第一部分 基坑围护设计说明
1.工程概况及周围环境分析
1.1 工程概况
工程名称：龙港镇新兰村龙新小区农民公寓
地理位置：温州市龙港镇新兰村
建设单位：龙港新农村建设投资有限公司
主体设计单位：北京通程泛华建筑工程顾问有限公司
主体结构概况：该工程总建筑面积约46204m2。其中地下建筑面积10482m2，包括3幢住宅楼，其中1号楼为12～13层与17～18层相连的高层住宅，并设有2层裙房，2号楼为9～10层的住宅楼，3号楼为18～19层的住宅楼，并设有一层地下室。拟建建筑主体采用框架-剪力墙结构，基础采用钻孔灌注桩基础。
1.2 基坑深度
该工程±0.000相当于黄海高程4.500m，现状场地较为平整，标高约为3.000m，即相当于建筑标高-1.500m。
地下室底板面标高-5.150m，底板厚度为450mm，垫层为150mm厚混凝土、200mm片石灌砂，桩承台高度为1.20～1.40m。基坑挖深应考虑至较深承台垫层底，坑底标高为-6.900m，则基坑挖深为5.40m。
电梯井深坑承台垫层底标高-9.550m，则电梯井部分挖深3.60m（算至底板垫层底）。
1.3 周边环境分析
基坑北侧为白河路，该道路目前未铺设路基、管线等，现状为一条乡间土路，宽度约7.0m，后期将为该工程主要进出道路，路的北侧是空地。
基坑其余三侧目前均为空地（主要为农田）。
2.工程地质条件
拟建场地勘探深度范围内分布有地表硬壳黏土、淤积软土、深部黏性土、冲积圆砾层等，共划分为5个工程地质层及8个亚层，基坑开挖影响范围内的土层现分别详述如下：
①土（al-lQ43）。灰褐、灰黄色，含少量铁锰质氧化物、腐殖质，表面20cm为较松散的耕植物，可～软塑，中～高压缩性。底部逐渐向淤泥层过度；层厚1.4～1.6m，全场均有分布。
②1淤泥（mQ42）。青灰色；含少量腐殖质及贝壳碎屑，流塑，高压缩性，高灵敏度；层厚14.30～14.70m。
②2淤泥（mQ42）。青灰色；含少量腐殖质及贝壳碎屑，与上层无明显界限，呈过度关系；流塑，高压缩性，高灵敏度；层厚19.00～20.00m。
表9-3 地基土物理力学指标一览表
对基坑有影响的地下水主要是孔隙潜水。孔隙潜水主要赋存于淤泥中，水量较小，渗透性差，为弱～微透水层，水位埋深较浅，地下水初见水位埋深1.5～3.1m，稳定水位埋深0.50～1.30m，长年水位变幅一般小于2.00m。主要接受大气降水的补给，地下水位受大气降水的影响变化较大。地下水以蒸发和向内河渗流方式排泄。
3.基坑围护设计方案
3.1 该工程的特点
综合分析场地地理位置、土质条件、基坑开挖深度及周围环境的影响，该工程具有以下特点：
（1）基坑开挖面积较大，开挖面积约12485m2，围护结构外围周长492m。
（2）基坑开挖深度一般，基坑深度为5.40m，电梯井挖深3.60m。
（3）场地土开挖范围内为流塑性的淤泥，土质很差，需特别注意该土层的不利影响。
（4）周围环境条件较好：基坑北侧白河路目前未修建，现状为普通乡间土路，其余三侧均为空地（农田）。
（5）基坑安全等级为二级，重要性系数为1.0。
3.2 基坑围护方案的比较与确定
根据该工程地下室基坑的特点，在“安全、经济、方便施工”的原则下，对各种围护方案进行技术可行性、经济合理性进行分析、比较。
（1）该工程周边环境一般、土质很差，根据相同土质情况的工程经验和温州市对深基坑支护的相关规定，采用大放坡及土钉支护不具可行性。
（2）基坑面积较大，如采取排桩结合支撑支护，则造价较高且施工周期较长，在经济性和方便施工方面不具有优势。
（3）如采用排桩结合斜支撑支护、中心岛开挖的方式，则与上述方案相比可节约部分造价，但需在地下室留设施工缝，且保留的三角土部分挖除较为困难，施工难度较大。
