1、XXX特大橋連續梁橋主墩承臺深基坑方案編制： 審核： 批準： 目 錄一、概述11、工程概況12、工程水文地質條件13、基坑側壁安全等級及重要性系數2二、設計總說明21、設計依據22、支護結構方案23、基坑監測3三、基坑支護結構設計計算書31、設計計算4(1)地質計算參數4（2）基坑基本情況4（3）計算方法4（4）土壓力系數計算52、285號基坑支護結構設計計算5（1）土層分布5（2）土層側向土壓力計算5（3）土壓力合力及作用點計算7（4）樁長計算7（5）最大彎矩計算8（6）配筋計算83、286號基坑支護結構設計計算9(1)土層分布9(2)土層側向土壓力計算9(3)土壓力合力及作用點計算11(4

2、)樁長計算12(5)最大彎矩計算12(6)配筋計算13四、施工注意事項31XXXXXX特大橋連續梁橋XXXX號主墩承臺深基坑設計方案一、概述1、工程概況本工程為XXX號主墩承臺基坑，現場場地平坦，地勢開闊，位于農田區，附近無建筑物及其他設施，交通便利，施工條件較好，基坑開挖深度分別為12m，9.5m，屬于深基坑工程。2、工程水文地質條件在基坑支護影響范圍內，自上而下有下列土層：(3)12-2黏質黃土 (Q3al+pl)：黃褐色，局部褐黃色,硬塑局部偏軟塑,含鐵錳質結核及紋線,局部夾有薄層狀粉土。(3)13-2粉質黃土 (Q3al+pl)：黃褐色，局部褐黃色,稍濕,稍密,含鐵錳質結核及紋線,局部

3、夾有薄層狀粉質黏土。 (3)13-3粉質黃土 (Q3al+pl)：黃褐色，局部褐黃色,潮濕,中密,含鐵錳質結核及紋線,局部夾有薄層狀粉質黏土。（2）2-2粉質黏土(Q3al+pl)：棕黃色褐黃色，局部黃褐色，硬塑，局部偏軟塑,含少量鐵錳質結核，局部含粒徑2-20mm的礓石，局部夾有薄層狀黏土，。 （2）2-3粉質黏土(Q3al+pl)：褐黃色，局部黃褐色、棕黃色、褐紅色，棕紅色，硬塑，含少量鐵錳質結核，局部含粒徑2-60mm的礓石，局部夾有薄層狀黏土及粉土。（2）4-4粉土(Q3al+pl)：黃褐色，灰褐色，局部棕黃色，棕褐色,密實，飽和，局部潮濕，含鐵錳質點,含礓石,局部夾薄層狀粉砂。 （2

4、）5-3粉砂(Q3al+pl)：黃褐色,褐黃色,局部灰褐色，飽和，中密。本工程范圍內地下水位埋深15米。3、基坑側壁安全等級及重要性系數根據本工程情況，確定285、286號墩承臺基坑支護安全等級為二級，基坑安全性系數0=1.0。二、設計總說明1、設計依據（1）石武客專跨南水北調特大橋平面圖、樁位圖。（2）石武客專跨南水北調特大橋連續梁285、286號墩地質柱狀圖。（3）建筑基坑支護技術規程（JGJ120-99）（4）混凝土結構設計規程（GB50010-2002）（5）鄭西跨南水北調總干渠特大橋工程地質勘察報告2、支護結構方案本工程基坑支護設計方案的設計計算，嚴格按照建筑支護設計規程（JGJ12

