iz基坑边坡土钉墙支护方案知识讲解.docx
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iz基坑边坡土钉墙支护方案知识讲解
设计方案
设计原则
岩土工程设计应以最少的投资,最短的工期,达到设计基准期内安全运行,并满足所有的预定功能要求,包括三个方面:
1、安全性和耐久性要求:
这是基坑工程施工的首要问题,首先要确保基坑边坡
及周边建(构)筑物的安全和稳定。
2、预定功能要求:
确保较短的施工工期在保障安全的前题下,要尽可能的压缩基坑工程的施工工期,以便为后续的主体结构施工赢得时间。
3、经济合理:
在保障安全的前提下,要尽可能充分利用较先进的理论及相关施工经验,最大限度的降低造价,节约投资。
二,设计计算依据
设计计算根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)计算公式,结合专家论证及经验公式,采用理正深基坑设计软件辅助计算。
设计时综合考虑的因素:
1)场区工程地质、水文地质情况。
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2)基坑周边结构的安全性。
3)周边红线外地下管线、结构物及市政管线的安全性。
4)支护结构的整体稳定及对周围环境影响,尽量减小施工引起的地面沉降值及沉降
影响范围。
5)综合考虑支护结构工程既安全又经济。
6)结合我公司现有机械实力情况,便于施工管理、机械调配。
7)在岩土工程设计中,岩土工程师与结构工程师应密切配合,使岩土工程设计与结
构工程设计协调一致。
综合考虑基坑周围情况及后期施工要求,在进行边坡支护设计时,分别对基坑周围施加了均部荷载和集中荷载,将整个基坑视为整体的同时,采用了较为常用的瑞典条分法进行了基坑支护设计。
三,方案的选择:
本工程施工工序:
先施工地下车库,其结构强度满足要求后施工5#楼,其次施工6#、
7#楼。
椐以上特定条件和工序基坑支护设计选用支护方案:
土钉支护
四、土钉支护设计参数
以基坑现状和坑深,划分6个典型剖面,其分布详见基坑平面图
1-1
剖面
坡咼
10.5m
1:
0.3
放坡
2-2
剖面
坡咼
10.5m
1:
0.4
放坡
3-3
剖面
坡咼
8.0m
1:
0.3放坡
4-4
剖面
坡咼
8.0m
1:
0.1放坡
5-5
剖面
坡咼
3.3m
1:
0.3放坡
6-6
剖面
坡咼
3.3m
1:
0.1放坡
各剖面支护参数如下
A土钉参数:
1-1,2-2剖面支护参数
(1)开槽深度按10.5m进行设计,西坡坡度1:
0.3东坡坡度1:
0.4。
(2)土钉为注浆土钉,孔径100mm与水平面间的夹角为10度.主筋为U级螺纹钢©20,每隔2.5m焊一支架,使钢筋居中,尾部设置弯钩与面层连接。
采用常压灌注水泥浆,水泥为P.O32.5#水泥,水灰比0.45.
考虑到卵石中成孔的困难性,局部锚管代替土钉,用冲击设备将钢管打入卵石层中锚管设计样式见下图
ISOClmm
接头管耕焊均可3*1皿MdCl
注浆孔前段L巳后段IS
每I弗双両焊i葩山口防砂筋
O防砂■筋16
▼d^lDDUrwn
管前段】.5-2.亦不开孔每米开:
3孔均布
锚管结枸大样图
锚管的管体采用普通钢管,其外径不小于48mm锚管内端应加工成锥形扩大头沿管壁呈螺旋型布孔,出浆孔孔径取8—10mm间距30cm,锚管外端1.0-2.0m处不设孔眼。
(3)土钉水平间距1.5m,垂直间距1.5m,呈梅花形布置共七排,第一排长5.0m,第二排长6.0m,第三排为长5.0m,第四排长4.0m,第五排为长3.0m,第六排为长3.0m,第七排3.0m.
(4)土钉采用常压灌注水泥浆,水泥为普通425#水泥,水灰比0.45。
(5)坡顶打设摩擦土钉采用U级螺纹钢©20,长度为2m间距2.5m。
3-3剖面支护参数
1)深度按8.5m进行设计,坡度1:
0.3。
2)土钉水平间距1.5m,垂直间距1.5m,呈梅花形布置共5排,第一排长5.0m,第二排长5.0m,第三排为长4.0m,第四排长3.0m,第五排为长3.0m.
