[優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)精品]河南省武警邊防總隊(duì)辦公樓基坑支護(hù)及降水設(shè)計(jì)

1、學(xué)士學(xué)位論文河南省武警邊防總隊(duì)辦公樓基坑支護(hù)及降水設(shè)計(jì)緒 論80年代以來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷的增加隨著建筑高度的增加，根據(jù)構(gòu)造要求與使用要求，基礎(chǔ)的埋深也隨之不斷的增加。為確保基礎(chǔ)工程的安全施工，及其周邊建筑物的安全，須對(duì)因基礎(chǔ)施工的要求而開挖的基坑進(jìn)行有效的支護(hù)。建筑物的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)是一門從實(shí)踐中發(fā)展起來的技術(shù)。隨著我國(guó)建設(shè)的發(fā)展，基坑支護(hù)技術(shù)有了較大的提高，出現(xiàn)了很多基坑支護(hù)型式。目前常用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)型式主要有以下幾種：（1）放坡開挖及簡(jiǎn)易圍護(hù)結(jié)構(gòu)；（2）懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)；（3）重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)；（4）內(nèi)撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)；（5）拉錨式維護(hù)結(jié)構(gòu)；（6）土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)；（7）其

2、他圍護(hù)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，隨著基坑支護(hù)工程的發(fā)展，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理論也有很大的提高。初期的設(shè)計(jì)理論主要基于擋土墻設(shè)計(jì)理論。對(duì)于懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)朗肯土壓力計(jì)算方法確定墻土之間的土壓力，也就是支護(hù)結(jié)構(gòu)上的作用荷載及反作用力按主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力分布考慮，以此按靜力方法計(jì)算出擋土結(jié)構(gòu)內(nèi)力。對(duì)于支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，則采用等值梁法計(jì)算支點(diǎn)力及結(jié)構(gòu)內(nèi)力。由于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與一般的擋土墻受力機(jī)理的不同，按經(jīng)典方法（極限平衡法或等值梁）計(jì)算結(jié)果與支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力實(shí)測(cè)結(jié)果相比，在大部分情況下偏大，且難以支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。隨著電子計(jì)算機(jī)運(yùn)用的普及，彈性地基梁法（“c”法、“k”法、“m”法）及將圍護(hù)結(jié)構(gòu)與土體一并離散的有限元法，在擋土

3、結(jié)構(gòu)分析中日漸受到工程界的重視。他們能夠考慮支擋結(jié)構(gòu)的平衡條件和結(jié)構(gòu)與土的變形協(xié)調(diào)，并可有效地計(jì)入開挖過程中的多種因素的影響。同時(shí)從支擋結(jié)構(gòu)的水平位移可以初步的估計(jì)開挖對(duì)鄰近建筑物的影響程度。但是這兩種方法仍然存在一定的缺陷：（1）未能考慮地下水的存在與滲透效應(yīng)，和水土合算法一樣，不能反應(yīng)水位高低的區(qū)別；（2）采用有限元法時(shí)，究竟選用何種本構(gòu)關(guān)系或計(jì)算模型，土的參數(shù)如何確定，以及塑性區(qū)范圍和穩(wěn)定性之間定量關(guān)系缺乏經(jīng)驗(yàn)；（3）采用彈性地基梁法時(shí)，計(jì)算參數(shù)難以確定，現(xiàn)有的文獻(xiàn)提供的范圍，大小差別很大，其準(zhǔn)確度還缺乏實(shí)測(cè)資料驗(yàn)證。另外，彈性地基梁法只能計(jì)算變形，基本上沒有考慮土的強(qiáng)度問題。因此，無法

4、直接確定圍護(hù)墻的必要入土深度。盡管彈性地基梁法與有限元法的理論不是很完善，但是和經(jīng)典方法相比，還是有很大的優(yōu)越性，在顯示的基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)中仍然廣泛的使用。工程實(shí)踐表明，大大小小的基坑工程事故大多與地下水有關(guān)。在其基坑開挖期間，一些最壞的情況都是出現(xiàn)在地下水以下，它不僅使工作條件變得惡劣，且易造成管涌、基底隆起，甚至造成周邊建筑物的沉降、傾斜、裂縫、倒塌等嚴(yán)重的工程事故。因此，基坑工程必須對(duì)地下水進(jìn)行有效控制。其地下水處理的好壞，是決定基坑工程成敗的重要因素。目前，防滲隔離和降、排是地下水處理的主要方法。其目的是：獲得基坑開挖的干作業(yè)空間；保證基坑邊坡和底板的穩(wěn)定性；保證鄰近的建筑物的正常的使用

5、。擬建武警河南邊防總隊(duì)辦公樓位于鄭州市金水路東部武警邊防總隊(duì)院內(nèi)。擬建辦公樓地上9層，地下1層，裙樓地上2層，地下1層，地下車庫均為停車場(chǎng)。該基坑深約5.7m，地下水位埋深1.5m。該基坑由于其特殊的場(chǎng)地和周邊的環(huán)境條件，基坑的南、北兩側(cè)必須豎直開挖，而東、西兩側(cè)的上部可以適當(dāng)?shù)姆牌?，下部須采用豎直開挖。同時(shí)結(jié)合該場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，確定該基坑的東西兩側(cè)和北側(cè)食堂段采用土釘墻支護(hù)，在基坑的南側(cè)和基坑北側(cè)辦公樓段采用樁錨支護(hù)。由于該場(chǎng)地地下水位埋藏較淺，對(duì)基坑支護(hù)和開挖影響較大，故須進(jìn)行基坑降水。結(jié)合該場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件，本基坑采用噴射井點(diǎn)降水的方法。同時(shí)考慮到基坑的降水會(huì)給基坑周邊的建筑物和地

6、下管線的正常使用帶來不利的影響，故在基坑的周邊設(shè)置了閉合豎向止水帷幕以及采取了相應(yīng)的回灌措施。本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)依據(jù)：（1）黃河勘測(cè)規(guī)劃有限公司的河南省公安邊防總隊(duì)辦公樓巖土工程勘察報(bào)告 2004.3（2）建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程（jgj12099）（3）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj50072001）（4）土層錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)范（cesc22：90）（5）錨桿噴射混凝土技術(shù)規(guī)范（gbj8685）（6）建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范（jgj/t11198）第一章 工程概況及場(chǎng)地地質(zhì)條件第一節(jié) 工程概況擬建武警河南省邊防總隊(duì)辦公樓位于鄭州市金水路東部武警邊防總隊(duì)院內(nèi)，金水路與107國(guó)道交叉口南西部。擬建辦公樓

