基坑工程设计

《基坑支护》课程设计

1. 概述 1.1 工程概况

1.1.1 受连江县工商局的委托，我院承担了连江县工商局综合楼岩土工程详细勘察任务。本工程由福建省沿海建筑设计院设计。 1.1.2 拟建场地位于连江县敖江镇浦下村，场地原为菜地，交通便利。

本工程总建筑面积7265.7 m2，各拟建物设计参数见表1.1.1。

表1.1.1 各 拟 建 物 设 计 参 数 表

拟建物名称 层数 高度约 （m） 占地面积约（m） 2结构 类型 框剪 结构 框剪 结构 室外整平 标高（m） 6.30 基础 型式 单柱最大 荷载（kN） 地下室 -1F, 备注 综合楼 3-12F 47.85 621.0 桩基础 5000 埋深4.3m 地下室 -1F 4.30 1161.8 6.30 桩基础 800 备 注 1、拟建物的整平标高为黄海标高（设计基准点由甲方指定）。2、承台埋深约2米， 3、各拟建建筑物的地基变形允许值见表3.2.1。

1.1.3拟建综合楼，其工程重要性等级为二级。场地复杂程度为二级，地基复杂程度为 二级，岩土工程勘察等级为乙级，地基基础设计等级为乙级。建筑沉降敏感程度为敏感。建筑桩基设计等级为乙级。

地下室工程重要性等级为二级，场地复杂程度为二级，地基复杂程度为 二级，岩土工程勘察等级为乙级，地基基础设计等级为乙级。建筑沉降敏感程度为较敏感。建筑桩基设计等级为乙级。基坑工程安全等级为二级。

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拟建场地建筑抗震设防烈度为6度，各拟建物应按6度丙类（标准设防类）进行抗震设计设防。 1.2 基坑周边环境条件

2.1.1 拟建场地原为耕地，未整平，交通便利。地貌单元属近海溺谷相沉积环境，现地面高程约为5.30～5.90m, 相对最大高差约0.60

米，下伏基岩为燕山晚期花岗岩及其风化层。

2.1.2场地北西侧与水泥路最近距离约5.1米, 南侧与规划路最

近距离约9.0米，与河岸人工砌石边坡（坡度75度，坡高约4.0

米）最近距离约25.0米;东、西侧为菜地。

据区域地质资料及钻探揭示，拟建场地内未见活动断裂构造，未发现河沟、洞穴、暗浜等其他对工程不利的埋藏物，无滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降等不良地质现象。 1.3 工程地质条件

1.3.1 根据野外钻探取芯肉眼鉴别，结合原位测试及室内土工试验成果分析，场地岩土层按其成因及力学强度不同可主要分为9层，现将各岩土层的特征自上而下分述如下：

②粘土：洪积成因(Q4cal+pl)，灰黄、暗黄色，湿～饱和，可塑为主，局部软塑，质较纯，顶部约0.3m为耕植土,富含植物根茎。无摇震反应，中等干强度，高韧性，刀切面光滑，局部相变为粉质粘土。该层全场均有分布，层厚在1.80～4.40m，平均厚度为3.92m。

②淤泥: 海积成因(Q4 al+m),灰黑色、深灰色，饱和，流塑-软塑，质较纯，含少量腐植质，稍具臭味，稍有光泽，摇震反应慢，干强度中等，中等韧性，刀切面光滑，局部相变为淤泥质土。此层普遍夹薄层粉中砂，厚度10～50mm。该层场地内均有分布，层厚在4.1～6.10m，平均厚度为4.81m。

③中砂: 洪积成因(Q4al+pl)，浅灰、灰黄色、很湿-饱和，稍密为主，局部松散或中密，为石英-长石质，粒径大于0.25mm的颗粒质量

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约占总质量80.22% ，呈次棱角状，次为粉砂，粘粒含量约占11.13%，级配较差。该层局部相变为粉砂或中砂。该层场地均有分布，层厚在1.50～5.30m，平均厚度为3.78m。

④圆砾：冲洪积成因(Q4al+pl)，呈灰黄色，饱和，稍密，局部中密-密实，成份以凝灰岩主为主，中等风化，粒径大于2mm的颗粒质量约占总质量60.80% , 粒径一般2-10mm，最大达5cm以上，呈次圆状，排列混乱，大部分不接触，充填物以砂为主。局部相变为卵石。该层场地内除ZK4缺失外，其它均有分布，层厚在0.90～6.8m，平均厚度为3.47m。

④-1细砂: 洪积成因(Q4al+pl)，浅灰、灰黄色、很湿-饱和，稍密为主，局部松散或中密，为石英-长石质，粒径大于0.075mm的颗粒质量约占总质量89.85% ，呈次棱角状，次为粉砂，粘粒含量约占10.15%，级配较差。该层局部相变为粉砂或中砂。该层场地内仅在JK1、ZK1及ZK6孔有分布，层厚在1.10～2.0m，平均厚度为1.47m。

④-2淤泥质土: 海积成因(Q4 al+m),灰黑色、深灰色，饱和，软塑，质较纯，含少量腐植质，稍具臭味，稍有光泽，摇震反应慢，干强度中等，中等韧性，刀切面光滑 m。该层场地内仅在JK4孔有分布，层厚在0.90m。

⑤卵石：冲洪积成因(Q4al+pl)，呈灰黄色，饱和，中密-密实，局部稍密，成份以凝灰岩主为主，中等风化，粒径大于2cm的颗粒质量约占总质量62.84% , 粒径一般2-8cm，最大达15cm以上，呈次圆状，交错排列，大部分有接触，充填物以砾砂为主。局部相变为圆砾，此层下部卵石相对偏小。该层场地内均有揭示，揭示层厚在5.20～17.90m。

