),必須大于0.2h。嵌固深度的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3.7所示:圖3.7嵌固深度簡(jiǎn)圖理正深基坑軟件用圓弧滑動(dòng)簡(jiǎn)單條分法來(lái)確定基坑支護(hù)嵌固深度,規(guī)范中的計(jì)算公式為:Cikli+(qibi+Gi式中:Cik,φik表示最危險(xiǎn)滑動(dòng)面對(duì)應(yīng)的第i個(gè)土條上的li和bi分別對(duì)應(yīng)第i個(gè)土條的高度和qi和Gγk是整體穩(wěn)定性荷載分項(xiàng)系數(shù),θi表示最危險(xiǎn)滑動(dòng)面對(duì)應(yīng)的第i個(gè)土條的計(jì)算確定墻底圓弧滑動(dòng)面的圓心坐標(biāo)在(-164.115,125.288)處,半徑為206.472m,得出對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定性系數(shù)Ks=1.482≥1.300(上述公式中的整體穩(wěn)定性荷載分項(xiàng)系數(shù)),計(jì)算出嵌固深度采用值hd根據(jù)上述兩條規(guī)定,取嵌固深度為:5.600m。3.4施工過(guò)程應(yīng)力位移與結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算一.以HI段剖面作為主要研究對(duì)象,通過(guò)理正深基坑設(shè)計(jì),可以得出其以下支錨方案:采用五道錨桿支護(hù),用內(nèi)撐加撐,水平間距為1m,第一道錨桿的豎向間距為5m,其余錨桿的豎向間距都是1m,不考慮入射角,錨固段長(zhǎng)度都是6.5m,各個(gè)工況的具體情況如表3.8所示:表3.8HI段支錨信息支錨道號(hào)預(yù)加(KN)支錨剛度(MN/m)錨固體直徑(mm)工況號(hào)錨固力調(diào)整系數(shù)材料抗力(kN)材料抗力調(diào)整系數(shù)160.004.812~152.051.00280.006.634~196.351.0030.003.906~101.791.0040.005.238~125.661.0050.0040.2110~1005.311.00二.本基坑工程HI段主要分11個(gè)工況進(jìn)行施工,包括五次加撐和六次開挖工序,其中支撐方式選擇內(nèi)撐,前五道開挖工序之間的間距為2m,起止深度為5.5m,最后一道開挖工序距離前一道開挖工序14.5m,每開展一次開挖工序之前進(jìn)行一次加撐保障措施。三.理正深基坑軟件導(dǎo)出各個(gè)工況的土體應(yīng)力位移的相應(yīng)情況,結(jié)果如下:①工況1的應(yīng)力位移分布圖如圖3.9所示,第一張圖看出土壓力變化幅度在-4506.03KN/m~111.60KN/m,第二張圖看出位移變化幅度在-16.02mm—1.35mm,第三張圖看出彎矩變化幅度在-4.55KN.m~46.91KN.m,第四張圖看出剪力變化幅度在-37.40KN~43.17KN,從圖上看應(yīng)力和位移的變化范圍都不夠明顯。圖3.9工況1應(yīng)力位移圖

②工況2的應(yīng)力位移分布圖如圖3.10所示,第一張圖看出土壓力變化幅度在-4506.03KN/m~111.60KN/m,第二張圖看出位移變化幅度在-15.52mm~1.30mm,第三張圖看出彎矩變化幅度在-4.55KN.m~48.53KN.m,第四張圖看出剪力變化幅度在-32.30KN~43.17KN,從圖上看應(yīng)力和位移的變化幅度還是不夠明顯,但是彎矩和剪力有了小波動(dòng)。圖3.10工況2應(yīng)力位移圖③工況3的應(yīng)力位移分布圖如圖3.11所示,第一張圖看出土壓力幅度在-4320.42KN/m~111.60KN/m,第二張圖看出位移變化幅度在-19.79mm~0.69mm,第三張圖看出彎矩變化幅度在-46.63KN.m~52.22KN.m,第四張圖看出剪力變化幅度在-63.23KN~57.11KN,從圖上看位移的變化幅度還是不夠明顯,彎矩和剪力有明顯波動(dòng)。