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天津市三电建筑工程有限公司现代电力电子电信工业大厦深基础施工组织设计

·第3章深基础施工组织设计

3.1.1工程建设概况

1工程名称：天津市三电建筑工程有限公司现代电力电子电信工业大厦

SJG 55-2019标准下载 工程地点：天津市河东区龙舒路与津塘路交口

2建设单位：天津市三电建筑工程有限公司

设计单位：北京建筑设计院

施工单位：中国建筑一局集团有限公司

监理单位：中煤邯郸中原建设监理咨询有限责任公司

3.1.2工程设计特点

6本工程施工特点及关键问题：

3.2.1施工程序和施工顺序

3.2.2施工段划分和施工流向

(1)施工段划分的原则

(2)施工段划分的技术要点：

1)挡土结构、止水帷幕、工程桩可分区间平行进行；

2)冠梁和水平支撑可不分段整体进行；

3)土方开挖采用机械挖土时，挖土和垫层可不分段；

4)地下室底板及主体施工过程可根据施工段划分原则和防水要求分段施工；

5)防水和室内装饰可同时分区平行进行

3.2.3垂直运输机械

3.2.4确定施工方法

1大口井的设计与施工

(1)大口井平面布置

井的买入深度HA≥H1＋h＋IL＋(2～3)m＝

(3)基坑涌水量计算：根据轻型井点的计算方法计算出基坑总的涌水量

γ0＝0.29(a＋b)＝0.29×(59.950＋64.550)＝36.105m

R＝1.95S＝1.95×4.45×＝20.94m

K＝0.511m/d

Q＝1.366K(2H－S)S/[lg(R＋r0)－lgr0] ＝1.366×0.511×(2×11.4 －4.45)×4.45/ [lg (20.94＋36.105 )－lg36.105 ]＝286m3/d

根据井的实际布置情况，首先确定各井到基坑几何中心的距离，再利用下式计算井内抽水总量Q1: Q1＝1.366K(2H－S )S/ [lg(R＋r0)－(lgx1x2x3……xn)/n]＝1.366×0.511×(2×11.4－4.45)×4.45/[lg(20.94＋36.105)－(lg36.504×38.804)/8]＝318.636m3/d

采用d＝400mm无砂混凝土管，钻孔直径500mm，井深13m，钻孔深14.5m。

定井位→钻孔→下管→填过滤砂子和大粒砂→井边填固→封井口

①过滤层：在井底1.5m范围内填筑砂或大粒砂，然后将无砂混凝土下入，在混凝土管内填筑石子或大粒砂1.0m，此处2.5m范围内均为过滤层

③潜水泵选择：本工程8口大口井，选用10台潜水泵，其中的2台为备用。

2支护结构设计与施工

本基坑开挖深度为5.550m，周围范围可用范围比较狭窄，土质不是太好，所以本工程基坑为一级基坑，再根据支护结构的适用条件和经济条件，本工程采用泥浆护壁混凝土灌注桩作为挡土结构，支撑结构采用钢支撑。

(2 )支护结构平面布置

本工程采用直径为900mm的圆桩，间距1200mm，桩身在承台外线和基础墙身过梁边。

1)挡土结构外荷载设计计算

根据地质条件和《建筑基坑支护技术规范》，本工程采用水土合算，计算简图如下：

图3—xx 挡土结构外荷载水土合算计算简图

①计算挡土结构水平荷载标准值eajk

Ka1＝tan2(450－Ψ1k/2)＝tan2(450－12/2)＝0.656

ea0k＝q＝58.05KN/m ＝0.8098 ea1k＝58.05×0.656－2×12×0.8098＝18.65KN/m

Ka2＝tan2(450－Ψ2k/2)＝tan2(450－18/2)＝0.5279 ＝0.7265

Ka3＝tan2(450－Ψ3k/2)＝tan2(450－30.10/2)＝0.332 ＝0.5762

Ka4＝tan2(450－Ψ4k/2)＝tan2(450－24/2)＝0.4217 ＝0.6494

ea2k上＝(γ1h1＋q )Ka1－＝(18.70×2.7＋58.05 )×0.656－2×12×0.8098＝51.77KN/m

ea2k下＝(γ1h1＋q )Ka2－＝(18.7×2.7＋58.05 )×0.5279－2×26.9×0.7265＝18.213KN/m

eah＇k＝(γ1h1＋γ2h2＋q)Ka2－＝(18.7×2.7＋19.4×1.35＋58.05)×0.5279－2×26.9×0.7265＝32.04KN/m

