资源描述
1.工 程 概 况
南通大学院隶属医院综合病房大楼在南通市西寺路以南,为南通市濠河风景名胜区内,东临繁荣南大街,西、南两侧紧邻濠河,建设用地在隶属医院西南角,现外科病房大楼西侧。工程用地总面积9100m2。工程总建筑面积62474m2,其中地上55111m2,地下7329m2,分为南、北两栋建筑,经过15层连廊相连。南楼和原9层外科病房楼经过连廊相连。其它零星建筑面积34m2。南楼地上十九层,地下一层,北楼地上十七层、地下一层,建筑高度分别为南楼80.2m、北楼72.6m。裙房地上三层,地下一层,建筑高度为18.3m。工程造价1.31亿元人民币。
该工程地下部分(人防)由江苏省第二建筑设计研究院设计;地上部分由浙江省建筑设计研究院设计;由※※※※※※总承包;监理单位为南通市建设监理有限责任企业。
该大楼建筑造型新奇,南北两楼双峰交叠和秀丽濠河交相辉映。经过15层连体厢廊贯通相连,现代化装饰手法充足展现了大楼时代气息,成为腾飞中南通又一座标志性建筑。
1.1. 建筑设计概况
1.1.1.人防部分
(1) 地下人防部分设计分为A、B、C、D、四个单元,平时A、B单元为医院管理用房,C单元为小型汽车停车库,D单元为变配电房、水泵房等设备用房。战时A单元为医疗救护站,防护等级为五级,防化等级为乙级;B单元为城市二等人员掩蔽部,防护等级为六级,防化等级为丙级;C单元为物资储存库,防护等级为六级,防化等级为丁级。
(2) 本工程地下部分建筑面积为7329㎡,其中:人防建筑面积4985㎡,人防隐蔽面积4221㎡。
(3) 防火分区设置:A单元2个;B单元1个;C单元2个;D单元3个。
(4) 平战转换:相关平战转换采取预埋件、预留洞施工中一次到位,临战前在战术要求期限内,将全部平时使用相关孔洞按战时设计要求进行封堵施工,砌筑、堆垒防暴隔墙和挡墙,形成抗暴单元,转入临战状态。平时使用战时封堵通风竖井,临战前按战时风施设计要求封堵风口,用粗砂填实竖井。
1.1.2.建筑消防部分
(1) 本工程消防类别为一类,耐火等级为一级。设计要求除正压送风、排油烟、废气以外全部管道井待安装结束后,在楼板处每隔两层封堵;
(2) 防火墙部位全部设备管线待安装后再进行封砌,必需严密封砌至梁板底部;
(3) 全部电梯井道及机房必需用不低于2小时耐火极限材料隔开,消防电梯机房门采取甲级防火门而且向外开;
(4) 空调机房、变配电、消防水泵房、锅炉房、电机房等设备房门均采取甲级防火门而且要求向外开启;
(5) 外墙面装饰幕墙,当穿过垂直防火分区时,其窗槛墙幕墙应该在每层楼板外沿设置耐火极限不低于1小时,高度不低于800㎜不燃烧实体裙墙。
1.1.3.墙体部分
(1) 本工程墙体除施工图纸中标明外,±0.00标高以下墙体均为黏土砖墙。M7.5水泥沙浆砌筑;并在-0.06处墙体中设防潮层一道,防潮层做法为20㎜厚1:2水泥沙浆加5%防水剂;±0.00标高以上外墙为240㎜厚KP1型多孔黏土砖,砌筑沙浆标号为M5混合沙浆。
(2) 内墙为200㎜及120㎜轻质材料,砌筑沙浆标号为M5混合沙浆或墙体材料专用黏结材料。
(3) 其它隔墙依据精装修设计部署,墙体材料均为轻质墙体材料,轻质墙体材料容重不应大于700Kg/m2;同时要满足(GBJ118-88)《民用建筑隔声设计规范》相关要求。
(4) 不一样墙体材料连接处,均应该按结构结构要求配置拉墙筋;砌筑时应相互答接不能留通缝,遇框架结构外墙填充墙不一样墙体材料相接处,粉刷时应加设宽度大于300㎜钢丝网。
1.1.4.门窗部分
(1) 本工程铝合金窗立樘均在墙中心线内侧,其外墙皮和墙中心线齐平;
(2) 平开门立樘位置和开启侧墙体粉刷面层平,弹簧门立樘居墙中心;
(3) 外门窗气迷性等级要求应该满足《建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法》GB7107要求,1~3层外窗及阳台门气密性等级不低于三级,4层及以上外窗及阳台门气密性等级不低于二级,以满足建筑节能要求;
