深基坑维护设计方案.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,深基坑支护设计方案,目录,一、基坑概况,二、土压力、支护设计计算,三、降水计算,四、基坑监测、开挖说明,基坑概况,本基坑位于浙江杭州富阳市，基坑周边环境如图所示：,基坑三面对环境要求较高，一侧对环境要求较低,地质条件,杂填土：灰黄色、灰色，湿，松散，主要由块石、碎石或建筑垃圾组成。,粘质粉土：浅灰色，稍密，湿,-,很湿。切面无光泽，摇振反应迅速，干强度、韧性低。,粉质粘土：灰色，饱和，流塑,-,软塑，薄层状，粉土和粉质粘土互层，局部为淤泥质粉质粘土。切面粗糙，摇振反应缓慢析水，干强度、韧性较低。,淤泥质粘土：灰黑色、湿、软塑，富含有机质夹有腐朽的植物根系，局部分布，为塘底或沟底沉积物。,粘质粉土：黄色、黄褐色、稍湿,湿、中密，以粘质粉土为主，含铁锰质结核，斑状构造。局部夹有灰白色高岭土。,土层主要力学参数一览表,土 名,重度,(kN/m3),C,快剪,(kPa),快剪(度),C,水下,(kPa),水下(度),杂填土,18.0,0,10.0,粘质粉土,18.4,17.5,19.0,15.5,17.0,粉质粘土,19.1,18.0,18.5,16.0,16.0,淤泥质粘土,17.0,15.0,9.0,12.0,7.0,粉质粘土,19.1,18.0,18.5,16.0,16.0,设计方案,二设计计算,1土压力计算,2支护结构设计计算,1、土压力计算,1.1计算方法与公式,1.2各剖面土压力计算,1.3标准土压力选取,1.1计算方法与公式,1.1.1、竖向荷载的选定,：基坑南侧为市政道路，东、西两侧为既有建筑，参考临近工程设计施工经验，考虑到安全等级（二级），取上部荷载为,15kP,a,.,1.1.2、水平荷载标准值,：基坑顶面及四周红线水平，根据规范建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）3.4条计算。水土合算,对于粉土或粘性土,水平荷载标准值计算简图,1.1.3水平抗力标准值计算,同样根据规范建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）3.4条计算水土合算,水平抗力计算简图,1,.2各剖面土压力计算,1.2.1剖面A-A,1.2.2剖面B-B,1.2.3剖面C-C,剖面A-A地层情况,土 名,厚度（米）,重度,(kN/,m,3,),C,快剪,(kPa),快剪(度),杂填土,1.62,18.0,0,10.0,粘质粉土,0.95,18.4,0,19.0,粉质粘土,0.7,19.1,18.0,18.5,淤泥质粘土,1.01,17.0,15.0,9.0,粉质粘土,12.09,19.1,18.0,18.5,主动土压力计算：,各层土的主动土压力系数,：,Ka1=tan,2,(45-10/2)=0.7,Ka2=tan,2,(45-19/2)=0.49,Ka3=tan,2,(45-18.5/2)=0.52,Ka4=tan,2,(45-9/2)=0.7,Ka5=tan,2,(45-18.5/2)=0.52,第一层（杂填土）：,e,a11,=q,Ka1=15,0.7=10.5,kPa,e,a12,=（q+r,1,h,1,）Ka1-2c =(15+18,1.62,),0.7,-0=30.9kPa,第二层（粉质粘土）,e,a21,=（q+r,1,h,1,）Ka,2,-2c =(15+18,1.62,),0.49,=21.63kPa,e,a22,=（q+r,1,h,1,+,r,sat2,h,2,）Ka,2,-2c,2,=(15+18,1.62+18.40.95）0.49,=30.2kPa,第三层（粉质粘土）,e,a31,=（q+r,1,h,1,+,r,sat2,h,2,）Ka,3,-2c,3,=(15+18,1.62+18.40.95）0.52-218,=8.07kPa,e,a32,=（q+r,1,h,1,+,r,sat2,h2+,r,sat3,h,3,）Ka,3,-2c,3,=(15+18,1.62+18.40.95+19.10.7）0.52-25.9,=15.02kPa,第四层（淤泥质粉土）,e,a41,=（q+r,1,h,1,+,r,sat2,h2+,r,sat3,h,3,）Ka,4,-2c,4,=(15+18,1.62+18.40.95+19.10.7）0.7-215 0.84,=27.3kPa,e,a42,=（q+r,1,h,1,+,r,sat2,h2+,r,sat3,h,3,+,r,sat4,h,4,）Ka,4,-2c,4,=(15+18,1.62+18.40.95+19.10.7+171.01）0.7,-215 