百胜·青城一品地下室基坑工程设计方案.doc

勘察证书号工程勘察综合类甲级证书号：170005-kj百胜青城一品地下室基坑支护设计（初步设计）法 人 代 表 ：总 工 程 师 ：审 定 人：审 核 人：设 计 人：中机三勘岩土工程有限公司二一一年二月十七日 于武汉目录 文字部分1.基坑工程基本情况11.1.设计依据11.2.工程概况11.3.周边环境概况21.4.岩土工程条件21.5.场地水文地质条件32.基坑支护方案的选择42.1.基坑特点分析42.2.基坑重要性等级42.3.支护方案选择43.支护结构设计53.1.设计原则53.2.设计参数53.3.设计计算模型53.4.支护结构设计64.地下水控制设计74.1.排水措施：84.2.降水措施85.施工要求及注意事项85.1.土方开挖施工要求85.2.预制管桩施工要求95.3.挂网喷射砼支护施工要求95.4.冠梁施工要求105.5.水泥土搅拌桩施工要求105.6.路面硬化及排水施工要求115.7.其它施工注意事项116.环境监测要点116.1.监测内容126.2.监测要求127.应急抢险措施127.1.组织措施127.2.技术措施13 计算书 图纸（初步设计）1、基坑周边环境图. .1张2、基坑周边地层展开图及概化图.1张3、基坑支护平面布置图.1张4、基坑支护剖面图. . . .1张5、降水井平面布置图及结构图. .1张6、基坑降水水位等值线图. . . .1张 百胜青城一品地下室基坑支护设计1. 基坑工程基本情况1.1. 设计依据本基坑支护工程依据以下资料设计：(1) 岩土工程勘察报告书；(2) 地下室结构平面图、大样图及总平面图等；(3) 湖北省地方标准DB42/159-2004基坑工程技术规程；(4) 中华人民共和国行业标准建筑基坑支护规程JGJ120-99；(5) 其他有关资料。1.2. 工程概况武汉银燕经济发展有限公司拟在武汉市青山建一南路(青山区公安局旁)兴建百胜青城一品住宅小区，该项目主要4栋18层、4栋11层住宅楼及商铺、幼儿园、地下室组成，建筑面积约为97000m2。其中2、3、4、5号楼于地下室连通。该项目由湖北天一建筑设计有限公司设计，由中机三勘岩土工程有限公司承担岩土工程勘察工作。该地下室基坑开挖面积约21430m2，周长约683m，大体形状呈矩形，局部凸出。基础采用直径为400mm的预应力管桩基础。建筑物0.00=22.50m；地面整平标高北侧和东侧取22.00m（-0.5m），南侧和西侧取21.50m（-1.0m）。地下结构标高、自然地面下深度及绝对标高的相互关系见下表：地下结构标高与自然地面下深度、绝对标高 表1.2地下结构名称标高(m)自然地面下深度(m)绝对标高(m)ABC段承台垫层底-6.35.816.20CDE段承台垫层底-6.76.215.80EFGA段承台垫层底-6.75.715.801.3. 周边环境概况本基坑边线20米范围内均比较空旷（除东北角距离810m有一栋2层民房），无地下管线，具体环境见表1.3。基坑周边环境状况 表1.3方位具 体 说 明北侧商业裙楼外边线距离可规划用地范围线约8m，规划用地范围外15m为道路代征用地，为基坑支护可利用场地。东侧东侧偏北地下室外墙线距离规划红线约811m，紧挨红线为一栋2层民房。东侧偏南地下室外墙线距离规划红线约11m，红线外为武汉市洪山区和平街大洲村乱地。南侧地下室外墙线距离用地红线至少30m。此范围内同期施工6、7、8、9号楼， 11层，桩基础，承台底标高在地面下1m。建议基坑回填完毕后再行施工此四栋建筑。西侧30m范围内为红线内待建空地。1.4. 岩土工程条件拟建场地位于青山区建一南路，青山区公安局旁，地貌上属长江I级阶地，依勘探点孔口标高计，拟建场地现地面标高变化在20.8422.04m之间，地势相对平坦。