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1、基坑支护课程设计系别：土木工程学院专业：勘查技术与工程专业方向：岩土工程方向班级：勘查 1102学生：丁文建学号：指导老师：詹 素 华基坑支护课程设计1 概 述1.1 工程概况1.2 基坑周边环境条件1.3 工程地质条件1.4 水文地质条件2 设计说明2.1 支护结构方案2.2 计算参数确定2.3 典型剖面选取3 基坑支护结构计算3.1X1 区段支护结构计算3.1.1 抗力与荷载计算3.1.2 桩长确定3.1.3 稳定性分析3.1.4 截面承载力计算及配筋3.2X2 区段支护结构计算同 3.13.3支撑构件计算3.3.1 荷载计算3.3.2 截面承载力计算4地下水控制4.1 地下水控制方案4.
2、2 地下水控制设计5基坑监测5.1 基坑监测项目5.2 监测预警值5.3 基坑监测点布置长乐工商局首占新区综合服务楼基坑支护设计长乐工商局首占新区综合服务楼基坑支护设计11工程概况2拟建场地位于长乐市首占镇前山路南侧，交通便利,场地设 1 层地下室，开挖面积1531.0m，设计地面整平标高为 4.00m，底板标高 0.50m，高约 4.00 米，现有地面标高介于4.174.51m，开挖深度约 4.00m，北侧为道路、南侧约 22.0 米为质检服务中心，其他为空地，按规范 DBJ13-84-2006第 6.4.1 条规定，安全等级为二级，基坑开挖深度范围内分布的土层主要为：杂填土、粉质粘土、淤泥
3、、粉质粘土。拟建物设计参数见表一：拟建物结构、基础设计参数表一建（构）场地整地上结构型筑物名平标高层数/高式称（m）(m)综合服4.0010/49.7框架务楼1.2 基坑周边环境条件占地地下面积室埋（m2）深904.54.0基础类型桩基基础砌置深度（m）4.0设计单柱最大荷载（kN）8500拟建场地位于长乐市首占镇，属近海冲淤积地貌单元，现场地地形较为平坦。场地地面标高介于 4.17-4.51 米。拟建场地周边高差小于 1.0 米，不存在滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象，拟建场地北侧为前山路、南侧约 22 米为已建的质检服务中心，其他两侧为空地。（详见勘探点平面布置图）。1.3 工程地质条件（
4、1）地层结构和地质构造根据本次钻探成果，场地表层分布为杂填土、下部为粉质粘土、淤泥、细砂、粉质粘土、淤泥质土、粉土、卵石，下伏基岩为燕山期的花岗岩及其风化层。场地内未见构造活动痕迹，基岩中未见空洞、临空面、活动性断裂及滑坡、崩塌等不良地质现象。未见有对本工程不利的埋藏物（如河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等）。（2）岩土层特征据钻探揭露，本场地地层自上而下为：杂填土（Q4ml）：浅黄、灰黄色，湿-饱和，松散-稍密，为新近人工堆填的粘性土、砂及碎石等组成，硬杂质含量10-30%，回填时间约5 年。本层均有分布，层厚1.40-1.70 米，平均厚度1.55 米，层顶标高介于 4.174.51 米。粉
5、质粘土（Q4al）：灰黄、褐黄、灰色，湿，可塑，为高岭土，见铁质浸染及植物根系。切面光滑，干强度、韧性中等、无摇震反应。本层均有分布，层厚1.10-1.60 米，平均厚度1.26 米，层顶标高介于 2.613.00 米。淤泥（Q4 m）：深灰色，饱和，流塑，富含有机质，具腥臭味，含少量腐殖物，具层理，层面夹 2-5 厘米的粉细砂。切面光滑，干强度、韧性中等、摇震反应弱。本层均有分布，层厚17.80-21.0米，平均厚度 20.01 米，层顶标高介于 1.171.76 米。粉质粘土（Q4al）：灰黄、褐黄、灰色，湿，可塑，为高岭土，见铁质浸染及植物根系。切面光滑，干强度、韧性中等、无摇震反应。本
6、层均有分布，层厚8.90-13.20 米，平均厚度10.50 米，层顶标高介于-19.46-16.30 米。淤泥质土（Q4 m）：深灰、灰黑，饱和，软塑-流塑状态，含有机质及腐殖物，具腥臭味，污手，手捏易变形，具层理，夹薄层粉细砂。切面光滑，干强度、韧性中等、摇震反应弱。本层在 ZK1-ZK14揭露，层厚 5.70-8.50 米，平均厚度 7.41 米，层顶标高介于-31.33-28.60 米。粉土（Q3al）：灰黄、褐黄、灰色，稍湿-很湿，中密，为粉粘粒。切面稍光滑，干强度、韧性中等、摇震反应弱。本层在ZK1-ZK14 揭露，层厚4.30-8.20 米，平均厚度5.61 米，层顶标高介于-3
