商业大厦深基坑支护结构设计方案钢板桩.docx
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商业大厦深基坑支护结构设计方案钢板桩
一、工程概况:
1、工程特点:
拟建工程地处***市松北区拉萨路东北侧。
总占地建筑面积约133877m2,基坑周长约564m,地下两层基坑开挖深约7.05m—10.7m见平面图。
2、周边环境:
2.1基坑支护范围内无重要的建筑物和构筑物
2.2基坑支护范围内无重要的管线,原有管线均在周边主辅道上。
二、工程地质简介:
该建筑场地位于***北岸,由河流冲积作用形成的河流侵蚀堆积地貌,属***流域河谷漫滩相,由于地处***中游,表层杂填土较厚,表层有杂填土组成,上部地基土主要由砂土组成,中间不均匀夹层有厚薄不等的粘性土夹层。
根据岩土工程勘察资料揭示,在基坑支护范围内地层共分9层,对各层结构及特征描述如下:
表1
土层
层底标高(m)
层厚(m)
重度(kN/m3)
c(kPa)
杂填土
-1.5
1.5
18.5
20
0
粉质粘土
-5.5
4
18.9
12.5
35
粉细砂
-10.5
5
19.5
28
0
中粗砂
-18.5
8
19.5
30
0
粉质粘土
-28.5
10
19.5
13.5
35
第
(1)层:
杂填土,层底埋深0.2~1.5米。
褐色,以粘性土为主,见植物根系。
第
(2)层:
粉砂,层底埋深3.3~10.0米。
黄褐色,湿-饱和,松散,砂质一般,分选性一般。
第(2-1)层:
粉质粘土,层底埋深2.0~7.0米。
褐色,软塑,韧性低,干强度中等,中压缩性。
第(3)层:
细砂,层底埋深10.0~14.0米。
灰褐色,饱和,稍密,砂质一般,分选性一般。
第(4)层:
中砂,层底埋深11.0~15.5米。
灰色,饱和,中密,砂质较纯,分选性一般,主要矿物成分为长石、石英。
第(4-1)层:
粉质粘土,仅见于11号钻孔,层底埋深12.2米。
灰色,软塑,韧性低,干强度中等,中等压缩性。
第(5)层:
粗砂,层底埋深13.5~19.0米。
灰色,饱和,中密,砂质较纯,分选性一般,主要矿物成分为长石、石英。
第(6)层:
粉质粘土,层底埋深13.7~20.3米。
灰色,可塑,韧性低,干强度中等,中等压缩性。
第(7)层:
粗砂,层底埋深18.5~22.5米。
灰色,饱和,密实,砂质较纯,分选性一般,主要矿物成分为长石、石英。
三、水文地质条件
场地水文地质条件概况
场地地貌属于***漫滩,地下水为第四纪松散岩类孔隙潜水,主要为大气降水、地表水补给,以蒸发为主要排泄方式,地下水赋存于下部的中、粗砂层中,水量充足,分布稳定。
地下水位埋深较浅,勘察期间厂区厂区地下水静止水位5.0~6.80m。
该场地临近***,场区地下水与***水系密切联系,由于含水层的渗透系数和径流条件好,因此本场地与***形成了互补的补给和排泄条件。
地下水动态变化规律为:
7~9月份为丰水期,水位上升,3~5月份为枯水期,水位下降。
水文地质参数经验值一览表
层号
岩土名称
渗透系数K(cm/s)
(3)
细砂
1.2×10-3~6.0×10-3
(4)
中砂
6.0×10-3~2.4×10-2
(5)
粗砂
2.4×10-2~6.0×10-2
(6)
粉质粘土
1.2×10-6~6.0×10-5
(7)
中砂
6.0×10-3~2.4×10-2
四、基坑支护设计施工方案:
4.1设计依据
(1)现场平面图及基础施工剖面图
(2)地下管线汇签单
(3)《岩土工程勘察报告》
(4)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99)
(5)《地基基础设计规程》(GB50007—2002)
(6)《锚杆施工技术规范》(CECS147:
2003)
