PAGE44某綜合樓基坑支護方案設計目錄摘要 I第一章緒論 11.1前言 11.2國內外研究現(xiàn)狀 11.3深基坑技術的發(fā)展趨勢 2第二章工程概況 42.1工程位置與概況 42.2工程地質條件 42.3場地水文地質條件 52.4力學參數(shù)的選取 62.5場地穩(wěn)定性與適宜性評價 6第三章基坑支護結構的選型與論證 83.1基坑支護方案的選型依據(jù)及設計依據(jù) 83.2基坑支護環(huán)境分析和設計等級的確定 83.3初選基坑支護方案 8第四章基坑支護結構的相關計算和穩(wěn)定性分析 104.1計算區(qū)段劃分 104.2土釘支護設計的一般原則與構造要求 104.3土釘設計方案 114.4土釘支護計算 114.4.3B-C段地質剖面的土釘計算 184.4.6C-D段剖面支護結構的穩(wěn)定性驗算 284.5排樁支護計算 34第五章結論及建議 39參考文獻 40摘要隨著時代的發(fā)展和施工技術的進步，越來越多的大型建筑出現(xiàn)在我們的視野中，深基坑支護的主要作用是保證地下結構以及施工周邊環(huán)境的安全，是對基坑采取支擋、加固和維護安全的措施，有的基坑工程還包括基坑降水措施。基坑支護屬于臨時結構，結構的極限承載力荷載與設計荷載的差值較小，具有較大的風險，因此基坑工程具有較強的地域性差別。不同的地質條件和水文條件下的基坑工程具有很大的差異性，不僅需要基坑自身的安全性有保證，周邊環(huán)境的變形和安全也要有保證。本設計根據(jù)已有工程概況、勘察資料以及相關規(guī)范和資料，選擇了土釘墻支護和CD段采取排樁支護的方案進行對比計算。通過土壓力計算、各種結構內力計算、土釘長度計算以及穩(wěn)定性驗算等對基坑開挖上的數(shù)據(jù)進行理論上的分析。對樁進行配筋計算和驗算，然后進行抗傾覆穩(wěn)定性驗算和抗隆起驗算。經(jīng)過上述所有驗算之后，采用最經(jīng)濟的支護形式對該基坑進行支護，即東西北三側土釘墻支護，南側樁錨支護。因此，本設計推薦采用土釘墻支護、樁錨支護兩種形式對該基坑進行支護設計。關鍵詞：基坑支護，土釘墻，排樁第一章緒論1.1前言隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，我國的建筑物形式愈來愈復雜，這就給深基坑支護設計與施工提出了越來越高的要求[2]。由于城市建設用地越來越少，導致土地資源愈發(fā)緊張，根據(jù)相關規(guī)范規(guī)定，當基坑開挖深度大于或等于5m時即可稱為深基坑，對于深基坑，我們需要進行專門的基坑支護設計。因此，只有采取合理的支護方案才可以做到經(jīng)濟合理、施工方便、技術先進、對四周環(huán)境影響較小。1.2國內外研究現(xiàn)狀土釘墻支護技術首先應用于法國。法國工程師Bugis在1972年凡爾賽市的鐵路項目工程中成功應用了土釘支護，他使用25000根錨桿進行加固，加固高度為140m2，加固面積為12000m2。1984年高壓水噴射技術在法國得到了發(fā)展，到80年代末，法國每年建設和維護50多個工程運用了土釘支護技術，并進行了模型試驗和有限元分析[3]。德國高級工程師KarlBauerAG與卡爾斯魯厄大學土力學研究所通過合作，共先后進行了7次土釘墻支護安全性實驗，在各種(主要成分是土壤沙質)質的土壤上分別進行了上百次的土壤抗拔根性試驗。在加拿大的溫哥華地區(qū)，1960年代末，土釘被用作房屋挖掘期間的臨時支撐，深度為18米(200英尺)。1974年，在美國，一個非常著名的項目是在PPG匹茲堡的工業(yè)總部鉆探深層地基。在建設加州高速公路的項目中，很多地方已經(jīng)都用了土釘墻。自20世紀80年代以來，英國已經(jīng)進行了大量的研究。英國還發(fā)展了在90米早期向地面射擊的氣動技術。在20世紀70年代，土釘墻支護技術首先在巴西、匈牙利、日本和西班牙中被應用，后來在印度、新加坡、南非等地應用。近年來，深基坑隧道開挖建設項目變得愈來愈多。1992年，總參工程兵團第三研究所曾憲明把利用土釘支護墻與利用土釘土頂錨桿這兩個技術結合聯(lián)系起來，用于深淺基坑外墻支護和填土加固，這種支護方法被專家稱為"噴錨網(wǎng)支護法"，后來這種支護形式被應用于廣東、海南、北京、河南、江蘇、四川等多個省市的諸多工程，取得了非常大的社會效益[3]。改革開放以來，中國在交通、水利、水電等領域取得了顯著進展，特別是近十年來，城市地下工程和其他基礎設施的開發(fā)和利用取得了長足進展，包括鐵路隧道，高速公路隧道、水電站供水和隧道、市政公用設施和城市地鐵，同時，設計和施工技術水平也有了明顯提高。上世紀80年代末，我國開始出現(xiàn)一些深基坑，該時期基坑支護形式已經(jīng)逐漸趨于復雜；上世紀90年代，我國高房、高樓進入快速發(fā)展階段，基坑埋深逐漸加大，特別是我國南方地區(qū)，由于南方地區(qū)獨特的地質環(huán)境，促進了各種復雜支護形式（如：內支撐支護、雙排樁支護）迅速發(fā)展，基坑支護理論得以巨大的豐富。