（4）双排悬臂式支护位移较大，造价不具有优势。结合以上各种围护形式的比较，并根据温州地区相关工程经验，为了满足“安全、经济、方便施工”三大原则，确定采取如下围护方案：
采用单排ϕ850@600三轴水泥搅拌桩内插H700×300×13×24型钢，并结合一道可回收扩孔式锚杆支护，锚杆杆体采用2根ϕ15.2钢绞线；局部转角位置采用双排SMW工法桩支护。坑底加固采用多排ϕ700@500双轴水泥土搅拌桩加固。坑中坑采用多排ϕ700@500双轴水泥土搅拌桩挡墙支护。
4.围护结构的施工要求
可回收扩孔式锚杆
（1）扩孔式锚杆杆体采用2ϕ15.2钢绞线，水泥采用42.5MPa普通硅酸盐水泥。
（2）注浆体采用水灰比为1.0～1.5的纯水泥浆，喷浆量不小于200kg/m。
（3）水泥土28d龄期的单轴无侧限抗压强度应达到0.6MPa以上。
（4）扩孔式锚杆桩体采用高压旋喷桩成桩，内部插入钢绞线。扩孔式锚杆施工，桩-锚应通过可拆卸的方式将带有锚筋的锚杆钻头装配到钻杆的前段，一边通过旋转上述钻杆，在土体中进行钻孔，一边将锚杆钻头及钢绞线带入土体，同时通过钻杆的中空通道，向孔壁高压旋喷注浆成桩，直至设计深度，将上述钻杆前段与钻头拆开，形成水平锚桩。桩体端头部位应进行往复四次以上复喷。
（5）钻孔前，根据设计要求定出孔位，并做好标记；穿过水泥搅拌桩处应采用预开孔。
（6）钻孔水平及垂直方向孔距允许偏差为±50mm，角度允许偏差为3°。
（7）杆体材料制作前应清除表面油污及锈膜，钢绞线严禁有接头，严禁使用焊枪断料。
（8）扩孔式锚杆的施工应采用钻进、搅拌、旋喷、插筋一次性完成，拆除时，应将钢绞线全部回收。
（9）杂填土中桩-锚喷射压力为5～8MPa，淤泥等软土中喷射压力为15～20MPa。钻杆退至孔口5m范围内应减压至5MPa以下。
（10）桩-锚应在其施工完成后15d进行张拉，锚索锁定荷载为50kN/m。
（11）为保证钻头顺利钻入，头部应带浆钻入，喷浆量可减小至约50kg/m。
（12）正式施工前应选择代表性部位进行4根锚桩基本试验，试验报告要求提供上拔力位移曲线，并将基本试验结果及时通知设计，以便对锚桩进行调整。基本试验锚桩为长度18m、20m各两根，端部2m复喷4次。
其余非锚杆部分施工要求略。
第二部分 基坑围护结构分析计算说明
1.围护布置及计算参数取值说明
基坑开挖深度影响范围内土体为1黏土、2-1淤泥、2-1′淤泥。围护桩内力及变形采用应用较为广泛的m法进行计算。
计算选用的土体强度参数指标见第一部分。
考虑基坑安全等级为二级，重要性系数1.0。
计算时靠近出土口处考虑坑外荷载为40kPa，临设距离应距坑边大于10m，超载与其余区域均考虑为20kPa。
对于2-2剖面、4-4剖面计算挖深考虑至坑中部，型钢加长至15m，有效插入深度7.3m；出土口处型钢同样加长至15m且密插，有效插入深度8.6m。
计算双排桩剖面时，按等刚度原则将H700mm×300mm×13mm×24mm型钢等效成C30混凝土、700mm直径的钻孔桩。
计算范围内土层均为水土合算，计算采用各土层物理力学指标见表9-4。
表9-4 计算采用各土层物理力学指标
2.计算模型及计算结果
取一典型剖面——3-3剖面（桩-锚支护剖面）的计算作为示例（图9-7所示）。
图9-7 3-3剖面（桩—锚支护剖面）（单位：m）
[基本信息]
[放坡信息]
[超载信息]
[土层信息]
[土层参数]
[加固土参数]
[支锚信息]
[水泥土墙截面参数]
水泥土墙截面示意图
[工况信息]
[设计结果]
[结构计算](www.xing528.com)
[各工况]
内力位移包络图
[截面计算]
[内力取值]
截面1（-1.50m～11.50m）
一、采用弹性法计算结果
