基坑支护设计说明.doc

大洪社区城中村改造项目 一期 大洪社区城中村改造项目 一期 基坑支护工程基坑支护工程 设计文件设计文件 论证后修改稿 20122012 年年 3 3 月月 5 5 日日 大洪社区城中村改造项目 一期 大洪社区城中村改造项目 一期 基坑支护设计基坑支护设计 法人代表 法人代表 总工程师 总工程师 审审 核核 人 人 设设 计计 人 人 武汉丰达地质工程有限公司武汉丰达地质工程有限公司 二二 一二年三月一二年三月 目目 录录 1 1 工程概况工程概况 2 2 工程地质与水文地质条件工程地质与水文地质条件 3 3 基坑支护方案构思与设计原则基坑支护方案构思与设计原则 4 4 支护结构及降水设计支护结构及降水设计 5 5 基坑施工要点基坑施工要点 6 6 基坑监测及信息化施工基坑监测及信息化施工 8 8 应急抢险措施应急抢险措施 9 9 编制依据编制依据 10 10 附件附件 1 1 工程概况工程概况 大洪社区城中村改造项目 一期 项目场地位于仙桃市仙下河以西 康湾路以东 由 3 幢 32 层商住楼 若干 2 4 层商业附属楼及 1 层地下车 库组成 规划用地面积 11130m2 地面设计标高为 28 00m 1 1 基坑规模 规划用地面积 11130m2 地下室部分开挖深度约 6 00 7 80m 1 2 基坑周边环境 拟建场区地位于仙桃市仙下河以西 康湾路以东 场区原为居民区 现已拆除 周围遍布建筑垃圾 现场地较为平整 局部表部分布有一层厚 度不大的填土或水泥地坪 场地标高介于 27 59 28 27m 之间 场地地貌 单元属江汉冲积平原 地势较为平坦 2 2 工程地质与水文地质条件工程地质与水文地质条件 有关本工程的工程地质 水文地质条件在勘察报告中已作了详细的分 析 下面仅就基坑支护设计相关的条件作概述 2 1 场地地形 地貌特征 拟建场区地位于仙桃市仙下河以西 康湾路以东 场地标高介于 27 59 28 27m 之间 场地地貌单元属江汉冲积平原 地势较为平坦 2 2 工程地质条件 根据勘察所揭示的深度范围内除表层分布有杂填土 Qml 外 其下均为 第四系全新统冲积成因的粘性土和砂性土 各岩土层的空间分布及其主要 特征详见下表 场地地层工程地质特征一览表场地地层工程地质特征一览表 地层 编号 岩土名称 年代 成因 层顶 埋深 m 层厚 m 颜色状态 湿 度 压 缩 性 包含物及特征 1 杂填土Q4ml0 0 3 2 3 杂 主要成分为碎砖块 碎石 混粘性土及砂 局部表层 0 3m 为混凝土地坪 2 粉质黏土Q4al 0 1 3 0 6 2 0 浅黄可塑湿中 含少量云母片 切面平整 偶含粉砂 干强度中 韧 性中 普遍分布 3 淤泥质 黏土 Q4l 1 1 2 3 7 1 1 0 0 灰流塑 饱 和 高 含少量腐殖质及有机质 切面平整 干强度中 韧 性中 普遍分布 4 粉砂Q4al 9 1 9 9 0 5 1 0 灰 松散 稍密 饱 和 中 含云母碎片 石英 局部 含黏性土团块 分选性较 差 局部缺失 5 黏土Q4al 9 9 11 6 1 1 3 5 灰褐可塑湿中 局部为粉质黏土 干强度 中 韧性中 普遍分布 6 黏土Q4al 12 0 13 7 3 5 5 3 褐黄 可塑 硬塑 湿中 含少量高岭土及铁锰质氧 化物 干强度高 韧性高 普遍分布 7 粉质黏土 夹粉砂 Q4al 16 7 18 2 1 2 3 8 灰可塑湿中 局部夹粉砂薄层或团块 干强度中 韧性中 普遍 分布 8 1 