工程地质与水文地质处理形式

工工程程地地质质与与水水文文地地质质处处理理 1. 工工程程概概况况 某工程占地面积25公倾。根据岩土工程勘察报告提供的方案资料，拟建建筑物 包括2024层写字楼、1418层公寓、商场、俱乐部及纯地下室组成。建筑面积约m2； 拟建楼座均设3层地下室，于主楼周边均为纯地下建筑，并与主楼地下室底板连成一整体； 拟建建筑物0.00标高为51.06m，场地自然标高为50.2351.49m；采用筏板基础，基础埋 深约14.60m。 2. 场场地地工工程程地地质质与与水水文文地地质质条条件件 2.1 地地层层条条件件 根据甲方提供的 岩土工程勘察报告 ，拟建场地地层如下： 人工堆积层。该层分布于地表，厚度为1.03.0m，其下即为第四纪沉积层。此层 包括粘质粉土、砂质粉土填土层，房渣土1层，卵石填土2层。 于标高47.0449.23m以下以粘质粉土、砂质粉土层为主，夹有粘质粉土、砂质 粉土1层及粉质粘土、重粉质粘土2层。此大层厚度为1.85.2m。 于标高43.746.63m以下为粉细砂层。此大层厚度为0.43.1m。 于标高42.5044.53m以下为粉质粘土、粘质粉土层，含粉质粘土 1 层，砂 质粉土、粘质粉土2层及粉、细砂3层。此大层厚度为1.86.0m。 5.于标高37.9341.99m以下为粉质粘土、粘质粉土层，含重粉质粘土、粘土1层， 粘质粉土、重粉质粘土2层，粘质粉土、砂质粉土2层及细砂4层。此大层厚度为 4.010.0m。 6.于标高29.3332.12m以下为粉细砂层，含粘质粉土、粉质粘土1层，圆砾2层。此 大层厚度为5.07.0m。 7.于标高24.4425.64m以下为卵石层，含圆砾1层，细中砂2层，粘质粉土3 层。此大层厚度为8.09.0m。 2.2 场地地下水场地地下水 根据岩土工程勘察报告 提供的资料，本场地地表以下有三层地下水：第一层地下水 为上层滞水，水位标高为 46.2748.28m（埋深 2.204.86m） ；第二层地下水为层间潜水， 水位标高为 37.9341.27m（埋深 10.0013.00m） ；第三层地下水为承压层间潜水，水 位标高为 26.4628.13m（埋深 22.8024.60m） 。场区内的地下水对混凝土结构及钢筋混 凝土结构中的钢筋均无腐蚀性。 3. 基基坑坑支支护护方方案案设设计计 3.1 设设计计依依据据 甲方提供的岩土工程勘察报告 ； 建筑基坑支护技术规程JGJ120-99； 北京地区建筑地基基础勘察设计规范DBJ01-501-92； 混凝土结构设计规范GB50010-2002； 土层锚杆设计与施工规范CECS22-89； 建筑桩基技术规范JGJ94-94； 钢筋焊接及验收规程JGJ18-2003； 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002） ； 3.2 设计参数设计参数 地面附加荷载按 20KNm2考虑。 土层参数取值 按照岩土工程勘察报告 提供的典型剖面分层，考虑到各土层的物理力学性质，最后 归纳如下几个大层，其参数如下表： 编号土层厚度（m） 重度 （KN/m3） 内摩擦角 （ ） 凝聚力 （KPa） 1人工填土 2.0191010 2粘质粉土、砂质粉土层2.0203026 3粘质粉土、砂质粉土1层1.5203010 4粉、细砂 层1.520350 5粉质粘土、 粘质粉土层3.0202025 6粉质粘土、 粘质粉土层8.0201627 7粉、细砂 层6.020400 8卵石 层5.020400 基坑开挖深度 根据甲方提供的资料，0.00051.06m，场地自然标高为 50.2351.49m，场地周边 自然标高一般为 51.0m左右，采用筏板基础，基础埋深为14.50+0.10+0.05=-14.65m。本设计计算按 基坑开挖深度为14.60m考虑。 计算方法 根据场地周围环境，采用土钉墙和桩锚支护体系。土压力采用朗肯土压力理论。 土钉墙支护体系采用 BISHOP 条分法，桩锚体系采用分段等值梁法结合杆系有限元法。 在计算中，主动侧压力不考虑水压力，只考虑基底以下的水压力。设计计算详见设计计 算书 。 3.4 基坑边坡支护方案基坑边坡支护方案 基坑边坡支护：以土钉墙支护体系为主，局部地段采用桩锚支护体系；全部采 用桩锚支护体系。 根据场地周围环境条件以及地层条件，结合我们的施工经验，经过详细、认真的计 算，我们认为采用第一种方案较好，其施工方便、安全可靠、造价低、工期短；但边坡位 移变形相对第二方案要大，预计位移变形约 5cm，因此，不会造成边坡安全和对周边地下、 地上建筑等产生危害。因北侧距已有商会馆太近（两建筑物间距为 812m，距基坑开挖 距离只有 510m） ，为确保其安全，该部位采用桩锚支护体系；其余部位全部采用土钉 墙支护体系。 3.5 基坑北侧已有商会馆部位边坡支护设计基坑北侧已有商会馆部位边坡支护设计 基坑北侧已有商会馆部位采用桩锚支护体系，护坡边长约 70m。