湖北超高压基坑设计方案.doc

湖北超高压输变电公司输变电生产用房 基坑工程设计文件目 录第一部分 文字部分：第一章工程概况第二章场地岩土工程及周边环境条件第三章设计思路及方案优选第四章基坑支护设计第五章深基坑开挖及施工流程第六章环境监测第七章应急补救措施附: 技术性审查意见回复书“天汉软件”基坑支护设计计算书图件部分：湖北超高压输变电公司输变电生产用房基坑工程设计文件第一章 工程概况由湖北超高压输变电公司拟建的输变电生产用房项目，位于武汉市汉阳五里墩，场地北邻汉阳大道，东邻五坛路。该项目用地面积为11043平方米，总建筑面积约25834平方米，其中地上建筑面积17744平方米，地下建筑面积8090平方米。拟建建筑物由1栋17层办公楼、1栋4层文体中心及2层地下室组成。受业主委托，我公司对该项目的基坑支护进行设计。根据主体设计提供的基础图，主楼下采用梁板式筏形基础，附楼及纯地下室部分采用柱下独立基础。车道部分基础较深处采用墩基础。由于局部持力层低于基底设计标高，存在超挖现象，故基坑开挖深度局部大于基底标高，本设计以开挖实际深度为设计依据。基坑开挖挖深度与建筑物基础相对关系如下表：基坑开挖深度与建筑物基础相对关系表 表11#地下室基坑开挖深度与建筑物基础相对关系 表1-1基坑区域地面绝对标高（m）基础面标高（m）承台厚度（m）垫层厚度(m)超挖深度(m)计算开挖深度(m)段22.117.80.90.127.3段22.517.81.30.11.57.6段24.117.11.00.10.68.7段25.517.11.50.110.0段25.7181.70.11.511.0段25.417.80.90.10.69.2段24.117.80.90.17.3段22.217.80.90.15.4段22.117.80.90.10.65.9第二章 场地岩土工程及周边环境条件一、场地周边环境条件 拟建场区东南面承台边线距离规划用地红线最近距离为4.m，紧邻五坛路；东北面承台边线距离用地红线26.3m,红线外是规划道路; 西北面承台边线距离用地红线11.9m，用地红线外6m以上为几幢六层砖混结构民房；西南面承台边线距离用地红线29m。整个拟建场区周边环境除东南面用地较紧张外其余地方比较宽松。但由于拟建场区临时施工用房不能拆除，以及施工的具体要求，不能采用大面积放坡，经过沟通支护方式采用内支撑+上口局部放坡。据业主提供的资料表明：场区内外无地下管线。本基坑按先进行墩基础施工（车道处基础局部为墩基），再进行基坑施工次序进行的。基坑工程对坑内环境的影响主要是对坑内已施工的墩基础的影响，基坑工程的施工与运行不能使坑内墩基础发生偏移、断桩等。基坑形状及周边环境，详见基坑概况与周边环境条件图。二、场地岩土工程地质条件与水文地质条件根据武汉市勘测设计研究院提供的岩土工程勘察报告，与基坑支护相关的地层如下图： 各地层主要特征一览表 表2地号及名称地层年代及成因层面埋深（m）层厚（m）颜色状态或密度杂填土Qml0.42.8杂松散粉质粘土Q4al0.41.61.22.9褐黄可塑-1粉质粘土Q3al+pl0.02.81.27.6黄褐硬塑-2粉质粘土Q3al+pl1.87.60.94.0褐黄可塑硬塑-3粉质粘土Q3al+pl3.78.21.53.6褐黄软塑-4粉质粘土Q3al+pl1.29.90.86.3黄褐硬塑-4粉质粘土Q3al+pl5.512.36.416.7黄褐硬塑（二）水文地质条件场地与支护相关的地下水主要为上层滞水。上层滞水主要赋存在层填土中，其受大气降水及地表水的渗透影响，水量及水位受季节性控制。层粘性土层属相对隔水层。勘察期间实测场地上层滞水初见水位位于自然地面下0.32.0m，静止水位位于自然地面下0.51.5m。基坑施工期间采取明排方式排除地下水。第三章 设计思路及方案优选（一）本基坑工程的特点1、本基坑开挖深度约为自然地面以下5.40 m11.00m（含承台及超挖部分），基坑深度较大。2、组成基坑坑壁土的土层为：杂填土层; 粉质粘土层; -1粉质粘土层；-2粉质粘土层; -3粉质粘土层；-4粉质粘土层；-5粉质粘土层；除杂填土层结构较松散外，各地层工程性能相对较好，对基坑开挖有利。3、对本基坑工程而言，基坑周边环境除东南面承台边线距离规划用地红线最近距离为4.m，紧邻五坛路外，其它周边环境虽然较开阔且无地下管线，但考虑到拟建场区临时施工用房不能拆除，且距离坑边较近，以及施工的具体要求，不能进行大面积放坡，使得基坑周边环境变得比较严峻。