圖3.11工況3應(yīng)力位移圖④工況4的應(yīng)力位移分布圖如圖3.12所示,第一張圖看出土壓力變化幅度在-4320.42KN/m~111.60KN/m,第二張圖看出位移變化幅度在-20.11mm~0.64mm,第三張圖看出彎矩變化幅度在-7.23KN.m~45.00KN.m,第四張圖看出剪力變化幅度在-38.45KN~52.98KN,從圖上看位移的變化幅度還是不夠明顯,彎矩和剪力有波動(dòng)。圖3.12工況4應(yīng)力位移圖⑤工況5的應(yīng)力位移分布圖如圖3.13所示,第一張圖看出土壓力變化幅度在-4127.72KN/m~111.60KN/m,第二張圖看出位移變化幅度在-16.41mm~0.53mm,第三張圖看出彎矩變化幅度在-45.89KN.m~45.00KN.m,第四張圖看出剪力變化幅度在-37.14KN~81.89KN,從圖上看位移的變化幅度還是不夠明顯,彎矩和剪力繼續(xù)波動(dòng)。圖3.13工況5應(yīng)力位移圖⑥工況6的應(yīng)力位移分布圖如圖3.14所示,第一張圖看出土壓力變化范圍在-4127.72KN/m~111.60KN/m,第二張圖看出位移變化幅度在-16.41mm~0.53mm,第三張圖看出彎矩變化幅度在-45.89KN.m~45.00KN.m,第四張圖看出剪力幅度在-37.14KN~81.89KN,從圖上看位移的變化幅度還是不夠明顯,彎矩和剪力繼續(xù)波動(dòng)。圖3.14工況6應(yīng)力位移圖⑦工況7的應(yīng)力位移分布圖如圖3.15所示,第一張圖看出土壓力變化幅度在-3929.97KN/m~111.60KN/m,第二張圖看出位移變化幅度在-14.92mm~0.54mm,第三張圖看出彎矩變化幅度在-62.35KN.m~45.00KN.m,第四張圖看出剪力變化幅度在-42.96KN~95.19KN,從圖上看位移有了一定的變化,彎矩和剪力波動(dòng)變強(qiáng)。圖3.15工況7應(yīng)力位移圖

⑧工況8的應(yīng)力位移分布圖如圖3.16所示,第一張圖看出土壓力變化幅度在-3929.97KN/m~111.60KN/m,第二張圖看出位移變化幅度在-14.92mm~0.54mm,第三張圖看出彎矩變化幅度在-62.35KN.m~45.00KN.m,第四張圖看出剪力變化幅度在-42.96KN~95.19KN,從圖上看位移有了一定的變化,彎矩和剪力波動(dòng)變強(qiáng)。圖3.16工況8應(yīng)力位移圖⑨工況9的應(yīng)力位移分布圖如圖3.17所示,第一張圖看出土壓力變化幅度在-3732.22KN/m~111.60KN/m,第二張圖看出位移變化幅度在-23.07mm~0.63mm,第三張圖看出彎矩變化幅度在-106.54KN.m~61.00KN.m,第四張圖看出剪力變化幅度在-64.40KN~92.42KN從圖上看位移的變化變大,彎矩和剪力波動(dòng)繼續(xù)變強(qiáng)。圖3.17工況9應(yīng)力位移圖⑩工況10的應(yīng)力位移分布圖如圖3.18所示,第一張圖看出土壓力變化幅度在-3732.22KN/m~111.60KN/m,第二張圖看出位移變化幅度在-23.07mm~0.63mm,第三張圖看出彎矩變化幅度在-106.54KN.m~61.00KN.m,第四張圖看出剪力變化幅度在-64.40KN~92.42KN,從圖上看位移有了較大的變化,彎矩和剪力波動(dòng)很大。圖3.18工況10應(yīng)力位移圖?工況11的應(yīng)力位移分布圖如圖3.19所示,第一張圖看出土壓力變化幅度在-2102.04KN/m~111.60KN/m,第二張圖看出位移變化幅度在-176.70mm~1.86mm,第三張圖看出彎矩變化幅度在-545.15KN.m~635.83KN.m,第四張圖看出剪力變化幅度在-213.00KN~397.70KN,從圖上看位移與之前的概況相比幅度有了明顯的變化,彎矩和剪力波動(dòng)范圍也是如此。圖3.19工況11應(yīng)力位移圖四.