唐山祥云宾馆基坑支护方案.doc

唐山市祥云宾馆大楼基坑支护设计方案审定：审核：编写：河北宝地建设工程有限公司二0一二年四月三十日目 录一.文字部分1 设计原则、编制依据11.1设计原则11.2编制依据文件、图纸及资料11.3编制主要引用的规范、规程及标准12 工程总论22.1工程内容22.2工程地质条件概况22.3水位变化规律32.4工程特性指标32.5周围建筑环境42.6工程设计内容概述43基坑开挖深度44基坑侧壁安全等级45基坑支护方案55.1基坑降水55.2钻孔灌注桩55.3高压旋喷桩55.4锚索方案65.5其它安全方案66方案使用年限77基坑施工工程量78 基坑工程现场监测78.1 监测目的78.2 监测内容78.3 测点布置78.3.1 基准点的布设78.3.2 变形监测点的布设78.4 监测方法及精度要求88.4.1 监测执行的规范和规程88.4.2 监测仪器的选用88.4.3 监测精度要求88.5 监测频率88.6 监测项目报警值9二. 附图、附表1.基坑支护平面设计图（1张）2.基坑支护变形监控点平面设计图（1张）3.钻孔灌注桩、高压旋喷桩及锚索设计剖面图（1张）4.深基坑支护设计计算书（1022页）1 设计原则、编制依据本工程设计方案是根据本工程项目有关设计图纸及国家现行有关设计、施工规范、规程、行业标准及建设工程安全生产标准化管理手册（河北省建设工程安全生产监督管理办公室编著），并经现场实地踏勘、调查、调研，在充分考虑施工现场周围建筑环境情况下，进行设计和编制的。其设计原则和编制依据如下：1.1设计原则安全可靠、经济合理、技术可行、因地制宜、施工便利。1.2编制依据文件、图纸及资料本工程编制主要依据文件、图纸及资料如下：1.2.1设计：基础平面布置图，场地0.000标高及基底标高。1.2.2勘察：由河北冶金建设集团勘察设计有限公司提交的祥云宾馆改造工程岩土工程勘察报告（详细勘察阶段）。1.2.3国家及地方现行的相关标准、规范和规程、法律、法规及政府授权管理部门的规定及要求等。1.3编制主要引用的规范、规程及标准本工程施工组织设计方案编制主要引用的规范、规程及标准（包括但不限于表中所列规范和标准）见表1所示。表1 本方案编制主要引用的规范及标准一览表序号规范和规程名称规范和规程编号1岩土工程勘察规范GB 50021-2001（2009年版）2建筑基坑支护技术规程JGJ 120-993建筑基坑工程技术规范YB 9258-974建筑边坡工程技术规范GB 50330-20025锚杆喷射混凝土支护技术规范GB 50086-20106建筑桩基技术规范JGJ94-20087建筑地基基础设计规范GB 50007-20028工程测量规范GB 50026-20079建筑变形测量规范JGJ/T 8-200710建筑基坑工程监测技术规范GB50497-200911建筑地基基础工程施工质量验收规范GB 50202-200212建筑工程施工质量验收统一标准GBJ 50300-200113施工现场临时用电安全技术规范JGJ 46-200514建筑机械使用安全技术规程JGJ33-2001 J119-200115建筑施工高处安全技术规范JGJ80-9116建筑施工安全检查标准JGJ 59-9917建筑工程技术资料管理规程DB13（J）35-200218岩土工程勘察报告（详细勘察）19建筑地基处理技术规范JGJ 79-2002 J220-20022 工程总论2.1工程内容拟建工程为祥云宾馆工程，场地位于唐山市建华西道与建设路交口西北角，唐山市钢铁设计院西侧，长44.2m，宽38.8m，高97.5m，地上25层，地下2层。基坑开挖深度12.1m。2.2工程地质条件概况地形、地貌场地地势较平坦，为原有建筑物拆除场地，场地所属地貌为平原地貌。场地地层分布及特征根据华北地区区域地层表，该区地层位居华北地层区，华北平原区之唐山小区，本次勘察最大钻进深度为80.0m，根据钻孔揭露，拟建场地地层分为第四系全新统陆相冲积沉积成的粉质粘土、细砂，上更新统粉质粘土、细砂、卵石，寒武系石灰岩，上部为杂填土。