基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)

武漢華中巖土工程有限責(zé)任公司

2014年12年22日1前言我公司于2001年開始涉足基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)，從剛開始只能進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的支護(hù)類型設(shè)計(jì)（放坡或噴錨支護(hù)）到如今可以進(jìn)行較復(fù)雜的支護(hù)類型設(shè)計(jì)（排樁或內(nèi)支撐支護(hù)），我們始終以謹(jǐn)慎的態(tài)度，對(duì)待每一項(xiàng)基坑工程，力求在安全的基礎(chǔ)上做到更經(jīng)濟(jì)、更合理。2基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型和適用條件支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)基坑開挖深度、工程地質(zhì)情況、場(chǎng)地條件、周邊環(huán)境條件（包括基坑內(nèi)工程樁情況）及施工條件，進(jìn)行多方案比選，制定安全可靠、技術(shù)可行、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)方案，以保證工程的順利進(jìn)行?；又ёo(hù)分類及適用條件表13基坑設(shè)計(jì)與施工步驟基坑工程設(shè)計(jì)與場(chǎng)地的地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、工程項(xiàng)目規(guī)模和功能特殊要求、其他建筑材料和技術(shù)優(yōu)勢(shì)等密切相關(guān)。它是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，所呈現(xiàn)的施工效果也是立竿見影的，因此必須周密考慮所有的客觀條件，分清主次、輕重、緩急，對(duì)設(shè)計(jì)施工方案進(jìn)行正確優(yōu)化，備有足夠的應(yīng)急搶險(xiǎn)措施。3.1基坑工程概況及周邊環(huán)境條件基坑工程概況應(yīng)明確的內(nèi)容：工程項(xiàng)目的地理位置，規(guī)模、周長(zhǎng)、面積，地下室層數(shù)，基礎(chǔ)形式，底板、承臺(tái)、基礎(chǔ)梁及墊層的尺寸，地下結(jié)構(gòu)的特殊施工要求，場(chǎng)地整平標(biāo)高，±0.00標(biāo)高等。周邊環(huán)境條件應(yīng)明確的內(nèi)容：鄰近建（構(gòu)）筑物的重要程度、層數(shù)、結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)形式及埋深，現(xiàn)狀特征；基坑周邊道路、市政管線情況及相對(duì)關(guān)系。（附周邊環(huán)境圖）周邊環(huán)境平面圖應(yīng)重點(diǎn)標(biāo)注與基坑之間的關(guān)系及尺寸?；涌又еёo(hù)護(hù)周周邊邊環(huán)環(huán)境境圖圖3.2工工程程地地質(zhì)質(zhì)及及水水文文地地質(zhì)質(zhì)條條件件3.2.1工工程程地地質(zhì)質(zhì)條條件件武漢漢地地區(qū)區(qū)地地貌貌形形態(tài)態(tài)主主要要有有以以下下三三種種類類型型：：剝剝蝕蝕丘丘陵陵區(qū)區(qū)，，剝剝蝕蝕堆堆積積垅垅崗崗區(qū)區(qū)（（ⅢⅢ級(jí)級(jí)階階地地）），，堆堆積積平平原原區(qū)區(qū)（（ⅠⅠ級(jí)級(jí)、、ⅡⅡ級(jí)級(jí)階階地地））。。與深深基基坑坑工工程程分分布布位位置置相相關(guān)關(guān)的的主主要要是是ⅠⅠ級(jí)級(jí)階階地地堆堆積積平平原原地地區(qū)區(qū)和和ⅢⅢ級(jí)級(jí)階階地地垅垅崗崗地地區(qū)區(qū)兩兩類類。