《基坑支護(hù)設(shè)計(jì)探究》11000字

-41-基坑支護(hù)設(shè)計(jì)研究在基坑支護(hù)方法中，利用土釘支護(hù)是一種新型高效的方法，它與其他支護(hù)方法不同的地方是把鋼筋等制成的金屬構(gòu)件打入地層，與土層形成一個(gè)整體。這種支護(hù)施工方式對(duì)工程設(shè)備的要求相對(duì)較少、操作簡(jiǎn)便、還有著較快的施工速度,所以在施工中是非常常用的一種技術(shù)方法。本文將對(duì)美都“千島?碧云天”工程進(jìn)行基坑圍護(hù)土釘墻設(shè)計(jì)。綜合從美都“千島?碧云天”基地的工程地質(zhì)條件、基坑圍護(hù)的開(kāi)挖深度等方面考慮，土釘墻支護(hù)是最為合適的形式。在確定了設(shè)計(jì)方案后，本文將先對(duì)土釘抗拔承載力進(jìn)行計(jì)算，選取合適長(zhǎng)度的土釘。再通過(guò)理正軟件的超級(jí)土釘部分進(jìn)行電算，驗(yàn)算所設(shè)計(jì)土釘長(zhǎng)度以及穩(wěn)定性。通過(guò)本次設(shè)計(jì)美都“千島?碧云天”的基坑支護(hù)方案，達(dá)到理解基坑土釘墻支護(hù)的工作原理的目的，獨(dú)立完成土釘墻支護(hù)方案設(shè)計(jì)并進(jìn)行計(jì)算，精確掌握理正軟件在基坑支護(hù)方面的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：土釘支護(hù)，理正超級(jí)土釘軟件，基坑工程目錄第一章緒論 -5-1.1基坑工程的特點(diǎn) -5-1.2基坑土釘支護(hù)工程的研究現(xiàn)狀 -5-1.3本文研究?jī)?nèi)容 -7-第二章土釘支護(hù)設(shè)計(jì) -8-2.1土釘支護(hù)工作機(jī)理 -8-2.1.1摩擦加筋機(jī)理 -8-2.1.2增強(qiáng)機(jī)理 -8-2.2土釘支護(hù)設(shè)計(jì)方法 -9-2.2.1土釘承載力的計(jì)算 -9-2.2.2土釘長(zhǎng)度的計(jì)算 -11-2.2.3配筋計(jì)算 -11-2.3土釘支護(hù)穩(wěn)定驗(yàn)算 -12-2.3.1極限平衡法 -12-2.3.2有限元分析法 -13-第三章基坑工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -14-3.1土釘工程概況 -14-3.1.1設(shè)計(jì)依據(jù) -14-3.1.2工程概況及周邊環(huán)境條件 -14-3.1.3工程地質(zhì)條件 -14-3.1.4周?chē)h(huán)境 -15-3.1.5基坑支護(hù)方案 -15-3.1.6施工要求 -16-3.2基坑支護(hù)土釘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 -16-3.2.11-1剖面設(shè)計(jì) -16-3.2.22-2剖面設(shè)計(jì)： -18-3.2.33-3剖面設(shè)計(jì): -20-3.2.44-4剖面設(shè)計(jì): -23-3.3理正深基坑軟件計(jì)算和驗(yàn)算 -29-3.3.11-1剖面 -29-3.3.22-2剖面 -31-3.3.33-3剖面 -33-3.3.44-4剖面 -35-第四章土釘支護(hù)施工與監(jiān)測(cè) -38-4.1圍護(hù)施工說(shuō)明 -38-4.1.1基坑支護(hù)方案 -38-4.1.2基坑降、排水 -38-4.2.2土釘墻施工 -38-4.2.3挖土要求 -39-4.2基坑現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與監(jiān)測(cè) -39-4.2.1監(jiān)測(cè)目的 -39-4.2.2監(jiān)測(cè)內(nèi)容 -40-4.2.3監(jiān)測(cè)要求 -40-4.2.4監(jiān)測(cè)布置圖 -40-4.3應(yīng)急措施 -41-第五章結(jié)論和展望 -42-5.1結(jié)論 -42-5.2展望 -42-參考文獻(xiàn) -44-第一章緒論1.1基坑工程的特點(diǎn)在當(dāng)今國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和城市化飛速推進(jìn)的背景下，城市呈現(xiàn)出土地利用越來(lái)越緊湊化、效率化的趨勢(shì)，具體表現(xiàn)在高層建筑、隧道空間、地下空間的開(kāi)發(fā)等方面。高層的施工建設(shè)離不開(kāi)基坑工程的應(yīng)用，位于上海浦東陸家嘴金融中心區(qū)的上海中心大廈地上最高高度超過(guò)六百米，擁有五層地下空間，基坑開(kāi)挖的最大深度達(dá)到了31.2米，然而由于城市對(duì)建筑高度與基坑深度需求的進(jìn)一步提高，基坑的開(kāi)挖和維護(hù)的工程難度以及復(fù)雜性也隨之加大，當(dāng)下的工程的特點(diǎn)和難點(diǎn)主要體現(xiàn)如下：1、周?chē)h(huán)境的影響，影響因素例如基坑附近存在的建筑物、市政工程管道、地下交通設(shè)施等，基坑的開(kāi)挖需要在不影響周邊建筑與市政工程的基礎(chǔ)上保證工程本身的安全與質(zhì)量。2、地質(zhì)現(xiàn)狀的制約，一些沿海城市由于地下水位相對(duì)高、土質(zhì)較松軟，因此這些地區(qū)的基坑施工工程將受到較大的條件制約，增加了施工難度。3、開(kāi)挖深度的要求，對(duì)地下空間的充分利用是城市用地存量最大化的必然結(jié)果，現(xiàn)下國(guó)內(nèi)的各大城市高層建筑擁有超過(guò)三層的地下空間不足為奇，更有甚者開(kāi)發(fā)到五層地下室，基坑開(kāi)挖深度的需求為施工工程增加了更高的難度系數(shù)。