畢業設計---基坑樁錨支護與降水設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 剖面所在南側地下 ，以下無重要管線。 地層及地基土分層描述 根據《中國人民解放軍第四軍醫大學口腔醫院醫療科研綜合樓動力站工程巖土工程勘察報告》（詳勘階段） 2021 年 1 月。 地層條件： 第一層①：素填土，褐色，可塑～硬塑，以 粘性土為主，土質不均勻，局部含有建筑垃圾及植物根系。該層層厚 ～ ，層底標高 ～ 。 第二層②：黃土 (粉質粘土），褐黃色，可塑，局部軟塑，稍濕。針狀空隙發育，含有植物根系。該層具有中等濕陷性，局部具有強烈濕陷性。屬高壓縮性土。該層層厚 ～ ，層底深度 ～ ，層底標高 ～ 第三層③：黃土（粉質粘土），褐黃色，流塑，很濕～飽和。可見針狀空隙空隙。屬高壓縮性土。該層層厚 ～ ，層底深度 ～ ，層底標高～ 。 第四層④：古土壤（粉質粘土），棕褐色，軟塑，局部流塑。含有較多的白色鈣質條紋及鈣質結核。屬中壓縮性土。該層層厚 ～ ，層底深度 ～，層底標高 ～ 。 華北水利水電大學畢業設計（論文） 4 第五層⑤：黃土（粉質粘土），褐黃色，流可塑，局部軟塑。屬中壓縮性土。該層層厚 ～ 。該層位被揭穿，最大揭露厚度 ,最大鉆探深度 ,鉆至最低處標高為 。 水文地質條件 本次勘察期間（ 2021 年 1 月），實測地下水位 ～ ,，屬潛水類型。根據西安地區地下潛水變化規律分析，你簡稱第地下水水位年內季節變化幅度可按 。勘察時所測水位，接近年度平水位期水位。 根據本場地地下水取樣分析結果，地下水對混凝土無腐蝕性，對鋼筋混凝土中的鋼筋無腐蝕性。 在 11鉆孔中取水樣兩件進行腐蝕性測試。在 8孔 13孔 分別取土樣兩件進行地基土的腐蝕性測試。 根據場地所處區域氣候、地層和地下水條件，按照《巖土工程勘察規范》GB500212021（ 2021 年版）第第 條～第 綜合判定：擬建場地環境類型為Ⅱ類；場地內地下水對混凝土結構和鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性；場地地基土對混凝土結構和鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。 地基土的濕陷性 本次勘察對粉質粘土取不擾動土樣進行了濕陷性試驗，試驗結果表明：濕陷系數均小于 ，根據《濕陷性黃土地區建筑規范》 GB500252021 判定：粉質粘土為非濕陷性土；場地為非濕陷性場地。 根據 GB500252021 有關規定：擬建建筑物地基可以按一般地區的規定設計。 場地地震效應 抗震設防烈度 根據《建筑抗震設計規范》 GB50011— 2021，西安市區抗震設防烈度為 7 度 , 設計基本地震加速度值為 ，所屬設計地震分組為第二組。 依據 規范第 條，抗震設計 特征周期為 。 抗震地段劃分及場地類別 根據《建筑抗震設計規范》 GB50011— 2021 第 條，擬建場地抗震地段 華北水利水電大學畢業設計（論文） 5 屬一般地段。 根據鉆孔剪切波速測試結果，場地地面下 20m 深度內的土層等效剪切波速值分別為 ～ ，場地覆蓋層 厚度大于 。依據規范 GB50011— 2021第 至 條規定：本建筑場地類別為Ⅱ類。 地基土液化可能性 擬建場地 、砂土、圓礫、卵石及第三系砂礫卵石夾粉質粘土。勘察期間場地地下水較高的水位埋深 ～ ，則第③層粗砂、礫砂為飽和砂土。 根據《建筑抗震設計規范》 GB50011— 2021 第 條，采用標準貫入試驗判別法進行液化判別，按第 式計算，結果見表 。 