7、地上9層，地下2層；裙樓地上2層，地下1層，地下車庫均為停車場(chǎng)。該基坑深度為自然地坪向下5.7m（室內(nèi)外高差為1.60m）?；哟笾鲁书L(zhǎng)方形，開挖面積約為3000m2。第二節(jié) 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件1.2.1 場(chǎng)地地形、地貌擬建工程場(chǎng)地位于鄭州市金水路東部武警邊防總隊(duì)院內(nèi)金水路與107國(guó)道交叉口南西部。東鄰107國(guó)道。地貌單元屬于黃河泛濫沖積平原。在構(gòu)造上屬華北凹陷西南部邊緣地帶。場(chǎng)地多為混凝土地面，局部為花壇或噴水池，噴水池為平底，深度較淺，地面標(biāo)高92.492.5m,地形平坦。1.2.2 土層分布根據(jù)場(chǎng)地野外鉆探和原位測(cè)試結(jié)果，35m深度內(nèi)所揭露土層均由第四系堆積物組成。在垂直方向35m范圍內(nèi)分

8、布有2套地層，地表02.2m為雜填土（q4ml）,2.235m左右為第四系全新統(tǒng)沖積物（q4al），按地層的成因類型、巖性及工程地質(zhì)特性將其劃分為12個(gè)工程地質(zhì)單元層。場(chǎng)區(qū)地層空間野外特征情況見表11：表11 場(chǎng)區(qū)地層空間野外特征表地層編號(hào)時(shí)代成因巖土名稱層厚m層底埋深m濕度壓縮性空間分布巖性描述q4ml填土1.802.201.802.20場(chǎng)區(qū)普遍分布地表為混凝土表面，以下為建筑垃圾，底部為灰褐色有機(jī)質(zhì)黏土。q4al粉土16.02.203.704.20濕中在場(chǎng)區(qū)分布連續(xù)暗黃褐黃色，稍密，干強(qiáng)度，韌性低，質(zhì)純含鐵質(zhì)氧化物。q4al粉土夾粉質(zhì)粘土1.602.405.806.10濕高場(chǎng)區(qū)普遍分布暗黃

9、褐黃色，稍密，干強(qiáng)度，韌性低，局部稍具粘性并夾可塑狀粉質(zhì)粘土薄層。q4al粉土1.502.207.308.30濕中分布連續(xù)暗黃灰黃色，中密，干強(qiáng)度，韌性低，含白色田螺碎片，局部夾雜灰色粉質(zhì)粘土薄層。q4al粉土2.603.3010.5010.90濕中場(chǎng)區(qū)普遍分布，場(chǎng)地北部較厚灰色，中密，干強(qiáng)度，韌性低，含鈣質(zhì)結(jié)合及白色蝸牛殼碎片，夾灰色可塑狀粉質(zhì)粘土薄層。q4al粉質(zhì)粘土1.301.6012.0012.20高場(chǎng)區(qū)普遍分布灰色，可塑狀，干強(qiáng)度，韌性中等，含白色田螺碎片，含少量的有機(jī)質(zhì)、植物殘骸。q4al粉土0.801.8013.0014.00濕中場(chǎng)區(qū)普遍分布灰色，密實(shí)，干強(qiáng)度，韌性低，偶含小鈣質(zhì)

10、結(jié)核及白色蝸牛殼碎片，夾灰色可塑狀粉質(zhì)粘土薄層。q4al粉質(zhì)粘土2.102.7015.7016.20濕高場(chǎng)區(qū)普遍分布灰深灰色，可塑狀，干強(qiáng)度，韌性中等，含白色田螺碎片，含少量的有機(jī)質(zhì)、植物殘骸。q4al粉土1.201.6017.0017.50濕中場(chǎng)區(qū)普遍分布灰深灰色，可塑狀，偶含小鈣質(zhì)結(jié)核及白色蝸牛殼碎片。q4al粉質(zhì)粘土1.201.6018.6018.80濕中場(chǎng)區(qū)普遍分布灰色，可塑狀，干強(qiáng)度，韌性高等，含白色田螺碎片，含少量的有機(jī)質(zhì)、植物殘骸。q4al粉土1.602.3020.3021.00濕低場(chǎng)區(qū)普遍分布灰色，密實(shí)，干強(qiáng)度，韌性低，含鈣質(zhì)結(jié)核及白色蝸牛殼碎片，多為砂質(zhì)粉土，局部為粉砂。q4

11、al粉細(xì)砂飽和低場(chǎng)區(qū)普遍分布淺灰色，底部為灰黃色，密實(shí)狀，礦物成分為石英、長(zhǎng)石、云母，顆粒較均勻，級(jí)配良好。根據(jù)黃河勘測(cè)規(guī)劃有限公司所提供的河南省公安邊防總隊(duì)辦公樓巖土工程勘察報(bào)告提供的數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際的工程實(shí)例，各土層的（基坑設(shè)計(jì)參數(shù)）力學(xué)參數(shù)的取值如表12所示：表12 各土層的基坑設(shè)計(jì)參數(shù)層號(hào)厚度（m）2.041.921.911.822.941.461.532.341.381.311.92重度（kn/m3）1920.120.020.120.020.120.219.520.019.220.220.6fak(kpa)11090120140100160140180150180250c(kpa)8.