4、工程量大、工期壓縮與工程質(zhì)量如何平衡，地上建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性直接取決于其地下結(jié)構(gòu)的質(zhì)量水平，而當(dāng)下城市的快速建設(shè)意味著密集的工程項(xiàng)目以及緊湊的工期，這樣的條件下如何確保基坑施工的品質(zhì)、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、控制基坑未來(lái)的變形，是行業(yè)工作者需要思考的重要問(wèn)題。1.2基坑土釘支護(hù)工程的研究現(xiàn)狀我國(guó)基坑土釘支護(hù)工程的發(fā)展歷程并不算非常長(zhǎng)，直到上個(gè)世紀(jì)八十年代，國(guó)內(nèi)城市對(duì)地下空間的利用程度還比較低，少數(shù)高層建筑擁有一至兩層地下室，基坑開(kāi)挖深度通常不會(huì)高于七米，并且支護(hù)技術(shù)尚不成熟，使用鋼板樁支護(hù)的情況較為常見(jiàn)，而在地質(zhì)、環(huán)境狀況比較好的區(qū)域則直接通過(guò)放坡來(lái)進(jìn)行開(kāi)挖。在九十年代國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平快速增長(zhǎng)、城市居民對(duì)空間利用和開(kāi)發(fā)的需求日漸提升的趨勢(shì)下，深度要求和復(fù)雜系數(shù)的基坑工程開(kāi)始無(wú)法簡(jiǎn)單以過(guò)去傳統(tǒng)的支護(hù)技術(shù)和方法來(lái)完成，于是促使了支護(hù)工程技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，出現(xiàn)了如土釘墻、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻等多樣化的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)工程中，時(shí)常采用將土釘插入原位土體中的方法來(lái)達(dá)到加固土體作用。土釘會(huì)與在原位土體形成摩擦力和粘結(jié)力，使原位土體能夠保持穩(wěn)固。土體對(duì)土釘也會(huì)產(chǎn)生拉力作用。且土釘在土體變形的情況下被動(dòng)受力，以此補(bǔ)足土體內(nèi)抗剪強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度不足的缺陷。土釘墻支擋結(jié)構(gòu)(如圖1所示)由需要加固的原土體、密集土釘和土釘墻表面的混凝土墊層以及防水保護(hù)層組成。圖1-SEQ圖\*ARABIC1土釘墻示意圖土釘墻的出現(xiàn)最早源于上個(gè)世紀(jì)的法國(guó)所研究的新奧法原理以及其在軟巖和土質(zhì)邊坡的臨支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，而土釘墻最初的具體運(yùn)用就是在法國(guó)一條鐵路的邊坡開(kāi)挖中，而美國(guó)與德國(guó)也隨即開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)的研究。與歐美國(guó)家相比，我國(guó)對(duì)于土釘墻的運(yùn)用比較晚，這項(xiàng)技術(shù)在八十年代才開(kāi)始被應(yīng)用于實(shí)際的柳灣煤礦的邊坡支護(hù)工程，而自此十年之后才逐漸趨于常用。土釘墻主要的分析計(jì)算方法如下：第一是極限平衡法，這一方法需要滿足一定的適用條件，原因在于受安全系數(shù)的影響不同土釘墻受到破壞或發(fā)生變化時(shí)其破壞面的形狀、土釘力的受力情況、土與土釘之間相互作用的形式等各方面的假定會(huì)有一定差異。第二時(shí)有限元分析法，這個(gè)方法的優(yōu)勢(shì)在于既能夠計(jì)算內(nèi)力和原位土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系之外，還能夠與土體本身?yè)碛械母飨虍愋缘雀鞣N性質(zhì)進(jìn)行對(duì)應(yīng)。第三是工程簡(jiǎn)化分析法，該方法能夠計(jì)算得出各個(gè)土釘?shù)臉O限受力情況以及巖土邊坡的潛在滑移面之位置。第四是根據(jù)專(zhuān)業(yè)人士以往長(zhǎng)期進(jìn)行積累的工作經(jīng)歷而總結(jié)得出的經(jīng)驗(yàn)法，是具有實(shí)用性的參考依據(jù)?，F(xiàn)在在基坑維護(hù)工程的設(shè)計(jì)與計(jì)算工作中，軟件的應(yīng)用已經(jīng)日漸成為越來(lái)越普遍而可靠的趨勢(shì)，理正系列深基坑軟件是國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的一個(gè)主要技術(shù)工具。1.3本文研究?jī)?nèi)容本文主要包含五個(gè)部分，主要涉及基坑工程的現(xiàn)狀研究、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明、計(jì)算與驗(yàn)算，以美都“千島?碧云天”4號(hào)樓、5號(hào)樓工程為例，對(duì)其地下室進(jìn)行基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第一章為緒論部分，經(jīng)過(guò)前期的文獻(xiàn)閱讀、資料搜集以及案例學(xué)習(xí)，總結(jié)了如今基坑工程的特點(diǎn)與難點(diǎn)所在，簡(jiǎn)述國(guó)內(nèi)基坑土釘支護(hù)工程的研究發(fā)展歷程與現(xiàn)狀以及土釘墻應(yīng)用中主要使用的幾種分析計(jì)算方法。