广厦时代广场二期基坑支护设计书.doc

广厦时代广场二期基坑支护设计书 1.工程概况广厦时代广场二期工程位于北京市朝阳区六里屯路以南，星火路以东，圆星路以北的H地块，由北京万利通置业有限公司开发建设。拟建建筑物由北向南为11层、20层21层，由东向西为21层、层22层、24层，剪力墙结构，地下两层。0.000标高为36.100m，地面标高为约34.2634.55m，基础底面标高为27.600m（垫层顶标高，即-8.50m）， 根据场地情况和地层条件，为确保周围土体的稳定和基坑的安全，须进行基坑边坡支护。其中基坑放坡支护面积约2100m2。2.工程地质及水文地质条件本工程拟建场地地形平坦，地貌属于永定河冲积扇的前缘，地层上部为人工堆积之素填土，其下第四系全新统冲击层Qa1+p14，岩性如下：2.1地层自上而下描述如下：1.层素填土：杂色，稍湿，稍密，含砖块等，层厚3.507.00m，分布较稳定。2.层粘质粉土：褐黄色，稍湿湿，中密密实，含石英等，层厚0.503.60m，中压缩性。3.层粉质粘土：黄褐色，软塑坚硬，中高压缩性，层厚0.503.10m4.层粘质粉土：褐灰色，稍湿湿，中密，层厚1.104.60m。5.层砂质粉土：灰褐色，稍湿湿，中密，层厚0.503.70m。6.层中细砂：黄褐色，中密密实，饱和，层厚1.805.50m。7.层粉质粘土：褐黄色，可塑层厚0.501.80m。8.层中粗砂：黄褐色，中密密实，饱和，层厚0.503.90m。9.层圆砾：杂色，中密密实，饱和，层厚0.503.90m。10.层粉质粘土：褐黄色，流塑可塑，揭露最大厚度4.50m。地层分层情况详见工程地质剖面图。2.2地下水勘察期间钻孔深度内见有两层地下水，第一层属于上层滞水，稳定水位埋深6.109.20m，标高25.3528.25m，其含水层只要为第层粘质粉土，大气降水及场区内管道漏水补给。第二层属于空隙潜水，稳定水位埋深14.2014.80m，标高为20.3220.99m，其含水层为第层中砂，隔水层为第层粉质粘土，径流补给。本次勘察采取了第二层水水样，并进行了水质分析，根据水质分析判定，地下水对混凝土无腐蚀性,干湿交替时对钢筋混凝土中的钢筋有弱腐蚀性。23场地类别根据建筑抗震设计规范（BG50011-2001）4.1.3条的划分标准及土层剪切波速测试结果，拟建场区自然地面以下20.00m深度范围内土层的等效剪切波速为vse=222.55m/s，经判定，该场区的场地土类型为中软场地土；本场地第四纪覆盖层厚度大于50米，综合判定拟建场区的建筑场地类别为类。 3.设计依据3.1中冶地建设工程集团有限责任公司的广厦时代广场二期（H地块）岩土工程勘察报告（2004.3.24）；3.2圣帝国际建筑工程有限公司的基础平面布置图；3.3混凝土结构工程施工及验收规范(GB50204-2002)；3.4建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)；3.5土层锚杆设计与施工规范(CECS22:90)；3.6基坑土钉支护技术规程规范（CECS96：97）；3.7建筑安装工程资料管理规程（DJB-51-2002）等规范要求及我单位工作经验。4.设计方案4.1工程特点与难点（1）本工程地边坡支护、土方工作量较大，对现场文明施工必须作出周密计划与安排；（2）拟建建筑物基坑边线可能存在地下管线和地下障碍物；（3）季节的变化，水位与实际的出入；（4）本基坑深度较大；还须依据现场实际情况对土方开挖收坡要求，对马道作出合理的设计与施工；（5）现场边坡附近将来可能堆放材料、或直立塔吊、或存在着对位移要求较为严格的区域。 