ea3k上＝eah＇k＝32.04KN/m

ea3k下＝(γ1h1＋γ2h2＋q)Ka3＝(18.7×2.7＋19.4×2.30＋58.05)×0.3320－2×28.40×0.5762＝18.12KN/m

ea4k上＝ea3k下＝18.12KN/m

ea4k下＝(γ1h1＋γ2h2＋γ3h3＋q)Ka4＝(18.7×2.7＋19.4×2.30＋19.60×1.4＋58.05)×0.42173－2×24.30×0.6494＝44.61KN/m

②计算挡土结构水平抗力标准值

采用水土合算法计算，按下式：epjk＝σpjkKpi＋

Kp2＝tan2(450＋Ψ2k/2)＝tan2(450＋18/2)＝1.894 ＝1.376

Kp3＝tan2(450＋Ψ3k/2)＝tan2(450＋30.1/2)＝3.012 ＝1.736

Kp4＝tan2(450＋Ψ4k/2)＝tan2(450＋24/2)＝2.371 ＝1.539

ep0k＝＝2×26.90×1.376＝74.03KN/m

ep3k上＝19.40×0.95×1.894＋2×26.90×1.376＝108.94KN/m

ep3k下＝19.40×0.95×3.012＋2×28.40×1.736＝154.12KN/m

ep4k上＝(19.40×0.95＋19.6×1.4 )×3.012＋2×28.40×1.736＝236.77KN/m

ep4k下＝(19.40×0.95＋19.6×1.4 )×2.371＋2×24.30×1.539＝183.59KN/m

ephdk＝[19.40×0.95＋19.6×1.4＋19.40×(hd－2.35)] ×2.371＋2×24.30×1.539＝(18.43＋27.44＋19.40hd－45.59)×2.371＋74.84＝(45.997hd＋75.50 )KN/m

③确定挡土结构的嵌固的深度hd

A抗倾覆要求：Mp－1.25γ0Ma≥0 (γ0＝1.1)

Mp＝74.03hd2/2＋(4.106/h d＋185.06＋46hd－74.03 )×hd2/3＝7.67hd3＋55.525hd2＋0.68hd

Ma＝18.65×4.05×(4.05/2＋hd) ＋(44.381－18.65)/2×4.05×(4.05/3＋hd)＋(44.16－47.97/ hd )hd2/2＝22.08hd2＋103.655hd＋225.30

Mp－1.25γ0Ma＝7.67hd3＋55.525hd2＋0.68hd－1.25×1.1×(22.08hd2＋103.655hd＋225.30)＝7.67hd3＋25.17hd2－141.85hd－309.79≥0

取hd＝0.8h＝0.8×5.55＝4.44，故取hd＝4.50m

此时Mp－1.25γ0Ma＝7.67×4.53＋25.17×4.52－141.85×4.5－309.79＝698.93＋509.69－638.33＝570.29≥0

B构造要求：hd＝0.3h＝0.3h＝5.55＝1.665m

C抗渗要求：由于本工程采用水土合算，故抗渗要求不需要计算

综上所述，取hd＝4.5m

2 )泥浆护壁灌注桩内力计算： ephQk＝74.03＋71hQ

设Q＝0的位置距离基底hQ

则(18.65＋44.381)×0.5×4.05＋33.50×hQ＝(74.03＋74.03＋71hQ)×hQ/2

即127.64＋33.50hQ＝74.03hQ＋35.50hd2 → 35.50hd2＋40.53hQ－127.64＝0

由此得出：hQ＝1.41m

所以ephQk＝74.03＋71hQ＝174.14KN/m

Mmax＋74.03×1.412/2＋(174.14－74.03)/2×1.41×1.41/3＝18.65×4.05×(4.05/2＋1.41 ) ＋(44.381－18.65 )×4.05/2×(4.05/3＋1.41)＋33.50×1.412/2