第二章為土釘支護(hù)的設(shè)計(jì)說(shuō)明，介紹了土釘支護(hù)工程的兩種工作機(jī)理，設(shè)計(jì)方法則分為土釘?shù)某休d力、長(zhǎng)度以及配筋的計(jì)算，并且用兩種不同的方法對(duì)支護(hù)穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。第三章為基坑工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)說(shuō)明，從不同方面出發(fā)介紹了土釘工程的概況，結(jié)合基地的現(xiàn)狀條件，綜合考慮安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)方面的要求，分別對(duì)設(shè)計(jì)基地的四個(gè)剖面進(jìn)行基坑支護(hù)土釘結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算并運(yùn)用軟件進(jìn)行驗(yàn)算。第四章為為土釘支護(hù)工程的施工與監(jiān)測(cè)部分，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)行說(shuō)明，包含施工方案、降排水方案以及施工挖土要求進(jìn)行說(shuō)明，并闡述了基坑現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的目的、要求、內(nèi)容與布置方案。第五章為結(jié)論與展望部分，基于對(duì)理論的學(xué)習(xí)與方案設(shè)計(jì)的成果，回顧自己在研究和設(shè)計(jì)過(guò)程中的收獲，最后展望未來(lái)還需繼續(xù)學(xué)習(xí)的基坑圍護(hù)工程與土釘支護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向。第二章土釘支護(hù)設(shè)計(jì)2.1土釘支護(hù)工作機(jī)理土釘支護(hù)是以新奧法為基礎(chǔ)理論來(lái)開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種基坑支護(hù)方法，原本是素土的原位土體在按設(shè)計(jì)被打入土釘之后本將是滑動(dòng)破裂面后側(cè)的部分土體會(huì)變成穩(wěn)固土體，支護(hù)后的土體可以承載另一部分土體的側(cè)向壓力，阻止其沿水平方向的運(yùn)動(dòng)。換種說(shuō)法，可以把土釘加固后的這部分土體視為一道類(lèi)重力式擋土墻，他們有著非常類(lèi)似的工作原理，這也是為什么經(jīng)常稱(chēng)其為土釘墻。但土釘還是不能完全等同于擋土墻，因?yàn)橥玲斨ёo(hù)的工作機(jī)理還有很多未被明確的地方，主要體現(xiàn)在土釘內(nèi)部的摩擦加筋增強(qiáng)方面。2.1.1摩擦加筋機(jī)理、增強(qiáng)機(jī)理在打入土釘之后，土體中處于主動(dòng)區(qū)的部分土體所受的水平推力和被打入土釘部分的土體與土釘之間產(chǎn)生的摩擦力抵消，提升該土體的內(nèi)部穩(wěn)定性，這就是摩擦加筋機(jī)理的通俗解釋。而土體在施工中被挖動(dòng)時(shí)，素土?xí)艿郊羟卸邪l(fā)生滑動(dòng)的趨勢(shì)，若發(fā)生了滑動(dòng)變會(huì)形成剪切破壞，但如果是進(jìn)行了土釘支護(hù)的土體便會(huì)不一樣，因?yàn)橥玲斉c土體之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)遠(yuǎn)比土體內(nèi)部的滑動(dòng)摩擦系數(shù)大，所以土釘會(huì)減少或抑制土體的滑動(dòng)，這也可以保證土釘支護(hù)后土體的內(nèi)部穩(wěn)定性。土釘不僅與土體之間產(chǎn)生摩擦，還有一方面就是土釘可以直接產(chǎn)生附加側(cè)向的壓應(yīng)力，這便是土釘?shù)脑鰪?qiáng)機(jī)理，換種說(shuō)法來(lái)講，進(jìn)行了土釘支護(hù)后的土體從原本的各向同性邊成了各向異性。鋼筋和土體相比起來(lái)有著更大的彈性模量，再以鋼筋為拉筋的土釘打入土體后，土體受到應(yīng)力有發(fā)生形變的趨勢(shì)時(shí)，土釘就會(huì)與土體產(chǎn)生摩擦，還會(huì)有拉應(yīng)力發(fā)生在土釘?shù)膬?nèi)部。土釘對(duì)土體所起的作用可以概括為以下幾個(gè)方面：土釘在土里中構(gòu)成骨架作用，土釘通過(guò)摩擦來(lái)防止土體變形。在未使用土釘?shù)乃赝馏w在進(jìn)行了土釘加固后，其應(yīng)變水平在受到荷載作用下會(huì)明顯降低，這樣在確保土體內(nèi)部溫度的情況下可以防止土體形成開(kāi)裂，起到傳遞應(yīng)力的作用。3、土釘會(huì)在參與支護(hù)后，與土體共同作用，在承受土體自身自重的同時(shí)還可以承擔(dān)外部荷載，特別是在外部荷載方面，當(dāng)土體受到較大的荷載時(shí)，土釘會(huì)憑借其更強(qiáng)的抗剪抗彎抗壓能力來(lái)承受更多應(yīng)力，來(lái)確保土體不發(fā)生開(kāi)裂。4、在土體邊坡的表面上，因?yàn)橥玲數(shù)拇蛉耄€有在土釘支護(hù)時(shí)一起施工的鋼筋混凝土面板的共同作用，可以在極大程度上防止坡面發(fā)生變形2.2土釘支護(hù)設(shè)計(jì)方法要完整設(shè)計(jì)一個(gè)土釘支護(hù)設(shè)計(jì)不是一件輕松的事情，根據(jù)規(guī)程及參考書(shū)，應(yīng)從以下幾點(diǎn)來(lái)考慮土釘?shù)脑O(shè)計(jì)：1、對(duì)工程基地基坑進(jìn)行勘測(cè)研究，得到準(zhǔn)確的土層信息：2、根據(jù)土層信息初步設(shè)計(jì)土釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)；3、根據(jù)公式計(jì)算土釘長(zhǎng)度、設(shè)置土釘與土釘之間的橫向與縱向間距和具體布置方式、孔徑、所需鋼筋的直徑等數(shù)據(jù)；4、通過(guò)理正軟件計(jì)算所設(shè)計(jì)土釘內(nèi)部和外部的穩(wěn)定性；5、根據(jù)規(guī)程對(duì)施工工程質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。