12、0101515151815151520100()1515202020152018201524301.2.3 不良地質(zhì)現(xiàn)象根據(jù)黃河勘測(cè)規(guī)劃有限公司所提供的河南省公安邊防總隊(duì)辦公樓巖土工程勘察報(bào)告，本場(chǎng)地?zé)o不良地質(zhì)現(xiàn)象。第三節(jié) 水文地質(zhì)條件1.3.1 地下水類型及特征根據(jù)黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司的河南省公安邊防總隊(duì)辦公樓巖土工程勘察報(bào)告（詳勘階段），擬建場(chǎng)地地下水含水層主要為粉土、粉砂、粉土為弱透水層，粉細(xì)砂為中等透水層，地下水類型上部為上層滯水，下部為孔隙潛水，其補(bǔ)給來源主要為大氣降水及地下徑流補(bǔ)給。勘察期間擬建場(chǎng)地潛水地下水位埋深1.201.30m，雜填土中的地下水主要為上層滯水，其隔水層為雜

13、填土底部的粘性土（魚塘底部），層中為孔隙潛水，平均水位埋深3.504.00m。歷史資料表明，歷史最高水位，地下水埋深約1.50m，場(chǎng)地內(nèi)潛水主要受季節(jié)和人為活動(dòng)影響，年變化幅度為1.50m左右。根據(jù)室內(nèi)水質(zhì)分析結(jié)果綜合判定：地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均無腐蝕性。1.3.2 土層的滲透性由于該場(chǎng)地的地下水位較高，對(duì)基坑的開挖有著重要的影響，需要考慮基坑的排、降水問題。黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司室內(nèi)對(duì)、層粉土作了相應(yīng)的滲透試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見（表13）：表13 各土層滲透試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表層號(hào)巖土名稱取樣編號(hào)取樣深度垂直滲透系數(shù)k20（m）cm/s粉土t02-23.53.82.70e-05t

14、08-23.53.87.32e-05粉土t02-35.05.34.86e-05t08-34.54.82.98e-05粉土t02-46.06.36.49e-05t03-56.06.34.52e-05粉土t02-69.29.53.45e-05t03-78.08.38.97e-05考慮到取樣、運(yùn)輸以及人為試驗(yàn)誤差等因素，粉土的綜合系數(shù)取綜合值k=0.4m/d。第四節(jié) 場(chǎng)地地震效應(yīng)1.4.1 場(chǎng)地土類型和建筑場(chǎng)地類別根據(jù)勘察單位所提供的剪切波速實(shí)驗(yàn)結(jié)果，據(jù)剪切波速試驗(yàn)結(jié)果地表一下20米范圍內(nèi)等效剪切波速值為167m/s，滿足140m/svs250m/s，且場(chǎng)地覆蓋層厚度大于50m，按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（

15、gb50011-2001）規(guī)定，工程場(chǎng)地土類型為中軟場(chǎng)地土，建筑場(chǎng)地類別為類。1.4.2 場(chǎng)地土的液化判別本場(chǎng)地20m范圍內(nèi)為第四系全新統(tǒng)沖積物，根據(jù)勘察單位提供的各土層的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)所取得的數(shù)據(jù)，綜合判定第層液化，縱向液化指數(shù)為1.812.52，液化等級(jí)輕微。其它土層有個(gè)別液化。綜合評(píng)價(jià)本場(chǎng)地為輕微液化場(chǎng)地。1.4.3 抗震設(shè)防據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50011-2001）及國(guó)家地震局2001年出版的中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)（gb18306-2001），鄭州市設(shè)計(jì)地震分組為第一組，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.45s。根據(jù)場(chǎng)地具體的工程地質(zhì)情況，對(duì)照建

16、筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50011-2001）相應(yīng)的條例（第4.1.1條），本場(chǎng)地為建設(shè)抗震不利地段。第二章 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)第一節(jié) 支護(hù)方案的選擇2.1.1 基坑工程周圍環(huán)境分析擬建工程基坑周邊環(huán)境非常復(fù)雜，北側(cè)已建5層辦公樓距基坑開挖線為3.20m，食堂距基坑開挖線為3.20m，南側(cè)2層建筑物距基坑開挖線為1.80m，其他側(cè)場(chǎng)地相對(duì)寬闊。根據(jù)基坑工程重要性分析，5層辦公樓、2層車庫、食堂地段為一級(jí)基坑，其他均為二級(jí)基坑。2.1.2 基坑邊坡穩(wěn)定性分析基礎(chǔ)施工時(shí)，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行基坑開挖施工。為了使施工順利的進(jìn)行并維護(hù)基坑及周邊建筑物的安全，必須對(duì)將要形成的邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析判定，以決定采取相

17、應(yīng)的維護(hù)措施。由于場(chǎng)地條件的限制，沒有放坡的空間條件，其基坑只能豎直開挖。對(duì)該基坑開挖形成的邊坡采用穩(wěn)定系數(shù)法對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性分析。公式如下：（21）其中：k安全穩(wěn)定性系數(shù)；c土的內(nèi)粘聚力(kpa)；h基坑邊坡豎直高度（m）；土的天然重度，可以采用加權(quán)值；穩(wěn)定系數(shù)；由上式計(jì)算得：k=0.508。所求邊坡安全穩(wěn)定性系數(shù)遠(yuǎn)小于1.11.5，該邊坡是不穩(wěn)定的，必須對(duì)該基坑的邊坡進(jìn)行相應(yīng)的圍護(hù)。3.1.3 支護(hù)方案的選擇根據(jù)調(diào)查了解和收集的區(qū)域資料，目前常采用的基坑支護(hù)方式主要有：懸臂樁支護(hù)結(jié)構(gòu)、樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)、重力式擋土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)、土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)等。幾種支護(hù)方法的比較如下表2-1：表2-1 基坑支護(hù)方案

18、比較支護(hù)名稱適用范圍工程中優(yōu)缺點(diǎn)工程施工建議懸臂樁支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于土質(zhì)較好，開挖深度不大的基坑。工期較短，造價(jià)較低，但入土深度較大，且基坑上部變形不易控制。可以在基坑?xùn)|側(cè)與西側(cè)布置。樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)除軟土地基外，在砂土、粘性土地基中均可以運(yùn)用。對(duì)基坑壁變形的限制嚴(yán)格有效，但工期較長(zhǎng)，造價(jià)較高，錨桿占用坑內(nèi)空間。可以在基坑的南側(cè)和北側(cè)布置。重力式擋土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于基坑壁等級(jí)為二、三級(jí)，開挖深度不大的基坑。施工較為簡(jiǎn)單。但水泥土樁抗拉強(qiáng)度低，受荷載后變形較大，且要單獨(dú)的占用工期。建議在基坑?xùn)|側(cè)和西側(cè)布置。土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于基坑壁等級(jí)為二、三級(jí)，開挖較淺的基坑。不適用于含水豐富的粉細(xì)砂、砂礫石層、淤泥

