1、摘 要擬建中的蘇州高新技術創業樓位于蘇州新區，西鄰珠江路，北鄰竹園路，場地以北為已建一期工程。由蘇州高新技術創業中心投資建設，由4幢高層及裙房，附帶下沉式廣場及餐飲娛樂設施組成，場地下均設有兩層地下室相連通，為框剪和框架結構。建筑場地地表絕對標高在+2.48m和+3.85m之間，以1985國家高程基準為準。基坑實際開挖深度分布：北側約7.5m，西側及南側、東側均為10m。基坑開挖深度在7.00m-9.00m之間。結合本工程地質、環境、挖深等計。關鍵詞：深基坑; 支護結構; 擋土結構; 錨桿支撐; 鋼管支撐; 鉆孔灌注樁 Abstract The Hightechnical building i

2、n New district is located in SuZhou city,in the western of ZhuJiang Road and north behind ZhuYuan Road,closed with Previous Project One.The contractor,Hightechnical Development Center of Suzhou,do the construction ,consisted by 4 tall buildings and annexs,sinked plaza and catering entertainment faci

3、lities,including 2 basements,classified as frame and shearing wall construction. The average level of the construction for 0.00, absolute level is +2.48m+3.85 meters,according to the National 1985 regulations. The depth of excavation is between 7-9 meters.Considering of the geologic environment, exc

4、avation depth of the foundation pit, to create an safe and dry surroundings for the earth work and basement, we carry out the design in control of displacement deformation, in order to keep main traffic roads and buildings safe and to protect pipelines of water, electricity and coal gas below the su

5、rface well. According with fundamental technical standard, approaching safe reliability, the economical-reasonable and convenient construction and guaranteeing project time limit，we use nondisplacement piles as retaining structure, anchor rod bracing and inclined steel pipe bracing concrete bracing

6、as bracing structures.Around the foundation pit, we use deep churning piles as detaining water pile construct enclosed cut off trench. With the purpose of dewatering, we use sump and well point .Key words: Foundation pit; Bracing structure; Retaining structure; Anchor Rod bracing ; Steel Pipe bracin

7、g; Nondisplacement pile目 錄緒 論11 基坑基本概況21.1 基坑工程概況21.1.1 工程概況21.1.2 周邊環境21.2 地質條件21.2.1 工程地質條件21.2.2 水文地質條件42 基坑支護方案選擇52.1 基坑支護設計基本要求52.2 基坑支護方案選擇52.2 計算方案63 基坑降止水設計133.1 基坑止水計算133.1.1 西側挖深7.5米抗管涌計算133.1.2 北側挖深7.0米抗管涌計算143.1.3 南側挖深9.0米抗管涌計算143.2 基坑降水計算143.2.1 降水井型143.2.2 井點埋深143.2.3 環形井點引用半徑153.2.4 井

8、點抽水影響半徑153.2.6 基坑單井出水量計算173.2.7 基坑單井數量和井間距確定173.2.8 基坑單井數量復核驗算173.2.9 基坑井降水深度驗算184 基坑支護設計194.1 基坑支護方案設計參數說明194.1.1 地質力學指標參數194.1.2 基坑實際挖深194.1.3 地面堆載Q取值204.1.4 計算方法204.1.5 土壓力204.1.6 計算模式204.1.7 標高規定204.1.8 有關設計參數確定204.1.9 設計水位確定204.2 西側AB段和東側DE段基坑支護結構計算204.2.1 土層厚度204.2.2 土壓力強度214.2.3 樁錨支撐布置234.2.4

9、 支撐反力計算和樁的配筋計算：244.2.5 錨桿計算284.2.6 樁頂圈梁和錨座腰梁設計304.2.7 變形控制驗算304.3 南側BCD段支護結構計算40設計參數說明404.3.2 土壓力強度計算404.3.3 樁錨支撐布置424.3.4 支撐反力計算和樁的配筋計算434.3.5 錨桿計算49構件變形計算524.3.7 圈梁和錨座腰梁的構造計算524.4 北側EF段和FGA段基坑支護結構計算534.4.1 設計參數說明534.4.2.土壓力強度計算544.4.3 EF段，FGA段樁圈梁和豎向斜支撐的布置584.4.4 EF段支撐反力計算和樁的內力計算584.4.5 FGA段支撐反力計算和

10、樁的內力計算604.4.6 各區段圈梁和豎向斜撐的計算615 基坑穩定性驗算615.1 EF段穩定性驗算615.1.1 EF段工程概況615.1.2 條分法計算EF段豎向斜撐預留土坡的穩定性615.1.3 確定滑弧圓心范圍615.1.4 確定滑弧半徑范圍615.1.5 將土坡條分615.1.6 計算條分法中的各種計算參數615.2 AB,DE段穩定性驗算635.2.1 AB,DE段工程概況635.2.2 地質條件645.2.3 工況645.2.4 計算655.3 BCD段穩定性驗算675.3.1 工程概況675.3.2 地質條件685.3.3 工況685.3.4 計算695.4 FGA段穩定性