(4) 该施工图所列门窗尺寸为门窗洞口尺寸,施工中门窗实际尺寸应该依据外墙装饰面材料厚度及安装结构所需缝隙,由现场和供给厂家协调确定。
(5) 门垛做法除施工图中注明外,砌体边均120㎜,混凝土边均240㎜,凡居开间中设置门窗或洞口,在施工平面图中不着标注位置定位尺寸;
(6) 窗台高度低于900㎜,均加设1050㎜高护栏。
1.1.5.建筑防水部分
(1) 地下人防工程A、B单元防水设计等级为一级,C、D单元防水等级为二级,防水混凝土抗渗标号为S8;外墙距底板上500㎜处水平施工缝加钢板止水带,汽车坡道、连通口沉降缝采取PVC橡胶止水带;
(2) 凡穿越地下室外墙、和土体接壤底板和顶板全部通风、给排水、电缆、设备预留洞口均应设置防水套管,不得后凿;
1.2.结构设计概况
1.2.1.结构形式
(1) 该工程结构形式采取钢筋混凝土框架—剪力墙结构,框架抗震等级为二级,剪力墙抗震等级为二级,建筑等级二级。设计使用年限50年。耐火等级一类一级。抗震设防烈度6度。
(2) 地下车库为现浇钢筋混凝土框架结构,框架抗震等级为四级。
(3) 主裙房地基基础抗震等级为乙级,地下车库地基基础设计等级为丙级。
1.2.2.后浇带、加强带、伸缩缝设置:
(1) 南楼和北楼之间基础埋深不一样,故在南、北楼交界处设置后浇带,后浇带宽度1000mm。
(2) 地下车库中间,南北向在轴23处设置一条加强带,加强带宽度mm。
(3) 地下车库和南北楼连通处,地下车库和汽车通道连接处设置伸缩缝。
1.2.3.基础结构概况:
(1) 北楼均采取桩基-筏基基础。桩型选择考虑到场地周围有较多建筑、病房楼及管线等,采取无振动、不挤土钻孔灌注桩。
(2) 为有效控制南北楼及地下车库之间沉降差异,南北两楼均以⑨粉砂层作为桩端持力层,选择φ800mm钻孔灌注桩,有效桩长42.5m。单桩竖向承载力特征值设计为2600KN。
(3) 地下车库选择φ600钻孔灌注桩,有效桩长20m,单桩竖向抗拔承载力特征值设计为750KN。
(4) 南北楼均为一层地下室,基础底板采取等厚板承台,底板厚1600mm。外墙厚分别为:350mm和450mm。底板混凝土强度等级为C40,顶板、墙板和柱混凝土强度等级为C45,底板、墙板和室外顶板抗渗等级均为S8。
(5) 地下车库设计为地下一层,基础底板、墙体和主楼相对独立。基础底板采取承台、梁、板结构形式,底板厚400mm;柱网间距为:6000 mm×8000 mm;承台为1200 mm×1200 mm×1200 mm;地梁截面南北向450 mm×900 mm,东西向500 mm×1100 mm。外墙厚分别为:350mm和450mm。混凝土强度等级均为C30,抗渗等级均为S8。
(6) 南、北楼之间设有一道后浇带,宽度1000mm;地下车库设有一道加强带,宽度为mm。后浇带和加强带部位混凝土标号比同部位混凝土标号提升一级。并在混凝土中添加微膨胀剂JM-Ⅲ改善型,掺量为水泥用量10%。
1.2.4.钢材等级及设计要求
(1) 钢材:分别采取 HPB235,强度设计值Fy=210N/mm2和 HRB335,强度设计值Fy=300N/mm2。预埋件、型钢均采取Q235级钢。钢筋强度标准值应含有大于95%确保率。
(2) 焊条:Ⅰ级钢和Q235钢采取E43型焊条;Ⅱ级钢采取E50型焊条。
(3) 钢筋保护层设计要求:
a、 ±0.00以下部分:底板、墙板外层50㎜、内层20㎜,梁、柱外层50㎜、内层30㎜,顶板20㎜(外层是指和土壤接触面)。
b、 ±0.00以上部分:梁、柱外为30㎜,混凝土墙为20㎜,板为20㎜。钢筋混凝土保护层除满足上述要求外,还应大于主筋直径。
(4) 钢筋锚固长度和搭接要求:
±0.00以下部分:
钢
筋
直径
钢筋类别
锚 固 长 度 La
锚 固 长 度 LaE
d<=25
d>25
抗震等级
C30
C35
≥C40
C30
C35
≥C40
四级
三级
二级
HPB235
24d
22d
20d