粉砂Q4al 19 1 20 6 4 8 7 6 灰 稍密 中密 饱 和 中 含云母碎片 石英等 含 黏性土薄层 分选性一般 8 2 细砂Q4al 24 8 27 2 4 2 3 1 灰中密 饱 和 中 含云母碎片 石英等 粘 粒含量少 分选性好 2 3 水文地质条件 拟建场地位于江汉冲积平原 场地地下水主要有两种类型 一类为赋 存于浅表土层中的上层滞水 主要受大气降水 生活排放水渗透补给 其 水位 水量随季节变化 无统一自由水面 勘察期间上层滞水稳定水位约 在地表下 0 6 1 3m 另一类为赋存于 4 层粉砂中的微承压水及下部 8 1 8 2 层砂层中的 承压水 根据区域水文地质资料 深部承压水水位和水量较为稳定 水量较 大 稍有压力 其承压水头高度受大气降水和汉江水系水位高低的影响 对 基础施工和建筑物在役期间的正常运营无不良影响 故未分层测其水位 上 层滞水 承压水之间因有粘性土隔离而无水力联系 场区 4 层粉砂 局部 分布 为弱透水层 与下部砂层中承压水有厚度较大的隔水层 其水力连 续不强 含水量不大 因其厚度较薄 勘察时很难测到其水位 根据邻近 工程勘察资料 其水位埋深一般为 2 5 3 5m 3 3 基坑支护方案构思与设计原则基坑支护方案构思与设计原则 3 13 1 基坑特点基坑特点 3 1 13 1 1基坑开挖深度较多 根据地下室边承台的密集度和开挖深度 本基基坑开挖深度较多 根据地下室边承台的密集度和开挖深度 本基 坑的开挖深度为坑的开挖深度为 6 0m6 0m 6 9m6 9m 7 8m7 8m 等三种 等三种 3 1 23 1 2本基坑工程平面不规则 周长较长 本基坑工程平面不规则 周长较长 3 1 33 1 3本工程场地周边环境较宽松 可供卸载 本工程场地周边环境较宽松 可供卸载 3 1 43 1 4本次对基坑施工影响最大的是赋存于浅表土层的上层滞水 其水量本次对基坑施工影响最大的是赋存于浅表土层的上层滞水 其水量 不大 一般不需采用井点降水 但在基坑内随着挖土的进行 应沿基坑内不大 一般不需采用井点降水 但在基坑内随着挖土的进行 应沿基坑内 壁间隔适当距离设置集水井及与之连通的排水沟系统 随时将基坑内的地壁间隔适当距离设置集水井及与之连通的排水沟系统 随时将基坑内的地 面水引入集水井后用泵排出坑外 面水引入集水井后用泵排出坑外 3 23 2 基坑开挖深度及安全等级基坑开挖深度及安全等级 基坑周边东 南 西 北侧均较宽敞 环境条件宽松 根据基坑周边东 南 西 北侧均较宽敞 环境条件宽松 根据 深基坑深基坑 工程技术规定工程技术规定 基坑开挖较浅 周边为次干道 基坑周边土层较软弱 基坑开挖较浅 周边为次干道 基坑周边土层较软弱 基坑底部有较厚的软土等 拟建基坑工程安全等级不应低于二级 基坑底部有较厚的软土等 拟建基坑工程安全等级不应低于二级 4 4 支护结构及降水设计支护结构及降水设计 4 1 支护设计参数选择 具体计算见附件一 根据地质报告提供的数据 基坑设计参数取值如下 综合建议值 层 号 土层名称 饱和重度 KN m3 渗透系数 K cm s 粘聚力 C kpa 内摩擦角 度 1 填土19 0 2 粉质黏土18 42 7 10 6189 3 淤泥质黏土17 05 5 10 6104 4 粉砂18 98 5 10 5024 5 黏土18 21 8 10 62211 6 黏土18 81 6 10 64015 在支护设计中 各段围护结构的地层厚度按所在位置对应剖面取值 4 2 基坑支护设计主要参数 