按埋藏条件、岩性特征和物理力学性质指标，将场地划分为12个主要工程地质层，根据钻孔揭露，地层分述如下： 杂填土(Qml4 )：杂色，松散状，稍湿，不均匀，主要以建筑垃圾为主，含砖块、碎石、灰渣等，层厚1.05.7m，层底相对高程为-4.720.03m，平均厚度为1.92m；1 粉质粘土(Q4al)：黄褐色，可塑状，干强度及韧性中等，无摇震反应，切面稍有光泽，土质不均，局部有砂感，层厚1.15.8m，层底相对高程为-6.20-1.72m，平均厚度为2.46m； 细砂(Q4al)：黄褐色，中密密实状，湿，均匀，以石英、长石为主，级配良好，分选一般，局部存在粘土夹层，层厚3.67.8m，层底相对高程为-11.19-9.05m，平均厚度为6.42m； 粉质粘土(Q4al)：黄褐色，可塑状，干强度及韧性中等，无摇震反应，切面稍有光泽，土质不均，层厚4.610.5m，层底相对高程为-19.94-14.05m，平均厚度为6.45m； 细砂(Q4al)：浅黄色，密实状，湿，均匀，以石英、长石为主，级配良好，分选均匀，层厚0.73.5m，层底相对高程为-20.84-14.95m，平均厚度为1.70m； 粉质粘土(Q4al)：黄褐色，硬塑状，干强度及韧性中等，无摇震反应，切面稍有光泽，土质不均，含砂量高，层厚0.810.7m，层底相对高程为-28.78-18.91m，平均厚度为4.94m；1 细砂(Q4al)：褐黄色，密实状，湿，均匀，以石英、长石为主，级配一般，分选一般，层厚0.91.6m，层底相对高程为-24.10-20.12m，平均厚度为1.27m； 细砂(Q3al)：褐黄色，密实状，湿，均匀，以石英、长石为主，级配良好，分选均匀，局部钻孔缺失，层厚1.54.1m，层底相对高程为-29.79-28.20m，平均厚度为3.07m； 卵石(Q3al)：杂色，中密状，饱和，均匀，主要矿物以石英、长石为主，粘性土填充，一般粒径2040mm，最大粒径50mm，层厚2.99.3m，层底相对高程为-37.50-31.50m，平均厚度为4.85m； 粉质粘土(Q3al)：黄褐色，硬塑状，干强度及韧性中等，无摇震反应，切面稍有光泽，含姜石，层厚3.211.5m，层底相对高程为-43.38-35.47m，平均厚度为6.73m； 卵石(Q3al)：杂色，中密状，饱和，均匀，主要矿物以石英、长石为主，粘性土、粗砂填充，一般粒径2040mm，最大粒径50mm，局部钻孔缺失，层厚1.76.2m，层底相对高程为-47.32-42.00m，平均厚度为4.13m； 残积土(Q3el)：棕红色，硬塑状，由灰岩风化成土，夹有岩石碎块，含砂量高，层厚0.89.9m，层底相对高程为-48.12-42.80m，平均厚度为4.75m；石灰岩()：褐灰色，强风化，岩体结构破坏，构造裂隙很发育，岩心成碎块状，块径3050mm，岩质较软，用手可掰碎，层厚1.417.1m，层底相对高程为-65.18-47.10m，平均厚度为8.84m，其中zk01、zk03、zk04、zk08该层漏水严重,局部有溶洞； 石灰岩()：青灰色，中风化，岩体结构部分破坏，构造裂隙发育，在节理面可见次生矿物，岩心成短柱状，敲击声脆，该层揭露的最大厚度为20.6m，该层为本次勘察揭露的最深层。2.3水位变化规律钻探揭示：场地稳定水位埋深36.0m38.0m，地下水类型属潜水型。地下水位的变化幅度约3.0。2.4工程特性指标基坑深度约12.1m，边坡侧壁主要土层设计参数见表2。表2 地基土力学性质综合成果表地层编号 及名称标贯击数N(击)压缩模量Es1-2(MPa)压缩模量Es2-4(MPa)压缩模量Es2-4(MPa)重力密度(kN/m3)直剪试验标准值k()Ck(kPa)细砂27.815.020.028.0-1粉质粘土细砂11.84.569.29816.18719.615.022.7粉质粘土13.05.199.21115.66117.515.434.8细砂27.519.020.030.0-粉质粘土细砂16.35.659.7117.39518.116.532.21细砂22.419.020.030.0-细砂32.625.020.032.0-卵石10.930.022.038.0-粉质粘土16.86.1611.17618.74918.415.925.2卵石12.435.022.038.0-残积土17.94.779.36516.60318.815.226.7强风化石灰岩-40.0（变形模量）23.0-中风化石灰岩-100.0（变形模量）25.0-2.5周围建筑环境根据业主提供的总平面布置图及经过现场踏勘，拟建场地原有建筑已拆除，场地内地形较平坦。拟建建筑物北部为建华东道，东部为建设北路，西南部为人保路。2.6工程设计内容概述对拟建建筑物基坑四周布设钻孔灌注桩、高压旋喷桩和锚索。对基坑冠梁及周围地面（原有建筑物）实施动态监测，该项工作应由具有相应资质的测量队伍承担。基坑坡顶设置护栏、围堰、排水沟，防止雨水等流入基坑。基坑坡脚设置明排集水水沟及集水井，疏干渗水及雨水。基坑坡顶醒目位置设置警示标志，并设置基坑专用的上下通道。