xx公寓边坡支护施工方案设计毕业论文.doc
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1、. . .xx公寓边坡支护施工方案设计毕业论文目 录1 前言131.1 课题研究背景131.2 本文研究目的和容132 编制依据143 工程概况153.1 工程概况153.2 工程地质与水文地质条件153.2.1 工程地质条件163.2.2 地下水163.3 基坑稳定性分析174 基坑边坡支护设计184.1 边坡支护的目的:184.2 支护方案选择184.2.1 基坑支护体系的选择原则184.2.2 常见支护结构特性与适用围184.2.3 放坡开挖特性与使用围184.2.4 土钉支护特性与使用围184.2.5 悬臂式支护结构特性与使用围194.2.6 水泥土重力式围护结构与适用围194.2.7
2、 撑式支护结构与适用围204.2.8 拉锚式支护结构与适用围204.2.9 其它形式支护结构与适用围214.3 基坑支护设计原则214.4 基坑支护备选方案214.5 基坑支护方案的确定224.6 支护设计数据234.7 支护剖面设计参数235 施工方案255.1 土钉墙支护施工方案255.1.1 施工工艺流程255.1.2 坡面施工255.1.3 土钉施工255.1.4 混凝土面层施工255.1.5 技术质量要求265.1.6 喷锚支护过程中可能遇到的问题和解决方案265.2 稳定性分析计算275.3 土钉(含锚杆)抗拉承载力的计算:315.4 土钉墙整体稳定性的计算:325.5 抗滑动与抗
3、倾覆稳定性验算355.6 边坡变形监控施工方案375.6.1 开挖监控目的、项目375.6.2 边坡变形监测方法375.6.3 边坡变形监测报警值385.6.4 成果资料385.6.5 工序管理与信息反馈386 结论39参考文献40致谢411前言1.1课题研究背景近年来,全国工程建设突飞猛进,高层建筑如雨后春笋般迅速发展。随着建筑的高度不断增高,基础相应加深,基坑开挖边坡支护安全已成为高层建筑施工时不可忽视的重要环节,应予以高度重视。在大量的工程实践过程中,大都存在对边坡工程病害特征和性质认识不清,治理工程措施不力等诸多问题,常常会造成边坡工程变形和破坏,或因治理方案过于保守,造成不必要的浪费
4、。为了满足安全可靠和经济合理双重目标,对高边坡病害特征的深入分析和对其治理工程方案的慎重选择显得十分重要。为保证边坡与其环境安全,对边坡应采取支挡、加固与防护措施。因此.对基坑开挖与支护的计算与设计理论、施工技术等的要求也越来越高。通过对大量资料的查阅和学习,我发现:基坑支护工程的设计与施工,既要保证整个支护结构在施工过程中的安全,又要控制结构和周围土体变形,以保证周围环境(相邻建筑物和地下公共设施等) 的安全,也要考虑经济能力。因此如何确保基坑工程的安全可靠、经济合理、实用可行是当前现代化城市建设中一个非常重要和迫切的问题。1.2本文研究目的和容基坑支护方式五花八门,如何安全、合理地选择适宜
5、的支护结构并根据基坑工程的特点进行科学的设计以满足基坑稳定性和经济合理是基坑工程主要解决的主要容。因此,本文主要着重研究了以下四方面的容:1通过分析工程现状,初步确定基坑支护的方法和设计思路;2根据现场状况确定放坡、支锚、土压力分析与系数调整等信息,并对基坑进行一些验算,对设计的合理性进行理论探讨;3在施工过程中进行方案优化,随着现场地质情况的变化调整设计方案;4在施工过程中加强水平位移监测,与时掌握支护系统与周围环境动态变化,对监测所得的信息进行研究,指导施工,确保基坑稳定,使施工信息化、科学化;2编制依据2.1xxx基础板配筋平面图;2.2xxx项目岩土工程勘察报告;2.3现行国家、地方有