4.2计算基坑开挖深度
根据工程施工设计图、地质报告及开槽图:
现场±0.00绝对高程为118.93m
1、F轴、10轴、20轴合围地段承台底高程为107.63m
自然地面高差为-0.6米
即基坑开挖深度:
118.93-107.63-0.6=10.7米
2、其余地段承台底高程为109.58m
自然地面高差为-2.3米
即基坑开挖深度:
118.93-109.58-2.3=7.05米
4.3设计原则
(1)满足基坑安全使用功能的要求。
(2)可操作性强,切实能指导施工。
(3)确保周边环境(地下管线、周边建筑物)的安全。
(4)施工速度快,节约工期,降低造价。
4.4基坑支护设计方案
根据设计图纸、地质报告,综合分析周边环境,为降低工程成本,提高工程施工工期;本工程设计方案采用两种支护形式,分别为F轴、10轴、20轴合围地段采用H型钢(350*175*7*11㎜)钢板桩排桩+锚杆支护形式;其余周围合围地段采用H型钢(350*175*7*11㎜)钢板桩排桩+锚杆支护形式;本工程施工设计部分采用钢板桩可提高工期,采用加筋水泥土地锚施工技术可缩短锚杆张拉时间,节约工期。
主要施工材料技术参数如下:
(1)钢板桩为:
H型钢H350*175*7*11㎜板桩,长12米、长15米。
(2)锚杆:
为专利技术加筋水泥土地锚,锚杆直径ф200㎜,长度分别为020米,锚杆体钢绞线强度为1860级,直径Φ15.20㎜,水泥浆水灰比为:
0.65。
详细设计见设计图纸.1(施工平面图及施工剖面图)
4.4.1基坑深7.05米位置支护设计施工方案
基坑开挖7.05米深,经计算此部位采用H型钢板桩(H350*175*7*11㎜)排桩+锚杆支护体系;H型钢长12米,水平间距0.7米,桩顶标高为自然地面;锚杆设置一道,锚杆自然地面下-3.0米,锚杆水平间距2.1米(三桩一锚),锚杆长20.0米,设计拉力200KN。
如下图:
4.4.2基坑深8.75米位置支护设计施工方案
基坑开挖8.75米深,经计算此部位采用H型钢板桩(H350*175*7*11㎜)排桩+锚杆支护体系;H型钢长12米,水平间距0.7米,桩顶标高为自然地面;锚杆设置两道,第一道锚杆自然地面下-3.0米,锚杆水平间距2.1米三桩一锚,锚杆长20.0米,设计拉力200KN。
第二道锚杆自然地面下-6.0米,锚杆水平间距1.4米两桩一锚,锚杆长20米,设计拉力240KN。
如下图:
4.4.3基坑深9.0米位置支护设计施工方案
基坑开挖9.0米深,经计算此部位采用H型钢板桩(H350*175*7*11㎜)排桩+锚杆支护体系;H型钢长12米,水平间距0.7米,桩顶标高为自然地面;锚杆设置两道,第一道锚杆自然地面下-3.0米,锚杆水平间距2.1米三桩一锚,锚杆长20.0米,设计拉力200KN。
第二道锚杆自然地面下-6.0米,锚杆水平间距1.4米两桩一锚,锚杆长20米,设计拉力240KN。
如下图:
4.4.4基坑深10.7米位置支护设计施工方案
基坑开挖10.7米深,经计算此部位采用H型钢板桩(H350*175*7*11㎜)排桩+锚杆支护体系;H型钢长15米,水平间距0.7米,桩顶标高为自然地面;锚杆设置两道,第一道锚杆自然地面下-3.0米,锚杆水平间距2.1米三桩一锚,锚杆长20.0米,设计拉力200KN。
第二道锚杆自然地面下-7.3米,锚杆水平间距1.4米两桩一锚,锚杆长23米,设计拉力340KN。
如下图:
应用工程实列:
2007年***麦凯乐工程,基坑深度11.0米,采用钢板桩排桩+两道锚杆支护体系能够满足安全要求。
如图:
4.4.5、基坑侧壁防治流砂技术措施方案
为保证基坑侧壁安全,防止流砂钢板桩位置,在钢板桩中间插入25㎜厚木挡板;如下图:
4.4.6、基坑内排水技术措施方案