支护结构设计为： 从地表至地面下 3.00m 采用土钉墙，3.00m 以下采用桩锚支护。 3.5.1 护坡桩护坡桩 采用钢筋混凝土桩，桩径800，桩距 1.60m；桩顶位于地面下 3.0m，桩 长为 16.5m，嵌固深度为 5.0m；主筋异形配置：护坡桩（1）区为 825722，护坡桩（ 2）区为 725622，通长配筋；箍筋为 200，加劲筋为 162000；桩身混凝土标号为25，采用现场搅拌砼； 主筋保护层厚度为 50mm；桩身主筋锚入桩顶连梁400mm。 桩顶连梁为 500800mm，配筋：主筋为 820；箍筋 200；混凝土 标号为 20。 3.5.2 桩桩顶顶土土钉钉墙墙和和桩桩间间土土 护坡桩顶以上 3.0m采用土钉墙 ，坡度为 80；护坡桩（ 1）区于地面下 1.3、2.6m设置 2排土钉锚杆，锚杆长度为2.0、5.0m；护坡桩（ 2）区于地面下 1.5m设置 1排土钉锚杆，锚杆长度为5.0m；面板为现场喷射砼而成，砼强度为 C20，厚度 8cm，面板中间挂 6.5200200的钢筋网，外配 116横向加强筋 并和所有土钉头用 “L“形钢筋焊接牢固。 桩间土处理采用挂钢板（丝）网后喷射砼。 3.5.3 锚锚 杆杆 设置两道锚杆，第一道锚杆设置在连梁之下3.0m(地面下 6.0m)位置，两桩 一锚，锚杆长度为 25.0m(其中非锚固段长度为5.5m)，锚杆直径 150mm，锚 杆倾角为 20；锚索选用 3束75预应力钢绞线，锚杆锁定在28#B工字钢梁上。 第二道锚杆设置在连梁之下7.5m(地面下 10.5m)位置，一桩一锚，锚杆长度 为 25.0m(其中非锚固段长度为5.0m)，锚杆直径 150mm，锚杆倾角为20； 锚索选用 3 束 75 预应力钢绞线，锚杆锁定在28#B 工字钢上。 3.6 土土钉钉墙墙方方案案设设计计 3.6.1 一一般般部部位位土土钉钉墙墙设设计计 边坡坡度按 1：0.1设计。土钉间距：横方向为1.5m，纵方向为 1.4m，一般 孔径 130mm，倾角 1015；共 10排，长度分别为 12m、12m、15m、12 m、10m、13m、11m、10m、9m、8m；详见剖面示意图。孔中插入钢筋为：第 一、二、四、五排 120，第三、六排为预应力锚杆，孔中插入218钢筋， 第七、八、九、十排为122；低压灌注水泥浆，浆体强度不低于20MPa。施 工第一排土钉时，如遇地下管线，应调整倾斜角度或深度位置。 面板为现场喷射砼而成，砼强度为C20，厚度 10cm，在预应力土钉锚杆部位 加厚为 12cm；面板中间挂 6.5200200的钢筋网，外配 118横向加强筋并 和所有土钉头用双 “L“形钢筋焊接牢固。 3.6.2 东东北北角角配配电电室室部部位位土土钉钉墙墙设设计计 边坡坡度按 1：0.1设计。土钉间距：横方向为1.5m，纵方向为 1.4m，一般 孔径 130mm，倾角 1015；共 10排，长度分别为 3m、3m、16m、13 m、12m、13m、11m、10m、9m、8m；详见剖面示意图。孔中插入钢筋为：第 一、二排 120，第三、六排为预应力锚杆，孔中插入218钢筋，第四、五、 七、八、九、十排为122；低压灌注水泥浆，浆体强度不低于20MPa。 由于该部位放坡坡度达不到1：0.3，需在该部位增加钢管桩，钢管桩孔径为 200mm，孔内下入 1根80钢管后灌注混凝土，桩长为6.5m，钢管位于地面下 0.5m。 3.6.3 西西北北角角高高压压线线塔塔部部位位土土钉钉墙墙设设计计 由于高压线塔距基坑开挖线较近，为保证该塔的安全，将该部位的边坡坡度变为 1：0.2。土钉设计同其余部位。 3.6.4 加加固固措措施施 由于该场地下部地层为湖沼相沉积的粉质粘土、粘质粉土层，其土质较 软，变形大，加之位于上层滞水含水层底板以下，降水后仍有残留滞水，将加大其 变形。因此，应采取以下处理措施： 加大降水力度，保证降水质量。降水质量的好坏直接影响护坡施工的进行，必须 加强降水和残留滞水处理工作（见降水部分） 。 在危险部位的地面设置锚拉桩，控制地面位移变形。锚拉桩位于基坑外 810m，桩径 200mm，桩长 12m，用人工打孔后，放入220钢筋，孔内灌 注C20砼，用 118钢筋与土钉锚杆焊接为一体，锚拉桩间距为3.04.5m。 设置预应力锚杆，控制边坡位移变形。在地面下4.2m和8.4m位置设置 二排预应力锚杆，锚杆间距为1.5m。第一排预应力锚杆长度为15m，孔径 150mm，孔内置入 2根18钢筋；第二排预应力锚杆长度为1314m，孔径 150mm，孔内置入 2根18钢筋。孔内灌注水泥浆，水泥浆内可加入早强剂或膨 胀剂，每排预应力锚杆横向用1216#槽钢连接在一体，待灌注水泥浆4872 小时后进行张拉锁定（张拉前先戴上螺母）。 采取措施，保证土钉成孔质量。由于残留滞水和软弱地层影响，该场 地在深度7m左右位置的土钉可能成孔困难，如无法进行人工成孔时，可采用以下措施：a. 