1.0La
1.05La
1.15La
HRB335
30d
27d
25d
33d
30d
27d
搭 接 长 度 LIE
钢筋接头面积百分率
<=25%
钢筋接头面积百分率
50%
钢筋接头面积百分率
100%
四级
三级
二级
四级
三级
二级
四级
三级
二级
HPB235
1.20La
1.26La
1.38La
1.40La
1.47La
1.61La
1.60La
1.68La
1.84La
HRB335
说明:钢筋锚固长度LaE,钢筋搭接长度LIE,钢筋直径d,
(5) 在任何情况下,钢筋锚固长度、搭接长度均不应小于300㎜。纵向受力钢筋受压锚固长度取受拉锚固长度0.7倍。
(6) 当钢筋采取焊接接头时,钢筋焊接接头应错开,钢筋焊接接头连接区段长度要大于35D,且大于500㎜,焊缝长度:单面焊为10D,双面焊为5D。
1.2.5.混凝土强度等级
(1) 基础垫层:混凝土标号为C15;
(2) 南、北楼地下底板混凝土标号为C40,抗渗等级为S8;顶板、墙板、柱混凝土强度标号为C45,抗渗等级均为S8;
(3) 地下车库底板、承台、梁、顶板、墙板、柱混凝土强度标号为C30,抗渗等级均为S8;
(4) 二层柱底至三层楼梁板以下混凝土强度标号为C45;
(5) 设备层柱底至十层楼梁板以下混凝土强度标号为C40;
(6) 十一层柱底至其以上部位混凝土强度标号为C35;
(7) 屋顶水箱底板、侧板采取密实防水混凝土,标号为C35;,抗渗等级≽0.8MPa;
(8) 预制构件、过梁等混凝土标号为C30。
1.3.安装工程概况
(1) 该安装工程分:动力照明、火灾报警、消防喷淋、监控及综合布线部分、给排水、通风空调系统。
(2) 动力照明系统包含室内变电所安装、低压配电、电气管线设备安装、应急照明、防雷及接地。
(3) 本消防安装工程属高层一类公共建筑,采取总体保护方法,火灾报警(消防电)及喷淋(消防水)系统由火灾报警控制器、室内消火栓系统、自动喷淋系统控制装置、空调通风系统控制装置、火灾应急广播系统控制装置、防火卷帘控制装置、火灾应急照明和疏散指示标志控制装置、配电系统控制装置等组成。
(4) 监控及综合布线系统包含综合布线、电视卫星接收和有线电视、防盗报警和闭路电视监控、建筑设备监控、门禁控制、停车库管理、多媒体会议等各分系统。其中门禁控制系统、停车库管理系统、多媒体会议系统设计以预埋管线为主。
(5) 给排水系统包含室内冷热水、排水;消防给水;室外给排水;地下人防工程给排水;空调系统补水等分系统。
(6) 空调、通风系统关键采取变制冷剂流量多联机空调系统和局部特殊场所采取独立冷热源分体空调器。
1.4.建筑使用功效
该大楼建筑面积6万3千平方米,是江苏省医疗系统现在规模最大、标准最高、最能代表时代特征建筑单体工程。主楼为南北两幢高层,南楼19层,北楼17层,地下一层为设备用房和汽车库,南北楼之间以连廊相互交通。大楼内设病区30多个,手术室20多个,床位1000多张。
该大楼有优异基础设施,有功效齐全配套设施,有智能化管理系统,有现代化医疗设施装备。
该大楼建成,对提升南通隶属医院综合实力和社会形象,深入改善医护职员工作条件,促进医疗学科建设和发展提供了强有力物质基础,也为南通地域广大患者提供了一个优美、舒适、安全就医环境。
2. 施工现场临时用电部署
2.1.施工用电负荷计算
本工程以结构施工阶段用电量最大,关键用电设备用电量以下:
QTZ63TM起重机 2台×31.7KW/台=63.4KW
QTZ40TM起重机 1台×31.7KW/台=31.7KW
双笼人货电梯 2台×15KW/台=30KW
砼搅拌机 2台×15KW/台=30KW
振动器 8台×0.8KW/台=6.4KW
卷扬机 4台×3KW/台=12KW
钢筋切断机 3台×7KW/台=21KW
钢筋弯曲机 3台×4KW/台=12KW
钢筋拉直机 2台×7.5KW/台=15KW
钢筋螺纹套丝机 4台×11KW/台=44KW
木工圆锯 3台×4KW/台=12KW