在未來，隨著距離全面建成小康社會越來越近，城市的建設發(fā)展也日益趨于完善，城市謀發(fā)展，未來只能向地下要空間，從而促進這基坑項目數(shù)量和深度的持續(xù)增加，刺激著基坑項目的設計和建設技術不斷更新，最終會形成支持基坑的各種新結構類型和建設技術不斷涌現(xiàn)這些都促進基坑項目的設計理論和計算方法的出現(xiàn)的局面。1.3深基坑技術的發(fā)展趨勢(1)隨著我國地基基礎開挖施工環(huán)境開始變得更加復雜，向更大開挖深度和具有更大埋土面積方向發(fā)展，深基坑的基礎開挖和地基支護也開始變得非常棘手，因此從單樁施工持續(xù)時間和技術成本的兩個角度考慮來看，雙壁護墻逆作法單樁是未來技術發(fā)展的主要研究方向，但雙壁逆作法單樁施工時的整體承載力非常有限，一旦需要進行雙壁逆作法單樁施工，則不能用一根樁的柱子直接對應一個幾根樁，而是用幾根樁的柱子直接對應一根幾個樁，這顯然大大增加了單樁施工的技術成本和施工難度，如何有效提高一根樁的整體承載力，減少樁的受力沉降，減少中間樁的支承柱，達到一個單柱對應一單樁，從而有效放開整個上部整體施工地基結構移動速度，以加快進度，縮短上部整體地基施工持續(xù)時間，這將成為是今后的技術研究重點方向。(2)目前深開挖基坑人工支護層在開挖時主要還是采用人工支護開挖，這樣一來做施工效率不高，因而今后我們有必要積極研究創(chuàng)新開發(fā)小型、靈活、專用的地下管道開挖支護機械。(3)為了有效減小底層基坑的凝土變形，通過直接引入水或施加各種預應力材料來有效控制基坑變形的凝土方法將逐漸得到普及，以及通過一定深度自動攪拌或少量澆注水等方法對位于基坑底部或被動支撐部位的基層土壤結構進行基層加固，還將廣泛用作抗變形的有效手段。(4)在某些特殊情況下，為有效減輕與地下基坑排水工程建設有關的自然環(huán)境影響(其中例如因固體沉降而可能造成額外的深層泥土固體沉降)，或者可以采用包括帷幕式等形式的水支護措施來有效保護基坑地下水自然資源。除了地下連續(xù)止水墻外，通常可以采用旋轉直噴樁或深層防水攪拌旋噴樁等多種方法應用來加固構筑地下止水墻的帷幕。目前，在我國水利建筑工程中已具有將各種防滲墻設計方法逐步引入水利基礎設施工程的發(fā)展趨勢。(5)在底部軟土隆起較多的基坑地區(qū)中，可考慮采用深層砂漿攪拌或基底注入砂漿加固技術對整體基坑底部支護土體結構進行深層加固，也可說就是有效提高基坑支護軟土結構被動水平區(qū)底部土體的加固強度這樣的加固方法可用來有效避免由于基坑底部土體隆起軟土導致支護結構被動水平面的位移大[4]。第二章工程概況2.1工程位置與概況受林業(yè)局的委托，河南省博瑞地質工程有限公司承擔濕地生態(tài)系統(tǒng)定位研究站綜合試驗樓場區(qū)巖土工程詳勘任務。濕地生態(tài)系統(tǒng)定位研究站綜合試驗樓位于風景區(qū)院內。其四至為：東、北均為空地，西、南均為圍墻，圍墻外西為農田，東為沖溝，溝深約30m。交通較為方便。依據(jù)委托方提供：擬建綜合試驗樓呈矩形，東西長為25.14m，南北寬為7.14m，樓高為5層，磚混結構。建筑物的具體位置和平面尺寸詳見《擬建工程平面布置圖》。委托單位未提供其它更為詳細的設計資料。圖2-1擬建工程平面圖2.2工程地質條件鄭州市地處黃河沖擊形成的黃土平原地區(qū)，整個鄭州地區(qū)的地形地貌相對單一，并且整個市區(qū)的地勢比較平坦，沒有太大的起伏。依據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》中提到的相關規(guī)范，結合本項目的區(qū)位信息，查表確定本場地的抗震設防烈度為為⑦級，設計基本地震加速度值取為重力加速的0.15倍，也就是0.15g。本項目如果涉及到抗震方面的設計，需要按照《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）執(zhí)行。本場區(qū)按照大型民用建筑工程專用項目場地及其建筑抗震性的特質類別進行分組，本場地的抗震性類別為一級。場地土質按按建筑土質的特性類別分組劃分土質為大型抗震性和中軟大型建筑專用場地鋼筋混凝土。場地管理活動生命類別大致可以細分為分類ⅱ和以及ⅲ類，特征場地活動生命周期大約為0.35s。該項目下覆土層主要由第四季全新統(tǒng)沖積灰色黃土和塊狀灰色粉土和砂質粉砂，按規(guī)范規(guī)定，判定使用場地內可不直接考慮其對液化水的影響。根據(jù)本項目《某綜合樓工程勘察報告》，總結得出本項目室內土工試驗結果，在通過鉆孔深度范圍內，自上到下共計穿越四層土，具體如下：2.3場地水文地質條件根據(jù)建設單位提供的地勘報告，每個鉆孔在鉆孔的過程中都沒有發(fā)現(xiàn)水。