围护结构设计总说明

围护结构设计总说明(一)工程概况设计依据依据性文件北横通道新建工程3标段——江浦路下立交岩土工程勘察报告(详细勘察)(上海市城市建设设计研究总院2014.11)。北横通道新建工程初步设计第六卷(上海市城市建设设计研究院2014.09)。关于北横通道新建一期工程初步设计批复意见的函(上海市城乡建设和管理委员会2014.11)。北横通道新建一期工程初步设计专家评审报告(上海市城乡建设和交通委员会科学技术委员会2014.11)。关于进一步加强本市基坑和桩基工程质量安全管理的通知（沪建交〔2012〕645号）(上海市城乡建设和交通委员会2014.06)。道路、建筑等专业提供的条件图。外业测量地形图、物探、动拆迁、管线综合等资料。国家及行业的有关规划、规范及标准。执行规范《道路隧道设计规范》（DG/TJ08-2033-2008）《混凝土结构设计规范》（GB50100-2010）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《地基基础设计规范》（DGJ08-11-2010）《地基处理技术规范》（DG/TJ08-40-2010）《基坑工程技术规范》（DG/TJ08-61-2010）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）《型钢水泥土搅拌墙技术规程》（JGJ/T199-2010）《建筑基坑工程检测技术规范》（GB50497-2009）《市政地下工程施工质量验收规范》（DG/TJ08-236-2013）参考规范《城市轨道交通设计规范》（DGJ08-109-2004）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）围护结构设计总说明(二)《上海地铁基坑工程施工规程》（SZ-08-2000）主要技术标准地道主体结构设计使用年限为100年，安全等级为一级。根据基坑开挖深度划分：基坑深度≥12m时，属一级安全基坑；基坑深度<7m属三级安全等级基坑，其余属二级安全等级基坑。根据工程所处的周围环境，基坑与新建雨污合流管D1000~D2700净距小于1倍基坑深度时，环境保护等级定为一级（JPB6~JPB12、JPA1~JPA5），即坑外地面最大沉降≤1.8‰H，围护墙最大水平位移≤1.5‰H，H为基坑开挖深度。基坑与新建雨污合流管D1000~D2700净距小于2倍基坑深度时（JPB4~JPB5、JPB13~JPB14），环境保护等级为二级，即坑外地面最大沉降≤3‰H，围护墙最大水平位移≤2.5‰H，H为基坑开挖深度。基坑支护结构应满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计计算和验算要求。基坑工程暴露时限：无支撑基坑工程的暴露时间≤1年，有支撑基坑工程的暴露时间≤2年。标高、尺寸及定位计量单位(除注明外）：标高均为绝对标高（吴淞高程系）。定位原则：格构柱中心距离钢支撑中心线0.8m，钢筋混凝土支撑中心线通过格构柱中心。特殊注明者除外。本设计图中尺寸为结构完成后的净距，围护墙定位应考虑施工可能产生的误差和围护墙在开挖过程中的变形，外放尺寸由施工单位确定。本设计图纸中垫层厚度不含防水层，施工单位应根据防水层所需厚度自行考虑基坑落低深度。材料选用围护桩混凝土强度等级为水下C30；立柱桩混凝土等级为水下C35。混凝土支撑、栈桥梁板、围檩混凝土等级为C30；素砼垫层为C20（早强）。