7、7.32-35.94 米。卵石（Q3 al+pl）:灰，灰黄色，饱和，中密-密实，卵石含量 55.1-63.3%,角砾含量 6.5-12.1%，主要成份为花岗岩、花岗岩等，粒径2-5 厘米，个别大于10 厘米，自上而下卵石粒径及含量逐渐增大趋势，呈次圆状，冲填物为中粗砂，含量 15-30%，含 7.3-15.2%泥质，本层均匀性好、局部夹有薄层状粘性土或中粗砂。本层在ZK1-ZK14 揭露，层厚1.70-3.50 米，平均厚度2.61 米，层顶标高介于-45.52-41.04 米。砂土状强风化花岗岩(35)：灰黄、灰绿色，为极软岩，中粗粒结构，散体状构造，主要矿物成份为长石、石英。长石已部分高
8、岭土化，可见少量云母等暗色矿物，岩芯手捏可散，呈砂土状，岩体基本质量等级为级，本层在ZK1-ZK14 揭露，层厚3.10-5.30 米，平均厚度4.29 米，层顶标高介于-47.62-43.24 米。碎块状强风化花岗岩：灰黄、灰绿色，为软岩，中粗粒结构，碎块状构造，主要矿物成份为长石、石英，长石少数高岭土化，可见少量云母等暗色矿物，岩芯手折可断，呈碎块状，岩体基本质量等级为级。本层在 ZK1-ZK14 揭露，层厚 2.10-5.10 米，平均厚度 3.92 米，层顶标高介于-51.52-48.14 米。中风化花岗岩：灰黄、灰绿，中粗粒结构，块状构造，主要矿物成份为长石、石英，岩石裂隙发育，裂隙
9、面见铁锰质浸染，可见少量云母等暗色矿物，岩芯呈长柱状、短柱状及块状，RQD35-50；岩石坚硬程度为较硬岩，完整程度为较破碎，岩体基本质量等级为级。本层在ZK1-ZK14揭露，未揭穿，最大揭露厚度7.60 米，层顶标高介于-53.79-52.04 米。岩土层的物理力学性质指标建议值表二土层编号及名称杂填土粉质粘土淤泥粉质粘土淤泥质土粉土卵石砂土状强风化花岗岩碎块状强风化花岗岩中风化花岗岩天然含水量 W(%)35.040.651.437.8531.5344.06天然空 隙液性指密度比 e数 ILg/cm31.61.81.61.81.71.9 2.12.02.22.51.061.331.060.8
10、81.190.632.080.630.330.73压缩模量Es1-2MPa2.54.32.05.03.55.012.013.0直剪承 载 力压缩系特征值数(kPa)110 120 50 150粘聚力内摩擦C(kPa)角(MPa-1)5.010.015.010.0 0.478.06.0 1.08 0.5615.015.010.118.05.030.06.7 0.47 6015.0 0.37 18030.0 380 40030.0 550 1500（3）地基土对建筑材料腐蚀性评价本次勘察在 ZK3、ZK10 孔各取地基土试样，经土质化验报告表明(详见附表)，场地地基土属类环境 B 型，处于弱透水层
11、，耐久性属二类环境，经综合判定：地基土对混凝土具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。地基土腐蚀性评价详见地基土腐蚀性评价表（表三）。对建筑材料的防护，应符合现行国家标准工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046）的规定。地基土的腐蚀性评价表表三场地环境类别：湿润区类（B）类型对砼结构中的钢筋(mg/kg)渗透性影响砼结构环境影响(mg/kg)成分CL-PH 值SO42-Mg2+NH+OH-微腐蚀性标准5.0750300075064500试验值20.33-23.727.16-7.2115.48-17.593.74-4.280.67-0.730.0腐蚀等级微微微微微微1.4 水文地质条件（1
12、）地下水埋藏与性质地下水主要赋存于杂填土中的上层滞水（潜水），受大气降水及地表水影响较大，水量较小；卵石中的孔隙水，含水、富水性好、水量较大，具承压水性质，砂土状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩和中风化花岗岩中的微承压裂隙水，本层受构造及风化裂隙影响较大，总体水量较小，局部可能水量比较丰富；粉质粘土,淤泥，粉质粘土、淤泥质土、粉土属相对隔水层，除、和之间垂向水力联系较强外，其余各含水层之间的垂向水力联系较弱。根据场地钻孔内地下水观测，、和混合的地下水稳定水位为41.70-42.30 米。（2）地下水对建筑材料腐蚀性评价本次勘察中在各孔测得地下水初见水位埋深 1.95-2.30 米，混合稳定水位