11、驗算715.4.1 FGA段工程概況715.4.2 地質條件725.4.3 工況735.4.4 計算736 基坑施工及監測要求766.1 基坑監測方案766.2 監測內容766.3 監測的控制要求766.4 基坑土方開挖技術要求766.5 基坑開挖過程中的施工措施與應急措施777 工程設計結束語及建議787.1 支擋結構背側,坑底土體的加固,坡面保護措施787.2 基坑轉角的保護措施78結 束 語79致 謝80參考文獻81緒 論深基坑的支護體系由兩部分組成，一是圍護壁，二是基坑內的支撐系統。為施工需要而構筑的深基坑各類支撐系統，既要輕巧又需有足夠的強度、剛度和穩定性，以保證施工的安全、經濟和方

12、便，因此支撐結構的設計是目前施工方案設計的一項十分重要的內容。在深基坑的支護結構中，常用的支撐系統按其材料分可以有鋼管支撐、型鋼支撐，鋼筋混凝土支撐，鋼和鋼筋混凝土組合支撐等種類；按其受力形式分可以有單跨壓桿式支撐，多跨壓桿式支撐，雙向多跨壓桿支撐，水平桁架相結合的支撐，斜撐等類型。這些支撐系統在實踐中有各自的特點和不足之處，以其材料種類分析，鋼支撐便于安裝和拆除，材料消耗量小，可以施加預緊力以合理控制基坑變形，鋼支撐架設速度較快，有利于縮短工期。但是鋼支撐系統的整體剛度較弱，由于要在兩個方向上施加預緊力，所以縱橫桿之間的聯結始終處于鉸接狀態。鋼筋混凝土支撐結構的整體剛度好，變形小，安全可靠，

13、施工制作時間長于鋼支撐，但拆除工作比較繁重，材料回收利用率低，鋼筋混凝土支撐因其現場澆筑的可行性和高可靠度而在目前國內被廣泛的使用。深度，取決于土層的透水性，要防止出現管涌、流砂等問題。綜合各種支撐方案，本案例參考勘察資料首先排除了懸臂支撐的可能性，因為該方案保證不了這么大基坑的水平向變形的穩定性，再者浪費資源，增加工程量；對于用內支撐水平式的支撐也不太現實，基坑的縱橫向跨度大，將致使水平支撐在豎向產生過大的撓曲，不利于支撐的穩定和支護功能的完成，故排除在外；用土釘墻支護將使工程量煩瑣和增加，且整個場地的地下水位較高，土釘本身利用不了土體的抗剪強度，故也不適合本工程。綜合舍取采用基坑四周采用鉆

14、孔灌注樁加預應力拉錨桿支撐支護方案，局部地段增設豎向斜撐和深攪樁墩來加固支撐；經設計驗算和電算之后，能滿足幾坑土方開挖，地下室結構施工和對周圍環境保護的要求。 擬垂直開挖、鉆孔灌注樁支護、錨桿支撐、局部地段采用豎向鋼管斜撐，采用雙軸深攪樁止水結構防滲。雙軸深攪樁止水結構，抗滲驗算計算插入深度，單支點支撐，其支撐點的具體位置，需經計算后確定；可用分段等值梁法計算鋼管單支點支撐；在筆算后，可用同濟啟明星軟件復核。1 基坑基本概況1.1 基坑工程概況 工程概況擬建中的蘇州高新技術創業樓位于蘇州新區，西鄰珠江路，北鄰竹園路，場地以北為已建一期工程。由蘇州高新技術創業中心投資建設，由4幢高層及裙房，附帶

15、下沉式廣場及餐飲娛樂設施組成，場地下均設有兩層地下室相連通，為框剪和框架結構。建筑場地地表絕對標高在+2.48m+3.85m，以1985國家高程基準為準。基坑實際開挖深度分布：北側約7.5m，西側及南側、東側均為10m。基坑周圍有道路和管線分布，且部分地段有暗塘，整個基坑規模較大，長×寬約為250m×100m，該工程由中國建筑西南勘察設計研究院對場地進行勘察。 周邊環境基坑北側：距離創業大廈用地紅線6.0米左右，且本場地擬建下沉中庭北側分布一條寬約20米左右，深約3.5的河塘(其位置詳見勘探點平面位置圖)，對基坑開挖邊坡穩定將帶來不利影響，是本次支護重點和難點；基坑南側：距

16、離南側已建鄰廠廠房約25米；基坑東側：距離公寓賓館25.0米，周圍無復雜地下公用設施管線分布；基坑西側：距離珠江路道路紅線圍墻（市區交通要道，路下埋有水、電、氣等管線）約20米，距離建筑用地紅線不到8m，周圍沿道路線均有地下管線和市政工程構筑物分布，另外該處是以后施工車輛、材料進出通道，是本次支護重點和難點。1.2 地質條件1.2.1 工程地質條件據擬建場地巖土工程勘察報告揭示：場地地形較平坦，地面標高在+2.48m+3.85m m之間，屬長江三角洲沖、湖積平原單元，場區原為農宅，現大部已拆除。據鉆探揭露，在地面下75.5m深度范圍內除素填土外，其余均為第四紀濱海、河湖相沉積物，由粘性土、粉土