混凝土结构中的钢筋采用HPB300级和HRB400级钢筋。为HPB300级钢筋,fy=f'y=270MPa；为HRB400级钢筋,fy=f'y=360MPa。钢筋焊缝长度，单面焊10d，双面焊5d（d为钢筋直径）。钢筋焊缝长度，单面焊10d，双面焊5d（d为钢筋直径）。焊条：HPB300级钢筋，焊条采用E43XX型；HRB400级钢筋，焊条采用E55XX型，其他焊条采用E50XX型钢结构构件采用Q235B钢。工程地质、水文地质及周边环境工程地质水文地质围护结构设计总说明(三)潜水拟建场地潜水赋存在浅部土层中；潜水主要补给源为大气降水、地表径流等，主要以蒸腾作用排泄。潜水位随季节、气候、潮汐等因素而有所变化。浅部土层中的潜水位埋深离地表面0.3m～1.5m，年平均地下水位埋深在0.5m～0.7m，设计高水位埋深0.3m，低水位埋深1.5m。承压水根据本次勘察，场地内⑤3t层灰色粘质粉土夹粉质粘土为微承压含水层，⑦层为第Ⅰ承压水含水层。据上海地区工程经验，按不利条件考虑（承水头按埋深3m），⑤3t层和⑦层不突涌。周边环境现状地形地貌较为平坦，属滨海平原地貌，现状地面标高2.69~3.07m，平均地面标高2.7m。基坑附近内有雨水、燃气、给水、信息等管线，基坑开挖前应确定管线保护和搬迁方案。地道范围南侧现状存在昆明系统总管，内径2.4~3.0m，管内底标高约-3.0m；北侧现状存在两港截流总管，内径2.7~3.5m，管内底标高约-6.0m。基坑开挖前将新建1.0~3.5m雨污管共3条，距离基坑较近，施工期间应进行保护。江浦路路口拟建地铁18号线（后于地道建设），与地道约75°夹角，需预留盾构穿越条件。围护结构施工施工期间需保证双向通行，其中单向3车道3.5m+3.25m×2+人非混合道4m=14m。周家嘴路征地线宽度有限，在无法同时满足社会交通空间及施工空间处采用半盖挖法保证纵向通行能力，栈桥板、梁尺寸详见本图。沿线设置2堵临时封堵墙，先施工江浦路路口区，后施工两侧区。钢筋混凝土工程钢筋工程钢筋的混凝土保护层厚度(说明中应给出定义及最小控制值)定义：从混凝土表面到钢筋（包括纵向钢筋、箍筋和分布筋）公称直径外边缘之间的最小距离；对后张法预应力筋，为套管或孔道外边缘到混凝土表面的距离。混凝土围檩、支撑等临时构件最小保护层厚度为30mm，围护桩（咬合桩）最小保护层厚度为70mm，立柱桩最小保护层厚度为50mm。钢筋的接头类型、长度及质量应符合国家现行标准《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012)中的有关规定；纵向钢筋锚固长度应符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的有关规定。受力钢筋的接头应设置应相互错开，应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）的有关规定。箍筋的末端应做成不小于135°弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于10d（d为箍筋直径）。混凝土工程围护结构为临时结构，混凝土为普通混凝土。混凝土施工应严格遵守现行标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GBJ0204-2015)中的有关规定。结构混凝土的浇筑应连续进行，振捣密实，浇筑后12h以内应对混凝土加以覆盖并保湿养护，普通混凝土的浇水养护时间不少于7d，有抗渗要求的混凝土浇水连续保湿养护时间不少于14d。