（二）基坑支护方案的选择基坑支护的方案较多，根据湖北省地方标准DB42/1592004基坑工程技术规程及本基坑特点，本基坑宜采用的支护方式为：绝对标高22.1米以上采用放坡喷锚，22.1米以下采用内支撑的支护方式。（三）基坑地下水处理方案选择上层滞水处理对上层滞水可采用明沟排水，汇集于积水井后抽排。第四章 基坑支护设计（一）设计依据1湖北省基坑工程技术规程（DB42/159-2004）；2建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）；3建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）；4建筑变形测量规范（JGJ/T 8-97）；5.供水管井设计施工验收规范（CJJ10-86）；6.建筑与市政降水技术规范（JGJ/T111-98）；7.锚杆喷射混凝土支护技术规程（GB50086-2001）；8天汉基坑设计系列软件；9. 设计单位提供的地下室平面图、结构图（电子版）10湖北超高压输变电公司生产调度通信用房岩土工程勘察报告书（武汉市勘测设计研究院2011.1.31）11. 建筑基坑工程监测技术规范（GB504972009）（二）基坑安全等级确定本基坑安全等级为一级。本基坑工程设计的有效使用期为个月。（三）基坑设计参数根据场地岩土工程勘察报告并结合地区工程实践经验，与基坑支护设计相关地层的岩土设计参数取得值如下：层序及岩性重度（kN/m3）凝聚力C（kPa）内摩擦角（。）杂填土18.05.015.0粉质粘土18.922.010.0-1粉质粘土19.935.015.0-2粉质粘土19.730.014.0-3粉质粘土18.621.010.0-4粉质粘土20.035.015.0-5粉质粘土19.942.016.0（四）支护结构设计计算根据开挖深度、地层条件和坡顶超载的不同，将基坑周边划分为几个支护单元段：为计算方便及施工安全，在计算中取各段最大深度作为计算深度，取其中最不利的地层剖面作为概化剖面，应用天汉软件进行分段计算。（一）、支护结构设计计算地面超载：除五坛路侧q=30kPa进行计算外（重载运输车辆沿五坛路行驶，该侧围墙距离基坑较近，建议改用轻质挡板作围墙，以减轻对基坑的荷载），其他各边按q=1kPa（无重载运输车辆沿坑边行驶）。a、土钉挂网喷砼支护结构设计计算：按1:1放坡，其最小稳定系数满足规范要求。b、内支撑支护结构设计计算：坡顶03.6米范围内按1：1放坡，桩顶设置内撑。计算结果见附后计算书。（二）、支护结构设计a、土钉支护结构：土钉挂网喷射砼支护，土钉长度L=1. 5m（20螺纹钢筋），呈梅花形布置，间距1.001.00m，喷射砼C20厚80100mm。钢丝网采用50号钢丝网，上下钢丝网之间搭接长度应大于300mm。对有填土分布的较厚的部位，改用48mm花管注浆取代土钉，同时坡顶部位距离坑边2.0米，打入1排L=3.0米的花管，采用全过程注浆，注浆材料采用水灰比0.450.50的纯水泥浆液，加入适量的减水剂、早强剂，水泥采用强度为P032.5MPa的普遍硅酸盐水泥。b、内支撑支护结构:内支撑系统主要由钢筋混凝土支撑、立柱、锁口梁（兼围檩）组成，详见内支撑平面布置图。锁口梁及支撑混凝土强度等级为C35，钢筋保护层厚度按35mm，钢筋采用HRB335或HRB400钢筋。立柱采用钻孔灌注桩，另见本章立柱桩设计。锁口梁按受弯构件和偏心受压构件分别进行计算，主筋采用通长对称配置，设计弯矩取支座弯矩加腋值或跨中弯矩的最大值折减0.85乘分项系数1.35，设计轴力取最大轴力乘分项系数1.351.2，根据混凝土结构设计规范（GB50010-2002），各截面设计计算如下：锁口梁截面设计荷载为：，。经计算，取截面为1000mm（宽）700mm（高），主筋通长对称配置为2822，四支箍筋48200。在锁口梁与斜撑相交处轴力较大，经按压弯构件验算满足要求。支撑按偏心受压杆件设计，根据有限元计算结果，轴力大小分为2种：支撑1：；支撑2（联系梁）: ，支撑杆件长度11.88m。 各构件截面设计结果汇总如下：锁口梁支撑1（ZC1）支撑2（ZC2）截面尺寸1000700（1200700）800600600600主筋282222222722232025202220基坑支护结构平面布置图及结构设计详见剖面图。（五）地下水控制设计场地对基坑有影响的地下水为上层滞水。上层滞水处理对于上层滞水采取疏、堵相结合的处理方式。