3基坑开挖深度根据设计图纸及甲方要求，开挖深度12.1米，因此，边坡支护计算应按12.1m考虑。4基坑侧壁安全等级根据拟建建筑物基坑开挖深度、工程地质和地下水条件、周围建筑环境及损坏后可能造成的破坏后果的严重性等因素，本工程基坑侧壁安全等级按建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）、建筑边坡工程技术规范（GB 50330-2002）及高层建筑岩土工程勘察规范（JGJ 72-2004、J366-2004）综合确定本基坑侧壁安全等级为一级。5基坑支护方案根据本场地工程地质条件及水文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、拟建场地周围建筑环境，基坑工程侧壁安全等级（一级）等综合因素，本着“安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境、施工便利” 的设计原则，按照建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）第3.3.1条，参照本工程的具体特点、以及类似工程经验，经过安全、经济、工效等的比较，本工程基坑降水与支护结构选型确定为：采用钻孔灌注桩、高压旋喷桩及锚索联合支护方案，详见基坑支护平面设计图及钻孔灌注桩、高压旋喷桩及锚索设计剖面图。经计算满足规范要求（详见附件基坑支护设计计算书）。5.1基坑降水根据勘察单位提出的静止水位及甲方其它基坑开挖的水位埋深，静止水位在36m以下，所以本工程不用进行降水，基坑内根据需要以明排集水坑井内残余水。明排集水沟截面深宽300300mm，距离50m设一集水坑。5.2钻孔灌注桩设计桩径800，桩长16.1m，桩身锚固长度5m,桩距1.4m，桩数148根。水泥采用P.O32.5普通硅酸盐水泥，砼标号C30，桩顶标高设置在0.00以下1.0m，冠梁高0.7m，宽1.0m，其它参数详见表3： 表3 支护桩设计参数钻孔灌注桩冠梁桩径（mm）桩长（m）砼标号钢筋笼配筋截面尺寸砼标号配筋主筋加强筋箍筋主筋箍筋80016.1C302218101m（宽）0.7m（高）C2518105.3高压旋喷桩设计桩径600，桩长12.5m(以自然地面为起算点)，桩距1.4m，桩数147根。水泥采用P.O32.5普通硅酸盐水泥，水灰比1：1，其它参数见表4：表4 高压旋喷桩施工参数表序号水泥标号水灰比项目技术参数数量1P.O32.5普通硅酸盐1：1水压力（MPA）15流量L/min100喷嘴孔径（mm）1.8喷嘴个数12空气压力（MPA）0.6流量m3/min0.6喷嘴间隙（mm）2.53水泥浆压力（MPA）2流量L/min85喷嘴孔径（mm）10喷嘴个数14注浆管提升速度cm/min10旋转速度r/min15外径（mm）905.4锚索方案锚索3道，梅花形布置，其参数见表5。表5 锚杆设计参数一览表序号水平间距(m)竖向间距(m)入射角度(度)锚固体直径(mm)锚杆长度(m)锚杆锚固长度(m)抗拉力(kN)11.421515023.515.510021.431515027.521.512031.431515023.517.5100成孔采用回转螺旋钻进，设计钻孔深度要超出锚索长度0.5m左右。钻孔结束后，清除孔内沉渣及泥块。锚索制作锚索采用2根17钢绞线（2s15.2），内锚固段采用波纹形状，张拉段采用直线形状。在内锚固段的范围内穿对中隔离支架，间距2.0m，两对中支架之间扎紧固环一道，张拉段每米也扎一道紧固环，并用塑料管穿套。锚索安装锚索一桩一锚，一共三道，每道147根，总计441根。向锚索孔安装锚索前，核对锚索长度，再清孔一次后，把锚索送入孔内。注浆采用P.O32.5普通硅酸盐水泥，水灰比1：0.5。注浆采用排气法施工。注浆管放入孔底，水泥浆由孔底注入，空气由锚索孔排出，注浆孔注浆采用注浆机，注浆压力保持在0.3-0.6Mpa。锚索张拉与锁定锚固体强度达到15Mpa以上时开始张拉锚索（一般灌浆后1015天），张拉前先取设计轴向力0.1倍对锚索预张拉12次，进行锚具受力调整，再正式张拉。钢绞线正式张拉时宜分34次张拉，拉至1.1倍锁定荷载，回缩锁定在设计锁定荷载，停留10分钟左右，预应力没有明显衰减时，用夹片锁紧。5.5其它安全方案基坑边缘设置护栏，坡顶设置围堰和地表排水系统，防止雨水、雪水等流入基坑。基坑坡顶2米范围内禁止堆放重物或行使车辆，并且要严格控制基坑坡顶的地面荷载，不得大于15kPa。