基于以上难点，在我方技术部门的组织下，经过现场调查、分析研究和反复论证，本着安全、优化、经济的设计原则，选择科学、合理的设计施工方案。4.2方案选择基坑支护的方法较多，如：自然放坡、土钉墙支护、锚杆护坡桩支护等。自然放坡是最常规、最普遍的土体自稳形式。土钉墙支护土钉支护是依靠土钉体与土体之间的摩擦力将边破土体内不稳定区土体的侧压力，通过土钉的水平推力作用传递到稳固区。在土钉支护体系中，土钉与土体共同作用，充分利用土体的自承能力和土钉与土体之间的摩擦力，约束土体的侧向变形，形成一种自稳性结构，既增强了土的主动受力能力，又增强了土体破坏的延性。由于土体延性的增加，即使土体支护体系发生破坏，也是渐进性的。该工艺最大特点就是土体位移变形相对较大，按照规范要求可控制在3%0H。若设计合理、做得得当，基坑土体位移完全可以控制在一定范围之内，结合地层条件而且易于控制，经济造价较低。锚杆护坡桩北京地区深基坑支护已广泛采用。采用锚杆护坡桩，是一种被动的支挡形式，它依靠桩结构体系的支挡能力、桩体的刚性支挡土体，控制土体位移。这种支护形式最大优点是控制位移能力较强，但投入大，成本高。为此，根据该场地的工程地质和水文地质条件以及结合场地周围环境对位移要求条件，并结合我单位在北京地区类似工程的设计与施工经验，经我方专家与技术人员共同研究论证，按照甲方要求，采用自然放坡与常规土钉墙支护的设计方案。这样施工周期短而且经济造价较低。4.3技术措施（1）土钉墙设计采用目前最为流行、经典的深基坑支护之星（中国科学院）软件进行设计，该软件已在北京以及全国得到广泛应用，我单位基坑支护设计均采用该套软件并经五十多项工程得到验证，产生了极好的经济效益和社会效益；（2）对现场地层易坍塌段一方面采用插筋、超前支护，即拟进行土钉墙逆作业法，先喷混凝土面板，形成稳定面层，而后进行土钉孔施工；另一方面，加强与土方开挖作业组的配合，每次开挖深度不宜超出现场技术人员要求的开挖深度，并对可能产生意外的支护区域应采用挖土回填，避免局部塌方或变形的继续扩大；（5）若地层有渗水，应在自然放坡面上和土钉墙支护的面板上预打排水孔；（6）实行动态信息化管理模式，建立完善的信息监测系统，用动态信息施工技术全面控制施工质量。通过采集边坡沉降与位移等方面的信息，对基坑下部施工可能出现的情况进行反演计算，以便及时采取相应措施，确保边坡安全等。4.4设计方案基坑按照1：0.2放坡。土钉共计4排，第1排土钉距地面为1.5m，土钉横竖向间距均为1.5m。14排土钉长度从上至下为：6.0m、7.0m、6.5m、5.5.0m。采用螺纹钢18，土钉孔径100mm，倾角1015，常压灌注水泥浆或水泥砂浆，浆体强度不低于20MPa。面板为现场喷细石混凝土而成，砼强度为C20，厚度不小于8cm，中间挂6200200焊制的钢筋网，外配14横向加强筋焊接并和所有土钉头相连。各土钉端头均弯“L”形并用两根长约30cm的钢筋与面板拉筋紧固焊接。槽边边缘的土钉墙面板应在基槽上口处向外翻边不小于0.50m。若现场实际情况有变化，可根据现场实际情况本设计做进一步地调整。不影响本设计方案的实施。土钉设计参数土钉编号深 度（m）长度（m）倾角（0）孔径（mm）水平间距（m）垂直间距（m）芯杆规格11.506.010151001.501.501823.007.034.506.546.005.55.设计计算原理（设计书）设计计算原理执行建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)、基坑土钉支护技术规程（CECS96：97）。根据地勘资料，参数详见北京中铁工建筑工程设计院的富力城一期办公-2栋、公3岩土工程勘察报告（2003.1.20）。