xx工业园深基坑支护设计开题报告
2020-05-20 20:08:47
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述
随着科学技术的发展,近20年来,尤其是近10年来基坑工程在数量上急剧增加,在技术上也有了长足的进步。20世纪70年代只有少数基坑开挖深度达10m以上,而且条件限于场地条件简单。20世纪80年代至90年代,高层建筑如雨后春笋,高层建筑一般都有1-3层地下室,开挖深度在6-15m。此外城市地铁的施工,带来了大量的地下基坑工程。由于基坑工程经常遇到各种不同的技术问题,尤其是复杂的工程地质和水文地质条件,导致许多基坑工程造价高,投资大,风险大的技术工程。
我国的深基坑工程研究始于20世纪60年代初期,一批学者呕心沥血,潜心专研,引进国外先进技术的同时结合我国特有的地形地貌和地质情况,不断改进,创造出各种适合于我国工程建设的基坑支护方法。20世纪70年代末期,喷射混凝土以及锚杆相结合的支护方法在国内工程中运用,1980年,土钉技术首次在我国基坑工程中运用,20世纪90年代,smw工法(新型水泥土搅拌桩墙)在国内得到推广。21世纪,各种深基坑支护方法在我国应用已经成熟,学者们追求不同支护方案的组合运用。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段:
2.1 工程概况
拟建xx县xx工业园深基坑位于xx县xx区的玉铁路、玉中路及玉石路分隔开的地块的北侧地块, xx工业园工程,由1#~4#楼房组成,层高为 5~17F。
2.1.1 基坑周边环境
根据xx县xx工业园平面图显示,该地区场地环境比较复杂,具体情况如下:
基坑东侧:为玉石路,二者相距最近约20.0米。
基坑南侧:为玉中路,二者相距约3.0米。
基坑西侧:为玉铁路,二者相距约3.7~6.8米。
基坑北侧:为拟建厂房,二者相距约9.0~13.5米。
2.1.1 基坑情况
场地的整平标高为101.85~102.40米,场地内拟建地下室2层,地下室面积约为8700m2,一层地下室底板垫层底相对标高-4.50m,二层地下室底板垫层底相对标高-9.0m,基坑开挖深度约为9.5m。
2.2 工程地质概况
2.2.1 地形地貌
拟建场地位处丘陵地貌单元。
2.2.2 地基土构成及物理力学性质
根据xxxx工程勘察院完成的《xx工业园岩土工程勘察报告》,拟建场地地处丘陵地貌单元,场地地层按其特征,在基坑范围影响深度内主要岩土层的工程地质特征如下:
①素填土(Q4dl el),全场绝大部分场地有分布,层厚2.00~3.00米,灰黄色夹灰色,松散,稍湿,主要由粘性土、风化岩屑等组成,局部位置含碎砖、砼及中风化千枚岩碎石。
②粉质粘土(Q4dl el),全场绝大部分场地有分布,层厚4.00~6.80米,黄褐色,可塑~硬塑,稍湿~湿,主要由粘粒、粉粒组成,小刀切过断口略粗糙,干强度中等。
③粉土夹粉质粘土(Q4dl el):全场均有分布, 层厚4.20~6.50m,灰黄色~灰色,稍密~中密,饱和,水平层理发育,夹薄层粉质粘土。压缩性中等,工程特性一般。
④强风化千枚岩(Z),全场均有分布,层厚1.30~7.00米,黄褐色、青灰色,风化强烈,变晶结构,千枚状构造,岩芯极其破碎。
⑤中风化千枚岩(Z),全场均有分布,钻孔揭露厚度5.20~5.70米,黄褐色、青灰色,风化强烈,变晶结构,千枚状构造,具丝绢光泽,岩芯较完整。
基坑支护设计参数如下表1:
岩土层主要指标一览表 表3
土层编号 及名称 | 重度(kN/m3) | 承载力特征值fak(kPa) | 内聚力 kPa | 内摩擦角 (#176;) |