顶入钢管法，先用人工打孔到67m后，放入50钢管，用挖土机顶入；钢管长度为9m， 钢管连接处用三根16钢筋邦焊，邦筋长度为56m，钢管内外灌注水泥浆；将钢管外端 与上下两排锚杆的外端用18钢筋焊接为一体。b. 机械成孔法，用锚杆钻机成孔。 4. 基基坑坑降降水水方方案案设设计计 4.1 设计依据设计依据 甲方提供的岩土工程勘察报告 ； 建筑与市政降水工程技术规范JGJ/T111-98； 4.2 降水设计计算降水设计计算 4.2.1 基基坑坑涌涌水水量量 计计算算基基坑坑引引用用半半径径 (r0)： 0=76.7m 4 BL U 4 120140 18 . 1 式中：r0基坑引用半径 (m)，L基坑长度(m)， B基坑宽度(m)， 修正系数。 确定引用影响半径确定引用影响半径(R)： R3=2S3 = 2531.6(m) 11k H25 R2=20.0m 222 2KHS5 . 0852 式中：R1 、R2上层滞水、潜水含水层引用影响半径(m)， S1、 S2上层滞水、潜水降水深度(m)， H1 、H2上层滞水、潜水含水层厚度(m), K1 、k2上层滞水、潜水含水层渗透系数(md)。 基坑涌水量基坑涌水量(Q) 上层滞水层涌水量(Q2) Q1 =455.8(m3/d) 001 1111 / )lg( )2(366 . 1 rrR SSHK 7 . 76/ ) 7 . 76 6 . 31lg( 5)552(2366 . 1 潜水层涌水量(Q3) Q2 =373.3(m3/d) 002 2222 / )lg( )2(366 . 1 rrR SSHK 7 . 76/ ) 7 . 76 0 . 20lg( 5)582(5 . 0366 . 1 基坑总涌水量(Q总) ：Q总=Q2+Q3 = 829.1 (m3d) 4.2.2 井出水能力井出水能力 上层滞水部分：q1=8.3(m3d)24 1 1 a dl 24 130 30015 . 0 潜水部分： q2=14.4(m3d)24 2 2 a dl 24 500 3001 式中：q1潜水单井出水量，q2承压水单井出水量， 进水管高度， 进水管直径。 l d 4.2.3 确定井数量确定井数量(n) 上层滞水部分：n=55(个)；潜水部分：n=26(个) 3 . 8 8 . 455 4 . 14 3 . 373 4.2.4 确定井间距确定井间距(a) 上层滞水部分：a1=9.5(m)； 潜水部分：a2=22(m) 1n Lz 1n Lz 式中：基坑降水井轴线周长，降水井数量 z Ln 由以上计算结果，a. 将上层滞水水位降低至含水层底板时，所需降水井数为55个， 降水井间距约为9.5m；将潜水水位降低3.0m时，所需降水井数为26个，降水井间距为 22m。为了减小上层滞水含水层的残留水量，保证降水效果，将基坑周边降水井间距缩小 为67m，降水井数增加到7585个。 4.2.5 计算自渗降水能否满足降水要求计算自渗降水能否满足降水要求 基坑的总入渗水量基坑的总入渗水量Q入 入: Q1 =829.1 (m3/d) Q入 829.1 各引渗井的单井入渗量各引渗井的单井入渗量Qi: Qi = = 11.8 (m3/d) n 70 引渗井的水位抬升值引渗井的水位抬升值h： 0.366Q 2l 0.36611.8 21 h=lg =lg = 0.2 (m) kl rw 15 2 0.15 考虑成井泥浆等的影响,取安全系数为5，即：h=5h=50.2 = 1.0 (m) 引渗井的混合水位埋深引渗井的混合水位埋深 S井 井： ：S井=S2-h= 22.0 1.0 =21.0 (m) 以上计算结果,引渗井的混合水位埋深远低于基坑降水深度，可以满足自渗要求。 4.2.6 计算北侧已有商会馆楼处的地下水位下降值计算北侧已有商会馆楼处的地下水位下降值(S近 近， ，S远 远) 上层滞水层上层滞水层 a. 最近点(距基坑3m)的地下水位下降值(S近) S近1=4.7(m)/ )lg(* 366 . 1 00 1 1 2 1 rrR K Q S 近 7 . 76/ 7 . 79lg* 2366 . 1 8 . 455 52 b、中间点（距基坑10m）的地下水位下降值（S中） S中1=4.0(m)/ )lg(* 366 . 1 00 1 1 2 1 rrR K Q S 中 7 . 76/ 7 . 86lg* 2366 . 1 8 . 455 52 c、最远点（距基坑25m）的地下水位下降值（S远） S远1=2.1(m)/ )lg(* 366 . 1 00 1 1 2 1 rrR K Q S 远 7 . 76/ 7 . 91lg* 2366 . 1 8 . 455 52 潜潜水水层层 a.最近点(距基坑3m)的地下水位下降值(S近) S= -h2 )/ )lg(* 366 . 1 00 2 2 2 2 rrR K Q H 近 = -34.4(m) 7 . 76/ 7 . 79lg* 5 . 0366 . 1 3 . 373 82 b.中间点(距基坑10m)的地下水位下降值(S中) S= -h2 )/ )lg(* 366 . 