【正文】 青島市某基坑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計第一章 基坑工程綜述 基坑工程概況擬建場區(qū)位于青島市鞍山東路以南，福州北路以東。擬建物由8幢15~32層的商業(yè)住宅樓及1座地下車庫組成。基坑總周長926米,開挖深度約10至26米之間。本基坑工程環(huán)境條件、工程與水文地質(zhì)條件復(fù)雜。場區(qū)無崩塌、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，除填土外，沒有污染土等特殊性巖土，屬可進(jìn)行建設(shè)一般地段，建筑適宜性較好。 自然條件1. 氣溫：冬季采暖計算溫度7 oC，夏季通風(fēng)，計算溫度27oC2. 風(fēng)向：夏季主導(dǎo)風(fēng)東南，冬季西北3. 降雨量：， 工程水文地質(zhì)條件（1）地形地貌擬建場區(qū)地形丘陵區(qū)緩坡，由西向東緩傾?？卓诘孛鏄?biāo)高： ~ 。（2）工程地質(zhì)條件場區(qū)地層結(jié)構(gòu)簡單、層序清晰，第四系厚度較薄，主要由全新統(tǒng)填土層、全新統(tǒng)洪沖積層、上更新統(tǒng)洪沖積層，主要為雜填土、中砂、粉質(zhì)粘土、粗砂。由于長期受內(nèi)外地質(zhì)營力作用，場區(qū)內(nèi)巖體物理力學(xué)性質(zhì)在空間上發(fā)生了不同程度的變化，由上而下形成了性狀各異的風(fēng)化帶。（3）水文地質(zhì)條件地下水類型主要為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水，潛水主要賦存于填土層和砂土層中，承壓水主要賦存于基巖裂隙水中，勘察期間分別進(jìn)行了分層水位觀測，~。水質(zhì)分析結(jié)果顯示，勘察場地內(nèi)的地下水對砼無腐蝕性，對鋼筋砼中的鋼筋有弱腐蝕性?？拐鹪O(shè)防烈度6度,二組。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件1. 交通運(yùn)輸：本工程在市區(qū)，交通便利2. 定額選用：民用建筑安裝工程統(tǒng)一勞動定額，青島地區(qū)建筑工程單位估價表。3. 材料供應(yīng)情況能滿足工程要求（1） 砂漿標(biāo)號：—M10混合或水泥砂漿。（2） 砼強(qiáng)度等級：C50以內(nèi)（3） 鋼筋采用HPB300、和HRB400級鋼筋。4. 勞動力供應(yīng)情況：能滿足施工的要求。5. 技術(shù)裝備情況：施工單位設(shè)備齊全，能滿足施工需要。第二章 基坑支護(hù)方案比選、特點(diǎn)及其適用范圍地下連續(xù)墻的厚度通常為600mm、800mm、1000mm，也有厚度達(dá)1200mm的，但較少使用。地下連續(xù)墻剛度大，止水效果好，是支護(hù)結(jié)構(gòu)中最強(qiáng)的支護(hù)形式，適用于地質(zhì)條件較差和復(fù)雜，基坑深度大，周邊環(huán)境要求較高的基坑，但造價較高，施工要求專用設(shè)備。巖體預(yù)應(yīng)力錨桿是通過對埋設(shè)在巖體中的桿體施加張力，以加固巖體使其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)、改善內(nèi)部應(yīng)力狀況、改變巖體結(jié)構(gòu)面上的受力狀態(tài)的支擋結(jié)構(gòu)。錨桿是一種主要的受力桿件，它是通過鉆孔及注漿體將鋼筋固定于深部的穩(wěn)定巖體中，在被加固體表面對鋼筋張拉產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，從而達(dá)到加固目的。全粘結(jié)巖石錨桿則類似于土釘墻，錨桿與巖體組成一個類似于“重力式擋土墻”的擋土體系，用于抵抗“墻”后傳來的土壓力及其他水平荷載，阻止或延緩邊坡潛在破裂面的形成，從而滿足邊坡穩(wěn)定性要求。在基坑開挖施工中，往往可以通過選擇并確定安全合理的基坑邊坡坡度，使基坑開挖后的土體，在無加固及無支撐的條件下，依靠土體自身的強(qiáng)度，在新的平衡狀態(tài)下取得穩(wěn)定的邊坡并維護(hù)整個基坑的穩(wěn)定狀況，為建造基礎(chǔ)或地下室提供安全可靠的作業(yè)空間，同時，又能確?；又苓叺墓こ汰h(huán)境不受影響或滿足預(yù)定的工程環(huán)境要求。這類無支護(hù)措施下的基坑開挖方法通常稱作放坡開挖。放坡開挖適用于周圍場地開闊，周圍無重要建筑物，只要求穩(wěn)定，位移控制無嚴(yán)格要求，造價低，回填土方量大?；觽?cè)壁安全等級易為二、三級。當(dāng)?shù)叵滤桓哂谄履_時，應(yīng)采用降水措施。