根據(jù)相關規(guī)范，在高層建筑物內的地基與土層基礎的結構設計和建筑施工使用過程中具有可選擇性但認為對于地下水的環(huán)境影響對于在建筑物內的地基基礎來說很小，可以不納入考慮。根據(jù)相關建設規(guī)范，從本項目的實際情況出發(fā)，在基坑開挖之前不需要進行基坑降水，因此暫不需要考慮布置降水井等設施。2.4力學參數(shù)的選取土力學參數(shù)的選擇是根據(jù)業(yè)主提供的《綜合樓工程勘察報告》（詳勘階段）為基礎，并且在一定程度上根據(jù)當?shù)貙嶋H工程經(jīng)驗進行了修訂，見表2-1。表2-1力學參數(shù)表層號（1）（2）（3）（4）平均厚度(m)1.601.32.116.2重度(KN/m3)15.01616.616c(kPa)10.018．015.1018.0φ(度)18.016.017．016.0孔隙比(e)0.875——0.960——液性指數(shù)(IL)-0.80——0.78——2.5場地穩(wěn)定性與適宜性評價（1）活動斷裂的影響根據(jù)河南中原地震科技有限責任公司對本項目出具的報告、該市國家地震局的地質調查資料以及背景地震條件進行分析研究成果，場地內暫時無重大發(fā)震點和斷裂事件通過。因此，在該重點地區(qū)，斷裂帶的錯位運動對建筑土壤結構和建筑地面主體建筑的直接影響幾乎可以忽略不計。（2）場地土地震液化判別依據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》第4.3.11之規(guī)定，本場地不屬于需考慮震陷影響區(qū)域，因而本設計暫不考慮液化震陷量的計算。（3）建筑抗震地段的劃分綜合試驗樓位于一個風景區(qū)院內。東、北兩側基坑外均為空地，西、南兩側基坑外均為圍墻，并且西、南兩側圍墻外西為農田，東為沖溝，溝深約30m。該項目周邊交通較為方便，存在已有的市政道路，后期可以作為部分施工道路，方便施工。查閱歷史資料可知，本項目過去百年間沒有發(fā)生過明顯地震，結合相關抗震規(guī)范及本項目實際情況，因而本項目暫時可以先不考慮一些結構及基坑抗震方面的設計。（4）場地穩(wěn)定性的綜合評價擬建場地的地基土土層分布均勻且土質較好，在場地及其附近不存在對工程安全可能有顯著影響的地質現(xiàn)象，也不存在潛在的地下暗河、零散石塊等可能影響地基基礎穩(wěn)定性的構造。考慮到上述綜合評估，并結合工程地質勘察報告，初步認為該施工場地基本穩(wěn)定，適合施工。第三章基坑支護結構的選型與論證3.1基坑支護方案的選型依據(jù)及設計依據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》中提到，工程項目在選擇合適的基坑支護形式之前，需要綜合考慮基坑深度、土壤主體結構形態(tài)和周圍地下水條件、周圍環(huán)境對地下基坑面的承載力、變形、結構面的損傷、結構整體尺寸等相關因素。同時還不能忽略基坑及其他主體地下支護結構的整體平面布置、基坑主體支護地下結構的設計可行性及后期施工中的技術要求是否可行等。同時還要參照業(yè)主提供的勘察報告、有關圖紙、其他相關規(guī)范以及當?shù)丶夹g經(jīng)驗，對本項目可能有益的具體參考資料（包括但不限于）清單見下表：《XXX項目巖土勘察報告》；《建筑基坑工程支護技術規(guī)程》（DBJ/T15-20-2012）《河南省建筑基坑支護技術規(guī)范》（GB50007-2011）有關圖紙；其他國家明文規(guī)定的規(guī)則3.2基坑支護環(huán)境分析和設計等級的確定本次設計打算建造的場地位于一個風景區(qū)院內。其四至為：東、北均為空地，西、南均為圍墻，圍墻外西為農田，東為沖溝，溝深約30m。交通較為方便。查閱《建筑基坑支護技術規(guī)程》，依據(jù)規(guī)范中對基坑安全等級劃分的表格并結合基坑工程重要性分析，可以初步判定本基坑工程的安全等級為二級。3.3初選基坑支護方案查閱規(guī)范，我們可以清楚地得知目前國內主流的基坑支護形式主要有以下幾種，并且它們各自的適用條件總結如下表3-1：表3-1各類支護結構的使用條件該基坑周圍環(huán)境條件良好，基坑安全等級為二級，擁有足夠的放坡空間，無其他建筑物荷載影響，僅CD段附近有一條30m深的沖溝，故四個面選擇土釘墻支護，CD段做排樁支護用以對比。第四章基坑支護結構的相關計算和穩(wěn)定性分析4.1計算區(qū)段劃分根據(jù)本項目場地土層的實際情況，并且綜合考慮本項目地基基礎下覆的土層及其力學性質，在進行本基坑支護設計之前，先初步的將整個基坑沿邊緣線分成四個區(qū)段，對于不同的區(qū)段，采用不同的計算方式和支護形式，每個區(qū)段的具體劃分、超載形式、開挖深度等信息詳見下表：表4-1計算區(qū)段的劃分區(qū)段北東南西段位號ABBCCDDA地面荷載（kPa）10101010開挖深度（m）55554.2土釘支護設計的一般原則與構造要求1）針對一些開挖深度不足15m的基坑，我們可以考慮使用土釘墻的形式來進行支護，土層內含有軟弱土的時候，應當謹慎使用土釘墻支護。