1 地面均布超载 q 15kPa 2 基坑重要性等级 一级 3 土压力计算模式 朗肯土压力理论 水 土合算 4 本设计计算采用 天汉 计算机软件进行计算 计算成果及结构 受力简图见附件一 5 地下室的外边梁按 反梁 考虑 即边梁底部和地下室大底板的 底标高一致 4 3 基坑设计使用条件 1 坡肩堆载 严格按设计值控制 2 基坑自开挖至回填 其有效运行期为 100 天 4 4 主要材料及技术指标 1 为 HPB235 钢筋 fy 210N mm2 为 HRB335 钢筋 fy 300N mm2 2 焊条 级钢互焊及与 级钢筋焊接用 E43 钢筋互焊用 E50 3 水泥为标号 42 5 各种建筑材料均应有出厂合格证 并按有关 规定进行检验 4 5 基坑支护设计 1 根据基坑坑深和周边环境情况 在 A B CD G G GH HA 支护段 基坑支护结构采用 SMW 工法桩 被动区加固 桩顶放坡 1 7 2 0m 高 桩顶平台留置 0 5m 1m 宽 桩顶以上边坡采用放坡 各支护段坡比详见 支护剖面图 采用网喷支护 基坑局部采用角撑 在 AA BC DE EF FG 支护段基坑支护结构采用 SMW 工法桩 内支撑 被 动区加固 桩顶放坡 1 7m 高 桩顶平台留置 0 5m 宽 桩顶以上边坡采 用放坡 各支护段坡比详见支护剖面图 采用网喷支护 2 SMW 工法桩采用 850 600 内插 H 型钢 水平间距为 0 90 1 2m H 型钢为 HN700 300 和 HN450 200 3 基坑开挖线内侧采用 500 400 深层搅拌桩作为被动区加固 并布 置成格构式 加固体平面内设一定的孔洞 在 A B CD G G GH HA 支 护段除采取上述措施外 被动区加固体在靠近 SMW 工法桩处设加固体 高 于基坑底 此部分加固体同样设一定的孔洞 加固体上表面至冠梁底的 土体保留不挖 作为反压土 加固深度及宽度详见各支护段剖面图 4 所有坡面采用 60mm 厚挂网喷射混凝土 挂网为 6 200 200 钢筋 网 并设置 50PVC 管泄水孔 2500 2500 呈梅花状布置 L 500mm 5 SMW 工法桩顶部在 ABCDEF 段设 1200 b 700 h 冠梁 C35 砼 2 6 32 主筋 加强部位主筋为 2 9 32 箍筋为 10 150 在 FGHA 段 设 1000 b 700 h 冠梁 C35 砼 2 6 32 主筋 加强部位主筋为 2 9 32 箍筋为 10 150 4 6 地下水控制 4 6 1 基坑抗突涌稳定性分析 本次对基坑施工影响最大的是赋存于浅表土层的上层滞水 其水量不 大 一般不需采用井点降水 但在基坑内随着挖土的进行 应沿基坑内壁 间隔适当距离设置集水井及与之连通的排水沟系统 随时将基坑内的地面 水引入集水井后用泵排出坑外 赋存于 8 1 层以下砂层中的承压水与坑底之间有一定厚度的黏性土阻 隔 对基坑施工不构成影响 在基坑开挖时 土方开挖完成后应立即对基坑进行封闭 防止水浸和 暴露 并应及时进行地下结构的施工 基坑土方开挖应严格按设计要求进 行 不得超挖 而且 基坑周边超载不得超过设计荷载的限制条件 同时 在设计施工的过程中必须做好现场监测工作 确保支护结构的安全与稳定 4 6 2 排水系统 从各集水井通过潜水电泵抽出地下水 分别通过排水管流入布设在基坑 外侧由总承包方完成的 426 排水钢管或排水沟汇入市政排水系统 5 5 基坑施工要点基坑施工要点 5 1SMW 工法桩施工 1 SMW 