1 00 2 2 2 2 rrR K Q H 中 = -32.9(m) 7 . 76/ 7 . 86lg* 5 . 0366 . 1 3 . 373 82 c、最远点（25m）的地下水位下降值（S远） 因降水影响半径为20m ，所以，在最远点（25m）处的地下水水位下降值为 0.0m。 4.2.7 因地下水位降低所引起的已有建筑沉降计算因地下水位降低所引起的已有建筑沉降计算 上层滞水层上层滞水层 a、最近点（距基坑3m）S近 S近=15.8(mm) 21 E HP 21 2 2 E rH w 72 107 . 4 2 b、中间点（距基坑10m）S中 S近=11.4(mm) 21 E HP 21 2 2 E rH w 72 100 . 4 2 c、最远点（距基坑25m）S远 S远=3.1(mm) 21 E HP 21 2 2 E rH w 72 101 . 2 2 潜水层潜水层 a、最近点（距基坑3m）S近 S近=10.8(mm) 21 E HP 21 2 2 E rH w 92 104 . 4 2 b、中间点（距基坑10m）S中 S近=4.8(mm) 21 E HP 21 2 2 E rH w 92 109 . 2 2 c、最远点（距基坑25m）S远 S远=0.0(mm) 21 E HP 21 2 2 E rH w 总计沉降量总计沉降量 S近=15.8+10.8=25.6（mm） ；S中=11.4+4.8=16.2（mm） ；S远 =3.1+0.0=3.1（mm） 差异沉降值为差异沉降值为S： S= S近- S远=25.6-3.1=22.5（mm） 已有建筑物的基础倾斜值为已有建筑物的基础倾斜值为：I=安全002 . 0 001 . 0 22000 5 . 22 L s 以以上上计计算算表表明明，采采用用基基坑坑降降水水时时，因因地地下下水水位位降降低低所所引引起起北北侧侧 已已建建楼楼的的基基础础沉沉降降量量约约 18.5MM，倾倾斜斜值值约约 1，小小于于规规范范要要 求求值值 13，对对其其不不会会产产生生较较大大影影响响。但但不不知知已已建建楼楼的的建建筑筑结结 构构和和施施工工质质量量，为为了了加加大大安安全全度度，避避免免不不必必要要的的麻麻烦烦，建建议议北北 侧侧已已建建商商会会馆馆楼楼部部位位采采用用在在护护坡坡桩桩间间加加隔隔水水帷帷幕幕，保保证证该该部部位位 的的地地下下水水位位不不被被降降低低，以以确确保保已已建建商商会会馆馆楼楼的的安安全全。 4.3 降水方法的选择降水方法的选择 4.3.1 工程特点工程特点 该降水工程的主要难点在于：a. 基坑深度超过了上层滞水、层间潜水层底板，且 基础位于层间潜水层之内，其粉、 细砂层和砂质粉土之中的地下水很不好降，因降水井 的影响范围小，可是残留水量较大，基坑开挖后容易产生流砂，造成边坡支护困难。b. 由于基坑面积大，周边降水井难以保证中部降水要求，而采用常规抽水方法将给基坑和建 筑施工带来许多不便。c. 基坑北侧已建商会馆相距太近，降水将对其产生影响。 4.3.2 方法选择方法选择 根据以上计算和分析，结合场地的环境条件和水文地质条件，拟采用管井自渗的降 水方案。由于基坑深度约 14.6m，降水深度达 15.0m 以下，且涌水量较大，宜采用管井降 水；为了尽量减少抽排水量和降低基坑残留水及残留水层厚度，保证地下水位达到设计要 求及基坑边坡安全，拟在基坑周边和中部设置自渗降水井。因降水目的层为上层滞水和 潜水，含水层岩性为细颗粒砂质粉土和粉细砂，渗透性弱，水量相对较小；而其下伏 的卵石层含水层，水位埋深约 22m，低于基坑底部，且渗透性能良好，可以消纳 大量水量，将上部地下水引渗至该层含水层之中，可以满足降水要求；如果降水井中 的地下水位抬高 , 难以完全达到降水要求时，选择部分降水井进行抽水，将大大提高 地下水的引渗能力，增强上部含水层的降水条件, 以加大降水深度，达到基坑降水 的要求。 为了避免降水对北侧已有建筑物造成危害，应采用设置隔水帷幕方案，使帷幕以 外的地下水水位不被降低，以保证已有建筑物的绝对安全。 4.3.3 自渗降水原理及优点自渗降水原理及优点 自渗降水 ,即在场地内设置引渗井点 ,用人工沟通上下含水层 ,靠其自身水位差的 作用, 将上部含水层中的地下水引渗到下部含水层之中,达到不用抽排地下水而降低 地下水位的目的。自渗降水是目前最先进的降水方法之一：可在基坑内部设置引渗降 水井，有效地解决大面积降水工程中的技术难题；无须设置抽排水管线，不占用场地； 不进行排水，避免缴纳排污费和冬施排水的不便；降水期间不用电，既节约抽水的大 量电费，又可避免停电所带来的影响；自渗降水井的长时间降水效用对地下室的防水 较为有利；采用自渗降水，不需或减少抽排地下水，可以减小降水对周边已有建筑物 的影响；特别是该工程要求降水时间长，既可避免长时间抽水所带来的各项费用，又 可为建筑施工提供更多便利条件。 