毕业论文土钉支护在深基坑中的运用Word下载.docx

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（二）深基坑支护结构的设计1、基坑支护结构设计的原则

（1）、安全可靠：

支护结构要满足强度、稳定和变形的要求，确保基坑施工及周围环境的安全；

（2）、经济合理:

在支护结构的安全可靠的前提下,从造价、工期及环境保护等方面经过技术经济比较，最终确定具有明显优势的方案；

（3）、便利施工：

在安全经济合理的原则下，要考虑施工的可能性和方便施工.2、基坑支护结构设计的方法基坑支护结构极限状态可分为下列两类：

（1）、承载能力极限状态:

对应于支护结构达到最大承载能力或基坑底失稳、管涌导致土体或支护结构破坏，内支撑压屈失稳，支护桩墙锚杆抗拔失效等；

（2）、正常使用极限状态：

对应于支护结构的变形已破坏基坑周边环境的平衡状态并产生了不良影响，如引起周边相邻的建筑物倾斜、开裂；

道路沉降、开裂;

周边的地下管线沉降变形开裂等.3、基坑支护结构设计的内容根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，基坑支护设计应包括下列内容：

（1）、支护体系的方案技术经济比较和选型；

（2）、支护结构的强度、稳定和变形计算；

（3）、基坑内外土体的稳定性验算；

（4）、基坑降水或止水帷幕设计以及围护墙的抗渗设计；

（5）、基坑开挖与地下水变化引起的基坑内外土体的变形及其对基础桩、邻近建筑物和周边环境的影响；

（6）、基坑开挖施工方法的可行性及基坑施工过程中的监测要求。

（三）、深基坑支护结构的安全等级根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120—99中3。

1。

3规定，基坑侧壁的安全等级分为三级，不同等级采用相对应的及重要性系数（见表1）。

表1　基坑侧壁安全等级及重要性系数

对于安全等级为一级、二级的建筑基坑侧壁，尚应进行基坑支护结构水平位移计算。

如武汉地区深基坑技术指南中,对支护结构的最大水平位移δ要求如下:

对于安全等级一级的支护，应满足δ≤40mm；

对于安全等级二级的支护，应满足δ≤100mm；

对于安全等级三级的支护，应满足δ≤200mm。

（四）、深基坑工程勘察1、开展勘察工作要求在建筑地基详细勘察阶段，对需要支护的工程宜按下列要求进行勘察工作.

（1）、勘察范围应根据开挖深度及场地的岩土工程条件确定，并宜在开挖边界外按开挖深度的1~2倍范围内布置勘探点，当开挖边界外无法布置勘探点时，应通过调查取得相应资料。

对于软土，勘察范围尚宜扩大；

（2）、基坑周边勘探点的深度应根据基坑支护结构设计要求确定,不宜小于1倍开挖深度，软土地区应穿越软土层;

（3）、勘探点间距应视地层条件而定，可在15~30m内选择，地层变化较大时,应增加勘探点，查明分布规律。

2、勘察内容

（1）、水文地质勘察①、查明开挖范围及邻近场地地下水含水层和隔水层的层位、埋深和分布情况，查明各含水层（包括上层滞水、潜水、承压水）的补给条件和水力联系；

②、测量场地各含水层的渗透系数和渗透影响半径；

③、分析施工过程中水位变化对支护结构和基坑周边环境的影响，提出应采取的措施。

（2）、岩土勘察岩土勘察一般应提供下述资料:

①、场地土层的类型、特点和土层性质；

②、基坑及围护墙边界附近，场地填土、暗浜、古河道及地下障碍物等不良现象的分布范围与深度,表明其对基坑工程的影响;

③、场地浅层潜水和坑底深部承压水的埋藏情况，土层渗流特性及产生流砂、管涌的可能性；

④、支护结构设计和施工所需的岩土工程测试参数：

a、土的常规物理试验指标；

b、土的抗剪强度指标;

c、室内或原位试验测试土的渗透系数；

d、特殊条件下应根据实际情况选择其它适宜的试验方法测试设计所需参数。

（3）、基坑周边环境勘查①、查明影响范围内建（构）筑物的结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载大小及上部结构现状;