17、和粉砂組成，按其工程特性，從上到下可分為9個層次，其中(4)、層各分為2個亞層，層分為3個亞層。支護深度影響范圍內土層依次分布如下頁表格1.1所示：1.1 地基土構成、特征一覽表土層編號土層名稱土層厚度（m）平均厚度 (m)土 層 描 述0.63.81.00雜色，表層含碎磚等建筑垃圾，下部夾淤泥質土，均勻性、密實性差，全場地分布。0.63.61.70灰黃色褐黃色，可塑，含鐵錳氧化物及結核，無搖振反應，切面光滑，干強度和韌性高，全場地分布。1.88.14.03灰黃蘭灰色，可塑，含鐵錳氧化物，無搖振反應，切面光滑，干強度和韌性中等，全場地分布。10.83.42.97灰色，松散，飽和，含云母，搖振反

18、應迅速，切面粗糙，干強度低，韌性低，分布不連續，局部缺失。22.49.05.73灰色，中密，飽和，含云母，搖振反應迅速，切面粗糙，干強度低，韌性低，分布不連續，在本場地東側缺失。5.822.99.89灰色，軟塑可塑，無搖振反應，切面稍光滑，干強度和韌性中等，全場地分布。11.34.43.36暗綠色，可塑，含鐵錳氧化物，無搖振反應，切面稍光滑，干強度和韌性中等，分布不連續，局部缺失。23.58.75.95灰黃色，可塑，無搖振反應，切面稍光滑，干強度和韌性中等，局部缺失。113.220.616.75灰色，中密密實，濕，含云母片，搖振反應迅速，切面粗糙，干強度低，韌性低，全場地分布。 25.412.

19、08.38灰色，可塑，濕，含云母片，無搖振反應，切面稍光滑，干強度和韌性中等，全場地分布。32.010.56.94灰色，密實，濕，含云母片，搖振反應迅速，切面粗糙，韌性低，全場地分布。5.79.88.0灰色，可塑，無搖振反應，切面稍光滑，干強度和韌性中等，全場地分布。 水文地質條件：根據地下水的賦存條件，將本場地淺層地下水分劃為兩類：一類為孔隙潛水，賦存于第(1)層素填土中，勘察期間測得該場地初見水位埋深為2.50m2.60m，初見水位的標高為0.10m0.77m；穩定水位埋深為0.65m1.15m，穩定水位的標高為1.80m2.52m。另一類為孔隙微承壓水，主要賦存于砂性土中，對本程有影響的

20、主要為淺部1、2層粉性土中，通過對鉆孔J1、J4下套管止水測得鉆孔淺部微承壓水的穩定水位埋深為3.202.70米，微承壓水的穩定水位標高為0.11m0.40m。據蘇州市區域水文地質勘察資料，蘇州市孔隙潛水歷史最高水位為2.63米（黃海高程，下同），近35年最高水位約為2.50米，歷史最低潛水位約為-0.21米，地下水年變幅為1.02.0米；近35年最高水位約為1.60米，歷史最低水位約為0.62米；地下水年變幅約為0.80米左右。有關基坑支護的詳細設計參數如下表所示：表1.2 基坑支護設計參數一覽表土層編號土層名稱滲透試驗固結快剪（cq）三軸剪切(uu)重度(KN/m3)靜止土壓力系數K0Kv

21、（cm/s）KH（cm/s）CKPa()CKPa()粘土粉質粘土1粉土夾粉粘2粉土2 基坑支護方案選擇2.1 基坑支護設計基本要求(1)基坑設計以“安全、合理、經濟、便于施工”為原則，同時保證施工周期較短，結合本工程地質、環境、挖深等諸多因素；(2)替基坑土方開挖和地下室施工創造一個安全干燥的施工條件；支護結構穩定、牢固、安全，確保地下室施工安全以及周邊建筑物和道路的安全；有效止水，確保周邊建筑物和道路不產生沉降；。(3)支護結構基坑內壁與地下室基礎承臺邊緣應留有足夠的施工工作面；基坑周邊有良好的圍護，確保坑邊行人安全；(4)基坑支護范圍不超過建設用地紅線、不影響現有臨時辦公用房的正常使用；基

22、坑周邊排水暢通，地面雨水、污水不流入基坑；(5)參照蘇州地區以往深基坑工程成功實踐經驗；(6)考慮到鄰近坑邊有重點保護道路及房子，為確保安全，以“位移變形”控制設計算(7)考慮到支撐中心標高盡可能下落，以減少支護樁配筋、樁徑及樁長，從而大大降低支護結構造價成本；(8)考慮到本場地地質條件由于該場地地下水位埋深較淺，地下水較豐富，透水性大，為杜絕“側壁流砂，坑底管涌”等不良現象出現，關鍵做好基坑止水，降水設計和施工；(9)考慮到本基坑面積規模大，跨度大，不適合布置內支撐，但考慮到基坑“長邊效應”，長邊最大達250m,中部變形較大,所以在基坑每邊中部設置豎向斜支撐，并在局部基坑地段底部設置深攪樁墩