5、0-90）、混凝土結構設計規范（GBJ50010-2002）中的有關要求進行，同時采用了理正深基坑支護軟件進行了輔助計算和驗算，經過詳細分析、調查后，我們認為：采用本設計基坑支護方案，能滿足基坑土方開挖、承臺、墩身施工及施工現場對基坑支護結構的要求，符合“安全可靠，經濟合理，技術可行，方便施工”的原則。根據施工現場的條件及周邊環境的要求，285、286號承臺基坑均采用鉆孔灌注樁懸臂支護結構，基坑內采用集水坑排除地下水，基坑一側留5米馬道作為施工機械及作業人員施工的上下通道，基坑防護圖如下所示。 3、基坑監測基坑監測是指導準確施工，避免發生事故的必要措施，本設計制定了詳細的沉降、位移監測方案，施

6、工過程中將嚴格按照設計要求做好監測監控工作，確保施工安全。三、基坑支護結構設計計算書1、設計計算(1)地質計算參數根據地質勘察報告，各土層的設計計算參數如下表土層設計計算參數土層重度黏聚力C內摩擦角基本承載力（KN/m3）(KPa)（°）(KPa)（3）12-2黏質黃土1816.716.1180（3）13-2粉質黃土1823.4324.51120（3）13-3粉質黃土1823.6824.72150（2）2-2粉質粘土1824.7824.52180（2）2-3粉質粘土1828.0824.73220（2）4-4粉土1821.224.25180（2）5-3粉砂18034.5110（2）基坑

7、基本情況基坑號285286地面荷載（KPa）2020開挖深度（m）9.512（3）計算方法按照建筑基坑支護技術規程（JGJ1201-99）的要求，土壓力計算采用郎肯土壓力理論，矩形分布模式。樁長是根據樁端力矩要求，并應滿足抗隆起及整體穩定性要求，兩基坑防護的抗隆起，整體穩定性驗算，位移計算詳見電算結果。為了對比分析，除用解析法計算外，還用理正軟件電算。由于支護結構內力是隨工況變化的，設計時按最不利情況考慮。（4）土壓力系數計算按照郎肯土壓力計算理論作為土側向壓力設計的計算依據，即主動土壓力系數：Kai=tg2(45°- i/2)被動土壓力系數：Kai=tg2(45°+ i/

8、2)計算時，不考慮支護樁體與土體的摩擦作用，且不對主、被動土壓力系數進行調整，僅作為安全儲備處理。計算所得土壓力系數如表所示：土層粉質黃土0.4140.6432.4181.555粉砂0.2780.5263.6131.901粉質粘土0.4130.6432.4191.555粉土0.4180.6462.3941.5472、285號墩基坑支護結構設計計算（1）土層分布層號土層分布厚度（m）1粉質黃土10.92粉砂4.553粉質粘土7.14粉土6（2）土層側向土壓力計算1）主動土壓力計算Ea(11)=(20+18×0)×0.414-2×23.43×0.643=-2

9、1.851kPaEa(12)=（20+18×9.5）×0.414-2×23.43×0.643=48.943 kPaEa(21)=Ea(22)=48.943 kPaEa(31)=（20+18×9.5）×0.277-2×0×0.526=52.907 kPaEa(32)=Ea(31)=52.907 kPaEa(41)=（20+18×9.5)×0.413-2×24.78×0.643=47.016 kPa Ea(42)=Ea(41)=47.06 kPa2）被動土壓力計算Ep(21)=(

10、0×2.418+2×23.43×1.555)=72.867 kPaEp(22)=(0+18×1.4)×2.418+2×23.43×1.555=133.801 kPaEp(32)=(0+18×1.4+18×4.55)×3.613+2×0×1.555=386.952 kPaEp(41)=(0+18×1.4+18×4.55)×2.419+2×24.78×1.555=336.141 kPaEp(42)=(0+18×1.4+1

11、8×4.55+18×7.1)×2.419+2×24.78×1.555=645.289 kPa3）凈土壓力（坑地面以下）Ep(21)=72.867-48.943=23.924 kPaEp(22)=133.801-48.943=84.858 kPaEp(31)=91.048-52.907=38.501 kPaEp(32)=386.952-52.907=334.045 kPaEp(41)=336.141-47.016=289.125 kPaEp(42)=645.289-47.016=598.273 kPa（3）土壓力合力及作用點計算LD(1)=21.