通過(guò)上述對(duì)于基坑HI段剖面的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果,在理正深基坑軟件內(nèi)導(dǎo)出應(yīng)力位移包絡(luò)圖(對(duì)工程可能的出現(xiàn)的最差情況進(jìn)行具體分析,也就類似于管理學(xué)中悲觀準(zhǔn)則,取各個(gè)截面內(nèi)力最大值連起來(lái)形成的曲線圖形,但要注意的是這不是真實(shí)的內(nèi)力圖,是一種概念設(shè)計(jì)),理正深基坑是按照經(jīng)典法進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)的,結(jié)果如圖3.20所示,第一張圖看出土壓力變化幅度在-545.15KN~635.83KN,第二張圖看出位移變化幅度在-176.70mm~1.86mm,第三張圖看出彎矩變化幅度在-545.15KN.m~635.83KN.m,第四張圖看出剪力變化幅度在-213.00KN~397.70KN。3.20應(yīng)力位移包絡(luò)圖五.通過(guò)理正深基坑軟件對(duì)HI段剖面支護(hù)的計(jì)算分析,得到了如圖3.21所示的地表沉降圖,從圖中可以得到,地表沉降值用三角形法(紅)、指數(shù)法(綠)和拋物線法(藍(lán))進(jìn)行地表沉降的分析計(jì)算,圖中根據(jù)三角形法分析的數(shù)據(jù)可以看出,隨著距離坑邊的距離的增加,位移沉降量越來(lái)越小,峰值在起點(diǎn),為186mm;指數(shù)法分析的數(shù)據(jù)也是如此,峰值為280mm;拋物線峰值位移距離坑邊10~12m處,為147mm。圖3.21地表沉降圖3.5地下連續(xù)墻配筋設(shè)計(jì)計(jì)算規(guī)范規(guī)定,在進(jìn)行地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)應(yīng)采用強(qiáng)度為C30~C40的混凝土。地下連續(xù)墻的縱向受力筋應(yīng)沿墻身每邊均勻配置,宜采用HRB335級(jí)或HRB400級(jí)鋼筋,直徑不宜小于16mm,水平鋼筋及構(gòu)造鋼筋宜選用HPB235、HRB335或HRB400級(jí)鋼筋,直徑不小于12mm。本基坑HI段支護(hù)采用地下連續(xù)墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)加固,選用C30的混凝土,縱向鋼筋選用HRB400鋼筋,水平鋼筋選用HRB335鋼筋,拉結(jié)鋼筋選用HPB300級(jí)鋼筋,沿墻身截面每邊均勻分布?;釉O(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于配筋的公式為:MPS≤f公式當(dāng)中各個(gè)字母的解釋如下:M為計(jì)算的最大彎矩值,P表示設(shè)計(jì)配筋的間距大小,S表示鋼筋的安全系數(shù)。A和r表示混凝土計(jì)算截面的面積和半徑,rsAsr、Asrfc和fα、αs和α根據(jù)理正深基坑的設(shè)計(jì)結(jié)果得出下面的結(jié)果:As的計(jì)算值為10600mm2,縱向鋼筋采用直徑40mm的HRB400鋼筋,間距取100mm,配的鋼筋實(shí)際As為12566mm2,水平鋼筋采用直徑12mm的HRB335鋼筋,間距取200mm,實(shí)際As為565mm2拉結(jié)鋼筋采用直徑6mm的第四章深基坑設(shè)計(jì)驗(yàn)算以剛性擋土墻為例,闡述它可能發(fā)生的幾種破壞形式①剛性擋土墻進(jìn)入土體的深度不夠或者因?yàn)橄旅媸且恍┸浫醯耐翆?,?dǎo)致?lián)鯄Ω浇耐馏w發(fā)生了整體性滑移而受到破壞②施工過(guò)程中擠壓了土體、坑外堆放重型材料、重型機(jī)械設(shè)備開來(lái)開去給土增加壓力荷載,導(dǎo)致墻后土體產(chǎn)生負(fù)荷過(guò)大,墻體向坑內(nèi)傾覆。