23、，以防止支護結構傾覆失穩。以利于基坑土方開挖和地下室結構施工。2.2 基坑支護方案選擇依照基坑勘探點平面布置圖，長寬約250m×100m，對基坑支護進行區段劃分：AB以及DE段,BCD段，EF段，FGA段。各區段應根據巖土工程勘察報告的地質剖面圖來進行計算和分析綜合各種支撐方案，首先排除了懸臂支撐的可能性，因為該方案保證不了這么大基坑的水平向變形的穩定性，再者浪費資源，增加工程量；對于用內支撐水平式的支撐也不太現實，基坑的縱橫向跨度大，將致使水平支撐在豎向產生過大的撓曲，不利于支撐的穩定和支護功能的完成，故排除在外；用土釘墻支護將使工程量煩瑣和增加，且整個場地的地下水位較高，土釘本身

24、利用不了土體的抗剪強度，故也不適合本工程。綜合舍取采用基坑四周采用鉆孔灌注樁加預應力拉錨桿支撐支護方案，局部地段增設豎向斜撐和深攪樁墩來加固支撐；經設計驗算和電算之后，能滿足幾坑土方開挖，地下室結構施工和對周圍環境保護的要求。 2.2 計算方案嚴格按照建筑基坑技術規范（JGJ12099）中的有關章節進行。土壓力：采用“朗肯”土壓力公式“分層”計算，基坑面下主動土壓力采用“三角形”分布模式。填土和粘性土采用“水土合算”；粉砂性土采用“水土分算”，水壓力計算采用“三角形”分布模式。(1) 計算模式：采用單支點支護結構“等值梁”法計算，樁頂圈梁兼作圍檁；分“各種工況”計算。因該場地土層變化較大，計算

25、斷面較多，部分區段采用同濟啟明星軟件對支護結構的穩定性進行驗算；(2)計算斷面:根據地質條件分布、周邊環境及挖深不同等情況進行對應的設計；(3)計算復核:最后采用同濟啟明星基坑支護分析軟件進行電算復核，結果基本一致；(4)計算結果:具體參見設計圖紙。3 基坑降止水設計3.1 基坑止水計算整個基坑四周采用外圍“雙排雙軸”深攪樁形成一個三面止水帷幕。東側可不做止水帷幕，降水和止水結合。水泥摻入比，水灰比為0.5，700500，相鄰的樁搭接200mm，其抗管涌驗算為：其計算簡圖如圖4.1所示：圖3.1 抗管涌計算簡圖式中：3.1.1 西側挖深7.5米抗管涌計算考慮局部地段水位差別，取該地段的平均地下

26、水位-1.000m，則水頭差：，設止水樁長為L，則t=（L-7.5-1）m，3.1.2 北側挖深7.0米抗管涌計算考慮局部地段水位差別，取該地段的平均地下水位-1.000m，則水頭差：，設止水樁長為L，則t=（L-7.0-1）m， 南側挖深9.0米抗管涌計算考慮局部地段水位差別，取該地段的平均地下水位仍為-1.000m，則水頭差：，設止水樁長為L，則t=（L-9.0-1）m，3.2 基坑降水計算止水設計在于防止管涌，但實際的水力滲透系數可能會隨著開挖的進行而影響到水位基準面的變化，進而使實際水力剃度跟工勘報告有所變化，可能會大于臨界管涌水力剃度，再加上一面流滲地下水，故需考慮降水。本次綜合考慮

27、基坑水位降深較大，約為9m；以及基坑所處土體的滲透性在0.1m/d-3m/d之間，可采用噴射井點降水方案。 降水井型選6型噴射井點：外管直徑為150mm，采用環形布置方案。 井點埋深埋置深度須保證使地下水降到基坑底面以下，本工程案例取降到基坑面以下1.0m處。埋置深度可由下式確定：式中：L井點管的埋置深度,m; H基坑開挖深度,m; h井點管露出地面高度,m;一般可取0.2m; 降水后地下水位至基坑底面的安全距離，本次可取1.0m; i降水漏斗曲線水力坡度，本次為環狀，取0.1 井點管至基坑邊線距離，本次取1.0m; 基坑中心至基坑邊線的距離，本次工程案例去最近值寬邊的一半，即50m; l濾管