2）依據(jù)土力學和相關規(guī)范，可以初步確定土釘?shù)拈L度，即注漿式土釘，一般長度取到0.5H-1.0H，對于打入式的土釘，一般長度取0.5H-1.2H；沿同一豎直線上下分布的土釘釘體，不同的土釘之間存在著不同的受力形式，一般呈現(xiàn)出上下兩端相對較小，中間部位相對較大的形式。所以在進行土釘長度初步設計的時候，可以考慮將中上部土釘設置的長一點，底部土釘設置的短一點。3）對于一些注漿式的土釘墻，在注漿的時候應該使用試驗合格的水泥砂漿來進行填充，同樣的，注漿對水泥的強度也有一定的要求，對于土釘墻支護而言，42.5#硅酸鹽水泥是最低標準，同時，水泥漿的水灰比也需要控制在1:0.4~0.5，便于水泥漿強度的提升。4）根據(jù)相關的項目經(jīng)驗，并采用滑動條分法理論對基坑外側土體進行分析，土釘與水平面的傾角一般取值10°～20°，這主要是因為土坡在失穩(wěn)的時候會沿著一條滑動帶進行損壞，所以設置這個角度范圍可以很好的抵抗土坡滑動。5）在打入土釘之后，需要在土釘錨固處掛上一層鋼筋網(wǎng)，同樣的，掛完網(wǎng)之后需要噴射一定強度的混凝土，這部分混凝土面層規(guī)范里建議的范圍是80～200mm，實際的項目上一般比較常用為100mm。6）掛網(wǎng)面層的噴射混凝土強度等級應高于或者等于C20。4.3土釘設計方案土釘支護的設計一般根據(jù)經(jīng)驗和設計的一般原則是現(xiàn)依據(jù)周圍臨近項目的工程概況，初步假設各個剖面所用支護形式的計算參數(shù)，然后依據(jù)剖面計算結果對參數(shù)進行調整，最后確定最終參數(shù)。本次基坑土釘支護設計方案如下：（1）通過查閱相關規(guī)范，可以初步判斷本基坑屬于安全等級為第二級的基坑，按照周圍場地外構筑物的形式不同，可以簡單的將基坑場地按側面的不同共分北、南、西側和東側一共四個側。整個基坑的開挖深度為5m，坑底也沒有加固土。這個基坑由于場地比較寬闊，所以允許一級放坡，一級放坡的坡寬為一米，放坡的坡高也為一米，坡度系數(shù)為1.0。（2）土釘布置情況如下：設計均布超載為10KPa，采用一級放坡。水平高度為5m，豎直高度為5m。整個土釘面層的設計傾角為45°，從上到下一共是設計設置3層土釘，所有土釘呈矩形的布置形式，土釘采用1C12的構造圖釘，釘長依據(jù)設計結果進行選擇，每一排土釘?shù)木唧w參數(shù)可以參見每個剖面計算部分中的表。在土釘面層上，計劃噴射鋼筋網(wǎng)混凝土，混凝土采用C20的，鋼筋網(wǎng)采用雙向單層的矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格邊長均為200mm，面層噴射混凝土厚度取100mm。第一排土釘距地面為1m，水平間距1.5m，第二排土釘距地面為1.5m，水平間距1.5m，第三排土釘距地面為4m，水平間距1.5m，土釘入射角為20度。水泥漿水灰比設計為1：0.5。土釘支護面層為鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，鋼筋網(wǎng)采用單層雙向8C鋼筋網(wǎng)片200×200網(wǎng)狀布設，坡面掛網(wǎng)噴砼厚100mm。4.4土釘支護計算4.4.1A-B段地質剖面的土釘計算從方便施工的角度出發(fā)，土釘墻支護剖面坑外側均預留出一條施工通道，在剖面計算的過程中，采用條形荷載進行模擬，超載值為10KPa，作用寬度為6米，如無特殊說明，下列土釘墻剖面計算均采用上述超載形式及數(shù)值。A-B剖面穿越土層及其參數(shù)見下表4-2：表4-2土層參數(shù)土層深度(m)天然重度(kN/m3)飽和重度(kN/m3)()c(kPa)m值(kN/m4)與土釘摩擦阻力（kPa）填土0.2152018105680120粉土1.7162016185320120粉砂4.116.6201715.15590120粉土221.1162016185320120本剖面支護混凝土噴射面層厚度為0.5米，混凝土強度等級為C15，土釘布置參數(shù)見下表4-3。表4-3A-B剖面土釘布置土釘名稱水平間距(m)豎向深度(m)布置角度(o)鉆孔直徑（mm）長度(m)TD-1-11.51201005TD-1-21.53201005TD-1-31.53.5201005A-B剖面具體設計環(huán)節(jié)如下1）確定最危險滑裂面根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》之規(guī)定，在進行土釘墻支護設計之前，應先假設本剖面的最危險滑裂面，依據(jù)現(xiàn)場地勘報告，假設本剖面存在最危險滑動面，其傾角計算式見下：θ=450+φ22）求解主動土壓力系數(shù)根據(jù)土釘所處的土層信息，可以求得開挖深度內的c，?