6、关法律、法规序号法规名称类别1中华人民国建筑法国家2中华人民国计量法国家3建设工程质量管理条例国家4中华人民国合同法国家5中华人民国产品环境保护法国家6中华人民国安全生产法国家7城市市容和环境卫生管理条例国家2.4、 现行有关施工规、规程序号规程、规名称类别编号1建筑地基基础设计规国家GB50007-20022岩土工程勘察规国家GB50021-20013工程测量规国家GB50026-20074建筑基坑工程监测技术规国家GB50497-20095建筑变形测量规行业JGJ8-20076建筑桩基技术规行业JGJ94-20087建筑基坑支护技术规程地方DB11/489-20078建筑地基与基础工程施工
7、质量验收规程国家GB50202-20029建筑施工测量技术规程地方DB11/T446-200710建筑工程资料管理规程地方DBJ01-51-200311市建筑工程施工安全操作规程地方DBJ01-62-20023工程概况3.1工程概况 本工程位于市xxxx,位于xxxx北面。 本工程由xx栋住宅楼各建筑物的设计条件参数见下表:拟建建筑物设计条件一览表建筑物编号与使用性质层数(地上/地下)结构基础埋深(m)X#住宅楼X剪力墙约7X#住宅楼X剪力墙约7X#住宅楼X剪力墙约7住宅楼剪力墙约7住宅楼剪力墙约7住宅楼剪力墙约7住宅楼剪力墙约7住宅楼剪力墙约7住宅楼剪力墙约7住宅楼剪力墙约7住宅楼剪力墙约7
8、住宅楼剪力墙约7住宅楼剪力墙约7住宅楼剪力墙约7住宅楼剪力墙约7Xx框架/Xx框架/Xx框架/Xx框架约7本工程为以上建筑超过9m的深基坑边坡支护,基础埋深均按9.0m考虑 周边暂为空旷场地,无重要构建筑物。3.2工程地质与水文地质条件根据甲方提供的xx岩土工程勘察报告,拟建场地地形基本平坦。3.2.1工程地质条件人工填土层 素填土层:黄褐色、褐黄色,中密,稍湿,含云母、植物根、姜石,部分地层粉质粘土和粘质粉土与砂粉相互交织,厚度0.502.80m。 杂填土杂色,稍密,稍湿,含砖块、水泥块、煤渣、灰块等,厚度0.502.80m。 新近沉积层粉质粘土层:黄褐色、褐黄色,可塑,含云母、氧化铁、螺壳
9、,厚度0.302.90m。粘质粉土层:黄褐色、褐黄色,中密,湿,含云母、螺壳、姜石,厚度0.33.30m。一般第四纪沉积层。粘质粉土层:褐黄色,中密,湿,含云母、氧化铁、有机质,厚度0.105.10m。粉质粘土:褐黄色,中密,湿,可塑,含云母、氧化铁、有机质,厚度0.304.00m。粉质粘土层:褐黄色,中密,湿,含云母、氧化铁,厚度0.104.10m。细砂粉砂层:褐黄色,中上密密实,湿,含云母、长石、石英、少量圆砾,厚度0.17.2m。粉砂细砂层:褐黄色,中上密密实,湿,含云母、长石、石英、少量圆砾,厚度0.32.3m。粘质粉土、粉质粘土层:褐黄色,中上密密实,湿,含云母、氧化铁、姜石,厚度0