0.84,=39.3kPa,第五层（粉质粘土）,e,a51,=（q+r,1,h,1,+,r,sat2,h2+,r,sat3,h,3,+,r,sat4,h,4,）,Ka,5,-2c,5,=(15+18,1.62+18.40.95+19.10.7+171.01）0.52,-218 0.72,=22.01kPa,桩端：,e,a52,=（q+r,1,h,1,+,r,sat2,h2+,r,sat3,h,3,+,r,sat4,h,4,+,r,sat5,h,5,）,Ka,5,-2c,5,=(15+18,1.62+18.40.95+19.10.7+171.01+19.17.72）0.52,-218 0.72,=98.69kPa,主动土压力：,E,a,=(10.5+30.9)/2,1.62+,(21.63+30.2)/2,0.95+,(8.07+15.02)/2,0.7+,(27.3+39.3)/2,1.01+,(21.01+98.69)/2,7.72,=33.5+24.62+8.08+33.63+462.04=561.9,kPa/m,被动土压力计算：,e,p,=,z,K,P,+2c,被动土压力系数：,K,p,=tan,2,(45,+,/2,),=1.93,坑底第一层土：,e,a51,=,2c =2,181.39=50kPa,e,a51,=,2c +rhK,P,=50+19.1,51.39=234.3kPa,E,p,=1/2rh,2,K,P,+2ch =0.5,19.15,2,1.93+21851.39=711kPa/m,其形心位置距离底面的距离为 =3.62m,土压力分布示意图：,单位kPa,10.5,30.9,21.63,30.2,8.07,15.02,27.3,39.3,98.69,22.01,50,711,1.3标准土压力选取,由于考虑东、西、南面（A-A、B-B、C-C剖面）采用相同的支护布置，分析比较三个剖面的计算结果，选取A-A剖面标准土压力值进行排桩设计、验算计算,北面（D-D剖面）考虑水泥土墙支护，选D-D剖面标准土压力值进行水泥土墙设计、验算计算。,2.1排桩设计、验算,嵌固深度9米，桩径1米，桩间距1.5米,混凝土强度C30,冠梁尺寸：1.2,0.8,各工况：,内力位移包络图,：,地表沉降图：,冠梁选筋结果,：,钢筋级别 选筋,As1HRB3352D16,As2HRB3352D16,As3HPB235d8200,环梁选筋结果,：,钢筋级别选筋,As1HRB3355D20,As2HRB3353D20,As3HPB235d8200,截面计算,截面参数：,桩是否均匀配筋,是,混凝土保护层厚度(mm),50,桩的纵筋级别,HRB335,桩的螺旋箍筋级别,HRB335,桩的螺旋箍筋间距(mm),150,弯矩折减系数,0.85,剪力折减系数,1.00,荷载分项系数,1.25,配筋分段数,一段,各分段长度(m),16.00,内力取值,：,段,内力类型,弹性法,经典法,内力,内力,号,计算值,计算值,设计值,实用值,1,基坑内侧最大弯矩(kN.m),394.71,0.00,0.00,0.00,基坑外侧最大弯矩(kN.m),171.35,1293.48,1374.32,1374.32,最大剪力(kN),152.10,257.51,321.89,321.89,段,选筋类型,级别,钢筋,实配计算面积,号,实配值,(mm2或mm2/m),1,纵筋,HRB335,25D25,1227212127,箍筋,HRB335,D12150,1508-1007,加强箍筋,HRB335,D142000,154,整体稳定验算,计算方法：瑞典条分法,应力状态：总应力法,条分法中的土条宽度:1.00m,滑裂面数据,整体稳定安全系数 K,s,=2.176,圆弧半径(m)R=16.793,圆心坐标X(m)X=-1.783,圆心坐标Y(m)Y=7.561,抗倾覆稳定性验算,抗倾覆安全系数:,Mp被动土压力及支点力对桩底的弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。,Ma主动土压力对桩底的弯矩;,Ks=1.242=1.200,满足规范要求。,抗隆起验算,：,Prandtl(普朗德尔)公式(Ks=1.11.2)，,注：安全系数取自建筑基坑工,程技术规范YB 9258-97(冶金部):,K,s,=3.762=1.1,满足规范要求,Terzaghi(太沙基)公式(Ks=1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):,K,s,=4.363=1.15,满足规范要求,。