19、質(zhì)土及其他飽和軟土層，不適合用于對(duì)變形有嚴(yán)格要求的基坑。施工速度快，用料省，工程造價(jià)低，對(duì)周邊環(huán)境影響較小。且變形相對(duì)較小。建議在基坑的東側(cè)、西側(cè)和基坑北側(cè)食堂段地下連續(xù)墻對(duì)各種地質(zhì)條件的適應(yīng)性都較強(qiáng)。采用逆作法可以縮減基礎(chǔ)施工工期，但是其施工的工序較為復(fù)雜，且造價(jià)很高。本工程不宜采用根據(jù)以上支護(hù)方案的比較，結(jié)合該場(chǎng)地實(shí)際的地質(zhì)條件，綜合分析：5層辦公樓、2層車庫地段為一級(jí)基坑，對(duì)基坑壁變形控制要求較高，故采用樁錨支護(hù)；食堂和其他二級(jí)基坑地段可以采用土釘墻支護(hù)方式。其基坑支護(hù)平面圖見附圖2。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)對(duì)基坑北側(cè)辦公樓段支護(hù)方式和基坑西側(cè)支護(hù)方式分別進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、計(jì)算。2.1.4 支護(hù)設(shè)計(jì)思路

20、一、基坑北側(cè)辦公樓段支護(hù)（樁錨支護(hù)）設(shè)計(jì)思路：1.由勘察報(bào)告和設(shè)計(jì)要求確定設(shè)計(jì)參數(shù)及地下水位；2.計(jì)算支護(hù)樁的最小插入深度dmin及各支點(diǎn)的反力ri；3.選擇樁長(zhǎng)；4.穩(wěn)定性計(jì)算（單獨(dú)進(jìn)行驗(yàn)算）；5.確定樁長(zhǎng)；6.計(jì)算最大的彎矩mmax；7.支護(hù)樁的配筋計(jì)算；8.錨桿的相關(guān)計(jì)算；9.錨桿的布置平面圖。二、基坑西側(cè)支護(hù)（土釘墻）設(shè)計(jì)思路：1.根據(jù)坡體的剖面尺寸、土的物理力學(xué)性能和和坡頂?shù)某d情況，計(jì)算潛在滑動(dòng)面的的位置和形狀；2.初步確定土釘?shù)闹睆?、長(zhǎng)度、傾角以及布置方式和間距；3.驗(yàn)算土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)外部穩(wěn)定性。第二節(jié) 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算本節(jié)分別介紹基坑北側(cè)辦公樓段樁錨支護(hù)和基坑西側(cè)土釘墻支護(hù)這

21、兩種支護(hù)方案的設(shè)計(jì)、計(jì)算?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析將在第三節(jié)詳細(xì)的介紹。2.2.1 樁錨支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算基坑的北側(cè)辦公樓段采用樁錨支護(hù)。支護(hù)樁采用樁徑500mm的鉆孔灌注樁，樁間距為1.5m，樁頂設(shè)置鎖口梁，以加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性。樁間土可以開挖掉，或者采用短土釘加噴射混凝土進(jìn)行加固。設(shè)單層錨桿，離基坑頂2.5m處。具體的設(shè)計(jì)過程如下：一、土壓力計(jì)算1.設(shè)計(jì)參數(shù)的確定根據(jù)勘察所提供的土層資料分析，按各土層性質(zhì)的異同可以將該場(chǎng)區(qū)土層大致劃分為三層: 雜填土層、粉土層及粉細(xì)砂層。各土層的加權(quán)參數(shù)可以由下式求得：（22a）（22b）（22c）式中：第i層土的重度（kn/m3）；第i層土的粘聚力（kpa）

22、；第i層土的內(nèi)摩擦角（）；第i層土的厚度（m）； 土的層數(shù)；由上式算得各土層的參數(shù)見表2-2：表2-2 各土層物理力學(xué)參數(shù)土層名稱厚度(m)重度（kn/m3）內(nèi)粘聚力c( kpa)內(nèi)摩擦角()雜填土2.0419.08.015粉土18.520.014.519粉細(xì)砂未見底20.60302.計(jì)算模型根據(jù)場(chǎng)地工程地質(zhì)資料結(jié)合選定的支護(hù)方案從而確定計(jì)算模型（見圖2-1）。該側(cè)段基坑為豎直開挖。同時(shí)，取基坑頂面超載為15 kn/m2，附近建筑物荷載按每層15 kn/m2計(jì)算。圖2-1 基坑壁土壓力計(jì)算模型3.土壓力計(jì)算本設(shè)計(jì)中采用朗肯土壓力計(jì)算公式計(jì)算土壓力。根據(jù)基礎(chǔ)工程學(xué)，第i層土主動(dòng)土壓力計(jì)算公式為：

23、 (23a) 其中：第i層土的重度（kn/m3）；第i層土的粘聚力（kpa）；第i層土的主動(dòng)土壓力系數(shù)， ； （23b）第i層土的厚度（m）；土的層數(shù)；第i層土中計(jì)算點(diǎn)距該層頂部的距離；外荷載（kn/m2）；被動(dòng)土壓力強(qiáng)度計(jì)算公式： （23c）被動(dòng)土壓力系數(shù)： (23d)被動(dòng)土壓力系數(shù)修正公式：，當(dāng)=19時(shí)，k=1.56；(23e)式中各符號(hào)的意義同上。由公式23b、23e可得各土層土壓力系數(shù)：第一層土：=0.589；第二層土：=0.509 =1.965 =3.065；第三層土：=0.333 =3.0 =4.68；根據(jù)公式23a、23c可求得所需點(diǎn)土壓力強(qiáng)度見表2-3：表2-3 基坑北側(cè)辦公樓

24、段主、被動(dòng)土壓力強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果表計(jì)算點(diǎn)埋深（m）（kn/m3）c( kpa)kaq（kn/m2）pa(kpa)pp (kpa)00.311980.58915002.041980.5891519.4020.014.50.509156.704.220.014.50.5091528.707559.205.720.014.50.5093.0657574.550.7724.220.014.50.5093.06575225.5958.7根據(jù)上表的計(jì)算結(jié)果可以畫出土壓力的分布圖（見圖2-2）二、樁錨內(nèi)力計(jì)算本設(shè)計(jì)樁錨內(nèi)力計(jì)算采用等值梁法。根據(jù)等值梁法的假定，取基坑底面以下土壓力強(qiáng)度疊加為零（即主動(dòng)土壓力強(qiáng)度等