4.3.4 已有工程经验已有工程经验 自渗降水：自渗降水：我公司具有自渗降水的许多成功经验，如“京宝花园深基坑”工程， 其基坑深度 19.5m，全部采用自渗降水，效果非常好，荣获全国优秀质量管理奖和部级一 等奖；“三元大厦深基坑”工程，基坑深度 17.523.5m，浅基坑部分采用全部自渗降水， 深基坑部分采用渗、抽结合降水，降水效果非常好；“住邦 2000A 座”工程，基坑深度 14.5m，采用渗、抽结合降水，降水效果非常好。这些降水工程的水文地质条件都与该工 程相似，因此，完全可以采用自渗降水。 隔水帷幕：隔水帷幕：“北大校史馆”工程，基坑西侧紧邻荷塘，相距 12m，采用隔水帷 幕止水和护坡桩护坡，效果非常好。 “北京电影频道楼”工程，基坑南侧距已建 7 层楼仅 2m，采用隔水帷幕止水和护坡桩护坡，已建楼未发生任何影响。 4.4 降水方案设计降水方案设计 4.4.1 降水井布置降水井布置 在基坑周边（除北侧已有商会馆楼部分地段外）布置降水井，降水井距基坑边沿 23m，井间距 67m，计降水井约 7080 个；在北侧已有楼部分的隔水帷幕地段， 于基坑护坡桩内侧或隔水帷幕内侧布置自渗降水井，井间距为 1015m，计降水井约 56 个；在基坑内按 20m30m 方格网布置自渗降水井，预计降水井约 20 个。如自渗 降水不能完全满足降水要求时，可根据实际情况间隔选用部分降水井进行抽水。 4.4.2 降水井结构降水井结构 降水井孔深分为两种： 浅层自渗降水井，入渗目的层为细砂 4层，井深为 1820m，以揭穿细砂 4层底板为准； 深层自渗降水井，入渗目的层为粉、细砂 层和卵石 层，井深为 2832m，以进入卵石 层23m为准；两种降水井间隔布 置，如该部位无细砂 4层时，前期可对浅层自渗降水井进行抽水。 降水孔径 600mm，井管为直径 400mm的水泥砾石滤水管，井管外填入直径为 24mm的砾石或石硝滤料。 4.4.3 残留滞水的处理残留滞水的处理 基坑侧壁在上层滞水层和各潜水层的底板位置会出现残留滞水，特别是潜水层的 底部，其渗水量较大，必须采取有效的处理措施。 在基坑四周边坡的含水层底部插入引流管或设置排水管道，将隔水层所托的残 留滞水引入集水井之中抽走。 在砂土潜水含水层底部残留滞水层范围内可采用超前注桨止水或插入引水管后 再进行桩间土处理。 采用土钉墙支护的边坡，在出水大的砂层容易发生流砂，同时土钉难以成孔， 造成边坡坍塌。遇到这种情况，应在砂层底板位置设置水平引水管道，即在砂层 底板位置的边坡上留一 0.10.3m 台阶，于台阶之上挖 0.10.1m 小沟，沟底 铺塑料布，沟内埋设直径 38mm 的塑料滤水管，然后填满砾石滤料，最后喷射 土钉墙面板，使之成为暗引水管，相距810m 留一个出水口，降水引入集水 井。为了保证下部边坡的稳定和便于在边坡之上设置排水管道，尽量减小上部边 坡的放坡坡度，将放坡量用于下部。 采用护坡桩支护的边坡，在出水大的砂层底板位置，常常发生流砂将桩间土掏 走，形成很大的空洞，造成边坡危害。遇到该情况，应在砂层底板位置砌砖墙， 砖墙两端与护坡桩靠紧，在砖墙后将流砂掏出，换入砾石滤料，将引水管置于滤 料中，从砖墙中引出。设置水平引水管道，即在砂层底板位置的边坡上留一 0.10.3m 台阶，于台阶之上挖 0.10.1m 小沟，沟底铺塑料布，沟内埋设直径 38mm 的塑料滤水管，然后填满砾石滤料，最后喷射土钉墙面板，使之成为暗引 水管，相距 810m 留一个出水口，降水引入集水井。为了保证下部边坡的稳定 和便于在边坡之上设置排水管道，尽量减小上部边坡的放坡坡度，将放坡量用于 下部 4.4.4 预防措施预防措施 在基坑四周距坑边沿 5m 内不得设置用水点；在场地内的所有用水点，均应设置 排水沟，将水引人下水管道。 在基坑四周边沿设置排水沟（或排水管道、集水坑） ，沟内及以外 3m 范围的地面 用水泥抹面，防止降雨和人工用水的入渗。 在边坡之上，每隔 35m 设置一根引水管，深 l2m，以防降雨入渗补给而引起 边坡坍塌。 检查、并堵塞基坑周边附近的人防信道、上下水管道和暖气沟等，防止渗水和雨 季大量积水引起边坡坍塌。 护坡桩和土钉锚杆必须避开降水井。 在基坑周边底部设置排水沟和集水井，将周边残留水抽出基坑。 4.5 北侧已建商会馆部位隔水帷幕方案设计北侧已建商会馆部位隔水帷幕方案设计 基坑北侧已建商会馆部位拟采用深层水泥搅拌桩隔水帷幕。即在护坡桩外侧 0.20.3m布置1排深层水泥搅拌桩隔水帷幕，隔水帷幕设置长度约70m；由于基坑边上有 高压线，钻机无法施工，采用先下挖3m后进行施工。帷幕桩（1）区的桩间距300mm，桩 直径600mm，相邻桩搭接300mm；帷幕桩（2）区的桩间距300mm，桩直径500mm，相邻 桩搭接200mm。搅拌桩长度为12.5m，进入隔水层约1.0m；桩体强度为1.5MPa。 5. 地基处理方案设计地基处理方案设计 5.1 地基处理概况地基处理概况 根据岩土工程勘察报告提供的方案资料，拟建建筑物包括办公A翼（地上23层） 、 办公B翼（地上19层） 、公寓（地上1418层） 、商场（地上3层） 、俱乐部及纯地下室组成。 