基坑方案说明.doc

.松江区思贤路2399弄农贸市场基坑围护设计方案;.一、工程概况（一）一般概况1、项目名称 松江区思贤路2399弄农贸市场2、项目地点 松江区思贤路3、建设单位 上海亚润置业有限公司4、建筑及结构设计 上海众鑫建筑设计研究院有限公司5、岩土勘察 浙江省工程勘察院上海分院 （二）结构概况1、本工程主体结构为1幢3层农贸市场，下设一层地下室。2、基坑面积： 基坑开挖面积约2249m2，基坑围护周长约195m。3、开挖深度：本工程场地自然地面平均标高约为+3.90，根据提供的基础平面图、桩位图拟定基坑开挖深度，结构0.00相当于绝对标高+5.00，底板面标高-3.20，板厚350mm，承台高度7501100mm（大部分贴边承台高度950mm），垫层厚150mm，可推算得本工程开挖深度为3.20m（按承台底标高计算）；局部深坑落深1.101.40m，按照局部问题加强处理。（三）环境概况本工程位于松江区思贤路，周围环境情况如下：1、东侧开挖面距离红线最近处14.7m，红线外为三新路。2、南侧开挖面距离红线最近处25.9m。3、西侧开挖面距离红线最近处8.5m，红线外为润峰苑小区4层住宅，住宅外墙与围护边线最小距离16.7m，暂按其采用天然地基、条形基础考虑。4、北侧开挖面距离红线最近处14.6m，红线外为思贤路。（四）工程地质概况根据岩土工程勘察报告，本工程基坑开挖影响范围内土层分布情况及基坑围护设计参数如下表所示：土层名层厚(M)kN/m3(度)C(KPa)Kcm/s1杂填土1.103.0018.02502.0E-5 粘土0.201.7018.916252.0E-71 粉质粘土8.509.4018.214142.0E-6注：表中参数均为勘察报告所提供的基坑围护设计参数；二、设计依据及条件1、地下室建筑总平面图、基础结构图；2、本工程的岩土工程勘察报告；3、上海市标准基坑工程技术规范（DG/TJ08-61-2010）；4、上海市标准地基基础设计规范(DGJ08-11-2010)；5、上海市标准基坑工程施工监测规程（DG/TJ08-2001-2006）；6、国家标准建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）；7、国家标准混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；8、国家标准地基基础设计规范（GB50007-2002）；9、国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001）；10、国家标准建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）；三、基坑围护设计方案简介（一）方案设计指导思想基坑围护方案的选定必须综合考虑工程本身的特点及周围环境的要求，在满足地下室结构土建施工及确保周围环境安全可靠的前提下，尽量达到既经济合理，又方便施工及提高工效的标准。根据本工程的开挖深度、地质情况及周边环境情况，本工程基坑安全等级为三级，环境保护等级为三级。（二）支护方案选型本工程基坑有以下特点：1、 基坑开挖深度约3.2m，基坑开挖面积2249m2；2、 基坑西侧红线外为现有小区4层住宅，为本工程重点保护对象；3、 根据施工场地布置图，基坑东侧、南侧、北侧作为施工道路使用，对围护结构选型有一定限制。根据本工程的开挖深度、地质情况及周边环境，一般可采用放坡开挖、复合土钉墙、重力式水泥土搅拌桩挡墙、板式支护结合内支撑的形式，以下对这几种方案作简单介绍：1、放坡开挖本工程开挖深度3.2m，如放坡开挖，可采用一级放坡，坡比1:2，设置单排双轴700水泥土搅拌桩作为止水帷幕。放坡开挖典型剖面图2、复合土钉墙根据上海市沪建建管（2002）第144号文件及基坑工程技术规范，采用复合式土钉墙围护的基坑工程，必须符合下列要求：1、基坑开挖深度不得大于5m，基坑环境保护等级为三级。2、基坑必须设置可靠的止水帷幕。3、土钉不应超越用地红线，同时不应击入临近建（构）筑物基础之下。本工程如采用复合土钉墙支护，可采用单排双轴700水泥土搅拌桩作为止水帷幕，竖向设置2排土钉。复合土钉墙典型剖面图3、重力式水泥土搅拌桩挡墙根据本工程的挖深情况，如采用搅拌重力式挡墙围护，可采用2.7m宽搅拌桩坝体，桩长7m。