25、于被動(dòng)土壓力強(qiáng)度）的點(diǎn)位彎矩零點(diǎn)c。該彎矩零點(diǎn)c可以由下列公式求得： = (24a) = (24b)解得：y=0.5m 截取c點(diǎn)以上樁身為計(jì)算對(duì)象，由于基坑土體性質(zhì)較好，且基坑開挖較淺，設(shè)置單層錨桿，其離基坑頂2.5m處。則可得等值梁簡(jiǎn)圖2-3：圖2-2基坑北側(cè)辦公樓段土壓力分布 圖2-3等值梁簡(jiǎn)圖樁身彎矩采用彎矩分配法計(jì)算，固端彎矩剪力采用位移法進(jìn)行計(jì)算。并采用清華大學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件進(jìn)行復(fù)算，得：nb=84.59 kn nc=p0=76.57kn mmax= 72.02kn*m其計(jì)算所得內(nèi)力圖可見圖2-4、2-5： 圖2-4 樁身彎矩圖 圖2-5 樁身剪力圖三、支護(hù)樁相關(guān)計(jì)算1.樁長(zhǎng)計(jì)算由等值

26、梁法的假定可理解為c點(diǎn)以下的樁的兩側(cè)產(chǎn)生的彎矩經(jīng)過x區(qū)段后被相互抵消。由樁端d點(diǎn)處，可以求得x： (25)解得：=2.998m所以：=2.998+0.5=3.498m；取=1.23.498=4.20m；故取樁的入土深度為=5.0m；支護(hù)樁長(zhǎng)為：5.7+5.0=10.7m。考慮樁頂設(shè)有鎖口梁，取l=10.3m。2.樁身配筋計(jì)算本支護(hù)樁采用鉆孔灌注樁，樁徑500mm，樁間距為1.5m，混凝土強(qiáng)度為c30(fc=14.3n/mm2,ft=1.43n/mm2)，縱向鋼筋采用二級(jí)鋼筋（hrb335,fy=300n/mm2），樁箍筋采用hpb235。由前面計(jì)算知，樁身最大的彎矩值為：mmax= 72.02

27、kkm則彎矩設(shè)計(jì)值為：=1.251.172.02=99.03 kn*m（其中：為分項(xiàng)系數(shù)，取1.25；0為基坑重要系數(shù)，取1.1）可以采用以下的方法進(jìn)行樁的縱向配筋計(jì)算。（1）方法一：等效矩形截面法（不均勻布筋）將支護(hù)樁圓形截面等效為矩形截面，使其剛度相等，即 （26）令b=d，則0.876500=438mm 取bh=440mm440mm 設(shè)=40mm =400mm則： =99.03106/1.014.3440400=0.098=0.10399.03106/3000.948400=871mm2取420（as=1256mm2）采取不均勻布置，所求縱向鋼筋布置在樁的受拉一側(cè)，在無配筋側(cè)布置構(gòu)造鋼筋

28、。驗(yàn)算箍筋。由公式0.7ftbh0=0.71.43440400=176.2kn1.251.176.57。所以支護(hù)樁只需按構(gòu)造要求配置箍筋。箍筋采用6200,加強(qiáng)筋采用142000。（2）方法二：可以用下列方法均勻布置鋼筋。其所用公式如下： （27a） （27b）式中：支護(hù)樁橫截面積（mm2）；計(jì)算系數(shù)，可查鋼筋混凝土圓形截面受彎構(gòu)件正截面積受彎承載力計(jì)算系數(shù)表；彎矩設(shè)計(jì)值（kn*m）；灌注樁半徑（m）；全部縱向鋼筋的截面積（m2）；混凝土抗壓設(shè)計(jì)值（kn/m2）；受力鋼筋抗拉設(shè)計(jì)值（kn/m2）；根據(jù)上式，將相關(guān)的數(shù)據(jù)代入求得：m=0.141 =0.171 as=1600mm2。由于 rs0.

29、86r。所以as=16000.86r/rs=16000.86250/200=1720mm2考慮鋼筋分布的間距及最小配筋率，取1020 （as=3140mm2）箍筋按構(gòu)造配筋。其配筋圖見附圖3。3.鎖口梁在鉆孔灌注樁的頂部設(shè)置一道鎖口梁，以加強(qiáng)排樁的整體性。設(shè)置鎖口梁截面bh=700mm500mm,按構(gòu)造配筋。4.圍檁采用20a#曹鋼梁。四、錨桿的計(jì)算設(shè)置錨桿的水平間距為b=1.5m，錨桿的傾斜角150，錨固體直徑d=150mm,錨固體砂漿取m25(fb=2.1mpa),錨桿鋼筋采用三級(jí)鋼筋（hrb400）。1.錨桿受力計(jì)算按建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程單根錨桿的水平力為：=1.584.59=126.9

30、kn錨桿的水平拉力設(shè)計(jì)值：=1.251.1126.9=174.5 kn錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值（）： =180.7kn2.錨桿自由段長(zhǎng)度錨桿自由段長(zhǎng)度計(jì)算示意圖如下（圖2-6）圖2-6 錨桿自由段長(zhǎng)度計(jì)算示意圖根據(jù)公式： (28) 其中：錨桿自由段長(zhǎng)度（m）；基坑開挖的深度（m）；支護(hù)樁的埋深（m）；錨桿設(shè)置點(diǎn)至基坑頂距離（m）；錨桿的傾角，；土的內(nèi)摩擦角，取=；將相關(guān)參數(shù)代入上式得：=5.1m。 3.錨固段長(zhǎng)度計(jì)算按建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程結(jié)合場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，土體與錨固體極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值取=60kpa，錨桿軸力受拉荷載分項(xiàng)系數(shù)=1.3。錨固段長(zhǎng)度可由下式計(jì)算: （29）根據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程的相

31、關(guān)規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際計(jì)算所得的結(jié)果，最終取錨桿自由段=5.5m；錨固段長(zhǎng)=9.0m；錨桿總長(zhǎng)為=14.5m。4.錨桿鋼筋面積由于樁錨支護(hù)要控制基坑壁的變形，最好采用受力后變形較小的鋼筋。故采用hrb400（fy=360n/mm2）。由公式：=174.5103/360cos150=502mm2 （210）結(jié)合實(shí)際從安全角度考慮，取128（as=615mm2）。5.錨桿鋼筋與錨固砂漿間的錨固長(zhǎng)度錨桿鋼筋與錨固砂漿間有足夠長(zhǎng)的錨固長(zhǎng)度時(shí)，錨桿才能安全正常的工作。從而達(dá)到預(yù)期的效果。錨桿鋼筋與錨固砂漿間的錨固長(zhǎng)度可以由下式計(jì)算求得： (211)式中:邊坡工程重要性系數(shù)（=1.1）；錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值；