本次設(shè)計(jì)根據(jù)規(guī)程，對(duì)美都工程的基坑進(jìn)行土釘支護(hù)設(shè)計(jì)。在對(duì)工程土體信息進(jìn)行了解后，對(duì)土釘承載力進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算設(shè)計(jì)土釘墻度最后用理正軟件進(jìn)行土釘?shù)膬?nèi)部和外部穩(wěn)定性驗(yàn)算。2.2.1土釘承載力的計(jì)算土釘抗拉承載力按下式求得：（2-1）土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按下式求得：（2-2）式中（2-3）基坑側(cè)壁安全等級(jí)為三級(jí)時(shí)可按下式求得土釘抗拉承載力：（2-4）式中：——土釘墻的受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值；——土釘墻的受拉承載力設(shè)計(jì)值；——荷載的折減系數(shù)；——基坑的側(cè)壁重要性系數(shù)；——土釘墻處的水平方向荷載標(biāo)準(zhǔn)值；、——土釘與第j±1的水平距離、垂直距離；——土釘抗拉承載力的分項(xiàng)系數(shù)；——土釘錨固端直徑；——土釘穿越土體時(shí)與錨固端的極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值；——土釘在破裂面外時(shí)穿過(guò)第i道穩(wěn)固土體內(nèi)的長(zhǎng)度；破裂面與水平面的夾角為。土釘與土體極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值如下表：表2-1土釘與土體極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值2.2土釘長(zhǎng)度的計(jì)算根據(jù)上文土釘承載計(jì)算中，根據(jù)土層信息，所要求的土釘?shù)罃?shù)，以及土釘位置設(shè)計(jì)土釘傾角長(zhǎng)度，根據(jù)上文公式計(jì)算修正系數(shù)，再計(jì)算土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值。將之前設(shè)計(jì)的土釘直徑代入公式中，計(jì)算土釘受拉承載力設(shè)計(jì)值。由公式得出表達(dá)式中錨固長(zhǎng)度，在通過(guò)幾何關(guān)系求得，最終相加來(lái)得出土釘長(zhǎng)度與后文用理正軟件求得的土釘長(zhǎng)度進(jìn)行驗(yàn)證。2.2.3配筋計(jì)算按下式求得配筋所用鋼筋面積：（2-5）2.3土釘支護(hù)穩(wěn)定驗(yàn)算土釘墻支護(hù)的穩(wěn)定性驗(yàn)算一般有兩種方法，第一種是極限平衡法，另一種是有限元穩(wěn)定分析法。極限平衡法主要用條分法來(lái)計(jì)算打入土釘?shù)耐馏w的內(nèi)部外部穩(wěn)定性，而有限元穩(wěn)定分析法需要運(yùn)用到相關(guān)專(zhuān)業(yè)軟件來(lái)進(jìn)行有限元分析，該方法比較復(fù)雜，在先確定單元具體類(lèi)型，對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行劃定，在根據(jù)土釘墻的受力分析選擇約束，若有荷載再添加荷載，通過(guò)軟件運(yùn)算后可計(jì)算處局部穩(wěn)定性數(shù)據(jù)。2.3.1極限平衡法在計(jì)算土釘穩(wěn)定性時(shí)最早提到的方法便是極限平衡法,它也可以說(shuō)是目前的土釘支護(hù)方案設(shè)計(jì)中最為常見(jiàn)的方式。極限平衡法來(lái)計(jì)算土釘穩(wěn)定性最大的優(yōu)點(diǎn)是便于計(jì)算，但其缺乏完備的理論基礎(chǔ)，需要提前假定滑面。條分法是極限平衡法中最常見(jiàn)的方法，在施工過(guò)程中常使用圓弧滑動(dòng)的簡(jiǎn)單條分法，計(jì)算如下：圖SEQ圖\*ARABIC2-1整體穩(wěn)定性驗(yàn)算簡(jiǎn)圖（2-6）s——計(jì)算滑動(dòng)體單元厚度；——土釘在圓弧滑裂面外錨固體與土體的極限抗拉力，可按式（2-7）確定；（2-7）2.3.2有限元分析法有限元穩(wěn)定分析法不需要先假定滑面和條間力，只需要計(jì)算靜力平衡和位移邊界條件來(lái)求得應(yīng)力場(chǎng)。有限元分析法的最大優(yōu)點(diǎn)是在計(jì)算變形時(shí)，可以靈活處理不均勻的材料特性，任意的邊界條件等情況。

第三章基坑工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1土釘工程概況3.1.1設(shè)計(jì)依據(jù)1、淳安千島湖四馬巷改建工程巖土工程勘察報(bào)告；2、淳安“千島?碧云天”4號(hào)樓、5號(hào)樓地下室結(jié)構(gòu)平面圖、配筋圖；3、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）；4、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2018）；5、《浙江省建筑基坑工程支護(hù)規(guī)程》（DB33/T1096-2019）；6、《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50292-2015）；7、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JGJ120-2012）；8、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）。