（1）边坡最危险滑弧面计算应用条分法，对每个土体进行极限平衡分析，得出边坡整体稳定性安全系数最小的滑动弧面。忽略条间力，利用瑞典条分法计算公式：K=式中：ci第i条士滑动面上的粘聚力(kPa)；li第i条土条弧长(m)；Wti第i条土条自重(kN/m)；i第i条土条弧线中点切线与水平线夹角；i第i条土条滑动面上的内摩擦角；ui第i条土条承受的水压力；K 安全系数。经计算，该场地天然土坡最小安全系数k1，天然边坡土体处于不稳定状态，需进行边坡支护(详见后计算)。 （2）土钉所受的土压力Ti=(q+ Hi)kai-2ckai SxSy式中：Ti第i个土钉所受的土压力(kN)q坡上超载(kN/m2)；土的容重(kN/m3)；Hi第i个土钉的高度(m)；kai第i层主动土压力系数，kai=tg2(45-i/2)；Sx、Sy士钉水平、垂直间距（m）；c土的粘聚力(kPa)。 （3）土体抗拔力(滑裂面外)Ti=D Lbifi式中：Ti第i条土钉滑裂面外的抗拔力(kN)；D钻孔直径(m)；Lbi第i层土钉伸入破裂面外稳定区的长度(m)；fi锚体砂浆与土体间各层士的粘结强度(kN/m2)。设计时也用下式代替：fi=itgI+ci计算时每根土钉的抗拔安全系数Ks应大于1.30。 （4）抗滑安全验算抗滑安全系数：KH= Fi/Eax式中：KH抗滑动稳定安全系数；Eax墙后主动土压力(kN)；Fi假设墙底断面上产生的抗滑合力(kN)。 计算数据输入计算机，结果详见后附件。6.施工工艺 6.1土钉墙施工工艺6.1.1施工准备 （1）了解场地内各种地下障碍物的情况，并办理必要的书面手续。 （2）根据红线桩、城市水准点及施工要求进行土钉定位放线及抄平。 （3）协调施工现场管辖部门及附近居民、单位的关系，保证施工的顺利进行。（4）施工用水、施工用电的连接及临时设施搭建。（5）对施工人员进行生产、技术、质量、安全等全方面的交底。（6）准备土钉墙施工的机具及所用的钢筋并进行材料复试。（7）根据施工现场实际情况调整修改设计与施工方案。6.1.2技术准备 （1）根据现场进一步完善施工组织方案，绘制工地挂图包括平面、剖面设计图及施工平面布置图； （2）健全指挥系统及安全施工、工程质量及环保保障体系。 （3）设计编制人员及技术主管同现场技术及施工人员召开会议、做详细技术交底及总体施工规划。6.1.4主要施工工艺和方法：工艺流程如下： 水泥浆搅拌 修坡成孔插筋灌浆 喷砼 土钉端座固定挂网 砼拌和 准备铁丝网 土方施工钉墙施工土方开挖土钉墙的施工随土方开挖进行。 （1）土钉墙的施工流程应符合下列规定： 开挖工作面，修整边坡安设土钉（包括成孔、插钢筋、注浆）绑扎钢筋网，加强筋、土钉同加强筋焊接、加垫块喷射第一层砼，厚度为30mm50mm喷射第二层砼设置坡顶，坡面和坡脚排水措施。（2）基坑边坡应分段分层开挖，每次超挖深度不得超过0.5m,边开挖，边人工修整边坡，边喷射砼，人工修整坡时，坡面不平整度不大于20mm。（3）喷射砼应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度为30mm50mm，喷射时，喷头与受喷面应垂直，宜保持0.6m-1.0m的距离，喷射手应控制好水灰比，保持砼表面平整、湿润光泽，无干斑或流淌现象。 （4）喷射砼终凝2h后，应进行养护，根据现场实际情况可适当调整。面板砼强度等级不低于C20，砼最大骨料不大于1.5cm，喷层厚度不小于80mm。