型钢水泥土搅拌墙水泥取强度等级不低于P.O42.5级普通硅酸盐水泥，材料用量和水灰比如下表土质条件单位被搅拌土体中的材料用量水灰比水泥（kg/m3）膨润土（kg/m3）黏性土≥3600~51.5~2.0砂性土≥3255~101.5~2.0砂砾土≥29010~151.5~2.0搅拌墙28天无侧限抗压强度≥0.5MPa，渗透系数≤1×10-7。施工前应通过成桩试验确定搅拌下沉和提升速度、水泥浆液水灰比等工艺参数及成桩工艺，成桩试验不少于2根。围护结构设计总说明(四)搅拌墙采用套接一孔法施工，其抗渗性能应满足墙体自防渗要求，桩体不允许出现大面积的湿迹和渗露现象。对于硬质土层，当成桩有困难时，可采用预先松动土层的先行钻孔套打方式施工。桩与桩的搭接时间间隔不宜大于24h。当支护体系中采用钢围檩时，水泥土搅拌墙、H型钢与钢围檩之间的空隙应用钢锲块或C30细石混凝土填实。H型钢插入前表面涂减摩剂，与围檩间采用牛皮纸隔离。需拔出时，应在覆土完成后拔出，且边拔边注浆充填。内插型钢宜采用整材，当需分段焊接时，应采用坡口焊接，焊接等级不低于二级。接头数量不超过2个，焊接位置避开支撑或开挖面，相邻型钢焊接接头竖向应错开，错开距离不宜小于1m，且型钢接头距离基坑底面不宜小于2m。型钢在水泥土搅拌墙施工结束后的30min内完成。搅拌墙桩身垂直度≤1/200，插入型钢的垂直度≤1/200。。桩身取样和强度检测应符合《基坑工程技术规范》第（DG/TJ08-61-2010）第9.4.18条规定。当搅拌墙达到设计强度，且龄期不小于28d后，方可进行基坑开挖。型钢回收起拔，应在水泥土搅拌墙与主体结构外墙之间的空隙回填密实后进行，型钢拔出后留下的空隙应及时注浆填充，并应编制包括浆液配比、注浆工艺、拔除顺序等内容的施工方案。咬合桩桩径1000mm，搭接200mm，为一荤一素硬切割式咬合桩，插入深度见图纸。应采用全套管全回转钻机配备双壁钢套管进行成孔施工，外侧钢板不少于18mm，内侧钢板不少于16mm。硬切割施工的咬合桩应采用普通水下混凝土，施工Ⅱ序桩应待相邻Ⅰ序桩混凝土终凝之后进行硬切割成孔。咬合桩施工前，应按成孔深度提前准备钢套管，并进行钢套管顺直度的检查和校正，整根套管的顺直度偏差应小于1/500。咬合桩施工前，应先施做导墙，导墙由施工单位自行设计。施工前应试成孔，试成孔数量应根据工程规模和场地地质条件确定，且不宜少于2个。桩顶泛浆高度不应小于500mm，设计桩顶标高接近地面时桩顶混凝土泛浆应充分，凿去浮浆后桩顶混凝土强度应满足设计要求。混凝土强度应比设计桩身强度提高一级进行配制。钢筋笼的制作加强箍筋应焊接封闭。纵向钢筋接头不宜设在受力较大处，并应尽量减少钢筋接头。3钢筋笼的外形尺寸应符合设计要求，钢筋笼主筋混凝土保护层允许偏差为±20mm。3为保证钢筋保护层厚度，在钢筋笼应焊接定位垫块。钢筋笼在起吊、运输和安装中应采取措施防止变形。起吊吊点宜设在加强筋部位。施工方应及时提供完整的桩基施工资料，以检查桩基质量，如发现问题需及时联系。桩身完整性检测：采用低应变法检测，检测数量为100%。试验报告及桩基施工资料经设计院认可后方能进行下一步施工。桩基承载力检测。支护桩兼作承载桩时（栈桥处）采用高应变法检测，检测数量不小于总数的5%，每个独立基坑同一类型桩基检测不少于1根。支撑体系水平支撑支撑结构的施工与拆除顺序，应与支护结构的设计工况相一致。