工法桩采用 850 600 三轴桩机施工 孔内插入 HN700 300 和 HN450 200H 型钢 2 水泥土所采用的水泥标号为 32 5MPa 3 SMW 工法施工质量要求 桩径允许偏差 10mm 深度允许偏差 100mm 垂直度 1 200 4 水泥土强度 0 5MPa 5 深层搅拌桩施工 1 采用 PH 6 系列粉喷桩机 桩径 500mm 2 采用粉喷工艺 全程复搅 所用水泥为 32 5MPa 矿渣水泥 水 泥用量为 50Kg m 3 粉喷桩施工质量要求 桩径允许偏差 10mm 桩长允许偏差 100mm 垂直度允许偏差为 1 100 桩位允许偏差为 30mm 5 土方开挖要求 1 开挖原则 分层开挖 对称开挖 先撑后挖 严禁超挖 2 土方开挖必须先编制施工组织设计 并经监理 基坑设计单位 审核认可 经专家委审核后方可进行开挖 放线定位要准 坡顶线与坡底 线误差小于 50mm 3 本基坑工程支护主要采用放坡 竖向支护结构 被动区竖向加固 体 局部采用支撑 土方开挖必须分层分段进行开挖 每层开挖深度以不 大于 1 0m 1 5m 为宜 分层截桩 严禁超挖 开挖在近基坑边坡处应分 段进行 确保挖出的边坡能及时被支护 4 挖土时严禁反铲碰撞支护结构 内支撑以及立柱 5 严禁坡顶坡底及坡面堆土 钢筋 模板 水泥 砖等 严禁坡 顶行走运土车辆 坑边 8m 范围内堆放物质超载不大于 5kPa 6 6 基坑和周边环境监测及信息化施工基坑和周边环境监测及信息化施工 由业主委托有检测资质的第三方进行基坑和周边环境的检测 本基坑支护工程局部开挖较深 技术难度相对很大 周边有上水管道 排水管道和电缆沟需保护 为确保施工顺利进行 便于施工过程中采取有 效可行的应急措施 实现信息化施工 对本基坑工程进行监测 6 1 监测设备 全站仪 水准仪 经纬仪 钢尺 测绳 测斜仪 6 2 监测内容 6 2 1SMW 工法桩连续墙桩顶部的水平位移 沉降 6 2 2SMW 工法桩连续墙桩深层位移 6 2 3SMW 工法桩连续墙桩后部深层土体的水平位移 沉降及地表变形 沉 降 6 2 4 地下管线的水平位移 沉降 6 2 5 坑内地下水位 6 2 6 SMW 工法桩连续墙桩的弯矩及变形 6 2 7 坑顶的水平位移和沉降观测 6 2 8 冠梁和支撑杆件的弯矩 轴力及变形 6 2 9 周边建筑物 道路的沉降 位移 倾斜及裂缝 包括建筑物的平面 位移及垂直位移 建筑物裂缝 建筑物总体倾斜等 6 3 监测点的布置 6 3 1 墙顶边坡土体 SMW 工法桩连续墙顶部水平位移 沉降观测点的布 置 沿基坑周边布置 间距不应大于 15m 在关键部位宜加密测点 6 3 2 边坡土体 支护结构深层位移观测点的布置 采用测斜仪观测 测斜孔布置在基坑每侧中部的 SMW 工法桩连续墙内 在 SMW 工法桩连续墙施工时埋入 深度与连续墙入土深度一样 6 3 SMW 工法桩连续墙的弯矩测点选择基坑每侧受力最大处布置 深度方 向测点间距一般以 1 0m 为宜 6 3 5 邻近地面建筑物 设施及地下管线的监测布设 监测范围宜从基坑边向后开挖深度 3 0 5 0 倍的距离 监测周期应从 基坑开挖开始 至地下室施工结束 基坑回填完为止 监测点布设应根据建 筑物的结构特征观测方便 易于保护 沉降量观测点应布置在墙角 柱身 门边等外形突出部位 每栋建筑物观测点的数量不宜少于六个点 管线上观 测点的数量一般应在 2 3 节管线上设一观测点 一般采用直接法设置 观 测标志可用抱箍直接固定在管线上 