搅拌桩重力式挡墙典型剖面图4、板式支护板式支护主要优点是需要施工场地较小，围护桩体变形控制较好，对周边环境影响较小，因此一般用于开挖深度较深、周边施工距离较窄以及环境保护要求较高的基坑工程，但其造价较高，且需要设置内支撑，挖土难度稍大，且支撑的安装与拆除对主体结构的施工和工期都有一定影响；对本工程而言，开挖深度相对较浅，周边环境尚可，因此不考虑采用板式支护的型式。对放坡开挖、复合式土钉墙、重力式水泥土搅拌桩挡墙三种围护型式，造价及优缺点对比如下：围护造价分析表围护形式每延长米工程量每延长米造价项目参考单价小计放坡开挖700双轴搅拌桩1609931880护坡500287挖填土方60600复合土钉墙700双轴搅拌桩1609472327土钉墙4001280土钉翻边100100搅拌桩挡墙700双轴搅拌桩16031243448盖板600324注：以上单价仅供参考，工程量未包含降水、挖土等部分。几种围护方案的优缺点汇总表主要优缺点放坡开挖1、 造价最经济，每延长米造价约为1880元；2、 位移较大，不适用于有一定环境保护要求的区域；3、 放坡需要一定的宽度，占用施工场地较多；4、 后期土方回填量较大。复合土钉墙1、 造价较为经济，每延长米造价约为2327元；2、 围护桩占地宽度仅1.2m，但土钉最大长度为7.5m，部分区域土钉可能进入坑外承台底。3、 挖土过程中，需分层开挖、分层施工土钉，对挖土工期略有影响，但对后续施工无影响。水泥土搅拌桩重力式挡墙1、 造价略高，每延长米造价约为3448元；2、 对工期影响较小，搅拌桩满足养护时间以后即可大面积开挖至坑底，且无后续施工影响。综合以上分析比较，东侧、南侧和北侧因作为施工道路，不满足放坡开挖宽度要求，西侧靠近现有民宅，采用放坡开挖风险较大，对建筑物保护不利，因此本方案未采用放坡开挖；本方案在基坑周圈大部分区域采用造价较为经济的复合式土钉墙围护，局部距离坑外承台较近处，避免土钉钢管进入其下而违反规范的相关规定，在该区域采用搅拌桩重力式挡墙进行围护。以下对具体剖面设计作详细介绍：（三）主要剖面介绍【11剖面（挖深3.20m）】该剖面拟采用复合式土钉墙进行围护，竖向设置2道土钉，土钉长度均为7.5m，水平间距分别为1000mm、800mm；止水桩采用单排700两轴搅拌桩，为防止搅拌桩施工时定位误差及垂直度偏差导致桩底“开叉”从而失去止水效果，搅拌桩搭接长度适当加大至300mm，桩间距为900mm，桩长7.5m；局部贴边深坑处（11剖面）开挖深度3.70m，竖向设置3道土钉，搅拌桩加长至8.5m。【22剖面（挖深3.20m）】该剖面拟采用搅拌桩重力式挡墙进行围护，挡墙宽度2.70m，桩长7.5m；局部贴边深坑处（22剖面）开挖深度4.00m，挡墙宽度增加至3.20m，桩长加长至9.0m。（四）坑内预降水坑内降水可以改善挖土条件和改良坑内土的物理、力学指标，提高基坑整体稳定的安全储备，进一步减小产生管涌的可能性。本工程采用轻型井点进行坑内预降水，降水应由专业单位完成，且应满足以下要求：1、 土方开挖前要进行坑内预降水，降水深度控制在坑底以下0.51.0m，降水方案应得到设计单位认可以后方可实施。2、 降水单位应在基坑降水期间测报每日的抽水量和坑内地下水位。3、 降水应提前2周进行，降水期间应通过坑内外水位观测井及时掌握实际降水情况。4、 除坑内井点降水措施外，地面及坑内应设明排水措施，及时排除雨水及地面流水，不得在坑内周边挖设排水明沟。四、 计算理论1、主动土压力取值采用地质勘察报告所提供的基坑围护设计参数，地下水位-0.5米，采用朗金主动土压力计算公式，水土分算，地面超载按20KPa计算；2、主要剖面计算结果后附。五、土方开挖1、土方开挖前施工单位应编制详细土方开挖的施工组织设计，并在取得基坑围护设计单位认可后方可实施。2、土方开挖应在降水达到设计标高以后进行。最后一层土体开挖时，应采用挖机挖土至坑底以上约30，该部分土体需采用人工挖除、修平，防止坑底土体受扰动。3、严禁机械碰撞围护桩、工程桩和井点。4、开挖最下一层土方时，需随挖随浇捣垫层，无垫层坑底最大暴露面积不得大于150平方m。混凝土垫层需直接浇捣至围护桩内侧面，使垫层能够起到一道支撑的作用，以减小围护桩体随着基坑暴露时间的增长而位移不断增加。