，γ的加權平均值。（4-2）（4-3）（4-4）求解得出主動土壓力系數(shù)為（4-5）3）土釘所受的土壓力根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》規(guī)定，單根土釘所受土壓力計算式為：（4-6）則各個土釘所受的土壓力為：4）錨體抗拔力試驗計算查閱《建筑基坑支護技術規(guī)程》知，單根錨固體的抗拔計算式為：（4-7）5）求錨體穩(wěn)定區(qū)長度根據(jù)設計之初的預設土釘長度進行假設，通過簡單的試算之后，得到了土釘穩(wěn)定區(qū)的長度，也就是整根土釘?shù)挠行чL度，然后將有效長度代入至后續(xù)的計算中去，得到最終長度：（4-8）（4-9）計算結果為：（4-10）其他計算結果見表4-4.6）土釘抗拔力計算（滑裂面外）查閱《建筑基坑支護技術規(guī)程》知，土釘在滑裂面外的抗拔承載力驗算式為（4-11）τ值參照《建筑基坑支護技術規(guī)程》（DBJ/T15-20-2012）中的相關內容進行取值，確定τ值之后，進行后續(xù)計算。根據(jù)土釘所處的土層和各個土層的土層信息（見表4-3），結合上表：綜上所述，計算求得一號土釘τfi的取40kpa，二三號土釘τf所以，每根土釘?shù)目拱瘟Γ呵蠼飧髦у^層深度土釘長度（4-12）各土釘計算結果見表4-4。表4-41～3號土釘計算過程中各項數(shù)據(jù)土釘號hiLiLaiLbiTiTμiK11.02.00.493.418.2142.702.322.52.00.360.533.66.661.8535.05.00.154.1734.552.381.59）土釘直徑D及間距布置本項目計劃采用機械打孔的方式，打孔的孔洞直徑可以認為是土釘錨固體的直徑，實際取D=100mm，項目采用矩形布置土釘位置。實際的土釘?shù)闹睆郊伴g距布置見下表4-5：表4-5實際土釘直徑及間距布置土釘名稱水平間距(m)豎向深度(m)布置角度(o)鉆孔直徑（mm）長度(m)TD-1-11.51.020.01005TD-1-21.51.520.01005TD-1-31.51.520.0100510）土釘直徑計算查閱《建筑基坑支護技術規(guī)程》知，土釘墻支護形式下土釘直徑計算式為：（4-13）計算結果見表4-6表4-6計算成果表土釘號計算配筋面（mm2）實配面積(mm2)實配直徑(mm)157.648113.0971E12235.005113.0971E12362.205113.0971E124.4.2A-B段剖面支護結構的穩(wěn)定性驗算外部整體穩(wěn)定計算參考規(guī)范《基坑土釘支護技術規(guī)程》CECS96:97及《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011。土釘支護的外部整體穩(wěn)定性分析與重力式擋土墻的穩(wěn)定分析相同，可將由土釘加固的整個土體視作重力式擋土墻，取單位面積墻體做驗算，驗算內容為：（1）抗滑覆穩(wěn)定性驗算查閱基坑設計國標知，對單支點支護結構在足夠的錨固長度下，一般不會發(fā)生整體滑動破壞；對多支點的支擋構件，若內支撐或者錨桿一直保持原有的形狀，或有足夠的錨固長度，同樣也很少發(fā)生滑動破壞。計算簡圖及計算結果如下：（4-14）（4-15）表4-7計算結果土釘墻墻背傾角α墻后地面傾角β土與墻背摩擦角δ土與墻底摩擦系數(shù)μ地基承載力設計值（kPa）抗滑安全系數(shù)抗傾覆安全系數(shù)755200.81501.31.6（2）抗傾覆驗算抗傾覆穩(wěn)定性計算：計算公式：（4-16）（4-17）（4-18）從支護底部開始，逐層驗算抗隆起穩(wěn)定性，結果如下：（4-19）滿足規(guī)范要求。4.4.3B-C段地質剖面的土釘計算本剖面超載情況同A-B剖面，此處不再贅述。B-C剖面穿越土層及其參數(shù)見下表4-8：表4-8土層參數(shù)土層深度(m)天然重度(kN/m3)飽和重度(kN/m3)()c(kPa)m值(kN/m4)與土釘摩擦阻力（kPa）填土0.5152018105680120粉土1.5162016185320120粉砂1.116.6201715.15590120粉土21.91620161853201201）最危險滑裂面的選擇根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》之規(guī)定，在進行土釘墻支護設計之前，應先假設本剖面的最危險滑裂面，依據(jù)現(xiàn)場地勘報告，假設本剖面存在最危險滑動面，其傾角計算式見下θ=450+φ22）求解主動土壓力系數(shù)根據(jù)土釘所處的土層信息，可以求得開挖深度內的c，?