⑥中砂：洪积成因(Q4al+pl)，浅灰、灰黄色、饱和，中密-密实，为石英-长石质，粒径大于0.25mm的颗粒质量约占总质量57.27.6% ，呈次棱角状，次为粉砂，粘粒含量约占26.47%，级配较差。此层局部相变为粉细砂。该层局部相变为中砂或粗砂。该层综合楼场地内均

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有分布，揭示层厚在3.2～4.40m，平均厚度为3.85m。

⑦圆砾：冲洪积成因(Q4al+pl)，呈灰黄色，饱和，中密为主，局部稍密或密实，成份以凝灰岩主为主，中等风化，粒径大于2mm的颗粒质量约占总质量54.94% , 粒径一般2-8cm，最大达15cm以上，呈次圆状，交错排列，大部分有接触，充填物以粘粒为主。该层综合楼场地内均有分布，揭示层厚在3.70～4.50m，平均厚度为4.18m。

⑧砂土状强风化花岗岩：燕山晚期侵入岩（γ53(1)b），灰黄色、灰绿色、褐黄色，风化强烈，岩芯多呈紧密砂土状，手易搓散，浸水易软化；局部存在碎块状残留体，呈散体状-碎裂状结构，岩芯采取率为75%，岩体完整程度为极破碎～破碎，岩石坚硬程度为极软岩-软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级，浸水易软化。该层综合楼场地内均有

分布，揭示厚度在4.40-6.10m，平均揭示厚度为5.52m。

⑨碎块状强风化花岗岩：燕山晚期侵入岩（γ53(1)b），灰黄色、褐黄等色，岩芯多呈碎块状，风化节理与裂隙较发育，呈碎裂状状结构，岩芯采取率为60%，岩体完整程度为破碎-较破碎，岩石坚硬程度为软岩-较软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层综合楼场地内均有分布，揭示厚度在3.50-5.80m，平均揭示厚度为4.43m。未揭穿。

1.4 水文地质条件

根据勘察施工期间钻孔内水位观测及各岩土层性状分析，场地地下水主要为赋存于:

1）、③中砂、④圆砾、⑤卵石、⑥中砂及⑦圆砾层孔隙中的孔隙型承压水，主要受大气降水、地下含水层垂向、侧向补给，及地表水系的越流补给，水位受季节影响变化较大；③-⑦层的含水性及透水性好，水量较大，其渗透系数经验值分别取25m/d、35m/d、50m/d、25m/d及35m/d，均属强透水层，各含水层在垂向上受上层含水层补给。本次测得水位埋深在3.90～4.4m之间，标高在1.06～2.0m之间，水位变幅约为1.0-2.0m。

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2）强风化花岗岩层内的孔隙-裂隙弱承压水。由于强风化岩体风化强烈，孔隙、裂隙多为粘性土充填。该风化基岩的透水性及富水性均较弱。补给来源主要为含水层侧向迳流及上部含水层垂向补给。

场地上部土层②粘土及②淤泥的透水性差，且厚度较大，隔水性能较好，可视为相对融水层。承压水与下部承压水的水力联系弱。

本次勘察测得场地混合稳定水位埋深为0.90～1.40m，标高为4.06～5.0m，受季节性变化影响本场地常年水位变幅约为1.0-2.0m。近年最高水位标高约为5.50m（黄海高程）。

2. 设计说明 2.1支护结构方案

根据工程概况和水文地质条件，此工程为二级工程，因此我选用排桩和锚杆进行基坑支护。 2.2计算参数确定

1、本次勘察通过采取原状土样进行室内试验分析，现场进行原位测试试验，由此获得各岩土层物理力学性质指标。实测指标值按国标《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）和国标《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

直 剪 天然 土层编号 及名称 密度 ρ og/cm ①-粘土 ②淤泥 ③中砂 ④圆砾 ④-1细砂 ④-2淤泥质土 ⑤卵石 1.80 1.57 1.75* 1.85* 1.80* 1.76$ 2.1* 3粘聚力 C (kPa) 19.28 6.72 0* 0* 0 8.8$ 5* 内 摩 擦 角 Φ(°) 压缩 模量 (MPa) Es1 0 0 – 2 0 0承载力 特征值 fak (kPa) 冲(钻)孔灌注桩 极限承载力标准值 qsik (kPa) 45 12 60 70 45 15 150 qpk (kPa) 2800 预 制 桩 极限 承载 力标准值 qsik qpk 浅基 修正系数 (kPa) (kPa) 50 15 70 90 60 25 180 9000 ηb ηd 6.47 4.17 22* 25* 25* 3.8$ 35* 4.22* 1.46# 7* 8* 8* 3.25$ 15* 140 45 150 180 145 60 380 0 1.0 5

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⑥中砂 ⑦圆砾 ⑧砂土状 强风化花岗岩 ⑨碎块状 强风化花岗岩 1.85* 1.85* 2.1* 2.2* 0* 0* 30* 38* 26* 25* 32* 45* 12* 8* (35.0) (45.0) 220 180 400 550 65 60 110 180 注：1、负摩阻力系数按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）表5.2.16-1选取，①1粘土取0.25-0.40；②淤泥取0.15-0.25，对于预制桩取较大值，对于冲钻孔灌注桩取小值； 2、*为经验值,#为平均值，$为单值，( )为变形模量经验值。 2、根据上述统计结果，参照规范规定的方法，计算各种测试手段所得的各岩土层承载力特征值，并结合地区经验提供各岩土层的主要设计计算参数，具体详见表3.2.1。

