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最新设计书
颐和园南侧地块项目
基坑支护设计书
审定人:
审核人:
设计负责人:
北方燕盛工程技术有限公司北京分公司
二0一四年八月
目录
第1节工程概况1
第2节周边环境条件1
第3节工程地质及水文地质条件1
3.1工程地质条件错误!
未定义书签。
3.2场地地下水2
3.3地震效应1
第4节设计部分3
4.1设计依据3
4.2设计原则及方案选择3
4.3基坑支护设计结果4
4.3.1基坑支护设计参数选择4
4.3.2自然放坡设计4
4.3.3排桩支护设计6
4.3.3临边防护栏杆设计15
第5节基坑监测设计15
5.1监控项目15
5.2监控频率16
5.3报警值16
5.4围护结构桩顶水平位移监测17
5.5竖向位移监测18
5.6周围已有建(构)筑物监测要求19
5.7现场安全巡视方法20
5.8信息反馈20
第6节其它说明21
第1节工程概况
1.1工程名称:
颐和园南侧地块办公楼基坑支护工程
1.2建设地点:
颐和园南侧围墙外。
1.3构筑物概况:
该项目位于颐和园南如意门西200米,颐和园围墙外。
共计4栋单体,地下一层,地上一层,总建筑面积7112平米。
基础基底标高为-5.1m、(个别部位除外)基坑总周长约562米,其中C、D座共用一个基坑。
1.4拟采取的支护措施
据《地勘报告》地基基础及基坑开挖建议方案,地基采用天然地基方案,以第
层粉质粘土为基础持力层,基础埋深按4.8米考虑。
临近颐和园围墙一侧,四栋单体中,C、D座距离颐和园围墙最近处仅4.2米,基坑开挖前需进行护坡排桩施工,以起到对颐和园围墙的保护,确保围墙不因地基开挖而受影响。
远离颐和园一侧的基坑土边坡采取1:
0.75自然放坡,铺设钢筋网片喷射混凝土护坡。
第2节周边环境条件
场地除北侧临近颐和园南侧围墙外,其余面都无其他建筑。
第3节工程地质及水文地质条件
3.1工程地质条件
本次勘察揭露地层最大深度为15m,根据钻探资料及室内土工试验结果,按地层沉积年代、成因类型,将本工程场地勘探范围内的土层划分为人工堆积层(Qml)、新近沉积层(Q42+3al+pl)、第四纪晚更新世冲洪积层(Q3al+pl)三大类。
本场区按地层岩性及其物理力学性质进一步分为5
个大层,各地层的结构特征自上而下依次见下表。
沉积
年代
地层代号
岩性名称
颜色
状态
密实度
湿度
压缩性
含有物
分布情况
人工填土层(Qml)
①
素填土
黄褐色~黄灰色
稍密~
中密
稍湿~湿
含灰渣、砖渣、碎石等
连续分布
①1
杂填土
杂色
稍密
稍湿
含砖块、砖渣、灰渣、石子、砾石等,局部含少量生活垃圾
连续分布
第四纪新
近沉积层
(Q42+3al+
pl)
②
粉质
粘土
黄褐色~
黑灰色
可塑
湿
中高压缩性
含云母、氧化铁、螺壳碎片,少量有机质
连续分布
②1
砂质
粉土
灰色~
灰黄室
中密
湿
中低压缩性
含云母,氧化铁、螺壳碎片,少量有机质、砂粒
透镜体分布
②2
粉细砂
黄褐色
中密
湿
低压缩性
含云母、氧化铁、螺壳碎
透镜体分布
第四纪晚更新世冲洪积层(Q3al+pl)
③
卵石
杂色
密实
湿
低压缩性
一般粒径20-40mm,最大粒径不小于70mm,粒径大于20mm的含量占总质量的60%,细中砂20%。
连续分布
④
中砂
灰色
密实
湿
低压缩性
含云母、石英、长石
连续分布
⑤
卵石
杂色
密实
湿
低压缩性
一般粒径20-40mm,最大粒径不小于100mm,粒径大于20mm的含量占总质量的60%,细中砂15%。
连续分布
3.2场地地下水
本次勘察在部分钻孔内进行了地下水位量测,根据实测钻孔内水位,场地地下水稳定水位埋深3.5~4.5m,地下水类型为潜水。
3.3地震效应
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),北京抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.20g,设计地震分组为第一组。
场地土为中软土,覆盖层厚度大于5m,场地类别为Ⅱ类。
第4节设计部分
4.1设计依据
4.1.1工程相关资料文件
(1)总平面布置图
(2)基础设计图
(3)《本项目岩土工程勘察报告》
4.1.2现行规范、标准及规程
规范、标准及规程明细
序号
规范、标准及规程名称
标准号
国家标准
1
《建筑地基基础设计规范》
GB50007-2011
2
《建筑结构荷载规范》
GB50009-2012
3
《混凝土结构设计规范》
GB50010-2010
4
《建筑边坡工程技术规范》
GB50330-2002
5
《混凝土结构设计规范》
GBJ50010-2010
6
《工程测量规范》
GB50026-2007
7
《建筑基坑工程监测技术规范》
GB50497-2009
8
《岩土工程勘察规范》
(GB50021-20012009年版)
9
《建筑抗震设计规范》
(GB50011-2010)
行业标准
10
《建筑桩基技术规范》
JGJ94-2008
11
《建筑基坑支护技术规程》
JGJ120-2012
12
《钢筋机械连接技术规程》
JGJ107-2010
4.2设计原则及方案选择
4.2.1安全等级
根据基坑周边环境、基坑破坏影响、基坑开挖深度等因素,基坑侧壁安全等级为二级。
4.2.2设计原则
(1)设计方案和工程措施的选择要技术可行、经济合理、安全可靠、便于施工。
(2)采用“动态设计,信息化施工”原则。
4.2.3方案选择
本工程基坑开挖深度为4.8米,侧壁安全等级为二级,根据相关规范要求、场地工程地质条件、场地周边条件及当地类似工程经验,确定支护方案如下:
(1)临近颐和园围墙的部分,采用悬壁桩进行支护;
(2)其余坡面采用自然放坡进行支护;
4.3基坑支护设计结果
4.3.1基坑支护设计参数选取
依据本项目岩土工程勘察报告,结合当地建筑经验,选取本工程的基坑支护设计参数如下表所示(设计计算采用理正7.0版基坑支护设计软件计算,):
基坑支护设计参数表
层号
岩性
厚度(m)
天然重度(kN/m3)
粘聚力C
(kPa)
内摩擦角φ(°)
素填土
2.20
17.0
10.00
8.00
粉质粘土
3.30
16.5
33.20
11.30
1
砂质粉土
0.40
16.5
8.00
10.00
③
卵石
2.40
17.4
45.00
50.00
细砂-中砂
1.10
20.0
---
---
卵石
6.40
21.0
---
---
坑内设计水位:
-5.5m,坑外设计水位:
-4.5m
4.3.2自然放坡设计
[支护方案]天然放坡支护
[基本信息]
----------------------------------------------------------------------
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
基坑等级
二级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.00