，γ的加權平均值。（4-2）（4-3）（4-4）求解得出主動土壓力系數(shù)為（4-5）3）土釘所受的土壓力根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》規(guī)定，單根土釘所受土壓力計算式為：（4-6）則各個土釘所受的土壓力為：4）錨體抗拔力試驗計算查閱《建筑基坑支護技術規(guī)程》知，單根錨固體的抗拔計算式為：（4-7）5）求錨體穩(wěn)定區(qū)長度根據(jù)設計之初的預設土釘長度進行假設，通過簡單的試算之后，得到了土釘穩(wěn)定區(qū)的長度，也就是整根土釘?shù)挠行чL度，然后將有效長度代入至后續(xù)的計算中去，得到最終長度：（4-8）（4-9）根據(jù)計算可得：（4-10）其他計算結果見表4-9.6）土釘抗拔力計算（滑裂面外）查閱《建筑基坑支護技術規(guī)程》知，土釘在滑裂面外的抗拔承載力驗算式為（4-11）τ值參照《建筑基坑支護技術規(guī)程》（DBJ/T15-20-2012）中的相關內容進行取值，確定τ值之后，進行后續(xù)計算。根據(jù)土釘所處的土層和各個土層的土層信息（見表4-3），結合上表：綜上所述，計算求得一號土釘τfi的取40kpa，二三號土釘τf所以，每根土釘?shù)目拱瘟Γ呵蠼飧髦у^層深度土釘長度（4-12）各土釘計算結果見表4-9：表4-91～3號土釘計算過程中各項數(shù)據(jù)土釘號hiLiLaiLbiTiTμiK11.02.00.47-3.418.2142.702.322.52.00.330.392.474.91.9835.05.00.224.1734.552.381.58）土釘直徑D及間距布置本項目計劃采用機械打孔的方式，打孔的孔洞直徑可以認為是土釘錨固體的直徑，實際取D=100mm，項目采用矩形布置土釘位置。實際的土釘?shù)闹睆郊伴g距布置見下表4-10：4-10土釘直徑及間距布置土釘名稱水平間距(m)豎向深度(m)布置角度(o)鉆孔直徑（mm）長度(m)TD-1-11.51.020.01005TD-1-21.51.520.01005TD-1-31.51.520.0100510）土釘直徑計算查閱《建筑基坑支護技術規(guī)程》知，土釘墻支護形式下土釘直徑計算式為：（4-13）計算結果見表4-11：表4-11計算成果表土釘號計算配筋面（mm2）實配面積(mm2)實配直徑(mm)156.646113.0971E12272.182113.0971E12357.460113.0971E124.4.4B-C段剖面支護結構的穩(wěn)定性驗算外部整體穩(wěn)定計算參考規(guī)范《基坑土釘支護技術規(guī)程》CECS96:97及《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011。土釘支護的外部整體穩(wěn)定性分析與重力式擋土墻的穩(wěn)定分析相同，可將由土釘加固的整個土體視作重力式擋土墻，取單位面積墻體做驗算，驗算內容為：（1）抗滑覆穩(wěn)定性驗算查閱基坑設計國標知，對單支點支護結構在足夠的錨固長度下，一般不會發(fā)生整體滑動破壞；對多支點的支擋構件，若內支撐或者錨桿一直保持原有的形狀，或有足夠的錨固長度，同樣也很少發(fā)生滑動破壞。計算簡圖及計算結果如下：（4-14）（4-15）求得抗滑穩(wěn)定性系數(shù)F為2.14，滿足規(guī)范要求。（2）抗傾覆驗算抗傾覆穩(wěn)定性計算：計算公式：（4-16）（4-17）（4-18）從支護底部開始，逐層驗算抗隆起穩(wěn)定性，結果如下：（4-19）滿足規(guī)范要求。4.4.5C-D段地質剖面的土釘計算地面超載同A-B剖面。C-D剖面穿越土層及其參數(shù)見下表4-12：表4-12土層參數(shù)土層深度(m)天然重度(kN/m3)飽和重度(kN/m3)()c(kPa)m值(kN/m4)與土釘摩擦阻力（kPa）填土0.3152018105680120粉土1.7162016185320120粉砂1.416.6201715.15590120粉土21.61620161853201201）最危險滑裂面的選擇根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》之規(guī)定，在進行土釘墻支護設計之前，應先假設本剖面的最危險滑裂面，依據(jù)現(xiàn)場地勘報告，假設本剖面存在最危險滑動面，其傾角計算式見下θ=450+φ2=53.2）求解主動土壓力系數(shù)根據(jù)土釘所處的土層信息，可以求得開挖深度內的c，?，γ的加權平均值。