塔吊基坑钢板桩支护方案

1目录第一节工程概况……………………………………………………………2第二节编制依据……………………………………………………………4第三节工程地质条件………………………………………………………5第四节钢板桩支护设计思路及要点………………………………………6第五节钢板桩稳定性计算…………………………………………………7第六节施工组织计划………………………………………………………12第七节施工机械及设备……………………………………………………13第八节钢板桩施工………………………………………………………13第九节基坑监测措施………………………………………………………16第十节施工工期………………………………………………………17第十一节质量保证措施…………………………………………………17第十二节安全施工措施…………………………………………………17第十三节文明施工措施……………………………………………………202塔吊基础基坑钢板桩支护方案第一节工程概况1、一般概况拟本工程地下四层，地上25层，建筑高度99.9m，机房最高点109.49m。本单体总建筑面积178903.00㎡；其中地下46325.0㎡；地上132578.0㎡。建筑基底面积7583.0㎡。地下室按后浇带划分为三纵三横9个施工区段。工程±0.000相当于绝对标高20.000m；基坑底标高：-18.800m；结构底板顶标高-18.000m。基坑顶标高：15.6～20.5m。开挖深度：19.3m。基坑支护采用：Φ1000@1200支护桩，支护桩间∅600@1200双管旋喷桩。基础边至护坡桩内侧设计间距1500～2000mm。本工程地上部分南侧为7层门诊楼,东、西、北三面均为25层塔楼。程“U”字型连成整体。本工程西侧紧邻为一标三层地下车库，目前基本已施工完成。2、设计概况1、根据施工现场材料转运需要先安装基坑北面3#塔吊投入使用，由于基坑北面3#塔吊的位置在临时施工道路旁不能进行大面积放坡开挖，所以现场采取打钢板桩把塔吊基础基坑位置围护起来，进行塔吊基础土方开挖。2、钢板桩平面位置图、定位图、剖面图：34第二节编制依据一、祈福医院门诊、住院楼及连廊工程设计图纸；二、祈福医院门诊、住院楼及连廊工程《岩土工程勘察报告》；三、祈福医院门诊、住院楼及连廊工程超前钻记录；四、祈福医院门诊、住院楼及连廊工程冲孔桩施工记录；五、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；六、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；5工程地质条件1、基坑北面3#塔吊的地质情况：6根据地形勘察报告，该场地范围内地层自上而下分为：杂填土层、淤泥土层、粉细矿层、强（中）风化砂岩层和微风化岩层。一、杂填土层：层厚约9.0m；二、淤泥质土层：层厚约2.3m；三、粉质粘土层：层厚约7.4m；四、砂质粘土层：层厚约13.2m；五、全风化岩层：层厚约6.9m；六、强风化岩层：层厚约6.4m七、中、微风化岩层。2、塔吊基础土方开挖段处于砂质粘土层至全风化岩层。第四节钢板桩支护设计思路及要点根据基坑北面3#塔吊基础地质情况特点，本工程钢板桩主要作用是为了围护基础外土方，同时防止地下水及基坑内的水流入，起到支护边坡的作用。设计要点如下：一、采用拉森式（U）型钢板桩，桩长8～10m；二、钢板桩穿过砂质粘土层，进入全风化岩面；三、钢板桩沿基坑连续设置成封闭的帷幕周长为35.8M；四、为保证基坑安全，钢板桩帷幕上设置一道连续的工字钢或槽钢围檩以加强钢度及整体性。7第五节钢板桩稳定性计算计算书一、编制依据本计算书的编制参照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），《土力学与地基基础》（清华大学出版社出版）等编制。二、参数信息重要性系数：1.00；开挖深度度h：5.70m；基坑外侧水位深度hwa：4m；基坑内侧水位深度hwp：3.00m；桩嵌入土深度hd：2.3m；基坑边缘外荷载形式：荷载局部布置均布荷载的分布宽度b0：0m；荷载边沿至基坑边的距离b1：1.50m；土坡面上均布荷载值q0：1.00kN/m；悬臂板桩材料：40a号槽钢；弹性模量E：206000N/mm2；强度设计值[fm]：205N/mm2；桩间距bs：0.50m；截面抵抗矩Wx：878.9cm3；截面惯性矩Ix：17577.90cm4；基坑土层参数：序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力浮容重(m)(kN/m3)(°)(kPa)(kN/m3)1粘性土3191610202风化岩6.921.532.53021三、土压力计算81、水平荷载（1）、主动土压力系数：Ka1=tan2（45°-φ1/2）=tan2（45-16/2）=0.568；Ka2=tan2（45°-φ2/2）=tan2（45-16/2）=0.568；Ka3=tan2（45°-φ3/2）=tan2（45-32.5/2）=0.301；Ka4=tan2（45°-φ4/2）=tan2（45-32.5/2）=0.301；Ka5=tan2（45°-φ5/2）=tan2（45-32.5/2）=0.301；（2）、土压力、地下水以及地面附加荷载产生的水平荷载：第1层土：0~1.5米；σa1上=P1Ka1-2C1Ka10.5=0×0.568-2×10×0.5680.5=-15.071kN/m；σa1下=(γ1h1+P1)Ka1-2C1Ka10.5=[19×1.5+0]×0.568-2×10×0.5680.5=1.112kN/m；第2层土：1.5~3米；H2'=∑γihi/γ2=28.5/19=1.5；σa2上=[γ2H2'+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka2-2C2Ka20.5=[19×1.5+0+0.333]×0.568-2×10×0.5680.5=1.302kN/m2；σa2下=[γ2(H2'+h2)+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka2-2C2Ka20.5=[19×(1.5+1.5)+0+0.333]×0.568-2×10×0.5680.5=17.485kN/m2；第3层土：3~