28、長度，本次取1.0m；故，L=9+0.2+1+0.1×(1+50)+1=16.3m. 環形井點引用半徑采用“大井法”，參考規范，將矩形（本案例長寬比為2.5，小于10）基坑折算成半徑為的理想大圓井，按“大井法”計算涌水量，故本次基坑的引用半徑：式中：a,b基坑的長度和寬度,m; 系數，可參照下表格選取：表3.1 系數表b/a00.050.100.200.300.400.501.001.051.081.121.141.161.171.18 井點抽水影響半徑由公式可求得抽水影響半徑。式中：t時間，自抽水時間算起(2-5晝夜),d；本案例取5d； m土的給水度，按表3.2確定，本次取粉質粘

29、土0.1; k土的滲透系數,(m/d); 含水層厚度(m),本次取承壓含水層厚度1，2土層厚度的總和，即為8.7m。表3.2 土的給水度m表土的種類礫石、卵石粗砂中砂細砂粉砂粉質粘土粘土泥炭m0.30-0.350.25-0.300.20-0.250.15-0.200.10-0.150.10-0.150.04-0.070.02-0.05 故3.2.5 基坑涌水量計算(1)判斷井型 由于井點管埋深為16.3m，處于層粉質粘土不透水層之中，則井型可定位承壓完整井，濾管處于1，2層含水層之間，不考慮多層承壓水的情況，按單一層均化處理，則依前面所述,滲透系數k可取平均值2.8m/d。(2)基坑穩定滲流涌

30、水量用公式來進行計算：式中：k土的滲透系數,(m/d); M總含水層厚度,m; S地下水水位降深,m;本次取9.0m R抽水影響半徑,m; 環形井點系數的引用半徑, m;可參考圖3.2來進行涌水量計算：圖3.2 承壓含水層井點降水示意圖故(3)基坑靜儲水量計算取基坑土體給水度m=0.10，故基坑總靜儲水量V(m3)可由下式計算：式中：HW 最大水位降深,m; a,b基坑的長度和寬度,m; m土的給水度，按表3.2確定，本次取粉質粘土0.1故按預降水10d算，則平均日出水量為：(4)基坑總涌水量計算3.2.6 基坑單井出水量計算 可采用完整承壓井來計算單井出水量，公式如下：式中：水井半徑，m，可

31、取外管半徑150mm故 基坑單井數量和井間距確定(1)基坑井點數量計算管井數量為n=1.2×Q÷q=1.2×4092.7÷208.9=23.5（個）實取30個井，其中靠近基坑北側的暗塘寬20m處加井6口，環狀布置在暗塘區域。(1)基坑井點間距計算井點間距：3.2.8 基坑單井數量復核驗算用下式計算： 式中n取外圍井的數量，其他所有參數均同前述，不再重復。對于承壓完整井，可按下式計算：式中：承壓水頭至該含水層底板的距離，本次案例的綜合承壓穩定水頭相對標高為-1.00m，故參照工勘報告中的土層特性參數表，取其值為14.43m，則：故=1.1×409

32、2.7÷24÷208.9 =0.9m<,滿足要求。 基坑井降水深度驗算對于承壓含水層：式中：S基坑中心處地下水位降深值,m; 由n、的乘積得出的基坑抽水總流量，m3/d; 基坑中心距各井點中心的距離由上小節可分配井點分布方案：在基坑角點想外擴展1m，形成井點輪廓，在輪廓的角點處設置四口井，其余在寬邊各設置3口井：中點處一口，兩邊對稱設置兩口；長邊設置7口：中點處設置一口，其余在兩旁各設置3口，對稱布置，則基坑井點輪廓短邊處的井點距離為25.5m，寬邊為31.5m。各井點中心距離基坑中心的距離可參照此方案按幾何勾股定理方法確定，如下圖3.3所示，在此不再累贅。故可得出如

33、下結論：圖3.3 各井點中心到基坑中心的距離理想示意圖4 基坑支護設計4.1 基坑支護方案設計參數說明4.1.1 地質力學指標參數見如下表格：表4.1 地基地質力學指標參數表土 層rKN/m3C/Kpa/度KaKp備注雜填土17.55.020.00.490.702.041.43合算粘土19.220.012.10.650.811.531.24合算粉質粘土18.81512.20.650.811.541.24合算1粉土夾粉質粘土18.610.314.30.600.781.661.29合算2粉土18.610150.590.771.701.30合算粉質粘土18.52512.70.640.801.551.

34、25合算備注：表中C、值均為固結快剪標準值取用。層土受地質分帶的影響，在北側有亞層，但差別不大，區別在粘聚力處：可取18Kpa。式中有關主（被）動土壓力系數：4.1.2 基坑實際挖深：建筑結構設計±0.00對應絕對標高取平均為+3.80m，自然地面標高西側、東側（地面標高平均為+3.2m），南側地面標高（地面標高平均為+2.7m），北側地面變高（地面標高平均為+3.3m）。故圈梁下落的基準面選在南面，即南面圈梁下落0.0m，東西側下落0.5m，北側下落0.6m。挖深分為以下幾種情況：(1)西側、東側現自然地面標高平均為+3.2m，室內外高差為4.8-3.2=1.6m,則基坑實際挖深為