木工刨床 6台×5.5KW/台=33KW
攻丝机 6台×0.75KW/台=4.5KW
电动机总功率 ΣΡ1=315.0KW
电焊机总容量:
ΣΡ2=6台×11KW/台+2×7 KW/台+2×10 KW/台=100KVA
室内照明5W/m2,大型设施累计10000㎡,
ΣΡ3=5×10000=50KW
室外照明1W/m2,累计10000m2
ΣΡ4=1×10000=10KW
② 供电设备总用量
Ρ=1.05×(0.6×315.0/0.75+0.6×100+0.8×50+1.0×10)
=380.3KW
建设单位现场提供用电容量为400KW能够满足施工用电需要。
2.2.施工现场临时用电线路设置
(1) 施工用电从业主提供施工电源处引出,分别引入施工区域和办公、生活区域。动力线路送电采取三相五线制;供电线路穿钢管埋地部署,在现场设分电箱,施工用电均从各分电箱就近引接。
(2) 在施工场地内按施工要求配置电箱。在现场四面部署外围照明灯。
(3) 施工现场供电全部采取TN—S系统架空或埋地布设,架空线采取水泥电杆,电线离地4m以上,埋地电缆需埋深0.50m以上。
(4) 各使用点配置专用电箱,做到单机单闸,并设专用漏电保护器。动力、照明线路独立分开。
(5) 各操作面采取电缆直接供电,配置专用电箱,以满足各操作面施工用电要求。施工用电由专职电工专门管理,严禁非电工私自安装用电器具和接设电线。
2.3.施工现场临时用电线路图
职 工 宿 舍 楼
办公楼
配电箱 钢筋加工场地
切断机
配电箱 对焊机 木工车间 电锯机
RVV3×6+E6 电锯机 配电箱
RVV3×70+E35 至各楼层配电箱 3VV223×240+1×120
RVV3×185+1×95+E95 电梯井 配电箱 RVV3×25+1×16+E16
塔吊
电源从配电房引来 配电箱 RVV3×120+1×70+E70
RVV3×150+1×70+E70 RVV3×185+1×95+E95 RVV3×150+1×70+E70
至各楼层配电箱
RVV3×50+1×25+E25 沿墙、围墙至配电房
配电箱 RVV3×95+1×50+E50 配电房
医院
变电
所
3.施工临时用水方案
依据甲方提供城市供水网结点,沿围墙四面部署临时供水管网,管径2寸,再设支管提供施工用水。
3.1.现场临时用水量计算:
(1)施工用水:
q1=k1 ∑[(Q1×N1)÷(T1×b)]×[K2÷(8×3600)]
=1.6升/秒
其中:
q1——施工工程用水量(L/S)
k1——未预见施工用水系数(1.05-1.15)
Q1——月度工程量
N1——施工用水定额
T1——月度有效作业日
B——天天工作班数
K2——用水不均衡系数
(2)施工机械用水:
q2 =K1 ∑Q2 ×N2 ×K3 ÷(8×3600)=0.2升/秒
其中:
q2——施工机械用水量(L/S)
K1——未预见施工用水系数(1.05-1.15)
Q2——同一个机械台数
N2——施工机械台班用水定额
K3——施工机械用水不均衡系数
(3)消防用水:
q3 =2升/秒
其中:
q3——消防用水量
(4)现场总需水量
Q=(q1 +q2)/2+q3
分别代入上式得
Q=(1.6+0.2)/2+2
=2.9升/秒
(5)管径计算:
D =
D——配水管直径(m)
Q——耗水量(L/S)
V——管网中水流速度(m/S)
代入上式得
D =
D =0.0369m=3.69cm
依据上述计算结果,总管直径选择50mm自来水管。
为满足高层施工用水需要,结合地下室水池安装,设置高压水泵向高层泵水。
3.2.现场临时用水水管部署:
(1) 施工用水在平面上和立面上分开部署,在平面上沿施工场地周围部署,水管用2寸管,围绕场地周围水管每隔20m左右设一3/4水龙头。在上部结构施工中,消防用水及施工用水分开考虑,施工用水及消防用水分别由一根2寸管附在主体结构垂直敷设。
(2) 平面部署水管均沿建筑物周围环向布设,水管暗埋,每隔20M左右设置分水阀以供施工接水使用。