③坑內(nèi)的土體強(qiáng)度相對(duì)較低或坑外荷載過(guò)重時(shí),導(dǎo)致墻底的變形范圍過(guò)大或基坑的整體剛性位移所以,一方面,需要對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)算工作,因?yàn)檫@關(guān)系到基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案能不能行的通,主要包括幾個(gè)方面的重點(diǎn)工作:整體穩(wěn)定性驗(yàn)算、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算和抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算;基坑底部的抗滑移驗(yàn)算和抗承壓水驗(yàn)算,另一方面,在進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)基坑開挖與回填的整個(gè)過(guò)程中,需要對(duì)基坑周邊環(huán)境加強(qiáng)監(jiān)測(cè),主要包括水平位移的變化和豎向沉降量的監(jiān)測(cè)。下面,結(jié)合理正深基坑軟件,對(duì)本基坑進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)算:4.1整體穩(wěn)定性驗(yàn)算理正深基坑導(dǎo)出的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算簡(jiǎn)圖如圖4.1所示圖4.1整體穩(wěn)定性驗(yàn)算簡(jiǎn)圖整體穩(wěn)定性如果用圓弧滑動(dòng)條分法進(jìn)行驗(yàn)算,其整體穩(wěn)定性應(yīng)符合公式:式中字母含義解釋如下:Ks表示圓弧滑動(dòng)整體穩(wěn)定性安全系數(shù);這個(gè)參數(shù)與安全等有關(guān),關(guān)于基坑安全等級(jí)的確定方法前文有相應(yīng)敘述;安全等級(jí)為一的支擋結(jié)構(gòu)不應(yīng)小于1.35,二級(jí)不小于1.3、三級(jí)不小于1.25;Ks,i表示第i個(gè)滑動(dòng)圓弧的抗滑力矩與滑動(dòng)力矩(類似于正義與邪惡的比例)的比值理正深基坑軟件采取的計(jì)算方法叫瑞典分條法,圓弧滑動(dòng)條寬為0.4m;公式中抗滑力矩和滑動(dòng)力矩比值的最小值通過(guò)尋找不同圓心及半徑的所有滑動(dòng)圓弧確定,最終確定了最小值對(duì)應(yīng)滑動(dòng)面的圓心坐標(biāo)為(-3.246,23.139),半徑為28.957m;得到最小比值為Ks=4.125>1.3,滿足整體穩(wěn)定性要求。4.2抗傾覆驗(yàn)算規(guī)范中的計(jì)算公式,抗傾覆安全系數(shù)為被動(dòng)土壓力對(duì)樁底的傾覆彎矩與主動(dòng)土壓力對(duì)樁底的傾覆彎矩的相應(yīng)比值,對(duì)于安全等級(jí)為二級(jí)的支護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)這個(gè)比值需要≥1.2。理正深基坑的驗(yàn)算結(jié)果如下:工況1中五層土對(duì)應(yīng)的五道內(nèi)撐的材料抗力和錨固力均為0,通過(guò)理正深基坑計(jì)算的相應(yīng)比值結(jié)果如下:Ks=33.989≥1.200,滿足規(guī)范對(duì)基坑抗傾覆方面的要求。工況2中五層土對(duì)應(yīng)的五道內(nèi)撐的材料抗力和錨固力均為0,通過(guò)理正深基坑計(jì)算的相應(yīng)比值結(jié)果如下:Ks=34.287≥1.200,滿足規(guī)范對(duì)基坑抗傾覆方面的要求。工況3中五層土中除了第一道內(nèi)撐的材料抗力為152.053KN/m外,其他各層土的材料抗力都為0錨固力各層土都為0,通過(guò)理正深基坑計(jì)算的相應(yīng)比值結(jié)果如下:Ks=31.029≥1.200,滿足規(guī)范對(duì)基坑抗傾覆方面的要求。