5、基坑边严禁有大量堆载，地面超载应控制在20KN/m2以内，机械进出口通道应铺设路基箱扩散压力或局部加固地基。6、开挖过程中如发现围护墙体有渗漏水现象应及时采取封堵措施。7、土方开挖和外运过程中，应做好地下管线、道路及测点的保护措施。六、监测要求基坑监测包括对环境的保护监测和对本围护体系的安全监测，及时预报施工过程中可能出现的问题，通过信息反馈法指导施工，防止意外事件的发生。一旦监测值超出控制指标，施工单位应会同设计单位一起进行原因分析，并考虑采取相应的控制位移及沉降的措施。监测的主要项目：1、围护桩顶水平位移及沉降；2、坑外水位下降；3、地下管线变形(沉降)；4、临近建筑物（构筑物）沉降；监测报警值序号项目报警值累计值1围护桩顶水平位移及沉降3/d 连续2d以上502坑外水位下降500/d10003地下管线变形(沉降)2/d10；相邻两测点差84临近建筑物（构筑物）沉降2/d 连续2d以上20；附加倾斜21-1剖面计算书1 工程概况该基坑设计总深3.2m，按三级基坑 、选用上海市标准基坑工程技术规范(DG/TJ08-61-2010)进行设计计算，计算断面编号：1。1.1 土层参数序号土层名称厚度(m)(kN/m3)c(kPa)()qs(kPa)11 填土2.4018.00.0025.0025.023-1 粉质粘土9.5018.214.0014.0025.0地下水位埋深：0.50m。1.2 基坑周边荷载地面超载：20.0kPa2 开挖与支护设计基坑支护方案如图：1-1剖面基坑支护方案图2.1 放坡设计2.1.1 第1级放坡设计坡面尺寸：坡高3.20m；坡宽0.00m；台宽0.00m。该级坡使用土钉墙进行加固，各道土钉设计如下表：序号竖向间距(m)工作面深(m)孔径(mm)长度(m)水平倾角()水平间距(m)筋体类型筋体数量11.2000.300887.50010.001.000HRB335-18121.2000.300887.50015.000.800HRB335-181放坡影响方式为： 二。2.2 工况顺序该基坑的施工工况顺序如下图所示：3 土钉抗拔计算3.1 计算参数计算方法：土压力法；水土计算（分算/合算）方法：分算；土压力调整方法：常量调整，调整系数：0.7；潜在滑面：无；设计值系数：1.25；土钉抗拉强度设计值由杆体材料抗拉强度设计值计算，工作条件系数：1.0。3.2 计算结果3.2.1 各级坡土钉抗拔验算3.2.1.1 第1级坡3.2.1.1.1 土压力计算朗肯主动土压力：分层号层顶深度(m)层顶压力(kPa)层底深度(m)层底压力(kPa)10.008.120.5011.7720.5011.772.4036.9432.4024.103.2036.113.2.1.1.2 土钉抗拔验算该级坡平均内摩擦角=22.39。坡面倾斜时的主动土压力折减系数=1.00。序号土压力面积(kN/m)调整系数轴向拉力标准值(kN)抗拔承载力标准值(kN)抗拔安全系数抗拔要求安全系数轴向拉力设计值(kN)131.470.722.451.82.321.328.0243.860.725.451.82.041.331.84 其他计算4.1 整体稳定计算4.1.1 计算参数整体稳定计算方法： 瑞典条分法；应力状态计算方法： 总应力法；土钉法向力折减系数：=0.5；土钉切向力折减系数：=1.0；锚杆法向力折减系数：=0.0；锚杆切向力折减系数：=0.0；止水帷幕折减系数：=1.0；浸润线不考虑止水帷幕；滑弧搜索不考虑局部失稳；考虑开挖工况；搜索范围：坡顶：全范围；坡底：全范围；搜索方法： 遗传算法。4.1.2 计算结果4.1.2.1 开挖至-1.50m(深1.50m)滑弧：圆心(2.28m,-2.95m)，半径：5.00m， 起点(-1.76m,0.00m)， 终点(0.00m,1.50m)， 拱高比0.117；下滑力：38.68kN/m；土体(包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力：53.49kN/m；土钉/锚杆抗滑力：0.00kN/m；桩墙的抗滑力：0.00kN/m；安全系数：1.38。