[河南]武警办公楼基坑支护与降水设计.doc

绪 论 80年代以来，随着我国经济建设的不断发展，高层建筑不断的增加随着建筑高度的增加，根据构造要求与使用要求，基础的埋深也随之不断的增加。为确保基础工程的安全施工，及其周边建筑物的安全，须对因基础施工的要求而开挖的基坑进行有效的支护。 建筑物的基坑支护设计是一门从实践中发展起来的技术。随着我国建设的发展，基坑支护技术有了较大的提高，出现了很多基坑支护型式。目前常用的基坑支护结构型式主要有以下几种： （1）放坡开挖及简易围护结构； （2）悬臂式围护结构； （3）重力式围护结构； （4）内撑式围护结构； （5）拉锚式维护结构； （6）土钉墙围护结构； （7）其他围护结构。 同时，随着基坑支护工程的发展，基坑支护设计理论也有很大的提高。初期的设计理论主要基于挡土墙设计理论。对于悬臂式支护结构，根据朗肯土压力计算方法确定墙土之间的土压力，也就是支护结构上的作用荷载及反作用力按主动土压力与被动土压力分布考虑，以此按静力方法计算出挡土结构内力。对于支点结构，则采用等值梁法计算支点力及结构内力。由于基坑支护结构与一般的挡土墙受力机理的不同，按经典方法（极限平衡法或等值梁）计算结果与支护结构内力实测结果相比，在大部分情况下偏大，且难以支护结构的变形。 随着电子计算机运用的普及，弹性地基梁法（“c”法、“k”法、“m”法）及将围护结构与土体一并离散的有限元法，在挡土结构分析中日渐受到工程界的重视。他们能够考虑支挡结构的平衡条件和结构与土的变形协调，并可有效地计入开挖过程中的多种因素的影响。同时从支挡结构的水平位移可以初步的估计开挖对邻近建筑物的影响程度。但是这两种方法仍然存在一定的缺陷：（1）未能考虑地下水的存在与渗透效应，和水土合算法一样，不能反应水位高低的区别；（2）采用有限元法时，究竟选用何种本构关系或计算模型，土的参数如何确定，以及塑性区范围和稳定性之间定量关系缺乏经验；（3）采用弹性地基梁法时，计算参数难以确定，现有的文献提供的范围，大小差别很大，其准确度还缺乏实测资料验证。另外，弹性地基梁法只能计算变形，基本上没有考虑土的强度问题。因此，无法直接确定围护墙的必要入土深度。 尽管弹性地基梁法与有限元法的理论不是很完善，但是和经典方法相比，还是有很大的优越性，在显示的基坑支护的设计中仍然广泛的使用。 工程实践表明，大大小小的基坑工程事故大多与地下水有关。在其基坑开挖期间，一些最坏的情况都是出现在地下水以下，它不仅使工作条件变得恶劣，且易造成管涌、基底隆起，甚至造成周边建筑物的沉降、倾斜、裂缝、倒塌等严重的工程事故。因此，基坑工程必须对地下水进行有效控制。其目的是：①获得基坑开挖的干作业空间；②保证基坑边坡和底板的稳定性；③保证邻近的建筑物的正常的使用。目前，防渗隔离和降、排是地下水处理的主要方法。因此，地下水处理的好坏，是决定基坑工程成败的重要因素。 拟建武警xx边防总队办公楼位于郑州市金水路东部武警边防总队院内。拟建办公楼地上9层，地下1层，裙楼地上2层，地下1层，地下车库均为停车场。该基坑深约5.7m，地下水位埋深1.5m。 该基坑由于其特殊的场地和周边的环境条件，基坑的南、北两侧必须竖直开挖，而东、西两侧的上部可以适当的放坡，下部须采用竖直开挖。同时结合该场地的工程地质条件，确定该基坑的东西两侧和北侧食堂段采用土钉墙支护，在基坑的南侧和基坑北侧办公楼段采用桩锚支护。由于该场地地下水位埋藏较浅，对基坑支护和开挖影响较大，故须进行基坑降水。结合该场地的水文地质条件，本基坑采用喷射井点降水的方法。同时考虑到基坑的降水会给基坑周边的建筑物和地下管线的正常使用带来不利的影响，故在基坑的周边设置了闭合竖向止水帷幕以及采取了相应的回灌措施。 本设计主要设计依据： （1）黄河勘测规划有限公司的《xx省公安边防总队办公楼岩土工程勘察报告》 2004.3 （2）《建筑基坑工程技术规程》（JGJ120－99） （3）《建筑地基基础设计规范》（GBJ5007－2001） （4）《土层锚杆设计与施工规范》（CESC22：90） （5）《锚杆喷射混凝土技术规范》（GBJ86－85） （6）《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111－98） 第一章 工程概况及场地地质条件 第一节 工程概况 拟建武警xx省边防总队办公楼位于郑州市金水路东部武警边防总队院内，金水路与107国道交叉口南西部。拟建办公楼地上9层，地下2层；裙楼地上2层，地下1层，地下车库均为停车场。该基坑深度为自然地坪向下5.7m（室内外高差为1.60m）。基坑大致呈长方形，开挖面积约为3000m2。 第二节 场地工程地质条件 1.2.1 场地地形、地貌 拟建工程场地位于郑州市金水路东部武警边防总队院内金水路与107国道交叉口南西部。东邻107国道。地貌单元属于黄河泛滥冲积平原。在