32、 （=1.3） (212) (213)錨桿水平拉力計(jì)算值；鋼筋與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度工作系數(shù)，對(duì)永久性錨桿取0.60，對(duì)臨時(shí)性錨桿取0.72；鋼筋根數(shù)；鋼筋直徑（mm）；鋼筋與砂漿之間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取砂漿m25(fb=2.1mpa)。將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入公式可得：=126.9kn =131.4kn =170.82kn =1.41m因?yàn)楣叔^固段的長(zhǎng)度滿足要求。2.2.2 土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì) 基坑的西側(cè)基坑壁屬于二級(jí)基坑，其周邊的環(huán)境相對(duì)的寬闊。結(jié)合該場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件和附近區(qū)域的其它支護(hù)工程的實(shí)例，可采用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)。其設(shè)計(jì)過程如下. 一、基坑西側(cè)受力分析由于該側(cè)基坑附近無建筑物。考慮相關(guān)的因素，從安全的

33、角度考慮，取基坑頂面超載15kn/m2。該側(cè)基坑壁所受的土壓力同樣可以同過朗肯土壓力公式求得。其土壓力的計(jì)算結(jié)果如下表2-4：表2-4 基坑西側(cè)主、被動(dòng)土壓力計(jì)算結(jié)果表計(jì)算點(diǎn)埋深（m）（kn/m3）c( kpa)kaq（kn/m2）pp(kpa)pa(kpa)00.311980.5891502.041980.5891519.420.014.50.509156.75.720.014.50.5093.06550.7743.9根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以的出該側(cè)土壓力分布見圖2-7：圖2-7 基坑西側(cè)土壓力分布 圖2-8 土層潛在滑動(dòng)面示意圖二、土釘墻初步設(shè)計(jì)1.滑動(dòng)面的確定根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于均質(zhì)粘性土邊坡，其最危

34、險(xiǎn)的滑動(dòng)面通常情況下通過坡腳。根據(jù)根據(jù)坡體的剖面尺寸、土的物理力學(xué)性能和坡頂?shù)某d情況初步推測(cè)其潛在的滑動(dòng)面的位置及其形狀如圖2-8所示。2.土釘墻相關(guān)參數(shù)確定（1）土釘長(zhǎng)度確定根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，初步確定土釘長(zhǎng)度時(shí)可以按下式確定：（214）式中：經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取0.71.2；土坡垂直高度（m）；止?jié){器長(zhǎng)，一般0.81.5。同時(shí)，頂部土釘?shù)拈L(zhǎng)度不宜小于0.8。（2）土釘鉆孔直徑及間距王步云教授建議按68dn選定sx、sy。且要滿足sxsy=kidnl。式中ki注漿工藝系數(shù)，對(duì)一次注漿工藝取1.52.5；dn孔徑；l土釘長(zhǎng)。（3）土釘墻分層開挖的計(jì)算高度由于土釘墻的施工過程中要求土層具有臨時(shí)的自穩(wěn)能力，同

35、時(shí)基坑開挖的深度也不宜過大，以防土層的坍塌，故需將土釘墻分層開挖的高度控制在允許的范圍內(nèi)。土釘墻分層開挖的計(jì)算高度可以有下式求得：hcr=2.67c/tan(450+/2)=1.38m 故土釘豎向間距不應(yīng)大于1.4m。（4）土釘具體布置綜上根據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程的相關(guān)要求，結(jié)合場(chǎng)地的德實(shí)際情況以及以往的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)初步確定：該土釘墻設(shè)置四層土釘，其具體內(nèi)容見表2-5：表2-5 土釘墻設(shè)置參數(shù)豎向間距sy(m)水平間距sx(m)錨固體直徑dn(mm)土釘長(zhǎng)度l（m）土釘傾角土釘鋼筋第一層土釘1.41.2120710122第二層土釘1.41.2120810122第三層土釘1.21.212071012

36、2第四層土釘1.21.2120710122（5）網(wǎng)筋及噴射砼面層網(wǎng)筋采用6.5250mm，向邊坡頂部外延伸1.0m，加強(qiáng)筋采用12沿釘頭斜拉布置與土釘可靠焊接；噴射混凝土為c20，噴射厚度為8090mm。（6）排水布置如有上層滯水或污水滲入，可在支護(hù)面層背部設(shè)置水平間距2m，長(zhǎng)為50cm的水平塑料排水管，管壁帶孔，內(nèi)填濾水材料，將其插入邊壁土體?；拥乇硭姆罎B應(yīng)在做基坑周邊近邊坡處地表作1.0m泛水層，與土釘面網(wǎng)參數(shù)相同。其具體的布置見附圖4和6。第三節(jié) 穩(wěn)定性分析由于支護(hù)結(jié)構(gòu)的形式不同，支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞形式也有差異。非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞包括墻后土體整體滑動(dòng)失穩(wěn)、基坑底部隆起和管

37、涌；重力式結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞包括傾覆、滑移、土體整體滑動(dòng)失穩(wěn)、基坑底部隆起和管涌等。在進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)以上可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)算，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。本基坑支護(hù)采用了樁錨支護(hù)和土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，因此對(duì)不同的支護(hù)形式進(jìn)行相應(yīng)的穩(wěn)定性驗(yàn)算。2.3.1 土釘墻穩(wěn)定性分析土釘墻的穩(wěn)定性分析內(nèi)容包括內(nèi)部穩(wěn)定性分析和外部穩(wěn)定性分析。以下是土釘墻穩(wěn)定性分析的具體內(nèi)容。一、內(nèi)部穩(wěn)定性分析1.土釘抗拔力驗(yàn)算土釘結(jié)構(gòu)的內(nèi)部穩(wěn)定性分析方法有很多種。本設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性分析采用建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程中的方法。其計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖2-9：對(duì)于單根土釘，其抗拉承載力應(yīng)符合以下要求： (215)式中：?jiǎn)胃玲斒芾奢d標(biāo)準(zhǔn)