3.1.2工程概況及周邊環(huán)境條件本工程的±0.00取黃海高程112.67m，經(jīng)測(cè)量現(xiàn)施工處標(biāo)高為102.6m；本工程南面的空曠地面標(biāo)高可取118.4m，基坑上原本存在一擋土墻，其平均標(biāo)高大概取108.9m；本工程的基坑?xùn)|面的空曠地面標(biāo)高98~112.4m，東側(cè)有一新建的擋墻，其標(biāo)高經(jīng)測(cè)量為109.62m；基坑西面的空地地面標(biāo)高為120.23m，西側(cè)已有一石擋墻，該擋墻底部的標(biāo)高為120.54m。在設(shè)計(jì)中，基坑的地下室的地板經(jīng)測(cè)量標(biāo)高取-10.78m，承臺(tái)底標(biāo)高取-14.65m，本工程因所開(kāi)挖工程的地下室外的土體原本存在的石擋墻構(gòu)成了邊坡，距測(cè)量在已存在的擋墻的情況下，基坑的西側(cè)預(yù)計(jì)開(kāi)挖深度取4.32m，而南面取6.90m，東側(cè)取6.89m。3.1.3工程地質(zhì)條件①雜填土：雜填土以灰黃色為主，主要由塊石、混凝土構(gòu)成，結(jié)構(gòu)上不緊實(shí)，雜填土主要出現(xiàn)在表層，厚度大約最在0.15到5.00m之間；因?yàn)樵谒闹苡休^厚的漿砌塊石擋墻出現(xiàn)，所以本層的工程性能不太理想。②含碎石粉土：該土層主要是以棕黃色為主；該層由少量碎石塊組成，均一性不好使本層的主要特點(diǎn)。本土層埋深常在0.15~5.00m之間，層厚大概為0.28~10.0m左右，局部地區(qū)地方厚度較大，本土層由偏低的壓縮性，對(duì)于工程性能上只能說(shuō)一般。③-1強(qiáng)風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r：該巖土大體上呈淺黃褐色，也有一部分為淺灰紅色，該巖土的巖芯主要是碎塊狀也有顆粒狀；該層層頂埋深一般為1.55~9.58m，層厚較小。③-2中等風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r：該巖土全部呈淺青灰色，巖芯有柱狀、短柱狀和幾碎塊狀這幾種；巖石的質(zhì)地非常堅(jiān)硬，結(jié)構(gòu)方面較為完整，而巖體主要呈塊狀結(jié)構(gòu)，以中陡傾角為主，該巖石的特點(diǎn)時(shí)巖面上有不少的鐵錳質(zhì)渲染。其工程性能良好。場(chǎng)地地下水水位一般為1.80~2.80m。工程施工中所設(shè)計(jì)的土體主要物理力學(xué)參數(shù)：3.1.4周?chē)h(huán)境工程施工基地的東面有一才建成的擋墻，施工場(chǎng)地附近存在一基礎(chǔ)是堆石土的建筑物，共有五層，以開(kāi)挖坡頂線，建筑物距離約10m；工地南面是四馬巷，四馬巷東部有存在一塊之前就建成的石擋土墻，距離原點(diǎn)約1.32m；四馬巷西段存在兩塊同時(shí)修建的老石擋墻，離遠(yuǎn)點(diǎn)至少0.80m，開(kāi)挖工地的西面是一塊新建成的石擋墻，距離原點(diǎn)有1.49m；只有工地的北面是一塊空地。3.1.5基坑支護(hù)方案經(jīng)閱讀工程地質(zhì)報(bào)告和實(shí)地探查研究后發(fā)現(xiàn)：1、施工基坑平整，整體形狀較為規(guī)整；2、施工基坑的邊坡挖深相對(duì)比較深，約5.35~7.20m。在施工時(shí)，基坑邊坡的東面土體里含有大部分雜填土和一部分含碎石粉土；基坑南側(cè)及西側(cè)的施工范圍內(nèi)主要是雜填土有一部分強(qiáng)風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r和中風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r；根據(jù)這些特點(diǎn)和實(shí)際分析，采用以下方案：在基坑?xùn)|側(cè)采用土釘支護(hù)設(shè)計(jì)，在開(kāi)挖坡頂需使用注漿進(jìn)行加固處理；在基坑的南側(cè)和西側(cè)，因存在大量風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r，開(kāi)挖難度大，可使用放坡的方案。3.2基坑支護(hù)土釘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)將計(jì)算以下1-1’、2-2’、3-3’、4-4’四個(gè)剖面，經(jīng)預(yù)設(shè)計(jì)決定取土釘墻與水平面的夾角為80°，鉆孔80mm，土釘與水平面的傾角為10°，具體土層信息如下。3.2.11-1剖面設(shè)計(jì)（一）剖面土層信息1-1剖面的基坑開(kāi)挖深度為5.40m，將土釘布置在距離開(kāi)挖面以下0.7m的位置，坡頂有一道擋土墻，進(jìn)行放坡，坡高取1.2m，坡度系數(shù)為2.3。土釘參數(shù)：（二）土釘抗拉承載力計(jì)算根據(jù)公式可求得sx1=1.0msz1=0.7m代入公式可求得水平方向荷載：根據(jù)公式（2-1）可求得取由公式（2-4）可以求得按以下公式計(jì)算錨固長(zhǎng)度第一根：通過(guò)幾何分析可得出：第一道土釘?shù)拈L(zhǎng)度為：由公式可求得截面積：3.2.22-2剖面設(shè)計(jì)：（一）剖面土層信息2-2剖面的深度為7.35m，擬將土釘布置在距離開(kāi)挖面0.7m處。坡頂存在擋土墻，因此采用放坡操作，坡高取1.2m，坡度系數(shù)3土釘參數(shù)：（二）土釘抗拉承載力計(jì)算sx1=1.0msz1=0.7m代入公式（3-1）中可求得水平荷載：根據(jù)公式（2-1）可求得取第一根：按公式可計(jì)算錨固長(zhǎng)度第一根：可求得：第一根土釘長(zhǎng)度為：按公式可計(jì)算截面積：3.2.33-3剖面設(shè)計(jì):（一）土層信息3-3剖面的深度為7.35m，擬在開(kāi)挖面以下0.7m處和1.7m處布置兩道土釘。