深基坑支护设计(计算书)

南京工业大学本科生毕业设计（论文）-1-第一章支护结构设计方案综合说明1.1工程概况1.1.1基本概况（1）工程名称：太仓地产TCCX2009-23-3地块项目基坑支护工程；（2）地理位置：太仓市新浏河和杭州路以南，南靠规划河道，东依东仓新路，西侧紧临建设中的安置小区。1.1.2项目概况根据建设单位提供的该工程“地下结构建筑平面布置图及总平面图”，该工程的结构概况如下：（1）本工程主体结构±0.000相当于吴淞高程＋3.000（本基坑工程设计除特别说明外均采用主体结构相对高程系统）；（2）基坑规模：东西方向长约230m，南北方向约80m，基坑开挖面积约20000m²，周长约630m；（3）基坑挖深：根据实测，场地平均高程为吴淞高程+3.0，考虑基础高度及垫层厚度后基坑开挖深度（预估值）详见表1-1：表1-1基坑开挖深度一览表区段底板顶标高（m）底板厚（m）垫层厚（m）自然地面相对标高（m）开挖深度（m）主体周边-11.001.000.100.0012.0（4）安全等级：根据该基坑的周边环境及挖深，确定该工程侧壁安全等级为一级。1.2地质概况根据某勘察院提出的《太仓地产TCCX2009-23-3地块项目勘察报告》，该场区的工程与水文地质条件如下：1.2.1场地地形、地貌拟建场地地貌类型属长江三角洲滨海平原，地基土的成因类型主要为滨海～浅海相、滨海～河口相及河口～湖沼相等。1.2.2岩土层分布及分布特征根据钻探揭示、原位测试及室内土工试验综合分析，基坑开挖影响深度范围内岩土层分布主要为：1-1层：杂填土色较杂，稍湿，松散。以粘性土为主，含少量碎石、碎砖等。主要分第一章支护结构设计方案综合说明-2-布于场地东侧和东南侧原民居点处。层厚0.50~3.10m。2-1层：粉质粘土夹粉土黄灰～灰色，饱和，软塑；含少量铁锰质氧化物，夹粉土薄层，局部以粉土为主。高压缩性土。切面略光滑，摇振反应中等，干强度中等，韧性中等。该层土俗称“硬壳层或氧化层”。由于后期人类活动，除局部河道或暗浜处缺失外全场地均有分布。层顶高程-0.71~2.19m，层厚0.60~3.90m。2-2层：粉土青灰色，很湿，稍密，局部夹有粉砂团块，见云母片，底部夹较多粘性土薄层。中等压缩性。无光泽反应，摇振反应中等～迅速，干强度低，无韧性。该层全场地均有分布，层顶标高和厚度较为稳定。层顶高程-2.74~0.09m，层厚0.80~4.80m。3-1层：淤泥质粉质粘土夹粉土灰色，流塑，饱和，具水平层理，层间夹粉土薄层，粉土厚度一般0.5~5cm，局部厚度达30cm以上。高压缩性土。含少量贝壳片。切面略光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。全场分布。层顶标高和厚度较为稳定。层顶高程-5.34~-1.72m，层厚0.60~4.10m。3-2层：淤泥质粉质粘土灰色，流塑，饱和，含少量贝壳碎片，局部夹粉土薄层。高压缩性土。切面较光滑，无摇振反应，干强度高，韧性中等。局部分布。层顶标高较为稳定，但厚度变化较大。层顶高程-7.40~-3.19m，层厚0.80~12.60m。4-1层：粉质粘土灰黄色，顶部少量为绿灰色，饱和，可塑。质不均一，上部以粘土为主，中下部以粉质粘土为主，夹粉土薄层。中等压缩性土。切面较光滑，无摇振反应，干强度高，韧性中等。该层土由于后期海侵切割而缺失（3-2层土替代）。局部缺失。层顶标高和厚度差异性大，分布不稳定。层顶高程-12.27~-5.07m，层厚0.50~6.40m。4-2层：粉土夹粉质粘土灰黄-灰绿色，很湿，稍密，千层状，层厚1-10cm不等，粉土与粉质粘土比约为5：1~12：1。中等压缩性。无光泽，摇振反应中等，干强度低，韧性低。该层土由于后期海侵切割而缺失（3-2层土替代），局部缺失。层顶标高和厚度差异性大，分布不稳定。层顶高程-14.61~-9.61m，层厚0.50~5.30m。5-1层：淤泥质粉质粘土夹粉土灰色，饱和，流塑，具水平层理，层间夹粉土薄层，层厚0.5-10cm。高压缩性土。切面略光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。