本场地在勘探深度(45.0米)范围内除表层分布有厚度不一的素填土（Qml）外，其下为第四系全新统冲积、冲洪积成因的粘性土及砂类土（Q4al、Q4al+pl）。各岩土层的空间分布及其主要特征详见表1.4： 岩土分布及主要特征一览表 表1.4层号及名 称地层年代及成因分布范围层面埋深(m)层厚(m)颜色状态或密度压缩性包含物及其它特征(1)杂填土Qml全场地00.32.2杂高主要由建筑垃圾混少量粘性土组成，结构松散，土质不均。(2)粉质粘土Q4al局部缺失0.32.10.75.3黄褐灰褐软塑可塑中高含氧化铁、铁锰质及条带状高岭土。(3)淤泥质粉质粘土夹粉土全场地0.85.80.67.1褐灰流塑高含氧化铁，少量腐殖质及云母片，偶夹多层粉土。(4)粉砂夹粉质粘土Q4al+pl全场地3.38.62.312.0褐灰松散稍密中高含云母片，该层以粉砂为主，夹多层粉质粘土。(5-1)细砂夹粉质粘土全场地8.016.65.412.0青灰稍密中含云母片，偶夹多层粉质粘土。(5-2)细砂全场地18.623.815.3青灰中密中低含云母片、石英、长石等矿物，偶夹砾石及粉土。(5-3)细砂全场地28.835.0未钻穿青灰密实低含石英、长石等矿物，局部夹少量中粗砂及卵砾石。基坑周边地层分布详见：“基坑周边地层展开图”。1.5. 场地水文地质条件本场地分布有两类地下水：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，无统一自由水位；另一种为赋存于下部砂层中的承压水，水位和水量较为稳定，与长江有一定水力联系。勘察期间测得上层滞水水位为现地面下1.02.0米。孔隙承压水主要赋存于(4)(5-3)层砂类土中，与长江水具有水力联系，其上覆粘性土层及下伏基岩为相对隔水层。在勘察期间，于4#钻孔测得场地承压水位埋深为5.5m，其绝对高程为16.00m，本场地承压水水头高度年变化幅度在3.04.0m之间。2. 基坑支护方案的选择2.1. 基坑特点分析(1)基坑开挖面积21430m2，周长约683m，基坑面积较大。(2) 本基坑开挖深度5.76.2m，深度不大。(3) 基坑开挖深度范围内周边土层为：（1）层杂填土、（2）层粉质粘土、第（3）层淤泥质粉质粘土夹粉土和（4）层粉砂夹粉质粘土，基底主要坐落在（3）层和（4）层土中。 (4) 本基坑开挖时对地下水上层滞水可采取明排措施解决，对砂层中的承压水根据抗突涌计算看是否采用降水措施。（5）本基坑周边环境相对宽松，为基坑支护有利条件。2.2. 基坑重要性等级依据基坑的开挖深度、地质条件及周边环境等情况，对照DB42/159-2004第4.0.1条基坑工程重要性等级划分，本基坑重要性等级为二级。2.3. 支护方案选择经分析比较，本着安全经济的原则，本基坑主要采用1)排桩垂直支护，2）水泥土加固复合喷锚支护（兼做止水帷幕）。地下水的上层滞水采用明排措施，承压水采用中深井疏干降水，侧壁止水采用水泥土搅拌桩止水帷幕。3. 支护结构设计3.1. 设计原则1、在保证安全的前提下，兼顾经济及工艺成熟、施工速度快、施工方便的原则。2、保证基坑开挖期间地下室的安全开挖和顺利施工。3、保证基坑开挖期间基坑底不出现突涌及坑壁流土现象。4、保证基坑开挖期间周边建（构）筑物、管线的安全和稳定。5、保证基坑开挖地下水控制措施对周边建（构）筑物不造成较大的影响。3.2. 设计参数根据本项目岩土工程勘察报告和湖北省地方标准基坑工程技术规程，结合地区经验，确定场地与基坑支护设计相关的土层参数，见表3.1。基坑支护设计土层参数 表3.1土 名状态(kN/m3)fak(kPa)Es(MPa)抗剪强度C(kPa)()(1)杂填土松散 20.08.018.0(2)粉质粘土软塑可塑18.21055.322.012.0(3)淤泥质粉质粘土夹粉土流塑17.6603.015.06.0(4)粉砂夹粉质粘土松散稍密21.011010.014.020.03.3. 