颐和佳苑基坑支护工程设计_毕业设计正文(编辑修改稿)

颐和佳苑基坑支护工程设计_毕业设计正文(编辑修改稿)内容摘要：

色，中密，饱和，为长石、石英砂，较均匀，夹粉土薄层，局部胶结。 本层以河北工程大学毕业设计 (论文 ) 3 透镜体分布第 8 层粉质粘土，层厚 ，层底标高。 (9)粉质粘土 (N fgl)： 棕黄色，硬塑，稍光滑，摇振反应无，干强度、韧性中等，夹粉土及粘土薄层。 本层分布整个场地，本层只有部分钻孔完全揭露，揭露层厚 ，层底标高。 (91)粉质粘土 (N fgl)： 黄褐色，中密，饱和，为长石、石英砂，较均匀，夹粉土薄层。 本层以透镜体状分布于第 9 层粉质粘土底部，层厚 ，层底标高。 (10)粉质粘土 (N fgl)： 黄褐色，硬塑 坚硬，稍光滑，摇振无反应，干强度、韧性中等，局部夹粉土及粘土薄层，底部局部半胶结。 水文地质条件 本次勘察在钻孔控制深度范围见地下水，稳定水位 埋藏 ，稳定地下水位标高 ，一年内水位变化幅度为 ， 35 年内最高水位在 左右()，历史最高水位。 场地内共有 2 层地下水，第一层含水层为第 2 层粉土，为潜水，水位升降主要受大气降水补给；第 2 层含水层为第 6 层粉土，为承压水 (如拟建建筑物对水文地质条件有特殊要求，建议进行专门水文地质勘察 )。 场地环境类型为II 类，根据钻孔水质分析报告综合评价，地下水对混凝土结构具弱腐蚀性；在干湿交替作用下，地下水对钢筋混凝土结 构中钢筋具弱腐蚀性。 河北工程大学毕业设计 (论文 ) 4 第 2 章 设计依据 设计数据的资料 现代 颐和佳苑岩土工程详细勘察报告，中冶地勘岩土工程有限责任公司 (2020 年 8月 )；现代 颐和佳苑开槽图及总平面布置图 (电子版 )。 设计依据的规范、规程 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 12099 《岩土锚杆 (索 )技术规程》 CECS 22： 2020 《基坑土钉支护技术规程》 CECS 96： 97 《建筑桩基工程技术规章》 JGJ942020 《建筑地基基础设计规范》 GB 500072020 《建筑基坑工程监测设计规范》 GB 504972020 《混凝土结构设计规范》 GB 500102020 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 GB 500862020 《建筑抗震技术规范》 GB 500112020 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 GB 502022020 《建筑与市政降水工程技术 规范》 JGJ/T11198 《工程测量规范》 GB 500262020 《建筑变形测量规范》 JGJ82020 工程地质条件 根据《现代 颐和佳苑岩土工程详细勘察报告》中基坑周围剖面土层情况及综合成果表提供的土层参数，本工程在基坑设计时所选取的土层岩土参数情况如下： 表 21 选取的土层岩土参数情况表 层号 土类名称 平均层厚 (m) 重度 γ (kN/m3) 粘聚力 C (kPa) 内摩擦角 υ (度 ) 1 杂填土 2 粉土 3 粉质粘土 4 粉质粘土 5 粉质粘土 河北工程大学毕业设计 (论文 ) 5 地下水情况 本次勘察在钻孔控制深度范围见地下水，稳定水位埋藏 ，稳定地下水位标高 ，一年内水位变化幅度为 ， 35 年内最高水位在 左右()，历史最高水位。 场地内功有 2 层地 下水，第一层含水层为第 2 层粉土，为潜水，水位升降主要受大气降水补给；第 2 层含水层为第 6 层粉土，为承压水。 河北工程大学毕业设计 (论文 ) 6 第 3 章 支护方案选择 概述 根据该建筑场地的工程地质条件、水文地质条件以及综合因素，根据基坑开挖深度及周边环境的特点，将该场地所需要支护的边坡进行了分区。 具体情况如下 ： 一区位于基坑东南侧，靠近东环路； 二区位于基坑西侧，靠近东柳大街与中心医院； 三区位于基坑东北侧，靠近东柳大街； 四区位于基坑西北侧，靠近冀中能源邯矿集团基坑。 基坑深度：一区 ，二区 ，三区 ， 四区。 