Mmax＝259.45＋143.81＋33.30－33.17－73.59＝329.80KN*m

3)结构选配钢筋计算

M＝1.25γ0MmaxS＝1.25×1.1×329.80×1.2＝544.17KN/m

②截面配筋计算：排桩一般采用现浇钢筋混凝土灌注桩按周边均匀配筋计算

灌注桩混凝土采用C30，fc＝14.3N/mm2；钢筋采用HRB335级钢筋，fy＝310Mpa；保护层厚度取用50mm，则rs＝r－as＝450－50＝400mm；钢筋配置为10B18,As＝2545mm2,A＝3.14r2＝6.36×105mm2，则有K＝fyAs/fcA＝(310×2545)/(14.3×6.36×105 )＝0.0868，查表可得，α＝0.207 αt＝0.836

M＝2fcr3sin (3.14α)/3＋﹛fyAsrs[sin(3.14α)＋sin(3.14αt)] }/3.14＝2×14.3×4503×sin(0.207×3.14 )＋310×400×9818×[sin(0.207×3.14)＋sin(0.836×3.14)]/3.14＝5.26×108＋1.10×108＝636.0KN*m＞544.17KN*m

根据上述所述，选用10B18的配筋选择满足要求。

箍筋采用A10螺旋筋，间距200，每隔1200mm布置一道直径为18mm焊接加强箍筋以便增加钢筋笼的整体刚度，有利于钢筋笼吊放和浇筑水下混凝土的整体性，钢筋笼离孔底200mm。

1)排桩施工：施工顺序、打桩机械选择、控制技术要点

2)水平支撑体系：钢筋绑扎、模板支设和混凝土浇注。

(1)选择工程桩施工机械：类型、型号、台数。

(2)确定单桩施工过程

(1)确定土方开挖方案：开挖地点、进展方向、每步土挖深、出土路线等

(2)选择挖土机械：类型、型号、台数

(3)运输机械的配备：类型、型号、数量

(4)土方开挖应注意的问题

6地下室主体结构施工

(1)施工顺序：本工程选择两次支模两次浇筑混凝土的施工方案，施工顺序如下：绑柱筋→支柱模板→浇柱混凝土→养护→拆柱模板→支梁、板模板→绑梁、板钢筋→浇梁、板混凝土→养护→拆梁、板模板

①模板及支架系统的构造设计

本工程梁截面尺寸有：400mm×1200mm ，300mm×700mm ，200mm×500mm

本工程柱截面尺寸有：800mm×800mm ，500mm×500mm

支撑系统采用碗扣和扣件式支架。

选用柱截面尺寸800mm×800mm，柱高度为3550mm，柱模板采用组合钢模板，选用[80×43×5槽钢作为柱箍，柱箍间距为600mm，转角处用连接角膜50mm×50mm，浇筑到梁底50mm处，所以浇筑高度为3500mm。

图3—xx 柱模断面配模图

图3—xx 柱模板展开图

B梁：选取C～D轴框架边梁，梁模板采用组合钢模板，大楞、小楞采用A48×3.5的钢管，斜撑、立柱、梁卡、纵横向水平拉杆均采用A48×3.5的钢管，纵向间距900mm，画取梁的侧视图，梁卡间距600mm，由于梁宽为400mm，大于300mm所以梁底横向有两个带可调支托的主承重杆。

图3—xx 框架梁内侧视图

图3—xx 框架梁外侧视图

图3—xx 框架梁断面图

C楼板：选取C～D轴和5～6轴之间的单元为配模单元，配模简图见下图所示：

图3—xx 楼板模板配模简图

图3—xx 楼板计算简图1 图3—xx 楼板计算简图2

l为板块长度，长度为1800mm

q＝(1.2∑gik＋1.4P1k)×调整系数×模板宽＝[(1.2×(0.5＋24×0.18＋1.1×0.18)＋1.4×2.5] ×0.85×0.3＝2.42KN/m

