某金融中心留土开挖斜撑盆式开挖基坑支护设计.docx

**金融中心基坑工程
地下连续墙方案设计计算书
设计依据：《湖北省标准—基坑工程技术规程(DB42/159-2004)》

****设计研究院有限公司
2011年6月

(采用同济启明星基坑软件计算)
1 工程概况
该基坑设计总深9.5m，按二级基坑 、选用《湖北省标准—基坑工程技术规程(DB42/159-2004)》进行设计计算，计算断面编号：1。
1.1 土层参数
序号
土层名称
厚度
(m)
γ
(kN/m3)
c
(kPa)
φ
(°)
1
①1:杂填土
2.24
18.0
10.00
12.00
2
②:粉质粘土
1.07
18.4
16.00
22.00
3
③1:淤泥质粉质粘土
0.92
17.6
12.00
17.00
4
③2:砂质粉土
3.34
18.8
8.00
25.00
5
③3:淤泥质粉质粘土
2.56
17.4
11.00
14.00
6
④:淤泥质粘土
9.12
16.9
13.00
10.50
7
⑤1-1:粉质粘土
3.45
17.9
16.00
18.50
8
⑤1-2:砂质粉土
7.92
18.6
9.00
25.00
9
⑤3:粉质粘土
2.83
18.6
25.00
19.50
续表
序号
土层名称
厚度
(m)
m
(MN/m4)
Kmax
(MN/m3)
分算
/合算
1
①1:杂填土
2.24
1.0
0.0
分算
2
②:粉质粘土
1.07
4.5
0.0
分算
3
③1:淤泥质粉质粘土
0.92
3.5
0.0
合算
4
③2:砂质粉土
3.34
6.5
0.0
分算
5
③3:淤泥质粉质粘土
2.56
2.4
0.0
合算
6
④:淤泥质粘土
9.12
1.7
0.0
合算
7
⑤1-1:粉质粘土
3.45
4.4
0.0
分算
8
⑤1-2:砂质粉土
7.92
7.3
0.0
分算
9
⑤3:粉质粘土
2.83
5.4
0.0
分算
地下水位埋深：0.50m。
1.2 基坑周边荷载
地面超载：20.0kPa
2 开挖与支护设计
基坑支护方案如图：

基坑支护方案图
2.1 挡墙设计
· 挡墙类型：地下连续墙；
· 嵌入深度：11.000m；
· 露出长度：0.000m；
· 厚度：800mm；
· 混凝土等级：C30；
2.2 坑内加固设计
第1层，加固深度：9.500m； 加固厚度：3.000m； 加固范围：裙边加固，宽度：3.000m。 加固土的物理指标：c=25.00kPa；φ=30.00°； γ=19.5kN/m3； m=8.0MN/m4； Kmax=0.0MN/m3；
2.3 支撑(锚)结构设计
本方案设置3道支撑(锚)，各层数据如下：
第1道支撑(锚)为平面内支撑， 距墙顶深度0.500m， 工作面超过深度0.300m，预加轴力100.00kN/m，对挡墙的水平约束刚度取50000.0kN/m/m。 该道平面内支撑具体数据如下：
· 支撑材料：钢支撑；
· 支撑长度：30.000m；
· 支撑间距：4.000m；
· 与围檩之间的夹角：90.000°；
· 不动点调整系数：0.500；
· 型钢型号：@609*16；
· 根数：1；
· 松弛系数：1.000。
计算点位置系数：0.000。
第2道支撑(锚)为平面内支撑， 距墙顶深度4.000m， 工作面超过深度0.300m，预加轴力0.00kN/m，对挡墙的水平约束刚度取50000.0kN/m/m。 该道平面内支撑具体数据如下：
· 支撑材料：钢筋混凝土撑；
· 支撑长度：30.000m；
· 支撑间距：5.000m；
· 与围檩之间的夹角：90.000°；
· 不动点调整系数：0.500；
· 混凝土等级：C30；
· 截面高：800mm；
· 截面宽：600mm。
计算点位置系数：0.000。
第3道支撑(锚)为竖向斜撑， 距墙顶深度7.000m， 工作面超过深度0.300m，预加轴力0.00kN/m，对挡墙的水平约束刚度取50000.0kN/m/m。 该道竖向斜撑具体数据如下：
· 斜撑型钢型号：@609*14；
· 根数：1；
· 水平长度：10.000m；
· 水平间距：5.000m；
· 斜撑端头支承：锚桩；
· 锚桩类型：钢桩
· 钢桩型号：@609*14；
· 钢桩长度：10.000m；
计算点位置系数：0.000。
2.4 换(拆)撑设计
序号
换撑距墙
顶深度(m)
换撑后拆
除的支撑
预加轴力
(kN/m)
换撑对桩墙的约束效果
1
8.600
第2道支撑
0.00
水平：固定
转动：自由
2
4.300
第1道支撑
0.00
水平：固定
转动：自由
3
0.800
第3道支撑
0.00
水平：固定
转动：自由
2.5 工况顺序
该基坑的施工工况顺序如下图所示：