土釘墻是一種土體自承重體系。在基坑邊坡加固技術(shù)中，在充分利用天然土體自身的強(qiáng)度基礎(chǔ)上，通過在土體中設(shè)置一定數(shù)量的抗剪強(qiáng)度和剛度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于天然土體的土釘，并在邊坡面上設(shè)置一定厚度的鋼筋混凝土面層，形成一個“天然土體、土釘及鋼筋混凝土面層相互結(jié)合的、整體結(jié)構(gòu)承載力和抵抗變形能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于天然土體的加筋復(fù)合體”，并于此構(gòu)成一個類似于“重力式擋土墻”的擋土體系，用于抵抗“墻”后傳來的土壓力及其他水平荷載，阻止或延緩邊坡潛在破裂面的形成，從而滿足邊坡穩(wěn)定性要求。所謂復(fù)合土釘墻，是將土釘墻與其他的一種或幾種支護(hù)技術(shù)猶記得組合成的復(fù)合支護(hù)體系根據(jù)理論研究和工程實(shí)踐，目前主要有以下幾種實(shí)用類型：土釘墻+止水帷幕+預(yù)應(yīng)力錨桿土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿土釘墻+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿土釘墻+止水帷幕+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿考慮到土釘?shù)哪途眯詥栴}，土釘墻主要應(yīng)用于臨時性邊坡加固工程。受土釘墻的工作機(jī)理和施工程序的限制，一般認(rèn)為，普通的土釘墻僅適用于地下水位以上的具有一定的自穩(wěn)能力的非軟土邊坡。而塑性指數(shù)大于20的飽和軟土、淤泥、無粘結(jié)性的松散砂土、雜填土和容易產(chǎn)生流砂的邊坡，由于土層具有明顯的流變性和蠕變性，或自穩(wěn)能力差等原因不適合采用土釘墻支護(hù)。而復(fù)合土釘墻能夠克服單純土釘墻的技術(shù)弱點(diǎn)和缺陷，在很多情況下，它可以取代排樁或地下連續(xù)墻支護(hù)方式。深層攪拌水泥土圍護(hù)墻是采用深層攪拌機(jī)就地將土和輸入的水泥漿強(qiáng)行攪拌，形成連續(xù)搭接的水泥土狀加固體擋墻。水泥土圍墻優(yōu)點(diǎn)是，由于一般坑內(nèi)無支撐，便于機(jī)械化快速挖土；具有擋土、止水的雙重功效；一般情況下較經(jīng)濟(jì)；施工中無振動、無噪音、污染少、擋土輕微，因此在鬧市區(qū)內(nèi)施工更顯出優(yōu)越性。水泥土圍墻的缺點(diǎn)：首先是位移較大，尤其是基坑長度大時，為此可采取中間加墩、起拱等措施以限制過大的位移；其次是厚度較大，只有在紅線位置和周圍環(huán)境允許時才能使用，而且在水泥土攪拌樁施工時要注意防止影響周圍環(huán)境。 SMW工法SMW工法亦稱勁性水泥土攪拌樁法，即在水泥土樁內(nèi)插入H型鋼，將承受荷載與防滲擋水結(jié)合起來，使之成為同時具有受力與抗?jié)B兩種功能的支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)墻。SMW支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)特點(diǎn)主要為：施工中基本無噪音，對周圍環(huán)境影響?。唤Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠，凡是適合應(yīng)用水泥土攪拌樁的場合都可使用，特別適合于以粘土和粉細(xì)砂為主的松軟地層；擋水防滲性能好，不必另設(shè)擋水帷幕；可以配合多道支撐應(yīng)用于較深的基坑；此工法在一定條件下可替代作為地下維護(hù)的地下連續(xù)墻，在費(fèi)用上如果能夠采取一定的施工措施成功回收H型鋼等受拉材料，則大大低于地下連續(xù)墻，因而具有較大的發(fā)展前景。 樁錨支護(hù)由樁體、預(yù)應(yīng)力錨桿（索）、錨下承載結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的一種剛性支護(hù)形式，樁體（支護(hù)樁）與錨桿（起到背拉作用）聯(lián)合，具有很強(qiáng)的擋土和抗變形的能力。若有含水層時，可在支護(hù)樁體之間增設(shè)止水樁形成止水帷幕，止水樁也可獨(dú)立成排布置。樁錨支護(hù)適用于近圍條件比較嚴(yán)峻、對基坑變形要求比較嚴(yán)格的基坑及存在富水砂土層、軟土層、要求既擋水、又止水的基坑。 