①素填土 | 19.0 | 80 | 10.0 | 25.0 |
②粉质粘土 | 20.0 | 160 | 40 | 23 |
③粉土夹粉质粘土 | 19.5 | 180 | 30 | 25 |
④强风化千枚岩 | 21.0 | 400 | 80 | 25 |
⑤中风化千枚岩 | 25.0 | 2300 | 300 | 35 |
2.2.3 水文地质条件
勘察期间,场地内地下水实测地下水稳定水位标高为95.90~97.80m,地下水局部赋存于填土中,为潜水,本区地下水补给源主要来自大气降水,主要排泄途径为蒸发。
结合地区经验,基坑开挖边坡土体渗透系数建议值见下表2。
基坑开挖边坡土体渗透系数一览表 表4
土层编号及名称 | 渗透系数(k) | 土层编号及名称 | 渗透系数(k) |
(m/d) | (m/d) | ||
素填土 | 2 | 粉质粘土 | 0.2 |
备注:强及中风化千枚岩为相对隔水层 |
2.3 本工程拟采用的基坑支护方案、计算理论和方法
2.3.1基坑支护方案
拟建工业园主楼为公租房功能,裙房为商业办公楼。地上南面为两栋17 层公租房,东面和西面为五层裙房。地下室2层,地下室面积约为8700m2,一层地下室底板垫层底相对标高-4.50m,二层地下室底板垫层底相对标高-9.0m。
基坑开挖深度9.5m左右,基坑周边环境复杂,基坑等级为二级,因此该支护结构选取需考虑的重点是:
1.支护结构体系的稳定性:优先选用具有成熟经验的支护形式,满足基坑支护整体稳定性的要求,支撑结构布置合理,受力明确,传力合理;
2.控制基坑开挖支护结构的变形对周边环境的影响,优先选用刚度较大的支护形式,减少支护结构的变形;
2.3.2 拟采用的计算理论和方法
拟建建筑物设有两层地下室,每层地下室的标准高度为4.5m,该基坑支护工程共设两道支撑,第一道支撑轴线设计标高为-2.5m,第二道支撑轴线设计标高为-6.5m。压顶圈梁为1200mm#215;800mm,围檩尺寸为1000mm#215;800mm。
考虑到施工和受力合理等各方面的因素,假设开挖过程中已做支撑受力情况不变来计算以下各个支撑轴力的大小。手算后再结合相关的设计软件(如理正软件)进行复核校正。
基坑支护体系设计计算:根据基坑周围环境状况和拟下土建场地地质条件和水文条件可知,土质分布均匀,无明显的波动变化而基坑周围环境较复杂,结合上部拟建建筑物的分布,将基坑分为AB段、BC段、CD段、DE、EA段五个区段。
本基坑安全等级为二级,土压力采用朗肯土压力计算方法,计算内容有主动土压力和被动土压力。各断面计算:①土压力分布强度计算,②土压力合力及其作用点,③支撑轴力及桩长计算,④桩身最大弯距计算,⑤验算桩身强度,⑥桩身配筋计算,⑦整体稳定性验算,⑧抗隆起验算,⑨抗渗验算。
(2)基坑止(降)水设计:由于基坑深9.5m左右,拟建场地区域渗透系数较大。鉴于工程地质情况,本基坑采用单排用双轴深搅桩止水结构止水,降水深度至基坑开挖面以下0.5m。止水帷幕设计分:①方案布置,②桩型选择,③桩长设计,④抗渗流稳定验算几个步骤。
(3)基坑支护体系结构计算:①支护结构设计(排桩),②支撑围檩设计计算,③支撑截面计算,④立柱桩设计。
(4)在笔算结束后,采用理正软件进行电算复核。
(5)在设计最后,还要进行支护结构体系监测布置。
拟采用监测方案:
①沿基坑周边设置水平位移监测点;
②在基坑周边道路、建筑物上设置沉降监测点;
③在基坑周边设置测斜管监测深层水平位移;
④支撑轴力监测;
⑤地下水位监测;
⑥立柱桩沉降监测。