而坡頂處存在一塊擋土墻，采用放坡操作，設(shè)置坡高1.2m，坡度系數(shù)2.0。；土釘參數(shù)：（二）土釘抗拉承載力計(jì)算根據(jù)公式（2-2）sx1=1.0msz1=0.7msx2=1.0msz2=1.0m代入公式中可求得水平荷載：第一根：第二根：第一根：第二根：根據(jù)公式（2-1）取第一根：第二根：第一根：第二根：按公式求得錨固長(zhǎng)度：第一根：第二根：土釘?shù)拈L(zhǎng)度為：按公式計(jì)算土釘截面積：3.2.44-4剖面設(shè)計(jì):（一）土層信息4-4剖面的深度取6.3m，擬布置六道土釘進(jìn)行支護(hù)，第一道土釘設(shè)置在開(kāi)挖面下0.40m處，之后每一道垂直間距為1.00m。在坡頂處設(shè)有一道擋土墻，進(jìn)行放坡操作，坡高1.2m，坡度系數(shù)3.1。土釘參數(shù)：（二）土釘抗拉承載力計(jì)算根據(jù)公式（2-2）第一根：sx1=1.0msz1=0.7m第二根：sx2=1.0msz2=1.0m第三根：sx3=1.0msz3=1.0m第四根：sx4=1.0msz4=1.0m第五根：sx5=1.0msz5=1.0m第六根：sx6=1.0msz6=1.0m代入公式可求得水平荷載：第一根：第二根：第三根：第四根：第五根：第六根：第一根：第二根：第三根：第四根：第五根：第六根：根據(jù)公式（2-1）取第一根：第二根：第三根：第四根：第五根：第六根：第一根：第二根：第三根：第四根：第五根：第六根：按公式求得錨固長(zhǎng)度：可求得各道土釘?shù)拈L(zhǎng)度為：按公式計(jì)算截面積：3.3理正深基坑軟件計(jì)算和驗(yàn)算3.3.11-1剖面1-1剖面信息：1-1剖面各道土釘參數(shù)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖：圖3-11-1剖面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖由理正軟件算得土釘1長(zhǎng)度為1.010m取1m外部穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)：所依據(jù)的規(guī)程：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)土釘墻計(jì)算寬度：10.000(m)墻后地面的傾角:：0.0(度)墻背傾角:：90.0(度)土與墻背的摩擦角：10.0(度)土與墻底的摩擦系數(shù)：0.300墻趾距坡腳的距離：0.000(m)墻底地基承載力：400.0(kPa)抗水平滑動(dòng)安全系數(shù)：1.300抗傾覆安全系數(shù)：1.600外部穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果：重力：1142.3(kN)重心坐標(biāo)：(5.538，2.474)超載：0.0(kN)超載作用點(diǎn)x坐標(biāo)：0.000(m)土壓力：-2267.4(kPa)土壓力作用點(diǎn)y坐標(biāo)：1.836(m)基底平均壓力設(shè)計(jì)值：74.9(kPa)<400.0基底邊緣最大壓力設(shè)計(jì)值：239.6(kPa)<1.2*400.0抗滑安全系數(shù)：22458288.000>1.300抗傾覆安全系數(shù)：23888194.000>1.600滿足要求；1-1剖面最終設(shè)計(jì)結(jié)果如表：3.3.22-2剖面2-2剖面信息：2-2剖面土釘參數(shù)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖：圖3-22-2剖面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖由理正軟件算得：土釘1長(zhǎng)度為2.949m取3m外部穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)：所依據(jù)的規(guī)程：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)。土釘墻計(jì)算寬度：10.000(m)墻后地面的傾角：0.0(度)墻背傾角：90.0(度)土與墻背的摩擦角：10.0(度)土與墻底的摩擦系數(shù)：0.300墻趾距坡腳的距離：0.000(m)墻底地基承載力：400.0(kPa)抗水平滑動(dòng)安全系數(shù)：1.300抗傾覆安全系數(shù)：1.600外部穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果：重力：1533.9(kN)重心坐標(biāo)：(5.408,3.335)超載：0.0(kN)超載作用點(diǎn)x坐標(biāo)：0.000(m)土壓力：-2344.3(kPa)土壓力作用點(diǎn)y坐標(biāo)：2.499(m)基底平均壓力設(shè)計(jì)值：112.7(kPa)<400.0基底邊緣最大壓力設(shè)計(jì)值：374.3(kPa)<1.2*400.0抗滑安全系數(shù)：33804144.000>1.300抗傾覆安全系數(shù)：42251856.000>1.6002-2剖面最終設(shè)計(jì)結(jié)果如表：3.3.33-3剖面3-3剖面信息：表3-16土層信息表土層號(hào)厚度(m)重度（kN/m粘聚力（kPa）內(nèi)摩擦角(°)摩阻力標(biāo)值（kPa）12.4019.4015.0030.0040.0021.1020.00100.0030.00400.00312.0025.00500.0035.00500.003-3剖面土釘參數(shù)