基坑结构分析计算

一、计算内容

1.钻孔灌注桩在不同工况下的内力及变形计算

2.坑底土体抗隆起稳定验算

3.基坑整体稳定验算

4.坑内支撑系统的内力变形及稳定计算

二、围护布置及计算参数取值说明

根据基岩深度及具体布置不同，将整个基坑分为两个区域(具体见围护桩平面图)，坑底标高分别为-10.350和-12.250，采用混凝土支撑，围护桩采用Φ800@1000及Φ900@1050的钻孔灌注桩，桩后采用Φ600@450双排水泥搅拌桩止水止土。

影响基坑开挖土体分别为1-1杂填土、1-2有机质填土、2粘质粉土、3-1淤泥质粉质粘土、3-2层状粉质粘土、3-3淤泥质粘土。考虑地表超载15KPa。围护桩内力及变形采用较为广泛的m法进行计算。根据地质勘测资料，并结合已有经验，决定采用土体强度参数指标如表三，计算时超载采用15kPa。

表三  计算采用各土层物理力学指标

采用了应用较为广泛的m法进行计算，采用水土分算。考虑地表超载20kPa，坑外地下水位为6.000m。

计算共分五种工况：

工况一：土体开挖到第一道支撑底部；

工况二：第一道支撑砼强度达到70%后，土体开挖到第二道支撑底部；

工况三：第二道支撑做好，土体开挖到基坑底部；

工况四：基础底板施工完毕，底板周围与围护桩之间毛石砼强度达到70%后，第二道支撑拆除；

工况五：箱涵顶板施工完毕，侧板周围与围护桩之间土方回填至第一道支撑底部后，第一道支撑拆除。

1、区域Ⅰ：

为坑底标高为-7.410所在区域。

A、围护结构内力及变形计算

计算时采用钻孔Zk20，Zk23作为典型地质剖面，计算结果如下表所示：

抗隆起安全系k数公式为：

其中            

式中         D——桩体入土深度；

            H——基坑开挖深度，m；

        、—墙体外侧及坑底土体天然重度，kN/m3；

             q —地面超载，kN/m3；

             Nc、Nq—地基承载力系数。

注：上式中的c、均为桩底土的c、值

桩底土为粉质粘土，计算时取c = 35kPa， =150，

得Nq = 18.4，Nc = 30.1

代入计算可得到:

C、抗管涌稳定性验算

坑底土体抗渗流或管涌稳定性可按下式计算：

式中   Gs —土的颗粒密度；

e —土的孔隙比；

i —坑底土的水力坡度；

Ks—抗渗流或管涌稳定性系数。

通过计算可得：

D、整体滑动验算

采用Bishop圆弧法验算围护结构整体稳定性，经计算可得：

2、区域Ⅱ：

二、施工监测及应急措施

为利于基坑施工，应做好纵横向明沟及集水坑排水措施；坑周围严禁大量堆载，荷载应控制在15KN/m2以内；为确保围护结构的安全施工，必须对整个基坑施工过程和内部结构回筑过程进行施工监测，监测内容包括：

 ①围护结构压顶梁位移，最大侧向位移警戒值为4cm，单天最大侧向位移不超过3mm/天，变化速率为3mm/天；

 ②房屋、道路及管线的垂直和水平位移；

 ③砼支撑内力；

④支撑竖向位移；

热力管、煤气管专门监测

若在基坑开挖过程中上述指标超过设计和施工要求，必须立即采用以下措施，以确保围护结构的安全：

1如发生支撑内力过大，则必须予以加固或增设钢管支撑或斜撑；

2有条件进行坑外卸土；

被动区地基加固。