1、 某工程基坑支護方案設計1.工程概況某綜合樓工程占地面積194.5×85.5m2。上部結構由18層的高樓組成。高樓群房采用框架剪力墻結構，鉆孔灌注樁箱形基礎，設3層地下室，挖深為9.6m。該建筑物西側距街道僅5m，且在路面下埋有電纜線、煤氣管道、自來水管道及污水管道等市政公用設施。南邊是一施工現場，其圍墻距離開挖最小距離為3m。東側的靠南端分空地，靠北有一四層廠房(長20m)，間距約8.9m，北側距街道約8m。2.工程地質條件該場地為原住宅拆除后整平，場地基本平坦。根據地質勘測勘料，地下水位埋藏較淺，平均深度為0.455m，其中上部土層透水性較好，水力坡度i取1/10。該場地40m深

2、范圍內土層的主要物理力學指標如下：表2-1 基坑各土層物理力學性質指標層序土層名稱層厚m天然含水量w()重度（KN/m3）內摩擦角(º)內聚力C(KPa)滲透系數K(cm/s)1雜填土層0.9530.51810.055.4×10-42粉土層2.4531.718.935.0105.52×10-43粉土夾密實細砂層2.9530.618.735.575.25×10-44軟粘土層2.0534.118.911.215.62.3×10-55粘土層6.131.219.219.3307.5×10-56粉質粘土層4037.118.417.1358.5&

3、#215;10-53.基坑周邊環境情況8900圖3-1 基坑周邊環境布置圖4.基坑支護方案優選基坑圍護結構型式有很多種，其適用范圍也各不相同，根據上述設計原則，結合本基坑工程實際情況有以下幾種可以采取的支護型式14： (1) 土釘墻圍護結構 土釘墻圍護結構的機理可理解為通過在基坑邊坡中設置土釘，形成加筋土重力式擋墻，起到擋土作用。土釘墻圍護適用于地下水位以上或者人工降水后的粘性土、粉土、雜填土及非松散砂土、卵石土等；不適用于淤泥質及未經降水處理地下水以下的土層地基中基坑圍護。土釘墻圍護基坑深度一般不超過18m，使用期限不超過18月。對于本工程基坑的西側、東側和北側均采用土釘墻支護。 (2) 排

4、樁支護圍護結構 對于南側采用排樁支護與止水方案，排樁支護技術條件成熟、簡單，采用鉆孔灌注樁加內撐支護結構，配合旋噴樁做止水帷幕，也可考慮咬合加內撐施工工藝，止水效果較為優越。 經過多個方案的比較分析，本基坑充分考慮到周邊地層條件，選擇技術上可行,經濟上合理,并且具有整體性好、水平位移小,同時便于基坑開挖及后續施工的可靠支護措施。經分析采用單排鉆孔灌注樁作為圍護體系，關于支撐體系，如果采用內支撐的話，則工程量太大，極不經濟，同時，如果支撐拆除考慮在內的話，工期過長，且拆除過程中難以保持原力系的平衡。根據場地的工程地質和水文地質條件，支護結構采用土釘墻等。5.土層壓力計算因墻背豎直、光滑，填土面基

5、本水平，符合郎肯土壓力計算條件，計算時假定附加荷載q=10KNm 。主動土壓力計算土層的主動土壓力系數分別為：(5.1)填土表面主動土壓力強度： (5.2)第一層底部主動土壓力強度： 第二層頂部主動土壓力強度： 第二層底部主動土壓力強度： 第三層頂部主動土壓力強度： 第三層底頂部主動土壓力強度： 第四層頂部主動土壓力強度： 第四層底部主動土壓力強度： 第五層頂部主動土壓力強度： 第五層底部主動土壓力強度: 第六層頂部主動土壓力強度： 第六層h處主動土壓力強度： 臨界深度z0 ，由(5.3) 動土壓力計算土層的被動土壓力系數分別為： (5.4) 基坑深度為9.6m，挖深至粘土層處，則基坑底處的被