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖：圖3-33-3剖面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖由理正軟件算得土釘1長(zhǎng)度為4.940m取5m土釘2長(zhǎng)度為1.010m取1m外部穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)：所依據(jù)的規(guī)程：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBGB50007-2011)土釘墻計(jì)算寬度：10.000(m)墻后地面的傾角：0.0(度)墻背傾角：90.0(度)土與墻背的摩擦角：10.0(度)土與墻底的摩擦系數(shù)：0.300墻趾距坡腳的距離：0.000(m)墻底地基承載力：400.0(kPa)抗水平滑動(dòng)安全系數(shù)：1.300抗傾覆安全系數(shù)：1.600外部穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果：重力：1363.8(kN)重心坐標(biāo)：(5.796,3.183）超載：0.0(kN)超載作用點(diǎn)x坐標(biāo)：0.000(m)土壓力：-1917.9(kPa)土壓力作用點(diǎn)y坐標(biāo)：2.499(m)基底平均壓力設(shè)計(jì)值：103.1(kPa)<400.0基底邊緣最大壓力設(shè)計(jì)值：351.5(kPa)<1.2*400.0抗滑安全系數(shù)：30923706.000>1.300抗傾覆安全系數(shù)：45741132.000>1.6003-3剖面最終設(shè)計(jì)結(jié)果如表：3.3.44-4剖面4-4剖面信息：4-4剖面土釘參數(shù)：表3-20土釘參數(shù)表序號(hào)水平間距垂直間距入射角度鉆孔直徑11.0000.40010.08021.0001.00010.08031.0001.00010.08041.0001.00010.08051.0001.00010.08061.0001.00010.080設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖：圖3-44-4剖面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖由理正軟件計(jì)算得：土釘1長(zhǎng)度為4.400m取4.5m土釘2長(zhǎng)度為3.950m取4.0m土釘3長(zhǎng)度為1.100m取1.0m土釘4長(zhǎng)度為1.100m取1.0m土釘5長(zhǎng)度為1.100m取1.0m土釘6長(zhǎng)度為1.100m取1.0m外部穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)：所依據(jù)的規(guī)程：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)土釘墻計(jì)算寬度10.000(m)墻后地面的傾角0.0(度)墻背傾角90.0(度)土與墻背的摩擦角土與墻底的摩擦系數(shù)0.300墻趾距坡腳的距離墻底地基承載力400.0(kPa)抗水平滑動(dòng)安全系數(shù)1.300抗傾覆安全系數(shù)1.600外部穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果：重力：1081.1(kN)重心坐標(biāo)：(5.487,3.019)超載：0.0(kN)超載作用點(diǎn)x坐標(biāo)：0.000(m)土壓力：75.6(kPa)土壓力作用點(diǎn)y坐標(biāo)：2.142(m)基底平均壓力設(shè)計(jì)值：109.4(kPa)<400.0基底邊緣最大壓力設(shè)計(jì)值：135.4(kPa)<1.2*400.0抗滑安全系數(shù)：4.411>1.300抗傾覆安全系數(shù)：38.038>1.600

第四章土釘支護(hù)施工與監(jiān)測(cè)4.1圍護(hù)施工說(shuō)明4.1.1基坑降、排水1、據(jù)土層信息表明該土層有著很強(qiáng)的滲透性，而且該工程對(duì)于基坑開(kāi)挖深度有較高要求，再考慮到工程四周的環(huán)境，需要將排水溝安置在基坑四周用以排水，主要針對(duì)地表水。對(duì)于降水方面，要根據(jù)具體施工時(shí)出水量來(lái)制定降水的方案，若出水量超過(guò)預(yù)估時(shí)，設(shè)置多個(gè)輕型井點(diǎn)來(lái)降水，若出水量低于預(yù)估，則在坡面上鋪設(shè)鋼管導(dǎo)水來(lái)降水。2、在設(shè)置輕型的井點(diǎn)時(shí)使用環(huán)基坑的方法，這樣不僅可以快速排出地下水，來(lái)對(duì)坡面進(jìn)行保護(hù)，還能有效防止流沙和管涌對(duì)施工造成的威脅；3、對(duì)于擋墻的坡腳應(yīng)采用尺寸為400mm*400mm的明溝，該排水溝可采用C20混凝土進(jìn)行砌筑，場(chǎng)地排水應(yīng)保證順暢。。在基坑降排水方案的實(shí)施過(guò)程中如果發(fā)生突發(fā)情況導(dǎo)致與預(yù)估情況不符時(shí)時(shí)應(yīng)及時(shí)反應(yīng)，采取應(yīng)急措施，來(lái)保證工程安全。降水工作至少要在施工前開(kāi)始前半個(gè)月開(kāi)始進(jìn)行。4.1.2土釘墻施工1、豎向注漿管采用?48鋼管施工。2、土釘墻施工中容許的誤差應(yīng)控制在：如孔深出現(xiàn)誤差，其誤差不得大于50mm，如孔徑出現(xiàn)誤差，其誤差不得大于5mm，土釘定置的誤差應(yīng)不的大±100mm。3、在施工中若土釘孔成孔必須及時(shí)安設(shè)土釘，若未立即安設(shè)，容易出現(xiàn)塌孔，并應(yīng)在土釘孔內(nèi)用M15的水泥砂漿進(jìn)行注漿操作。