同时，土钉墙面板应在基槽上口处向外翻边0.50m； （5）钢筋上设置定位器，以确保钢筋在孔内居中，土钉端头预留出坡面15cm；常压灌浆，浆体强度不低于20MPa，灌浆材料为水泥浆；喷射砼中的钢筋网应调直除锈，钢筋与坡面间隙宜大于20mm，钢筋网应与土钉和加强筋连接牢固，喷射砼时钢筋不晃动。 （6）土钉钢筋使用前应调直，除锈，注浆材料宜用1：0.455的水泥净浆。 （7）注浆前应将孔内残留及松动废土渣清除干净，注管应插至距孔底250mm500mm。6.1.5原材料要求与配比（1）水泥为32.5MPa水泥，应有出厂合格证，砂为中砂或中粗砂，豆石粒径小于15mm，不能使用含有活性二氧化硅的石料；（2）速凝剂掺量由试验确定，初凝时间不大于15min。，终凝时间不大于20min。；（3）不得使用污水急PH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按SO4计算超过水量1%的水；（4）钢筋应有出厂合格证、原材料试验报告；（5）材料进场后及时送检，并及时报验。（6）常规C20豆石混凝土配比为：水泥：砂：石=1：2：2。6.2自然放坡面板处理施工工艺同上，只是将土钉成孔、孔内安放钢筋、灌浆更换为插筋，其余技术要求同上（面板厚度为5080mm）。6.3土方开挖土方施工应与土钉墙施工及排水密切配合，采用多机组、分班次、立体交叉连续作业，做到充分利用空间和时间。土方开挖分步、分段完成，一般每步开挖至土钉位置深度下约0.3-0.4m位置处后应立即进行土钉施工，不得超挖，或分段支护以控制土体变形，分段与分步开挖长度应根据现场地层性质、结合我方现场技术人员要求进行，保证边坡的稳定。土钉施工完毕后，方可进行下一步或下一段槽的开挖。开挖边坡应尽可能与设计边坡接近，然后采用人工削坡修整，现场设专人负责挖方与土钉施工的协调。严禁挖掘机磕碰土钉端头与面板，以确保支护结构的安全。6.4监测本工程拟在土钉墙护顶边缘以及建筑物墙体上以1015m不等间距布设位移观测点，以便对其基坑变形进行观测。在施工期间不定期进行观测，直至基槽完工。以后可710天观测一次，至变形稳定为止。其间可根据施工进度和变形发展随时加密观测次数，如发现变形异常，应及时停止基坑内作业，分析原因，采取还土、坡顶卸载等加固措施，确保边坡安全。7. 资源配置 7.1 设备配置 设备名称 数 量 用 途（1）HT喷砼 1台 搅拌混凝土（4）空压机 1台 喷砼（5）电焊机 5台 钢筋焊接（6）钢筋切割机 1台 切割钢筋（7）钢筋调直机 1台 钢筋调直（8）注浆泵 1台 灌浆7.2施工组织管理体系项目班子配备如下：项目协调人： 1人；（分项）项目经理：1人；生产副经理： 1人；主任工程师： 1人；技术负责： 1人；质量负责： 2人；安全负责： 1人；电 工： 2人；其它人员： 40人7.3施工劳动组织系统见下图： 项目经理技术、质检、安全 材料、后勤、财务 成 搅 注 材 质 后孔 拌 浆 料 检 勤组 组 组 组 组 组 7.4工期进度按照甲方计划、配合土方开挖进行施工，确保工期如期完成（主要配合土方开挖进展速度工期，待定）。8.质量保证措施8.1质量方针我单位的质量方针是：技术质量至上，优质服务为本。8.2基坑支护质量保证措施（1）放土钉孔位或插筋位置时有专人验线并做位置预检记录；（2）钢筋加工严格按设计要求加工, 按批进行验收,合格品做标识.钢筋供应的长度不满足设计要求时, 采取搭接焊；钢筋严格按照设计要求进行，土顶拉杆每间隔2.0m制作一个导向圈；（3）成孔：施工完毕后，应经专人检查孔位的偏差及垂直偏差，符合要求后方进行下一个工序的施工；（4）灌浆：土钉应采用重力灌浆。将灌浆胶管插到孔地，然后灌浆；同时根据土钉孔内浆液渗失情况进行适量补浆；（5）削坡后挂钢筋网或钢筋网，为确保其稳定相连，端座上再利用14钢筋焊接在土钉端头上。