全场分布。该层土顶板标高和厚度有一定差异性，分布不稳定。层顶高程-17.99~-12.41m，层厚0.80~6.60m。5-2层：粉土灰色，湿，稍密-中密，见云母碎片，局部夹淤泥质土薄层。高压缩性土。无光泽反应，摇振反应中等～迅速，干强度低，韧性低。该层为夹层状土，厚度较小，分布不连续，局部分布。层顶高程-18.25~-16.04m，层厚0.40~2.30m。南京工业大学本科生毕业设计（论文）-3-5-3层：（淤泥质）粉质粘土灰色，饱和，流塑~软塑，局部含贝壳碎片。夹少量粉土薄层。高压缩性土。切面较光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。全场分布，该层土层顶标高和层厚较为稳定。层顶高程-20.66~-16.49m，层厚6.40~12.40m。7-1层：粉土夹粉砂灰色，很湿，中密～密实；中~薄层状，层间夹粉砂，粉砂含量占30%左右，偶夹少量粉质粘土薄层。中等压缩性。摇振反应迅速，无光泽，干强度低，韧性低。全场分布，层顶标高和层厚较为稳定。是本场地较为理想的中长桩桩端持力层。层顶高程-30.24~-26.87m，层厚2.10~7.70m。1.2.3水文概况拟建场地区域地表水系纵横交错，排泄通畅，地表水位受当地气候及潮汐影响，并受内河口水闸调节控制。本工程地下室抗浮设防水位取设计室外地坪下0.40米标高。场地内地下水发育，浅部地下水为松散孔隙型潜水，主要赋存于各地基土中，一般情况下，地下潜水主要来源于大气降水和地表水入渗补给，以侧向泾流、自然蒸发方式排泄；对本工程建设有影响的主要为浅部孔隙潜水。勘察期间，测得稳定静止稳定水位埋深在0.00~1.12m间，标高在1.34～1.97m间，初见水位埋深在0.33~1.60m间，标高在0.88-1.68m间。1.2.4地质参数基坑支护结构设计采用地质参数见表1-2。表1-2基坑支护设计土质参数土层重度抗剪强度（固结快剪）渗透系数（×10-6cm/s）γ（kN/m3）C(kPa)φ(度)KVKh2-118.612.216.824.9042.262-218.95.426.991.64154.493-117.810.89.31.322.253-217.612.77.74-119.938.413.64-218.810.024.65-118.413.213.85-218.78.421.35-318.615.612.07-119.06.529.0注：以上参数均由勘察报告提供。第一章支护结构设计方案综合说明-4-1.3支护方案1.3.1设计依据（1）建设单位提供资料：a.太仓地产TCCX2009-23-3地块项目总平面图；b.太仓地产TCCX2009-23-3地块项目地下建筑平面布置图；c.《太仓地产TCCX2009-23-3地块项目勘察报告》。（2）有关规范、规程：a.《建筑结构荷载规范》（2006版）(GB50009－2001)；b.《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120－99)；c.《建筑基坑工程技术规范》(YB9258－97)；d.《混凝土结构技术规范》(GB50010－2002)；e.《钢结构设计规范》(GB50017－2003)；f.《建筑桩基技术规范》(JGJ94－2008)；g.《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002)；h.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)；i.《混凝土工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)；j.《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)；k.《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；l.其他有关的规范及规程。1.3.2支护方案根据上述确定的本工程支护设计的重点，结合已有能确保安全、有成熟设计及施工经验的案例，提出如下的支护设计方案：钻孔灌注桩＋三层砼支撑＋三轴深搅桩止水帷幕；坑内采用管井降水。