4、土釘所采用的的鋼筋直徑應(yīng)不小于12，鋼筋應(yīng)保證一平直、二無(wú)銹、三無(wú)油，在鋼筋上依次放置定位器來(lái)確保鋼筋保護(hù)層的厚度一致，可每2m放置一個(gè)。4.1.3挖土要求1、在工程開(kāi)挖前，施工方在仔細(xì)研究基坑支護(hù)工程的設(shè)計(jì)圖紙后應(yīng)按照?qǐng)D紙編制施工組織設(shè)計(jì)，開(kāi)挖方案。更要確保與業(yè)主、圍護(hù)設(shè)計(jì)人員共同商議后開(kāi)始施工。2、施工時(shí)要遵循開(kāi)挖土方的原則：首先分層然后分段進(jìn)行對(duì)稱(chēng)性開(kāi)挖，分層厚度要小于1.5m。在具體施工中，要先用挖掘機(jī)等進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖進(jìn)行到一定程度后再進(jìn)行人工操作修土，具體操作是底板、承臺(tái)在機(jī)械先開(kāi)挖至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高以上20到30cm。此時(shí)再安排人工進(jìn)行修土。在工程開(kāi)挖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）、隨時(shí)保證場(chǎng)地的平整；（2）、嚴(yán)格把控施工進(jìn)度，要確保在土釘墻施工進(jìn)度達(dá)到八成之后，降水達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，才可進(jìn)行下一步對(duì)地下水位以下的土方施工；（3）、在抽水工作未完成前不得繼續(xù)開(kāi)挖正常抽水工作后，當(dāng)個(gè)進(jìn)度到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)及時(shí)設(shè)置三級(jí)井點(diǎn)管。4.2基坑現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與監(jiān)測(cè)4.2.1監(jiān)測(cè)目的監(jiān)測(cè)是為了保證基坑和基坑周邊建筑物的安全不出意外，在對(duì)基坑進(jìn)行施工時(shí)應(yīng)及時(shí)了解基坑中支護(hù)結(jié)構(gòu)和周?chē)馏w是否發(fā)生變形，來(lái)了解工程進(jìn)行對(duì)環(huán)境和土體的影響，同時(shí)進(jìn)行安全預(yù)報(bào)，實(shí)行新時(shí)代信息化施工，還可以根據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)展情況和影響來(lái)調(diào)整施工的進(jìn)度。4.2.2監(jiān)測(cè)內(nèi)容針對(duì)美都工程的實(shí)際施工情況，重點(diǎn)做以下幾個(gè)方面的監(jiān)測(cè)：1、重點(diǎn)要對(duì)土體監(jiān)測(cè)是否發(fā)生水平位移：要至少設(shè)置三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)來(lái)對(duì)施工間土體是否發(fā)生水平位移進(jìn)行監(jiān)控；2、沉降監(jiān)測(cè)：設(shè)置若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)與工地附近的道路，建筑物上，用以監(jiān)測(cè)施工過(guò)程中對(duì)周邊環(huán)境的影響；3、要對(duì)土釘拉拔承載力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：至少抽取工程量總數(shù)的百分之五來(lái)進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，用以檢驗(yàn)其抗拔能力。4.2.3監(jiān)測(cè)要求為了保證施工的安全和基坑開(kāi)挖的正常進(jìn)行，在施工中應(yīng)對(duì)整個(gè)施工過(guò)程實(shí)行監(jiān)測(cè)，實(shí)行動(dòng)態(tài)管理和信息化施工。依據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，再加上現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的輔助，確保施工安全的同時(shí)進(jìn)而有效引導(dǎo)施工，若發(fā)生與預(yù)計(jì)不符，應(yīng)及時(shí)改進(jìn)施工方案，同時(shí)制定不對(duì)四周環(huán)境，地下管線造成影響的方案。4.2.4監(jiān)測(cè)布置圖圖4-1監(jiān)測(cè)布置圖4.3應(yīng)急措施在嚴(yán)格按照施工順序進(jìn)行施工的同時(shí)，不能忘記對(duì)材料的質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)，對(duì)基坑深度進(jìn)行限定，同時(shí)保證邊坡的穩(wěn)定性，在降排水方面確定好方案，只有做好這幾條才有可能才能保證在施工時(shí)能如期進(jìn)行。但因?yàn)榛庸こ檀嬖诤芏嗟牟豢煽沽蜔o(wú)法預(yù)料的突發(fā)情況。在實(shí)際工程中仍需要對(duì)存在發(fā)生可能性的突發(fā)事件制定相應(yīng)的應(yīng)急措施?？紤]到在工程中潛在的問(wèn)題，可按以下幾種方法應(yīng)急：（1）確保在坑后進(jìn)行卸載操作。（2）如出現(xiàn)坑外水位過(guò)低的情況，及時(shí)用回灌的方法來(lái)提高地下水位。（3）如遇各種原因，出現(xiàn)降水降不下去的