基坑深度H(m)
4.800
放坡级数
1
超载个数
1
----------------------------------------------------------------------
[放坡信息]
----------------------------------------------------------------------
坡号
台宽(m)
坡高(m)
坡度系数
1
0.000
4.800
0.750
----------------------------------------------------------------------
[超载信息]
----------------------------------------------------------------------
超载
类型
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
序号
(kPa,kN/m)
(m)
(m)
(m)
(m)
1
10.000
0.000
2.000
6.000
条形
---
----------------------------------------------------------------------
[土层信息]
----------------------------------------------------------------------
土层数
6
坑内加固土
否
内侧降水最终深度(m)
6.000
外侧水位深度(m)
4.500
----------------------------------------------------------------------
[土层参数]
----------------------------------------------------------------------
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
(m)
(kN/m3)
(kN/m3)
(kPa)
(度)
擦阻力(kPa)
水下(kPa)
水下(度)
1
素填土
2.20
17.0
---
10.00
8.00
30.0
---
---
2
粘性土
3.30
16.5
8.0
33.20
11.30
45.0
10.00
10.00
3
粉土
0.40
16.5
8.0
8.00
10.00
25.0
10.00
10.00
4
卵石
2.40
17.4
8.0
45.00
50.00
70.0
10.00
10.00
5
细-中砂
1.10
20.0
8.0
---
---
50.0
10.00
10.00
6
卵石
6.40
21.0
8.0
---
---
80.0
10.00
10.00
----------------------------------------------------------------------
[设计结果]
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[整体稳定验算]
----------------------------------------------------------------------
天然放坡计算条件:
计算方法:
瑞典条分法
应力状态:
总应力法
基坑底面以下的截止计算深度:
0.00m
基坑底面以下滑裂面搜索步长:
5.00m
条分法中的土条宽度:
1.00m
天然放坡计算结果:
道号
整体稳定
半径
圆心坐标
圆心坐标
安全系数
R(m)
Xc(m)
Yc(m)
1
1.759
7.514
1.631
10.107
2
1.717
6.088
2.264
6.036
3
1.540
6.145
1.942
5.830
4.3.3排桩支护设计
采用钻孔灌注桩,设计桩径600mm,桩间距1200mm,有效桩长12.0m,混凝土强度等级C30,桩身主筋保护层厚度50mm,主筋为8Φ16,箍筋为Φ8@150,加强筋为Φ14@2000,钢筋级别分别为HRB400、HRB335、HRB335,具体配筋详见施工图。
支护桩桩顶设置冠梁,冠梁截面尺寸b×h=600mm×400mm,混凝土强度等级为C30,上、下底面纵筋均为3Φ16,箍筋采用Φ8@150,采用四肢箍;纵筋及箍筋钢筋级别分别为HRB400、HPB300;具体配筋详见施工图。
桩间土采用挂钢丝网喷射混凝土进行性护面,面层厚度80mm,混凝土强度等级为C20。
设计计算书:
[支护方案]排桩支护
----------------------------------------------------------------------
[基本信息]
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
内力计算方法
增量法
基坑等级
二级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.00
基坑深度H(m)
4.800
嵌固深度(m)
7.500
桩顶标高(m)
0.000
桩材料类型
钢筋混凝土
混凝土强度等级
C30
桩截面类型
圆形
└桩直径(m)
0.600
桩间距(m)
1.200
有无冠梁
有
├冠梁宽度(m)
0.600
├冠梁高度(m)
0.300
└水平侧向刚度(MN/m)
7.258
放坡级数
0
超载个数
1
支护结构上的水平集中力
0
[超载信息]
超载
类型
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
序号
(kPa,kN/m)
(m)
(m)
(m)
(m)
1
10.000
0.000
2.000
1.000
条形
---
[土层信息]
----------------------------------------------------------------------
土层数
6
坑内加固土
否
内侧降水最终深度(m)
6.000
外侧水位深度(m)
4.500
弹性计算方法按土层指定
ㄨ
弹性法计算方法
m法
基坑外侧土压力计算方法
主动
[土层参数]
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
(m)
(kN/m3)
(kN/m3)
(kPa)
(度)
1
素填土
2.20
17.0
---
10.00
8.00
2
粘性土
3.30
16.5
8.0
33.20
11.30
3
粉土
0.40
16.5
8.0
8.00
10.00
4
卵石
2.40
17.4
8.0
45.00
50.00
5
细-中砂
1.10
20.0
8.0
---
---
6
卵石
6.40
21.0
8.0
---
---
层号
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
