1、地下车库基坑围护设计计算书一、工程概况根据设计方案,本地块包括4幢14层住宅、16幢56层住宅、1个大卖场(地上两层、地下一层)、1幢1层售楼处、1幢2层商务楼、一个2层活动中心、1层商业用房及地下车库等配套设施。有关各拟建建(构)筑物性质及主要技术要求见下表:拟建建(构)筑物性质一览表拟建物名称结构类型层数基础设计备注形式埋深(m)荷重(设计值)14层住宅剪力墙14层桩基待定300KPa56层住宅混合56层沉降控制复合桩基待定130KPa大卖场框架3层桩基待定地下1层售楼处轻钢1层天然地基待定商务楼、活动中心、商业用房12层天然地基待定地下车库地下1层抗拔桩待定本地下车库位于场地东南部,基坑
2、面积15193.8m2,周长502.5m。二、场地工程地质条件(一) 地形地貌 该拟建场地位于长江三角洲入海口东南前缘,其地貌属于上海地区四大地貌单元中的海滨平原类型。勘察期间,本场地主要为农田,地形基本平坦,实测勘探点的地面标高在4.823.30之间,高差1.52m。(二)地基土的构成与特征该拟建场地内地基土均属第四纪松散沉积物,本次堪察的最大深度为55.00m,对此深度范围内揭遇的地基土,按其地质时代、成因类型、结构特征、土性不同和物理力学性质上的差异可划分为八层和分属不同层次的亚层。各土层的土性特征描述如下:1第1层 杂、素填土,主要由灰黄色粘性土组成,上部含植物根茎,土质松散。广布。
3、第2层 暗浜填土,主要由灰黄灰黑色粘性土组成,含少量碎石,土质差。暗浜地段。2第1层 粉质粘土,褐黄色,可塑,中等压缩性,含氧化铁锈斑及铁锰质结核。明、暗浜地段缺失。 第2层 粘土,灰黄色,软塑流塑,高等压缩性,含少量氧化铁锈斑。明、暗浜地段缺失。3第1层 淤泥质粉质粘土,灰色,流塑,高等压缩性,夹薄层砂质粉土,土质不均。遍布。 第2层 砂质粉土,灰色,饱和,稍密中密,中等压缩性,含云母,夹薄层粉质粘土。遍布。 第3层 淤泥质粉质粘土,灰色,流塑,高等压缩性,夹薄层砂质粉土,土质不均。遍布。4第层 粘土,灰色,流塑,高等压缩性,局部夹少量薄层粉砂。遍布。5第1-1层 粘土,灰色,软塑,高等压缩
4、性,含泥质结核及半腐植物。遍布。 第1-2层 粘土,灰色,软塑,高等压缩性,含半腐植物,夹少量薄层粉性土。遍布。6第层 粘土,暗绿草黄色,可塑硬塑,中等压缩性,含氧化铁斑点及铁锰质结核。遍布。7第1层 砂质粉土,草黄色,饱和,中密,中等压缩性,含云母、石英等,夹少量薄层粉质粘土。遍布。 第2层 粉砂,灰黄灰色,饱和,密实,中等压缩性,含云母、长石、石英,局部夹砂质粉土。遍布。8第层 粉质粘土夹粉砂,灰色,可塑,中等压缩性,夹粉砂,土质不均。仅见于G53、G57、C90、C113号孔地段。(三)地基土物理力学性质地基土物理力学性质指标见物理力学性质综合参数表(附后)。(四)地下水该拟建场地浅部土
5、层中的地下水属于潜水类型,其水位动态变化主要受控于大气降水和地面蒸发等,并随气候的变化而变化。本次勘察期间,实测取土孔内的地下水静止水位埋深在0.401.30m之间,相应标高为3.602.85m。根据上海市工程建设规范地基基础设计规范(DGJ08-11-1999)有关规定,设计时,场地内的地下水位埋深可按年平均离地表面0.50米使用。经勘察期间了解,拟建场地及其周围无环境污染源存在,并在拟建场地内G4、G36和G47号孔内采取三套水样,经室内水质分析试验结果显示,场地内的地下水对混凝土无腐蚀性,据上海地区勘察经验,浅层土对混凝土也无腐蚀性。(五)不良地质现象根据勘察结果,该拟建场地内有较多明浜
6、、鱼塘及暗浜分布。有关明浜、鱼塘及暗浜的分布范围和深度详见“建筑物及勘探点平面位置图”、“工程地质剖面图”及“河床断面图”。在此地段内基本缺失1、2层地基土。三、周围环境概况 该拟建场地较为开阔,无重要建筑,距离交通道路较远。四、围护设计依据 1、岩土工程勘察报告(上海地矿工程勘察有限公司,工程编号:03123-II); 2、地下车库结构设计图、桩位图等; 3、有关周围建筑物布置图; 4、上海市标准地基基础设计规范(DBJ08-11-89); 5、上海市标准地基处理技术规范(DBJ08-40-94); 6、上海市标准基坑工程设计规程(DBJ08-61-97);7、中华人民共和国国家标准混凝土结