②、查明基坑周边的各类地下设施，包括上、下水、电缆、煤气、污水、雨水、热力等管线或管道的分布和性状；

③、查明场地周边和邻近地区地表水汇流、排泄情况，地下水管渗漏情况以及对基坑开挖的影响程度；

④、查明基坑四周道路的距离及车辆载重情况。

3、针对勘察所提出的建议在取得勘察资料的基础上,针对基坑特点，应提出解决下列问题的建议:

（1）、分析场地的地层结构和岩土的物理力学性质;

（2）、地下水的控制方法及计算参数；

（3）、施工中应进行的现场监测项目；

（4）、基坑开挖过程中应注意的问题及其防治措施。

（五）、深基坑支护分类与选型1、深基坑支护结构的作用支护结构，通常作为临时性结构，当基础施工完毕即失去作用。

有些支护结构的材料可以回收利用，如钢板桩和一些临时性的工具式支撑。

也有一些支护结构属于永久支护，即可以作为基础结构的组成部分,例如地下连续墙一般可以作为复合式地下室外墙.不管是哪一类支护结构，均具有挡土、挡水和保护环境的作用，保护基础工程在施工安全的前提下，尽力做到经济合理和便于施工.2、支护结构形式

支护结构按其工作机理及维护墙形式分为下列几类

3、支护结构选型

基坑支护采用哪种方法，需要考虑建筑物安全等级以及土质情况，具体选择方法见下表（表2）

表2支护结构选型表二、辰宇有限公司综合楼土钉支护方案

本工程为1栋16+2层的高层综合楼，设计高度为56.30米，钢筋混凝土框架—剪力墙结构。

地下二层为平战结合的地下停车库及设备用房，地下一层为地下停车库，一～三层为商业用房，四~十六层均为办公用房。

本工程总用地面积7172.50m2，总建筑面积17741。

86m2,其中地下面积8648.68m2，地上37093。

18m2，建筑基底面积1653。

65m2，容积率：

为5。

53。

使用年限为50年，抗震设防烈度为7度.一类防火建筑,耐火等级地上、地下均为一级。

1、建筑

本工程为综合楼，分为商业用房和办公楼。

一~六层为裙楼。

设有七部电梯及四个楼梯，其中含有一部消防电梯，裙楼有两个楼梯。

本工程室内地坪标高±

0。

000相当于绝对标高63.15米,现况地面63.5米，基底标高-13。

25米。

非承重的外围护墙和非承重的内隔墙采用加气混凝土砌块，用M5专用砂浆砌筑。

外墙采用内保温，均为60mm厚增强水泥聚苯板;

屋面保温层采用40mm厚挤塑聚苯板，建筑外挑部分楼板底面无吊顶者保温层采用30mm厚胶粉聚苯颗粒粉刷.建筑外门窗气密性能级别为4级，水泥性能级别为3级，保温性能级别为5级，隔声性能级别为3级。

外墙门窗均采用断热铝合金，中空玻璃门窗，外墙窗采用上翻及推拉窗,中空玻璃规格为：

（5＋9A＋5）mm。

2、结构

本工程为框剪结构.基础采用人工挖孔灌注桩，桩端支承于强风化泥质粉砂岩,桩径为900～2400㎜不等。

本工程钢筋选用：

桩基础采用Ⅰ和Ⅱ级钢筋，上部结构采用Ⅰ~Ⅱ级钢筋。

本工程地下室底板、墙、柱、梁等防水等级为1级，混凝土等级为C10～C50；

后浇带采用高一等级的膨胀混凝土。

3、管道工程

本工程管道工程共包括生活给水系统、排水系统,雨水系统及消防系统.