拟建建筑物的地基变形允许值

变形特征 中低压缩性土 拟建物相邻柱基的沉降差（框架、剪力墙结构） 多层建筑的整体倾斜（Hg≤24m） 高层建筑基础倾斜（24＜Hg≤60m） 各类建筑相邻柱基的沉降差（桩基） 0.002L 0.004 0.003 0.002L0 地基土类别 高压缩性土 / 备注：L为邻柱基的中心距离（mm）；Hg为自室外地面起算的建筑物高度（m）； 拟建建筑桩基沉降变形允许值参考框架、框架-剪力墙、框架-核心筒结构，其中L0为相邻柱(墙)二测点间距离。 表3.5.2 基坑开挖设计计算参数

天然 计算参数 含水量 土层名称 W0(%) ro(kN/m) 3天然重度 渗透系数 k（m/d） 0.05 6.91E-07 6.62E-07# 直剪（直接快剪） C(kPa) 19.28 Φ() 6.47 0三轴（UU） C(kPa) Φ() 0①粘土 42.64 18.0 ②淤泥 71.25 15.7 (水平方向) (垂直方向) （cm/sec） （cm/sec） 8.72 4.17 13.25 0.43# 注：基坑开挖设计计算参数②淤泥层内聚力建议取8.72，内摩擦角建议取0.43。 注：*为经验值 #为平均值

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2.3典型剖面选取

我所选取的剖面为1-1JK1,4-4JK5,5-5JK6。 2.4 施工说明 锚杆施工工艺要求

（1）锚杆施工要求锚杆钻孔水平方向在垂直方向差不易大于100mm，偏斜度不应大于3%。

（2）注浆管与锚杆杆体绑在一起，一次注浆管距孔底为100-200mm,二次注浆的出浆孔应进行可管密封处理。

（3）浆体应按设计配制，一次灌浆宜选用灰砂比1:1-1:2、水灰比0.38-0.45的水泥砂浆，或水灰比0.45-0.5的水泥浆，二次高压注浆已使用水灰比0.45-0.55的水泥浆。

（4）二次注浆压力控制在2.5-5.0MPa，之间，注浆时间可根据注浆工艺试验确定或一次注浆锚固体强度达到5MPa。 （5）锚杆的张拉与施工预压力应符合下列要求

①锚固段强度大于15MPa并达到设计强度等级75%后方可进行张拉。

②锚杆张拉顺序要考虑到对附近锚杆的影响。

③锚杆张拉设计荷载0.9-1.0倍后，再按设计要求锁定。 ④锚杆张拉控制应力不应超过锚杆杆体强度标准值得0.75倍。

钢板桩施工工艺要求

（1）设备选型

为了节约工期，综合考虑现场的施工场地，桩打拔时采用液压履带式打拔机。该设备自重相对于履带吊振动锤较轻，行走自如，施工速度块，安全性能高，24小时都能施工。

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（2）定位放线

放出结构准确的灰线，从结构线每边按图纸引出一定的尺寸（给基坑施工预留施工作业面），作为打桩的方向线。在方向线以外挖宽0.5米深0.8米的沟槽，在沟槽的两端用木桩将定位线引出，在施工过程中随时校合，保证桩打在一条直线上，开挖后方便围檩和支撑的施工。

（3）钢板桩打入

、钢板桩采用32#b槽钢桩，桩长为9m。钢板桩的机械性能和尺寸应符合要求。经过整修或焊接后的钢板桩，堆存、搬运、起吊时应防止由于自重而引起的变形与损坏。进桩时把桩卸到打拔机附近6米范围之内），打拔机把桩夹起同时吊到打桩灰线上空，两辅助工利用工具辅助打拔机对好方向。再沿灰线对好前一根桨的止口插入土体，为了防止钢板桩的自然跟进，第一根桩应高出地面1米左右，后续钢板桩打之前应将前一根板桩与前面的桩用钢筋临时焊接。

（4）垂直度标高控制 钢板桩打入时有一人专门指挥，随时调整钢板的垂直度，保证其垂直，钢板桩在插入土体比较浅时（4～5m）,用线锤或经纬仪控制钢板桩垂直度。桩顶标高与自然地面相平，第一根桩用水准仪控制桩顶标高，后的桩参照前面桩的标高，每隔10米距利用水准仪复核一次桩顶标高。使打入的桩整齐，受力均匀。11.2、在打钢板桩的过程中，应随即检查其平面位置是否正确，桩身是否垂直，如发现倾斜（不论是前后倾斜或左右倾斜）应立即纠正或拔起重打。钢板桩采用振动等方法下沉。开始沉桩时宜用自重下沉，待桩身

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有足够稳定后再采用振动下沉。打桩机械采用38吨履带吊车，DZ45A型振动沉拔桩锤 （5）围檩施工

围檩和支撑的中心标高按图纸标高控制在-1.50m，围檩下方用厚14mm以上的钢板做牛腿，间距3米。围檩与钢板桩的空隙用碎钢板垫实。围檩采用H350*350型钢。 （6）支撑的施工 支撑采用H350*350型钢支撑的形式，支撑着力处的围檩应局部焊加劲板。 （7）钢板桩的拔出

钢板桩的拔出仍用履带式液压拔桩机，在拔桩机行驶的路径上铺设路基箱板，钢板桩拔出时拔桩机尽量少振动，减少对周围土体的扰动。桩拔出后留下的空隙用黄砂回填密实，防止日后周围土体位移。