4米；H3'=∑γihi/γ3=57/21.5=2.651；9σa3上=[γ3H3'+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka3-2C3Ka30.5=[21.5×2.651+0+0.333]×0.301-2×30×0.3010.5=-15.661kN/m2；σa3下=[γ3(H3'+h3)+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka3-2C3Ka30.5=[21.5×(2.651+1)+0+0.333]×0.301-2×30×0.3010.5=-9.19kN/m2；第4层土：4~6米；H4'=∑γihi/γ4=78.5/21.5=3.651；σa4上=[γ4H4'+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka4-2C4Ka40.5=[21.5×3.651+0+0.333]×0.301-2×30×0.3010.5=-9.19kN/m2；σa4下=[γ4H4'+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka4-2C4Ka40.5+γ'h4Ka4+0.5γwh42=[21.5×3.651+0+0.333]×0.301-2×30×0.3010.5+21×2×0.301+0.5×10×22=23.452kN/m2；第5层土：6~8米；H5'=H4'=3.651；σa5上=[γ5H5'+P1]Ka5-2C5Ka50.5+γ'h5Ka5+0.5γwh52=[21.5×3.651+0]×0.301-2×30×0.3010.5+21×2×0.301+0.5×10×22=23.351kN/m2；σa5下=[γ5H5'+P1]Ka5-2C5Ka50.5+γ'h5Ka5+0.5γwh52=[21.5×3.651+0]×0.301-2×30×0.3010.5+21×4×0.301+0.5×10×42=95.993kN/m2；（3）、水平荷载：Z0=(σa1下×h1)/(σa1上+σa1下)=(1.112×1.5)/(15.071×1.112)=0.103m；第1层土：Ea1=0.5×Z0×σa1下=0.5×0.103×1.112=0.057kN/m；作用位置：ha1=Z0/3+∑hi=0.103/3+6.5=6.534m；第2层土：Ea2=h2×(σa2上+σa2下)/2=1.5×(1.302+17.485)/2=14.09kN/m；作用位置：ha2=h2(2σa2上+σa2下)/(3σa2上+3σa2下)+∑hi=1.5×(2×1.302+17.485)/(3×1.302+3×17.485)+5=5.535m；第3层土：Ea3=h3×(σa3上+σa3下)/2=1×(-15.661+-9.19)/2=-12.425kN/m；作用位置：ha3=h3(2σa3上+σa3下)/(3σa3上+3σa3下)+∑hi=1×(2×-15.661+-9.19)/(3×-15.661+3×-9.19)+4=4.543m；第4层土：10Ea4=h4×(σa4上+σa4下)/2=2×(-9.19+23.452)/2=14.262kN/m；作用位置：ha4=h4(2σa4上+σa4下)/(3σa4上+3σa4下)+∑hi=2×(2×-9.19+23.452)/(3×-9.19+3×23.452)+2=2.237m；第5层土：Ea5=h5×(σa5上+σa5下)/2=2×(23.351+95.993)/2=119.344kN/m；作用位置：ha5=h5(2σa5上+σa5下)/(3σa5上+3σa5下)+∑hi=2×(2×23.351+95.993)/(3×23.351+3×95.993)+0=0.797m；土压力合力：Ea=ΣEai=0.057+14.09+-12.425+14.262+119.344=135.328kN/m；合力作用点：ha=ΣhiEai/Ea=(0.057×6.534+14.09×5.535+-12.425×4.543+14.262×2.237+119.344×0.797)/135.328=1.101m；2、水平抗力计算（1）、被动土压力系数：Kp1=tan2（45°+φ1/2）=tan2（45+32.5/2）=3.322；（2）、土压力、地下水产生的水平荷载：第1层土：5.7~8米；σp1上=2C1Kp10.5=2×30×3.3220.5=109.366kN/m；σp1下=γ1h1Kp1+2C1Kp10.5=21.5×2.3×3.322+2×30×3.3220.5=273.661kN/m；（3）、水平荷载：第1层土：Ep1=h1×(σp1上+σp1下)/2=2.3×(109.366+273.661)/2=440.48kN/m；作用位置：hp1=h1(2σp1上+σp1下)/(3σp1上+3σp1下)+∑hi=2.3×(2×109.366+273.661)/(3×109.366+3×273.661)+0=0.986m；土压力合力：Ep=ΣEpi=440.48=440.48kN/m；合力作用点：hp=ΣhiEpi/Ep=(440.48×0.986)/440.48=0.986m；四、验算嵌固深度是否满足要求根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)的要求，验证所假设的hd是否满足公式；hp∑Epj-1.2γ0haEai≥00.99×440.48-1.2×1.00×1.10×135.33=255.40；满足公式要求！11五、抗渗稳定性验算根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)要求，此时可不进行抗渗稳定性验算！六、结构计算1、结构弯矩计算弯矩图(kN·m)变形图(m)悬臂式支护结构弯矩Mc=42.68kN·m；12最大挠度为:0.02m；2、截面弯矩设计值确定：M=1.25γ0Mc截面弯矩设计值M=1.25×1.00×42.68=53.35；γ0----为重要性系数，按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）,表3.1.3可以选定。七、截面承载力计算1、材料的强度计算：σmax=M/(γxWx)γ