水土
计算方法
m,c,K值
抗剪强度
擦阻力(kPa)
水下(kPa)
水下(度)
(kPa)
1
30.0
---
---
---
m法
1.48
---
2
45.0
10.00
10.00
合算
m法
4.74
---
3
25.0
10.00
10.00
分算
m法
1.80
---
4
70.0
10.00
10.00
分算
m法
49.50
---
5
50.0
10.00
10.00
合算
m法
2.67
---
6
80.0
10.00
10.00
合算
m法
4.00
---
----------------------------------------------------------------------
[土压力模型及系数调整]
弹性法土压力模型:
经典法土压力模型:
层号
土类
水土
水压力
外侧土压力
外侧土压力
内侧土压力
内侧土压力
名称
调整系数
调整系数1
调整系数2
调整系数
最大值(kPa)
1
素填土
分算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
2
粘性土
合算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
3
粉土
分算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
4
卵石
分算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
5
细砂
合算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
6
卵石
合算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
----------------------------------------------------------------------
[工况信息]
----------------------------------------------------------------------
工况
工况
深度
支锚
号
类型
(m)
道号
1
开挖
4.800
---
----------------------------------------------------------------------
[设计结果]
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[结构计算]
----------------------------------------------------------------------
各工况:
内力位移包络图:
地表沉降图:
----------------------------------------------------------------------
[冠梁选筋结果]
----------------------------------------------------------------------
钢筋级别
选筋
As1
HRB335
2D16
As2
HRB335
2D16
As3
HPB300
d8@200
[截面计算]
----------------------------------------------------------------------
钢筋类型对应关系:
d-HPB300,D-HRB335,E-HRB400,F-RRB400,G-HRB500,P-HRBF335,Q-HRBF400,R-HRBF500
[截面参数]
桩是否均匀配筋
是
混凝土保护层厚度(mm)
50
桩的纵筋级别
HRB400
桩的螺旋箍筋级别
HRB335
桩的螺旋箍筋间距(mm)
150
弯矩折减系数
0.85
剪力折减系数
1.00
荷载分项系数
1.25
配筋分段数
一段
各分段长度(m)
12.30
[内力取值]
段
内力类型
弹性法
经典法
内力
内力
号
计算值
计算值
设计值
实用值
基坑内侧最大弯矩(kN.m)
32.03
0.00
34.03
34.03
1
基坑外侧最大弯矩(kN.m)
63.84
38.47
67.83
67.83
最大剪力(kN)
62.95
25.12
78.69
78.69
段
选筋类型
级别
钢筋
实配[计算]面积
号
实配值
(mm2或mm2/m)
1
纵筋
HRB400
8E16
1608[1555]
2
箍筋
HRB335
D8@150
670[604]
加强箍筋
HRB335
D14@2000
154
----------------------------------------------------------------------
[整体稳定验算]
----------------------------------------------------------------------
计算方法:
瑞典条分法
应力状态:
总应力法
条分法中的土条宽度:
1.00m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks=1.842
圆弧半径(m)R=13.958
圆心坐标X(m)X=-1.274
圆心坐标Y(m)Y=6.332
----------------------------------------------------------------------
[抗倾覆稳定性验算]
----------------------------------------------------------------------
抗倾覆安全系数:
Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力
决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
Ma——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。
工况1:
Ks=1.233>=1.200,满足规范要求。
----------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[抗隆起验算]
----------------------------------------------------------------------
1)从支护底部开始,逐层验算抗隆起稳定性,结果如下:
支护底部,验算抗隆起:
Ks=1.885≥1.600,抗隆起稳定性满足。
----------------------------------------------------------------
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