（8）钢板桩的施工允许偏差：32#b槽钢沉桩的垂直度控制在1.5%。。 （9)焊缝形式：围檩与钢板桩之间连接采用焊接。焊缝质量等级为三级。

(10)除以上要求外，还应符合《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202-2002）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《钢结构工程质量验收规范》（GB 50205-2001）中有关规定及质量验收标准。

3基坑支护结构计算

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3.1 1-1支护结构计算

3.1.1土压力计算1-1图

基坑开挖深度为5.3+0.25+0.1-0.5=5.15m

①参数计算

6.47)0.797 Ka10.893

224.17Ka2tan2(4502)tan2(450)0.864 Ka20.929

224.17Kp2tan2(4502)tan2(450)1.157 Kp21.076

2222Ka3tan2(450-3)tan2(450-)0.455 Ka30.675

2222Kp3tan2(4503)tan2(450)2.2 Kp31.48

22Ka1tan2(450)tan2(4501②水平荷载标准值计算

临界深度计算Z011(2c1219.28q)(20)1.3m

180.893Ka110

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第一层土底面水平荷载标准值

pa1(1z1q)Ka12c1Ka1(184.520)0.797219.280.89346.1kPa

第二层土顶面水平荷载标准值

pa2(2z1q)Ka22c2Ka2(15.74.520)0.86428.720.92962.12kPa

第二层土基坑地面处水平荷载标准值

pa3(1z12z2q)Ka22c2Ka2(184.515.70.6520)0.86428.720.929 79.88kPa第三层顶面处水平荷载标准值：

pa4(1h12h220)Ka3(4.51815.75.320)0.45583.82kPa

③水平抗力计算

基坑地面处水平抗力标准值

pp12c2Kp228.721.07618.76kPa

淤泥土层底面处水平抗力

pp22h1Kp22c2Kp215.74.651.15728.721.076 103.2kPa中砂层顶面水平抗力

pp31h1Kp315.74.652.2160.11kPa

中砂层底面处水平抗力

pp4(1h12h2)Kp3(4.6515.71.717.5)2.2188.66kPa

3.1.2 桩长确定

hpEpiTc1(hT1hd)1.20haEai0

由于此基坑属于二级基坑，所以重要性系数0取1.0。

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土压力零点

2Kp22c2Kp279.8815.71.15728.721.07679.88 解的3.4m取锚杆位于冠梁下2.5m,钻孔直径0.15m。入射角25度，水平间距取2m。采用175预应力钢绞线，强度标准值fptk1470Nmm2 无扩孔。 所以颗粒计算出锚杆水平锚固力T

T(3.42.65)46.13.22(3.20.650.653.4)62.150.65(3.4)320.653.4 17.760.652(3.4)79.883.432由此解的T=167KN 锚杆自由段长度计算

11lfltsin(450k)/sin(450k)226.474.54.175.3k5.23

4.55.35.235.23lf6.05sin(45)/sin(4525)4.3m22所以锚固自由段长度为：4.3+1.5=5.8m 锚固段长度计算

Nudqsiklid1qsjklj2ck(d12d2) s21670.15(454.71212.560470li） 0cos251.3由此解的li6.6m

所以总的锚固长度：5.8+4.7+12.5+4+6.6=33.65m 所以取长度34m。

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1672N372.94358.60mm2 锚索选取：Apucos251.04fpy1.04根数n358.602.57所以取3根 139嵌固深度计算和桩长确定

hpEpiTc1(hT1hd)1.20haEai0

取基坑坑底4m，进行验算

4446.13.23.218.76484.564167（2.654）(0.654.65)23230.6517.760.650.65462.120.65(4)(4)79.884 2232解得451.950，因此为了保险起见，所以取嵌固深度为4m桩长为4+5.15=9.15m 所以取桩长为9.15-1.5=7.65m 最大弯矩计算： 第一层土压力合力Ea146.1246.1kPaT167kPa 2（7292.2）0.65Ea253.37kPaTEa116746.1120.9kPa

2所以设基坑顶面下m处为最大弯矩处则有

[(92.918.76)92.9(15.71.15718.76）]TEa1Ea22 148.2818.162120.92解得：1.4m所以最大弯矩

2MmaxT(2.651.4)46.1(0.641.4)53.37(0.241.4)67.530.56 3Mmax1673.95124.7887.5337.82409.52kN•m最大剪力：f167KN 选择钢板桩700300

