郑州某大厦基坑支护方案设计.doc

郑州某大厦基坑支护方案设计摘要：深基坑支护的设计与施工是建筑深基坑工程的核心内容，它既涉及土力学的典型强度与稳定问题，又包含了变形问题，同时还涉及到土与支护结构的共同作用问题。该文通过工程实例，探讨复杂环境条件下既安全又经济的土钉墙与竖向微型桩、预应力锚杆结合组成的基坑支护方案。关键词：基坑 支护设计 方案 分析比较一、工程概况1、工程基本概况 郑州某大厦位于郑州市区，周围环境复杂，地下水位浅，基坑平面尺寸长约64米，宽约37.2米，呈矩形，基坑开挖深度为自然地面下-12.10m，在土方开挖过程中，必须进行支护和降水。2、环境条件 基坑周边环境条件如下：位置相邻建筑物说明东侧3栋7层住宅楼喷粉桩复合地基，基础埋深约2.0m，距本基坑工程地下室边线5.4m南侧郑州某酒店裙楼（4层）天然地基，基础埋深约1.5米，距本基坑工程地下室边线约5.16m西侧及北侧郑州某道路基坑紧邻马路红线，红线外为人行道，人行道及道沿外有多种地下管线二、 基坑支护结构方案选择2.1、设计参数及荷载的确定2.1.1、本基坑设计的安全等级为一级，基坑侧壁的重要性系数取0=1.1。2.1.2、地面荷载：东侧1-1剖面临7层住宅楼（住宅楼为9m深水泥搅拌复合地基），取9m深处90KPa的超载，地面超载15KPa；南侧3-3剖面临4层郑州某酒店裙楼，因该楼为天然地基，取1.4m处60KPa超载；2-2剖面和4-4剖面位置地面超载取15KPa。2.2、基坑支护方案论证选择经过分析和论证及理论计算分析，确定本基坑工程支护结构采用桩锚联合支护，根据不同部位，东侧临近7层住宅楼部位采用双排钻孔桩和预应力锚杆联合支护，其他部位采用单排钻孔桩和预应力锚杆联合支护结构。2.3、支护结构计算及方案确定 根据本工程不同区域的具体情况（相邻关系、基坑深度、环境条件），将基坑周边分为4个区域段，即4个剖面。各个剖面计算结构形式及实用结构形式如下表（所有剖面均采用桩锚支护方式进行计算，计算结果均满足要求）： 支护结构计算及方案的确定 表2.3.1剖面桩锚计算实用支护结构形式1-1钻孔桩径0.8m，桩间距1.4m，桩长20.0m，排花管间距1.8m；8.4m深处设预应力锚杆1排。进行桩锚支护结构强度、稳定和变形计算。双排钻孔桩，桩径0.8m，桩间距1.4m，排间距为1.8m；设预应力锚杆1排，土钉3排，竖向间距2.0m和2.4m，水平间距1.4m和2.8m。2-2 钻孔桩桩径0.8m，桩间距1.4m，桩长20.0m，设预应力锚杆3排。进行桩锚支护结构强度、稳定和变形计算。单排钻孔桩，桩径0.8m，桩间距1.4m；设预应力锚杆3排，竖向间距3.5m和2.5m，水平间距2,8m。 3-3钻孔桩桩径0.8m，桩间距1.2m，桩长20.0m，设预应力锚杆3排。进行桩锚支护结构强度、稳定和变形计算。单排钻孔桩，桩径0.8m，桩间距1.2m；设预应力锚杆3排，竖向间距3.5m和2.5m，水平间距2.4m。 4-4钻孔桩桩径0.8m，桩间距1.3m，桩长20.0m；设预应力锚杆3排。进行桩锚支护结构强度、稳定和变形计算。单排钻孔桩，桩径0.8m，桩间距1.3m；设预应力锚杆3排，竖向间距3.5m和2.5m，水平间距2.6m。三、基坑支护设计要点及施工建议3.1、土钉墙施工工艺要求3.1.1、土钉造孔要求（1） 分层分段开挖，每层开挖深度不得大于2.0m。 （2）本工程依据土层条件土钉成孔采用人工成孔，孔直径100mm，孔深宜大于设计孔深10cm，成孔倾角10o。3.1.2、土钉制作安装（1）土钉墙采用18 级钢筋，土钉杆接头应采用焊接的搭接接头。（2）土钉杆体应沿土钉轴线方向每隔2.0m左右设置一个居中支架，居中支架采用6.5HPB235钢筋制作，并将用作居中支架的钢筋弯成弧形与土钉杆焊接。