北京cbd国际大厦超深基坑工程设计(附件)
拟建场区位于北京市永安里通惠河畔，北侧为华彬国际大厦，与基坑相距1.95米为洗车房；南侧与通惠河之间为规划5米路和25米绿化带；西侧为通用时代，与基坑相距8米为通用时代售楼处；东侧为拟建SOHO空地，两建筑地下室外墙相距5.45米。总建筑面积7.2万m2，建筑层数为地下5层、地上26层，地下室外围尺寸91.55m×43.70m，基础埋深为－19.80m(局部－21.40m)。根据多方面的考虑，本工程支护结构采用土钉墙加桩锚支护形式。支护设计计算严格按照《建筑基坑支护规程》（JGJ120-2012）进行，采用了人工计算，主要有土压力计算，锚杆拉力、最大弯矩、锚杆长度计算，灌注桩截面设计及桩身配筋的计算，土钉墙的内力、长度、直径计算，锚杆及土钉墙的整体稳定性验算、抗滑移安全验算、抗倾覆验算、抗隆起验算、桩墙底地基承载力验算。另外，还采用北京“理正”深基坑支护设计软件进行了电算，以便比较分析。坑内采用管井降水。关键词 超深基坑，降水，桩锚支护，土钉墙目 录
1 前言 1
1.1 基坑支护结构的设计原则与方法? 1
1.2 支护结构的选型 2
1.3 支护结构的计算? 3
1.4 超深基坑工程的发展前景 4
2 工程结构设计概况 4
2.1 工程概况 4
2.2 工程地质条件 4
2.3 水文地质条件 7
2.4 设计依据 7
3 基坑降水排水设计 8
3.1 基坑降水的方法 8
3.2 降水方案设计 11
4 基坑开挖设计 13
4.1 土方工程 13
4.2 土方开挖 13
4.3 基坑开挖安全注意事项 15
4.4 基坑土方回填 16
5 基坑支护设计 17
5.1 深基坑支护 17
5.2 设计所选择的支护方式 17
5.3 桩锚支护 18
5.4 土钉墙 22
6 基坑支护结构计
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
4.2 土方开挖 13
4.3 基坑开挖安全注意事项 15
4.4 基坑土方回填 16
5 基坑支护设计 17
5.1 深基坑支护 17
5.2 设计所选择的支护方式 17
5.3 桩锚支护 18
5.4 土钉墙 22
6 基坑支护结构计算书 24
6.1 土压力 24
6.2 计算水平反力 30
6.3 计算最大弯矩 36
6.4 灌注桩截面设计及桩身配筋计算 44
6.5 锚杆长度计算 47
6.6 锚杆（索）截面面积计算 57
6.7 锚杆（索）设计 57
6.8 锚杆整体稳定性验算 58
6.9 抗倾覆安全验算 64
6.10 坑底抗隆起安全验算 66
6.11 桩墙底地基承载力验算 69
6.12 土钉参数计算 69
6.13 土钉墙抗滑安全验算 73
6.14 土钉墙抗倾覆安全验算 73
7 基坑支护理正电算 74
7.1 基坑北侧（A型支护）支护结构计算 74
7.2 基坑西侧北段（B型支护）支护结构计算 118
7.3 基坑西侧南段及南侧（C型支护）支护结构计算 134
7.4 基坑东侧（D型支护）支护结构计算 149
8 基坑监测方案 161
结论 164
致谢 165
参考文献 166 1 前言
随着社会的发展和城市化进程的加快，近几年城市高层建筑不断涌现，而且向着更高、更复杂的趋势发展。地下空间的利用越来越受到人们的重视，基坑开挖深度越来越大，出现了超深的基坑工程。这些超深基坑又常常位于城市中心地带，周围环境条件复杂，保护要求比较高，因而越来越受到工程界与学术界的重视。工程上一般将深度超过6m的基坑称为深基坑，地下室超过三层、开挖深度超过15米的深基坑工程称为超深基坑。相比较于浅基坑或一般的深基坑工程，超深基坑工程是一个更为复杂的系统工程，影响超深基坑工程工作特性的因素更多，其危险系数更大，发生事故时的危害程度也更大。支护结构如何选型、进行合理的布置和设计计算，这些会直接影响如何组织施工，以及施工过程中的支护结构监测和环境保护等问题。因此，超深基坑工程的设计计算分析需要极其慎重与严格。
1.1 基坑支护结构的设计原则与方法?