所以b1.5d0.51.50.50.51.25m 所以取钢板桩间距为1m。有查

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表的Wx5532cm3

409.5210674.02MPa215MPa

55321033.1.3 稳定性分析

①基坑渗流稳定性分析

渗流安全系数Ksicr 一般取值为1.5-2.0，本工程取2

i地下水位于地面1.7m。

'5.7计算如下icr0.57

w10hw5.151.70.53.95m l4.51.74.65411.45

ihw3.950.34 l11.45i0.57Kscr1.68 1.68≤1.7 不满足要求，进行降水。

i0.34坑外降水后计算：降水到地面下3m，计算如下

hw5.1530.52.65m l4.534.65410.15

ihw2.650.25 l10.65i0.57Kscr2.282计算满足要求了。

i0.25②基坑突涌稳定性分析

m(hdh)pw1.1 承压水在中砂层。地下水在地面下3m。通过计算不

满足要求，所以通过降水到地下3.5m。计算如下

m(hdh)pw15.74.651.161.1

106.3满足突涌稳定性要求。

③基坑抗隆起验算 14

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公式：

Nc•0•hd1.6

1(hhd)q地基承载力系数一般取5.14

0crtan6.72415.7tan4.1711.30kPa

15.7KN/m3 184.515.74.653116.83KNm4.54.65Nc•0•hd5.1411.315.740.691.6

1(hhd)q16.83（45.15）20地基抗隆起不满足要求，所以进行嵌固深度加深，由于计算远远不满足要求，所以我直接嵌固深度加大到圆砾地面计算如下：

0crtan07.2518tan2560.85kPa

15.74.6517.51.718.50.916.47KN/m34.651.70.9

184.515.75.317.51.70.918.5116.98KNm34.55.31.70.9Nc•0•hd5.1460.8516.477.251.871.6

1(hhd)q16.98（7.255.15）20基坑抗隆起满足要求。 3.2 4-4支护结构计算

15

-

3.2.1土压力计算4-4图

基坑开挖深度计算：5.3+2.2+0,1-0.5=7.1m。

①参数计算

6.47)0.797 Ka10.893

224.17Ka2tan2(4502)tan2(450)0.864 Ka20.929

224.17Kp2tan2(4502)tan2(450)1.157 Kp21.076

2222Ka3tan2(450-3)tan2(450-)0.455 Ka30.675

2222Kp3tan2(4503)tan2(450)2.2 Kp31.48

2225Ka4tan2(4504)tan2(450)0.406 Ka40.637

2225Kp4tan2(4504)tan2(450)2.464 Kp41.57

22Ka1tan2(450)tan2(4501②水平荷载标准值计算

临界深度计算Z011(2c1219.28q)(20)1.3m

180.893Ka116

-

第一层土底面水平荷载标准值

pa1(1z1q)Ka12c1Ka1(184.9420)0.797219.280.89352.38kPa

第二层土顶面水平荷载标准值

pa2(2z1q)Ka22c2Ka2(184.9420)0.86428.720.92968.09kPa基坑底面土的水平荷载标准值

pa3(1z12z2q)Ka22c2Ka2(184.9415.72.1620)0.86428.720.929 107.21kPa第三层土顶面水平荷载标准值

pa4(1h12h220)Ka3(4.941815.74.420)0.45580.99kPa

第四层土顶面水平荷载标准值

pa4(1h12h23h320)Ka4(4.941815.74.417.54.620)0.40696.69kPa③水平抗力计算

基坑地面处水平抗力标准值

pp12c2Kp228.721.07618.76kPa

第二层淤泥土层底面处水平抗力

pp22h1Kp22c2Kp215.72.241.15728.721.076 59.45kPa第三层中砂层顶面水平抗力

pp31h1Kp315.72.242.277.37kPa

第三层中砂层底面处水平抗力

pp4(1h12h2)Kp3(2.2415.74.617.5)2.2153.27kPa

第四层圆砾层顶面处水平抗力

17

-

pp5(1h12h2)Kp4(2.2415.74.617.5)2.464171.66kPa

第四层圆砾层底面处水平抗力

pp6(1h12h23h3)Kp4(2.2415.74.617.58.53.6)2.464247.06kPa

3.2.2 桩长确定

hpEpiTc1(hT1hd)1.20haEai0

由于此基坑属于二级基坑，所以重要性系数0取1.0。 土压力零点

(1h12)Kp380.99(15.72.247.5)2.280.99 解的0.22m所以零点位于基坑底0.22+2.24=2.46m

取锚杆位于冠梁下2.5m,钻孔直径0.15m。入射角25度，水平间距取2m。采用175预应力钢绞线，强度标准值fptk1470Nmm2 无扩孔。 所以颗粒计算出锚杆水平锚固力T

T7.0652.383.643.642.16（2.162.46）68.092.16（2.46）232

39.122.162.162.240.22（2.46）107.212.24（0.22）80.990.222322T7.06556.10521.64134.35321.801.959

解的T=217.4KN。因此我取值217.4KN 锚杆自由段长度计算

11lfltsin(450k)/sin(450k)226.474.944.174.4224.63.625k13.78

4.944.44.63.613.7813.78lf7.06sin(45)/sin(4525)4.47m22所以锚固自由段长度为：4.47+1.5=5.97m

18

-

锚固段长度计算

Nudqsiklid1qsjklj2ck(d12d2) s2217.40.15(458.61210.46010.870li cos2501.3由此解的li2.2m

所以总的锚固长度：2.2+8.6+10.4+10.8+5.97=37.97m 所以取长度38m。

217.42N锚索选取：Apucos251.04461.3mm2

fpy根数n461.33.3所以取4根 139嵌固深度计算和桩长确定

hpEpiTc1(hT1hd)1.20haEai0

我去嵌固深度为圆砾底面，所以为10.24m。验算如下

18.762.24（2.242.242.244.64.63.6）40.69（4.63.6）77.374.6（3.6）22324.64.63.675.9（3.6）217.4（11.443.6）171.663.62322.1652.383.643.64(4.44.63.6)68.092.16(2.244.63.6）2223.62.162.162.2475.43.621.239.12（2.244.63.6)107.212.24(4.63.6)32324.63.680.994.6(3.6)96.693.622解的389.230因此我取了嵌固深度为10m。 所以桩长为10+7.1-1.5=15.6m。 最大弯矩计算

