基坑支护工程设计毕业论文(4)

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3.4.2 方案选择

本基坑为特大型基坑，根据不同的周边环境可以将本基坑支护工程分成13种支护类型，每种支护类型需要采取不同的支护方案，由于时间与论文篇幅有限，本人仅对基坑东侧L’M支护段进行分析与计算。

基坑东侧为沿江大道，该侧地下室外边线距用地红线约5.00m，红线外3.40m即为沿江大道道路边线，红线外3.40~14.0m范围内存在雨水管道、供电及路灯等管线。

L’M支护段基坑开挖深度为7.4m，地面绝对标高25.40m，根据湖北省地方标准《湖北省深基坑工程技术规程》（DB42/159-2004）、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）有关规定，基坑安全等级为一级，侧壁安全系数为1.1，附加均布荷载为15kPa。结合工程实际情况，提出以下四种基坑支护方案，见表3-2：

表3-2 基坑支护方案比选表 方案 方案一： 水泥土搅拌桩重力挡土墙 方案二： 地下连续墙 优缺点分析 适应基坑周边任何平面形状，既挡土又可作为止水帷幕，造价低，但水泥土桩抗拉强度低，受荷载后变形大，达不到本基坑变形控制要求。 连续墙结构整体性好，防渗性能好，既挡土又可作为止水帷幕，结合支撑可以有效控制变形，本基坑临近地铁2号线的支护段为了达到严格变形控制要求可以采取此种支护方案，但是对于基坑东侧L’M支护段若采取此方案则造价太高。 本方案安全系数大，通过设置锚杆可以有效控制变形、位移，而且施工技术安全可靠，经济合理，但本基坑用地红线紧张，红线外存在大量雨水管道、供电及路灯等管线，不能打锚杆，否则会破坏周边地下设施。 本方案安全系数大，通过设置支撑可以有效控制变形、位移，而且施工技术安全可靠，经济合理，在基坑内侧设置竖向钢管斜撑解决了本基坑用地红线紧张的问题，结合钻孔灌注桩外侧深层搅拌桩止水帷幕达到了防水、防渗要求。 方案三： 钻孔灌注桩+锚杆+水泥土深层搅拌桩止水帷幕 方案四： 钻孔灌注桩+竖向钢管斜撑+水泥土深层搅拌桩止水帷幕

综上所述 ，全方位考虑，经过对投资、施工能力、场地条件等因素分析研究，以及对武汉市基坑支护成功先例的对比分析，最后确定对基坑东侧L’M支护段采用方案四支护方案。

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第四章 基坑支护设计及稳定性验算

第一节 基坑土体内力计算

4.1.1 基坑东侧L’M支护段计算参数

根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），对①1杂填土、②粉土夹粉粘粉砂、③1粉质粘土、④1粉粘夹粉土粉砂采用水土合算，对④2粉砂夹粉粘粉土采用水土分算。 基坑东侧L’M支护段开挖深度为7.4m，计算深度为6.4m，基坑顶部距钻孔灌注桩1.45m按坡比1：1进行放坡，坡高1m，上部均布荷载根据周边环境和施工的需要确定为为 15kPa。东侧L’M支护段场地地质条件和计算参数见表4-1，详细情况见附录Ⅱ-LM段地层展开图。

表4-1 基坑东侧L’M支护段地地质条件和计算参数表 指标项目 岩土名称 ①1-1杂填土 ①1-2杂填土 ①1-3杂填土 ②粉土夹粉粘粉砂 ③1粉质粘土 ④1粉粘夹粉土粉砂 ④2粉砂夹粉粘粉土 天然重度?i (kN/m3) 17.5 17.5 17.5 18.8 18.4 17.9 18.0 粘聚 力Ci ( kPa) 6.0 6.0 6.0 13.0 17.0 23.0 0.0 内摩 擦角 ?i(?) 20.0 20.0 20.0 17.0 10.0 13.0 27.0 层厚 hi (m) 1.45 1.00 0.85 1.10 2.00 4.7 8.2 地面竖主动土向附加压力系荷载qi 数Kai ( kPa) 0 17.5 32.5 32.5 32.5 32.5 32.5 0.490 0.490 0.490 0.548 0.704 0.633 0.376 被动土压力系数Kpi 2.040 2.040 2.040 1.826 1.420 1.580 2.663 基坑底面 4.1.2 基坑东侧L’M支护段主动土压力计算 基坑底面以上土层均为粘性土，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）3.4.1-3条规定，应采取水土合算法，即总应力计算法，计算公式为：

eajk??ajkKai?2cikKai (4-1)

式中:K?i——第i层的主动土压力系数，Kai?tan2(45??摩擦角标准值；

??jk——作用于深度zj处的竖向应力标准值； Cik——确定的第i层土固结不排水剪粘聚力标准值；

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?ik2)，?ik为第i层土的

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单位mm14501000Tc115kPa4.04kPa①1杂填土21.2kPa-350028.55kPa35.85kPa30.18kPa②粉土夹41.5kPa粉粘粉砂49.58kPa③1粉质粘土75.49kPa56.88kPa④1粉粘夹粉土粉砂126.83kPa208.83kPa