顶围檩施工应符合下列要求：顶围檩施工前应清除围护墙体顶部泛浆；围护结构设计总说明(五)支撑底模应具有一定的强度、刚度和稳定性，采用混凝土垫层作底模时，应有隔离措施，挖土时应及时清除；围檩与支撑宜整体浇筑，超长支撑杆件宜分段浇筑。钢支撑施工应符合下列要求：钢支撑安装前在地面进行预拼装；采用无围檩的钢支撑系统时，钢支撑与围护墙体的连接应可靠牢固；钢围檩与围护墙体之间的空隙应采用混凝土或砂浆填充密实。钢支撑预应力施加应符合下列要求：支撑安装完毕后，应及时检查各节点的连接状况，符合要求后方可施加预应力；预应力应均匀、对称、分级施加；预应力施加过程中应检查支撑连接节点，必要时应对支撑节点进行加固。预应力施加完毕后应在额定压力稳定后予以锁定；钢支撑使用过程应进行支撑轴力监测，必要时应复加轴力；钢支撑预加轴力为设计轴力的80%。施工荷载荷载要求：桥面均布施工荷载≤20kPa，挖土机械满载≤400kN，其他车辆满载≤300kN。现场应有明显的警示标志，施工过程中各种施工设备应均匀分布，避免两台满载设备位于同一跨度，避免满载车辆并行，不可堆载；4钢筋砼桥面板达到设计强度后方可堆载和行驶车辆，栈桥两侧护栏由施工单位自定。4正式施工前，施工单位须提供土方车运行路线、施工机械荷载等相关参数，并对栈桥承载力进行复核，经设计认可后方可施工，在施工过程中栈桥上的施工荷载不得超过各方认可的施工荷载。立柱及立柱桩混凝土强度应比设计桩身强度提高等级进行配制。灌注桩桩顶泛浆高度不应小于桩长的3%，且不应小于1.0m。立柱桩成孔垂直度不应大于1/200，检测数量不一少于桩数50%。沉渣厚度不应大于100mm；立柱与立柱桩定位偏差不应大于20mm；格构柱转向不大于5°，立柱垂直度不应大于1/200。立柱桩的抗压强度试块每50m3混凝土不应少于1组，且每根桩不应少于1组。施工方应及时提供完整的桩基施工资料，以检查桩基质量，如发现问题需及时联系。栈桥立柱桩通过钢系梁进行连接，钢支撑拆除时，应保留系梁。高压喷射注浆止水施工前应通过成桩试验确定施工参数和施工工艺，成桩试验不少于2根。每立方米土体中的水泥掺入量不应小于450kg，水灰比取1.0。桩间搭接长度不小于300mm，相邻两桩施工间隔时间不应小于48小时，先后施工的两桩间距不应小于4m，垂直度偏差不应大于1/150，渗透系数≤1×10-7。明（暗）浜区域隔水帷幕水泥掺入比应提高3%~5%。质量检测采用钻孔取芯的方法。检查的数量不少于施工桩数的1%，且不少于5点。钻孔取芯的质量检测方法和要求应满足《基坑工程技术规范》（DG/TJ08-61-2010）第8.3节有关要求。高压喷射注浆土体加固施工前应通过成桩试验确定施工参数和施工工艺，成桩试验不少于2根。施工前应根据现场环境和地下埋设物的位置等情况，复核高压喷射注浆的设计孔位。钻孔位置与设计位置偏差不得大于50mm。桩间搭接不小于200mm（止水时300mm），水泥掺量≥25%，水灰比0.7~1.0，水泥取强度等级不低于P.O42.5级普通硅酸盐水泥。28天无侧限抗压强度≥1.0MPa。相邻两桩施工间隔时间不应小于48小时，先后施工的两桩间距不应小于4m，垂直度偏差不应大于1/150。围护结构设计总说明(六)质量检测采用钻孔取芯的方法。检查的数量不少于施工桩数的1%，且不少于5点。钻孔取芯的质量检测方法和要求应满足《基坑工程技术规范》（DG/TJ08-61-2010）第8.3节有关要求。地下水控制一般规定基坑开挖前应进行基坑开挖影响范围内的疏干降水，预抽水时间根据基坑面积、开挖深度决定，不少于20天。对于分层、分块开挖的基坑，开挖前坑内自由水位线应降至开挖面以下0.5m～1.0m。