4、电气工程

本工程建筑电气安装由照明、动力配电、消防控制系统、防雷接地系统和电视、电话、宽带网络系统组成。

5、安全生产，文明施工要求高

本工程地处交通要道，安全生产，文明施工相当重要，为了充分展示我司形象，体现我司主力项目工程部的综合施工管理水平，为职工及社会各界创建出一个文明施工窗口形象，我公司在本工程的安全生产、文明施工管理目标定为:

达市级安全文明工地，创省级安全文明工地。

6、施工部署

（1）、工程总体目标

①、组建的项目经理部，将严格按我司ISO9002体系文件要求，在施工中创四个一流：

即一流质量、一流工期、一流安全生产、一流文明施工.

②、在条件具备情况下，采用先进生产技术、先进工艺手段，创工程独特风格，促进行业施工水平的提高。

③、按项目管理法的要求组织专业工种的平衡，交叉流水作业，通过有力的协调指挥，使整个工地自始至终保持最优化组合的最佳工效。

（2）、主要施工方案的选定

①、本工程组织流水施工,配套公建及室外建筑在主楼主体完工，装修阶段再进行修建，不占用工期；

使施工项目的组织成为有节奏、均衡、连续的流水施工，在确保工程质量的前提下,努力缩短工期、降低工程成本。

②、施工现场采用排水明沟、集水井排水体系.

③、模板以胶合板木模为主,模板的支撑架除底层采用钢管扣件式脚手架，脚手架钢管顶部支撑方木的部位采用定制专用撑头,以防扣件滑支造成塌模的危险。

④、钢筋现场加工制作，钢筋接长φ14以下搭接为主，φ16以上钢筋接长采用焊接和机械连接。

⑤、砼采现场商品混凝土，配套两台输送泵，进行砼的输送。

⑥、外架采用采用双排钢管脚手架.

⑦、垂直运输机械主要采用1台塔吊及2台井架。

（3）、施工程序

施工程序的关键,是主次分明，先后顺序安排的原则，以结构施工为主导，装饰安装在结构进度中及时插入，在平面上分区，在竖向上分层,同步流水立体交叉，先主体，后装饰,先土建，后安装，在时间上,土建结构与安装预埋预留同步进行,室内装修从上至下，室外装饰从上至下，门窗必须在外装饰前完成，形成各主要部分紧凑按工序穿插衔接形成主体交叉施工。

（4）、主要施工机械设备配置，良好的施工机械设备，是工程顺利完成的必要前提,本工程投入的大中型施工机械，有塔吊、井架等，进场前,由项目设备主管落实专人进行检修，确保其性能良好,每台设备上应注明操作人及负责人,并有专人定期检查，维修、保养，使其工作性能和安全性能处于良好状态。

1、地质勘察概况

根据江苏省地质工程勘察院提供的《辰宇有限公司综合楼岩土工程勘察报告》，规划建设场区内无影响建筑场地稳定性不良的地质作用，拟建场区地面以下72m深度范围内的地层划分为人工堆积层及第四纪沉积层两大类，并按地层岩性及其物理力学性质指标进一步划分为11个大层及亚层，揭露深度范围内土层从上至下分别描述如下：