6、動土壓力強度： (5.5) 第五層底部被動土壓力強度： (5.6 )第六層頂部被動土壓力強度：第六層h處被動土壓力強度： 計算土壓力時不考慮滲流的影響，則土壓力分布情況如下圖所示。圖5-1土層壓力分布圖6.基坑圍護及支護方案設計方案選定(1) 南側采用排樁支護方案；(2) 東側和北側采用放坡另加適當的土釘墻；基坑開挖深度為9.6m，采用坡角60°放坡開挖，中間設1.5m平臺；(3) 西側采用土釘墻支護。方案設計及計算 （4）南側排樁支護方案設計各層土壓力對墻的集中力為： (6.1) 其作用點距所在土層分界面的距離為： (6.2) 各層土壓力對樁底彎矩由： (6.3)得 樁長，取。 (

7、6.4)計算最大彎矩點 說明彎矩最大點不在第六層，而在第五層需要重新計算（5）排樁結構驗算 整體穩定性驗算由于圍護樁插入深度比較大，且布置較密，在施工中為增強整體穩定性，在樁與樁之間設圈梁，提高邊坡抗滑移能力。根據經驗，可不驗算整體穩定性。 樁墻底地基承載力驗算采用地基承載力公式驗算法： (6.6) (6.7) (6.8)，滿足要求。 基坑底部土體抗隆起穩定性驗算(6.9) (6.10)其中：， 經計算可得，抗隆起安全系數：(6.11)，滿足要求。樁身配筋計算將護坡樁圓形面積等效為矩形截面，使它們剛度相等。(6.12)令b=d，又D=1000mm，則b=0.876D=876mm。取混凝土強度等

8、級為C30，鋼筋為HRB335級，則c=14.3N/mm2，y=300N/mm2，混凝土保護層厚度c=50mm，有效高度h0=87650=826mm。(6.13)(6.14)(6.15)配置1225的鋼筋，As=5890.8mm2。(6) 西側土釘墻支護方案設計 土釘布置板面：C20噴射混凝土，厚度100mm，注漿材料為水泥砂漿，水泥為32.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為10.5鋼筋網：8200mm×200mm土釘長度：L=(0.60.8)H=(0.60.8)×9.7=5.827.76m，取L=8m。 土釘：共設9排土釘，鉆孔直徑取100mm，水平與垂直間距一般可按612倍土釘

9、孔徑選取，且一般宜滿足：，此處為方便計算取1m。 (6.16)土釘加筋直徑： ，取22mm (6.17) 內部穩定性分析為方便計算土層力學性質采用加權平均值。附加荷載為q=10Kpa，臨界破壞面為楔性破壞面，破壞面傾角為：45+2坡面與水平面夾角為90，破壞傾角為45°+2 = 57.51°楔形滑移面長度： (6.18)土層自重 (6.19)地面附加荷載 (6.20)土釘與水平面夾角=10°，取土釘錨固力 (6.21) 土釘墻內部穩定性安全系數K因為K=1.411.3 ，滿足要求。 外部穩定性驗算a抗滑移穩定性驗算基坑底處的主動土壓力 基坑至第五層頂面 墻底斷面上

10、產生的抗滑力 (6.22) (6.23)故安全系數 ，滿足要求。b抗傾覆穩定驗算 (6.24) (6.25)安全系數：，滿足要求。 (7) 東側和北側采用放坡加土釘墻支護方案設計 土釘布置板面：C20噴射混凝土，厚度100mm，注漿材料為水泥砂漿，水泥為32.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為10.5鋼筋網：8200mm×200mm土釘長度：L=0.60.8H=(0.60.8)×9.6=5.767.68m，且一般放坡的土釘長度小于不放坡的，故此處取L=6m。土釘：共設6排土釘，鉆孔直徑取100mm，水平與垂直間距一般可按612倍土釘孔徑選取，且一般宜滿足：,此處取，。土釘加筋直徑：，取25mm 內部穩定性分析為方便計算土層力學性質采用加權平均值。附加荷載為q=10kp，臨界破壞面為楔性破壞面，破壞面傾角為：45+2，、數據同西側。坡面與水平面夾角為60°，破壞傾角為45°+2 = 55.64°楔形滑移面長度 土層自重 地面附加荷載