7、构设计规范(GB50010-2002);8、中华人民共和国行业标准建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99);9、中国工程建设标准化协会标准基坑土钉支护技术规程(CECS96:97);10、中华人民共和国国家标准锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001)土层物理力学性质参数表土层层号土层名称层厚m层底标高m直剪固快(峰值)含水量w0%重度kN/m3孔隙比eo渗透系数温度C压缩模量MPa粘聚力CkPa内摩擦角fKVcm/sKHcm/s1杂、素填土0.873.412暗浜填土3.130.991褐黄色粉质粉土1.042.372618.526.219.10.774.53E-071.18E-0
8、66.032灰黄色粘土0.971.401916.037.217.91.064.15E-079.02E-073.741灰色淤泥质粉质粘土0.850.571418.540.917.51.168.59E-073.78E-062.902灰色砂质粉土2.03-1.58434.026.719.00.774.71E-051.22E-0413.563灰色淤泥质粉质粘土1.99-3.561216.543.317.31.228.67E-074.49E-062.58灰色粘土9.12-12.681513.041.617.41.193.68E-071.02E-062.501-1灰色粘土2.90-15.591412.54
9、0.417.51.163.021-2灰色粘土5.10-20.681413.537.217.71.083.34暗绿草绿色粘土2.78-23.534316.024.319.40.716.471草黄色砂质粉土4.59-27.97431.528.418.80.7912.262灰黄灰色粉砂18.17-45.95333.526.419.00.7615.24灰色粉质粘土夹粉砂未钻穿未钻穿1027.527.319.10.777.29五、围护结构方案地下车库基坑绝大部分开挖深度按4.95米考虑,基坑东西北三侧围护主要采用顶部卸土结合土钉墙形式,北侧考虑堆载附加钢板桩,南侧则分级大开挖。基坑开挖时,在基坑内侧附以
10、井点降水以疏干地层,改善土层。基坑安全等级为三级,地面超载按10 kN/m2设计。为安全起见,采用20 kN/m2地面超载进行核算。六、设计计算共计算三个关键断面,断面位置见围护总平面图。1断面33设计计算(一)土钉支护结构基坑开挖深度3.45m,采用土钉墙作为围护结构,土钉长由上而下为9m、9m、6m三种,另外在顶部再设置一根6m长的竖直土钉。喷层混凝土厚100mm,钢筋网f8200200。围护结构布置如图所示。(二)土钉支护计算 取q=20 kN/m2,t=30 kPa。土钉墙宽B=6 cos15=5.796m H=3.45m D=6 sin15-0.2=1.37m 1、土钉墙底抗滑 主动
11、侧加权平均: 18.355kN/m3 8.934kPa 16.313 被动侧加权平均: 18.069kN/m3 5.866kPa 17.094 =0.561 0.749 1.833 1.354 =62.573kN/m =52.833kN/m 506.493kN/m 沿墙底滑动安全度 =3.277 1.2 满足 2、土钉内力及长度计算 33.392 kN/m2A=0.380,310第一排土钉内力 54.252kN 第一排土钉受拉屈服 2.388 1.4 满足 第一排土钉抗拔 96.992m满足第二排土钉内力 37.298kN 第二排土钉受拉屈服 3.474 1.4 满足 第二排土钉抗拔 94.5