19

-

第一层土压力合力Ea152.383.6495.33kPaT217.4kPa 2所以设第二层土顶面下m处为最大弯矩处则有

（1h12)ka22c2ka272.62TEa1128.7213.562244.14解得：1.61

所以最大弯矩

MmaxT(2.441.61)95.33(3.6331.61)122.070.75Mmax217.44.0592.46269.15518.86kN•m

最大剪力为：f217.4KN 选择钢板桩700300

所以b1.5d0.51.50.50.51.25m 所以取钢板桩间距为1m。有查表的Wx5532cm3

518.8610693.79MPa215MPa 35532103.2.3 稳定性分析

①基坑渗流稳定性分析

渗流安全系数Ksicr 一般取值为1.5-2.0，本工程取2

i地下水位于地面下1.3m。

'5.7计算如下icr0.57

w10hw7.11.30.56.3m l202.164.941.325.8

ihw6.30.244 l25.8i0.57Kscr2.342计算满足渗流稳定性要求了。

i0.244②基坑突涌稳定性分析

m(hdh)pw1.1 承压水在中砂层。地下水在地面下1.3m。通过计算

20

-

不满足要求，所以通过降水到地下6.3m。计算如下

m(hdh)pw15.72.241.171.1

103.04满足突涌稳定性要求。

③基坑抗隆起验算

公式：

Nc•0•hd1.6

1(hhd)q地基承载力系数一般取5.14

0crtan5218.5tan35129.98kPa

15.72.2417.54.63.618.517.46KN/m32.243.64.6

184.9415.74.417.54.618.53.6117.39KNm34.944.44.63.6Nc•0•hd5.14129.9817.18102.671.6

1(hhd)q17.25（7.110）20地基抗隆起满足要求。

3.3 5-5支护结构计算 3.3.1土压力计5-5图

21

-

基坑开挖深度计算：5.3+1.5+0.1-0.5=6.4m。

①参数计算

6.47)0.797 Ka10.893

224.17Ka2tan2(4502)tan2(450)0.864 Ka20.929

224.17Kp2tan2(4502)tan2(450)1.157 Kp21.076

2222Ka3tan2(450-3)tan2(450-)0.455 Ka30.675

2222Kp3tan2(4503)tan2(450)2.2 Kp31.48

2225Ka4tan2(4504)tan2(450)0.406 Ka40.637

2225Kp4tan2(4504)tan2(450)2.464 Kp41.57

22Ka1tan2(450)tan2(4501②水平荷载标准值计算

临界深度计算Z011(2c1219.28q)(20)1.3m

180.893Ka1第一层土底面水平荷载标准值

22

-

pa1(1z1q)Ka12c1Ka1(184.620)0.797219.280.89347.50kPa

第二层土顶面水平荷载标准值

pa2(1z1q)Ka22c2Ka2(184.620)0.86428.720.92972.62kPa基坑底面土的水平荷载标准值

pa3(1z12z2q)Ka22c2Ka2(184.615.71.820)0.86428.720.929 97.03kPa第三层土顶面水平荷载标准值

pa4(1h12h220)Ka3(4.61815.74.120)0.45576.06kPa

第四层土顶面水平荷载标准值

pa4(1h12h23h320)Ka4(4.61815.74.117.54.420)0.40681.27kPa③水平抗力计算

基坑地面处水平抗力标准值

pp12c2Kp228.721.07618.76kPa

第二层淤泥土层底面处水平抗力

pp22h1Kp22c2Kp215.72.31.15728.721.076 60.54kPa第三层中砂层顶面水平抗力

pp31h1Kp315.72.32.279.44kPa

第三层中砂层底面处水平抗力

pp4(1h12h2)Kp3(2.315.74.417.5)2.2152.04kPa

第四层圆砾层顶面处水平抗力

pp5(1h12h2)Kp4(2.315.74.417.5)2.464170.29kPa

23

-

第四层圆砾层底面处水平抗力

pp6(1h12h23h3)Kp4(2.315.74.47.58.51.5)2.464201.70kPa

3.3.2 桩长确定

hpEpiTc1(hT1hd)1.20haEai0

由于此基坑属于二级基坑，所以重要性系数0取1.0。 土压力零点

由于由图可以在淤泥底面有主动土压力大于被动土压力，而在中砂顶面有被动土压力大于主动土压力 所以零点位于基坑底2.3m

取锚杆位于冠梁下2.5m,钻孔直径0.15m。入射角25度，水平间距取2m。采用175预应力钢绞线，强度标准值fptk1470Nmm2 无扩孔。 所以颗粒计算出锚杆水平锚固力T

T(2.14.1)47.53.33.31.8(4.1)72.621.8(2.3)232

24.411.81.8(2.3)97.032.32.3223T6.2407.55418.2963.71256.64解得T184.87

锚杆自由段长度计算

11lfltsin(450k)/sin(450k)226.474.944.174.4224.63.625k13.78

4.944.44.63.613.7813.78lf6.2sin(45)/sin(4525)3.85m22所以锚固自由段长度为：3.85+1.5=5.35m 锚固段长度计算

24

-

Nudqsiklid1qsjklj2ck(d12d2) s2184.870.15(457.8129.76010.470li 0cos251.3由此解的li0.49m

所以总的锚固长度：0.49+7.8+9.7+10.4+5.35=33.74m 所以取长度34m。

184.872N锚索选取：Apucos251.04392.27mm2

fpy根数n392.272.8所以取3根 139嵌固深度计算和桩长确定

hpEpiTc1(hT1hd)1.20haEai0

我去嵌固深度为圆砾底面，所以为8.5m。验算如下

18.762.3（2.341.782.32.34.44.41.5）（4.41.5）79.444.（41.5）223272.64.44.41.530.811.51.5（1.5）170.291.5184.8712.12322347.53.33.31.81.2[(4.41.5)72.621.8(2.34.41.5)232 24.411.81.82.3(2.34.41.5)97.032.3(4.41.5)2324.41.576.064.4(1.5)81.271.5]22解得为157.89>0 所以满足要求，所以取嵌固深度为8.5m。 最大弯矩计算 第一层土压力合力Ea147.53.378.375kPaT184.87kPa 2所以设第二层土顶面下m处为最大弯矩处则有