基坑安全等级及使用年限 按照《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ 12099)规定及基坑周边环境情况综合分析后确定：二区、四区基坑的安全等级二级，设计时重要性系数取。 一区、三区基坑的安全等级为三级，设计时重要性系数取。 支护结构使用期限为 12 个月，当使用期限大于 12 个月时，应对四区锚索的锚固力重新检测与张拉，同时加强对基坑支护结构的监测工作。 支护结构的作用 基坑支护工程设计中的主要因素是开挖深度，基坑场地的地质条件和周围的环境是支护方案的决定因素，而基坑的开挖方式则 是基坑安全的直接相关因素。 根据支护结构的设置目的，一般要求同时具备三方面作用 [2]，即： (1) 挡土作用，保证基坑周围未开挖土体的稳定； (2) 控制土体变形作用，保证与基坑相邻的周围建筑物和地下管线在地下结构施工期间不因土体向坑内的位移而受到损害； (3) 截水作用，保证施工作用面在地下水位以上。 支护方案设计的原则 (1) 基坑支护方案设计时应遵照以下原则进行： (2) 根据基坑深度要求，结合场区地层和周边环境条件，选择安全可靠的设计方案，充分保证基础施工和周边建 (构 )物的安全； (3) 根据场区地质条件、市容环保等方面的要求，并充分考虑当 地成熟的经验及邻河北工程大学毕业设计 (论文 ) 7 近区域基坑支护设计使用情况，保证设计方案的合理可行； (4) 充分发挥设计施工一体化优势，采用便于降低造价、利于缩短工期、易于交叉衔接的工艺方法和组织措施以及有施工经验、信誉有保障的施工的队伍，以确保施工安全。 基坑开挖 基坑工程设计方案的第一步是选择开挖方案，不同的开挖方法适用于不同的场合，不同的开挖方法对维护结构和支撑体系也提出不同的要求。 基坑开挖方法首先可分为放坡开挖和有围护开挖两类，在有围护开挖中又可以分为无支撑开挖和有支撑开挖两类 [4]。 放坡开挖 放坡开挖的直接费用 最少，而且为主体工程创造了比较宽敞的施工作业空间，因而工作面宽，工期也比较短，如果条件允许，放坡开挖应该是首选的方案。 支护开挖 基坑工程根据结构受力特点，可将基坑支护类型划分为以下三类。 (1) 被动受力支护结构：支护结构依靠自身的结构刚度和强度被动地承受土压力，限制土体的变形，从而达到支护的目的。 常用的方法多为传统的支护技术，例如，人工挖孔桩、机械钻孔桩、预制钢筋混凝土桩、钢板桩、钢管桩、支撑围护结构及地下连续墙等。 (2) 主动受力支护结构：通过不同的途径和方法提高土体的强度，使支护材料与土体形成共同作用 体系，从而达到支护的目的。 例如，土钉支护技术，搅拌桩技术以及树根桩。 (3) 组合形式：根据土体力学性质，将前两种支护方法同时应用于同一基坑工程中。 这种组合支护形式已经在很多工程中得到了成功的应用，表现出了很大的优势和潜力。 被动受力支护结构是传统的支护方法，其应用实践久，有大量的累积经验，因此在工程中应用较多。 由于其造价高、工期长、施工难度大等缺点，寻求一种适合目前基坑工程新特点的支护模式显得更为重要。 而主动受力支护结构由于其安全度高、施工简单方便、工期短、造价低、噪音小等优点，在基坑支护工程中有着广泛的应用。 基坑支护方案选取 基坑开挖从设计到施工，若方案合理，技术措施得当，不仅能保证基础工程的顺利进行，且可节省大量建设资材，取得好的经济效益和社会效益 [8]。 河北工程大学毕业设计 (论文 ) 8 深基坑支护结构类型及适用范围 根据不同的基坑深度、地质、环境与荷载情况采用不同的支护结构。 常见的深基坑支护结构类型及其适用范围 [5]为： 1)深层搅拌桩支护 它是利用水泥，石灰等材料作为固化剂通过深层搅拌机械，将软土和固化剂 (浆液或粉体 )强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性，水稳定性和一定强度的 桩体 (水泥土搅拌桩 )利用搅拌桩作为基坑的支护结构。 水泥搅拌桩适宜于各种成因的饱和粘性土包括淤泥质土，粘土和粉质粘土等加固深度可从数米至 50～ 60 米。 由于其抗拉强度远小于抗压强度故常适用于基坑深度不大(5～ 7 米 )，可采用重力式挡墙结构形式的基坑。 这种支护结构防水性能好可不设支撑，基坑能在开敞的条件下开挖，具有较好的经济效益。 