3 内力变形计算
3.1 计算参数
水土计算（分算/合算）方法：按土层分/合算；
水压力计算方法：静止水压力，修正系数：1.0；
主动侧土压力计算方法： 朗肯主动土压力，分布模式：三角形，调整系数：1.0，负位移不考虑土压力增加；
被动侧基床系数计算方法： "m"法， 土体抗力不考虑极限土压力限值，坑内土影响范围：1.5倍基坑深度；
墙体抗弯刚度折减系数：1.0。
3.2 计算结果
3.2.1 内力变形结果
每延米墙体抗弯刚度EI=1280000kN.m2。
以下内力和土体抗力的计算结果是每延米墙体的；支撑反力是每延米的。

支(换)撑反力范围表

抗力
相对桩顶深度(m)
最小值(kN/m)
最大值(kN/m)
支撑
第1道支撑
0.50
75.7
162.8
第2道支撑
4.00
0.0
206.7
第3道支撑
7.00
-0.0
160.0
换撑
第1道换撑
8.60
-58.3
122.5
第2道换撑
4.30
0.0
406.7
第3道换撑
0.80
-12.6
-0.0
4 整体稳定计算
4.1 计算参数
整体稳定计算方法： 瑞典条分法；
应力状态计算方法： 总应力法；
土钉法向力折减系数：ξ=1.0；
土钉切向力折减系数：ξ=1.0；
锚杆法向力折减系数：ξ=1.0；
锚杆切向力折减系数：ξ=1.0；
桩墙抗滑考虑方式：滑面绕桩；
浸润线不考虑止水帷幕；
滑弧搜索不考虑局部失稳；
考虑开挖工况；
搜索范围：坡顶：全范围；坡底：全范围；
搜索方法： 遗传算法。
4.2 计算结果
4.2.1 开挖至-9.50m(深9.50m)

滑弧：圆心(2.03m,-0.57m)，半径：21.26m， 起点(-19.22m,0.00m)， 终点(20.75m,9.50m)， 拱高比0.769；
下滑力：1884.21kN/m；
土体(包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力：2704.30kN/m；
土钉/锚杆抗滑力：0.00kN/m；
桩墙的抗滑力：0.00kN/m；
安全系数：1.44，要求安全系数：1.15。
5 墙底抗隆起计算
5.1 计算参数
计算公式：Prandtl；
考虑隆起土层不均匀性厚深比：0.0；
考虑放坡影响宽深比：1.0。
5.2 计算结果
5.2.1 墙底

坑内侧向外9.5m范围内总荷载：3610.4kN/m；
验算断面处土体内聚力：16.0kPa；内摩擦角：18.5°。
地基承载力：

安全系数：1251.1×9.5/3610.4=3.29，要求安全系数：1.8。
6 抗渗流稳定计算
6.1 计算参数
抗渗流计算方法： 临界水力坡度法，垂直渗径换算系数：1.0，水平渗径换算系数：0.0， 有效重度计算方法：由饱和重度计算。
6.2 计算结果
抗渗流稳定安全系数：，要求安全系数：1.5。
7 其他计算
7.1 坑底抗隆起计算
7.1.1 计算参数
滑弧中心：最下道支撑；
滑弧位置：通过桩底；
应力状态计算方法：总应力法；
桩墙弯曲抗力：不考虑；
垂直滑面阻力：忽略；
滑面水平应力：不考虑。
7.1.2 计算结果

下滑力：1293.9kN/m；
抗滑力：1983.4kN/m；
安全系数：1.53 。
7.2 抗倾覆计算
7.2.1 计算参数
水土计算（分算/合算）方法：按土层分/合算；
主动侧土压力分布模式：三角形；
水压力计算方法：静止水压力。
7.2.2 计算结果

抗倾覆安全系数：。
7.3 地表沉降计算
7.3.1 计算参数
地表沉降计算方法： 同济抛物线法。
7.3.2 计算结果