基坑支护工程

基坑支护工程

1、工程概况：

本工程基坑支护采用拱形深层搅拌桩止水帷幕和钻孔灌注桩骨架支撑的复合支护体系，灌注桩与搅拌桩传力点咬合紧密，灌注桩顶部设通长封闭锚梁

拱形Φ700桩长10m、11m双排深层搅拌桩 1

1 800（1400）×400钢筋混凝土板带 1 ○ Φ600~700桩长10m、10.5m、11m的钻孔灌注桩 壁式Φ700桩长12m单排深层搅拌桩 Φ402，δ=14钢管角撑 塔式起重机基础部位

塔吊部位三排拉直搅拌桩 Φ500有效桩长15m的PHC（A）管桩（桩顶标高-3.5） 主动土压力

980 R2531 650 （620）

锚梁 钻孔灌注桩支撑力 4000 4000

1

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围护栏杆 6000卸土减荷

≥1100 200 40厚C15混凝土护坡 自然土标高

4000 -1.55

80厚C15硬地面 2% -2.55 1．5‰水泥焦渣找坡最深处480 锚梁 500 100 -3.950 Φ700水泥搅拌桩L=10500 100120 300 120100 灌注桩＠4000 L=10500 M5水泥砂浆砌筑，120墙内侧抹1：3水泥砂浆

土的侧压力 -5.950 -7.550

- 12.550（-13.550）

- 14.050（-15.050）

1—1剖面

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Y

曲线方程（x+2）2+（y+1.55）2=2.5312 曲线方程（x-2）2+（y+1.55）2=2.5312 (-2≤x≤0) (0≤x≤2)

(q因深浅是变量) q q（土的法向压应力）

-2 O dx 2 X

Q´（支撑反应力）

单元水平截面受力示意图

q=20 KN/m2 3.4

h=3.55 a ∑P L

u O t 7.55 t EP xm x Rc ｒ(KP－Ka)x C

竖向受力剖面H.Blum计算示意图

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2、结构安全验算:（搅拌桩不考虑支护作用，仅起传递土压力和止水作用）

（1）等效系数ξd的计算

因两拱满足对Y轴对称，则

Q´=2×lim（0～2）q·（2.4-x2+4x）1/2/2.53 dx =2×1.364q =2.73q（KN/m）

则等效系数ξd=2.73，即单棵中距4米的灌注桩承受了相当于2.73米直形土壁的土压力（可见此处的拱形构造起到了减小了31.75%等效压力的效果，效果是明显的，从技术上避免了大深度有效桩长钻孔灌注桩复杂性以及质量难于保证的问题，从经济上节约了资金的投入，加快了施工工期。） （2）钻孔灌注桩入土深度验算（抗倾覆验算）

因国际上此部分的结构验算还未成熟，现采用国际上普遍认可的德国的H.Blum计算方法进行验算。

21~○41土层的加权参数值为： 参考本工程的地质勘察报告，选取○

C=16 Kpa（粘聚力〈固快〉）；φ=26.4°（内摩擦角〈固快〉）； ｒ=19.66 KN/m3（土的重度）；考虑基坑下的摩擦力，计算被动土压力系数时采用δ=2/3φ=17.6°。

假设地面荷载为20 KN/m2，施工时先推土3.4m，再做Φ700钻孔灌注桩，中距4m。

地面超载Q=20＋19.66×3.4=86.84（ KN/m2）

主动土压力系数Ka=tg2（45°-26.4°/2）=0.38；（Ka）1/2=0.62 按H.Blum公式计算被动土压力系数：

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KP={cosφ/[（cosδ）1/2-（sin（φ+δ）·sinφ）1/2]}2

1/21/2

={cos26.4°/[（cos17.6°）-（sin（26.4°+17.6°）·sin26.4°）]}2

=[0.9/（0.98－0.56）] 2 =4.38

ｒ·（KP－Ka）=19.66×4=78.64 （KN/m3） 则ea=ｒH tg2（45°-φ/2）－2C·tg（45°-φ/2） =19.66×3.55×0.38－2×16×0.62 =6.68（KN/m2）

u=（Q ·Ka＋ea）/[ｒ·（KP－Ka）] =（86.84×0.38＋6.68）/78.64 =0.5（m）

L=h＋u=3.55+0.5=4.05（m） ΣP= Q ·Ka·h＋1/2·ea·h

=86.84×0.38×3.55＋1/2×6.68×3.55 =129（KN/m）

a=（1/2 ·Q·Ka·h2＋1/2 ·ea·h·2/3 h）/ΣP

=（0.5×86.84×0.38×3.552＋0.5×6.68×0.67×3.552）/129 =1.83（m）

L－a=4.05-1.83=2.22（m）

按公式X3－6ΣP/[ｒ·（KP－Ka）] X－6ΣP（L－a）/[ｒ·（KP－Ka）]=0

X3－6×129/78.64 X－6×129×2.22/78.64=0 X3－9.84 X－21.85=0

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X=3.93（m）

t=1.2 X ＋t=1.2×3.93＋0.5=5.22（m） 按H.Blum计算图法：

m=6ΣP/[ｒ·（KP－Ka）·L2]=6×129/（78.64×4.052）=0.6

n=6ΣP·a/[ｒ·（KP－Ka）·L3]=6×129×1.83/（78.64×4.053）=0.27 查图得ξ=0.95 X=ξL =3.85（m）

t=1.2 X ＋t= 1.2×3.85＋0.5=5.12（m）

与5.22相近，偏安全取5.22（m）≤7.55（m）满足要求。

（3）钻孔灌注桩危险截面验算

Xm=[2ΣP/(ｒ·（KP－Ka）)]1/2 =(2×129/78.64) 1/2 =1.81（m） 求最大弯矩：

Mmax=ΣP·（L＋Xm－a）－ｒ·（KP－Ka）·Xm3/6

= 129×（4.05＋1.81－1.83）－78.64×1.813 =531.16（KN·m）

因桩中距为4m拱形土层等效于2.73倍单位直形土层压力 即：Mmax=2.73×531.16=1450（KN·m） 已知截面配筋为12Φ22，Φ10＠100/200

2/3·fcm·Aｒ·（sin3πα/π）＋fy·Asrrs·sinπαs/παs＋fy·Ascysc

＋fy·A’srrs·sinπα

’

s

/πα

’

s

＋fy·A’scy’sc=2065＞1450（KN·m）合格

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（4）基坑围护结构监测

基坑工程涉及岩土过程和结构过程，综合性强，影响因素多，其设计计算理论尚不成熟，较多的是个体经验或地方经验，因此对施工全程得检测和对监测结果的分析反馈，进行动态设计是非常必要的，同时经过监测和总结经验，对完善基坑工程的设计施工也是十分有益的。

监测和信息反馈的重要性：

1验证支护结构设计，○指导基坑开挖施工。通过监测结果进行分析、反馈，

必要时修改设计，以策安全。

2保证支护结构和相邻建筑的安全。○通过监测，及早发现相邻建筑的沉降，

必要时可立即采取措施，以保证相邻建筑的安全。

3总结基坑工程设计施工经验，为完善设计提供依据。 ○

4信息化施工和动态设计提供条件。 ○

监测内容：

1平面和高程监控点的测量。 ○

2围护结构的侧向位移。 ○

3基坑底隆起测量 ○

4地下水位变化观测 ○

5邻近建筑物和管线道路的观测（包括沉降位移） ○

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