表 , 標準貫入試驗結果計算表 土層編號及名稱 孔號 試驗深度（ m） 實測錘擊數 N（擊） 標準貫入錘擊數臨界值 Ncr(擊 ) 液化判別 ③ 粉質粘土 1 ～ 18 N＞ Ncr 不液化 2 ～ 44 3 ～ 20 4 ～ 19 6 ～ 17 8 ～ 22 9 ～ 33 11 ～ 23 13 ～ 24 15 ～ 25 16 ～ 42 表 9 可知：③層粗砂、礫砂的標準貫入試驗實測錘擊數 N 均大于其液化判別錘擊數臨界值 Ncr，為不液化土。故擬建建筑物可不考慮地基液化問題。 華北水利水電大學畢業設計（論文） 6 原位測試 結果 （ 1）標準貫入試驗 本次勘察主要集中在第三層，其統計結果見表 。 表 標準貫入試驗 結果統計表 土層編號 及名稱 標準貫入試驗錘擊數實測值 N（擊） 密實度 統計頻數 最大值 最小值 平均值 ③粉質粘土 11 44 17 26 中密 本次勘察在鉆孔不同深度分段分別進行了重型圓錐動力觸探試驗，其試驗統計結果見表 。 表 重型圓錐動力觸探試驗結果統計 土層編號 及名稱 實測錘擊數 N/（擊） 修正后錘擊數 （擊） 密實度 統計頻數 最大值 最小值 平均值 標準差 變異系數 統計頻數 最大值 最小值 平均值 標準差 變異系數 ② 粉質粘土 34 34 中密 ③ 粉質粘土 55 55 中密 ④ 粉質粘土 55 55 密實 ⑤ 粉質粘土 12 50 12 密實 （ 3） 剪切波速試驗結果 本次勘察 在 8和 11鉆孔中進行了剪切波速測試，測試結果表明：場地在 ～ ，平均值 。 華北水利水電大學畢業設計（論文） 7 第三章 基坑支護方案選擇及確定 設計依據 （ 1）《中國人民解放軍第四軍醫大學口腔醫院醫療科研綜合樓動力站工程 巖土工程勘察報告》（詳勘階段） 2021 年 1 月 （ 2）《第四軍醫大學口腔醫院醫療科研綜合樓動力站定位圖》 （ 3）《第四 軍醫大學口腔醫院醫療科研綜合樓動力站基坑開挖圖》 （ 4）《建筑基坑支護技術規程》 (JGJ 12099) （ 5）《建筑地基處理技術規范》 (JGJ792021) （ 6）《建筑結構荷載規范》 (GB500092021) （ 7）《建筑樁基技術規范》 (JGJ942021) （ 8）《混凝土結構設計規范》 (GB500102021) （ 9）《巖土工程勘察規范》 (GB 500212021 2021 版 ) （ 10）《建筑邊坡工程技術規范》 (GB503302021) （ 11）《建筑地基基礎設計規范》 (GB500072021) 基坑支護設計基本要求 基坑支護作為一個結構體系，應要滿足穩定和變形的要求，即通常規范所說 的兩種極限狀態的要求，即承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。所謂承載能力極限狀態，對基坑支護來說就是支護結構破壞、傾倒、滑動或周邊環境的破壞，出現較大范圍的失穩。一般的設計要求是不允許支護結構出現這種極限狀態的。而正常使用極限狀態則是指支護結構的變形或是由于開挖引起周邊土體產生的變形過大，影響正常使用，但未造成結構的失穩。 因此，基坑支護設計相對于承載力極限狀態要有足夠的安 全系數，不致使支護產生失穩，而在保證不出現失穩的條件下，還要控制位移量，不致影響周邊建筑物的安全使用。因而，作為設計的計算理論，不但要能計算支護結構的穩定問題，還應計算其變形，并根據周邊環境條件，控制變形在一定的范圍內。 一般的支護結構位移控制以水平位移為主，主要是水平位移較直觀，易于監 華北水利水電大學畢業設計（論文） 8 測。水平位移控制與周邊環境的要求有關，這就是通常規范中所謂的基坑安全等級的劃分，對于基坑周邊有較重要的構筑物需要保護的，則應控制小變形，此即為通常的一級基坑的位移要求；對于周邊空曠，無構筑物需保護的，則位移量可大一些 ，理論上只要保證穩定即可，此即為通常所說的三級基坑的位移要求；介于一級和三級之間的，則為二級基坑的位移要求。 