q1＝1.2∑gik×调整系数×模板宽＝1.2×(0.5＋24×0.18＋1.1×0.18)×0.85×0.3＝1.54KN/m

P＝1.4×P1k×调整系数＝1.4×2.5×0.85＝2.975KN

图1：M1＝ql2/8＝2.42×1.82/8＝0.4352KN*m

图2：M2＝ql2/8＋Pl/4＝1.54×1.82/8＋2.975×1.8/4＝1.1698 KN*m

Mmax＝max﹛M1 , M2﹜＝1.1698KN*m

σ＝Mmax/Wn＝1.1698×106/5940＝196.90N/m2＜f＝215N/m2

式中Wn—为组合钢模板截面最小抵抗矩，f—钢材抗弯强度设计值Q235钢材

由上可知强度满足要求。

q＝∑gik×模板宽＝(0.5＋24×0.18＋1.1×0.18)×0.3＝1.51KN/m

查得，ω＝5ql4/(384EIx )＝5×1.51×18004/(384×26.97×104×2.06×105)＝0.734≤[ω]＝1.5

B次楞：选用卷边槽钢，间距300mm

图3—xx 次楞计算简图1 图3—xx 次楞计算简图2

l—主楞间距1.0m

q＝(1.2∑gik＋1.4P1k)×调整系数×次楞间距＝[(1.2×(0.75＋24×0.18＋1.1×0.18)＋1.4×2.5]×1.0×(0.75＋1.5)/2＝(1.2×5.268＋3.5 )×1.0×(0.75＋1.5)/2＝11.05KN/m

q1＝1.2∑gik×调整系数×次楞间距＝1.2×(0.75＋24×0.18＋1.1×0.18)×1.0×1.0＝7.11KN/m

P＝1.4×P1k×调整系数＝1.4×2.5×1.0＝3.5KN

图1：M1＝0.125ql2＝0.125×11.05×1.02＝1.382KN*m

图2：M2＝0.125q1l2＋0.188Pl＝0.125×7.11×1.02＋0.188×3.5×1.0＝1.547KN*m

Mmax＝max﹛M1 , M2﹜＝1.547KN*m

σ＝Mmax/Wn＝1.547×106/12230＝126.46N/m2＜f＝215N/m2

q＝∑gik×次楞间距＝(0.75＋24×0.18＋1.1×0.18)×(0.75＋1.5)/2＝5.927KN/m

查得，ω＝0.912ql4/(100EIx )＝0.912×5.927×10004/(100×48.92×104×2.06×105)＝0.536mm≤[ω]＝l/500＝1000/500＝2.0mm

图3—xx 主楞计算简图

P＝(1.2∑gik＋1.4P1k)×调整系数×次楞间距×主楞间距＝[(1.2×(1.1＋24×0.18＋1.1×0.18)＋1.4×1.5 ]×0.85×(1.5＋0.75 )/2×1.0＝8.455KN

主楞采用内卷边槽钢[80×40×15×3.0

M＝KWPl＝0.203×8.455×0.9＝1.545KN*m

σ＝Mmax/Wn＝1.545×106/12230＝126.33N/m2＜f＝215N/m2 强度满足要求。

P＝∑gik×次楞间距×主楞间距＝(1.1＋24×0.18＋1.1×0.18)×(1.5＋0.75 )/2×1.0＝6.32KN

查得，ω＝KWPl3/(100EI)＝1.497ql3/(100EIx )＝1.497×6.32×103×9003/ (100×2.06×105×48.92×104)＝0.684mm≤[ω]900/500＝1.8mm满足要求

D立柱：选用A48×3.5钢管立柱

图3—xx 立柱计算简图

σ＝ηN/ (ΨAKH ) ≤f N＝1.2∑NGK＋1.4∑NQK

式中∑NGK—模板及支架自重，新浇混凝土自重，钢筋自重标准值产生的轴向力总和；

∑NGK—施工人员及施工设备荷载标准值，振捣混凝土时产生的荷载标准值产生的轴向力总和；

∑NGK＝∑gik×a×b＝(0.5＋24×0.18＋1.1×0.18)×0.9×1.0＝4.29KN

∑NQK＝(P1K＋P2K)×a×b＝(2.5＋2)×0.9×1.0＝3.848KN

N＝1.2×4.29＋1.4×3.848＝10.535 η＝1.0 KH＝1/ [1＋0.005×(H－4)]＝1/ [1＋0.005×(4.57－4)]＝0.997