工況4中五層土中除了第一道內(nèi)撐的材料抗力為152.053KN/m,第二道內(nèi)撐的材料抗力為196.350KN/m外,其他各層土的材料抗力都為0錨固力各層土都為0,通過(guò)理正深基坑計(jì)算的相應(yīng)比值結(jié)果如下:Ks=31.400≥1.200,滿足規(guī)范對(duì)基坑抗傾覆方面的要求。工況5中五層土中除了第一道內(nèi)撐的材料抗力為152.053KN/m,第二道內(nèi)撐的材料抗力為196.350KN/m外,其他各層土的材料抗力都為0錨固力各層土都為0,通過(guò)理正深基坑計(jì)算的相應(yīng)比值結(jié)果如下:Ks=28.293≥1.200,滿足規(guī)范對(duì)基坑抗傾覆方面的要求。工況6的五層土對(duì)應(yīng)的五道內(nèi)撐的材料抗力和錨固力的具體情況如表4.2所示表4.2工況6抗傾覆驗(yàn)算參數(shù)表序號(hào)支錨類型材料抗力(KN/m)錨固力(KN/m)1內(nèi)撐152.0530.0002內(nèi)撐196.3500.0003內(nèi)撐101.7880.0004內(nèi)撐0.0000.0005內(nèi)撐0.0000.000通過(guò)理正深基坑對(duì)計(jì)算的相應(yīng)比值結(jié)果如下:Ks=28.471≥1.200,滿足規(guī)范對(duì)基坑抗傾覆方面的要求。工況7的五層土對(duì)應(yīng)的五道內(nèi)撐的材料抗力和錨固力的具體情況如表4.3所示表4.3工況7抗傾覆驗(yàn)算參數(shù)表序號(hào)支錨類型材料抗力(KN/m)錨固力(KN/m)1內(nèi)撐152.0530.0002內(nèi)撐196.3500.0003內(nèi)撐101.7880.0004內(nèi)撐0.0000.0005內(nèi)撐0.0000.000通過(guò)理正深基坑對(duì)計(jì)算的相應(yīng)比值結(jié)果如下:Ks=25.380≥1.200,滿足規(guī)范對(duì)基坑抗傾覆方面的要求。工況8的五層土對(duì)應(yīng)的五道內(nèi)撐的材料抗力和錨固力的具體情況如表4.4所示表4.4工況8抗傾覆驗(yàn)算參數(shù)表序號(hào)支錨類型材料抗力(KN/m)錨固力(KN/m)1內(nèi)撐152.053650.3102內(nèi)撐196.350650.3103內(nèi)撐101.788650.3104內(nèi)撐125.664650.3105內(nèi)撐0.0000.000通過(guò)理正深基坑對(duì)計(jì)算的相應(yīng)比值結(jié)果如下:Ks=25.582≥1.200,滿足規(guī)范對(duì)基坑抗傾覆方面的要求。工況9的五層土對(duì)應(yīng)的五道內(nèi)撐的材料抗力和錨固力的具體情況如表4.5所示表4.5工況9抗傾覆驗(yàn)算參數(shù)表序號(hào)支錨類型材料抗力(KN/m)錨固力(KN/m)1內(nèi)撐152.0530.0002內(nèi)撐196.3500.0003內(nèi)撐101.7880.0004內(nèi)撐125.6640.0005內(nèi)撐0.0000.000通過(guò)理正深基坑對(duì)計(jì)算的相應(yīng)比值結(jié)果如下:Ks=22.819≥1.200,滿足規(guī)范對(duì)基坑抗傾覆方面的要求。工況10的五層土對(duì)應(yīng)的五道內(nèi)撐的材料抗力和錨固力的具體情況如表4.6所示表4.6工況10抗傾覆驗(yàn)算參數(shù)表序號(hào)支錨類型材料抗力(KN/m)錨固力(KN/m)1內(nèi)撐152.0530.0002內(nèi)撐196.3500.0003內(nèi)撐101.7880.0004內(nèi)撐125.6640.0005內(nèi)撐1005.3100.000通過(guò)理正深基坑對(duì)計(jì)算的相應(yīng)比值結(jié)果如下:Ks=24.228≥1.200,滿足規(guī)范對(duì)基坑抗傾覆方面的要求。