Qimstar同济启明星1 工程概况
该基坑设计总深5.2m,按二级基坑 、选用《浙江省标准—建筑基坑工程技术规程(DB33/T1008-2000)》进行设计计算,计算断面编号:1。
1.1 土层参数
序号 | 土层名称 | 厚度 (m) | γ (kN/m3) | c (kPa) | φ (°) |
1 | 杂填土 | 1.10 | 18.0 | 10.00 | 12.00 |
2 | 素填土 | 1.20 | 17.5 | 12.00 | 12.00 |
3 | 砂质粉土 | 1.20 | 19.4 | 7.00 | 26.50 |
4 | 淤泥质粉质粘土 | 4.50 | 18.3 | 11.00 | 14.50 |
5 | 淤泥质粉质粘土夹粉土 | 20.00 | 17.8 | 9.50 | 15.00 |
序号 | 土层名称 | 厚度 (m) | m (MN/m4) | Kmax (MN/m3) | 分算 /合算 |
1 | 杂填土 | 1.10 | 1.8 | 2.0 | 分算 |
2 | 素填土 | 1.20 | 1.9 | 2.0 | 分算 |
3 | 砂质粉土 | 1.20 | 8.1 | 15.0 | 分算 |
4 | 淤泥质粉质粘土 | 4.50 | 2.1 | 3.0 | 合算 |
5 | 淤泥质粉质粘土夹粉土 | 20.00 | 3.0 | 3.0 | 合算 |
1.2 基坑周边荷载
地面超载:20.0kPa
2 开挖与支护设计
基坑支护方案如图:
安置房基坑支护方案图
2.1 挡墙设计
· 挡墙类型:SMW工法;
· 嵌入深度:10.100m;
· 露出长度:0.000m;
· 搅拌桩直径:850mm;
· 搅拌桩排数:1排;
· 搭接长度:250mm;
· 型钢型号:700*300*13*24;
· 型钢布置方式:插一跳一;
水泥土物理指标:
· 重度:19.00kN/m3;
· 弹性模量:300000.00kPa;
· 无侧限抗压强度标准值:800.00kPa;
2.2 放坡设计
2.2.1 第1级放坡设计
坡面尺寸:坡高1.50m;坡宽0.75m;台宽1.50m。
放坡影响方式为: 一。
2.3 坑内加固设计
第1层,加固深度:5.150m; 加固厚度:5.000m; 加固范围:裙边加固,宽度:5.000m。 加固土的物理指标:c=15.00kPa;φ=18.00°; γ=19.0kN/m3; m=4.0MN/m4; Kmax=0.0MN/m3;
2.4 支撑(锚)结构设计
本方案设置1道支撑(锚),各层数据如下:
第1道支撑(锚)为竖向斜撑, 距墙顶深度0.400m, 工作面超过深度0.500m,预加轴力90.00kN/m,对挡墙的水平约束刚度取50000.0kN/m/m。 该道竖向斜撑具体数据如下:
· 斜撑型钢型号:@609*16;
· 根数:1;
· 水平长度:10.000m;
· 水平间距:5.000m;
· 斜撑端头支承:铰支座;
· 端头支承板厚:0.450m;
计算点位置系数:1.000。
2.5 换(拆)撑设计
序号 | 换撑距墙 顶深度(m) | 换撑后拆 除的支撑 | 预加轴力 (kN/m) | 换撑对桩墙的约束效果 |
1 | 4.800 | 第1道支撑 | 0.00 | 水平:固定 转动:自由 |
该基坑的施工工况顺序如下图所示:
3 内力变形计算
3.1 计算参数
水土计算(分算/合算)方法:按土层分/合算;
水压力计算方法:静止水压力,修正系数:1.0;
主动侧土压力计算方法: 朗肯主动土压力,分布模式:矩形,调整系数:1.0,负位移不考虑土压力增加;
被动侧基床系数计算方法: "m"法, 土体抗力不考虑极限土压力限值,坑内土影响范围:2.0倍基坑深度;
墙体抗弯刚度折减系数:1.0,水泥土发挥系数:1.0。
3.2 计算结果
3.2.1 内力变形结果
每根桩抗弯刚度EI=439921kN.m2。
以下内力和土体抗力的计算结果是每根桩的;支撑反力是每延米的。
第1工况:开挖至-6.15(深5.05)m,留土台2.65m
第2工况:在-3.00(深1.90)m处加撑(锚)
第3工况:开挖至-6.30(深5.20)m
第4工况:在-5.90(深4.80)m处换撑
第5工况:拆除1支撑
支(换)撑反力范围表
抗力 | 相对桩顶深度(m) | 最小值(kN/m) | 最大值(kN/m) | |
支撑 | 第1道支撑 | 0.40 | 0.0 | 94.3 |
换撑 | 第1道换撑 | 3.30 | 0.0 | 165.2 |
4.1 计算参数