35、： = -8.10(底板頂)-1.0（地梁、承臺、墊層厚）+1.6 =-7.50m(2)南側自然地面標高平均為+2.7m，室內外高差為4.8-2.7=2.1m,則基坑實際挖深為： = -10.0(底板頂)-1.0（地梁、承臺、墊層厚）+2.10 = -8.90m，取實際挖深為9m。(3)北側自然地面標高平均為+3.3m，室內外高差為4.8-3.3=1.5m,則基坑實際挖深為：= -7.50（底板頂)-1.0（地梁、承臺、墊層厚）+1.50 = -7.00m4.1.3 地面堆載q取值根據周圍環境條件q綜合取值q=20.0kpa。4.1.4 計算方法嚴格按照建筑基坑支護技術規程（JGJ120-99

36、）中的有關章節進行, 坑底以下主動土壓力采用“矩形”分布模式。水壓力仍采用“三角形” 分布模式。4.1.5 土壓力采用“朗肯”土壓力公式“分層”計算。4.1.6 計算模式按單支點支護結構“等值梁法深埋式”進行，分“各種工況”計算。4.1.7 標高規定(1) 本支護設計方案以自然地面標高為+0.00（其對應絕對標高為+3.80m），以下所涉及的標高均相對于此標高。(2) 支撐標高確定：詳細標高的確定請參閱主體計算部分，要注意的地方是斜撐標高和圈梁標高的差額關系：兩標高線之間應宜為圈梁高的一半。4.1.8 有關設計參數確定本基坑安全等級按照“二級”基坑設計考慮，基坑側壁重要性系數取0=1.0。鋼筋

37、取HRB335級的鋼筋，其變形模量取206000Mpa，抗壓和抗拉強度取300N/mm2；混凝土強度取C30，其抗壓強度取14.3N/mm2，抗拉強度取1.43N/mm2，其變形模量取300000Mpa；砂漿的變形模量按普通水泥砂漿的取值來算取0.05Mpa，水泥摻入比為aw = 15%，水灰比取0.5。4.1.9 設計水位確定本工程的地下水位驗算取孔隙微承壓水的穩定水位，由于局部地段的地下水位差異大，本次取其平均值1m，即地下水埋深于地面下1m處。4.2 西側AB段和東側DE段基坑支護結構計算：基坑實際挖深-7.50m采用鉆孔樁加兩層錨桿支撐支護方案，地下水位埋深地面下-0.7m。圈梁頂下落

38、地面下-0.5m，支撐中心線位于自然地面下-0.8m。地面堆載q=20.0kpa4.2.1 土層厚度： 參照工程地質剖面圖20-20,25-25;24-24圖，該段支護范圍內各土層厚度：表4.2 AB，DE段地基土層參數表土層12層厚（米）1.862.162.442.606.638.154.2.2 土壓力強度：樁頂下落-0.5m，則q=20.0+17.5×0.5=28.75Kpa。有關代號的說明：其中e代表土壓力，a代表主動土壓力，p代表被動土壓力，a或者p字母后面的數字代表的是土層號若附帶斜杠后面的數字則為其土層的亞層，e字母右上角的數字1代表土層的頂面，2代表土層的底面，e字母右

39、上角的漢字“界”代表基坑底的界面處的主動土壓力和被動土壓力。 4.2.2.1 主動土壓力強度計算其朗肯主動土壓力計算公式為：層雜填土：在深度h =0.50m處：= 28.75×0.490-2×5.0×0.700=7.1Kpa在深度h =1.86m處：=(28.75+17.5×1.36)×0.490-2×5.0×0.700=18.75Kpa層粘土：在深度h =1.86m處：=(28.75+17.5×1.36)×0.650-2×20×0.810=1.76Kpa在深度h =4.02m處：=(

40、28.75+17.5×1.36+19.2×2.16)×0.650-2×20×0.810 =28.71Kpa層粉質粘土在深度h =4.02m處：=(28.75+17.5×1.36+19.2×2.16)×0.650-2×15×0.810=36.81Kpa在深度h =6.46m處: =(94.022+18.8×2.44)×0.650-2×15×0.810=66.63Kpa1層粉土夾粉質粘土在深度h =6.46m處： =(94.022+18.8×2.44

41、)×0.600-2×10.3×0.780=67.87Kpa在深度h =7.50m處： =(94.022+18.8×2.44+18.6×1.04)×0.600-2×10.3×0.780=79.47Kpa以此步為限，該界面處以下部分，主動土壓力采用“矩形分布”模式計算：在深度h =9.06m處： =(94.022+18.8×2.44+18.6×1.04)×0.600-2×10.3×0.780=79.47Kpa2層粉土在深度h =9.06m處： =159.238×

42、;0.59-2×10×0.770=78.55Kpa在深度h =15.69m處： =159.238×0.59-2×10×0.770=78.55Kpa層粉質粘土在深度h =15.69m處： =159.238×0.64-2×25×0.80=61.91Kpa在深度h =23.84m處： =159.238×0.64-2×25×0.80=61.91Kpa4.2.2.2 被動土壓力強度計算其朗肯被動土壓力計算公式為：1層粉土夾粉質粘土在深度h =7.50m處：=2×10.3×1.