工況11的五層土對(duì)應(yīng)的五道內(nèi)撐的材料抗力和錨固力的具體情況如表4.7所示表4.7工況11抗傾覆驗(yàn)算參數(shù)表序號(hào)支錨類型材料抗力(KN/m)錨固力(KN/m)1內(nèi)撐152.0530.0002內(nèi)撐196.3500.0003內(nèi)撐101.7880.0004內(nèi)撐125.6640.0005內(nèi)撐1005.3100.000通過(guò)理正深基坑對(duì)計(jì)算的相應(yīng)比值結(jié)果如下:Ks=4.449≥1.200,滿足規(guī)范對(duì)基坑抗傾覆方面的要求。通過(guò)對(duì)各個(gè)工況比值情況的分析;可以看出,工況11的抗傾覆安全系數(shù)最小它對(duì)應(yīng)的Ks=4.449≥1.200,滿足規(guī)范對(duì)基坑抗傾覆方面的要求。

4.3抗隆起驗(yàn)算1.驗(yàn)算簡(jiǎn)圖理正深基坑軟件中關(guān)于抗隆起驗(yàn)算的簡(jiǎn)圖如圖4.8和圖4.9所示圖4.8抗隆起驗(yàn)算簡(jiǎn)圖1圖4.9抗隆起驗(yàn)算簡(jiǎn)圖2

2.計(jì)算公式公式中字母含義解釋如下:K?e表示抗隆起驗(yàn)算的安全系數(shù),這個(gè)系數(shù)與總體穩(wěn)定性的系數(shù)一樣與基坑的安全等級(jí)有關(guān),一二三級(jí)分別對(duì)應(yīng)1.8、1.6和1.4;γm1和γm2分別表示支擋結(jié)構(gòu)物外側(cè)和內(nèi)側(cè)地面以上的土的重度值;D表示基坑與支擋結(jié)構(gòu)物底邊的相互距離;Nc和Nq根據(jù)理正深基坑設(shè)計(jì)軟件關(guān)于抗隆起的驗(yàn)算結(jié)果如下:在基坑底部,抗隆起安全系數(shù)Ks=45.152≥1.600,抗隆起穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。4.4抗承壓水(突涌)驗(yàn)算當(dāng)有地下水時(shí),應(yīng)查明各個(gè)含水層的埋置深度和含水量分布,分析是什么類型的地下水、怎么產(chǎn)生的、怎么排出去等一系列問(wèn)題,有承壓水時(shí),應(yīng)分層測(cè)定其水頭高度。當(dāng)坑底以下有水頭高于坑底的承壓水含水層時(shí),各類支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行承壓水作用下的坑底突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算。當(dāng)不滿足突涌穩(wěn)定性要求時(shí),應(yīng)對(duì)該承壓水含水層采取截水、減壓等相應(yīng)措施。下面結(jié)合理正深基坑對(duì)本工程的抗承壓水進(jìn)行驗(yàn)算,驗(yàn)算簡(jiǎn)圖如圖4.10所示圖4.10抗承壓水驗(yàn)算簡(jiǎn)圖根據(jù)規(guī)范要求:承壓水作用下的坑底突涌穩(wěn)定性應(yīng)符合下式規(guī)定:公式中字母含義解釋如下:Ke表示抗承壓水頭(突涌)穩(wěn)定性安全系數(shù),規(guī)范要求驗(yàn)算要>1.1;D表示基坑底部以下至承壓水層頂板間覆蓋土層的厚;γ和γw分別表示基坑底部以下至承壓水層頂板間覆蓋土層的重度和承壓水層水的重度;理正深基坑的計(jì)算結(jié)果如下:Ky=52.60/30=1.75≥1.10,得出結(jié)論基坑底部土抗承壓水頭穩(wěn)定!對(duì)于選擇的基坑方案的整體評(píng)價(jià):HI段選擇地下連續(xù)墻作為基坑支護(hù)方案,解決了基坑深度過(guò)大的棘手問(wèn)題,總體安全可靠,經(jīng)濟(jì)合理,技術(shù)可行,方便施工,各項(xiàng)驗(yàn)算滿足規(guī)范指標(biāo)。