6方案使用年限根据现状现场条件，本方案使用年限为一年。7基坑施工工程量钻孔灌注桩：桩径800，桩长16.1m，桩距1.4m，桩数148根，标号C30，成孔深度2530.8m，砼量1481.16m3，钢筋量146.22吨。冠梁高0.7m，宽1.0m，砼量145.04 m3，钢筋量4.6吨。高压旋喷桩：桩径600，桩长12.5m(以自然地面为起算点)，桩距1.4m，桩数147根，总桩长1837.5m。锚索：直径150，23.5米锚索294根，27.5米锚杆147根， 2根15.24钢绞线，含预留1.0m，合计长度约11392.5m，总重量25吨，水泥用量273.78吨。其它工程量：坡面及坡顶挂网喷射砼量20.72m2。8 基坑工程现场监测8.1 监测目的在基坑开挖及地下工程施工过程中，对基坑岩土性状、支护结构变位和周围环境条件变化，进行各种监测及分析工作，并将监测结果及时反馈，以指导设计与施工。8.2 监测内容本次现场监测主要包括如下内容：基坑边坡坡顶水平位移和周围原有建筑物的沉降。本工程主要监测坡顶水平变形及已有建筑物沉降变形。地表裂缝（1.0H范围内）；自然环境（雨水、气温、风力等）；地下水位的变化。8.3 测点布置8.3.1 基准点的布设监测基准点，应设在基坑工程影响范围以外，一般距基坑周边应不少于5H（H为基坑开挖深度），也不宜少于3050m，且数量不应少于2点。根据现场条件，初步拟在场区北侧40m处各埋设2个互相通视良好的基准点。以打入地下1.5m深直径大于F28的钢筋，同时用混凝土将其保护好，每次监测前进行相互较核，确定未被移动后才施测。8.3.2 变形监测点的布设基坑边坡顶部的水平和竖向监测点可采用埋入设冠梁上，监测点的埋设间距不宜大于30m。详见附图: 基坑支护变形监测点平面设计图。8.4 监测方法及精度要求8.4.1 监测执行的规范和规程工程测量规范 (GB 50026-2007)；建筑变形测量规程（JGJ/T8-2007）；建筑地基基地工程施工质量验收规范（GB50202-2002）；建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）。8.4.2 监测仪器的选用沉降监测所用仪器使用DS1型自动安平精密水准仪、铟瓦合金标尺，按光学测微法监测，二级沉降监测。支护结构位移监测采用DJ2型经纬仪，二级位移监测。8.4.3 监测精度要求基坑边坡顶部、邻近建筑的水平位移和竖向位移监测精度应根据基报警值按表6和表7确定。表6 水平位移监测精度要求(mm)水平位移报警值累计值D(mm)D2020D4040D60D60变化速率VD(mm/d)VD22VD44VD6VD6监测点坐标中误差0.31.01.53.0表7 竖向位移监测精度要求(mm)竖向位移报警值累计值S(mm)S2020S4040S60S60变化速率VS(mm/d)VS22VS44VS6VS6监测点测站高差中误差0.150.30.51.5注：当照准方向的垂直角超过3时，该方向的2C互差可按同一监测时间段内相邻测回进行比较，其差值仍按表中规定。8.5 监测频率监测频率应综合考虑基坑类别、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境、自然条件的变化和当地经验而确定。对于应测项目，在无数据异常和事故征兆的情况下，开挖后现场仪器监测频率可按表8确定。表8 现场仪器监测的监测频率基坑类别施工进程基坑设计深度(m)551010151520二级开挖深度(m)51次/2d1次/2d5101次/1d底板浇注后时间(d)71次/2d1次/2d7141次/3d1次/3d14281次/7d1次/5d281次/10d1次/10d8.6 监测项目报警值监测项目报警值见表9和表10所示。表9基坑围护墙(坡)顶水平位移报警值基坑类别一级二级累计值/mm规范推荐值采用值规范推荐值采用值253530406050变化速率/mmd-1210841510表10周围已有建筑物竖向位移报警值基坑类别一级二级累计值/mm规范推荐值采用值规范推荐值采用值104030256050变化速率/mmd-1254386附表： 深基坑支护设计计算书设计单位：河北宝地建设工程有限公司设 计 人：于振辉设计时间：2012-04-27 14:47:56- 支护方案 -排桩支护- 基本信息 -内力计算方法增量法规范与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级一级基坑侧壁重要性系数01.10基坑深度H(m)12.100嵌固深度(m)5.000桩顶标高(m)-1.000桩直径(m)0.800桩间距(m)1.400混凝土强度等级C30有无冠梁有 