拟建楼座均设3层地下室，于主楼周边均为纯地下建筑，并与主楼地下室底板连成一整体 （设置后浇带） ；拟建建筑物采用筏板基础，基础埋深-14.65m。 根据勘察报告估计的主要建筑物基底平均荷载为：办公A翼为464Kpa（原估计地上 24层） ，办公B翼为400Kpa（原估计地上20层） ，公寓310370Kpa。而地基持力层的承载 力标准值为180Kpa，不能满足设计要求，我公司拟采用复合地基进行加固处理。 5.2 地基处理方案选择地基处理方案选择 根据场地地质条件以及对建筑物设计要求，可供选择的地基处理施工工艺方法很多， 如钢筋混凝土灌注桩、中心压灌CFG桩等，合理的选择地基处理工艺方案对提高地基承载 力有较大的影响，同时还应考虑施工工期、经济造价、环境保护等综合因素。 钢筋混凝土灌注桩的单桩承载力高，沉降变形小（约20mm） ，但该施工工艺较复杂， 造价高。中心压灌CFG桩施工工艺方法是采用长螺旋机械钻进成孔，然后利用高压混凝土 输送泵将CFG桩混合料、经过钻具中心通道通过钻头、泵送至孔底，边提钻边泵送混合料， 这样就在孔内就形成了CFG桩；采用该工艺方法，一方面可以充分利用和发挥地层中的粉 细砂层的良好持力层作用；该施工工艺桩身质量易于控制、施工速度快、无噪音、造价 低等优点；但单桩承载力低，沉降变形相对较大（可50mm。采用CFG桩复合地基， 完全可以满足地基沉降和建筑物倾斜值的要求。因设计要求的地基沉降量40mm，对 CFG桩复合地基来说有一定难度，为了减少沉降量，建议桩端持力层选择卵石层。 5.3 CFG桩复合地基设计依据桩复合地基设计依据 岩土工程勘察报告 ； 建勘察报告提供的地基基础平面示意图 ； 地基所的水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基设计规程 ； 建筑地基基础设计规范 （GBJ7-2002） ； 北京地区建筑地基基础勘察设计规范 （DBJ01-501-92） ； 建筑地基基础处理规范 （JGJ79-2002） 。 5.4 CFG桩设计原则桩设计原则 满足设计要求的复合地基承载力标准值。目前无设计提供的复合地基承载力标准 值，根据一般经验估计各处理部位的复合地基承载力标准值为：办公A翼为460Kpa，办公 B翼为400Kpa，公寓310370Kpa。 满足规范及设计单位对建筑物地基沉降及倾斜的要求。处理后的复合地基沉降值 40mm，与周边建筑物的差异沉降量应满足规范要求。 满足桩土变形和主楼与裙楼协调一致的原则。 具体处理范围待协同分析后确定，本设计暂按设置的后浇带所包含的主楼范围进 行。 5.5 CFG桩复合地基设计桩复合地基设计 5.5.1 设计计算设计计算 5.5.1.1 单桩承载力标准值的确定单桩承载力标准值的确定 选用桩径400,桩长为13.0m，有效桩长为12.5m。则单桩承载力为： K qAhqUpR n i pkpisikk 1 =（2.560+3.065+6.570）3.140.40+（3.14/40.421800） /1.75 = 703 kN 其中：Rk -单桩承载力标准值，kN； Up-桩的截面周长，m； qsik-第 i 层桩周土的极限侧阻力，kPa； hi-第 i 层土的厚度，m； qpk-桩的极限端阻力标准值，kPa； Ap-桩的截面面积，m2 ； K-桩的安全系数；一般取 k=1.501.75，取 1.70。 5.1.1.2 身强度的确定身强度的确定 桩体强度应由桩顶应力确定，桩体强 R28不应小于 2.53.0 倍的桩顶应力； 即； R28 p k p A R . p .)0 . 35 . 2( 其中：-桩顶应力，kPa；R28-桩体设计强度，C20。p. 5.1.1.3 办公办公 A 翼翼 CFG 桩设计计算桩设计计算 置换率的确定置换率的确定 由公式：；可得： s p k sp fm A R mf）（ 1 s p k ssp f A R ff m . . 0548. 0 18090 . 0 1256. 0 703 18090 . 0 460 m fsp-复合地基承载力标准值，460kPa； m-桩的置换率；0.0548； -桩间土发挥系数，一般为=0.751.0，取 0.90 桩位布置桩位布置 正方形布置： S=0.886d/=1.51m;m 其中：S-桩间距，1.50m1.50m。 5.1.1.4 办公办公 B 翼翼 CFG 桩设计计算桩设计计算 置换率的确定置换率的确定 由公式：；可得： s p k sp fm A R mf）（ 1 s p k ssp f A R ff m . . 0438 . 0 18090 . 0 1256 . 0 703 18090. 0400 m fsp-复合地基承载力标准值，400kPa； m-桩的置换率；0.0438； -桩间土发挥系数，一般为=0.751.0，取 0.90 桩位布置桩位布置 正方形布置： S=0.886d/=1.69m;m 其中：S-桩间距，1.70m1.70m。 