Ψ—轴心受压立杆稳定系数＝7320/λ2＝7320/2502＝0.117

A＝4.89×102mm2

σ＝1.0×10.535×103/ (0.117×489×0.997 )184.69N/mm2＜f＝215N/m2 强度满足要求。

图3—xx 底模计算简图

l—小楞间距，取为0.6m，L—钢模板长度，取1.2m

q＝(1.2∑gik＋1.4P2k)×调整系数×模板宽度＝[(1.2×(0.5＋24×1.2＋1.5×1.2)＋1.4×2 ]×0.85×0.2＝(1.2×31.1＋2.8)×0.85×0.2＝6.82KN/m

M＝0.125ql2＝0.125×6.82×0.62＝0.3069KN*m

σ＝Mmax/Wn＝306900/3960＝77.50 N/mm2＜f＝215N/m2 强度满足要求。

q＝∑gik×梁宽/2＝(0.5＋24×1.2＋1.5×1.2)×0.4/2＝31.50×0.2＝6.3KN/m

查得，ω＝0.521Pl4/(100EI)＝0.521×6.3×6004/(100×2.06×105×17.98×104 )＝0.1148＜[ω]＝1.5mm

b小楞：采用槽钢[80×43×5.0

图3—xx 小楞计算简图

a—取0.3m， B—梁底宽度取0.4m， L—取0.4＋2×0.3＝1.0m

q＝(1.2∑gik＋1.4P2k)×调整系数×小楞间距＝[1.2×(0.75＋24×1.2＋1.5×1.2)＋1.4×2 ]×0.85×0.60＝(1.2×31.35＋2.8)×0.85×0.6＝20.61KN/m

M＝Qbl/4－qB2/8＝20.61×0.4×1.0/4－20.61×0.42＝2.061－0.4122＝1.6488KN*m

σ＝Mmax/Wn＝1648800/25300＝65.00N/mm2＜f＝215N/m2 强度满足要求。

q＝∑gik×小楞间距＝(0.75＋24×1.2＋1.5×1.2)×0.6＝18.81KN/m

ω＝qB (8L3－4B2L＋B3)/(384EI)＝18.8×400×(8×10003－4×4002×1000＋4003 )/ (384×2.06×105×101.3×104)＝0.6967mm＜[ω]＝1000/500＝2mm强度满足要求。

c大楞：采用A48×3.5钢管

图3—xx 梁的大楞计算简图

L—为立柱间距取0.9m， a—小楞间距取0.6m

P＝(1.2∑gik＋1.4P2k)×调整系数×小楞间距×梁宽/2＝[1.2×(1.1＋24×1.2＋1.5×1.2)＋1.4×2]×0.85×0.6×0.4/2＝(1.2×31.70＋2.8)×0.85×0.6×0.2＝4.17KN

Mmax＝0.267Pl＝0.267×4.17×0.9＝1.0021KN*m

σ＝Mmax/Wn＝1.0021×106/5080＝197.3N/mm2＜f＝215N/m2 强度满足要求。

P＝∑gik×小楞间距×梁宽/2＝(1.1＋24×1.2＋1.5×1.2)×0.6×0.4/2＝31.70×0.6×0.2＝3.804KN

d主承重杆：采用A48×3.5钢管

图3—xx 梁下主承重杆计算简图

N＝(1.2∑gik＋1.4P2k)×立柱间距×梁宽/2＝[1.2×(1.1＋24×1.2＋1.5×1.2)＋1.4×2]×0.5×0.4×0.9＝(1.2×31.7＋2.8)×0.5×0.4×0.9＝7.35KN

ηN/ (ΨAKH ) ≤f，η＝1.0，Ψ＝0.167，A＝489mm2，KH＝1.0

ηN/ (ΨAKH )＝1.0×7.35×103/(0.167×489×1.0 )＝90N/mm2≤f＝215N/mm2

F柱：柱模板采用Q345钢材模板

图3—xx 柱侧模计算简图

l—柱箍间距取用0.6m，L—模板块长度，取1.2m

P＝[1.2∑gik＋1.4P2k (P3k)]×调整系数×模板块宽度＝(1.2×64.67＋1.4×4)×0.85×0.2＝14.14KN/m

Mmax＝0.125ql2＝0.125×14.14×0.6＝1.06KN*m

σ＝Mmax/Wn＝1.06×106/3960＝267.60N/mm2＜f＝310N/m2 强度满足要求。

q＝g4k×模板宽度＝64.67×0.2＝12.934KN/m

ω＝0.521Pl4/(100EI)＝0.521×12.934×6004/ (100×2.06×105×179800)＝0.236mm＜[ω] ＝1.5mm

其中g4k＝min﹛0.22rct0β1β2v0.5 ，r0H﹜＝min﹛ 0.22×24×[200/ (25＋15)]×1.0×1.0×60.5＝64.67，24×3.5＝84﹜＝64.67KN/m2