12、851×9.5/(21.851+48.943)=2.93mEa(1)=48.943×(9.5-2.93)/2=160.778 kPaHa(1)=(9.5-2.93)/3=2.19mEp(2)=(23.924+84.858)×1.4/2=76.15 kPaHp(2)=1.4/3×(23.924×2+84.858/(23.924+84.858)=0.57mEp(3)=(38.501+334.045)×4.55/2=847.542 kPaHp(3)=4.55/3×(38.501×2+334.045)/(38.501+33

13、4.045)=1.67mEp(4)=(289.125+598.273)×7.1/2=3150.263 kPaHp(4)=7.1/3×(289.125×2+598.273)/(289.125+598.273) =3.14mEa=160.778 kPa（4）樁長計算設樁端深入二層土頂面以下x米處，由M=0得：1.2160.778×(2.19+1.4×x)=76.15×(0.57+x)+1/2×38.50)x2+1/2×(289.125-38.501)×x/4.55)×x2/3整理得：43.406-1

14、92.934x+108.162x+19.251x2+9.18x3=0 9.18X3+19.251x2-116.784-649.226=0 解得： X=4.42m樁長為：9.5+1.4+4.42=15.32米。根據理正軟件電算結果，為滿足穩定性要求，樁長修正為15.4米。（5）最大彎矩計算設剪力為零點位于二層土頂面以下x米處：160.778=76.15+38.501x+1/2×(289.125-38.501)/4×x2=31.327x2+38.501x整理得：31.327x2+38.501x-52.616=0解得：X=1.14Mmax=160.778×(2.19+1

15、.4+1.14)-76.15×(0.57+1.14)=160.778×4.41-76.15×1.71-1/2×38.501×1.142-1/2×(289.125-38.501)×1.143/4.55×=591.64(KN·m/m) 樁身9米處產生的彎矩為1/6×6.073×48.94/6.57=2781/2Mmax=296（6）配筋計算按混凝土結構設計規程（GB50010-2002）規定,混凝土灌注樁采用等效矩形截面配置縱向鋼筋，樁直徑D=1000mm，樁間距1500mm,混凝土用C3

16、0，fcm=14.3N/mm2,鋼筋HRB335，fy=300N/mm2：B=0.876D=0.876×1000=876,取保護層厚度as=35mm，as=M/fcmbh02=1.5×591.64×106/14.3×876×8412=0.1查表得：rs=0.947As=M/rsfyhc=887×106/0.947×300×841=3712mm2樁身9米以下選配10根HRB33522縱向受拉鋼筋,As=38013712滿足要求，受拉筋按單截面配置在受拉側90度范圍內，單筋布置，間距90mm,另外，按照要求，受拉區以外

17、配置HRB12構造鋼筋9根，間距230mm， 9米以上主筋減半配置。樁身配筋圖如下：3、286號墩基坑支護結構設計計算(1)土層分布層號土層分布厚度（m）1黏質黃土3.212粉質黃土11.73粉質黃土3.64粉質粘土615粉質粘土21.6(2)土層側向土壓力計算1）主動土壓力計算Ea(11)=(20+0)×0.566-2×16.7×0.752=-13.797 kPaEa(12)=（20+18×3.21）×0.566-2×16.7×0.752=18.973 kPaEa(21)=（20+18×3.21）×0.