43、29 =26.57Kpa在深度h =9.06m處： =18.6×1.56×1.662×10.3×1.29=74.74Kpa2層粉土在深度h=9.06m處：=18.6×1.56×1.72×10×1.300=75.33Kpa在深度h =15.69m處：=(18.6×1.5618.6×6.63)×1.72×10×1.300=284.97Kpa層粉質粘土在深度h =15.69m處：=(18.6×1.5618.6×6.63)×1.552×

44、;25×1.25=298.62Kpa在深度h =23.84m處：=(18.6×1.5618.6×6.6318.5×8.15)×1.552×25×1.25=532.32Kpa.3 凈土壓力強度計算其中e字母下面的數字代表是土層包括斜杠后面的是他的亞層，e字母右上角的表示方法仍等同于前面的土壓力參數描述，土壓力正值表示為靜被動土壓力，土壓力為負值表示為靜主動土壓力。 =26.57-79.49 =-52.92Kpa =74.74-79.49 =4.75Kpa =75.33-78.55 =-3.22Kpa =284.97-78.55

45、 =206.42Kpa =298.62-61.91 =236.71Kpa =532.32-61.91 =470.41Kpa凈土壓力分布圖如圖4.2.1所示：圖4.2.1 AB/DE段凈土壓力分布圖4.2.3 樁錨支撐布置：每錨桿做兩排：第一層錨桿距離地面4m，第二層距離第一層錨桿的豎向距離是2.5m，水平間距為1.5m。如下頁圖4.2.2所示：圖4.2.2 支撐布置簡圖4.2.4 支撐反力計算和樁的配筋計算：本次錨桿的內力采用分段等值粱法來進行計算：簡要介紹下分段等值梁法的計算思路：假設各道支撐是隨著開挖逐級分段施加的，每施加一道支撐后，向下開挖一段，要求挖土深度滿足下一道支撐安裝的需要，將位

46、于上部支撐點的插入段彎矩零點之間的樁身作為簡支梁進行計算，彎矩零點位置按單支撐方法進行確定，根據對彎矩零點的力矩平衡條件即可確定出支撐點反力，然后假定計算出來的支撐點反力不變，在計算下一道支撐的反力，最后根據所有力對樁底端的力矩平衡條件確定出樁的入土深度。對于樁身最大彎矩及其位置仍按該截面剪力為零的特點確定，詳細有關方法請參閱4.2.4.1 求第一層錨桿的支反力第一次開挖到第一層錨桿R1下面500mm處，則可由如下步驟求出支反力：(1) 計算土壓力為0點處距離第一次開挖面的垂直距離為y1：設定其距離在豎向長度上不超過(3)層土的底板范圍，如4.2.3所示：則圖4.2.3，第一層錨桿計算簡圖由于

47、在零點土壓力處，可知：故：18.8×y1×1.542×15×1.24 17.5×1.3619.2×2.1628.7518.8×（0.48y1）×2×15×0.81求得不超過層土的底板范圍，假定合理，可繼續進行計算。(2) 求R1的值：將AB1作為簡支粱，對B1取矩，并令,則：利用幾何關系求得開挖面處的支擋結構所承受的主動土壓力值 42.68Kpa,則R1×(0.5y1)7.1×1.36×(1.36/22.160.48y1)1.76×2.16×(2

48、.16/20.48y1)36.81×0.48×(0.48/2y1)(18.757.1)×0.5×1.36×(1.36/32.160.48y1)+（）×0.5×2.16×(2.16/30.48y1)+（）×0.5×0.48×(0.48/3y1)y1/2×42.68×2y1/3故求得R1 =149.95KN/m4.2.4.2 求第二層錨的支反力第二次開挖到第一層錨桿R2下面1000mm處，則可由如下步驟求出支反力：(1) 計算土壓力為0點處距離第二次開挖面的垂直距離為y

49、1：設定其距離在豎向長度上不超過(4)1層土的底板范圍，如4.2.4所示：則圖4.2.4，第二層錨桿計算簡圖由于在零點土壓力處，可知：故：18.6×y1×1.662×10.3×1.29 17.5×1.3619.2×2.1628.7518.8×2.4418.6×1.04×0.62×10.3×0.78求得y1 (79.47-26.57)/18.6×1.66 = 1.71m,由于1.711.042.05m，與第四層的坑底層高2.06m相差不大，故可設土壓力0點在(4)1層層底界面處

50、，其為B2點。A點為第一層錨桿的支點處。(2) 求R2的值：將AB2作為簡支粱，對B2取矩，并令,則：利用幾何關系求得開挖面處的支擋結構所承受的主動土壓力值79.47Kpa,則R1×(3.5y1)R2×(1y1)7.1×1.36×(1.36/22.162.441.04y1)1.76×2.16×(2.16/22.441.04y1)36.81×2.44×(2.44/21.04y1)67.87×1.04×(1.04/2y1)(18.757.1)×0.5×1.36×(1.3