b柱箍：采用[80×43×5.0槽钢

图3—xx 柱箍计算简图

图中l为柱长边长度为800mm，a取60mm

q＝[1.2g4k＋1.4P2k (P3k)]×调整系数×柱箍间距＝(1.2×64.67＋1.4×4 )×0.85×0.6＝42.23KN/m

N＝ql/2＝42.23×0.8/2＝16.892KN

Mmax＝q (l＋2a )2/8＝42.23×0.862/8＝3.904KN*m

σ＝M/W＋N/A＝3.904×106/25300＋16892/1024＝153.41＋16.50＝169.91N/mm2＜f＝215N/mm2

q＝g4k×柱箍间距＝64.67×0.6＝38.802KN/m

ω＝5ql4/(384EI)＝5×38.802×8604/ (384×2.06×105×101.3×104)＝1.324mm＜860/500＝1.72mm

c对拉螺栓：采用A16钢筋

图3—xx 对拉螺栓计算简图

N＝q(l＋2a )/2＝[1.2g4k＋1.4P2k (P3k)]×(l＋2a )/2＝(1.2×64.67＋1.4×4)×0.86/2＝29.53KN

σ＝N/A＝29.53×103/201.1＝146 N/mm2 ＜f＝215N/mm2

G墙：采用组合钢模板组拼，墙厚300mm，墙高3.95m，墙宽7.3m，内楞采用2根A51×3.5钢管，间距790mm，外楞采用统一规格钢管，间距900mm，对拉螺栓采用A16，抗拉设计强度为210N/mm2，间距790mm，混凝土rc＝24KN/m3，强度等级C30，塌落度为12cm，采用泵送，速度为6m/h，混凝土温度T＝25℃，用插入式振捣器振捣，钢材抗拉强度设计值Q235，f＝215N/mm2，钢模允许挠度，面板1.5mm，钢楞3mm。

图3—xx 墙板块计算简图

混凝土侧压力：g4k＝min﹛0.22rct0β1β2v0.5 ，r0H﹜＝min﹛ 0.22×24×[200/ (25＋15)]×1.0×1.0×60.5＝64.67，24×3.5＝84﹜＝64.67KN/m2

q＝[1.2g4k＋1.4P2k (P3k)]×调整系数×模板宽度＝(1.2×64.67＋1.4×4)×0.85×0.3＝21.22 KN/m

Mmax＝ql2/8＝21.22×0.62/8＝0.955KN*m

GB／T 35091-2018 闭式高速压力机 型式与基本参数σ＝M/W＝0.955×106/5940＝160.8N/mm2＜f＝215N/mm2

q＝g4k×模板宽＝64.67×0.3＝19.401KN/m

ω＝0.912ql4/(100EI)＝0.912×19.401×6004/(100×2.06×105×269700)＝0.4127mm＜[ω] ＝1.5mm

图3—xx 内楞计算简图

q＝[1.2g4k＋1.4P2k (P3k)]×调整系数×外楞间距＝(1.2×64.67＋1.4×4)×0.85×0.9＝63.65KN/m

Mmax＝0.1ql2＝0.1×63.65×0.92＝5.16KN*m

σ＝M/W＝5160000/2×5810＝444.10N/mm2＞f＝215N/mm2，所以不可用，改用1根[80×43×5.0的槽钢内楞后，σ＝M/W＝5160000/25300＝204.0N/mm2＜f＝215N/mm2

q＝g4k×外楞间距＝64.67×0.9＝58.203KN/m

土石方工程施工方案(中建)（21P）-.docω＝0.677ql4/(100EI)＝0.677×58.23×9004/(100×2.06×105×101.3×104)＝1.239mmm＜900/500＝1.8mm强度满足要求。