10、.500.60m。圆砾、卵石层:杂色,密实,以30左右中砂充填,最大粒径68cm,一般粒径24cm,厚度0.404.8m。粉质粘土层:褐黄色,湿,可塑硬塑,含云母、氧化铁、姜石,厚度0.203.00m。粘质粉土层:褐黄色,中密,湿,含云母、氧化铁、姜石,厚度0.22.5m。砂质粉土层:褐黄色,中密,湿,含云母、氧化铁,厚度0.42.1m。重粉质粘土层:褐黄色,可塑,含云母、氧化铁、细砂约20,厚度0.903.00m。圆砾、卵石层:杂褐黄色,中密,以30左右中砂充填,磨圆度较好;卵石最大粒径15cm,一般24cm,厚度0.223.6m。该层部分钻孔为穿透。细中砂层:褐黄色,密实,湿,含云母、长石
11、、石英、少量圆砾,厚度0.35.3m。粉质粘土层:褐黄色,可塑,含云母,氧化铁,厚度0.32.00m。粘质粉土层:褐黄色,中密,湿,含云母、氧化铁,厚度0.31.2m。该层未穿透。3.2.2地下水本工程勘探钻孔最深xx,未发现地下水,但不排除在丰水季节浅布分部有上层滞水的可能。根据区域地质资料,拟建场区历年最高地下水位可接近自然地面;另根据祥龙通达建筑加固工程近几年观测资料,场区近35年来最高地下水标高为xx左右。本次岩土工程勘察期间在xx孔取土,进行了2组土的腐蚀性检测,根据检测报告,确定拟建场区土对混凝土、钢筋和钢结构为微腐蚀性,因此可不予考虑。3.3基坑稳定性分析在基坑开挖过程中,边坡失
12、稳是因为基坑开挖引起角点附近发生剪应力集中,同时在围压减小的情况下首先达到塑性状态并由于抗剪强度的部分丧失使得土体部发生应力重新调整,从而塑性区不断向坡后土体中扩散。在基坑开挖中,由于坡后下方土体出现的塑性区向斜上方发展和基坑顶部水平地面出现的裂缝向斜下方发展的共同作用下,当土体边坡裂缝与塑性区发展到相互接近的时候,边坡最终失稳破坏。在基坑边坡最终失稳破坏时,基坑坑壁后面地表沉降的最大值并不是发生在基坑边坡的顶点,而是出现在靠近拉裂缝附近。即使在基坑边坡面很远处,仍有一定的沉降发生,这就是导致基坑周围建筑物开裂、破坏的主要原因。在工程当中为了保证基坑边坡的稳定安全,要对边坡进行有效、经济的边坡
13、支护方案设计4基坑边坡支护设计4.1边坡支护的目的:1、保证土方顺利开挖2、保证结构施工空间,使结构工程顺利施工。3、保证边坡的稳定安全。4、避免边坡位移过大,保证对周边环境与建(构)筑物的保护。4.2支护方案选择4.2.1基坑支护体系的选择原则基坑支护体系一般包括两部分:挡土体系和止水降水体系。基坑支护结构一般要承受土压力和水压力,起到挡土和挡水的作用。一般情况下支护结构和止水帷幕共同形成止水体系。但还有两种情况:一种是止水帷幕自成止水体系,另一种是支护本身也起止水帷幕的作用。要合理选择基坑支护的类型,一方面要深刻了解各种支护型式的特点,包括其合理性、优点和缺点,另一方面要结合地质条件和周边
14、的环境和工程造价进行综合考虑。4.2.2常见支护结构特性与适用围常见的基坑支护结构型式主要可以分为:放坡开挖,悬臂式支护结构,撑式支护结构,重力式支护结构,拉锚式支护结构,土钉墙支护结构等。4.2.3放坡开挖特性与使用围 放坡开挖是选择合理的基坑边坡以保证在开挖过程中边坡的稳定性,包括坡面的自立性和边坡整体稳定性。放坡开挖费用较低,但挖土与回填土方量较大。放坡适用十场地开阔,地基土质较好,开挖深度不深的工程。 为了增加基坑边坡的整体稳定性,减少开挖与回填的土方量,在放坡过程中,常采用简单的支护形式。如在坡脚堆砌块石或装土草袋挡土,或者是在坡脚采用短桩隔板支护等。4.2.4土钉支护特性与使用围土