赋存于填土层中的上层滞水水量不大，可采用基坑明排的方式解决，即设置排水沟和积水井，将基坑内的水排出基坑外。a、对基坑周围的地面用厚50mm的素砼进行硬化，坡面硬化宽度3米，并作成23%的反坡，基坑坡顶四周设置排水沟，以截地表水流入基坑。b、基坑坡顶四周距坡顶2.0m处设置排水沟，截面尺寸300200mm，红砖浆砌，M10水泥砂浆抹面，按3%坡率流入积水井中，统一排入市政排水系统，以截断地表水流入基坑。c、基坑底部内也沿坑底四周设置一条排水沟，截面尺寸300200mm，红砖浆砌，M10水泥砂浆抹面，并布置一定数量的集水井，以抽排坑内积水。d. 基坑土钉面板坡面可根据具体情况每隔一定距离(23米为宜)设置泄水孔，泄水孔径50，内置包网填砾PVC管，孔深400500mm，外斜8%。第五章 深基坑开挖及施工流程一、主要施工工序本基坑工程施工包括钻孔灌注桩施工、土方开挖、土钉挂网喷射砼支护、排水沟与地面硬化等主要施工项目。其施工流程：钻孔灌注桩施工第一层土方分层开挖 分层土钉挂网喷射砼支护施工（排水沟施工、地面硬化） 冠梁、支撑梁施工第二层土方分层开挖 桩间土钉挂网喷射砼支护施工基坑竣工交付使用。主要施工要求、钻孔灌注桩施工（1）支护桩的允许偏差：桩径偏差：-0.1d且-50；垂直度偏差：1%；桩位偏差：d/6且100（立柱桩30。（2）孔底沉碴厚度应符合下列规定：100 mm。（3）支护桩排施工宜采用跳花打法，砼达到初凝且3天后方可施工相邻桩。（4）支护桩钢筋数量、规格、长度应满足设计要求。桩身主筋采用单面焊搭接，焊缝长10d，同一截面接头面积不大于50%，且相邻接头错开35d，主筋保护层厚度50mm。（5）桩顶施工标高应高于设计标高0.5m，桩基施工结束后应凿除桩顶泛浆，必须保证凿除后的桩顶混凝土达到设计要求。（6）混凝土的充盈系数1.0。（7）支护桩应采用小应变测试方法检测支护桩的施工质量，以查明支护桩体的完整性及其强度，当有缩径、断桩等现象出现时将加密检测，并在有质量缺陷桩侧及时补桩。支护桩检测数量为100%。（8）未尽事宜，必须满足建筑桩基技术规范2、土方开挖施工土方开挖采用反铲挖土，自卸汽车运土。合理布置运输线路，合理安排施工机具，土方开挖应与支护结构施工密切配合。土方开挖应采取分层分段的原则，每层开挖应满足喷锚网施工的要求，不得超挖。坑底应留2030cm的土体，利用人工清底，清底后应及时浇垫层。土方随挖随运，不得随意堆置于基坑周边，土方开挖的过程中，施工机械不得碰撞支护结构、工程桩。3.喷锚网施工施工流程为：土方开挖 喷底层砼 钢丝网制 土钉制安安 喷面层砼 3天后开挖下层土方。当土层较弱或地下水较丰富时可采用48锚管代替钢筋锚杆。第六章 环境监测一、监测目的鉴于该建筑场地地质条件和周边环境条件，为确保该项目地下工程安全、顺利地完成，在基坑开挖及地下室施工过程中，必须采用信息法施工进行施工。即运用多手段的联合监测，加强施工过程中的信息管理，做到定时监测，即时反馈。二、监测的依据1、建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）2、工程测量规程GB50026933、城市测量规范CJJ8994、建筑变形测量规程JGJ/T8975、基坑工程技术规程（湖北省地方标准DB42/1592004）6、建筑基坑工程监测技术规范（GB504972009）三、监测项目在监测过程中，采用工程测量、工程测试及目测三种手段相结合的方法进行监测，并对相关数据进行综合分析，排除外界因素和监测系统的偶发性误差，从而提供精确的、可靠的、科学的监测数据。基坑施工期间，每天应有专人进行现场目测，目测中可使用一般的度量器具对裂缝、塌陷、渗漏等现象的发生、发展进行测定，作出详细记录。监测项目包括：、支护结构的沉降及位移；、基坑周边土体的沉降及位移；、周边建、构筑物及管线的沉降及位移；详见基坑监测点平面图四、监测信息反馈每次观测完毕后及时向建设方和监理方口头通报观测成果，并及时提交观测成果报告。分析基坑开挖施工时，边坡的安全可靠性及对周边环境（道路、建筑物）的影响程度，及时提出建议、报警和应急措施，现场检测人员应及时分析各种监测资料，捕捉险情发生前的种种前兆信息，实现险情预报，为信息化施工提供依据。预警控制指标支护结构水平位移（最大值）监控警报值为30mm，或连续3天位移速率大于3mm/d时。应进行预警。市政管道变形监控报警值：煤气管道变形：沉降或水平位移不应超过10mm，连续三天位移速率大于2mm/d。供水管道变形：沉降或