本工程基坑开挖面积大,施工周期长,基础施工期间在雨季施工,为保证基坑安全,保证基坑不受雨水及不明水源的危害,在基坑周边设置排水沟,在承台中间设置集水坑,排水沟与集水坑相连,配备抽水泵,保证坑内水及时排出,排水沟侧面和底部作80㎜厚级配碎石混凝土,强度为C20。
如下图:
4.4.7、基坑维护应急预案
本工程地处哈尔滨***沿岸地带,地下水位比较高,地质条件较差,多为粉砂层,周边地下排水管线渗漏情况不明,为防止突发事件发生,应作好应急技术措施。
(1)、聘请专业队伍作好基坑监测,加强基坑安全预警工作。
(2)、设专职安全员巡查,查找并确定危险源,分析不利因素。
监督管理是否按设计施工,强化管理。
(3)、一旦发现基坑周边管线有渗漏,立即在基坑边2.0米范围内作渗水井或在基坑侧壁做倒流管,将水倒如基坑底或基坑内,降低坑外水对基坑安全威胁。
(4)配备产车、钩机等机械设备;砂土灌袋等材料,一旦发生重大安全危险,可立即采取回填等技术措施。
4.4.8、钢板桩、加筋水泥土锚施工技术要点
(1)、钢板桩施工
钢板桩采用15米长H型钢板桩,施工前首先放线定位准确,清除障碍物和冻土层后利用高频液压打桩锤将打入4.0米,然后调整垂直度,缓慢将钢板桩打入8.0米后,再加快打桩速度,直至设计标高保证钢板桩垂直度。
(2)锚杆施工
锚杆施工时应隔根施工,施工角度为15度,锚杆张拉应隔根张拉,张拉锁定强度为0.65倍的设计值。
4.4.8基坑支护设计计算书
***大厦工程
围护结构计算书
(7.05米深基坑)
一、工程概况
***大厦工程基坑开挖深度为7.05m,采用H型钢(H350*175*7*11㎜)板桩作围护结构,桩长为12m,桩顶标高为0m,桩水平间距0.7m。
共设1道支撑,见下表。
中心标高(m)
刚度(MN/m2)
预加轴力(kN/m)
-3
50
20
基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。
编号
P(kPa或kN/m)
a(m)
b(m)
c
1
20
2
10
0
二、地质条件
场地地质条件和计算参数见表1。
地下水位标高为-12m。
表1
土层
层底标高(m)
层厚(m)
重度(kN/m3)
()
c(kPa)
杂填土
-1.5
1.5
18.5
20
0
粉质粘土
-5.5
4
18.9
12.5
35
粉细砂
-10.5
5
19.5
28
0
中粗砂
-18.5
8
19.5
30
0
粉质粘土
-28.5
10
19.5
13.5
35
三、工况
工况编号
工况类型
深度(m)
支撑刚度
(MN/m2)
支撑编号
预加轴力
(kN/m)
1
开挖
3.3
2
加撑
3
50
1
20
3
开挖
7.05
工况简图如下:
四、计算
一、锚杆计算:
1、第一道锚杆计算:
1.1、水平间距:
每延米水平拉力为64.4KN/M;水平间距2.1m则
rNRi=1.25×64.4×2.1=169.05KN
1.2、计算水泥土桩锚固体长度:
r0NRi=0.9AcsLrsinθi+0.6пdlaqsk
=0.9×3.14×0.202/4×L×25×sin15o+0.6×3.14×0.20×(L-6.0)×50
=19.2L–113.04
L=14.69米
经计算取:
L=20.0米;设计拉力值为200KN
1.3、加筋材料的截面积:
每根7丝钢绞线拉力为26.8吨
选择二根7-Φ5钢绞线,满足要求。
***大厦工程
围护结构计算书
(基坑8.75米深)
一、工程概况
***大厦工程基坑开挖深度为8.75m,采用H型钢(H350*175*7*11㎜)板桩作围护结构,桩长为12m,桩顶标高为0m,桩水平间距0.7m。
共设2道支撑,见下表。
中心标高(m)
刚度(MN/m2)
预加轴力(kN/m)
-3
22.5
50
-6
22.5
基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。