3)其它参数同1-1剖面
4-4剖面支护参数
1)深度按8.0m进行设计,坡度1:
0.1。
2)土钉水平间距1.2m,垂直间距1.2m,呈梅花形布置共5排,第一排长5.0m,第
二排长5.0m,第三排为长4.0m,第四排长4.0m,第五排为长3.0m,第六排3.0m。
.
3)其它参数同1-1剖面
5-5剖面支护参数
1)深度按3.3m进行设计,坡度1:
0.3。
2)土钉水平间距1.5m,垂直间距0.3m:
0.8m:
1.5m,呈梅花形布置共3排,第一排长1.0m,第二排长3.0.0m,第三排为长2.0m,主筋选用16螺纹钢。
3)其它参数同1-1剖面
6-6剖面支护参数
1)深度按3.3m进行设计,坡度1:
0.1。
2)土钉水平间距1.58m,垂直间距0.3m:
0.8m:
1.5m,呈梅花形布置共3排,第一排长2.0m,第二排长3.0m,第三排为长2.0m。
.主筋选用16螺纹钢。
3)其它参数同1-1剖面
B面层参数:
各剖面支护参数相同
(1)喷射混凝土面板厚度为8~10cm强度为C20,指定配合比为1:
2:
2(水泥:
砂:
石子).
(2)坡面挂钢筋网,C6.5@250*250,用火烧丝绑扎,钢筋接头搭接不小于8cm,
网片与坡面距离大于3cm网片处配C16横竖加强筋,布置间距@1500*3000加强筋和土钉端头采用直角弯钩焊接。
(3)坡顶设1m宽散水坡,坡底下插30cm以保证坡底稳定性。
(4)混凝土面层应设置泄水孔和排水孔。
五,有关问题的解释和补充说明:
1、方案的解释和说明
本设计基于甲方提供开挖图,而设定方案,如施工顺序和图纸调整,则方案相应调整.
2、排水措施。
土钉支护时须提前准备排水措施。
坡面排水可通过设置排水管来实
现。
在基坑下1.5m处水平每3m布置一个排水孔。
在排水孔内插入排水管,管壁按一定密度钻眼,将排水管的水眼及内端包上筛网布,以排水的同时起到滤土的作用。
排水管一般采用长300~500mm勺带孔塑料管,插入面层500mm左右,倾角为5-10度,即可达到目的。
3、本设计未考虑塔吊位置。
4、预计变形。
本工程支护变形经有限元分析和根据我公司的实测资料,对变形预计如下:
当离开边坡6m时,地表变形不会造成对周围建筑物的影响;当大于10m时,地表基本无变形。
4.设计与信息施工技术。
施工中的动态设计与信息施工侧重强调工程技术人员懂监控,会监测,并跟班作业,不离开现场,及时处理设计中没有考虑或无法此文档仅供学习和交流
预料但却在施工中出现了的问题。
根据现场情况,及时调整一些参数和施工程序,果断而不失时机地处理好出现的问题,才能保证安全施工,确保边坡稳定。
5.坑边坡监测。
为随时掌握整个施工过程中基坑周边环境的变化,须制定一套较完整的合理的监测方案。
侧重监测和观察边坡的水平位移和竖向沉降,注意观察土钉头部附近及地表有无裂隙,周围建筑物有无异常变化,掌握其发展规律,为动态设计和信息化施工提供依据。
6、周围环境。
因目前有关资料不足,对周围的环境了解不够,本设计考虑地面荷载lOKN/m2,周围允许变形20mnfi如周围地面荷载增大,或周围环境存在对变形要求更敏感管线或建筑物时,应及时调整设计。
比如可通过增设预应力锚杆等措施以控制变形在允许范围内,保证安全。
六,设计计算书
1-1,2-2剖面计算书
原始数据
支护类型基坑侧壁重要性系数基坑深度(m)地下水位(m)墙面坡角(度)
土钉墙1.0010.50-50.0073.3
土层号厚度重度粘聚力内摩擦角摩阻力标
(m)(kN/mA3)(kPa)(度)准值(kPa)
11.6018.0020.0020.0040.00
3
4.00
20.00
0.00
42.00
100.00
4
1.80
20.00
0.00
45.00
100.00
5
7.00
20.00
0.00
45.00
150.00
超载序号超载类型超载值(kPa)距坑边距离(m)作用宽度(m)距地面深度(m)
1120.00
土钉道号竖向间水平间入射角度超挖深度钻孔直径土钉长度
距(m:
)距(m)(
度)
(m)(mm)
(m)
1
1.20
1.50
10.00
0.20
100
5.00
2
1.50
1.50
10.00
0.30
100
6.00
3
1.50
1.50
10.00
0.30
100
5.00
4
1.50
1.50
10.00
0.30
100
5.00
5
1.50
1.50
10.00
0.30
100
4.00
6
1.50
1.50
10.00
0.30
100
3.00
7
1.00
1.50
15.00
0.30
80
3.00
土钉钢筋级别:
2
计算方法:
抗拉计算
计算步数
破裂面角(度)
土钉号计算长度(m)
内力设计值(kN)
1
46.7
-
-
-
2
50.9
1
1.00
