某综合楼深基坑开挖与支护结构设计.doc

某综合楼深基坑开挖与支护结构设计

一、工程概况
环境条件概况
某综合楼是集购物、商住、办公于一体的综合性建筑，建筑面积70000m2。工程占地面积144×40m2。上部结构由三幢19~20层的塔楼组成，最大高度达81.5m，其中1号、2号楼带三层裙楼，三幢楼的裙房连在一起。塔楼群房采用框架剪力墙结构，钻孔灌注桩箱形基础，设两层地下室，挖深为8.9m，电梯井局部挖深达11.6m。该建筑物西侧剧长宁街仅5m，且在路面下埋有电缆线、煤气管道、自来水管道及污水管道等市政公用设施。南边是新华联施工现场，其围墙局开挖最小距离为4m，青春小区土方开挖时，新华联施工现场正处于打钻孔灌注桩阶段。东侧大部分为一片已完成拆迁的空地，其中有一幢友谊服装厂的四层厂房，间距约13m，北侧距长庆街约12m。建筑场地平面位置见下图。
建筑场地平面图
工程地质概况
该场地为原住宅及厂房等拆除后整平，场地基本平坦。根据地质勘测勘料，地下水位埋藏较浅，平均深度为1.15m，其中上部土层透水性较好。
该场地30m深范围内土层的主要物理力学指标如下：
层序土层名称层厚/m天然含水量w(％)重度γ
（kN/m3）内摩擦角
φ(º)内聚力C(kPa)渗透系数
K(cm/s)1杂填土层3.0~4.830.51810.055.4×1042粉土层3.5~4.031.718.935.0105.52×1043粉土夹沙层3.530.618.735.56.55.25×1044淤泥质粉
质粘土层3.534.118.911.215.64.50×1045粉土层318.46粉土层117.343.07粉质粘土层819.130.65
二、降水设计
根据本地的工程地质水文条件以及周围环境，设计采用喷射井点降水系统。由于上部透水性较好，采用环圈形式布置井点，并配抽水设备。方案为潜水完整井。

井点系统布置
井点管呈长方形布置，总管距沉井边缘1.5m。沉井平面尺寸为144×40m2，水力坡度取1/10。
井点系统总长度
[（144+1.50*2）+(40+1.50*2)]*2=380m
喷射井点管埋深
H=11.6+IL1=11.6+1/10*43/2=13.75m
取喷射井点管长度为14m
虑水管长度取L=1.5m,φ38mm
在埋设喷射井点时冲孔直径为600mm，冲孔深度比滤水管深1米.
即：14.50+1.50+1.00=17.00m
井点管与滤水管和孔壁间用粗砂填实作为砂滤层，距地表1.00m处用粘土封实以防漏气。

基坑排水量计算
渗透系数的确定
土的渗透系数用第二层和第三层的加权平均值
=*10-4
=5.36*10-4cm/s
=0.46m/d
含水层厚度Hw
Hw=3.9+3.8+3.5+3.5+3+1-1.15=17.55m

基坑要求降低水位深度S′
S′=11.6-1.15+0.5=10.95m
地下水位以及井管长度，即井管内水位下降深度S
S=S′+iL1=10.95+1/10*43/2=13.1m
影响半径R
R=10s=10*13.1*=88.8m
引用半径r
r===44.87m
基坑总排水量Q
Q=
=
=239.8m3/d

单根井点管的出水量
q=65πdl
=65*3.14*0.038*1.5*
=8.98m3/d

4.单根井点管数及间距
N=1.1Q/q=1.1*239.8/8.98=29.4
实际用30根井点管
D=(147+43)*2/30=12.67m
实际间距取12米，实际布置图见图2。
注意：在井点系统抽水期间应加强地面沉降的观测，防止由于地面沉降而引起的环境问题。
按此喷射井点设计方案降水在沉井施工过程中降水效果好，满足设计要求。

土层压力计算
因墙背竖直、光滑，填土面基本水平，符合郎金条件计算时假定附加荷载q=10kp
个填土层物理力学性质该书中已给，不再赘述。计算过程如下：
Ka1=tan2(45。-10。/2)
=0.7
σa0=qKa1-2c1
=10*0.7-2*5*
=-1.37kp
σa1=(10+18.1*1.15)*0.7-2*5
=13.2kp
σa2=(10+18.1*1.15+8.1*3.35)*0.7-2*5
=32.2kp
Ka3=tan2(45。-35。/2)
=0.27
σa2’=(10+18.1*1.15+8.1*3.35)*0.27-2*10
=5.25kp
σa3=(10+18.1*1.15+8.1*3.35+8.9*4)*0.27-2*10
=14.86kp
Ka4=tan2(45。-35.15。/2)=0.27
σa3’=(10+18.1*1.15+8.1*3.35+8.9*4)*0.27-2*6.5
=18.5kp
σa4=(10+18.1*1.15+8.1*3.35+8.9*4+8.7*3.5)*0.