第五章土方施工方案與造價(jià)5.1施工要點(diǎn)5.1.1土方開挖按照設(shè)計(jì)要求,本項(xiàng)目土方開挖分五層進(jìn)行:第一層土方開挖為場(chǎng)地平整,由于基坑場(chǎng)地起伏較大,進(jìn)場(chǎng)后首先開挖基坑南側(cè)高差較大區(qū)域土方挖除工作,挖出高差范圍為33.40~27.70m,挖除的土方約29000m3,按照2000m3/天的開挖速度自上而下進(jìn)行開挖,以每層厚度不超過(guò)2.0m為原則,15天完成場(chǎng)地平整工作,開挖過(guò)程中跟進(jìn)坡面掛網(wǎng)噴砼施工,保證邊坡安全。第二層土方開挖為基坑土方開挖階段,基坑開挖面積7448m2,開挖范圍27.70~25.30m,挖深2.40m(細(xì)分為2個(gè)亞層,開挖深度為27.70~26.50m、26.50~25.30m),土方量約17820m3,安排3臺(tái)挖機(jī)、21臺(tái)土方車進(jìn)行施工,按照2000m3/天的開挖速度,8天完成土方開挖,開挖過(guò)程中跟進(jìn)鋼筋混凝土支撐施工。第三層土方開挖范圍為25.30~22.30m,開挖深度3.0m(細(xì)分為2個(gè)亞層,開挖深度為25.30~23.80m、23.80~22.30m),土方量22344m3,安排3臺(tái)挖機(jī)、21臺(tái)自卸車進(jìn)行土方開挖外運(yùn),按照2000m3/天的開挖速度,12天完成第三層土方開挖,結(jié)合土方開挖跟進(jìn)樁間、坡面掛網(wǎng)噴砼施工。第四層土方開挖范圍為22.30~19.30m,開挖深度3.0m(細(xì)分為2個(gè)亞層,開挖深度為22.30~20.80m、20.80~19.30m),土方量22344m3,安排3臺(tái)挖機(jī)、21臺(tái)自卸車進(jìn)行土方開挖外運(yùn),按照2000m3/天的開挖速度,12天完成第四層土方開挖,結(jié)合土方開挖跟進(jìn)樁間、坡面掛網(wǎng)噴砼施工。第五層土方開挖范圍為19.30~16.40m,開挖深度2.90m(細(xì)分為2個(gè)亞層,開挖深度為19.30~17.80m、17.80~16.40m),土方量21599m3,安排3臺(tái)挖機(jī)、3臺(tái)鎬頭機(jī)、21臺(tái)自卸車進(jìn)行土方開挖外運(yùn),由于第五層涉及③-3中風(fēng)化輝長(zhǎng)巖,開挖速度按照1000m3/天的開挖速度,22天完成第五層土方開挖,余土清理時(shí)安排3臺(tái)長(zhǎng)臂挖機(jī)配合挖機(jī)及自卸車進(jìn)行土方施工,結(jié)合土方開挖跟進(jìn)樁間、坡面掛網(wǎng)噴砼施工。期間邊挖土也要邊配合排水工作,排水溝的施工工藝如下測(cè)量放樣:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查核對(duì)。鋪筑墊層:采用成槽機(jī)械挖溝槽。挖至設(shè)計(jì)要求的深度后,人工整修溝槽底面,按設(shè)計(jì)要求先在上面分別鋪一層50mm厚的碎石墊層和素混凝土墊層,再在最上面鋪20mm厚防水砂漿。磚砌排水溝:采用強(qiáng)度等級(jí)Mu10、M7.5水泥砂漿的標(biāo)準(zhǔn)磚砌排水溝,兩側(cè)磚墻寬度均可以設(shè)置上限為240mm,高度為300mm,溝凈寬為300mm,集水井的寬度和深度均為500mm。溝槽內(nèi)粉:采用防水砂漿在磚溝槽內(nèi)找平,厚度為20mm,砂漿均勻、平整無(wú)縫隙,確保溝槽內(nèi)水不滲漏。粘土填塞:溝槽外側(cè)采用粘土分層回填并搗實(shí),防止溝槽變形。集水井:以同樣方式施工集水井,集水井每隔20m設(shè)置一個(gè),集水井凈深和凈寬均為500mm。5.1.2土方回填壓實(shí)①填土應(yīng)采用挖方區(qū)余土,并控制土的含水率在最佳含水量范圍內(nèi),過(guò)濕要翻拌晾曬,過(guò)干要澆水。如果用不同的土填筑時(shí),應(yīng)該分層鋪填,好土在上,差土在下,不得混合填筑。②在地形起伏之處,應(yīng)做好接搓,修筑1:2臺(tái)階形成邊坡,但不得在基礎(chǔ)、墻角、柱墩等重要部位。