,隆起量的计算,注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理!,式中基坑底面向上位移(mm);,n从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;,ri第i层土的重度(kN/m3)；地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3);,hi第i层土的厚度(m);,q基坑顶面的地面超载(kPa);,D桩(墙)的嵌入长度(m);,H基坑的开挖深度(m);,c桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);,桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);,r桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3);,=0(mm),2.2水泥土墙,详见计算书,3、降水计算,1、降水方案的选择,2、确定井点管的长度,3、基坑涌水量的计算,4、井点管数量和间距的计算,5、井点管的布置,3.1 降水方案选择,岩土名称,层 厚,（m）,渗透系数,（cm/s）,透水性,杂填土,1.62,粘质粉土,0.95,1.8x10,-3,弱透水,粉质粘土,0.70,1.7x10,-5,微透水,淤泥质粘土,1.01,1.5x10,-5,微透水,粉质粘土,12.09,1.7x10,-5,微透水,中风化岩层,不透水,基坑工程地质情况、水文地质情况,3.1 降水方案选择,由上式及表 可得渗透系数：k=1.75x10,-5,cm/s=1.51x10,-2,m/d,地下水距离基坑顶部2.00m，基坑最大开挖深度为7.00m，降水至基坑底下0.5m处，则降水深度为5.5m,3.1 降水方案选择,综上所述：基坑开挖采取轻型井点降水，坑外采取单排7001200双,轴搅拌桩墙形成半封闭止水帷幕。,3.1 降水方案选择,3.2 确定井点管的长度,要求降水深度为5.5m，因此用一级轻型井点系统即可满足。,井点管的埋置深度,L=H+h+l,式中L井点管埋置深度，m；,H基坑深度，m，本基坑为7m；,h降水后水面距基坑底的深,度，m，一般取1m；,l滤管长度，m，该处取1m；,因此，井点管的长度为9m,3.3 基坑涌水量的计算,其中k=1.51x10,-2,m/d；H=14.37m；s=5.5m,R与r,0,计算如下,3.3 基坑涌水量的计算,此基坑为矩形基坑，其中a=54m；b=28m；,则r,0,=0.29x（54+28）=23.78（m）,3.3 基坑涌水量的计算,则基坑涌水量为：,3.4 井点管数量和间距的计算,单井的涌水量：,其中：q井点管出水量，m,3,/d,r,s,过滤器半径，m，这里取0.02m；,l过滤器进水部分长度，m，取1m；,k渗透系数，m/d，该处为1.51x10,-2,m/d。,因此可得q=1.02m,3,/d,需井点管的数量：取36根。,基坑四角处井点管应加密，如果考虑每个角加2根井管，采用的井点管数量为36+4=44（根）,管间间距,3.5 井点管的布置,4.1基坑监测目的,全面、高精度的监测,能够,保证基坑工程安全,。,随时根据监测结果调整施工参数，优化设计，或采取相应措施，以确保施工安全，顺利进行,。,实现对基坑周边环境进行有效的保护,。,作为第一手现场资料，,为今后改进设计理论和施工技术提供依据，推动基坑工程理论水平的提高,基坑概况,基坑西、北两侧有道路，并埋设有地下管线。,东侧为未开挖空地。,南侧为一建成写字楼。,4.2监测项目,序号,监测项目,测孔或测点编号,1,深层土体位移监测孔,TCX1-TCX,13,2,地下水位监测孔,W1-W14,3,墙顶水平位移监测孔,CX1-CX13,4,周围建筑物及地下管线的沉降,煤气管线,G1-G7,电力管线,L1-L16,给水管线,S1-S7,电话管线,T1-T9,建筑物,F1-F5,4.3监测点布置平面图,4.4基坑监测报警值,根据,上海市工程建设规范,基坑工程施工监测规程,DG/TJ08-2001-2006,监测对象,变化速率（mm/d）,累计值（mm）,煤气、供水管线位移,2,10,电缆、通讯管线位移,5,10,地下水位变化,300,1000,临近建筑物位移,3,60,围护墙侧向最大位移,5,25,4.5开挖说明,基坑开挖前先在基坑支护外侧打止水桩，形成连续的水泥土防渗墙体；然后埋设轻型井点管；当达到降水效果后开始打设排桩及水泥土墙。在施工程序上做到边开挖边支护，分层开挖。,在施工程序上做到边开挖边支护，分层分段开挖。土方开挖和支护施工要密切配合，严格禁止超挖。开挖到坑底后应及时施工垫层及底板,，,防止坑底长时间暴露。在前一区块完成土方开挖及垫层施工后，才能进行邻近区块的开挖。,在开挖过程中要注意开挖的对称,性,，禁止在一个地方一次性开挖到底。在承台稀疏部位开挖至板底，而仅在承台部位进行局部开挖。底部30,0,mm应由人工开挖，开挖到底后及时施工垫层和碎石层。,