1.56
3
52.9
1
1.50
1.56
2
2.12
23.37
4
53.9
1
2.01
1.56
2
2.62
23.37
3
2.64
32.83
5
54.5
1
2.50
1.56
2
3.11
23.37
3
3.14
32.83
4
3.17
42.19
6
55.0
1
2.97
1.56
2
3.58
23.37
3
3.61
32.83
4
3.65
42.19
5
3.60
50.82
7
55.2
1
3.28
1.56
2
3.88
23.37
3
3.92
32.83
4
3.96
42.19
5
3.82
50.82
6
2.34
45.28
8
55.4
1
3.48
1.56
2
4.10
23.37
3
4.14
32.83
4
4.18
42.19
5
3.98
50.82
6
2.57
45.28
7
4.71
84.39
计算方法:
抗拉验算
计算步数
破裂面角
(度)
土钉号安全系数
1
46.7
验算长度(m)内力设计值(kN)
352.9168.095.001.47
2
4.76
6.00
23.37
4
53.9
1
65.93
5.00
1.43
2
4.41
6.00
22.66
3
2.77
5.00
32.83
5
54.5
1
62.91
5.00
1.40
2
4.00
6.00
22.22
3
2.47
5.00
32.20
4
2.17
5.00
42.19
655.0159.925.001.38
2
3.60
6.00
21.82
3
2.18
5.00
31.63
4
1.94
5.00
41.43
5
1.49
4.00
50.82
755.2157.795.001.36
2
3.33
6.00
21.61
3
1.98
5.00
31.31
4
1.79
5.00
41.01
5
1.36
4.00
50.31
6
1.69
3.00
45.28
855.4156.215.001.36
2
3.13
6.00
21.48
3
1.84
5.00
31.12
4
1.68
5.00
40.77
5
1.27
4.00
50.01
6
1.54
3.00
45.01
7
0.76
3.00
84.39
计算方法:
稳定计算
计算步数破裂面角(度)
滑裂面:
深度(m)X
座标(m)
座标(m)
半径(m)
土钉号
计算长度(m)
内力标准值(kN)
计算步数破裂面角(度)
滑裂面:
深度(m)X
座标(m)
Y
座标(m)
146.7
1.60
3.05
1.584.09
土钉号
计算长度
(m)
内力标准值(kN)
13.58
41.47
计算步数破裂面角(度)
滑裂面:
深度(m)X
座标(m)
Y
座标(m)
250.9
2.80
9.59
5.5712.11
土钉号
计算长度
(m)
内力标准值(kN)
13.98
44.89
计算步数破裂面角(度)
滑裂面:
深度(m)X
座标(m)
Y
座标(m)
352.9
4.30
6.58
-0.046.79
土钉号
计算长度
(m)
内力标准值(kN)
13.98
49.46
24.20
81.93
计算步数破裂面角(度)
滑裂面:
深度(m)X
座标(m)
Y
座标(m)
453.9
5.80
13.76
1.1113.87
土钉号
计算长度(m)
内力标准值(kN)
13.98
51.94
24.20
84.35
34.24
86.39
计算步数破裂面角(度)
滑裂面:
深度(m)X
座标(m)
Y
座标(m)
554.5
7.30
14.99
1.1615.34
土钉号
计算长度(m)
内力标准值(kN)
0
46.7
1.20
1
3.98
48.73
3.903.545.92
半径(m)
半径(m)
半径(m)
半径(m)
半径(m)
4.20
78.23
计算步数
破裂面角(度)滑裂面:
深度(m)X
座标(m)
Y
座标(m)
半径(m)
654.5
7.6017.441.3717.61
土钉号
计算长度(m)内力标准值(kN)
1
3.98
51.06
2
4.20
81.77
3
4.24
81.93
4
4.38
87.40
5
4.08
92.37
计算步数
破裂面角(度)滑裂面:
深度(m)X
座标(m)
Y
座标(m)
半径(m)
755.0
8.8020.471.7220.70
土钉号
计算长度(m)内力标准值(kN)
1
3.98
50.57
2
4.20
80.58
3
4.24
79.95
4
4.38
84.13
5
4.18
90.38
计算步数
破裂面角(度)滑裂面:
深度(m)X
座标(m)
Y
座标(m)
半径(m)
855.2
9.8023.841.9623.98
土钉号
计算长度(m)内力标准值(kN)
1
3.98