基坑支护设计应规定其设计使用年限。基坑支护的设计使用期限不应小于一年。基坑支护应满足下列功能要求：保证基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路的安全和正常使用；保证主体地下结构的施工空间。基坑支护设计时，应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，采用支护结构安全等级。对同一基坑的不同部位，可采用不同的安全等级。
基坑支护作为一个结构体系，应要满足稳定和变形的要求，即通常规范所说的两种极限状态的要求，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。所谓承载能力极限状态，对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，出现较大范围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的。而正常使用极限状态则是指支护结构的变形或是由于开挖引起周边土体产生的变形过大，影响正常使用，但未造成结构的失稳。基坑支护结构均应进行承载力极限状态的计算，计算内容包括：①根据基坑支护形式及其受理特点进行土体稳定性计算；②基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算；③当有锚杆和支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。对于安全等级为一级和对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁，尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。地下水控制计算和验算：①抗渗透稳定性验算；②基坑底突涌稳定性验算；③根据支护结构设计要求进行地下水位控制计算；基坑支护设计内容应包括对支护结构计算和验算、质量检测及施工监控的要求。当有条件时，基坑应采用局部或全部放坡开挖，放坡坡度应满足其稳定性要求。
1.2 支护结构的选型
支护结构选型，应综合考虑基坑深度，土的形状及地下水条件，基坑周边环境对基坑变形的承受能力及支护结构一旦失效可能产生的后果，主体地下结构及其基础形式、基坑平面尺寸及形状，支护结构施工工艺的可行性，施工场地条件及施工季节，经济指标、环保性能和施工工期等因素。?
主要支护型式：
1）钢板桩支护系采用一种型钢板桩，利用打桩机沉入地下构成一道连续的板墙，作为深基坑开挖临时的挡土、挡水维护结构。钢板桩支护是一种施工简单，投资经济的施工方法，但是钢板桩自身的柔性很大，其变形的大小在很大程度上取决于支撑和拉锚的设置。一般深度大于7m的基坑不宜采用该支护类型。
2）深层搅拌桩支护（水泥土墙）是利用水泥或石灰等材料作为固化剂，通过深层搅拌机械，将软土和固化剂强制搅拌。利用固化剂和软土之间产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体。一般对于基坑深度小于6m，基坑边与用地红线的距离足够的工程，往往优先采用。
1 前言 1
1.1 基坑支护结构的设计原则与方法? 1
1.2 支护结构的选型 2
1.3 支护结构的计算? 3
1.4 超深基坑工程的发展前景 4
2 工程结构设计概况 4
2.1 工程概况 4
2.2 工程地质条件 4
2.3 水文地质条件 7
2.4 设计依据 7
3 基坑降水排水设计 8
3.1 基坑降水的方法 8
3.2 降水方案设计 11
4 基坑开挖设计 13
4.1 土方工程 13
4.2 土方开挖 13
4.3 基坑开挖安全注意事项 15
4.4 基坑土方回填 16
5 基坑支护设计 17
5.1 深基坑支护 17
5.2 设计所选择的支护方式 17
5.3 桩锚支护 18
5.4 土钉墙 22
6 基坑支护结构计
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
4.2 土方开挖 13
4.3 基坑开挖安全注意事项 15
4.4 基坑土方回填 16
5 基坑支护设计 17
5.1 深基坑支护 17
5.2 设计所选择的支护方式 17
5.3 桩锚支护 18
5.4 土钉墙 22
6 基坑支护结构计算书 24
6.1 土压力 24
6.2 计算水平反力 30
6.3 计算最大弯矩 36
6.4 灌注桩截面设计及桩身配筋计算 44
6.5 锚杆长度计算 47
6.6 锚杆（索）截面面积计算 57
6.7 锚杆（索）设计 57
6.8 锚杆整体稳定性验算 58
6.9 抗倾覆安全验算 64
6.10 坑底抗隆起安全验算 66
