【正文】 邯鄲市康奈大廈基坑支護(hù)設(shè)計方案1 設(shè)計任務(wù)書擬建邯鄲市康奈大廈位于邯鄲市陵園路北側(cè)，西臨邯山南大街，建筑面積22849m2，地上24層，地下1層，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。該工程基礎(chǔ)埋深5m，根據(jù)場地的土層條件及邯鄲市類似基坑工程的經(jīng)驗，為保證基坑的穩(wěn)定性及盡量節(jié)省投資，經(jīng)方案比選，擬采用土釘墻技術(shù)及排樁+錨桿（北側(cè)）對該基坑進(jìn)行支護(hù)。據(jù)中冶地勘巖土工程總公司提供的巖土工程勘察報告，該場地土層由上至下分別為：第1層，雜填土：雜色，稍密，濕，主要以碎磚塊等建筑垃圾組成，本層在整個場地均有分布，～，～。第2層，素填土：深褐色，可塑～硬塑，主要回填物為粉質(zhì)粘土，局部為粉土，含少量小磚塊及炭屑，本層在整個場地均有分布，～，～。第3層，粉土：黃褐色，濕，中密～密實，無光澤，搖震反映中等，韌性低，干強(qiáng)度低。～，～。第4層，粉土：灰色，濕，中密～密實，無光澤，搖震反映中等，韌性低，干強(qiáng)度低，含較多青磚，瓦片。～，～。第5層，粉質(zhì)粘土：灰褐色，軟塑～可塑，含青磚，瓦片及有機(jī)質(zhì)，局部夾粉土薄層。稍有光澤，無搖震反應(yīng)，韌性中等，干強(qiáng)度中等?！?，～。第6層，粉質(zhì)粘土：褐黃色，可塑～硬塑，含砂粒及鈣質(zhì)結(jié)核。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，干強(qiáng)度中等。～，～。第7層，中砂：褐紅色，中密，濕，主要礦物成分為長石，石英，含少量小礫石，局部為細(xì)砂。～，～。第7－1層，粉質(zhì)粘土：褐黃色，硬塑，含砂粒及鈣質(zhì)結(jié)核。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，干強(qiáng)度中等?！?。第8層，粉質(zhì)粘土：紅褐色，硬塑～堅塑，含氧化鐵及鈣質(zhì)結(jié)核。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，港強(qiáng)度中等。～，～。第8－1層，細(xì)砂：黃褐色，稍密，濕，主要礦物成分為長石，石英。 第9層，粉質(zhì)粘土：紅褐色，硬塑～堅硬，含氧化鐵及砂粒。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，港強(qiáng)度中等。，～。第10層，卵石：黃褐色，紅褐色，稍密，濕，主要巖性為長石，石英，砂巖，約占總質(zhì)量的55～60％ ，一般粒徑20～50mm，最大粒徑約150mm，局部見漂石，磨圓度較好，主要以粘性土及粗砂填充，～。第10～1層，粉質(zhì)粘土：紅褐色，堅硬，含砂粒。稍有光澤，無搖震反映，韌性中等，干強(qiáng)度中等?！?，～。第11層，粘土夾粉質(zhì)粘土：棕褐色，堅硬，含氧化鐵，砂粒及鈣質(zhì)結(jié)核，上部為粉質(zhì)粘土。有光澤，無搖震反映，韌性高，干強(qiáng)度高。本次勘查未揭穿本層。各層土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1。表1：土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)層號土的名稱w(%)(kN/m)ew(%)W(%)a(MPa1)f(kPa)2素填土19903粉 土1004粉 土905粉質(zhì)粘土1006粉質(zhì)粘土140—，近3－，為微承壓水。2 設(shè)計依據(jù)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)不是主體結(jié)構(gòu)的一部分，基坑周圍有建筑物，管線，道路，管道等建筑體需加以保護(hù)，但不需嚴(yán)加保護(hù)。故基坑工程等級為二級。按照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》關(guān)于基坑側(cè)壁安全等級及重要性系數(shù)的表述，該基坑工程基坑側(cè)壁安全等級為二級，重要性系數(shù)γ0＝。（附表如下）基坑側(cè)壁安全等級及重要性系數(shù)安全等級破壞后果重要系數(shù)γ0一級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，土體失穩(wěn)或變形過大對基坑周圍環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響嚴(yán)重二級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，土體失穩(wěn)或變形過大對基坑周圍環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般三級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，土體失穩(wěn)或變形過大對基坑周圍環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重各主要土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)土層編號土層名稱土層厚度（m）粘聚力c(kPa)內(nèi)摩擦角j(176。)