(3) 竖向给水管分两路,分别供水给南北幢楼,部署水管在每层布设分水阀以供竖向层间施工接水用。
(4) 竖向供水要求每层设一只施工水龙头及一只2寸消防栓。
(5) 冬季施期间,整个现场施工及消防用水管均需覆盖或包裹保温材料,预防受冻爆裂。
4.基坑支护设计方案
4.1.基坑基础概况
基坑东西长125m,南北宽77m,北楼基坑挖土深度为6.75m,南楼基坑开挖深度为5.85 m,地下车库基坑开挖深度为6.35 m。
4.2.工程地质概况
拟建场地自然地面土层自上而下描述以下:
土层
层底标高(m)
层厚(m)
重度(kN/m3)
j(°)
c(kPa)
填土
-3.3
3.3
18
14
8
粉土夹粉质粘土
-5.2
1.9
18.6
16
10.9
粉质砂土
-7.5
2.3
18.9
27.9
6.6
粉质粘土
-9
1.5
18.3
11.8
13.9
粉砂夹粉土
-20.8
11.8
19
28.1
4.6
地下水位埋深约0.3~1.5m,对混凝土无腐蚀性。
4.3.周围环境概况
(1) 北楼西侧为南通市著名名胜濠河风景区,距离基坑20m左右,西侧并有医院库房,距基坑5m左右,
(2) 南楼西侧为医院车间,距离基坑5m左右,东侧有11层外科病房楼,距离基坑9m左右。
(3) 3层影像楼距地下车库基坑约2m左右。
(4) 基坑周围还有不少医院内地下管线需要保护。
4.4.基坑围护方案
依据地质、环境、基坑挖土深度和周围具体条件,支护结构采取:
(1) 基坑临近建筑物较近处采取钻孔灌注桩结构体系;其它部分采取格栅式深层搅拌桩挡土墙支护方案。其中南楼挡土墙宽3.3米,北楼挡土墙宽3.7米。整个基坑四面外围采取双轴深层搅拌桩形成一个全封闭止水帷幕。
(2) 南楼西南角和北楼西南角均设置一道钢筋混凝土支撑梁,混凝土强度等级为C30。
(3) 钢筋混凝土支撑中心位置-1.05,截面600㎜×700㎜,支撑内联络杆件及端部固定杆件为500㎜×600㎜钢筋混凝土结构,支撑间距约8500㎜,支撑安装平面垂直度小于3㎜,全部支撑钢筋深入圈梁长度不少于35d,支撑和圈梁同时浇筑。
(4) 钻孔灌注桩采取湿作法成孔,全部桩顶采取钢筋混凝土压顶圈梁锚固,桩身主筋沿圆周均匀分布,桩身主筋深入圈梁内大于650㎜,桩身混凝土强度等级为C30,圈梁混凝土强度等级为C30。
(5) 深层搅拌桩采取双轴深层搅拌桩机施工,桩径Ø700㎜,相邻壮搭接200㎜,采取32.5级一般硅酸盐水泥,水泥掺入比aw = 15%,水灰比值0.5,送浆压力04~0.6Mpa,相邻桩施工间隔时间不得超出12小时。
(6) 基坑降水:
① 依据本工程地质勘探汇报,水在地表下1.0~1.50m,稳定水位在地表以下1.40~1.90m左右,约相当于高程2.60m,水位变幅1m左右,最高水位可取3.60m,而且基坑距濠河较近,同时,支护及止水幕墙施工结束早于工程桩施工,工程桩施工中大量地表水进入基坑土层内,所以需降水幅度较大,所以采取深井泵(管井井点降水)复合真空泵降水井(轻型井点降水)。
② 关键降水原理是:在真空泵(利用轻型井点真空泵)作用下,管井内及管井四面土层形成一定真空度,地下水在负压作用下,由高压向低压流动进入管井内,由深井泵抽出;在真空范围以外土层,水在重力作用下,形成水力坡度,向管井流动。因为加了真空泵,它不仅能够抽取土层中自由水,而且还能吸收土层中一部分弱结合水。这种复合型降水方法,在工程实例中,含有较强降水效果。
4.5.基坑支护设计计算
4.5.1.地质力学指标参数
土 层
r
KN/m3
C
KPa
Ф
度
Ka
√Ka
Kp
√Kp
①、杂填土
18.00
8.00
14.00
0.610
0.781
②、粉土夹粉质黏土
18.60
10.90
16.00
0.568
0.754
③、粉土夹粉砂
18.90
6.60
27.90
0.362
0.602
2.759
1,661
④、粉质黏土
18.30
13.90
11.80
0.660
0.813
1.514