25

-

（1h12)ka22c2ka272.62TEA1127.9613.562212.99解得：1.453.31.45)106.4950.68所以最大弯矩 3Mmax184.873.55199.8672.42384.01kN•mMmaxT(2.11.45)78.375(

最大剪力：f184.87KN 选择钢板桩700300

所以b1.5d0.51.50.50.51.25m 所以取钢板桩间距为1m。有查表的Wx5532cm3

384.0110669.42MPa215MPa

5532103所以选择700300型钢。 3.3.3 稳定性分析

①基坑渗流稳定性分析

渗流安全系数Ksicr 一般取值为1.5-2.0，本工程取2

i地下水位于地面下1.5m。

'5.7计算如下icr0.57

w10hw6.41.50.55.4m l8.421.84.61.521.7m

ihw5.40.249 l21.7i0.57Kscr2.292 计算满足渗流稳定性要求了。

i0.249②基坑突涌稳定性分析

m(hdh)pw1.1 承压水在中砂层。地下水在地面下1.5m。通过计算

不满足要求，所以通过降水到地下5.5m。计算如下

26

-

m(hdh)pw15.72.31.131.1

103.2满足突涌稳定性要求。

③基坑抗隆起验算

公式：

Nc•0•hd1.6

1(hhd)q地基承载力系数一般取5.14

0crtan5218.5tan35129.98kPa

15.72.317.54.41.518.517.18KN/m32.34.41.5 184.615.74.117.54.418.51.5117.25KNm34.44.11.54.6Nc•0•hd5.14129.9817.188.52.91.6

1(hhd)q17.25（6.48.5）20地基抗隆起满足要求。 4.地下水控制 4.1地下水控制方案

由于本工程开挖受到地下水的影响，在开挖基坑时要进行降水，采用轻型井点降水，轻型井点系统有井点管，连接管，集水总管和抽水设备组成。承压水在中砂，圆砾，卵石层。 4.2地下水控制设计 4.2.1井点管长确定

根据条件井点管距坑边距离为0.5m，滤管长取其1.2m，直径38mm.备有抽水设备，另外不透水层在地面下20m。此为承压非完整井系统。

HH1hIL7.10.5130(0.5)9.15m 10227

-

考虑井点管露出地面部分，取0.25m，因此井点管长定位9.4m 4.2.2 基坑涌水量计算 基坑降水水位深度

取其降水到位于基坑底面下0.5m。则有

S7.10.51.56.1m

井管进入承压水距离为l9.44.64.10.7m 承压水厚度M4.41.53.55.9m 影响半径：R10Sk106.118258.8m

基坑等效半径：r00.29(ab)0.29(3045)21.75m 所以涌水量计算：

Q2.73kMSRMlMlg(1)lg(10.2)r0lr05.96.1258.85.90.75.9lg(1)lg(10.2)

21.750.721.75Q2.7318Q1768.551350(m3d)1.314.2.3 确定单井出水量

q120rl3k1203.140.0380.731813.1(m3d) 24.2.4 井点管数量

n1.1Q113.36 因此取114根 q4.2.5 井点间距

DL2(30.545.5)1.33m n114井点均匀布置。 5基坑监测

28

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安全等级为二级建筑深基坑工程监测项目及内容对照表

监测项目 支护圈梁或围檩（冠梁）水平位移、沉降监测周期 测点数量 测点的布置 监测方法 及精度 监测频率 报警值 全过程 （应测） 立柱变形沿基坑周边布置，每边中部和端部每一边不少于3点，均应布置观测点，且观测点间距不且每20m不少于1宜大于20米。观测点设置在与 支点，每一基坑不少于护结构刚性连接钢筋混凝土冠梁8点 上，或钢筋混凝土护顶上 用水准仪、经纬仪、全站仪监测，精度不低于1mm 开挖深度≤5m及基础底板完成后，1次/2天；其它1次/天 开挖深度≤5m及基础底板完成后，1次/2天；其它1次/天 开挖深度≤5m及基础底板完成后，1次/2天；其它1次/天 （宜测） 1邻近房屋 变沉降、倾 形 斜 监 测 基坑周围 地表沉降项 目 及 地下管线 沉降与水内 平位移 容 全过程 直接布置在立柱上方的支撑面上，不少于构件的20 %，每根立柱的垂直及水平位移均应测量，多个支撑交汇、受力复杂处且不少于3个 的立柱应作为重点观测点 水准仪、经纬仪监测。精度不低于1mm （应测）开挖至±0.00 沉降观测点的布置：沿建筑物四角外墙每10-15m或每隔2-3根柱设置一点；；倾斜点的布置：应沿对每一建（构）筑物或应观测点的主体竖直线布置，整体重要设施不少于6点 倾斜按顶部、底部上下对应布置；分层倾斜按分层部位、底部上下对应布置 每一边不少于2点，应设置在基坑深度的2-3倍的范且每20米不少于1围，在基坑纵横轴线或有代表性的点，每一基坑不少于位置由密到疏布置测点 8点 用水准仪、经纬仪等进行测量。精度符合《建筑变形测量规程》JGJ/T8的规定，且精度不低于二级 （宜测）开挖至回填 观测检查或仪器测量1次/2天 检查，精度不小于1mm。 （应测） 开挖至±0.00 每10m设一观测点 在管线的端点、转角点和必要的中间部位设置；具体的观测点应设置在管线本身或靠近管线底面的土体中 用水准仪、经纬仪等进行测量。精度符合《建筑变形测量规程》JGJ/T8的规定，且精度不低于二级 在支护结构或基坑附近的土体中予埋测斜管，用测斜仪观测各深度处测向位移。精度不低于1mm 开挖深度≤5m及基础底板完成后，1次/2天；其它1次/天 2围护结构深层水平位移（应测） 支护结构板墙内力3内力 全过程 在结构受力、变形较大的部位设每一边不少于1点，置。测斜管应沿基坑每侧中心处布边长大于50m时，可置，边长大于50m基坑，可增设1-2点，设置在支护结构内的测斜管应增加1～2点 与结构入土深度一致 1次/2天 （宜测） 支护结构圈梁或围檩（冠梁）内力 全过程 每一边不少于一点 在基坑每侧中心处布置，深度方向测点的间距一般为1.5～2.5ｍ 用安装在支护结构内部、与受力钢筋串联连接的应力传感器测试。精度不低于1/100（F·S） 1次/3天 全过程 每一边不少于一点 在基坑每侧中心处布置，深度方向测点的间距一般为1.5～2.5ｍ 用安装在支护结构内部、与受力钢筋串联连接的应力传感器测试。1次/3天 29