设计计算模型 基坑设计开挖范围：以地下室外墙线外扩1.5m为基坑下坑口线。 基坑设计开挖深度按承台垫层底考虑。 按场地地层变化及开挖深度不同分6个断面计算。 坡顶周边超载1m范围内取5kPa；1m范围外取15kPa无限均布，房屋每层取20 kPa。 土压力分布模式，按朗肯土压力理论，水土合算方式。 计算软件：“天汉V2005.1”软件。3.4. 支护结构设计结合场地地层和周边环境条件，基坑主要采用1) 排桩垂直支护，2）水泥土加固复合喷锚支护。桩顶放坡及平台采用土钉挂网喷砼保护。3.4.1. 排桩垂直支护CD段距离民房较近，支护深度6.2m，采用排桩垂直支护。桩顶2.5m采用1:1放坡卸载，中部设3m卸荷平台。支护桩采用PHC-500(AB)-125管桩，桩间距0.8m，有效桩长10m。CD段排桩外设2排水泥土搅拌桩作止水帷幕。水泥土搅拌桩桩径500mm，间距350350mm。3.4.2. 水泥土加固复合喷锚支护ABC、GA段上部采用1：1放坡卸载，设置5m卸荷平台，下级坡ABC段垂直设置3排、GA段垂直设置4排水泥土桩，有效桩长分别为7.5m和8m；DE段上部2.5m采用1：1放坡卸载，设置4m卸荷平台，下级坡垂直设置5排水泥土桩，有效桩长9m；DE段水泥土桩内插筋采用48*2.5mm花管,，长9m，内侧和外侧水泥土桩各一根，梅花形布置。EFG段上部采用大开挖至6、7、8、9号楼承台底20.00m，然后放坡1.2m，设置3m卸荷平台，下级坡垂直设置4排水泥土桩，有效桩长8m。加固体水泥土桩直径500，间距400400mm，兼做止水帷幕。3.4.3. 放坡卸载土钉挂网支护 排桩支护即水泥土搅拌桩复合加固体段桩顶2.0m均采用1：1放坡卸载，中部留卸荷平台3.0m5.0m。 放坡坡面采用土钉挂2mm10050钢板网喷砼保护。护面厚6080mm。土钉采用16钢筋，土钉长0.8m，上下层间距1.5m。上下层交错排列。水泥采用P.S.A32.5水泥，细石砼配合比为水泥：砂：石（1：2：1.5），喷射砼粗骨颗粒最大粒径不宜超过15mm。 支护桩桩间土采用土钉挂网喷射砼保护，参数同上。桩间土挂网喷射砼采用膨胀螺钉或植筋的方法与支护桩连接，防止挂网脱落。3.4.4. 冠梁管桩支护段（CD段）采用冠梁链接，冠梁截面尺寸采用700mm500mm（bh）。设计砼强度C35。采用双面对称配筋。3.4.5. 其它(1)坡顶反坡宽度23m。(2) 土建总承包单位应妥善设置土建施工塔吊基础，不应将塔吊设置在边坡中坡顶附近；如不得已如此，应对塔吊基础做加固、加深处理。(3)基坑施工应尽量避开在丰水期进行，同时，基坑开挖后应尽快进行地下室基础的浇筑。(4)基坑设计使用限制 1）基坑坡顶堆载严禁超过设计值。2）基坑自开挖至填槽，其有效运行期为6个月。4. 地下水控制设计对基坑有影响的主要是上层滞水。上层滞水主要赋存于（1）层填土中，接受大气降水和地表排水的渗透补给，无统一自由水面，水量受季节、周边排泄条件直接影响。对上层滞水，需采用合理措施解决；对承压水需采用降水措施。4.1. 排水措施：(1)在坡顶设置一道排水沟，并与市政排水管道连通，排水沟尺寸300mm260mm（宽深），排水沟用砼砌筑。(2)对场区坡顶地面采用厚80100mm的C20混凝土作1m宽硬化处理防止地表水下渗。(3)在边坡坡面每间隔2.03.0m设置若干泄水孔。(4)坡底设置一道简易排水沟和若干集水坑，坑内集水通过抽水泵抽到坡顶排水沟流入市政下水道。4.2. 降水措施根据勘察报告4#勘钻孔观测到承压水位埋深为5.5m，对应绝对标高16.0m。基坑主楼2、3、4、5号楼电梯井承台底将开挖至14.1m，主楼及地下室承台将开挖至15.8m，可见承压水头已经挖穿，必须采用深井疏干降水。