1.230
⑤、粉砂夹粉土
19.00
4.60
32.40
0.302
0.550
3.309
1.819
备注:表中C、Ф值均为三轴快剪标准值取用,⑤层Ф值依据临近工程实践调整取值。
4.5.2.基坑挖土深度
设计±0.00对应绝对标高为+5.13,现自然地面标高平均为+4.23(北楼及群楼),+4.63(南楼),则基坑实际挖深为:h1=-4.80(底板顶)-1.60(地梁、承台后)-0.10(垫层厚)+(5.13-4.63)=-6.0m
北楼:h2=-5.70(底板顶)-1.60(地梁、承台厚)-0.10(垫层厚)+(5.13-4.23)=-6.50m
二期群楼:h3=-5.75(底板顶)-1.15(地梁、承台厚)-0.10(垫层厚)+(5.13-4.23)
=-6.10m
4、5、3、地面堆载q取值
依据周围环境条件q综合取值q=20.0kpa。
4、5、4、计算方法
严格根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)中相关要求进行计算,土压力采取“矩形”分布模式;水压力采取“三角形”分布模式。
4、5、5、土压力计算方法
、 采取“朗肯”土压力公式分层计算,“水、土分算”。
4、5、6、计算模式
按单支点支护结构“等值梁法深埋式”进行,分工况计算。
4、5、7、支撑标高确实定
钢筋混凝土支撑标高为-1.30m,(自然地面标高+0.00以下)。
本支护设计方案以自然地面标高为+0.00(其对应绝对标高为+4.43);
4、5、8、基坑安全等级
本基坑安全等级为“二级”,基坑侧壁关键性系数取νO = 1.0
4、5、9、基坑挖深-6.00m悬臂状钻孔灌注桩支护结构计算
基坑外地下水位为地面下-1.5m;圈梁顶下落地面下-1.0m;地面堆载取值20kpa,加上实际桩顶下落-1.0m产生附加土体荷载。
则:q =20+18×1=38kpa
(1) 土层厚度:
①、 杂填土h1=2.5m
②、 粉土夹粉质黏土h2=2.5m
③、 粉土夹粉砂h3=2.5m
④、 粉质黏土h4=1.0m
⑤、粉砂夹粉土h5=13.0m
(2) 土压力强度:
A、主动区土压力强度:
桩顶下落-1.0m,则 q = 20 + 18×1 = 38 kpa
① 层:
e上a1=38.0×0.61-2×8.0×0.781=10.7 kpa
e下a1=(38.0+18.0×1.5)×0.61-2×8.0×0.781=27.2 kpa
② 层:
e上a2=65.0×0.568-2×10.9×0.754=20.4 kpa
e下a2=(65.0+18.6×2.5)×0.568-2×10.9×0.754=46.9 kpa
③ 层:
e上a3=111.5×0.362-2×6.6×0.602=32.4 kpa
e下a3=(111.5+18.9×1.0)×0.362-2×6.6×0.602=39.2 kpa
④ 层:
e上a4=130.4×0.66-2×13.9×0.813=63.5 kpa
e下a4=130.4×0.66-2×13.9×0.813=63.5 kpa
⑤ 层水土分算:
e上a5=130.4×0.302-2×4.6×0.55+10×(1-0.302)×(6-1.5)+10×(8.5-6)
=80.7 kpa
e下a5=130.4×0.302-2×4.6×0.55+10×(1-0.302)×(6-1.5)+10×(15-6)
=145.7 kpa
B 被动区土压力强度
③ 层:
ep0=2×6.6×1.616=21.3 kpa
ep下3=(18.9×1.5)×2.759+2×6.6×1.661=100.1 kpa
④ 层:
ep上4=28.35×1.514+2×13.9×1.23=77.1 kpa
ep上4=(28.35+18.3×1)×1.514+2×13.9×1.23=104.8 kpa
⑤层水土分算:
ep上5=46.65×3.309+2×4.6×1.891+10×(1-3.309)