基坑支護(hù)選型基坑支護(hù)形式合理選擇，是基坑支護(hù)設(shè)計的首要工作，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件，周邊環(huán)境的要求及不同支護(hù)形式的特點(diǎn)、造價等綜合確定。一般當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好，周邊環(huán)境要求叫寬松時，可以采用柔性支護(hù)，如土釘墻等；當(dāng)周圍環(huán)境要求較高時，應(yīng)使用較剛性的支護(hù)形式，以控制水平位移，如排樁或地下連續(xù)墻等。同樣，對于支撐的形式，當(dāng)周邊環(huán)境要求較高、地質(zhì)環(huán)境較差時，采用錨桿容易造成周邊土體的擾動并影響周邊環(huán)境的安全，應(yīng)采用內(nèi)支撐形式較好；當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件特別差，基坑深度較深，周邊環(huán)境要求較高時，可采用地下連續(xù)墻加逆作法這種最強(qiáng)的支護(hù)形式?；又ёo(hù)最重要的是要保證周邊環(huán)境的安全。根據(jù)基坑周邊地質(zhì)展布圖，將基坑周邊土層進(jìn)行分段。根據(jù)基坑周邊土層情況及基坑形狀，將基坑劃分為6個支護(hù)單元。如下圖所示。一單元AB(孔1—孔5)段，二單元BC（孔5—孔11）段，三單元CD（孔11—孔15）段，四單元DE孔15—孔17）段，五單元EF孔17—孔20）段,六單元FA（孔20—孔1）段。圖2. 1基坑支護(hù)單元劃分示意圖一單元AB段初選樁錨支護(hù)。本段地質(zhì)條件相比而言較為復(fù)雜，自上而下分別是雜填土，粉質(zhì)粘土，花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶和花崗巖中風(fēng)化帶?；娱_挖深度較大，在10到12米之間，且基坑旁邊是一條主干道，對變形要求很高。綜上所述，在本段需用剛性支護(hù)以嚴(yán)格控制變形，因此選用錨拉式排樁支護(hù)體系。本單元地下水位較淺，土層透水性較好，因而采用在灌注樁外單獨(dú)增設(shè)一排高壓旋噴樁，形成止水帷幕。二單元BC段基坑開挖深度在14至20米之間，開挖深度較大，且地質(zhì)條件最為復(fù)雜，自上而下分別是雜填土、中砂、粉質(zhì)粘土、粗砂、花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶及花崗巖中等風(fēng)化帶。本單元周圍環(huán)境情況與一單元類似，旁邊是一條主干道，對變形要求較高，因此本單元依舊選用錨拉式排樁支護(hù)體系。由于上覆土層透水性很強(qiáng)，因此，設(shè)計使用因而采用在灌注樁外單獨(dú)增設(shè)一排高壓旋噴樁，形成止水帷幕。三單元CD段開挖深度在15至21米之間，開挖深度較大，但地質(zhì)條件較好。除上面有1至3米的雜填土層外，下面皆是條件較好的基巖，巖體強(qiáng)度及自穩(wěn)能力較強(qiáng)。本單元周圍環(huán)境也不復(fù)雜，旁邊是一條擬建道路，周圍也沒有高大重要的建筑物，因此對變形的要求不高。根據(jù)以上條件決定選擇使用土釘墻支護(hù)形式進(jìn)行支護(hù)。本段地下水以基巖裂隙水為主，一般采用坡面留泄水孔、坑內(nèi)明排水措施即可。四單元DE段開挖深度在21至26米之間，地質(zhì)條件及周圍環(huán)境與三單元基本一樣，因而選用全粘結(jié)巖體錨桿的支護(hù)形式進(jìn)行支護(hù)。排水措施與三單元類似，采用坡面留泄洪孔、坑內(nèi)明排水措施即可。五單元EF段開挖深度在16米左右，地質(zhì)條件較好，與三四單元類似。本段周圍50米范圍內(nèi)沒有任何建筑物，對變形要求較低。除上面有1至3米的雜填土層外，下面皆是條件較好的基巖，巖體強(qiáng)度及自穩(wěn)能力較強(qiáng)。根據(jù)以上條件決定選擇使用土釘墻支護(hù)形式進(jìn)行支護(hù)。本段地下水以基巖裂隙水為主，一般采用坡面留泄水孔、坑內(nèi)明排水措施即可。六單元FA段開挖深度在11至16米之間，地質(zhì)條件較為復(fù)雜，自上而下分別是雜填土、中砂、粉質(zhì)粘土、粗砂、花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶及花崗巖中等風(fēng)化帶。本段周圍沒有重要建筑物，因此本單元選用樁錨支護(hù)體系。由于上覆土層透水性很強(qiáng)，因此，設(shè)計使用因而采用在灌注樁外單獨(dú)增設(shè)一排高壓旋噴樁，形成止水帷幕。