编号
P(kPa或kN/m)
a(m)
b(m)
c
1
20
2
10
0
二、地质条件
场地地质条件和计算参数见表1。
地下水位标高为-12m。
表1
土层
层底标高(m)
层厚(m)
重度(kN/m3)
()
c(kPa)
杂填土
-1.5
1.5
18.5
20
0
粉质粘土
-5.5
4
18.9
12.5
35
粉细砂
-10.5
5
19.5
28
0
中粗砂
-18.5
8
19.5
30
0
粉质粘土
-28.5
10
19.5
13.5
35
三、工况
工况编号
工况类型
深度(m)
支撑刚度
(MN/m2)
支撑编号
预加轴力
(kN/m)
1
开挖
3.3
2
加撑
3
22.5
1
50
3
开挖
6.3
4
加撑
6
22.5
2
5
开挖
8.75
工况简图如下:
四、计算
一、锚杆计算
1、第一道锚杆计算:
1.1、水平间距:
每延米水平拉力为58KN/M;水平间距2.1m则
rNRi=1.25×58×2.1=152.25KN
1.2、计算水泥土桩锚固体长度:
r0NRi=0.9AcsLrsinθi+0.6пdlaqsk
=0.9×3.14×0.202/4×L×25×sin15o+0.6×3.14×0.20×(L-6.0)×50
=19.2L–113.04
L=13.8米
经计算取:
L=20.0米;设计拉力值为200KN
1.3、加筋材料的截面积:
每根7丝钢绞线拉力为26.8吨
选择二根7-Φ5钢绞线,满足要求。
2、第二道锚杆计算:
2.1、水平间距:
每延米水平拉力为119.7KN/M;水平间距1.4m则
rNRi=1.25×119.7×1.4=209.475KN
2.2、计算水泥土桩锚固体长度:
r0NRi=0.9AcsLrsinθi+0.6пdlaqsk
=0.9×3.14×0.202/4×L×25×sin15o+0.6×3.14×0.20×(L-5.0)×50
=19.2L–94.2
L=15.8米
经计算取:
L=20米;设计拉力值为240KN
2.3、加筋材料的截面积:
每根7丝钢绞线拉力为26.8吨
选择二根7-Φ5钢绞线,满足要求。
***大厦工程
围护结构计算书
(9.0米深)
一、工程概况
***大厦工程基坑开挖深度为9m,采用H型钢(H350*175*7*11㎜)板桩作围护结构,桩长为12m,桩顶标高为0m,桩水平间距0.7m。
共设2道支撑,见下表。
中心标高(m)
刚度(MN/m2)
预加轴力(kN/m)
-3
22.5
50
-6
22.5
基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。
编号
P(kPa或kN/m)
a(m)
b(m)
c
1
20
2
10
0
二、地质条件
场地地质条件和计算参数见表1。
地下水位标高为-12m。
表1
土层
层底标高(m)
层厚(m)
重度(kN/m3)
()
c(kPa)
杂填土
-1.5
1.5
18.5
20
0
粉质粘土
-5.5
4
18.9
12.5
35
粉细砂
-10.5
5
19.5
28
0
中粗砂
-18.5
8
19.5
30
0
粉质粘土
-28.5
10
19.5
13.5
35
三、工况
工况编号
工况类型
深度(m)
支撑刚度
(MN/m2)
支撑编号
预加轴力
(kN/m)
1
开挖
3.3
2
加撑
3
22.5
1
50
3
开挖
6.3
4
加撑
6
22.5
2
5
开挖
9
工况简图如下:
四、计算
一、锚杆计算
1、第一道锚杆计算:
1.1、水平间距:
每延米水平拉力为58KN/M;水平间距2.1m则
rNRi=1.25×58×2.1=152.25KN
1.2、计算水泥土桩锚固体长度:
r0NRi=0.9AcsLrsinθi+0.6пdlaqsk