在不宜开挖的地方 可用钢筋直接打入 地下 其深度与管底齐平 作为观测标志 6 4 监测方法 6 4 1 水平位移的测量 用经纬仪进行观测 在基坑边线的延长线两端稳固的建 构 筑物上 设观测点和基准点 并在观测点位置旋转一定角度的方向上设置校正点 然 后监测基坑边线上观测点的水平位移 6 4 2 沉降观测 按常规方法用水准仪对各观测点进行沉降观测 6 4 3 边坡土体 支护结构水平位移 深层位移 的观测采用测斜仪观测 6 4 4 邻近地面建筑物 设施及地下管线的观测 用经纬仪及水准仪进行沉 降和位移的观测 6 5 监测时间间隔 6 5 1 基坑监测从基坑土方开挖时开始进行 到基坑回填完时结束 6 5 2 各监测项目在基坑开挖前应测定初始数据 且不宜少于 2 次 6 5 3 各监测项目在基坑开挖初期观测时间间隔不宜超过 5 天 开挖中期 不宜超过 2 天 开挖后期每天观测 当测试数据接近监控报警值时或防汛 期间 暴雨期间应加强观测次数 当出现事故征兆时应连续监测 并及时 向有关部门报告监测结果 6 6 险情预报 基坑监测过程中及时向有关部门汇报各项监测数据及初步分析结果 在监测数据发生急剧变化时 将会同甲方及有关部门综合分析 预测各因素 的发展趋势 共同制定合理的解决办法 从而做到信息化施工 确保施工安 全 当监测数据发生以下情况时 应进行预警 6 6 1 支护结构水平位移速率连续几天急剧增长 达到或超过 3mm d 6 6 2 支护结构水平位移累计值超过规范要求 最大位移值超过 30mm 6 6 3 邻近地面或建筑物的倾斜速度达到每天 1 10000 6 6 4 煤气管道变形 沉降或水平位移不应超过 10mm 连续 3 天超过 2mm d 6 6 5 供水管道变形 沉降或水平位移不应超过 20mm 连续 3 天超过 3mm d 6 6 6 肉眼可直接观察到的各种危险现象 如 支护结构发生明显变形 基 坑周边地面或建筑物的裂缝在扩大 严重的基坑管涌现象等 7 7 土方开挖要求土方开挖要求 首先放线定点 确定开挖边线 然后分层 分块 对称 均衡开挖土 方至设计深度 严禁超挖 土方开挖采取机械与人工配合的方式进行 开 挖时反铲不得碰撞地下连续墙墙身和挂网喷射砼 开挖时应在边壁留出 200mm 土方由人工修至规定坡度 开挖的土方不得堆在坡顶 应及时运走 7 1 土方开挖施工要点 坑内被动区加固土体高于坑底的部分以及其上部要求保留的土体严禁 挖掉 土方开挖采用 3 4 台 1 0m3的反铲并配合 2 3 台 0 4m3的小反铲 采 取后退法接力转土施工 总承包方应在土方开挖过程中 在基坑四周设置排水沟和集水井 及 时排除坑内积水 在土方开挖过程中 反铲不得碰撞竖向加固体 挂网喷射砼和降水井 及内支撑 反铲无法施工的部位 采用人工开挖 边坡在机械开挖时留出 200mm 的土方 由人工修坡 土方开挖时应控制好坑底标高 避免超挖 在坑底留出 0 2m 厚的余 土用人工清理 如出现超挖时 应加厚垫层或用砂 石等回填至设计标高 7 2 土方开挖与基坑支护的配合方案 土方开挖与支撑施工 交叉作业 相互影响 配合不好会极大地影响 工期 因此必须采取必要措施确保两者互相配合 确保安全和工期 土方开挖与网喷施工由专人统一协调指挥 确保互不干扰 互不影响 根据内支撑设置的标高 确定每次开挖深度 防止出现超挖 8 8 应急抢险措施应急抢险措施 深基坑工程稳定性 包括边坡稳定和渗透稳定 破坏的后果往往是突 发性的 灾难性的 补救困难 应本