6.11 桩墙底地基承载力验算 69
6.12 土钉参数计算 69
6.13 土钉墙抗滑安全验算 73
6.14 土钉墙抗倾覆安全验算 73
7 基坑支护理正电算 74
7.1 基坑北侧（A型支护）支护结构计算 74
7.2 基坑西侧北段（B型支护）支护结构计算 118
7.3 基坑西侧南段及南侧（C型支护）支护结构计算 134
7.4 基坑东侧（D型支护）支护结构计算 149
8 基坑监测方案 161
结论 164
致谢 165
参考文献 166 1 前言
随着社会的发展和城市化进程的加快，近几年城市高层建筑不断涌现，而且向着更高、更复杂的趋势发展。地下空间的利用越来越受到人们的重视，基坑开挖深度越来越大，出现了超深的基坑工程。这些超深基坑又常常位于城市中心地带，周围环境条件复杂，保护要求比较高，因而越来越受到工程界与学术界的重视。工程上一般将深度超过6m的基坑称为深基坑，地下室超过三层、开挖深度超过15米的深基坑工程称为超深基坑。相比较于浅基坑或一般的深基坑工程，超深基坑工程是一个更为复杂的系统工程，影响超深基坑工程工作特性的因素更多，其危险系数更大，发生事故时的危害程度也更大。支护结构如何选型、进行合理的布置和设计计算，这些会直接影响如何组织施工，以及施工过程中的支护结构监测和环境保护等问题。因此，超深基坑工程的设计计算分析需要极其慎重与严格。
1.1 基坑支护结构的设计原则与方法?
基坑支护设计应规定其设计使用年限。基坑支护的设计使用期限不应小于一年。基坑支护应满足下列功能要求：保证基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路的安全和正常使用；保证主体地下结构的施工空间。基坑支护设计时，应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，采用支护结构安全等级。对同一基坑的不同部位，可采用不同的安全等级。
基坑支护作为一个结构体系，应要满足稳定和变形的要求，即通常规范所说的两种极限状态的要求，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。所谓承载能力极限状态，对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，出现较大范围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的。而正常使用极限状态则是指支护结构的变形或是由于开挖引起周边土体产生的变形过大，影响正常使用，但未造成结构的失稳。基坑支护结构均应进行承载力极限状态的计算，计算内容包括：①根据基坑支护形式及其受理特点进行土体稳定性计算；②基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算；③当有锚杆和支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。对于安全等级为一级和对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁，尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。地下水控制计算和验算：①抗渗透稳定性验算；②基坑底突涌稳定性验算；③根据支护结构设计要求进行地下水位控制计算；基坑支护设计内容应包括对支护结构计算和验算、质量检测及施工监控的要求。当有条件时，基坑应采用局部或全部放坡开挖，放坡坡度应满足其稳定性要求。
1.2 支护结构的选型
支护结构选型，应综合考虑基坑深度，土的形状及地下水条件，基坑周边环境对基坑变形的承受能力及支护结构一旦失效可能产生的后果，主体地下结构及其基础形式、基坑平面尺寸及形状，支护结构施工工艺的可行性，施工场地条件及施工季节，经济指标、环保性能和施工工期等因素。?
主要支护型式：
1）钢板桩支护系采用一种型钢板桩，利用打桩机沉入地下构成一道连续的板墙，作为深基坑开挖临时的挡土、挡水维护结构。钢板桩支护是一种施工简单，投资经济的施工方法，但是钢板桩自身的柔性很大，其变形的大小在很大程度上取决于支撑和拉锚的设置。一般深度大于7m的基坑不宜采用该支护类型。
2）深层搅拌桩支护（水泥土墙）是利用水泥或石灰等材料作为固化剂，通过深层搅拌机械，将软土和固化剂强制搅拌。利用固化剂和软土之间产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体。一般对于基坑深度小于6m，基坑边与用地红线的距离足够的工程，往往优先采用。
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