（4-2）（4-3）（4-4）求解得出主動土壓力系數(shù)為（4-5）3）土釘所受的土壓力根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》規(guī)定，單根土釘所受土壓力計算式為：（4-6）則各個土釘所受的土壓力為：4）錨體抗拔力試驗計算查閱《建筑基坑支護技術規(guī)程》知，單根錨固體的抗拔計算式為：（4-7）5）求錨體穩(wěn)定區(qū)長度根據(jù)設計之初的預設土釘長度進行假設，通過簡單的試算之后，得到了土釘穩(wěn)定區(qū)的長度，也就是整根土釘?shù)挠行чL度，然后將有效長度代入至后續(xù)的計算中去，得到最終長度：（4-8）（4-9）根據(jù)計算可得：（4-10）其他計算結果見表4-13。6）土釘抗拔力計算（滑裂面外）查閱《建筑基坑支護技術規(guī)程》知，土釘在滑裂面外的抗拔承載力驗算式為（4-11）τ值參照《建筑基坑支護技術規(guī)程》（DBJ/T15-20-2012）中的相關內容進行取值，確定τ值之后，進行后續(xù)計算。根據(jù)土釘所處的土層和各個土層的土層信息（見表4-3），結合上表：綜上所述，計算求得一號土釘τfi的取40kpa，二三號土釘τf所以，每根土釘?shù)目拱瘟Γ呵蠼飧髦у^層深度土釘長度（4-12）其他土釘?shù)目傞L見表4-13：表4-131～3號土釘計算過程中各項數(shù)據(jù)土釘號hiLiLaiLbiTiTμiK11.02.00.42-3.418.2142.702.322.52.00.350.392.474.91.9835.05.00.154.1734.552.381.58）土釘直徑D及間距布置本項目計劃采用機械打孔的方式，打孔的孔洞直徑可以認為是土釘錨固體的直徑，實際取D=100mm，項目采用矩形布置土釘位置。實際的土釘?shù)闹睆郊伴g距布置見下表4-14表4-14土釘直徑及間距布置土釘名稱水平間距(m)豎向深度(m)布置角度(o)鉆孔直徑（mm）長度(m)TD-1-11.51.020.01005TD-1-21.51.520.01005TD-1-31.51.520.0100510）土釘直徑計算查閱《建筑基坑支護技術規(guī)程》知，土釘墻支護形式下土釘直徑計算式為：（4-13）計算結果見表4-15：表4-15計算成果表土釘號計算配筋面（mm2）實配面積(mm2)實配直徑(mm)156.771113.0971E12273.076113.0971E12357.711113.0971E124.4.6C-D段剖面支護結構的穩(wěn)定性驗算（1）抗滑穩(wěn)定性驗算該剖面求解安全系數(shù)為3.15，計算過程同上。（2）抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗傾覆穩(wěn)定性計算：計算公式：（4-16）（4-17）（4-18）從支護底部開始，逐層驗算抗隆起穩(wěn)定性，結果如下：（4-19）抗隆起穩(wěn)定性滿足。4.4.7C-D段地質剖面的土釘計算從方便施工的角度出發(fā)，土釘墻支護剖面坑外側均預留出一條施工通道，在剖面計算的過程中，采用條形荷載進行模擬，超載值為10KPa，作用寬度為6米，如無特殊說明，下列土釘墻剖面計算均采用上述超載形式及數(shù)值。A-B剖面穿越土層及其參數(shù)見下表4-16：表4-16土層參數(shù)土層深度(m)天然重度(kN/m3)飽和重度(kN/m3)()c(kPa)m值(kN/m4)與土釘摩擦阻力（kPa）填土0.4152018105680120粉土1.6162016185320120粉砂1.816.6201715.15590120粉土22.01620161853201201）最危險滑裂面的選擇根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》之規(guī)定，在進行土釘墻支護設計之前，應先假設本剖面的最危險滑裂面，依據(jù)現(xiàn)場地勘報告，假設本剖面存在最危險滑動面，其傾角計算式見下θ=450+φ22）求解主動土壓力系數(shù)根據(jù)土釘所處的土層信息，可以求得開挖深度內的c，?，γ的加權平均值。（4-2）（4-3）（4-4）求解得出主動土壓力系數(shù)為（4-5）3）土釘所受的土壓力根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》規(guī)定，單根土釘所受土壓力計算式為：（4-6）則各個土釘所受的土壓力為：4）錨體抗拔力試驗計算根據(jù)設計之初的預設土釘長度進行假設，通過簡單的試算之后，得到了土釘穩(wěn)定區(qū)的長度，也就是整根土釘?shù)挠行чL度，然后將有效長度代入至后續(xù)的計算中去，得到最終長度：（4-7）5）求錨體穩(wěn)定區(qū)長度根據(jù)設計之初的預設土釘長度進行假設，通過簡單的試算之后，得到了土釘穩(wěn)定區(qū)的長度，也就是整根土釘?shù)挠行чL度，然后將有效長度代入至后續(xù)的計算中去，得到最終長度：（4-8）（4-9）根據(jù)計算可得：（4-10）其他計算結果見表4-17。