38、值； (216)荷載折減系數(shù)； 圖2-9土釘墻內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算 (217)土釘位置處的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值；土釘與水平面的夾角； (218)土釘抗拉抗力分項(xiàng)系數(shù)；土釘錨固體直徑；土釘穿越第層土體與錨固體極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；土釘在直線破裂面外穿過第層穩(wěn)定土體內(nèi)的長(zhǎng)度，破裂面與水平面的夾角為（）。其驗(yàn)算的結(jié)果下表2-6所列：表2-6 土釘內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表層號(hào)埋深(m)dn(mm)qsik(kpa)li(m)tu(kn)(0)(0)eak(kpa)sx(m)sy(m)(0)tk(kn)1.250tk1.4120603.052.29015112.21.21.41020.826.02.8120604.28

39、74.49019114.41.21.41024.630.84.0120554.2567.79019126.61.21.21038.948.65.2120485.7179.49019138.81.21.21056.770.9由表格統(tǒng)計(jì)比較可知：，所以土釘結(jié)構(gòu)內(nèi)部是穩(wěn)定的。對(duì)土釘所用鋼筋進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。由于asfy1.250tk，所以鋼筋的選取符合要求。2.內(nèi)部整體穩(wěn)定性分析和其他支護(hù)結(jié)構(gòu)一樣，土釘墻也要進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。其驗(yàn)算示意圖如圖 210所示：圖 210土釘墻內(nèi)部整體穩(wěn)定性分析示意圖根據(jù)下列公式2-19a、2-19b、2-19c可進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。 （2-19a）（2-19b） (2-1

40、9c) 式中：抗滑力矩（knm）； 分條數(shù)； 分條的圓弧長(zhǎng)度（m）；分條的內(nèi)聚力（kpa）； 外荷載 (kn/m2) ； 分條寬度（m）； 分條高度（m） 分條的坡角（0）； 分條的內(nèi)摩擦角（0）；第j根土釘?shù)拈L(zhǎng)度（0）； 土釘水平間距（m）；滑動(dòng)力矩；m滑動(dòng)體內(nèi)土釘數(shù)；第j根土釘在滑動(dòng)面外土體中的極限抗拔力（kn）； 安全系數(shù)，取1.3。根據(jù)公式2-19a、2-19b、2-19c可以求得安全系數(shù).其計(jì)算過程見表27、 表28。表27 土釘整體穩(wěn)定性驗(yàn)算數(shù)據(jù)表1條帶號(hào)（m）（m）（0）（0）（m）a(kn/m)b(kn/m)c(kn/m)132.85816.35.663.338.9180.62

41、35.533193.753.7108.3204.2336.615193.764.15146.711444.10.7-7195.17419.6-7表中：a=； b=； c=表28土釘整體穩(wěn)定性驗(yàn)算數(shù)據(jù)表2j（0）（0）（0）（kn）（m）15816.31001.20258191027.81.219.7333191028.71.227.7433191045.91.237由上表得：=653.05/491.8=1.3281.30。故土釘墻內(nèi)部整體是穩(wěn)定的。二、外部穩(wěn)定性分析在原位土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的自身穩(wěn)定與粘結(jié)整體性作用的到保證的條件下，其外部穩(wěn)定性分析可以按重力式擋土墻考慮。包括土釘結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定性，

42、抗滑穩(wěn)定性，以及地基強(qiáng)度驗(yàn)算。1.土釘抗滑穩(wěn)定性分析抗滑穩(wěn)定性分析的模型如圖2-11：圖2-11土釘墻抗滑穩(wěn)定性分析的模型抗滑動(dòng)穩(wěn)定性安全系數(shù)： (220)式中：墻后主動(dòng)土壓力（kn），取墻背摩擦角；計(jì)算墻體重量kn/m， ； (221)計(jì)算墻體厚度；11土釘均長(zhǎng)12； (222) 計(jì)算墻體重度；計(jì)算墻體端面上的摩阻力kn/m； (223)將相關(guān)的數(shù)據(jù)代入式220可得：2.71.3。故土釘墻抗滑穩(wěn)定。.土釘墻抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算土釘墻的抗穩(wěn)定性驗(yàn)算可以通過下式224進(jìn)行驗(yàn)算： (224)式中：抗傾覆力矩，； (225)傾覆力矩；根據(jù)該側(cè)基坑壁的主動(dòng)土壓力分布，可以求得=2852.4knm, =24

43、0.6 knm。由=2852.4/240.6=11.86。其遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于所需的安全系數(shù)。所以，該土釘結(jié)構(gòu)抗傾覆穩(wěn)定。2.3.2 錨桿的穩(wěn)定性分析當(dāng)土層錨桿失穩(wěn)時(shí)，可能是整體失穩(wěn)，也可能是深部破裂面破壞而失穩(wěn)。應(yīng)該分別對(duì)土層錨桿的整體穩(wěn)定性和深部破裂面穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。一、錨桿的整體穩(wěn)定性分析根據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程，對(duì)于單錨支護(hù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)拉錨的強(qiáng)度滿足要求而且錨桿的錨固段長(zhǎng)度處于滑動(dòng)面之外時(shí)，可以認(rèn)為整體滑動(dòng)失穩(wěn)不會(huì)發(fā)生。本設(shè)計(jì)假設(shè)該滑動(dòng)面在錨桿錨固段端部范圍之外，驗(yàn)算其整體的穩(wěn)定性。根據(jù)winstabl土坡穩(wěn)定性分析軟件分析,其分析結(jié)果見圖212：圖212 錨桿整體穩(wěn)定性分析結(jié)果圖由上圖可知，其整

44、體滑動(dòng)失穩(wěn)不會(huì)發(fā)生的。二、深部破裂面的穩(wěn)定性分析當(dāng)錨固段的長(zhǎng)度不夠時(shí)，所承受的荷載超過錨桿極限抗拔力，則會(huì)在土體深部產(chǎn)生破裂滑動(dòng)面，破裂面穿過錨固段的中點(diǎn)附近并延伸至支護(hù)結(jié)構(gòu)的下端，致使破裂面以上的土體及支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞。本設(shè)計(jì)主要采用kranz的簡(jiǎn)易計(jì)算方法對(duì)深部破裂面的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。結(jié)合該工程的實(shí)際情況，其穩(wěn)定性驗(yàn)算的計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖2-13如下：圖2-13 錨桿深部穩(wěn)定性驗(yàn)算的計(jì)算簡(jiǎn)圖根據(jù)kranz法的計(jì)算理論錨桿最大拉力的水平分力為：(226a)穩(wěn)定系數(shù)要求為：1.50式中：錨桿最大拉力的水平分力；作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的主動(dòng)土壓力的反作用力，其水平分力為（kn）作用于假象墻上的主動(dòng)土壓力，其