13、埋深 1.65-2.00 米。水位变化幅度约在 1.00m。近 3-5 年拟建场地最高水位标高为3.80 米据本次在 ZK2、ZK11 取水样，经水质化验报告表明(详见附表)，场地地下水属类环境 A 型，处于强透水层，经综合判定：地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。地下水腐蚀性评价详见地下水腐蚀性判别表（表四）。对建筑材料的防护，应符合现行国家标准工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046）的规定。地下水腐蚀性判别表表四按建筑材料分类项目对混凝土结构的腐按地蚀性层渗透性对钢筋混凝土中的钢筋的腐蚀性按环境类型GB50021-2001(2009 年版)评价标准腐蚀腐蚀介质
14、界限值等级长期浸水干湿交替SO42390300微腐蚀2+Mg20002000（+NH4500500类环境）-OH4300043000(mg/L)总矿化度200006.5(A 类)微腐蚀侵 蚀 性15(A 类)CO2mg/l)微腐蚀Cl-(mg/L)10000100实测指标成果值ZK2 ZK1145.30-48.323.061.26-1.330.0366.72-376.427.42-7.523.72-6.5633.31-49.0933.31-49.09单项评价结果微腐蚀综合评价结果微腐蚀微腐蚀微腐蚀微腐蚀微腐蚀微腐蚀微腐蚀微腐蚀2 设计说明2.1 支护结构方案长乐工商局首占新区综合服务楼工程重要
15、性等级为二级；场地复杂程度等级均为二级；地基复杂程度等级均为二级；岩土工程勘察等级为乙级；建筑物地基基础设计等级为乙级；抗震设防烈度为 7 度；抗震设防类别为标准设防类(丙类)；建筑桩基设计等级为乙级；建筑物地基允许变形值为0.002L，建筑基础的倾斜为 0.003mm，对沉降敏感程度一般拟建场地设 1 层地下室，设计地面整平标高为4.0m，底板标高 0.50m，高约 4.0 米，现有地面标高介于 4.174.51m，开挖深度约 4.40m，依据本场地坑壁土层分布情况，从经济性、合理性、适用性综合考虑，拟建场地拟建北侧为道路、南侧约22.0 米为质检服务中心（框架结构，桩基础，埋深约 50.0
16、 米），基坑开挖范围岩土层为杂填土、粉质粘土、淤泥、粉质粘土，因开挖稳定性较差，会产生整体或局部失稳，建议采用有效的支护措施，支护方式可采用就地灌注桩（柱列式灌注桩）即采用钻孔灌注桩形成板桩墙加内支撑方案，确保对邻近建筑物及道路无碍的情况下，方可进行基坑开挖施工。2.2 计算参数确定拟建场地设 1 层地下室，场地位于长乐首占前山路南侧，拟建北侧为道路、南侧约 22.0 米为质检服务中心（框架结构，桩基础，埋深约 50.0 米），其他为空地，基坑开挖对邻近建筑物及道路的影响较大。地下室开挖范围内岩土层主要为杂填土、粉质粘土、淤泥、粉质粘土，基坑开挖后基坑底主要地层为淤泥和粉质粘土，其含水性、透水
17、性较小，主要受降水及临近地表排水及相邻地下水的渗透补给，根据地区经验及土工试验，杂填土渗透系数为 3.010 cm/s、粉质粘土水平渗透系数为 9.4210 cm/s，垂直渗透系数为 2.3010 cm/s；淤泥水平渗透系数为 3.8810cm/s，垂直渗透系数为 2.1210cm/s、粉质粘土水平渗透系数为9.4010cm/s，垂直渗透系数为 2.3010 cm/s，属相对隔水层，基坑开挖后，基底在地下水位以下，坑底和侧壁的渗透稳定性较差，根据计算，基坑开挖不会产生突涌现象，因此,基坑开挖施工过程中应注意防止扰动基底土，避免浸水、暴晒，施工开挖结束后应及时封底。此外，应避免基坑边坡上侧堆土及
18、加荷，以保证坑壁的稳定,因此,只在基坑北侧预留运土方车道。施工中应加强对基坑开挖施工，周边环境及坑壁土体位移、变形和支护系统等的动态监测，确保施工安全和质量。基坑施工时应注意避开雨季洪水期的不利影响。根据现场进行原位测试,按国标岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009 年版）、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）、建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）、建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）、建筑工程地质钻探技术标准（JGJ87-92）等规定的方法,计算各种测试手段所得的-2-8-7-7-7-8-7各岩土层承载力特征值,并结合地区经验提供的各岩土层的主要设计计算