根据计算，共设置11口降水井方可满足降水要求，深井泵标称泵量不小于40T/h。井深30m。另设置2口观测井。基坑开挖期间，应密切观测降水井水位，尽量减少降水井开启数量，未开启的降水井也可当观测井使用。5. 施工要求及注意事项5.1. 土方开挖施工要求(1)为确保支护体系施工质量和周边环境安全，加快施工进度，要求土层开挖与支护施工相互衔接，互相配合。(2)土方开挖采取分区、分段、分层开挖方式进行。应提供支护桩、喷射砼足够的养护时间。土方开挖至基底后，对基础承台及连梁采取人工掏挖方式。(3)土方开挖宜采取机械开挖和人工开挖相结合方式，一般情况下采取机械开挖，坑角土方宜采取人工开挖。基坑开挖至距坑底20cm时宜改为人工清理坑底，严禁超挖。开挖过程中严禁碰撞支护体系。(4)严格按设计的要求进行土方开挖，土方随挖随运，不得随意堆置在基坑周边。(5)在坡顶或坡底设置排水沟，做好坡面、坡底的排水防水工作。(6)开挖后期,基坑边坡顶面禁止堆载。开挖至坡底后应尽快开展基础施工，以减少基坑暴露时间。(7)在基坑开挖过程中，应及时组织抽排基坑内积水。5.2. 预制管桩施工要求(1)轴线及桩位必须由专门测量人员施放，轴线误差小于10mm，桩位水平偏差不大于50mm，垂直偏差不大于1%，经复查无误后，方可进行施工。(2)按设计要求选用桩型，静压桩机就位，管桩插入地面时的垂直度偏差不得超过0.5，桩锤、桩帽或送桩器应与桩身在同一中心线上。(3)沉桩过程中应经常观测桩身垂直度，若桩身垂直度偏差超过1时，应找出原因并设法纠正。(4)每一根桩应一次性连续压到底，送桩应连续进行，尽量减少中间停歇时间。(5)沉桩过程中，出现贯入度反常、桩身倾斜、位移、桩身或桩顶破损等异常情况时，应停止沉桩，待查明原因并进行必要的处理后，方可继续施工。(6)当支护桩离周边环境很近，需要采用边桩器进行施工时，要注意对周边管线等的保护。(7)应作好每根桩的成桩记录，记录必须完整准确。(8)未尽事宜，严格按建筑桩基技术规范JGJ94执行。5.3. 挂网喷射砼支护施工要求(1)施工按照放线开挖护坡开挖顺序逐层分段进行网喷施工流程作业，支护工艺流程为:开挖挂网喷射砼。(2)喷射砼强度为C20，水泥:砂:石子=1:2:1.5。采用PSA32.5级水泥，水灰比0.450.5。(3)挖土必须与网喷支护相结合，分层开挖，分层支护，严禁超挖。(4)钢板网绑扎必须牢靠，喷射砼必须达到设计要求。5.4. 冠梁施工要求(1)冠梁主筋通长配制，冠梁分段施工时应保持其整体性。(2)冠梁钢筋绑扎质量，模板制作质量应符合有关规范要求。(3)冠梁砼浇筑时，应振捣密实。(4)未尽事宜按有关规范、规定执行。5.5. 水泥土搅拌桩施工要求搅拌桩施工质量必须严格按有关规范、规程进行，采用“两搅一喷”的施工工艺，具体要求如下：(1)轴线及桩位必须由专门测量人员施放，轴线误差小于10mm，桩位偏差小于20mm，经复查无误后，方可进行搅拌桩施工。(2) 使用强度等级PSA32.5#水泥，其掺入量为每米大于50kg。(3)在施工过程中，如出现断浆，应将钻头下沉到断浆处以下1m继续搅拌，喷浆时提升速度应采用慢档，尽量保证水泥在前一个“下沉-提升”周期中喷完，然后进行复搅。(4)桩长应严格满足设计要求，其误差应小于20mm，桩径应不小于500mm。(5)搅拌桩桩体垂直偏差不得超过1%，应保证相邻桩体的咬合宽度不小于100mm，以确保整体连续性，相邻两根搅拌桩施工间隔应小于12小时，原则上每一施工段宜连续施工。(6)应作好每根桩的成桩记录，记录必须完整准确。(7)搅拌桩应有28天以上的龄期，达到设计强度要求时，方能进行基坑开挖。(8)采用湿法施工。5.6. 路面硬化及排水施工要求(1)基坑开挖前，对坡顶地面采用厚80100mm的C20砼作硬化处理，硬化宽度现场确定。