1.型钢截面承载力验算
∗∗∗抗弯计算截面距离墙顶3.22m
∗∗∗最大截面弯矩设计值
M=γF×γ0×Mk=1.25×1.00×116.23=145.29kN·m
∗∗∗抗剪计算截面距离墙顶5.29m
∗∗∗最大截面剪力设计值
Q=γF×γ0×Vk=1.25×1.00×75.92=94.90kN
1）型钢抗弯强度验算。
型钢抗弯强度满足！
2）型钢抗剪强度验算。
型钢抗剪强度满足！
2.型钢截面局部承载力验算
∗∗∗计算截面距离墙顶3.90m，最大土压力值为60.88kPa。
∗∗∗型钢与水泥土之间单位深度范围内的错动剪力标准值：
V1k=q1×L1/2=60.88×0.90/2=27.40kN/m
∗∗∗水泥土最薄弱截面处单位深度范围内的剪力标准值：
V2k=q1×L2/2=60.88×0.60/2=18.26kN/m
1）型钢与水泥土之间的错动抗剪验算。
型钢错动抗剪强度满足！
2）水泥土最薄弱截面处的局部抗剪强度验算。
最薄弱截面处的局部抗剪强度满足！
二、采用经典法计算结果
1.型钢截面承载力验算
∗∗∗抗弯计算截面距离墙顶6.90m
∗∗∗最大截面弯矩设计值
M=γF×γ0×Mb=1.25×1.00×83.21=104.02kN·m
∗∗∗抗剪计算截面距离墙顶4.83m
∗∗∗最大截面剪力设计值
Q=γF×γ0×Vk=1.25×1.00×59.24=74.05kN
1）型钢抗弯强度验算。
型钢抗弯强度满足！
2）型钢抗剪强度验算。
型钢抗剪强度满足！
2.型钢截面局部承载力验算
∗∗∗计算截面距离墙顶3.90m，最大土压力值为60.88kPa。
∗∗∗型钢与水泥土之间单位深度范围内的错动剪力标准值：
V1k=q1×L1/2=60.88×0.90/2=27.40kN/m
∗∗∗水泥土最薄弱截面处单位深度范围内的剪力标准值：
V2k=q1×L2/2=60.88×0.60/2=18.26kN/m
1）型钢与水泥土之间的错动抗剪验算同弹性法。
2）水泥土最薄弱截面处的局部抗剪强度验算同弹性法。
截面2（基坑面以下主动、被动土压力强度相等处）及截面3（基坑底面处）计算过程略。
式中 γcs——水泥土墙平均重度（kN/m3）；
γ0——支护结构重要性系数；
γf——作用基本组合的综合分项系数；
Mk——单位长度水泥土墙截面弯矩标准值（kN·m）；
W——水泥土墙截面模量或者型钢截面模量（m3）；
f——钢材的抗弯强度设计值（MPa）；
fv——型钢的抗弯强度设计值（MPa）；
Q——型钢水泥土墙的剪力设计值（kN）；
Sx——计算剪应力处的面积矩（cm3）；
I——型钢沿弯矩作用方向的截面惯性矩（cm4）；
δ——型钢腹板厚度（mm）；
fv——钢材的抗剪强度设计值（MPa）；
τ1——型钢与水泥土墙之间的错动剪应力标准值（MPa）；
q——计算截面处作用的侧压力标准值（kPa）；
L1——型钢翼缘之间的净距（m）；
de1——型钢翼缘处水泥土墙体的有效厚度（mm）；
τc——水泥土抗剪强度标准值（MPa）；
η1——剪力计算经验系数；
η2——水泥土抗剪强度调整系数；
τ2——水泥土最薄弱截面处的局部剪应力标准值（MPa）；
L2——水泥土最薄弱截面处的净距（m）；
de2——水泥土最薄弱截面处的的厚度（mm）；
V1k——型钢与水泥土墙之间单位深度范围内的错动剪力标准值（kN/m）；
V2k——水泥土最薄弱截面处单位深度范围内的剪力标准值（kN/m）。
[锚杆计算]
[锚杆水平方向内力]
[锚杆轴向内力]
[锚杆自由段长度计算简图]
锚杆自由段长度计算简图（单位：m）
稳定性验算略。
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