12、71m满足第三排土钉内力 25.928kN 第三排土钉受拉屈服 4.998 1.4 满足 第三排土钉抗拔 62.698m满足3、喷层砼面层计算 喷层砼所受侧压力 33.392kN/m2按连续板计算 弯矩M=0.077x(33.392x1.0)x1.00=3.111194.5mm2,配f8200x200,AS=251mm2,满足。 剪力V=0.536x33.392x1.1=19.688kN 抗冲切 0.6ftumh0=0.6x1.1x1000x(0.15+0.07)x4x0.07=40.66 V 满足 局部承压 1.5bfcAln=1.5xbx10x1000x(0.152-p/4x0.0482)
13、 310 kN V 满足 4、土钉墙倾覆安全度 1.299m17.8391.3 满足 5、土钉墙底面承载力 107.0251.2 7、围护结构顶部位移估算0.18 1.00.56130.03.452/1.37/5.796 = 4.54cm2断面44设计计算(一)土钉支护结构基坑开挖深度5.05m,采用土钉墙作为围护结构,土钉长由上而下为9m、9m、9m、9m、6m五种,另外在顶部再设置一根6m长的竖直土钉。喷层混凝土厚100mm,钢筋网f8200200。围护结构布置如图所示。(二)土钉支护计算 取q=20 kN/m2,t=30 kPa。土钉墙宽B=6 cos15=5.796m H=5.05m
14、D=6 sin15-0.2=1.37m 1、土钉墙底抗滑 主动侧加权平均: 18.355kN/m3 8.934kPa 16.313 被动侧加权平均: 18.069kN/m3 5.866kPa 17.094 =0.561 0.749 1.833 1.354 =129.191kN/m =52.833kN/m 674.623kN/m 沿墙底滑动安全度 =1.853 1.2 满足 2、土钉内力及长度计算 49.880 kN/m2A=0.380,310第一排土钉内力 46.851kN 第一排土钉受拉屈服 2.766 1.4 满足 第一排土钉抗拔 97.477m满足第二排土钉内力 50.65kN 第二排土
15、钉受拉屈服 2.558 1.4 满足 第二排土钉抗拔 97.174m满足第三排土钉内力 50.650kN 第三排土钉受拉屈服 2.558 1.4 满足 第三排土钉抗拔 96.497m满足第四排土钉内力 50.650kN 第四排土钉受拉屈服 2.558 1.4 满足 第四排土钉抗拔 95.825m满足第五排土钉内力 30.984kN 第五排土钉受拉屈服 4.182 1.4 满足 第五排土钉抗拔 63.198m满足3、喷层砼面层计算 喷层砼所受侧压力 49.880kN/m2按连续板计算 弯矩M=0.077x(49.880x1.0)x1.00=3.841240.05mm2,配f8200x200,AS
16、=251mm2,满足。 剪力V=0.536x49.025x1.0=26.736kN 抗冲切 0.6ftumh0=0.6x1.1x1000x(0.15+0.07)x4x0.07=40.66 V 满足 局部承压 1.5bfcAln=1.5xbx10x1000x(0.152-p/4x0.0482) 310 kN V 满足 4、土钉墙倾覆安全度 1.299m8.4861.3 满足 5、土钉墙底面承载力 136.3921.27、围护结构顶部位移估算0.18 1.00.56130.05.052/1.37/5.796 = 9.73cm3断面55边坡稳定分析本断面为二级放坡开挖,开挖深度4.95m,第一级放坡1:1,第二级放坡1:2.9。采用简化毕肖甫方法,计算边坡稳定安全系数,计算结果如下图:七、施工顺序1. 场地放线及挖去地表土;2施作井点降水;3分层分段开挖第一层土,施作第一层土钉;4依次分层分段开挖下层土(约1.0m厚),施作第二、三、四和五层土钉;5开挖至坑底,24小时内施作垫层;6施作地下室、地下车库底板及结构;7回填。八、施工监测 施工监测包括环境监测和围护结构监测,以及时预报施工中出现的问题,以指导施工。 监测内容如下: 1.周围建筑物、管线水平位移、沉降监测; 2.地表变形(包括围护结构)监测; 3.土体侧向变形监测;4.基坑内外地下水位。