资源描述
徐州矿务集团总医院病房大楼工程
基坑降排水及边坡支护方案
编制单位： 徐州矿务集团
工程建设有限公司
二○○三年十一月
徐州矿务集团总医院病房大楼基坑支护设计方案
一、设计方案综合说明
（一）、工程概况
拟建徐州矿务集团总医院病房大楼位于徐州煤建路西侧徐州矿务局院内。主楼高16～19层，框架剪力墙结构，裙楼高3～4层，均设1层地下室。基坑平面呈近长正方形，东西长约64m，南北宽约25m，基坑开挖深度6.8～7.1m。北侧距放疗中心（二层）约11m，东侧距洗衣房（三层）约18m，南侧距住宅楼（二层）约13m，西侧场地较开阔。场地地质条件和计算参数见表1。场地地下水类型属潜水，水位埋深为1.3m，主要赋水层为层2粉土。
工程地质参数 表1
层号
层名
厚度
(m)
重度
(kN/m^3)
粘聚力
(kPa)
内摩擦角
(度)
摩阻力标
准值(kPa)
1
杂填土
1.26
18.00
10.00
15.00
25.00
2
粉土
2.36
19.10
15.00
26.00
45.00
3
粉质粘土
3.13
18.70
25.00
24.00
45.00
4
淤泥质粘土
4.52
17.30
12.00
4.00
20.00
5
粘土
7.52
19.90
25.00
5.00
25.00
（二）、设计依据
1、徐州煤炭地质工程勘察公司提供的徐州矿务集团总医院病房大楼工程地质勘察报告；
2、徐州市建筑设计研究院提供的徐州矿务集团总医院病房大楼总平面图、地下室底板配筋图、承台平面布置图及承台大样图；
3、《建筑基坑工程支护技术规程》（JGJ120—99）；
4、《建筑基坑工程技术规范》（YB9258—97）；
5、《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111—98）；
6、《基坑土钉支护技术规程》（CECS96:97）;
7、北京理正深基坑支护、超级土钉墙及降水设计软件；
8、我公司多年来在徐州地区从事基坑工程设计与施工中积累的丰富经验。
（三）设计方案选择
1、设计原则
⑴安全可靠、经济合理、技术可行、便于施工及利于缩短工期的原则。
⑵应考虑周边环境对支护结构变形的要求，以及对所采用的支护结构的影响和限制。
2、基坑分区
根据工程地质条件、周边环境及基坑开挖深度的不同将基坑分为二个区。一区位于基坑南侧⑥～⑨轴线之间及①轴与⑨轴处13-13剖面（基坑开挖深度为7.1m），其余部位为二区(基坑开挖深度为6.8m)。基坑分区详见附图一基坑平面布置图。
3、方案选择
我公司认真阅读了本工程的技术资料并对现场进行了踏勘，同时对邻区类似基坑支护工程如：望景花园基坑支护工程、大连证券基坑支护工程、梅园新村16#楼及徐州交通局基坑支护工程等工程的设计和施工进行调查研究，经计算后确定本工程采用土钉墙+放坡+轻型井点降水支护结构。
4、方案简介
（1）一区：采用土钉墙支护结构。设计土钉四层。坡度系数约为1：0.27，土钉直径100mm，倾角为15°，呈梅花状布置，各层标高分别为-3.0 m、-4.3m、-5.6 m及-6.9 m，土钉长度分别为9.0m、9.0m、7.5m及6.0m;设计钢筋网为φ6@300*300,连接钢筋为Φ14双向，井字型钢筋为4Φ22、L=400;喷射砼厚度为100mm，强度等级为C20。锚固体强度为15MPa。
（2）、二区：采用土钉墙支护结构。设计土钉四层。坡度系数约为1：0.27，土钉直径100mm，倾角为15°，呈梅花状布置，各层标高分别为-3.3 m、-4.6m、-5.8 m及-7.0 m，土钉长度分别为12.0m、12.0m、9.0m及7.5m;设计钢筋网为φ6@300*300,连接钢筋为Φ14双向，井字型钢筋为4Φ22、L=400;喷射砼厚度为100mm，强度等级为C20。锚固体强度为15MPa。在施工第二层土钉时，施工一排超前花管。超前花管直径130mm，水平间距为600mm，长度为6m，采用钻机成孔，内插直径38mm的焊管并注浆。
（3）降排水：由于基坑开挖范围内的地下水主要赋存于地面下6.0m以浅的杂填土及粉土中，其下为粘性土，故采用轻型井点+明沟排水的方案。轻型井点用于强行抽排浅层地下水，粘性土中的水用明沟排放。设计轻型井点五组，井点管长6m，井点间距1.2m。排水沟截面规格为400×500，每隔15～20m设一φ800深1200mm的集水井。
二、深基坑支护结构计算书
（一）、一区设计计算
1、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 1.00 6.80 -1.30 70.0
层号
层名
厚度
(m)
重度
(kN/m^3)
粘聚力
(kPa)
内摩擦角
(度)
摩阻力标
准值(kPa)
1
杂填土
1.26
18.00
10.00
15.00
25.00
2
粉土
2.36
19.10
15.00
26.00
45.00
3
粉质粘土
3.13
18.70
25.00
24.00
45.00
4
淤泥质粘土
4.52
17.30
12.00
4.00
20.00
5
粘土
7.52
19.90
25.00
5.00
25.00
放坡级数 坡度系数 坡高(m) 坡脚台宽(m)
1 0.75 1.50 2.00
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)
1 1 15.00
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 2.50 1.50 15.00 0.30 100 9.00
2 1.30 1.50 15.00 0.30 100 9.00
3 1.30 1.50 15.00 0.30 100 7.50