45、水平分力為（kn）深部滑動(dòng)線及假想墻面范圍內(nèi)土體重量（kn）；支護(hù)結(jié)構(gòu)與土體之間的摩擦角（）；土的內(nèi)摩擦角（）；深部滑動(dòng)面與水平面的夾角（）；錨桿水平拉力設(shè)計(jì)值（kn）；取時(shí)：，則(226b)計(jì)算數(shù)據(jù)如下表2-9：表2-9 穩(wěn)定性驗(yàn)算統(tǒng)計(jì)表g（kn）e1（kn）a（kn）（0）（0）（0）thmax（kn）k163676.39130197.115398.72.28由計(jì)算結(jié)果可知：2.281.5。故錨桿內(nèi)部是穩(wěn)定的。2.3.3 基坑抗隆起驗(yàn)算由于基坑開挖于粘性土層中，對(duì)于粘性土，抗剪強(qiáng)度的指標(biāo)包括、兩項(xiàng)指標(biāo)，所以可以參照太沙基和普朗德地基承載力公式進(jìn)行驗(yàn)算。計(jì)算的示意圖如下：圖2-14基坑抗隆起

46、驗(yàn)算示意圖計(jì)算公式為：，要求1.151.25。 (227)采用太沙基承載力系數(shù)。將參數(shù)代入式227：6.7、=16、 d=5m、h=5.7m、 c=13.3kpa(加權(quán)值)、=20kn/m3、=75 kn/m2（荷載取大值，偏安全）。由式227計(jì)算得：3.051.25，故抗隆起穩(wěn)定性滿足要求。2.3.4 管涌及沖潰坑底驗(yàn)算一、管涌驗(yàn)算該基坑工程設(shè)有閉合豎向止水帷幕，豎向止水帷幕埋深12.5m（按最小埋深算）。本場(chǎng)地的地下水位按1.5m算。其抗隆起計(jì)算示意圖如下（圖2-15）：圖2-15 抗管涌計(jì)算示意圖 圖2-16沖潰坑底驗(yàn)算示意圖基坑墻后側(cè)高水頭產(chǎn)生的最大滲流力為：(228)式中：水的重度，

47、取10kn/m3；墻后水位相對(duì)于基坑底的高度,取4.2m；豎向止水帷幕在基坑底的深度, 取6.8m；計(jì)算結(jié)果為：2.36安全系數(shù)為：10/2.36=4.22.0故：基坑不會(huì)發(fā)生管涌。二、沖潰坑底驗(yàn)算由于基坑底部處于粉土中，該層為弱透水層，相對(duì)于粉砂層為隔水層?；拥紫?4處的粉砂層為中透水層，其中的水可看作承壓水?？紤]到該承壓水對(duì)基坑底 可能產(chǎn)生沖潰，故對(duì)基坑底進(jìn)行抗沖潰驗(yàn)算。其計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖2-16：由公式 (229) 由計(jì)算結(jié)果可知：坑底不會(huì)出現(xiàn)沖潰現(xiàn)象，基坑底是安全的。第三章 基坑降水設(shè)計(jì)第一節(jié) 概 述工程實(shí)踐表明，基坑的工程事故大多數(shù)與地下水有關(guān)。在基坑開挖期間，一些最壞的情況都是出現(xiàn)在

48、地下水位以下，它不僅使工作條件變得惡劣，而且易造成管涌、基坑底的隆起、流沙和坑壁的剝落、坍塌甚至引起周邊建筑物沉降、傾斜。裂縫和倒塌等。因此，基坑工程必須對(duì)地下水進(jìn)行有效的控制。地下水控制的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地周邊工程地質(zhì)條件，水文地質(zhì)條件和環(huán)境條件并結(jié)合基坑支護(hù)方案綜合分析確定。地下水控制方法可分為集水明排、降水、截水和回灌等型式單獨(dú)或組合使用。其具體的適用條件見表3-1：表3-1 地下水控制方法適用條件方法名稱土的類型滲透系數(shù)(m/d)降水深度(m)水文地質(zhì)特征集水明排填土、粉土、粘性土、砂土7205上層滯水、或水量不大的潛水降水真空井點(diǎn)0.120單6多20噴射井點(diǎn)

49、0.12020管井粉土、砂土、碎石土、可溶巖、破碎帶12005含水豐富的潛水、裂隙水截水粘性土、粉土、砂土、碎石土、可溶巖不限不限回灌填土、粉土砂土、碎石土0.1200不限同時(shí)基坑地下水控制應(yīng)滿足下列基本要求：（1）基坑開挖及地下結(jié)構(gòu)施工期間，地下水保持在基底以下；（2）深部承壓水不引起坑底隆起；（3）降水期間臨近建筑物和地下管線正常工作；（4）基坑的穩(wěn)定性。第二節(jié) 基坑降水方案的選擇3.2.1 場(chǎng)地水文地質(zhì)條件該場(chǎng)地地下水含水層主要為粉土、粉砂。粉土屬于弱透水層，粉細(xì)砂屬于中透水層。地下水類型上部為上層滯水，下部為空隙潛水。其補(bǔ)給來源主要為大氣降水和地下水徑流補(bǔ)給。平均埋深3.54.0m。歷

50、史最高水位地下水埋深為1.5m。根據(jù)勘察報(bào)告本工程地下水位最淺水位埋深為1.5m，基坑開挖深度為5.7m，降水水位應(yīng)在自然地坪下6.7m,水位降深為5.2m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)條件分析，結(jié)合該工程降水的要求，參照當(dāng)?shù)仄渌邓こ痰某晒?jīng)驗(yàn)，可以取第層粉質(zhì)粘土（q4al）為隔水層。其層頂平均埋深為17.4m。其上粉土層視為潛水含水層。其滲透系數(shù)綜合取值k=0.4m/d。3.2.2 降水方案的選擇根據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（jgj120-99）結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)條件，根據(jù)場(chǎng)地土體的滲透系數(shù)，初步分析可以采用輕型井點(diǎn)降水或噴射井點(diǎn)降水。綜合比較兩種降水方法：這兩種井點(diǎn)降水方法其井點(diǎn)間距較小，能有效地?cái)r截地下水