成因

类别

地层

序号

岩性

各层层顶绝对标高（m）

颜色

湿度

稠度

压缩性

人

工

堆

积

层

⑴

粉质粘土填土、粘质粉土填土

44.33～46.59

（局部51.28）

黄褐

湿

可塑~硬塑

/

⑴1

房渣土

杂

湿~稍湿

第

四

纪

沉

⑵

粘质粉土、粉质粘土

40.56~44。

84

褐黄

湿～饱和

硬塑～可塑

中～中高压缩性

⑵1

砂质粉土

褐黄～褐黄（暗）

饱和～湿

低～中低压缩性

⑵2

粘土、重粉质粘土

褐黄（局部灰）

中高～高压缩性

⑶

粉质粘土、重粉质粘土

37.01～40.39

灰

可塑

⑶1

粘质粉土、砂质粉土

灰～黄灰

低~中低压缩性

⑶2

粉砂、砂质粉土

低压缩性

⑷

细砂、粉砂

31。

11~35.15

饱和

⑷1

可塑～硬塑

中低～中压缩性

⑷2

砂质粉土、粘质粉土

⑷3

圆砾

⑸

粉质粘土、粘质粉土

26。

06～32。

17

中低压缩性

⑸1

中～中低压缩性

⑸2

⑸3

⑹

17.63～23。

04

褐黄~灰黄

湿~饱和

⑹1

褐黄～灰黄

⑹2

⑹3

⑺

细砂、中砂

14.62~20。

43

饱和~湿

⑺1

⑺2

⑺3

⑻

9.08～16.22

⑻1

⑻2

⑻3

⑼

卵石、圆砾

4.98～11.24

⑼1

⑼2

⑼3

中压缩性

⑽

-8.07～0。

70

⑽1

⑽2

⑾

卵石

—11。

74～-3.32

⑾1

⑾2

⑾3

2、现况水文概况

辰宇有限公司综合楼规划建设场区地表以下60m范围内分布五层地下水：

台地潜水、层间水、承压水、第1承压水、第2承压水五层地下水，基础底板位于层间潜水底板以下。

现根据降水观测情况得出，场区内深承台降水区域平均水位在-13m左右。

1、支护形式及做法

辰宇有限公司综合楼工程基坑侧壁安全等级按一级设计。

根据本工程基坑开挖深度、地质资料情况、基础桩情况、并考虑到设计要求等因素，基坑支护采用土钉墙、护坡桩支护方式,计算得出各种基坑具体支护形式叙述如下:

（1）、13。

25m基坑（P16、P17承台）

①、1/F轴以内，上部1.65m为自然放坡，中部5.85m为1:

15土钉墙，下部为护坡桩；

②、1/F轴以外，上部9。

5m为1:

0.15土钉墙,下部3.75m为护坡桩。

做法:

详见2m～—7.5m土钉墙计算书

（2）、13。

25m基坑（P18、P19、P20、P21、P22承台）

①、1/F轴外侧边坡上部9。

0.15土钉墙;

下部3。

75m为护坡桩；

做法：

详见2m~—7。

5m土钉墙计算书

②、1/F轴内侧边坡上部3m为1:

0.15土钉墙；

下部7.75m为护坡桩；

详见（—0.5m~—3。

5m土钉墙计算书）

③、环梁（-9。

16m）与承台交接处，边坡支护深度2m,1:

0.15土钉墙.

同①，对应位置布置一排土钉

（3）、11。

7m基坑（P13承台）

①、1/F轴以内承台东西两侧,上部1.65m为自然放坡,中部2.75m为1:

0.15土钉墙，下部5。

3m为直壁土钉；

详见（-1。

66m～-9.55m两步开挖土钉墙计算书）

②、1/F轴以内承台北侧，上部1。

65m为自然放坡，下部8。

05m为直壁土钉；

66m～—9.55m直壁土钉墙计算书）

③、1/F轴以外东西两侧，护坡桩内土方1。

65m为平台，其下2。

75m为1:

0.15土钉墙，再下部5。

3m为直壁土钉;

详见（—1.66m~—9.55m两步开挖土钉墙计算书）

④、1/F轴以外承台南侧，护坡桩.

（4）、11.7m基坑（P12、P14承台）

①、1/F轴以内承台东西两侧，上部1。

65m为自然放坡，中部2。

详见（-1.66m～-9。

55m两步开挖土钉墙计算书）

②、1/F轴以内承台北侧，上部1.65m为自然放坡，下部8.05m为直壁土钉；

详见（—1.66m～-9。

55m直壁土钉墙计算书）

③、1/F轴以外东西两侧，上部6。

4m为1:

15土钉墙,下部5.3m为直壁土钉；

详见（2m～—9.5m两步开挖土钉墙计算书）

④、1/F轴以外承台南侧，护坡桩内土方1。

15土钉墙，再下部5。

3m为直壁土钉。

详见（2m~—9.5m两步开挖土钉墙计算书）

（5）、11。

7m基坑（P11、P15承台）

①、1/F轴以内承台东西两侧，上部1.65m为自然放坡，中部2。

详见（-1.66m~-9。

②、1/F轴以内承台北侧，上部1.65m为自然放坡,下部8。

66m～-9。

③、1/F轴以外，上部6。

（6）、11.65m基坑（P10承台）

①、1/F轴以内，上部1。

65m为自然放坡，下部8m为直壁土钉；

详见（—1.66m～—9。

②、1/F轴以外，上部3。

65m为1:

0.15土钉墙，下部8m为直壁土钉。

详见（2m～-9.5m两步开挖土钉墙计算书）

（7）、8.96m基坑（P23、P24承台）

①、外侧边坡8.96m为1:

详见（原设计10m土钉墙计算书）

②、内侧边坡6.96m为1:

③、环梁（—2.96m）与承台交接处，边坡支护深度4m,1:

15土钉墙.

详见（-2.96～-6.96土钉墙计算书）

（8）、7。

45m基坑（P9承台）

①、1/F轴以内，上部1.65m为自然放坡，下部3。

8m为直壁土钉；

详见（2m~—5.3m两步开挖土钉墙计算书）

65m为1：

0.15土钉墙，下部3.8m为直壁土钉。

详见（2m～—5。

3m两步开挖土钉墙计算书）

（9）、11.16m基坑（77轴～100轴环墙）

①、外侧边坡11。

16m为1:

②、内侧边坡为护坡桩；

③、环梁内侧1.2m深边坡为1：

5土钉墙。

详见2m～9。

16m土钉墙计算书

（10）、11。

16m基坑（69轴～77轴环墙）

①、外侧边坡上部5.5m为1：

15土钉墙,下部5.65m为直壁土钉;

详见（2m~-9。

5m两步开挖土钉墙计算书）

②、内侧边坡上部1.65m自然放坡,中部1.85m为1:

15土钉墙，下部5。

65m为护坡桩.

详见（-0。

5m~—3。

（11）、6.5m基坑（62轴～69轴环墙）

①、外侧边坡1：

②、内侧上部1。

65m自然放坡，下部4m为1：

详见（原设计6.7m土钉墙计算书）

（12）、6。

5m基坑（44轴～62轴环墙）

详见（原设计6。

7m土钉墙计算书）

65m自然放坡,下部2。

85m为直壁土钉。

详见（-0~-5。

（13）、4.5m基坑（36轴～44轴环墙）

①、外侧边坡1:

15土钉墙；

详见（原设计4。

3m土钉墙计算书）

②、内侧自然放坡。

（14）、4。

96基坑（100轴～112轴环墙）

基坑底标高为-2.96m，内外侧边坡均为1：

0.5土钉墙.

详见（原设计4.3m土钉墙计算书）

（15）、塔吊基础

①、B1区塔吊基础：

基底标高—9。

47m，从-1.66m至基底为直壁土钉。

详见（-1.66m～—9.55m直壁土钉墙计算书）

②、B2区1#塔吊基础：

基底标高—3.96m，从+2m、-1。

66m至基底为1：

15土钉墙。

③、B2区2＃塔吊基础:

基底标高—11。

31m，从+2m至基底为1:

0.15土钉墙。

详见2m～9.16m土钉墙计算书，下部增加一排13m长土钉.

④、B2区3＃塔吊基础：

基底标高-11.46m，从+2m至基底为1:

详见2m~9.16m土钉墙计算书，下部增加一排13m长土钉。

2、土钉墙支护计算结果

采用建研院PKPM深基坑支护软件进行设计，地面荷载按20Kpa考虑，基坑内水降至基坑底0.5m以下，计算书附后。

具体各种基坑土钉墙参数设计如下:

（1）、2m～-9。

5m两步开挖土钉墙计算结果

层数

长度

倾角

竖向间距

水平间距

钢筋型号

备注

1

L=9m

10°

5m

1.5m

Φ25

基坑底板标高为—9。

5m，基坑底标高为—9.7m，

成孔孔径为120mm

2

L=8m

3

4

5

L=10m

6

L=12m

1.2m

7

L=13m