3.2.1.1ⅠⅠ級(jí)級(jí)階階地地堆堆積積平平原原的的地地層層構(gòu)構(gòu)成成及及巖巖土土體體工工程程地地質(zhì)質(zhì)特特征征Ⅰ級(jí)級(jí)階階地地的的地地層層主主要要由由第第四四系系全全新新統(tǒng)統(tǒng)河河流流相相及及部部分分河河湖湖相相沖沖洪洪積積及及沖沖湖湖積積物物構(gòu)構(gòu)成成。。上上部部為為粘粘性性土土，，下下部部為為砂砂性性土土（（含含卵卵礫礫石石）），，深深度度50m左左右右為為基基巖巖。。地地表表有有一一定定厚厚度度的的填填土土。。與與基基坑坑相相關(guān)關(guān)的的主主要要地地層層見見下下表表。。Ⅰ級(jí)級(jí)階階地地堆堆積積平平原原地地區(qū)區(qū)的的地地層層構(gòu)構(gòu)成成條條件件及及評(píng)評(píng)價(jià)價(jià)表表23.2.1.2垅垅崗崗地地區(qū)區(qū)（（相相當(dāng)當(dāng)于于ⅢⅢ級(jí)級(jí)階階地地））的的地地層層構(gòu)構(gòu)成成及及巖巖土土體體工工程程地地質(zhì)質(zhì)特特征征垅崗地地區(qū)的的地層層主要要由中中、上上更新新統(tǒng)的的粘性性土（（老粘粘土））組成成，下下部局局部地地段為為粘土土夾碎碎石層層（坡坡殘積積層））。一一般呈呈硬塑塑-堅(jiān)堅(jiān)硬狀狀態(tài)（（部分分為可可塑狀狀態(tài)）），強(qiáng)強(qiáng)度較較高而而變形形較小小，厚厚度為為數(shù)米米至20余余米，，其下下為基基巖；；地表表常存存在一一定厚厚度、、分布布不均均的人人工填填土層層，在在老城城區(qū)填填土厚厚度更更大，，此外外，在在垅崗崗間的的坳溝溝中存存在有有軟塑塑至可可塑的的粘性性土層層或新新近沉沉積的的軟土土層，，對(duì)基基坑工工程的的影響響與ⅠⅠ級(jí)階階地相相似。。垅崗地地區(qū)土土質(zhì)條條件較較好，，老粘粘性土土是一一種超超固結(jié)結(jié)土，，一旦旦開挖挖暴露露，極極易產(chǎn)產(chǎn)生卸卸荷裂裂隙和和干縮縮裂隙隙，水水入浸浸老粘粘性土土后，，土體體強(qiáng)度度將迅迅速下下降，，易發(fā)發(fā)生崩崩塌、、邊坡坡失穩(wěn)穩(wěn)或增增加對(duì)對(duì)支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的壓壓力。。同時(shí)時(shí)高塑塑性的的老粘粘土還還可能能具有有一定定的膨膨脹性性，失失水干干縮，，遇水水膨脹脹，對(duì)對(duì)支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生一一定的的膨脹脹力。。志留留系面面巖是是一種種薄層層狀的的泥質(zhì)質(zhì)巖石石，節(jié)節(jié)理裂裂隙發(fā)發(fā)育，，開挖挖暴露露后極極易風(fēng)風(fēng)化、、軟化化，導(dǎo)導(dǎo)致各各種邊邊坡病病害。。3.2.2水文文地質(zhì)質(zhì)條件件武漢地地區(qū)的的地下下水類類型按按其賦賦存條條件，，在ⅠⅠ、ⅡⅡ級(jí)階階地主主要為為上層層滯水水與孔孔隙承承壓水水，局局部地地區(qū)有有潛水水，在在垅崗崗位地地區(qū)為為層間間水或或潛水水及巖巖溶裂裂隙水水。上層滯滯水主主要賦賦存于于填土土層中中，其其含水水與透透水性性取決決于填填土的的類型型。上上層滯滯水的的特征征是水水位連連續(xù)性性差，，無(wú)統(tǒng)統(tǒng)一的的自由由水面面，主主要接接受地地表水水和降降水補(bǔ)補(bǔ)給。。當(dāng)基基坑工工程在在與湖湖水有有水力力聯(lián)系系或雨雨季施施工時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)對(duì)該該層地地下水水給予予足夠夠的重重視。?？