5.1.3拆除工程①拆除的內(nèi)容:包括砼道路拆除、原室內(nèi)水磨石地面拆除、磚基礎(chǔ)拆除、鋼筋砼條形基礎(chǔ)拆除、鋼筋砼地圈梁拆除、鋼筋砼獨(dú)立基礎(chǔ)拆除、塊石擋墻拆除、鋼筋砼水池拆除。②應(yīng)該做好拆除前機(jī)械的選擇。地下隱蔽管線、構(gòu)造物的調(diào)查與標(biāo)記等準(zhǔn)備工作。制訂技術(shù)控制措施和安全防范措施。5.2工程量清單表基坑支護(hù)前期的土石方開挖回填和一些構(gòu)件的拆除外運(yùn)工作等分部工程的工程量如下表所示工作名稱工作內(nèi)容工程量土石方工程土方場(chǎng)內(nèi)倒運(yùn)回填5273m3土方外運(yùn)10763.21m3拆除外運(yùn)工程砼道路拆除外運(yùn)410m3地面拆除外運(yùn)280㎡磚基礎(chǔ)拆除外運(yùn)20m3鋼筋砼構(gòu)件拆除外運(yùn)110m3塊石擋墻拆除外運(yùn)150m3原場(chǎng)地堆放的砼外運(yùn)10m35.3投標(biāo)報(bào)價(jià)5.3.1單位工程投標(biāo)報(bào)價(jià)匯總表序號(hào)匯總內(nèi)容金額(元)其中:暫估價(jià)(元)1分部分項(xiàng)工程1205156.8701.1人工費(fèi)124288.0401.2材料費(fèi)-3443.401.3施工機(jī)具使用費(fèi)954799.0401.4企業(yè)管理費(fèi)75510.0901.5利潤(rùn)53941.9102措施項(xiàng)目4571502.1單價(jià)措施項(xiàng)目費(fèi)22391.5802.2總價(jià)措施項(xiàng)目費(fèi)23323.4202.2.1其中:安全文明施工措施費(fèi)17185.6803其他項(xiàng)目12000003.1其中:暫列金額12000003.2其中:專業(yè)工程暫估價(jià)003.3其中:計(jì)日工003.4其中:總承包服務(wù)費(fèi)004規(guī)費(fèi)20837.2504.2社會(huì)保險(xiǎn)費(fèi)16450.4604.3住房公積金3015.9204.1工程排污費(fèi)1370.8705稅金48431.480投標(biāo)報(bào)價(jià)合計(jì)=1+2+3+4+51440140.605.3.2分部分項(xiàng)工程和單價(jià)措施項(xiàng)目清單與計(jì)價(jià)序號(hào)項(xiàng)目編碼項(xiàng)目名稱項(xiàng)目特征描述計(jì)量單位工程量金額(元)綜合單價(jià)合價(jià)其中暫估價(jià)分部分項(xiàng)工程場(chǎng)地平整914093.2201010101002001挖一般土方1.土壤類別:三類2.挖土深度:18m3.棄土運(yùn)距:外運(yùn)距離、棄置費(fèi)用由投標(biāo)人自行考慮m352733.9320722.8902010101002002挖一般土方1.土壤類別:三類2.挖土深度:16m3.棄土運(yùn)距:外運(yùn)距離、棄置費(fèi)用由投標(biāo)人自行考慮m310763.2176.07818757.3803010103001001回填方1.填方粒徑、密度要求:符合規(guī)范規(guī)定2.填方來(lái)源、運(yùn)距:利用場(chǎng)內(nèi)土方m3527314.1574612.950土(石)方工程186323.804010101003001挖溝槽土方1.土壤類別:三類2.挖土深度:15m3.棄土運(yùn)距:外運(yùn)距離、棄置費(fèi)用由

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