51.75
2
4.20
82.17
3
4.24
80.68
4
4.38
83.64
5
4.18
88.24
6
2.67
75.37
计算步数
破裂面角(度)滑裂面:
深度(m)X
座标(m)
Y
座标(m)
半径(m)
955.4
10.50
26.47
2.6026.74
土钉号
计算长度
(m)
内力标准值(kN)
13.98
50.81
24.20
80.79
3
4.24
79.36
4
4.38
82.13
5
4.18
86.31
6
2.67
71.62
7
4.81
115.53
计算方法:
稳定验算
计算步数安全系数破裂面角(度)滑裂面:
01.7946.71.203.903.54
土钉号验算长度(m)
计算步数
安全系数
破裂面角(度)
滑裂面
13.42
46.7
1.60
3.05
1.58
土钉号验算长度(m)
1
5.00
计算步数
安全系数
破裂面角
(度)
滑裂面
21.72
50.9
2.80
9.59
5.57
土钉号验算长度(m)
1
5.00
计算步数
安全系数
破裂面角
(度)
滑裂面
31.74
52.9
4.30
6.58
-0.04
土钉号验算长度(m)
1
5.00
2
6.00
计算步数
安全系数
破裂面角
(度)
滑裂面
41.85
53.9
5.80
13.76
1.11
土钉号验算长度(m)
深度(m)
5.92
X
座标(m)
Y
座标(m)
半径(m)
深度(m)
4.09
X
座标(m)
Y
座标(m)
半径(m)
深度(m)
12.11
X
座标(m)
Y
座标(m)
半径(m)
深度(m)
6.79
X
座标(m)
Y
座标(m)
半径(m)
深度(m)
13.87
X
座标(m)
Y
座标(m)
半径(m)
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35.00
计算步数
安全系数
破裂面角(度)
滑裂面:
深度(m)X
座标(m)Y
座标(m)
半径(m)
5
1.59
54.5
7.30
14.99
1.16
15.34
土钉号验算长度(m)
1
5.00
2
6.00
3
5.00
4
5.00
计算步数
安全系数
破裂面角
(度)
滑裂面:
深度(m)X
座标(m)Y
座标(m)
半径(m)
6
2.06
54.5
7.60
17.44
1.37
17.61
土钉号验算长度(m)
1
5.00
2
6.00
3
5.00
4
5.00
5
4.00
计算步数
安全系数
破裂面角
(度)
滑裂面:
深度(m)X座标(m)Y座标(m)
半径(m)
71.60
55.0
8.80
20.47
1.72
20.70
土钉号验算长度(m)
1
5.00
2
6.00
3
5.00
4
5.00
5
4.00
计算步数
安全系数
破裂面角
(度)
滑裂面:
深度(m)X座标(m)Y座标(m)
半径(m)
81.72
55.2
9.80
23.84
1.96
23.98
土钉号验算长度(m)
15.00
26.00
4
5.00
5
4.00
6
3.00
计算步数
安全系数
破裂面角(度)
91.64
55.4
10.5026.47
土钉号
验算长度(m)
1
5.00
2
6.00
3
5.00
4
5.00
5
4.00
6
3.00
7
3.00
3-3剖面计算书
原
始
数据
滑裂面:
深度(m)X座标(m)Y座标(m)
2.6026.74
半径(m)
支护类型基坑侧壁重要性系数
基坑深度(m)地下水位(m)墙面坡角(度)
土钉墙1.00
10.50-20.0073.3
粘聚力内摩擦角摩阻力标
(m)
(kN/mA3)
(kPa)
(
1
1.60
18.00
20.00
20.00
2
6.00
20.00
0.00
42.00
3
4.00
20.00
0.00
45.00
4
1.80
20.00
0.00
45.00
土层号厚度重度
度)准值(kPa)
40.00
70.00
100.00
100.00
放坡级数坡度系数
坡高(m)坡脚台宽(m)
10.502.502.00
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超载序号超载类型超载值(kPa)距坑边距离(m)作用宽度(m)距地面深度(m)1110.00
土钉道号竖向间水平间入射角度超挖深度钻孔直径土钉长度
距(m)
)距(m)(
度)
(m)(mm)
(m)
1
3.50
1.50
10.00
0.30
100
5.00
2
1.50
1.50
10.00
0.30
100
5.00
3
1.50
1.50
10.00
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