×(2.5-1)
=136.5 kpa
ep下5=(46.65+19×6.5)×3.309+2×4.6×1.819+10
×(1-3.309)×(9-1)
=395.0 kpa
(3) 净土压力强度
△ep0=21.3-39.2=-17.9 kpa
△ep下3=100.1-39.2=60.9 kpa
△ep上4=77.1-63.5=13.6 kpa
△ep下4=104.8-63.5=41.3 kpa
△ep上5=136.5-80.7=55.8 kpa
△ep下5=395.0-145.7=249.3 kpa
(4) 土压力协力及作用点
p1=28.4KN/m a1=0.64m
p2=84.1KN/m a2=1.09m
p3=35.8KN/m a3=0.48m
由X = 17.9/(17.9+60.9)×1.5=0.34
p4=3.0KN/m a5=0.23m
Q1=35.3 KN/m b1=0.39m
Q2=27.5 KN/m b2=0.42m
(5) 桩嵌固深度t
由“等值梁法”求桩入土深度,设桩端进入⑤层顶面下t处
则由ΣM=0得:
1.2×1.0×[28.4×(6.64+t)+84.1×(4.59+t)+35.8
×(2.98+t)+58.8×(1.75+t)+63.5×(0.5+t)+1/2
×80.7t2+1/2×(145.7-80.7)/6.5×t3/3]
=91.1×(1.6+t)+91.0×(0.48+t)+1/2×136.5t2+1/2
×(395-136.5)/6.5×t3/3
t3+4.3t2-30.8t-170.6=0
计算得到:t=6.0m
桩长L为:L=6+2.5+6=14.5 m
实取桩长L=15 m(从自然地平算起)
(6) 抗倾覆验算:
(7) 抗隆起验算:
Nqp=tg2(450+27.90/2)×eлtg27.9=14.5
Ncp=(14.5-1.0)/tg27.90=25.5
Ks=(rDNqp+cNcp)/[r(H+D)+q]=7.2>1.6
(7) 求桩身Mmax:
设剪力Q=0点在基坑面下Y处,则有:
28.4+84.1+35.8+3.0-35.3-27.5=55.8Y+1/2
×(249.3-55.8)/6.5Y2
Y2+3.7Y-5.9=0
Y=1.2m
Mmax=28.4×(0.64+7.2)+84.1×(1.09+4.7)+35.8
×(0.48+3.7)+3.0×(0.23+3.36)-35.3×(0.39+2.2)-91.0
×(0.42+1.2)-1/2×55.8×1.22-1/3×14.9×1.23
=582.4KN·m/m
(8) 配筋计算
由前计算出支护桩在施工中“工况” 下最大弯矩值为: Mmax=582.4KN·m/m
设计桩径Φ900,桩中心距@1100㎜,混凝土强度等级C30,配筋14Φ22
(As=5320㎜2)Ⅱ级钢筋(HRP335)
fc=14.3N/㎜2 fy=300N/㎜2
(fyAs)/(fcmA)=(300×5322)/(14.3×3.13×4502)=0.176
α=1+0.75×0.176-√(1+0.75×0.176)2-0.5-0.625×0.176
=0.313
αt=1.25-2×0.313=0.624
sinлα=0.832 sinлαt=0.925
[M]=2/3×14.3×4503×0.8323+300×4000×5320
×(0.832+0.925)/3.14
=500.3+357.2=857.5≥582.4×1.25×1.0×1.1
=800.8KN·m
(9)桩顶位移估算结果: △=20㎜ < 30㎜
(9) 整体稳定性验算:
4、5、10、基坑挖深-6.00m格栅式深层搅拌桩重力挡土墙计算
基坑外地下水位为地面下-1.5m;圈梁顶下落地面下-1.0m。
(1)土层厚度:
① 杂填土h1=2.5m
② 粉土夹粉质黏土h2=2.5m
③ 粉土夹粉砂h3=2.5m
④ 粉质黏土h4=1.0m
⑤ 粉砂夹粉土h5=13.0m