19、参数,具体详见表五各岩土层设计计算参数表表五土层编号及名称杂填土粉质粘土淤泥粉质粘土天然密度g/cm31.61.81.61.8直剪粘聚力C(kPa)5.015.08.015.0内摩擦角10.010.06.015.0承载力特征值(kPa)11012050150冲(钻)孔桩极限承载力标准值 kPa桩周桩端qsikqpk202010352.3 典型剖面选取在勘探点平面布置图上选取 4 一 4、6 一 6、7 一 7剖面作为典型的剖面。分别记为 X1 区段、X2 区段、X3 区段4地下水控制4.1 地下水控制方案本基坑工程地下水位控制方法采取基坑降水方法，使地下水位保持在基坑底面下0.50-1.50
20、米。4.2 地下水控制设计基坑降水就是通过降水井将基坑水位降低，使地下水位保持在基坑底面下0.50-1.50 米，从而保证基坑施工方便及安全，降水完成后，应考虑地下水位回升时，可能引起的回弹和附加的浮托力等的影响。主要措施有集水井降水、管井降水、井点降水等方法。1、基坑外排水：建议距基坑外一米挖排水沟，防止地面水流入坑内，也可使坑外上层滞水及地表水流入排水沟。2、基坑内排水：由于基坑排水时应尽量防止颗粒流失，其坑底四周应设置排水沟、集水井，沟井边到外边距离不宜小于 1.0m，集水井尽量设置均匀，明沟的深度至少应超过开挖作业面 0.5 m以上，以便基坑干作业。5基坑监测基坑开挖前应作出系统的开挖
21、监控方案，监控方案应包括监控目的，监测项目，监控报警值，监测方法及精度要求，监测点的布置，监测周期，工序管理和记录制度以及信息反馈系统等。为保证地下室施工的顺利进行，必须对基坑支护系统和相邻建筑物进行监控，采取监测信息指导施工，并及时掌握其变化和稳定情况，以确保支护系统周边环境的安全5.1 基坑监测项目5.2 监测预警值警戒值由两部分控制，分别是总允许变化量和单位时间内允许变化量。安全等级为二级的基坑监测项目及警戒值表表六监测项目监测选项总允许变化量（S）支护结构顶部水平位移应测#5的开挖深度警戒值单位时间内允许变化量(s)连续 3 日水平位移速率2mm/d基坑周边建筑物沉降应测1的建筑物宽度
22、连续 3 日沉降速率1mm/d坑边地面沉降应测5的开挖深度且连续 3 日沉降速率215mm地下水位应测建筑物红线处水位降水累计2000mm支护结构深部水平位移支撑立柱沉降（隆起）支撑轴力应测宜测宜测10mm*80的设计值mm/d发展速率500 mm/d发展速率2 mm/d注：1.#对于 4 一 4、6 一 6剖面 S=37mm,对于 5 一 5、7 一 7剖面 S=31mm2.*对于 4 一 4、5 一 5剖面 S=9244kN，对于 6 一 6、7 一 7剖面 S=7325kN5.3 基坑监测点布置监测点的布置应满足监控要求，从基坑边缘以外1 一 2 倍，开挖深度范围内的需要保护物体均应作为
23、监控对象。详见基坑支护总平图，现分述如下：（1）支护结构顶部水平位移沿基坑周边布置，每边端点和接近 20m 的等分点上均布置有观测点，且观测点间距均小于 20米，共设有 10 个监测点，观测点设置在冠梁上。（2）坑边地面沉降地表沉降监测点设置在距基坑支挡结构 1m 处，沿基坑周边布置，每边端点和中点上均布置有观测点，共设有 7 个监测点。（3）地下水位地下水位观测点设置在每边的中点处，且距离基坑边缘都大于3.5m，共设有 4 个监测点。（4）支护结构深部水平位移观测点应布置在临近建筑物、基坑各边中部及地质条件较差的部位，如在基坑长度方向的两边接近中部的部位各设置一个，在四个端点处也各设置一个，共设有6 个监测点。（5）支撑立柱沉降（隆起）观测点直接布置在多个支撑交汇、受力复杂的立柱上方的支撑面上，在本基坑中，共设有四个立柱，都需要设置观测点，因此共设4 个监测点。（6）支撑轴力支撑轴力观测点应设置在主要支撑构件、受力复杂和影响支撑结构整体稳定性的支撑构件以及重要支撑的跨中部位，在对撑的中部设一个观测点，在另两个较长的斜撑中部和端点各设一个，共设 3 个监测点。