(2)在距坡顶23m硬化区外设置一道坡顶排水沟，排水沟尺寸300mm260mm，排水沟用C15砼砌筑，确保排水沟不漏水。(3)在坑底距底边线0.50m外设置一道排水沟和若干集水坑，排水沟尺寸300mm260mm，排水沟用C10砼砌筑。雨水汇集到排水沟和集水坑内，通过水泵抽到坡顶排水沟流入市政下水道。(4)在坡面按水平间距3.00m左右设置若干塑料排水管利于排水。(5)对电梯井坑内积水，采用潜水泵进行抽排。为便于现场施工管理，坡顶、底排水沟、集水坑及反坡外地面硬化工作宜由土建施工单位负责实施。5.7. 其它施工注意事项(1)施工前，应详细调查基坑周边管线情况，做好“三通一平”工作（由业主负责）。(2)必须先施工被动区搅拌桩，后施工支护桩，使支护桩与被动区加固紧密结合；支护桩、支撑梁施工必须在基坑开挖前完成，严格按“先撑后挖”的顺序进行。(3)严把质量关，作好建材检验工作。(4)采取信息法施工，严格施工管理，加强监测工作。(5)对于现场出现的复杂情况和问题，会同业主和监理及时研究处理。（6）对近距离的围墙应拆换为轻质临时围墙。6. 环境监测要点为保证工程安全和周边建筑物及地下管线安全，施工严格按照“信息法”施工，加强监测，根据监测结果及时修改设计并采取防范措施。6.1. 监测内容按基坑重要性等级布设相应的监测点。6.2. 监测要求土方开挖工作开始之前，应埋设监测点和基准点，并观测一次。土方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。开挖后期应每天观测。基坑开挖间歇期、变形趋向稳定时，观测间隔时间可为5天7天。基坑运行维护阶段观测时间间隔可为10天15天。当暴雨阶段或出现异常情况时（边坡位移速率达到3mm/天，沉降变形速率达到3mm/天）应加密监测频率，监测结果(包括图表)及时反馈给基坑支护设计单位、支护施工单位、建设单位及监理人员。监测精度应符合有关规范规程要求。监测报警值为边坡水平位移累积至30mm，水平位移和沉降连续3天达3mm/天或变形速率连续变大。基坑监测工作应委托给有资质的单位进行监测，监测前应提供专门的监测方案。基坑开挖后，支护施工人员必须每天对现场情况进行目测检查，当出现险情及时报告给有关各方，以便采取维护加固措施。7. 应急抢险措施由于基坑工程土层的非均匀性，基坑维护设计与施工是一门综合性的岩土工程工作，基坑开挖后土体和地下水的自然平衡状态会发生很大的变化，对环境存在或多或少的影响，因而加强基坑开挖的环境监测，做好应急抢险准备以防患于未然是很有必要的。在基坑开挖支护和基础施工过程中，对万一出现的险情做好充分准备。7.1. 组织措施成立以建设单位为首，各相关单位现场负责人为主的基坑工程应急工作组，确保基坑出现险情时，各项措施能及时实施。并要求全体成员在基坑开挖期间，必须24小时保持通讯畅通。应急工作组成员构成应包括建设单位、监理单位、监测单位、基坑设计施工单位和土方开挖单位的现场第一负责人。充分考虑可能发生的一些险情，制定多种抢险方案，备足抢险设备和物资，如钢管、编织袋、反铲等。7.2. 技术措施7.2.1. 周边地面沉降过大的应急处理一般由杂填土层含水流失、降水过量或坑壁滑塌引起。(1)若由杂填土层含水流失引起的局部地面沉降，则宜加强侧壁止水措施。(2)若由坑壁渗水引起的局部地面沉降，则宜加强侧壁止水措施。影响周边建筑物安全时还应进行加固处理。处理方式视具体情况，可采用注浆、高压旋喷桩和锚杆静压桩等方式。7.2.2. 基坑侧壁流水流土的应急处理(1)基坑侧壁局部出现析水、涌砂或渗水，迅速采用止水材料缩小范围，埋管引流，注浆封堵，必要时迅速在此区域内采取反压回填的补救措施，并查明水源，采取相应措施止水，设置引水管或盲管将水集中排出，在基坑内集中抽排。(2)基底局部出现流水流土时，应根据情况，设置中粗砂混碎石