4 1.30 1.50 15.00 0.30 100 6.00
土钉钢筋级别: 2
2、计算结果
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 45.5 - - -
2 46.2 1 1.00 0.00
3 46.4 1 1.41 0.00
2 1.00 0.66
4 46.5 1 2.03 0.00
2 1.47 0.66
3 1.58 8.72
5 46.4 1 2.09 0.00
2 1.52 0.66
3 1.63 8.73
4 4.58 28.17
计算方法：抗拉验算
计算步数 破裂面角(度) 土钉号 安全系数 验算长度(m) 内力设计值(kN)
1 45.5 - - - -
2 46.2 1 99.90 9.00 0.00
3 46.4 1 99.90 9.00 0.00
2 168.46 9.00 0.66
4 46.5 1 99.90 9.00 0.00
2 156.22 9.00 0.66
3 9.52 7.50 8.72
5 46.4 1 99.90 9.00 0.00
2 154.84 9.00 0.66
3 9.42 7.50 8.73
4 1.56 6.00 28.17
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) Y座标(m) 半径(m)
0 42.5 1.26 2.31 1.37 2.96
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) 半径(m)
1 45.5 2.80 6.73 6.88 10.17
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) 半径(m)
2 46.1 3.62 7.70 5.51 9.89
土钉号 计算长度(m) 内力标准值(kN)
1 2.19 14.24
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)
3 46.2 4.10 9.53 7.36 12.70
土钉号 计算长度(m) 内力标准值(kN)
1 2.29 11.15
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)
4 46.4 5.40 9.71 5.17 11.77
土钉号 计算长度(m) 内力标准值(kN)
1 2.29 0.69
2 1.62 2.44
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)
5 46.5 6.70 11.79 5.21 13.70
土钉号 计算长度(m) 内力标准值(kN)
1 2.29 0.00
2 1.62 0.00
3 4.43 44.10
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)
6 46.5 6.75 12.01 5.40 14.01
土钉号 计算长度(m) 内力标准值(kN)
1 2.29 0.00
2 1.62 0.00
3 4.43 43.73
4 4.68 35.41
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)
7 46.4 6.80 2.41 -0.85 6.51
土钉号 计算长度(m) 内力标准值(kN)
1 2.29 0.00
2 1.62 0.00
3 4.43 0.00
4 12.58 57.14
计算方法：稳定验算
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)
0 1.30 42.5 1.26 2.31 1.37 2.96
土钉号 验算长度(m)
- -
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)
1 1.91 45.5 2.80 6.73 6.88 10.17
土钉号 验算长度(m)
- -
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)
2 2.35 46.1 3.62 7.70 5.51 9.89
土钉号 验算长度(m)
1 9.00
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)
3 2.05 46.2 4.10 9.53 7.36 12.70
土钉号 验算长度(m)
1 9.00
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)
4 1.95 46.4 5.40 9.71 5.17 11.77
土钉号 验算长度(m)
1 9.00
2 9.00
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 1.73 46.5 6.70 11.79 5.21 13.70
土钉号 验算长度(m)
1 9.00
2 9.00
3 7.50
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 1.82 46.5 6.75 12.01 5.40 14.01
土钉号 验算长度(m)
1 9.00
2 9.00
3 7.50
4 6.00
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)
7 1.34 46.4 6.80 2.41 -0.85 6.51
土钉号 验算长度(m)