紫冻谐袎核x存存于砂砂性土土層中中，含含水層層頂板板為上上部一一般的的粘性性土，，底板板為基基巖，，與長(zhǎng)長(zhǎng)江、、漢江江的水水力聯(lián)聯(lián)系密密切，，互補(bǔ)補(bǔ)關(guān)系系、季季節(jié)性性變化化規(guī)律律明顯顯，富富水性性隨含含水層層顆粒粒組成成的增增大而而增大大，其其滲透透性也也隨著著增大大。此此外，，要重重視對(duì)對(duì)作為為承壓壓含水水層““過(guò)渡渡帶””的粉粉土層層或粉粉砂與與粉質(zhì)質(zhì)粘土土交互互層的的認(rèn)識(shí)識(shí)與處處理，，該層層水平平滲透透性大大于垂垂直滲滲透性性，當(dāng)當(dāng)基底底挖至至該層層時(shí)，，在孔孔隙承承壓水水的水水壓作作用下下，將將直接接進(jìn)入入基坑坑，易易形成成管涌涌和流流土，，必須須引起起重視視。位于垅垅崗地地區(qū)坳坳溝中中的粉粉土含含水與與透水水性均均較差差，水水量不不大，，進(jìn)行行防水水處理理即可可，但但坡殘殘積層層中的的地下下水量量與粘粘性土土含量量和碎碎石含含量量、結(jié)結(jié)構(gòu)密密實(shí)度度和孔孔隙大大小以以及補(bǔ)補(bǔ)給水水源有有關(guān)，，應(yīng)考考慮對(duì)對(duì)基坑坑的影影響。。3.2.3工程程地質(zhì)質(zhì)條件件及水水文地地質(zhì)條條件應(yīng)應(yīng)明確確的內(nèi)內(nèi)容場(chǎng)地地地形、、地貌貌特征征，與與基坑坑相關(guān)關(guān)的地地層描描述，，地下下水類類型及及滲透透性、、補(bǔ)給給與排排泄條條件，，繪制制基坑坑周邊邊地層層展開開圖及及地層層概化化剖面面圖，，與基基坑相相關(guān)的的物理理力學(xué)學(xué)指標(biāo)標(biāo)。（附周周邊地地層展展開圖圖及地地層概概化剖剖面圖圖）基坑周周邊地地層展展開圖圖及地地層概概化剖剖面圖圖3.3支護(hù)體體系的選擇3.3.1根根據(jù)工程概況況、周邊環(huán)境境條件、工程程及水文地質(zhì)質(zhì)條件確定基基坑支護(hù)安全全等級(jí)3.3.2根根據(jù)工程概況況、周邊環(huán)境境條件、工程程及水文地質(zhì)質(zhì)條件確定經(jīng)經(jīng)濟(jì)合的支護(hù)護(hù)體系類型，，然后依據(jù)天天漢軟件進(jìn)行行試算，以確確定所選擇的的支護(hù)類型是是否符合規(guī)范范要求。3.3.3常常用支護(hù)類型型設(shè)計(jì)及軟件件應(yīng)用一般基坑設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)注明地面面超載的類型型及超載值，，地層參數(shù)，，土壓力計(jì)算算模式，土水水合算或分算算，基坑設(shè)計(jì)計(jì)的重要性系系數(shù)等。3.3.3.1自穩(wěn)邊坡坡土釘掛網(wǎng)支支護(hù)土釘掛網(wǎng)是對(duì)對(duì)自穩(wěn)邊坡采采取的一種坡坡面保護(hù)措施施，保護(hù)設(shè)施施不作為受力力構(gòu)力構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)。1、適用條件件：基坑周邊邊開闊，自穩(wěn)穩(wěn)邊坡可滿足足設(shè)計(jì)要求。。2、構(gòu)造要求求：a、坡面噴射射厚度50-80mm，，分2-3次次噴射。b、骨料分布布均勻，自上上而下分層噴噴射，達(dá)初凝凝后立即灑水水養(yǎng)護(hù)。c、掛網(wǎng)時(shí)可可采用網(wǎng)距100-200mm的鋼鋼絲或鐵絲網(wǎng)網(wǎng)，用0.5-1.0m深的短土釘釘固定。