(2)土体压力强度:
A、主动区土压力强度:
桩顶下落-1.0m,则 q = 20 + 18×1 = 38 kpa
① 层:
e上a1=38.0×0.61-2×8.0×0.781=10.7 kpa
e下a1=(38.0+18.0×1.5)×0.61-2×8.0×0.781=27.2 kpa
② 层:
e上a2=65.0×0.568-2×10.9×0.754=20.4 kpa
e下a2=(65.0+18.6×2.5)×0.568-2×10.9×0.754=46.9 kpa
③ 层:
e上a3=111.5×0.362-2×6.6×0.602=32.4 kpa
e下a3=(111.5+18.9×1.0)×0.362-2×6.6×0.602=39.2 kpa
④ 层:
e上a4=130.4×0.66-2×13.9×0.813=63.5 kpa
e下a4=130.4×0.66-2×13.9×0.813=63.5 kpa
⑤ 层水土分算:
e上a5=130.4×0.302-2×4.6×0.55+10×(1-0.302)×(6-1.5)+10×(8.5-6)
=80.7 kpa
e下a5=130.4×0.302-2×4.6×0.55+10×(1-0.302)×(6-1.5)+10×(15-6)
=145.7 kpa
B 被动区土压力强度
③ 层:
ep0=2×6.6×1.616=21.3 kpa
ep下3=(18.9×1.5)×2.759+2×6.6×1.661=100.1 kpa
④ 层:
ep上4=28.35×1.514+2×13.9×1.23=77.1 kpa
ep上4=(28.35+18.3×1)×1.514+2×13.9×1.23=104.8 kpa
⑤层水土分算:
ep上5=46.65×3.309+2×4.6×1.891+10×(1-3.309)
×(2.5-1)
=136.5 kpa
ep下5=(46.65+19×6.5)×3.309+2×4.6×1.819+10
×(1-3.309)×(9-1)
=395.0 kpa
(3) 净土压力强度
△ep0=21.3-39.2=-17.9 kpa
△ep下3=100.1-39.2=60.9 kpa
△ep上4=77.1-63.5=13.6 kpa
△ep下4=104.8-63.5=41.3 kpa
△ep上5=136.5-80.7=55.8 kpa
△ep下5=395.0-145.7=249.3 kpa
(4) 土压力协力及作用点
p1=28.4KN/m a1=0.64m
p2=84.1KN/m a2=1.09m
p3=35.8KN/m a3=0.48m
由X = 17.9/(17.9+60.9)×1.5=0.34m
p4=3.0KN/m a5=0.23m
Q1=35.3 KN/m b1=0.39m
Q2=27.5 KN/m b2=0.42m
(5)挡土墙自重及抵御矩:
挡土墙宽度取B=3.2m,挡土墙有效高度取H=12.0m,插入坑底深度D=7.00m。
r=(18×1.5+18.6×2.5+18.9×2.5+18.3×1+19×4.5)/12
=18.71KN/m3
rc=18.71×1.03=19.36 KN/m3
考虑底下水浮力影响
W=(19.3×6+9.3×6)×3.2=549.12 KN/m
MW=549.12×(3.2/2)=878.6KN·m/m
Δ主动区土压力对基坑面下净土压力强度零点处作用力矩为:
ΣMaD= 28.4×(0.46+3.84)+84.1×(1.34+1.09)+35.8
×(o.34+0.48)+3×0.23
= 361.6KN·m/m
Δ主动区土压力对基坑面下净土压力强度零点处作用力协力为:
ΣMaD= p1+p2+p3 = 28.4+84.1+35.8+3=151.3 KN·m/m
(6)抗倾覆验算
ΣMa=361.6+151.3×
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