2)地下连续墙支护 当在软土层中基坑开挖深度大于 10 米，周围相邻建筑或地下管线对沉降与位移要求较高时常采用地下连续墙作基坑的支护结构。 地下连续墙具有如下优点： (1) 墙体刚度大整体性好，因而 结构和地基形较小，可用于超深的支护结构； (2) 适用于各种地质条件，特别是遇到砂卵石地层或要求进入风化岩层时，钢板桩难于施工，可采用地下连续墙支护； (3) 可减少工程施工时对环境的影响，但是造价高，对废浆液难于处理。 3)土钉墙支护 土钉墙支护是在基坑开挖过程中将较密的细长杆件钉置于原位土体中，并在坡面上喷射钢筋网混凝土面层。 通过土钉，土体和喷射混凝土面层的共同工作，形成复合土体。 利用复合土体的自稳达到支护目的 [6]。 土钉墙支护必须自始至终做到施工及现场监测相结合，根据施工中出现的情况和监测数据，及时反馈修改设计，并指 导下一步施工。 常用于开挖深度不大周围相邻建筑或地下管线对沉降与位移要求不高的基坑支护具有施工快捷简便，经济可靠的特点得到广泛的应用。 4)排桩支护 排桩包括钢板桩钢筋混凝土板桩及钻孔灌注桩，人工挖孔桩等。 其支护形式包括： (1) 柱列式排桩支护：当边坡土质较好，地下水位较低时，可利用土拱作用，以稀疏的钻孔灌注桩或挖孔桩作为支护结构。 (2) 连续排桩支护：在软土中常不能形成土拱，支护桩应连续密排，并在桩间做树河北工程大学毕业设计 (论文 ) 9 根桩或注浆防水，也可以采用钢板桩，钢筋混凝土板桩密排。 (3) 组合式排桩支护：在地下水位较高的软土地区，可采用钻孔灌注桩排 桩与水泥搅拌桩防渗墙组合的形式。 对于开挖深度小于 6 米的基坑，在无法采用重力式深层搅拌桩的情况下，可采用 600mm 密排钻孔桩，桩后用树根桩防护，也可采用打入预制混凝土板桩或钢板桩板桩后注浆或加搅拌桩防渗顶部设圈梁和支撑对于开挖深度为 6～ 10米的基坑，常采用 800～ l000mm 的钻孔桩，后面加深层搅拌桩注浆防水，并设置 2～ 3 道支撑；对于开挖深度大于 10 米的基坑，可采用地下连续墙加支撑的方法，也可采用 800～l000mm 大直径钻孔桩加深层搅拌桩防水设置多道支撑。 排桩支护结构是一种刚性支护结构， 90 年代初，喷锚支 护结构因造价低廉、施工便捷等特点广泛推广使用，排桩支护结构的应用逐渐减少。 目前，在各种超深基坑或特殊条件下的深基坑，排桩支护结构依然是优先考虑的支护方式。 排桩支护常与预应力锚索或内支撑联合使用，与预应力锚索联合使用时，常称为桩锚支护结构 [9]。 支护方案的最终确定 根据基坑各区的土质特点以及周边环境情况，最终确定一、二、三区均采用土钉墙支护方案；四区采用桩锚支护方案。 由于有些区的基坑支护方案相同， 故本次设计主要列出一区和四区具体设计计算，其他区作为简介。 河北工程大学毕业设计 (论文 ) 10 第 4 章 基坑支护验算 直立 高度计算 根据 《现代 颐和佳苑岩土工程勘察报告》 中获得支护所需的各项参数如下 : 表 41 支护参数表 由竖直开挖的条件，基坑可保持一定高度的竖直坑壁，其估算直立高度 Z0可按《深基坑工程设计施工手册》中的经验公式确定 : (4—1) = 式中 :K—安全系数，一般用 ； γ—坑壁土的重力密度； υ—坑壁土的内摩擦角； C—坑壁土的内聚力。 在上式的计算中主要选取的是第二层土的各项参数，因为第一层土为杂填土，在基坑开挖过程中杂填土要全部进行挖除，所以先对第二层验算是否满足直立开挖的条件。 由上式计算结果第二层土的直立高度为 ，它在整个场地分布的厚度范围是—，所以不满足放坡开挖的条件。 基坑支护计算 桩锚支护结构参数确定 1) 锚杆布置 锚杆层数 :一般基坑 中一般先挖到锚杆标高，然后进行锚杆施工，当锚杆预应力张拉后，方可挖下一层土。 因此，多一层锚杆，就会增加一次施工循环，在可能情况下，以尽量少设置锚杆道数为好。 根据四区场地开挖深度，故拟设采用三道锚杆。 2) 锚杆抗拔安全系数 土层锚杆的抗拔安全系数是指土层的极限抗拔力与锚杆的设计容许荷载的比值。 铁道部科学研究院根据土层原型拉拔试验提出当以现场试验的屈服拉力作为设计层号 土类名称 平均层厚 (m) 重度 γ (kN/m3) 粘聚力 C(kPa) 内摩擦角 υ (度 ) 1 杂填土 2 粉土 3 粉质粘土 河。