51、6/32.162.441.04y1)+（）×0.5×2.16×(2.16/32.441.04+y1)+（）×0.5×2.44×(2.44/31.04+y1)(79.4767.87)×1.04/2×（1.04/3+ y1）y1/2×52.9×2y1/3故求得R2 =48.68KN/m.3 樁的配筋計算：(1) 求B1點的支反力值：= (7.1+18.75)/2×1.36+(28.71+1.76)×2.16/2+(31.86+66.63)×2.44/2+52.9

52、5;1.71/2) ×1.5 - 149.95 -48.68=249.61KN/m，(2) 求被動區凈土壓力分布長度X：故因此樁的嵌入深度為t0= 1.2(x+y1)= 12.28m,故該樁的樁長為12.28+7.5-0.5 =19.28m，實際取它的長度為20m。(3) 求樁的最大彎矩由于,可求導，當V(X)=0時，該處取得最大彎矩，則可把AB2作為簡支梁，分兩種工況進行計算，如下：工況1:求懸臂端上截面的彎矩：=7.1×1.36×(1.36/2+2.16)+（）×1.36/2×(1.36/3+2.16)+1.76×2.16

53、5;2.16/2+(28.71-1.76) ×2.16/2×2.16/3 =65.71(KN·M)/M工況2.求簡支梁AB1某一截面的最大彎矩：以AB1為簡支梁，單獨拎出，來進行計算，如下圖4.2.5所示：先將B支撐拆換成力，作用于AB1簡支梁，解得出剪力為零點，支護排樁取分布單元寬度為1m，則（樁的自重不予考慮）經過計算，得出剪力值為零點的地方在BC之間， 圖4.2.5 工況2的計算簡圖令其距離B出為X，則應用理論力學的方法，將各個不同應力段標示，解得出X值為0.68m，不超過BC段，符合邏輯要求，令此點為D點,求得D點處彎矩=95.45(KN·M)/

54、M取兩種工況的最大值，=95.45(KN·M)/M，按其1.2倍來算,取115(KN·M)/M，來算，按照混凝土結構設計規范（GB50021-2002）來進行計算圓截面灌注樁配筋:(4) 支護樁配筋計算按照混凝土結構設計規范（GB50021-2002）第條來進行計算圓截面灌注樁配筋:本工程此段采用的鉆孔灌注樁的樁徑為700，樁心距1000, Mmax=115（kNM）/M，取砼強度C30，fc=14.3N/mm2，主筋818鋼筋，均勻布置，fy=300N/mm2，保護層厚度50mm，所算出的參數如下：As=8´254.5=2036mm2=300´2036

55、/(14.3´3.14´3502)=0.118a=1+0.75´0.118-(1+0.75´0.118)2´0.1181/2=0.307at=1.25-2a=0.636M=2/3´14.3´(350´sinpa)3+300´300´2036´(sinp+sinpa)/p=327.8kN×m>1.25´1.0´1.2Mmax(=143.75) 滿足要求！配筋率r=As/A=2036/(3502p)=5.3>rmin=4，滿足設計要求！所以本區段采

56、用主筋700的鉆孔灌注樁，主筋為818鋼筋。4.2.5 錨桿計算如前面所述：首層錨桿距離地表面4m，兩層錨桿，間距2.5米，水平間距為1.5米，錨桿傾角取值=15°：4.2.5.1 錨桿抗拔力的設計值計算：如下圖4.2.6所示：圖4.2.6 錨桿計算簡圖取為2層內摩擦角15°，則由下述公式可得出錨桿的抗拔力設計值：4.2.5.2 錨桿長度計算：錨桿長度分自由段長度和錨固段長度，取錨桿鉆孔直徑為150mm，自由段長度要根據潛在的滑動面位置確定其限長且不能小于5m，則可按如下步驟進行計算：(1) 錨固段長度計算：根據公式確定: 在各個土層的取值應查閱建筑基坑支護技術規程(JGJ

57、12099)，根據本次工程概況，1處于層和2處于層，各取70Kpa和60Kpa，則：(2) 自由段長度計算：根據公式，由前面的計算結果，再根據上面的錨桿計算簡圖，得：故第一層錨桿的長度為L1 =8.9+9=17.8m，取18m，第二層錨桿的長度為L2 3.57.2510.75m，取11m。(3) 錨桿截面計算：先驗算錨桿的極限承載能力：故所選鋼筋的截面面積為：由于其極限承載能力小于500KN，故本截面所設置的錨桿可取級鋼筋或者級鋼筋，本次選用級螺紋鋼筋。故取第一排錨桿鋼筋為三級鋼筋 36L16m,第二排錨桿鋼筋為三級鋼筋 22L10m.4.2.6 樁頂圈梁和錨座腰梁設計所有這些當根據下一步北側