第三章 基坑止排水設(shè)計根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ120—2012》規(guī)定，地下水控制應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、基坑周邊環(huán)境要求及支護(hù)結(jié)構(gòu)形式選用截水、降水、集水明排或其組合方法。當(dāng)降水會對基坑周邊建筑物、地下管線、道路等造成危害或?qū)Νh(huán)境造成長期不利影響時，應(yīng)采用截水方法控制地下水。采用懸掛式帷幕時，應(yīng)同時采用坑內(nèi)降水，并宜根據(jù)水文地質(zhì)條件結(jié)合坑外回灌措施。當(dāng)不滿足突涌穩(wěn)定性要求時，應(yīng)對該承壓水含水層采取截水、減壓措施。 止水方案第一、第二、～，主要為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水，地下水位較豐富，無腐蝕性流沙層。設(shè)計在本范圍基坑四周打上高壓旋噴樁作為止水帷幕，樁徑1200，間距為800。根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ120—2012》規(guī)定，采用高壓旋噴、擺噴注漿帷幕時，旋噴注漿固結(jié)體的有效直徑、擺噴注漿固結(jié)體的有效半徑宜通過試驗(yàn)確定；缺少試驗(yàn)時，可根據(jù)土的類別及其密實(shí)程度、高壓噴射注漿工藝，按工程經(jīng)驗(yàn)采用。擺噴帷幕的噴射方向與擺噴點(diǎn)連線的夾角宜取10 o～25o，擺動角度宜取20 o～30o。帷幕的水泥土固結(jié)體搭接寬度，當(dāng)注漿孔深度不大于10m時，不應(yīng)小于150mm；當(dāng)注漿孔深度為10m～20m時，不應(yīng)小于250mm；當(dāng)注漿孔深度為20m～30m時，不應(yīng)小于350mm。對于本工程，旋噴樁注漿孔深度在10m～20m之間，故不應(yīng)小于250mm，取300mm。 ～，水泥摻量宜取土的天然重度的25%～40%。當(dāng)土層中地下水流速高時，宜摻入外加劑改善水泥漿液的穩(wěn)定性與固結(jié)性。高壓噴射注漿應(yīng)按水泥土固結(jié)體的設(shè)計有效半徑與土的性狀選擇噴射壓力、注漿流量、提升速度、旋轉(zhuǎn)速度等工藝參數(shù)，對較硬的粘性土、密實(shí)的砂土和碎石土宜取較小提升速度、較大噴射壓力。當(dāng)缺少類似土層條件下的施工經(jīng)驗(yàn)時，應(yīng)通過現(xiàn)場工藝試驗(yàn)確定施工工藝參數(shù)。第三、第四、～，主要為基巖裂隙水，一般采用坡面留泄水孔、坑內(nèi)明排水措施即可。 排水方案在周邊設(shè)置了止水帷幕后，僅有少量水滲入基坑，可采用集水明排的方法處理。集水明排主要功能是收集基坑底部和坑壁局部滲出的地下水。排水溝和集水井可按下列規(guī)定布置：排水溝的截面應(yīng)根據(jù)設(shè)計流量確定，設(shè)計排水流量應(yīng)符合下式規(guī)定：Q≤V/ ()式中：Q——排水溝的設(shè)計流量（m3/d）； V——排水溝的排水能力（m3/d）。，沿排水溝宜每隔30~50m設(shè)一個集水井。~。本基坑設(shè)計中，地下水流的上游。根據(jù)地下水量、基坑平面形狀及水泵能力，集水井每隔50m設(shè)置一個，共設(shè)置20個集水井。，井壁用竹子材料進(jìn)行加固。第四章 基坑支護(hù)設(shè)計計算 基坑支護(hù)方案參數(shù)說明土層編號土層名稱γ（kN/m179。）可C(kPa)φ（176。）(kPa)KaKp1雜填土0202中砂200251603粉質(zhì)粘土2204粗砂02205花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶2204010006花崗巖中等風(fēng)化帶230502200備注：表中C，φ值均為固結(jié)快剪標(biāo)準(zhǔn)值取用。式中有關(guān)主（被）動土壓力系數(shù)： 地面堆載q取值根據(jù)周圍環(huán)境條件，地面堆載綜合取值q=。計算截面一般取最危險孔截面，即土壓力最大的孔，對不同的支護(hù)類型，也可根據(jù)實(shí)際情況取最危險截面。 土壓力采用“朗肯土壓力”公式“分層”計算, 當(dāng)采用水土合算的方法進(jìn)行計算時。朗肯主動土壓力的計算公式為： （）其中 （4. 2）朗肯被動土壓力的計算公式為： （4. 3）其中 （4. 4）當(dāng)采用水土分算的方法時，朗肯主動土壓力的計算公式為： （4. 5）朗肯被動土壓力的計算公式為： （4. 6）其中ua 和u