4.1.2.2 开挖至-2.70m(深2.70m)滑弧：圆心(3.44m,-2.72m)，半径：6.42m， 起点(-2.38m,0.00m)， 终点(0.00m,2.70m)， 拱高比0.143；下滑力：81.45kN/m；土体(包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力：69.94kN/m；土钉/锚杆抗滑力：29.60kN/m；桩墙的抗滑力：0.00kN/m；安全系数：1.22。4.1.2.3 开挖至-3.20m(深3.20m)滑弧：圆心(7.08m,-5.67m)，半径：11.35m， 起点(-2.75m,0.00m)， 终点(0.00m,3.20m)， 拱高比0.094；下滑力：105.67kN/m；土体(包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力：81.56kN/m；土钉/锚杆抗滑力：64.44kN/m；桩墙的抗滑力：0.00kN/m；安全系数：1.38。1-1剖面计算书1 工程概况该基坑设计总深3.7m，按三级基坑 、选用上海市标准基坑工程技术规范(DG/TJ08-61-2010)进行设计计算，计算断面编号：1。1.1 土层参数序号土层名称厚度(m)(kN/m3)c(kPa)()qs(kPa)11 填土2.4018.00.0025.0025.023-1 粉质粘土9.5018.214.0014.0025.0地下水位埋深：0.50m。1.2 基坑周边荷载地面超载：20.0kPa2 开挖与支护设计基坑支护方案如图：1-1剖面基坑支护方案图2.1 放坡设计2.1.1 第1级放坡设计坡面尺寸：坡高3.70m；坡宽0.00m；台宽0.00m。该级坡使用土钉墙进行加固，各道土钉设计如下表：序号竖向间距(m)工作面深(m)孔径(mm)长度(m)水平倾角()水平间距(m)11.2000.300887.50010.001.00021.2000.300887.50010.001.00031.0000.300887.50015.001.000放坡影响方式为： 二。2.2 工况顺序该基坑的施工工况顺序如下图所示：3 土钉抗拔计算3.1 计算参数计算方法：土压力法；水土计算（分算/合算）方法：分算；土压力调整方法：常量调整，调整系数：0.7；潜在滑面：无；设计值系数：1.25；土钉抗拉强度设计值由杆体材料抗拉强度设计值计算，工作条件系数：1.0。3.2 计算结果3.2.1 各级坡土钉抗拔验算3.2.1.1 第1级坡3.2.1.1.1 土压力计算朗肯主动土压力：分层号层顶深度(m)层顶压力(kPa)层底深度(m)层底压力(kPa)10.008.120.5011.7720.5011.772.4036.9432.4024.103.7043.613.2.1.1.2 土钉抗拔验算该级坡平均内摩擦角=21.31。坡面倾斜时的主动土压力折减系数=1.00。序号土压力面积(kN/m)调整系数轴向拉力标准值(kN)抗拔承载力标准值(kN)抗拔安全系数抗拔要求安全系数轴向拉力设计值(kN)131.470.722.451.82.321.328.0233.710.724.051.82.161.329.9330.090.721.851.82.381.327.34 其他计算4.1 整体稳定计算4.1.1 计算参数整体稳定计算方法： 瑞典条分法；应力状态计算方法： 总应力法；土钉法向力折减系数：=0.5；土钉切向力折减系数：=1.0；锚杆法向力折减系数：=0.0；锚杆切向力折减系数：=0.0；止水帷幕折减系数：=1.0；浸润线不考虑止水帷幕；滑弧搜索不考虑局部失稳；考虑开挖工况；搜索范围：坡顶：全范围；坡底：全范围；搜索方法： 遗传算法。4.1.2 计算结果4.1.2.1 开挖至-1.50m(深1.50m)滑弧：圆心(2.49m,-2.75m)，半径：4.92m， 起点(-1.60m,0.00m)， 终点(0.00m,1.50m)， 拱高比0.113；下滑力：37.26kN/m；土体(包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力：43.47kN/m；土钉/锚杆抗滑力：0.00kN/m；桩墙的抗滑力：0.00kN/m；安全系数：1.17。