3、設(shè)計(jì)所需需參數(shù)：邊坡坡開挖深度、、坡率等4、提交計(jì)算算成果：邊坡坡整體穩(wěn)定性性驗(yàn)算、坑底底抗隆起穩(wěn)定定性驗(yàn)算（附土釘掛網(wǎng)網(wǎng)邊坡穩(wěn)定分分析、抗隆分分析極平圖））---計(jì)算算書中5、提交設(shè)計(jì)計(jì)文件和設(shè)計(jì)計(jì)圖（附土釘掛網(wǎng)網(wǎng)平面、剖面面圖）---設(shè)計(jì)圖中土釘掛網(wǎng)圖片片邊坡穩(wěn)定分析析和抗隆起分分析圖基坑支護(hù)平面面圖土釘掛網(wǎng)剖面面圖3.3.3.2噴錨支護(hù)護(hù)1、適用條件件：適用于填填土地、粘性性土及巖質(zhì)邊邊坡，支護(hù)深深度不宜超過(guò)過(guò)6.0m，，土質(zhì)條件合合適或基坑周周邊開闊時(shí)也也可用于深度度大于6.0m的基坑，，當(dāng)坡腳有軟軟土地、粉土土、粉砂時(shí)，，宜選用復(fù)合合噴錨支護(hù)。。2、構(gòu)造要求求：a、70%以以上的錨桿長(zhǎng)長(zhǎng)度不小于開開挖深度的1.5倍，錨錨桿水平和垂垂直間距在1.0-1.5m之間，，注漿錨桿孔孔徑80-200mm，，填土、砂性性土也可采用用錨（花）管管灌漿，直徑徑不小于φ48mm。b、面板厚度度宜為80-120mm，鋼筋網(wǎng)宜宜采用φ6.5@250*250。。c、復(fù)合噴錨錨支護(hù)中的水水泥加固體宜宜設(shè)置在邊坡坡前緣，下端端應(yīng)穿過(guò)軟弱弱土層進(jìn)入較較好土層不少少于1.0m，單純水泥泥加固體寬度度與坑底以下下的長(zhǎng)度之比比不小于1/6，兩排以以上的水泥土土樁排間搭接接不應(yīng)小于100mm。。3、設(shè)計(jì)所需需參數(shù)：邊坡坡開挖坡率，，深度，各層層錨桿橫、豎豎向間距，設(shè)設(shè)置標(biāo)高，直直徑，傾角等等。4、提交計(jì)算算成果：錨桿桿長(zhǎng)度，加固固邊坡整體穩(wěn)穩(wěn)定性驗(yàn)算，，加固邊坡基基坑抗隆起驗(yàn)驗(yàn)算（附噴錨長(zhǎng)度度分析圖、噴噴錨邊坡穩(wěn)定定分析圖、噴噴錨抗隆分析析極平圖）--計(jì)算書中中5、提交設(shè)計(jì)計(jì)文件和設(shè)計(jì)計(jì)圖（附噴錨支護(hù)護(hù)平面、剖面面圖）---設(shè)計(jì)圖中噴錨網(wǎng)圖片噴錨長(zhǎng)度分析析圖噴錨邊坡穩(wěn)定定分析圖噴錨抗隆分析析極平圖噴錨支護(hù)平面面圖噴錨支護(hù)剖面面圖3.3.3.3排樁支護(hù)護(hù)與樁錨支護(hù)護(hù)1、適用條件件：排樁支護(hù)護(hù)各構(gòu)件應(yīng)按按具體工程條條件選定，排排樁的樁型可可按表1選用用。2、構(gòu)造要求求：a、基坑支護(hù)護(hù)可采用的樁樁型有鉆孔樁樁，人工挖孔孔樁，預(yù)制管管樁，鋼板樁樁等，各類樁樁型的構(gòu)造要要求參照現(xiàn)行行樁基規(guī)范。。b、冠梁的豎豎向厚度不小小于500mm，平面上上外包樁體并并突出50-100mm，每側(cè)配筋筋率不小于0.3%，樁樁身砼應(yīng)伸入入冠梁底面以以上50-100mm，，樁主筋伸入入冠梁不少于于30d。c、樁間封閉閉措施可采用用磚拱、噴射射砼、水泥土土樁等，并采采取有效措施施疏導(dǎo)地下水水，減輕支護(hù)護(hù)樁承受的水水壓力。3、設(shè)計(jì)所需需參數(shù)：開挖挖深度，樁長(zhǎng)長(zhǎng)，樁徑，樁樁間距，樁頂頂標(biāo)高，錨桿桿設(shè)置（樁錨錨結(jié)構(gòu)）。4、提交計(jì)算算成果：土壓壓力，水平位位移，內(nèi)力值值，錨桿反力力（樁錨結(jié)構(gòu)構(gòu)）。（附樁錨輸入入基本信息圖圖、樁錨彈抗抗結(jié)果圖、樁樁錨立面圖））---計(jì)算算書中5、樁的配筋筋按彎矩設(shè)計(jì)計(jì)值按下列公公式確定：M=1.35Ψt·MkΨt—臨時(shí)性性支護(hù)結(jié)構(gòu)調(diào)調(diào)整系數(shù)，對(duì)對(duì)一、二、三三級(jí)基坑分別別取1.0，，0.95，，0.90Mk—彎矩設(shè)設(shè)計(jì)值6、提交設(shè)計(jì)計(jì)文件和設(shè)計(jì)計(jì)圖（附排樁平面面、剖面圖））樁錨圖片樁錨輸入基本本信息圖樁錨彈抗結(jié)果果圖樁錨立面圖排樁平面圖排樁剖面圖3.3.3.4內(nèi)支撐支支護(hù)1、適用條件件：可用于不不同深度的基基坑和不同土土質(zhì)條件，內(nèi)內(nèi)支撐構(gòu)件主主要承受水平平荷載的作用用。