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（宜测） 锚杆应力和轴力精度不低于1/100（F·S） （宜测）

全过程 非予应力锚杆取构每根锚杆上的测点应设置在受力、件的5 %，予应力锚变形较大且有代表性的位置和地杆抽取构件的10 %，质复杂的区域 且不少于3个 应在锚杆上安装应力传感器测试。精度不低于1/100（F·S） 1次/2天 用安装在混凝土支撑内部、与受力钢筋串联连接的应力传感器测试。钢支撑采用与支撑串联连接的 、与支撑断面尺寸相同的应力传感器测试。精度不低于1/100（F·S） 通过水位观测井用水位计观测检查或测量检查。最小读数值不大于10mm 通过水位观测井用水位计观测检查或测量检查。最小读数值不大于10mm 3支撑轴力内力 （宜测） 支撑设置至拆除 构件的10 %，且不少于3个，每一支撑不少于3点 设置在主撑等重要支撑的跨中部位，每层支撑都应选择几个有代表性的截面进行测量 开挖深度≤5m及基础底板完成后，1次/2天；其它1次/天 坑外地下水 监 坑内地下 水 测 4 水项 位 目 基坑渗漏 水状况及 内 支护结构容 （板墙）土压力（应测） （应测）（应测）降水过程 每边不少于1点 坑外地下水位观测井（孔）设置在止水帷幕以外，沿基坑周边布设 1次/2天 降水过程 每边不少于1点 坑内地下水位的观测井（孔）在基坑每边中间和基坑中央设置，埋深与降水井点相同。 1次/2天 降水过程 基坑内全方位 观察 观察 1次/2天 5水 土压孔隙水压力 力 （宜测）降水过程 一般基坑平面每边不少于2点，竖向布置的间距一般为2-5m 设在基坑每边中部或其他有代表性的部位 埋设孔隙水压力计或土压力计的方法监测。精度不低于1Kpa 1次/3天 （宜测） 6裂缝 邻近房屋裂缝 降水过程 一般基坑平面每边不少于2点，竖向布置的间距一般为2-5m 设在基坑每边中部或其他有代表性的部位 埋设孔隙水压力计或土压力计的方法监测。精度不低于1Kpa 1次/3天 （应测） 30

开挖至±0.00 裂缝、沉降缝、伸缩缝的两侧及新每一建（构）筑物或旧建筑物、高低建筑物的交接处均重要设施不少于6点 应设置点。裂缝点的布置：在裂缝两侧布置 用水准仪、经纬仪等进行测量。精度符合《建筑变形测量规程》JGJ/T8的规定 开挖深度≤5m及基础底板完成后，1次/2天；其它 -

1次/天 基坑周围地表裂缝（宜测） 地面超载状况 开挖至回填 每一边不少于2点，应设置在基坑深度的2-3倍的范且每20米不少于1围，在基坑纵横轴线或有代表性的点，每一基坑不少于位置由密到疏布置测点 8点 总体裂缝采用目测，单个裂缝采用裂缝观测仪观测，最小读数不低于0. 1 mm 观测检查或仪器测量检查，精度不小于1mm。总体裂缝采用目测，单个裂缝采用裂缝观测仪观测，最小读数不低于0. 1 mm 用埋设的土体分层沉降仪监测，不同深度土体在开挖过程中的隆起变形，精度不小于1mm 1次/2天 （宜测） 7基坑底部回弹和隆起 开挖至回填 每一边不少于2点，应设置在基坑深度的2-3倍的范且每20米不少于1围，在基坑纵横轴线或有代表性的点，每一基坑不少于位置由密到疏布置测点 8点 基坑中央和距边缘约1/4坑底宽度处以及其他变形特征位置设置观测点。对方形圆形基坑，可按单向对称布点；矩形基坑，可按纵横向对称布点；复合矩形基坑可多向布点 1次/2天 （宜测）

开挖至基础底板完 以最小点数能测出坑底土隆起量为原则布点 1次/2天 31