基坑設計以“安全、合理、經濟、便于施工”為原則，同時保證施工周期較短；為基坑土方開挖和地下室施工創造一個安全干燥的施工條件；支護結構穩定、牢固、安全，確保地下室施工安全以及周邊建筑物和道路的安全；有效止水，確保周邊建筑物和道路不產生沉降；支護結構基坑內壁與地下室基礎承臺邊緣應留有足夠的施工工作面；基坑周邊有良好的圍護，確保坑邊行人安全；基坑支護范圍不超過建設用地紅線、不影響現有臨時辦公用房的 正常使用；基坑周邊排水暢確保安通，地面雨水、污水不流入基坑；考慮到鄰近基坑邊有重點保護道路及樓房，為全，以“位移變形”控制設計計算，基坑支護是一種特殊的結構方式，具有很多的功能。不同的支護結構適應于不同的 水文地質條件 ，因此，要根據具體問題，具體分析，從而選擇經濟適用的支護結構。 基坑支護方案的選擇及確定 基坑側壁安全等級確定 本工程基坑開挖深度約 ，根據《建筑基 坑支護技術規程》 JGJ12099中安全等級的劃分標準，又因本基坑工程因周邊建筑物距離較近，基坑側壁安全等級為一級，基坑側壁重要性系數為 。 支護方案的選擇 目前采用的主要幾種基坑支護方式有 :放坡開挖、水泥土墻、樁錨支護結構、土釘墻支護結構等。 （ 1）放坡開挖 放坡開挖是基坑開挖常用的一種方法，適用于硬質，可塑性黏土和良好的砂性土，并要求周圍場地開闊，沒有重要建筑物。一般情況下，當基坑深度小于3m 時，一般采用一次性放坡，當深度達到 45 米時，采用分級放坡。放坡過程 華北水利水電大學畢業設計（論文） 9 可能 造成土體滑移，為增加邊坡穩定，可采用堆放沙袋維護擋土或者在坡腳采用短樁隔板支護。 擬建建筑基坑周圍有居民樓和道路等，周圍場地狹窄，基坑深度較大，不宜采用放坡開挖。 （ 2）土釘墻 土釘墻是一種原位土體加筋技術。將基坑邊坡通過由鋼筋制成的土釘進行加固，邊坡表面鋪設一道鋼筋網再噴射一層砼面層和土方邊坡相結合的邊坡加固型支護施工方法。其構造為設置在坡體中的加筋桿件（即土釘或錨桿）與其周圍土體牢固粘結形成的復合體，以及面層所構成的類似重力擋土墻的支護結構。土釘墻支護結構適用于基坑壁等級為二、三級 ，開挖較淺的基坑。穩定可靠、施工簡便且工期短、效果較好、用料省、造價低、對周邊的環境影響小，且變形相對較小，但是不適合用于對變形嚴格要求的基坑。 擬建建筑基坑深度為 ，且基坑側壁等級為一級，所以不宜采用土釘墻支護。 （ 3）水泥土墻 水泥土墻是由水泥土樁相互搭接形成的格網狀、壁狀等形式的重力式擋土結構物。通常采用攪拌樁，亦可采用旋噴樁等。 水泥土墻適用于基坑側壁安全等級宜為二、三級，水泥土樁施工范圍內地基土承載力不宜大于 150kPa，基坑深度不宜大于 的基坑。但是水 泥土樁抗拉強度低，受荷載后變形較大，且要單獨占用工期。 擬建建筑基坑深度為 ,基坑側壁安全等級為一級，所以不宜采用水泥土墻支護方式。 （ 4）樁錨支護 樁錨支護是將護坡樁與土層錨桿相結合的一種支護方法 ,樁錨支護體系是將受拉是在巖石錨桿理論研究比較成熟的基礎上發展起來的一種擋土結構 ,安全經濟的特點使它廣泛應用于邊坡和深基坑支護工程中。樁錨支護結構適用性較廣，對基坑壁變形的限制嚴格有效，但施工期較長，造價較高。 擬建建筑基坑中，靠近馬路和住宅側的基坑壁對變形沉降都要求很嚴格，從 華北水利水電大學畢業設計（論文） 10 基坑 深度、安全等級、經濟和工程場地條件考慮和以上各種支護方案對比，本基坑宜采用樁錨支護結構。 綜上所述，考慮施工條件、周圍環境因素、經濟條件，根據國家相關規范，本基坑支護工程采用樁錨支護，本工程基坑 11剖面支護結構設計選取樁錨支護。 華北水利水電大學畢業設計（論文） 11 第四章 基坑 11 剖面樁錨支護結構設計計算 基坑支護結構參數說明 地層力學參數 表 地基地質力學指標參數表 土 層 r(KN/3m ) C/ Kpa φ /度 Ka