6）土釘抗拔力計算（滑裂面外）查閱《建筑基坑支護技術規(guī)程》知，土釘在滑裂面外的抗拔承載力驗算式為（4-11）τ值參照《建筑基坑支護技術規(guī)程》（DBJ/T15-20-2012）中的相關內容進行取值，確定τ值之后，進行后續(xù)計算。根據(jù)土釘所處的土層和各個土層的土層信息（見表4-3），結合上表：綜上所述，計算求得一號土釘τfi的取40kpa，二三號土釘τf所以，每根土釘?shù)目拱瘟Γ海?-12）求解各支錨層深度土釘長度（4-13）其他土釘?shù)目傞L見表4-17表4-171～3號土釘計算過程中各項數(shù)據(jù)土釘號hiLiLaiLbiTiTμiK11.02.00.42-3.418.2142.702.322.52.00.350.392.474.91.9835.05.00.154.1734.552.381.58）土釘直徑D及間距布置本項目計劃采用機械打孔的方式，打孔的孔洞直徑可以認為是土釘錨固體的直徑，實際取D=100mm，項目采用矩形布置土釘位置。實際的土釘?shù)闹睆郊伴g距布置見下表4-18：4-18土釘直徑及間距布置土釘名稱水平間距(m)豎向深度(m)布置角度(o)鉆孔直徑（mm）長度(m)TD-1-11.51.020.01005TD-1-21.51.520.01005TD-1-31.51.520.0100510）土釘直徑計算查閱《建筑基坑支護技術規(guī)程》知，土釘墻支護形式下土釘直徑計算式為：（4-14）計算結果見表4-19：表4-19計算成果表土釘號計算配筋面（mm2）實配面積(mm2)實配直徑(mm)156.771113.0971E12273.076113.0971E12357.711113.0971E124.4.8C-D段剖面支護結構的穩(wěn)定性驗算（1）抗滑穩(wěn)定性驗算該剖面求解安全系數(shù)為3.15，計算過程同上。（2）抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗傾覆穩(wěn)定性計算：計算公式：（4-16）（4-17）（4-18）從支護底部開始，逐層驗算抗隆起穩(wěn)定性，結果如下：（4-19）抗隆起穩(wěn)定性滿足4.5排樁支護計算由于CD段附近有一條30m深的沖溝，可能會對基坑穩(wěn)定性有影響，故選擇CD段進行排樁支護設計。4.5.1土壓力計算根據(jù)土力學相關知識，確定主被動土壓力系數(shù)計算式，即：主動土壓力系數(shù)：Ka=tan2(45°?被動土壓力系數(shù)：Kp=tan2(45°+計算所得土壓力系數(shù)表如表4-20所示：表4-20土壓力系數(shù)表土層雜填土0.52714.521.89427.52黃土狀粉土0.56827.1441.76142.772粉砂0.54822.3481.82640.8002黃土狀粉土0.56827.1441.76147.772主動土壓力計算：注：Eai1表示第i層土上表面主動土壓力，Eai2表示第i層土下表面主動土壓力。（4-22）被動土壓力計算：（4-23）求解得出被動土壓力為：4.5.2嵌固深度驗算根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ120-2012）第4.2.7條規(guī)定：對于多支點的擋土墻，嵌固深度應大于等于0.2h（注：h為基坑深度）。故滿足構造要求。4.5.3配筋計算（1）擋土結構內力計算本項目采用鉆孔灌注樁成樁工藝，樁直徑取1000mm，樁間距取2000mm，根據(jù)上面計算的結果，求解樁身所受內力，具體如下：最大彎矩計算值：MC最大彎矩設計值：Mmax（2）樁身配筋計算根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ120-2012）第B.0.1條規(guī)定，對于樁截面均勻配筋的圓形灌注樁，正截面的受力性能應該滿足下面這個式子：M≤（4-24）αfcA1?αt=1.25?2α

灌注樁采用均勻配筋的形式，樁直徑為1000mm，計算配筋面積為3421mm2，縱筋采用HRB400鋼筋，箍筋采用HRB400鋼筋，加強鋼筋籠的剛度，樁身配筋詳見樁身配筋大樣圖。（3）冠梁設計及冠梁配筋計算排樁上部冠梁寬度暫取1200mm，豎直高度取800mm，采用C30強度的混凝土，鋼筋保護層厚度50mm，受力鋼筋采用HRB400，箍筋采用HRB400。表4-21冠梁配筋表鋼筋級別選筋As1HRB4005E25As2HRB4004E22As3HRB4003E10@4004.5.4穩(wěn)定性分析（1）整體穩(wěn)定性驗算根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ120-2012）第4.2.3條規(guī)定：錨拉式結構應該滿足