15、钉支护结构的机理可理解为通过在基坑边坡中设置土钉,形成加筋重力式挡墙,起到挡土作用。土钉支护费用较低,适应性强,随挖随支,土方开挖完毕既支护完毕,工期短。土钉支护结构适用十地下水位以上或者人工降水后的粘性土、粉土、杂填土与非松散砂土、卵石土等,不适用十淤泥质土与未经降水处理地下水位以下的土层。土钉支护简图4.2.5悬臂式支护结构特性与使用围 悬臂式支护结构常采用钢筋混凝土桩排桩墙、钢板桩、木板桩、钢筋混凝土板桩、地下连续墙等形式。根据理论分析和工程经验,悬臂式支护桩桩身弯矩随土压力、基坑深度、桩径以与配筋的变化fu变化,但最大弯矩往往发生在基底平面以下不远区域悬臂式结构对开挖深度很敏感,容易产
16、生较大的变形,对相邻建(构)筑物产生不良影响。悬臂式围护结构适用十土质较好、开挖深度较浅的基坑工程。悬臂式支护简图见图1-7 4.2.6水泥土重力式围护结构与适用围 目前在工程中用得较多的水泥土重力式围护结构,常采用深层搅拌法形成,有时也采用高压喷射注浆法形成。为了节省投资,常采用格构体系(见图1-9)。水泥土与其包围的天然土形成重力式挡墙支挡周围土体,保持基坑边坡稳定。深层搅拌水泥土桩重力式围护结构常用十软粘土地区开挖深度在6.0m以的基坑工程,采用高压喷射注浆法施工可以在砂类土地基中形成水泥土挡墙。水泥土抗拉强度低,水泥土重力式围护结构适用十较浅的基坑工程,其变形也比较大。水泥土重力式围护
17、结构简图见图1-84.2.7撑式支护结构与适用围 撑式支护结构由支护结构体系和撑体系两部分组成。支护结构体系常采用钢筋混凝土排桩、SMW工法、钢筋混凝土咬合桩和地下连续墙型式。撑体系可采用水平支撑和斜支撑。根据不同开挖深度又可采用单层水平支撑、二层水平支撑与多层水平支撑,分别如图1-10 (a) (b)与(d)所示。当基坑平面面积很大,而开挖深度不太大时,宜采用单层斜支撑。如以下图4.2.8拉锚式支护结构与适用围 拉锚式支护结构由支护结构体系和锚固体系两部分组成。支护结构体系同十撑式支护结构,常采用钢筋混凝土排桩墙和地下连续墙两种。锚固体系可分为锚杆式和地面拉锚式两种。随基坑深度不同,锚杆式也
18、可分为单层锚杆、二层锚杆和多层锚杆。地面拉锚式支护结构和双层锚杆式支护结构示意图分别如图1-11 (a)和(b)所示。地面拉锚式支护结构需要有足够的场地设置锚桩,或其它锚固物。锚杆式需要地基土能提供较大的锚固力。锚杆式较适用于砂土地基或粘土地基4.2.9其它形式支护结构与适用围 其它形式支护结构主要有门架式支护结构、拱式组合型支护结构、喷锚网支护结构、加筋水泥土墙支护结构、沉井支护结构和冻结法支护结构等。门架式支护结构的支护深度比悬臂式支护结构深,适用十开挖深度已超过悬臂式支护结构的合理支护深度的基坑工程;喷锚网支护结构是由锚杆(或锚索)、钢筋网喷射混凝土面层与边坡土体组成,其结构形式与土钉支
19、护结构类似,其受力机理类同锚杆,有时称为土中锚杆,常用十土坡稳定加固,不适用十含淤泥土和流砂的土层;加筋水泥土挡墙支护结构是在水泥土中插入型刚而形成,以提高水泥土的抗拉强度,增加水泥土重力式挡墙支护结构的支护深度。4.3基坑支护设计原则选择基坑支护方案时,应综合分析工程地质条件、支护深度、放坡条件、边坡荷载、相邻建筑、周边地上、地下环境特点等,充分考虑影响边坡安全稳定的不利因素,并遵循以下原则:1、坚持安全第一的原则,支护设计必须确保边坡的安全与稳定。2、兼顾经济性原则,支护设计应在确保安全前提下尽量降低成本和造价。3、保证高效性原则,支护设计应在施工工艺上较为便捷,可高效率完成。4.4基坑支
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