图4-1 东侧L’M支护段主动土压力简图

1、对于①1-1杂填土：

8200④2粉砂夹粉粘粉土470020001100850100014501000740064006000

上ea1?qKa1?2c1Ka1?0?0.49?2?6?0.49?-8.4(kPa)，取0； 下ea1?(q?17.5?1.45)Ka1?2c1Ka1?(0?17.5?1.45)?0.49?2?6?0.49?4.04(kPa)1Ea三角1??4.04?1.45?0.95(kN)

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土压力强度为零处z0?2c/?1Ka1?2?6/17.5?0.49?0.98(m)

2、对于①1-2杂填土，考虑到上部1.0m高坡体自重，附加荷载按线性变化从0增加到17.5kPa

上ea2?(q?17.5?1.45)Ka2?2c2Ka2?(0?17.5?1.45)?0.49?2?6?0.49?4.04(kPa)下ea2?(q?17.5?1.45?17.5?1)Ka2?2c2Ka2?(17.5?17.5?1.45)?0.49?

2?6?0.49?21.20(kPa)Ea三角2?1?(21.20?4.04)?1?8.58(kN)；Ea矩形2?4.04?1?4.04(kN) 23、对于①1-3杂填土,附加荷载包括上部1.0m高坡体自重和地面附加均布荷载，共32.5kPa

上ea3?(q?17.5?1.45?17.5?1)Ka3?2c3Ka3?(32.5?17.5?1.45?17.5?1)?0.49?2?6?0.49?28.55(kPa)下ea3?(q?17.5?1.45?17.5?1?17.5?0.85)Ka3?2c3Ka3?(32.5?

17.5?1.45?17.5?1?17.5?0.85)?0.49?2?6?0.49?35.85(kPa)Ea三角3?1?(35.85?28.55)?0.85?3.10(kN)；Ea矩形3?28.55?0.85?24.27(kN) 24、对于②粉土夹粉粘粉砂：

上ea4?(q?17.5?1.45?17.5?1?17.5?0.85)Ka4?2c4Ka4?(32.5?17.5?1.45?17.5?1?17.5?0.85)?0.548?2?13?0.548?30.18(kPa)下ea4?(q?17.5?1.45?17.5?1?17.5?0.85?18.8?1.1)Ka4?2c4Ka4?

(32.5?17.5?1.45?17.5?1?17.5?0.85?18.8?1.1)?0.548?2?13?0.548?41.50(kPa)Ea三角4?1?(41.50?30.18)?1.1?6.23(kN) 2

Ea矩形4?30.18?1.1?33.19(kN)

5、对于③1粉质粘土：

上ea5?(q?17.5?1.45?17.5?1?17.5?0.85?18.8?1.1)Ka5?2c5Ka5?(32.5?17.5?1.45?17.5?1?17.5?0.85?18.8?1.1)?0.704?2?17?0.704?49.58(kPa)

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下ea5?(q?17.5?1.45?17.5?1?17.5?0.85?18.8?1.1?18.4?2)Ka5?2c5Ka5?(32.5?17.5?1.45?17.5?1?17.5?0.85?18.8?1.1?18.4? 2)?0.704?2?17?0.704?75.49(kPa)1Ea三角5??(75.49?49.58)?2?25.91(kN)；Ea矩形5?49.58?2?99.15(kN)

26、对于④1粉粘夹粉土粉砂，位于基坑底面以下，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）3.4.2-3条规定：当计算基坑底面以下各深度处的基坑外侧主动土压力强度时，竖向自重应力一律采用基坑底面标高处的数值。

??(q??1?1.45??2?1??3?0.85??4?1.1??5?2)?147.73(kN/m2)

上下ea.73?0.633?2?23?0.633?56.88(kPa) 6?ea6??Ka6?2c6Ka6?147Ea矩形6?56.88?4.7?267.34(kN)

7、对于④2粉砂夹粉粘粉土，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）3.4.1-2条规定，砂性土应采用水土分算法

eajk??ajkKai?2cikKai?(zj?hwa)?(mj?hwa)?waKa7?w （4-2）??zj——计算点深度；

mj——计算参数，当zj?h时，取zj，当zj?h时，取h； hwa——基坑外侧水位深度；

?wa——计算参数，当hwa?h时，取1，当hwa?h时，取0；

?w——水的重度。

则有：

上ea7??Ka7?2c7Ka7?(zj?hwa)?(mj?hwa)?waKa7?w?147.73?0.376?0??????(12.1?3.5)?(7.4?3.5)?1?0.376??10?126.83(kPa)下ea7??Ka7?2c7Ka7?(zj?hwa)?(mj?hwa)?waKa7?w?147.73?0.376?0?

?(20.3?3.5)?(7.4?3.5)?1?0.376??10?208.83(kPa)Ea三角7?1?(208.83?126.83)?8.2?336.2(kN) 2Ea矩形7?126.83?8.2?1040.01(kN)

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