18、414-2×23.43×0.643=2.07 kPaEa(22)=（20+18×3.21+18×8.79）×0.414-2×23.43×0.643=67.573 kPaEa(31)=Ea(22)=67.573 kPaEa(32)=Ea(31)=67.573 kPaEa(41)=（20+18×3.21+18×8.79)×0.410-2×23.68×0.641=66.402 kPaEa(42)=Ea(41)=66.402 kPaEa(51)=（20+18×12)

19、5;0.413-2×24.78×0.643=65.601 kPaEa(52)=Ea(51)=65.601 kPaEa(61)=（20+18×12)×0.410-2×28.08×0.640=60.818 kPaEa(62)=60.818 kPa2）被動土壓力計算Ep(31)=0×2.418+2×23.43×1.555=72.86 kPaEp(32)=(0+18×2.91)×2.418+2×23.43×1.555=199.522 kPaEp(41)=(0+18×

20、;291) ×2.438+2×23.68×1.561=201.631 kPaEp(42)=(0+18×2.91+18×3.6) ×2.438+2×23.68×1.561=359.614 kPaEp(51)=(0+18×2.91+18×3.6) ×2.419+2×24.78×1.555=360.524 kPaEp(52)= (0+18×2.91+18×3.6+18×6.1) ×2.419+2×24.78×1.

21、555=626.130 kPaEp(61)=641.099 kPaEp(62)=1588.994 kPa3）凈土壓力（坑地面以下）Ep(31)=72.86-67.573=5.287 kPaEp(32)=199.522-67.573=131.949 kPaEp(41)=201.631-66.402=135.299 kPaEp(42)=359.614-66.402=293.212 kPaEp(51)=360.524-65.601=294.923 kPaEp(52)=626.13-65.601=560.529 kPaEp(61)=641.099-60.818=580.281 kPaEp(62)=15

22、88.994-60.818=15828.176 kPa(3)土壓力合力及作用點計算LD(1)=13.797×3.21/(13.797+18.973)=1.35mEa(1)=1/2×(3.21-1.35)×18.973=17.645 kPaHa(1)=1/3(3.21-1.35)=0.62mEa(2)=8.79/2×(2.07+67.573)=306.081 kPaHa(2)=8.79/3×(2.07×2+67.573)/(2.07+67.573)=3.02mEp(3)=2.91/2×(5.287+131.949)=199.6

23、78 kPaHp(3)=2.91/3×(5.287×2+131.949)/(5.287+131.949)=1mEp(4)=3.60/2×(135.299+293.212)=771.32 kPaHp(4)=3.6/3×(135.299×2+293.212) /(135.299+293.212)=1.58mEp(5)=6.1/2×(294.923+560.529)=2609.129 kPaHp(5)=6.1/3×(294.923×2+560.529) /(294.923+560.529)=2.73mEa=323.726

24、 kPa(4)樁長計算設樁端深入頂面以下x米處，由M=0得：1.217.645×(0.62+8.79+2.91+3.6+x)+306.081)×(3.02+2.91+3.6+x)=199.678×(1+3.6+x)+771.32×(1.58+x)+1/2×294.923×x2+1/2(560.529-294.923)×x/6.1)×x2/3整理得：7.257x3+147.462x2+582.527-1706.58=0X=1.92m樁長為2.91+3.6+1.92=8.43米根據理正軟件電算結果，修正深度為8.9m,

25、滿足抗傾覆條件(5)最大彎矩計算設剪力為零點位于以下x米處：323.726=199.678+135.299x+1/2×(293.212-135.299)/4×x2=199.678+135.299x+19.739x2整理得：19.739x2+135.299x-124.048=0解得：x=0.82mMmax=17.645×(0.62+8.79+2.91+0.82)+306.081×(3.02+2.91+0.82)-199.678×(1+0.82)-1/2×135.299×0.822-1/2×(293.212-135.2

26、99)×0.822/3.6)×0.82/-4.03-363.414=1884.968(KN·m/m)樁身11米處產生的彎矩為17.645×(0.62+7.79)+1/2×2.07×7.792+1/2×(67.573-2.07)×7.792/3.6)×7.79/3=798.3311/2Mmax=943(6)配筋計算按混凝土結構設計規程（GB50010-2002）規定,混凝土灌注樁采用等效矩形截面配置縱向鋼筋，樁直徑D=1000mm,樁間距1000mm,混凝土用C30，fcm=14.3N/mm2,鋼筋HRB3