4.1.2.2 开挖至-2.70m(深2.70m)滑弧：圆心(3.36m,-2.10m)，半径：5.86m， 起点(-2.11m,0.00m)， 终点(0.00m,2.70m)， 拱高比0.150；下滑力：76.61kN/m；土体(包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力：56.81kN/m；土钉/锚杆抗滑力：28.26kN/m；桩墙的抗滑力：0.00kN/m；安全系数：1.11。4.1.2.3 开挖至-3.70m(深3.70m)滑弧：圆心(6.48m,-3.36m)，半径：9.59m， 起点(-2.49m,0.00m)， 终点(0.00m,3.70m)， 拱高比0.118；下滑力：116.80kN/m；土体(包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力：74.52kN/m；土钉/锚杆抗滑力：48.46kN/m；桩墙的抗滑力：0.00kN/m；安全系数：1.05。4.1.2.4 开挖至-3.70m(深3.70m)滑弧：圆心(9248.55m,-7224.71m)，半径：11738.22m， 起点(-2.89m,0.00m)， 终点(0.00m,3.70m)， 拱高比0.000；下滑力：123.22kN/m；土体(包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力：79.75kN/m；土钉/锚杆抗滑力：81.45kN/m；桩墙的抗滑力：0.00kN/m；安全系数：1.31。2-2剖面围护结构计算书1 工程概况该基坑设计总深3.2m，按三级基坑 、选用上海市标准基坑工程技术规范(DG/TJ08-61-2010)进行设计计算，计算断面编号：2-2。1.1 土层参数序号土层名称厚度(m)(kN/m3)c(kPa)()11 填土2.4018.00.0025.0023-1 粉质粘土9.5018.214.0014.00地下水位埋深：0.50m。1.2 基坑周边荷载地面超载：20.0kPa2 开挖与支护设计基坑支护方案如图：基坑支护方案图2.1 挡墙设计 嵌入深度：4.3m； 露出长度：0.000m； 搅拌桩直径：700mm； 搭接长度度：200mm； 肋列数：2 肋间隔数：4桩体布置：排数肋排数2210水泥土物理指标： 粘聚力：30.00kPa； 内摩擦角：25.00； 重度：19.00kN/m3； 弹性模量：300000.00MPa； 无侧限抗压强度标准值：800.00kPa。 抗压强度设计值：800.00kPa。 墙底摩擦系数：0.40kPa。2.2 工况顺序该基坑的施工工况顺序如下图所示：3 抗倾覆计算3.1 计算参数水土计算（分算/合算）方法：分算；主动侧土压力分布模式：三角形；水压力计算方法：静止水压力。3.2 计算结果墙重：抗倾覆安全系数：，要求安全系数：1.1。4 抗滑移计算4.1 计算参数水土计算（分算/合算）方法：分算；主动侧土压力分布模式：三角形；水压力计算方法：静止水压力；墙底摩擦力计算方法：根据墙底土体抗剪强度指标计算。4.2 计算结果墙重：抗滑移安全系数：，要求安全系数：1.2，当长边不大于20m时，取1.0。5 其他计算5.1 整体稳定计算5.1.1 计算参数整体稳定计算方法： 瑞典条分法；应力状态计算方法： 总应力法；土钉法向力折减系数：=0.5；土钉切向力折减系数：=1.0；锚杆法向力折减系数：=0.0；锚杆切向力折减系数：=0.0；桩墙抗滑考虑方式：滑面绕桩；浸润线不考虑止水帷幕；滑弧搜索不考虑局部失稳；考虑开挖工况；搜索范围：坡顶：全范围；坡底：全范围；搜索方法： 遗传算法。5.1.2 计算结果5.1.2.1 开挖至-3.20m(深3.20m)滑弧：圆心(0.14m,-1.32m)，半径：9.26m， 起点(-9.03m,0.00m)， 终点(8.23m,3.20m)， 拱高比0.718；下滑力：328.94kN/m；土体(包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力：651.07kN/m；土钉/锚杆抗滑力：0.00kN/m；桩墙的抗滑力：0.00kN/m；安全系数：1.98。2-2剖面围护结构计算书1 工程概况该基坑设计总深4.0m，按三级基坑 、选用上海市标准基坑工程技术规范(DG/TJ08-61-2010)进行设计计算，计算断面编号：2-2。1.1 土层参数序号土层名称厚度(m)(kN/m3)c(k