（6）施工材料质量保证 a.所有进场材料，必须具有材质单和试验报告。 b.按规定做相应组数试块，送交指定部门进行测试。 c.对进场钢材要抽样检测其抗拉强度。9.技术资料管理9.1工程所有技术、试验、材料，生产管理人员必须按照本设计进行资料整理收集,在收集过程中相互配合,要及时发现资料中的问题,作交圈检查,发现问题及时解决. 9.2收集资料要妥善保管,防止丢失或损坏。 9.3为了保证技术资料的收集与整理，做到奖优罚劣。 9.4收集整理资料由技术员和资料员进行,由主任工程师主持,每星期进行技术资料检查。 9.5试验人员应按要求对施工中用的材料进行送样,试验要认真,填写单子字迹清楚。 9.6质量人员应认真负责的填写各种表格,反应出其对工程的真实性,资料整理要及时。9.7材料人员要对使用的材料严加把关,各种材料要有合格证,坚决杜绝使用不合格材料。施工项目经理部在施工过程中负责收集、整理各种原始资料和记录，并及时上报监理。按照国家有关标准和要求，完成技术资料的分类、归档工作。如发生质量问题，立即口头上报监理，并在4小时内递交有关质量问题的书面详细报告，包括时间、部位、细节描述、产生原因等。10.安全生产保证措施及文明施工、环境保护10.1安全生产保证措施10.1.1在施工中严格遵守国务院建筑安装工程安全技术规程（56）国议周字第40号；10.1.2我公司安全技术操作规程；10.1.3在施工中严格执行建设部颁布的JGJ59-99建筑施工安全检查标准及规定；10.1.4严格执行国家有关安全生产标准及规定；10.1.5施工工地应按地区验收规程要求进行，做好原始记录，施工日志、质保书、测量复核、外观检查电焊外观质量检查、隐蔽工程验收记录、技术资料保存；10.1.6工地应根据季节特点应有防火、防盗等相应措施；10.2施工防火安全措施10.2.1本工程防火负责人为工程负责人，防火负责人应全面负责施工现场的防火安全工作，履行中华人民共和国消防条例实施细则；10.2.2油料必须集中管理，远离火种，并配备专用灭火器具；10.2.3施工现场的动火作业，必须执行审批制度； 10.2.4施工现场用电应严格执行施工现场用电安全管理规定，加强电源管理，防止发生电器火灾和人身伤亡事故；10.2.5下班前要认真检查现场，包括现场办公室、休息室、生活集装箱，熄灭一切明暗火种，切断所有机械设备电源；10.2.6所有施工人员应保持现场卫生，生产及生活垃圾均倒放垃圾点；并要求施工工地应争创文明工地。10.3安全生产注意事项：除遵守北京市及我公司关于加强安全生产的规定和有关技术措施、安全操作规程外，根据工程特点还必须作好以下几点：10.3.1施工现场要平整，做好排水措施；10.3.2夜间施工，工地应有足够的照明；10.3.3施工人员要认真检查，使用机具关键部位重点检查，经试运转，符合安全施工要求，方能正式投入生产施工中，每天对设备进行一次检查。10.4环境保护措施10.4.1施工现场生活、生产垃圾集中投放并集中处理。10.4.2施工现场对有扬尘的地方有防尘、除尘措施。10.4.3施工机具如大功率空压机及锚喷机等，要有噪声处理措施。附录： *土坡及土钉墙稳定性分析的瑞典条分法* 本程序以坡脚为坐标园点,横轴向右为正,纵轴向上为正, 坡面向左倾. 土层参数为国际单位(m,KN). 坡高=6.800 坡角= 78.690 满布荷载值=10.00 坡顶条形荷载值= .00 土钉排数= 4 土钉水平间距= 1.500 钻孔直径= .10 第 1排土钉的倾角= 10.00 埋深= 1.500 长度= 6.000 第 2