27、35，fy=300N/mm2：B=0.876D=0.876×1000=876,取保護層厚度as=35mm，as=M/fcmbh02=1.0×1885×106/14.3×876×8412=0.213查表得：rs=0.881As=M/rsfyhc=1885×106/0.881×300×841=8480mm2樁身11米以下選配18根HRB33525縱向受拉鋼筋,As=88368480滿足要求，受拉筋按單截面配置在受拉側90度范圍內，雙筋布置，間距100mm,另外，按照要求，受拉區以外配置HRB14構造鋼筋9根，間距230

28、mm， 11米以上主筋減半配置。樁身配筋圖如下： 理正軟件電算結果- 285號墩基坑支護方案 -排樁支護- 基本信息 -內力計算方法增量法規范與規程建筑基坑支護技術規程 JGJ 120-99基坑等級二級基坑側壁重要性系數01.00基坑深度H(m)12.000嵌固深度(m)8.900樁頂標高(m)0.000樁直徑(m)1.000樁間距(m)1.000混凝土強度等級C30有無冠梁有 冠梁寬度(m) 1.000 冠梁高度(m) 0.800 水平側向剛度(MN/m) 50.000放坡級數 0超載個數 1- 超載信息 -超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號 (kPa,kN/m)(m)(m)

29、(m) (m)120.000- 土層信息 -土層數 4坑內加固土 否內側降水最終深度(m)15.000外側水位深度(m)15.000彈性法計算方法m法- 土層參數 -層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1濕陷性黃土3.2118.0-16.7016.102濕陷性黃土11.7018.0-23.4324.513濕陷性黃土3.6018.08.023.6824.724粘性土6.1018.08.0-層號與錨固體摩粘聚力內摩擦角水土計算m值抗剪強度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (MN/m4)(kPa)10.1-0.00-20.1-0.00

30、-30.123.6824.72合算0.00-40.124.7824.52合算0.00- 土壓力模型及系數調整 -_彈性法土壓力模型:_經典法土壓力模型:_層號土類名稱水土水壓力主動土壓力被動土壓力被動土壓力 調整系數調整系數調整系數最大值(kPa)1濕陷性黃土分算1.0001.0001.00010000.0002濕陷性黃土分算1.0001.0001.00010000.0003濕陷性黃土合算1.0001.0001.00010000.0004粘性土合算1.0001.0001.00010000.000- 設計結果 - 結構計算 -各工況：內力位移包絡圖：地表沉降圖：- 冠梁選筋結果 -_ 鋼筋級別選

31、筋As1HRB3352D16As2HRB3352D16As3HPB235d8200- 環梁選筋結果 -_ 鋼筋級別選筋As1HRB3355D20As2HRB3353D20As3HPB235d8200- 截面計算 - 截面參數 樁是否均勻配筋 否 受拉筋范圍圓心角(度) 90.0 壓區拉區縱筋比值K 0.5混凝土保護層厚度(mm)50樁的縱筋級別HRB335樁的螺旋箍筋級別HRB335樁的螺旋箍筋間距(mm)150彎矩折減系數0.85剪力折減系數1.00荷載分項系數1.25配筋分段數一段各分段長度(m)20.90 內力取值 段內力類型彈性法經典法內力內力號 計算值計算值設計值實用值1基坑內側最大

32、彎矩(kN.m)384.070.000.000.00基坑外側最大彎矩(kN.m)1259.561875.371992.581992.58最大剪力(kN)520.41323.13403.91403.91段選筋類型級別鋼筋實配計算面積號 實配值(mm2或mm2/m)基坑內側縱筋HRB33525D16502748831基坑外側縱筋HRB33526D2298839766箍筋HRB335D121501508-1007 加強箍筋HRB335D142000154- 整體穩定驗算 -計算方法：瑞典條分法應力狀態：總應力法條分法中的土條寬度: 1.00m滑裂面數據整體穩定安全系數 Ks = 2.012圓弧半徑(