5.1.1.5 公寓（公寓（14 层部位）层部位）CFG 桩设计计算桩设计计算 置换率的确定置换率的确定 由公式：；可得： s p k sp fm A R mf）（ 1 s p k ssp f A R ff m . . 0272. 0 18090 . 0 1256. 0 703 18090. 0310 m fsp-复合地基承载力标准值，310kPa； m-桩的置换率；0.0272； -桩间土发挥系数，一般为=0.751.0，取 0.90 桩位布置桩位布置 正方形布置： S=0.886d/=2.15m;m 其中：S-桩间距，2.10m2.10m。 5.1.1.6 公寓（公寓（16 层部位）层部位）CFG 桩设计计算桩设计计算 置换率的确定置换率的确定 由公式：；可得： s p k sp fm A R mf）（ 1 s p k ssp f A R ff m . . 0337 . 0 18090 . 0 1256 . 0 703 18090 . 0 345 m fsp-复合地基承载力标准值，340kPa； m-桩的置换率；0.0337； -桩间土发挥系数，一般为=0.751.0，取 0.90 桩位布置桩位布置 正方形布置： S=0.886d/=1.93m;m 其中：S-桩间距，1.90m1.90m。 5.1.1.7 公寓（公寓（18 层部位）层部位）CFG 桩设计计算桩设计计算 置换率的确定置换率的确定 由公式：；可得： s p k sp fm A R mf）（ 1 s p k ssp f A R ff m . . 0383 . 0 18090 . 0 1256 . 0 703 18090 . 0 370 m fsp-复合地基承载力标准值，370kPa； m-桩的置换率；0.0383； -桩间土发挥系数，一般为=0.751.0，取 0.90 桩位布置桩位布置 正方形布置： S=0.886d/=1.81m;m 其中：S-桩间距，1.80m1.80m。 5.5.2 CFG 桩复合地基设计桩复合地基设计 根据 CFG 桩的设计原则和设计单位的要求， 拟在基础处理范围内布置桩径 400 的 CFG 桩。基槽开挖至标高-14.15m 开始进行 CFG 桩施工。由于场地分布范围太大，各 基础部位的实际地层分布不一样，桩长可能有变化，应根据场地实际情况进行调整，以进 入卵石层 0.3m 和桩长不小于 12.5m 为准。具体设计如下：办公 A 翼的桩间距为 1.50m1.50m，共布桩约 520 根；办公 B 翼的桩间距为 1.70m1.70m，共布桩约 329 根；公寓（14 层部位）的桩间距为 2.10m2.10m，共布桩约 204 根；公寓（16 层部 位）的桩间距为 1.90m1.90m，共布桩约 183 根；公寓（18 层部位）的桩间距为 1.80m1.80m，共布桩约 474 根。总计 CFG 桩数约 1710 根。各主楼基础处理范围、桩数、 桩长度等应经过与建筑设计人员协商后确定。 5.5.3 碎石垫层设计碎石垫层设计 CFG 桩施工完毕后，各区截桩清至桩顶标高 -14.80m，然后虚铺 17cm 厚的碎石垫 层，粒径不大于 3.0cm，压实至 15cm 即至槽底标高 14.65m。 5.6 沉降计算沉降计算 根据我公司已有资料及勘察报告中的地质资料，当采用我公司提出的CFG桩复合地 基方案时，地基沉降按下式计算： n1 P0ih i n2 P0i h i S=( + ) i=1 Esi i=1+n1 Esi 式中： n1 加固区的分层数； n2 总的分层数； P0i 荷载P0在第i层产生的平均附加应力； Esi 第i层土的压缩模量； hi 第i层土的分层厚度； 模量提高系数，=1m(n-1)，其中m为面积置换率，n为桩土 应力比，为桩间土提高系数； 沉降经验系数，按GBJ7-89规范表5.2.5取值。 根据公式计算：经 CFG 桩处理后的地基沉降量40mm；地基沉降和建筑物倾斜值 均满足规范的要求。 5.7 加固效果检测加固效果检测 采用静载试验和动测桩进行加固效果的检测。此外还进行试块强度试验。 5.7.1 载荷试验载荷试验 拟在各楼座的地基处理范围内任选CFG桩23根进行单桩静载试验。共计约1015 根，各楼座如试验前两根的结果均满足设计要求，且较均匀时，可不进行第三根的试验。 以确定复合地基的承载力及变形模量值。检验复合地基的承载力能否满足设计要求。 5.7.2 动测桩测试动测桩测试 拟在基槽内各段任选1020%的桩做动测，以检测桩身质量。 5.7.3 试块强度试验试块强度试验 每天制作1组试块，测定其28天抗压强度能否满足设计要求。 5.8 其它说明其它说明 当周围环境、地层发生变化时或本设计方案与实际情况有出入时，该方案应做进 一步的调整；调整方案可根据实际地层分布与建筑设计人员共同协商。 因底板存在有后浇带，应在主体工程完工后（此时主体已完成最终沉降的 5060%） ，根据建筑物的沉降观测结果，由甲方、设计单位、施工单位共同协商确定 后浇带浇注时间，避免因差异沉降导致后浇带连接部位开裂。 