冠梁宽度(m) 1.000 冠梁高度(m) 0.700 水平侧向刚度(MN/m) 0.062放坡级数 1超载个数 1- 放坡信息 -坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数10.5001.0001.000- 超载信息 -超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)115.0000.0005.0002.000- 土层信息 -土层数 6坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)36.000外侧水位深度(m)36.000内侧水位是否随开挖过程变化否弹性法计算方法m法- 土层参数 -层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土0.5018.0-10.0015.002粘性土1.6019.6-22.7015.003细砂7.4020.0-0.0028.004粘性土6.3017.5-34.8015.405细砂1.7020.0-0.0030.006粘性土2.5018.1-32.2016.50层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算m值抗剪强度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (MN/m4)(kPa)118.0-4.00-268.0-5.27-355.0-12.88-468.0-6.68-555.0-15.00-641.0-7.01- 支锚信息 -支锚道数3支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号 (m)(m)()(m)长度(m)1锚杆1.4003.00015.0023.5015.502锚杆1.4003.00015.0027.5021.503锚杆1.4003.00015.0023.5017.50支锚预加力支锚刚度锚固体工况抗拉力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号(kN)1100.0030.0015021.002120.0030.0015041.003100.0030.0015061.00- 土压力模型及系数调整 -_弹性法土压力模型:_经典法土压力模型:_层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力 调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1杂填土分算1.0001.0001.00010000.0002粘性土分算1.0001.0001.00010000.0003细砂分算1.0001.0001.00010000.0004粘性土分算1.0001.0001.00010000.0005细砂分算1.0001.0001.00010000.0006粘性土分算1.0001.0001.00010000.000- 设计结果 - 结构计算 -各工况：内力位移包络图：地表沉降图：- 冠梁选筋结果 -_ 钢筋级别选筋As1HRB3352D18As2HRB3352D18As3HPB235d10200- 截面计算 - 截面参数 桩是否均匀配筋 是 混凝土保护层厚度(mm)50桩的纵筋级别HRB335桩的螺旋箍筋级别HPB235桩的螺旋箍筋间距(mm)150弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)16.10 内力取值 段内力类型弹性法经典法内力内力号 计算值计算值设计值实用值1基坑内侧最大弯矩(kN.m)449.30185.51525.12525.12基坑外侧最大弯矩(kN.m)130.06323.65152.00152.00最大剪力(kN)230.63187.58317.12317.12段选筋类型级别钢筋实配计算面积号 实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB33517D2264625701箍筋HPB235d101501047-1151 加强箍筋HRB335D182000254- 锚杆计算 - 锚