33、m) R = 19.955圓心坐標X(m) X = -2.911圓心坐標Y(m) Y = 10.668- 抗傾覆穩定性驗算 -抗傾覆安全系數:_Mp被動土壓力及支點力對樁底的彎矩, 對于內支撐支點力由內支撐抗壓力_ 決定;對于錨桿或錨索，支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。_Ma主動土壓力對樁底的彎矩;_Ks = 1.217 >= 1.200, 滿足規范要求。- 抗隆起驗算 -Prandtl(普朗德爾)公式(Ks >= 1.11.2)，注：安全系數取自建筑基坑工程技術規范YB 9258-97(冶金部):_Ks = 5.352 >= 1.1, 滿足規范要求。Terzag

34、hi(太沙基)公式(Ks >= 1.151.25)，注：安全系數取自建筑基坑工程技術規范YB 9258-97(冶金部):_Ks = 6.396 >= 1.15, 滿足規范要求。 隆起量的計算 注意：按以下公式計算的隆起量，如果為負值，按0處理!_式中_基坑底面向上位移(mm);_n從基坑頂面到基坑底面處的土層層數;_ri第i層土的重度(kN/m3)；_ 地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的飽和重度(kN/m3);_hi第i層土的厚度(m);_q基坑頂面的地面超載(kPa);_D樁(墻)的嵌入長度(m);_H基坑的開挖深度(m);_c樁(墻)底面處土層的粘聚力

35、(kPa);_樁(墻)底面處土層的內摩擦角(度);_r樁(墻)頂面到底處各土層的加權平均重度(kN/m3);_ = 0(mm)-286號基坑 支護方案 -排樁支護- 基本信息 -內力計算方法增量法規范與規程建筑基坑支護技術規程 JGJ 120-99基坑等級二級基坑側壁重要性系數01.00基坑深度H(m)9.500嵌固深度(m)5.900樁頂標高(m)0.000樁直徑(m)1.000樁間距(m)1.500混凝土強度等級C30有無冠梁有 冠梁寬度(m) 1.000 冠梁高度(m) 0.800 水平側向剛度(MN/m) 9.956放坡級數 0超載個數 1- 超載信息 -超載類型超載值作用深度作用寬度

36、距坑邊距形式長度序號 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)120.000- 土層信息 -土層數 4坑內加固土 否內側降水最終深度(m)15.000外側水位深度(m)15.000彈性法計算方法m法- 土層參數 -層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1濕陷性黃土10.9018.0-23.4324.512粉砂4.5518.00.00.0034.503粘性土7.1018.00.0-4粉土6.0018.00.0-層號與錨固體摩粘聚力內摩擦角水土計算m值抗剪強度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (MN/m4)(kPa)10.1-1

37、0.00-20.10.0034.50分算10.00-30.110.0010.00分算10.00-40.110.0010.00分算10.00- 土壓力模型及系數調整 -_彈性法土壓力模型:_經典法土壓力模型:_層號土類名稱水土水壓力主動土壓力被動土壓力被動土壓力 調整系數調整系數調整系數最大值(kPa)1濕陷性黃土分算1.0001.0001.00010000.0002粉砂分算1.0001.0001.00010000.0003粘性土分算1.0001.0001.00010000.0004粉土分算1.0001.0001.00010000.000- 設計結果 - 結構計算 -各工況：內力位移包絡圖：地表沉降圖：- 冠梁選筋結果 - 鋼筋級別選筋As1HRB3352D16As2HRB3352D16As3HPB235d8200- 環梁選筋結果 -_ 鋼筋級別選筋As1HRB3355D20As2HRB3353D20As3HPB235d8200- 截面計算 - 截面參數 樁是否均勻配筋 否 受拉筋范圍圓心角(度) 90.0 壓區拉區