施工前，测放楼座基础轴线和外轮廓线，并经各方（设计、施工单位、甲方）共 同验收后方可进行桩的定点和施工。 6. 基坑土方挖运基坑土方挖运 6.1 土方开挖计划土方开挖计划 该工程挖运土石方约 23 万方。拟投入 4 台挖掘机，每天可挖装土石方 4500 方，加上 收坡，并考虑不利天气影响，本工程土石方可在 50 天内完成；每台挖掘机配备自卸汽车 数量为 10 台，4 台挖掘机投入 40 台自卸汽车。依工程进度可适当增加或减少车辆。 6.2 土土方方分分区区与与开开挖挖分分步步 基坑土方挖运分为四个区（详细分区见“平面布置图” ） ，各区挖至槽底的先后顺序为 区区区区。边坡土方分区、分段、分步开挖，开挖长度和范围根据边坡支 护的方式和实际地层条件确定，开挖深度除第一步为 2.0m 外，其余每步下挖 1.4m，共分 10 步开挖。核心区土方分步开挖，共分 3 步，每步下挖约 5.0m。 6.3 出出土土口口和和马马道道设设置置 由于受现场周围的道路的影响，外运土方的进车口及出车口均设在基坑西侧，在1区 和4区西侧分别设置各自独立的马道口，马道宽度不小于10米， 保证两辆太脱拉运土车能并列行驶。为不影响 CFG 桩的施工，土方施工收口坡道具体留 置位置详见附图。将出土口处的降水井下卧至地面下 12m，以保证基坑降水的顺利进行。 挖至坡底时，最短坡道长度不小于 38 米，最大放坡角度为 20 度。 6.4 土土方方开开挖挖与与其其它它工工序序的的配配合合 6.4.1 土方开挖与土方开挖与总总包包方方的的配配合合 护坡施工必须服从总包方的统一协调指挥，严格按合同要求和设计方案进行施 工；施工前先放出基槽开挖线，根据设计方案进行边坡坡度控制；控制好槽底尺寸 和标高。 6.4.2 土方开挖与土方开挖与降降水水的的配配合合 为了合理安排工期，降水井施工与北侧隔水帷幕施工同时进行，当北侧隔水帷 幕和降水井分段施工完成后，可以马上进行第一步土方开挖。因开挖第一步土方 和护坡施工的时间较长；到挖第二步土时，地下水位已可降到开挖深度以下。 6.4.3 土方开挖与土方开挖与护护坡坡施施工工的的配配合合 在土方开挖前，必须查明场地地下管线的埋藏位置和深度，由甲方提供书面材 料和进行现场移交，共同协商移位和保护方案；对不明地下障碍物，采用探管仪或 挖沟探查清楚后协商处理方案；在土方开挖时，派专人现场指挥，发现异常情况立 即停止挖土，并马上组织人员抢修，使损失降到最低。 土方开挖需与护坡施工密切配合，为本工程施工的重要环节，直接制约着施工质量和 工期。基坑一般部位挖土自上而下分10步开挖，每步挖至设计土钉或锚杆施工位置下 0.5m。对北侧护坡桩部位，基坑土方分4步开挖，第一步挖至地面下3.0m，进行护坡桩、 连梁和搅拌桩帷幕及桩顶土钉墙施工；第二步挖至地面下6.5m，进行第一道锚杆施工；第 三步挖至地面下11.0m，进行第二道锚杆施工；第四步挖至设计槽底标高。每步挖土均应 从基坑周边开始，在保证有足够的护坡施工工作面后，再进行中部土方开挖。 6.4.4 土方开挖与土方开挖与地地基基处处理理施施工工的的配配合合 土方开挖应以地基处理进程为主，先集中力量将需要进行地基处理的1区和2区部位挖 至设计CFG桩施工标高，以便进行CFG桩施工。在CFG桩施工期间进行其它部位的开挖和 清底工作。待CFG桩施工完成后，立即进行桩土和预留土挖运及清底工作。 6.5开挖注意事项：开挖注意事项： 6.5.1反铲挖土，充分利用挖土半径，提高效率，尽量抓紧时间，赶前不赶后，保证按期完 成任务。 6.5.2严格按开挖线进行开挖，严禁超挖。测量工作随时配合，机械开挖至设计坑底标高或 边坡边界，留30公分，配备足够的人员人工清理及修坡。 6.5.3清土与挖土应与别的工序紧密配合，不可超前或滞后。 6.5.4开挖前应作好沿途交通环卫工作，并交纳其费用，办理好证件，在取得有关部门的同 意后，方可进行施工，以保证工程的顺利进行。 7. 施工工艺施工工艺 7.1 护坡桩护坡桩 护坡桩成孔拟采用反循环回转钻进成孔工艺。 护坡桩灌注拟采用钢导管水下灌注混凝土工艺。 钢筋笼主筋采用焊接工艺。 （护坡桩施工工艺详见下图） 护坡桩施工工艺流程图护坡桩施工工艺流程图 不合格 合格 现场三通一平 施工设备进场 测量放线定桩位 搅浆设备就位、调试 钻机定位 质检检验孔位 开孔埋设护筒 换钻头钻进 测孔深 废浆外运 清渣、下钢筋笼 下导管、灌注砼 灌注至设计标高 质检验收成桩 钢筋笼制作 钢筋验材质 7.2 锚杆锚杆 锚杆施工工艺流程图锚杆施工工艺流程图 锚杆成孔采用锚杆钻机 螺旋钻进成孔工艺。 锚杆注浆采用泵送水泥 浆微压注浆工艺。 锚杆张拉用液压油泵和 不合格 合格 张拉千斤顶张拉至设计预应 力后再锁定的施工工艺。 质检合格 锚杆完工 测量放线、定孔位 钻机就位、对孔位、定 方位 质检检测 开孔钻进至 设计深度 清孔、下锚索 质检检验 注水泥浆 质检检验 二次补浆 养护至强度 符合要求 张拉、锁定 制作锚索（杆） 锚索验材质 搅拌水泥浆 及控制配合比 水、水泥验材质 8