2、內(nèi)支撐分分類按不同條件分分：豎向斜撐撐，水平支撐撐（格構(gòu)式，，桁架式，對(duì)對(duì)頂式，環(huán)梁梁式，角撐式式）按構(gòu)件材料分分：鋼結(jié)構(gòu)，，鋼筋混凝土土結(jié)構(gòu)，混合合結(jié)構(gòu)3、鋼筋混凝凝土內(nèi)支撐構(gòu)構(gòu)造要求：a、支撐混凝凝土強(qiáng)度等級(jí)級(jí)不應(yīng)低于C30，宜采采用矩形截面面，縱向筋宜宜用HRB335鋼筋，，支撐、冠梁梁或圍檁用同同一強(qiáng)度混凝凝土。b、立柱混凝凝土強(qiáng)度等級(jí)級(jí)不低于C20，鋼筋混混凝土支撐的的立柱間距不不宜大于15m，立柱盡盡可能設(shè)置在在節(jié)點(diǎn)之下。。c、內(nèi)支撐節(jié)節(jié)點(diǎn)鋼筋錨固固長(zhǎng)度對(duì)于拉拉桿不應(yīng)小于于受力鋼筋直直徑的35倍倍，壓桿不應(yīng)應(yīng)小于30倍倍。4、設(shè)計(jì)所需需參數(shù)：支護(hù)護(hù)樁參數(shù)同上上排樁支護(hù)參參數(shù)，支撐剛剛度系數(shù)及設(shè)設(shè)置位置，拆拆除工況，內(nèi)內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體體系類型設(shè)置置及所采用的的材料，支撐撐截面尺寸及及節(jié)點(diǎn)。5、提交計(jì)算算成果：支護(hù)護(hù)樁土壓力，，水平位移，，內(nèi)力值，各各支撐桿件的的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值值（軸力、剪剪力、彎矩值值）（附支撐信息息圖、軸力圖圖、剪力圖、、彎矩圖、位位移圖）6、支支護(hù)樁樁的配配筋計(jì)計(jì)算同同排樁樁支護(hù)護(hù)，根根據(jù)內(nèi)內(nèi)力值值對(duì)冠冠梁、、圍檁檁、支支撐進(jìn)進(jìn)行配配筋計(jì)計(jì)算，，計(jì)算算方法法參見見《混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范范》（（GB50010））7、提提交設(shè)設(shè)計(jì)文文件和和設(shè)計(jì)計(jì)圖（附支支撐平平面、、剖面面圖））砼支撐撐圖片片鋼支撐撐圖片片支撐信信息圖圖支撐軸軸力圖圖支撐剪剪力圖圖支撐彎彎矩圖圖支撐位位移圖圖支撐平平面圖圖支撐剖剖面圖圖3.4地下下水控控制設(shè)設(shè)計(jì)3.4.1地下下水控控制設(shè)設(shè)計(jì)要要求1、保保證基基坑邊邊坡和和坑底底土層層的滲滲透穩(wěn)穩(wěn)定。。2、保保證基基坑在在土方方開挖挖期間間和地地下室室施工工期間間不受受地下下水的的影響響。3、保保證在在降水水期間間，基基坑鄰鄰近建建（構(gòu)構(gòu)）筑筑物及及地下下管線線，道道路等等的正正常使使用。。3.4.2地下下水控控制設(shè)設(shè)計(jì)分分類1、明明溝、、盲溝溝排水水。2、降降水：：可采采用輕輕型井井點(diǎn)降降水、、和管管井降降水。。3、隔隔滲：：可采采用豎豎向隔隔滲、、水平平隔滲滲或兩兩者結(jié)結(jié)合的的周底底隔滲滲。4、隔隔滲、、降水水及及明溝溝排水水相結(jié)結(jié)合的的綜合合治理理方法法。3.4.3深井井降水水設(shè)計(jì)計(jì)1、確確定基基坑降降水范范圍，，計(jì)算算降水水抽排排總量量Q，，設(shè)定定單井井出水水量，，預(yù)估