1 9.00
2 9.00
3 7.50
4 6.00
3、配筋结果：
钢筋级别：2
计算值 实配值
土钉号 直径(mm) 根数 配筋面积(mm^2) 直径(mm) 根数 配筋面积(mm^2)
1 22 1 356.50 22 1 380.13
2 22 1 344.42 22 1 380.13
3 18 1 253.77 18 1 254.47
4 14 1 140.97 16 1 201.06
（二）、二区设计计算
1、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 1.00 7.10 -1.30 70.0
土层名称
土层号
厚度
(m)
重度
(kN/m^3)
粘聚力
(kPa)
内摩擦角
(度)
摩阻力标准值(kPa)
杂填土
1
1.26
18.00
10.00
15.00
25.00
粉土
2
2.36
19.10
15.00
26.00
45.00
粉质粘土
3
3.13
18.70
25.00
24.00
45.00
淤泥质粘土
4
4.52
17.30
12.00
4.00
20.00
粘土
5
7.52
19.90
25.00
5.00
25.00
放坡级数 坡度系数 坡高(m) 坡脚台宽(m)
1 0.75 1.50 2.00
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)
1 1 15.00
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 2.80 1.50 15.00 0.30 100 9.00
2 1.30 1.50 15.00 0.30 100 9.00
3 1.20 1.20 15.00 0.30 100 9.00
4 1.20 1.20 15.00 0.30 100 9.00
土钉钢筋级别: 2
2、计算结果
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 45.8 - - -
2 46.2 1 1.00 0.21
3 46.4 1 1.38 0.21
2 1.00 0.45
4 46.4 1 1.96 0.21
2 1.35 0.45
3 1.57 9.15
5 46.0 1 2.15 0.21
2 1.53 0.46
3 1.75 9.26
4 9.59 48.95
计算方法：抗拉验算
计算步数 破裂面角(度) 土钉号 安全系数 验算长度(m) 内力设计值(kN)
1 45.8 - - - -
2 46.2 1 530.18 9.00 0.21
3 46.4 1 495.28 9.00 0.21
2 248.02 9.00 0.45
4 46.4 1 458.15 9.00 0.21
2 230.83 9.00 0.45
3 9.48 9.00 9.15
5 46.0 1 441.07 9.00 0.21
2 223.09 9.00 0.46
3 9.14 9.00 9.26
4 1.18 9.00 48.95
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) Y座标(m) 半径(m)
0 42.5 1.26 2.31 1.37 2.96
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) 半径(m)
1 45.8 3.10 7.86 8.19 12.03
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) 半径(m)
2 46.1 3.62 7.70 5.51 9.89
土钉号 计算长度(m) 内力标准值(kN)
1 2.25 18.96
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)
3 46.2 4.40 8.83 5.48 10.92
土钉号 计算长度(m) 内力标准值(kN)
1 2.35 12.46
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)
4 46.4 5.60 11.21 6.59 13.86
土钉号 计算长度(m) 内力标准值(kN)
1 2.35 3.26
2 1.63 4.65
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)
5 46.5 6.75 12.01 5.40 14.01
土钉号 计算长度(m) 内力标准值(kN)
1 2.35 0.00
2 1.63 0.00
3 3.95 38.88
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)
6 46.4 6.80 2.41 -0.85 6.51
土钉号 计算长度(m) 内力标准值(kN)
1 2.35 0.00
2 1.63 0.00
3 12.35 47.71
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)
7 46.0 7.10 2.37 -1.31 6.42
土钉号 计算长度(m) 内力标准值(kN)
1 2.35 0.00
2 1.63 0.00
3 12.35 41.73
4 14.59 65.59
计算方法：稳定验算
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)
0 1.30
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