重度(kN/m3)孔隙比e液性指數(shù)qs(kPa)1雜填土（雜色）______2素填土（深褐色）903粉土（黃褐色）1004粉土（灰色）905粉質(zhì)黏土（灰褐色）1006粉質(zhì)黏土（褐黃色）1407中砂____8粉質(zhì)黏土（紅褐色）__地層巖土性質(zhì)特征一覽表地層序號巖性顏色濕度稠度／密度壓縮性(MPa1)1雜填土雜濕稍密__2素填土深褐濕可塑～硬塑0．3853粉土黃褐濕中密～密實4粉土灰色濕中密～密實5粉質(zhì)粘土灰褐濕軟塑～可塑6粉質(zhì)粘土黃褐濕可塑～硬塑7粉質(zhì)粘土中砂褐紅～褐黃濕中密～硬塑—8粉質(zhì)粘土紅褐濕硬塑～堅塑—場地在勘查期間，－，近3－，為微承壓水，地上24層，地下1層，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。該工程北側(cè)毗鄰邯山區(qū)實驗小學(xué)教學(xué)樓（4層）。目測該教學(xué)樓窗戶有豎向裂縫；東側(cè)有邯山區(qū)政府房屋（2層）。西側(cè)有邯山區(qū)自來水網(wǎng)管。，；平面圖如下康奈大廈基坑平面圖3基坑設(shè)計方案的選擇 在計算土?xí)r采用加權(quán)平均重度及摩擦角，內(nèi)粘聚力。經(jīng)布魯姆法計算，,。，不經(jīng)濟(jì)，不宜選用。土釘墻支護(hù)方案由于其經(jīng)濟(jì)和施工工期短，所以，此方案是最基本方案，但其適用性有一定范圍。在本工程中，北側(cè)毗鄰小學(xué)教學(xué)樓且教學(xué)樓現(xiàn)已有明顯墻體開裂，因此必須保證基坑的絕對安全，經(jīng)試算，若要保證土體的整體穩(wěn)定性，土釘間距過密，且土釘過長。在北側(cè)不宜采用。但其它三側(cè)可用。按照規(guī)范規(guī)定，—。超過基礎(chǔ)紅線范圍。不宜采用計算結(jié)果如后設(shè)計部分，可以采用。本基坑支護(hù)的特點：（1）北側(cè)毗鄰小學(xué)教學(xué)樓且教學(xué)樓現(xiàn)已有明顯墻體開裂，因此必須保證基坑的絕對安全。（2），其它三側(cè)均為管道，電纜等地下建筑綜合該工程的特點和場地地質(zhì)與水文條件，并參照各種圍護(hù)墻體的類型，適用性以及優(yōu)缺點和《建筑基坑工程的設(shè)計計算和施工》中各種基坑實例簡況，現(xiàn)確定方案如下：東，南，西三側(cè)：土釘墻支護(hù)北側(cè)：單支撐排樁，故該工程不考慮降水處理問題。4基坑圍護(hù)樁的設(shè)計計算土壓力為了計算簡化，對主動土壓力和被動土壓力的計算指標(biāo)采用加權(quán)平均計算主動土壓力計算指標(biāo)： .取取γ＝19．2KN/m3=被動土壓力計算指標(biāo)：.取取γ＝19．3kN/m3 =簡化后如下圖示： 土指標(biāo)簡化圖采用朗肯土壓力計算主動土壓力Ea和被動土壓力Ep土中任意一點豎向主動應(yīng)力按 （41）土中任意一點豎向被動應(yīng)力按 （42）經(jīng)計算的 設(shè)土壓力零點距基頂面的距離為 （43）設(shè)土壓力零點距基坑底的距離為u，根據(jù)土壓力零點處墻前被動土壓力強(qiáng)度和墻后主動土壓力強(qiáng)度相等得：由σp＝σa得 u＝ 等值梁法計算簡圖 支撐力和土壓力零點的剪力計算由等值梁根據(jù)平衡方程計算支撐力R和土壓力零點的剪力Q （44） （45）其中Ea－主動土壓力 a—主動土壓力距基頂?shù)木嚯x。 —支撐力距基頂?shù)木嚯x。取＝計算結(jié)果如下：由 （46）得樁的最小入土深度樁的入土深度樁的總長。取L＝ 彎矩的計算由力學(xué)求解器得：， M＝，M＝ 樁身彎矩圖樁體可按均勻配筋，即受壓和受拉區(qū)配筋相等，樁受彎矩為：鋼筋總抗彎能力 取樁徑為d＝800mm, 保護(hù)層厚度a取50mm，鋼筋籠直徑d1＝d－2a＝700mm混凝土選用C30, 鋼筋選， 沿截面受拉區(qū)和受壓區(qū)周邊配置局部均勻縱向鋼筋或集中縱向鋼筋的圓形截面鋼筋混凝土樁,其正截面受彎承載力可按下列公式計算 （47） （48）查表得：α＝ （49） ＞，符合要求。 按工況計算：在打第一根錨桿之前，此時為懸臂樁，計算簡圖如下， 工況計算簡圖由Blum法得：土壓力為零點設(shè)土壓力為零點距此時所開挖的基坑底面的距離為u所以由解得u＝－。故取土壓力為零點在－土壓力為：最大彎矩在剪力為零處，設(shè)從土壓力為0點向下處Q=0，則有； （410）則所以： （411） 按配筋滿足要求錨桿和排樁需要有腰梁來連接,從而增強(qiáng)了地下支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，.腰梁計算簡圖為: ( ,計算5跨) 腰梁計算簡圖 腰梁彎矩圖因,即: (412)腰梁：選2[14a冠梁按構(gòu)造配筋，如圖示： 冠梁配筋圖（m法）用m法計算排樁位移可分為兩部分：基坑底面以下和基坑以上部分位移。土壓力作用下，由平衡關(guān)系得：基底的水平力 彎矩 參數(shù)確定基床系數(shù)取值為： 位移計算簡圖 由基坑底以下深度范圍內(nèi)的各層土的換算平均值 (413) 取, 取樁的配筋率為 (414) (415)排樁的計算寬度為，取 (416)，； (417)樁置于非巖石地基中，查表，按得： （418） （419） （420） （421） （422） （423）基坑以下位移 點號h=azzA1B1C1D1Xz1244565678位移計算簡圖如圖。在集中力R作用下H0＝,M0＝Pb＝＝任意點的水平位移由三部分組成：1，擋墻作為彈性地基桿在基坑地面處o點受H和M后，o點的水平位移 （424） 2．擋墻作為彈性地基桿在基坑地面處o點受H和M后在o點產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角在o點引起的變位為 位移計算簡圖 （425） 3．擋土墻懸臂部分作為懸臂梁，在集中力P作用下，在任意點N產(chǎn)生水平位移，當(dāng)N點位于a范圍里。