滑弧中心:最下道支撑;
滑弧位置:通过桩底;
应力状态计算方法:总应力法;
桩墙弯曲抗力:考虑;
垂直滑面阻力:忽略;
滑面水平应力:不考虑。
4.2 计算结果
下滑力:748.2kN/m;
抗滑力:1482.3kN/m;
每延米墙体抗滑力:0.0kN/m;
安全系数:1.98,要求安全系数:1.600 。
5 墙底抗隆起计算
5.1 计算参数
计算公式:Prandtl;
考虑隆起土层不均匀性厚深比:0.0;
考虑放坡影响宽深比:1.0。
5.2 计算结果
5.2.1 墙底
坑内侧向外5.2m范围内总荷载:1490.9kN/m;
验算断面处土体内聚力:9.5kPa;内摩擦角:15.0°。
地基承载力:
安全系数:818.3×5.2/1490.9=2.85,要求安全系数:2.000。
6 抗倾覆计算
6.1 计算参数
抗倾覆计算使用等值梁法;
水土计算(分算/合算)方法:按土层分/合算;
主动侧土压力分布模式:三角形;
水压力计算方法:静止水压力。
6.2 计算结果
由以上水土压力图,可求出水土压力零点为桩顶以下5.47m,零点以上各力的合力及其位置(相对桩顶)如下表:
主动侧 | 被动侧土压力 | ||||
土压力 | 水压力 | ||||
合力(kN/m) | 195.6 | 20.0 | 99.5 | ||
位置(m) | 3.77 | 1.33 | 4.66 |
抗倾覆安全系数:,要求安全系数:1.150。
7 抗渗流稳定计算
7.1 计算参数
抗渗流计算方法: 临界水力坡度法,垂直渗径换算系数:1.0,水平渗径换算系数:1.0, 有效重度计算方法:由饱和重度计算。
7.2 计算结果
抗渗流稳定安全系数:,要求安全系数:1.5。
8 其他计算
8.1 整体稳定计算
8.1.1 计算参数
整体稳定计算方法: 瑞典条分法;
应力状态计算方法: 总应力法;
土钉法向力折减系数:ξ=1.0;
土钉切向力折减系数:ξ=1.0;
锚杆法向力折减系数:ξ=1.0;
锚杆切向力折减系数:ξ=1.0;
桩墙抗滑考虑方式:滑面绕桩;
浸润线不考虑止水帷幕;
滑弧搜索不考虑局部失稳;
考虑开挖工况;
搜索范围:坡顶:全范围;坡底:全范围;
搜索方法: 遗传算法。
8.1.2 计算结果
8.1.2.1 开挖至-2.60m(深1.50m)
滑弧:圆心(1.63m,-1.65m),半径:3.27m, 起点(-1.20m,0.00m), 终点(0.75m,1.50m), 拱高比0.195;
下滑力:29.16kN/m;
土体(若有则包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力:34.81kN/m;
土钉/锚杆抗滑力:0.00kN/m;
桩墙的抗滑力:0.00kN/m;
安全系数:1.19。
8.1.2.2 开挖至-6.30m(深5.20m)
滑弧:圆心(3.12m,-1.22m),半径:16.61m, 起点(-13.45m,0.00m), 终点(18.43m,5.20m), 拱高比0.7;
下滑力:1.38kN/m;
土体(若有则包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力:1757.59kN/m;
土钉/锚杆抗滑力:0.00kN/m;
桩墙的抗滑力:0.00kN/m;
安全系数:1.97。
8.2 SMW工法水泥土强度计算
8.2.1 计算参数
水泥土抗剪强度系数:0.21;
设计值系数:1.2;
弯矩折减系数:1.0。
8.2.2 计算结果
8.2.2.1 水泥土局部抗剪验算
型钢翼缘处水泥土墙体的有效厚度:0.795m;
型钢翼缘之间的净距:0.900m;
水泥土墙体最薄弱截面处的有效厚度:0.602m。
泥土墙体最薄弱截面的净距:0.600m。
第1工况:开挖至-6.15(深5.05)m,留土台2.65m, 满足
第2工况:在-3.00(深1.90)m处加撑(锚), 满足
第3工况:开挖至-6.30(深5.20)m, 满足 (该处剪应力为35.32和31.11kPa)
第4工况:在-5.90(深4.80)m处换撑, 满足
第5工况:拆除1支撑, 满足
8.2.2.2 型钢抗弯验算
计算最大弯矩:212.6kN.m;
弯矩设计值:255.1kN.m;
型钢抗弯截面模量:5760000.0mm3;
型钢边缘正应力:44290.6kPa;
允许抗弯强度设计值:210000.0kPa。
8.3 地表沉降计算
8.3.1 计算参数
地表沉降计算方法: 同济抛物线法。
8.3.2 计算结果