（1）围护体系布置：围护体系采用刚度较大的钻孔灌注桩，支护桩选用直径1200的钻孔灌注桩，桩间距分别为1400mm，采用该种支护形式刚度较大，变形较小；易于设置内支撑，能很好的控制支护结构的变形，减小基坑开挖及地下结构施工期间对周边环境的影响。在不增加基坑开挖量的情况下根据主体结构地下室平面形状尽量减少阳角的出现。由于基坑较长，开挖较深，减少阳角将增加很多开挖量，所以阳角部位支护结构沿地下室结构外边线布置，支撑系统布置时考虑对该部位进行加强。钻孔桩施工工艺简单、成熟，施工速度快，造价较低。南京工业大学本科生毕业设计（论文）-5-围护结构平面布置详见第二部分“围护结构平面布置图”。（2）支撑体系平面布置：根据基坑平面形状，原则上角部采用角撑，东西方向的长边中间部位设置对撑即可，但考虑阳角部位的不利影响，应增大阳角部位的整体稳定性。本设计在阳角部位外侧设置拉梁板，并将外侧拉梁板与内侧支撑体系形成整体。该支撑布置形式施工技术要求相对简单，施工质量易于控制。考虑基坑周边环境对支护结构变形的敏感性，本设计支撑系统采用刚度较大的混凝土支撑，且混凝土支撑可控制为先撑后挖，易于控制基坑侧壁的变形。根据支撑长度的不同设置适量的立柱（根据工程桩的设置情况，可适量采用部分工程桩作为支撑系统的立柱桩，具体情况施工图时根据主体结构工程桩的设置情况进行调整）。整个平面布置简单、传力明确、受力合理。支撑结构的具体布置形式见“支撑结构平面布置图”。（3）支撑体系竖向布置：支撑体系的竖向布置应考虑既能有效的控制土体变形（包括浅层位移和深层位移），又能使桩身的内力较小，同时使得基坑开挖面与支撑间距较大，方便土方的开挖及主体结构楼板的施工，满足地下室主体结构的施工要求。为减小支护桩内力，降低围护桩的造价，桩顶标高应尽量的降低。但如果桩顶设置过低，上部空间较大，不易控制基坑顶部的变形，且该场地狭小，不允许放坡支护；下部空间较小，机械在基坑面下的作业难度较大，增加土方的开挖难度。本设计综合考虑各方面因素，经过对支撑位置不同高度设置的计算分析对比，并考虑周边施工空间的因素，圈梁顶标高设置在地面下1.6m，即-1.6m，一层支撑中心标高为-2.000m，二层支撑中心标高为-5.000m位置，三层支撑中心标高为-8.000m位置。（4）基坑顶部处理：地面与圈梁顶部有一定的高差，该部分可以将止水帷幕深搅桩桩顶标高升高至地面，作为土方初始开挖浇筑圈梁支撑时的临时支护措施。待圈梁施工完毕，可根据现场施工要求在圈梁上部砌筑砖砌体，砖砌体中间设置构造柱（间距3.0m），上部设置800×1200圈梁，加强砌体的整体稳定性，并采用脚手架钢管设置护栏，保护基坑顶部安全。同时在深搅桩外侧设置砖砌体排水沟兼做截水作用。（5）止水帷幕：本基坑开挖深度范围内为大部分粉质粘土，基坑外侧本采φ850@1200三轴深搅桩作为止水帷幕，长度为基坑底面下11.0m。（6）降水：拟建场地浅部土层中的地下水属于潜水类型，其动态变化主要受控于大气降水和地面蒸发影响。第一章支护结构设计方案综合说明-6-顶部设置排水沟，兼做截水作用，无空间的部位应在基坑边缘设置截水措施，防止基坑周围水体倒流入基坑内，影响地下结构的施工，坑内采用管井降水。1.4设计计算1.4.1计算条件（1）根据周边环境的要求及该基坑的规模确定该基坑安全等级为一级，重要性系数取1.1；（2）基坑围护结构内力及稳定性计算采用理正深基坑软件进行，土的C、φ值采用勘察报告提供的固结快剪指标；（3）土压力计算采用土压力极限平衡理论的朗肯土压力理论：坑外迎土面的土压力取主动土压力，开挖面深度以下的土压力按矩形分布考虑，坑内开挖面以下背土面的土压力取为被动土压力，土压力系数为：主动土压力系数：)2(45tanKi2ai被动土压力系数：)2(45tanKi2pi（4）根据该场地的土层条件，围护结构变形、内力及各项稳定性验算均采用水土合算，且计算时不考虑围护体与土体的摩擦作用，不对主、被动土压力系数进行调整，仅作为安全储备；（5）支撑支锚刚度取值按照相关规范规定计算；（6）超载取值：取20kPa；（7）地下水位：