=0.9×3.14×0.202/4×L×25×sin15o+0.6×3.14×0.20×(L-6.0)×50
=19.2L–113.04
L=13.8米
经计算取:
L=20.0米;设计拉力值为200KN
1.3、加筋材料的截面积:
每根7丝钢绞线拉力为26.8吨
选择二根7-Φ5钢绞线,满足要求。
2、第二道锚杆计算:
2.1、水平间距:
每延米水平拉力为134.5KN/M;水平间距1.4m则
rNRi=1.25×134.5×1.4=235.375KN
1.2、计算水泥土桩锚固体长度:
r0NRi=0.9AcsLrsinθi+0.6пdlaqsk
=0.9×3.14×0.202/4×L×25×sin15o+0.6×3.14×0.20×(L-5.0)×50
=19.2L–94.2
L=17.1米
经计算取:
L=20米;设计拉力值为240KN
1.3、加筋材料的截面积:
每根7丝钢绞线拉力为26.8吨
选择二根7-Φ5钢绞线,满足要求。
***大厦工程
围护结构计算书
(基坑10.7米深)
一、工程概况
***大厦工程基坑开挖深度为10.7m,采用(H型钢H350*175*7*11㎜)板桩作围护结构,桩长为15m,桩顶标高为0m,桩水平间距0.7m。
共设2道支撑,见下表。
中心标高(m)
刚度(MN/m2)
预加轴力(kN/m)
-3
22.5
50
-7.3
22.5
基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。
编号
P(kPa或kN/m)
a(m)
b(m)
c
1
20
2
10
0
二、地质条件
场地地质条件和计算参数见表1。
地下水位标高为-12m。
表1
土层
层底标高(m)
层厚(m)
重度(kN/m3)
()
c(kPa)
杂填土
-1.5
1.5
18.5
20
0
粉质粘土
-5.5
4
18.9
12.5
35
粉细砂
-10.5
5
19.5
28
0
中粗砂
-18.5
8
19.5
30
0
粉质粘土
-28.5
10
19.5
13.5
35
三、工况
工况编号
工况类型
深度(m)
支撑刚度
(MN/m2)
支撑编号
预加轴力
(kN/m)
1
开挖
3.3
2
加撑
3
22.5
1
50
3
开挖
7.8
4
加撑
7.3
22.5
2
5
开挖
10.7
工况简图如下:
四、计算
一、锚杆计算
1、第一道锚杆计算:
1.1、水平间距:
每延米水平拉力为78.3KN/M;水平间距2.1m则
rNRi=1.25×78.3×2.1=205.54KN
1.2、计算水泥土桩锚固体长度:
r0NRi=0.9AcsLrsinθi+0.6пdlaqsk
=0.9×3.14×0.202/4×L×25×sin15o+0.6×3.14×0.20×(L-6.0)×50
=19.2L–113.04
L=16.59米
经计算取:
L=20.0米;设计拉力值为200KN
1.3、加筋材料的截面积:
每根7丝钢绞线拉力为26.8吨
选择二根7-Φ5钢绞线,满足要求。
2、第二道锚杆计算:
2.1、水平间距:
每延米水平拉力为194.4KN/M;水平间距1.4m则
rNRi=1.25×194.4×1.4=340.2KN
1.2、计算水泥土桩锚固体长度:
r0NRi=0.9AcsLrsinθi+0.6пdlaqsk
=0.9×3.14×0.202/4×L×25×sin15o+0.6×3.14×0.20×(L-5.0)×50
=19.2L–94.2
L=22.625米
经计算取:
L=23.0米;设计拉力值为340KN
1.3、加筋材料的截面积:
每根7丝钢绞线拉力为26.8吨
选择二根7-Φ5钢绞线,满足要求。
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