3.1.3、注浆（1）根据本工程条件注浆采用水泥净浆，其强度不宜低于M10。（2）注浆液水灰比为0.4-0.55。（3）注浆应从孔底开始灌填，当孔口有浆液流出并加压稳定后，方可停止注浆。3.1.4、编扎钢筋网（1）钢筋网采用6.5HPB235调直钢筋，双向间距均为250mm。（2）根据作业面层分层、分段铺设钢筋网，钢筋网之间的连接可采用搭接，并随壁面随坡就势铺设。3.2钻孔灌注桩设计参数及施工建议 钻孔灌注桩桩径为800mm，桩长为20.0m，嵌固深度为8.0m，桩间距为12001400mm，排间距为1800mm，桩顶为厚600mm，宽10002800的冠梁。3.2.1、施工要领（1） 成孔质量：合理选择护壁泥浆，钻进时泥浆比重应控制在1.01.25；钻孔应一次成孔，不得中途停顿；严格控制清孔质量，灌注水下混凝土前允许沉渣厚度不大于30cm。 （2）钢筋笼吊装及保护层设置：清孔后应立即抓紧吊放钢筋笼，以免隔时过久沉渣厚度超过规定。钢筋笼应根据设计要求和起重设备能力整体或分节制作，分段吊放时上下段必须焊接顺直。（3） 混凝土灌注质量控制：要求混凝土有良好的和易性，以便在水中自行摊展，混凝土塌落度控制在1822cm内，灌注水下混凝土前应认真测量孔深和导管长度，导管悬空一般控制在2040cm内。3.3、预应力锚索设计参数及施工建议锚索孔径150mm，竖向间距2.43.5m，水平间距2.12.8m，采用5、1860型有粘结钢绞线。自由段长度分别为5.0m、7.0m，锚固段长度分别为15.0m、17.0m、19.0m。3.3.1、施工要领 （1）定位：成孔前根据设计要求和土层条件定出孔位。 （2）成孔：采用机械成孔或人工成孔。（3）预应力锚索的制作与安放:制作的锚索应除油、除锈，自由段用塑料布包裹或涂抹黄油，其他应按有关技术要求进行制作，安放时应确保杆体满足设计要求。（4）注浆：浆液采用掺入2%早强剂、水灰比0.6的纯水泥浆，注浆管头部距孔底50100mm，二次注浆压力不小于1.5MPa。（5）面层喷护：为了保证桩间土体的安全，打入摩擦土钉以便固定多目钢丝网，然后进行面层喷护。（6）腰梁安装：连梁采用两根18-20型槽钢，应连成一体，保证整体发挥作用。（7）张拉与锁定：当水泥浆强度达到设计强度的75%时，可对锚杆进行张拉。锚杆张拉要按规程要求分级加荷，严格遵守观测时间。张拉锁定荷载为设计拉力的50%，锁定后若发现明显预应力损失应进行补偿张拉。3.4、施工建议为了保证基坑安全，在基坑开挖支护时应对基坑周边采用钢管斜支撑。详见基坑支护平面图。 基坑支护平面图四、基坑工程安全监测4.1、基坑安全监控内容 根据基坑周边环境条件，监控内容包括：（1） 支护结构水平位移观测。（2） 基坑周边的建筑物沉降观测。4.2、允许变形控制允许变形标准有两种指标，其一是变形允许值（累计变形），其二是变化速率。这两种指标中任何一种达到警戒限值都应做出判断，形成决策。4.2.1、基坑边坡及地面变形监控 （1）基坑变形的监控值 基坑边坡及周边地面允许变形值应符合下表： 基坑变形的监控值 表4.2.1-1基坑类别支护体顶位移支护结构墙体最大位移地面最大沉降一级基坑3cm5cm3cm (2)水平位移速率控制 连续3日水平位移速率达到2mm/d；应预报警。4.2.2、临近建筑物沉降控制 （1）建筑物允许变形值应符合下表： 建筑物允许变形值 表4.2.2-2变形特征中、低压缩性土高压缩性土砌体承重结构基础局部倾斜0.0020.003 （2）沉降速率控制 连续3日沉降速率达到1mm/d，或肉眼发现建筑物裂缝急剧扩张，应预报警。五、附图、基坑支护平面图 1张参考