基坑施工过程中，应对坑内外地下水控制效果进行动态监测，并根据监测数据指导施工。基坑降水降水应由有相应资质的专业单位实施，方案须经相关管理部门专家评审通过。基坑开挖前20天应对坑底进行预降水疏干，以加固坑内土体。坑内降水应根据场地的水文地质条件、基坑面积、开挖深度、各层土的渗透性等，选择合理的降水井类型、设备和方法。当基坑周围存在需要保护的建（构）筑物或地下管线且基坑外地下水位降幅较大时，应考虑地下水人工回灌措施。坑内预降水时必须监测坑外水位变化，坑内降水应不影响坑外水位，根据监测情况对降水施工进行调整。降水期间应对坑内、坑外地下水位及邻近建筑物、地下管线等进行监测。底板浇筑后仍需持续降水，结构底板留泄水孔，待主体结构覆土完成后方可封堵泄水孔，停止基坑降水。降水结束后，应根据《基坑工程技术规范》（DG/TJ08-61-2010）第15.4.18条采取可靠的封井措施。基坑开挖基坑开挖应充分利用时空效应，严格控制基坑变形，保证工程安全。施工前应按设计规定的技术标准并根据工程地质条件、周围建筑物和地下管线的实际情况，做好严格的施工组织和操作规程。明确设计规定的施工程序及开挖分步、每步开挖的实际空间尺寸、开挖时限、支撑时限及支撑预应力等施工参数。基坑开挖应按照分层、分段、分块、对称、平衡、限时的方法确定开挖顺序。基坑开挖前，支护结构、基坑土体加固、降水应达到设计和施工要求。采用水泥土重力式围护墙的开挖要求：水泥土重力式围护墙的强度和龄期应达到设计要求后方可进行土方开挖。开挖深度超过4m的基坑应采用分层开挖；边长超过50m的基坑应采用分段开挖的方法。面积较大的基坑宜采用盆式开挖方式，盆边留土平台宽度不应小于8m。土方开挖至坑底后应及时浇筑垫层，围护墙无垫层暴露长度不大于25m。有内支撑的基坑，应按照先撑后挖、限时支撑、分层开挖、严禁超挖的方法确定开挖顺序，应减少基坑无支撑暴露时间和空间。混凝土支撑应在达到设计要求的强度后进行下层土方开挖；钢支撑应在质量验收并施加预应力后进行下层土方开挖。施工过程中应按照设计要求对施工栈桥的荷载进行控制；挖土机械和运输车辆不得直接在支撑上行走或作业；支撑系统设计未考虑施工机械作业荷载时，严禁在底部已挖空的支撑上行走或作业。施工单位应严格控制基坑周边超载不大于20kPa，基坑开挖的土方不应在邻近建筑及基坑周边环境影响范围内堆放，并应及时外运。应选用有足够强度和刚度的钢支撑，控制安装误差，并按设计要求施加预加轴力。钢支撑预应力应分级施加。斜撑的端部支托钢构件、预埋钢板必须按设计提供的支撑轴力进行抗剪强度验算，斜撑应牢固地焊接于围护结构上的合格预埋件上。钢牛腿、剪刀撑、预埋钢板及双拼钢围檩连接由施工单位根据现场条件自行设计设置。基坑开挖应采用全面分层开挖或台阶式分层开挖的方式；分层厚度不应大于4m，开挖过程中的临时边坡坡度由施工单位根据地质条件自行确定，且不宜大于1:1.5。围护结构设计总说明(七)每一层开挖底面标高不低于该层支撑的底面。第一层开挖后，按小段（最长不超过12m）在16小时内开挖完成，即于16小时内安装支撑，并按设计要求施加支撑预应力。第二层及以下各层开挖每小段长度≤6m，在8小时内完成挖土，8小时内安装好支撑。机械挖土时，坑底以上200～300mm范围内的土方应采用人工修底的方式挖除，放坡开挖的基坑边坡应采用人工修坡方式挖除，严禁超挖。开挖最下道支撑下方时，应在逐小段开挖后，在8~12小时内浇筑混凝土垫层，垫层应浇筑到基坑围护墙边或放坡开挖的基坑坡脚。在坑底挖好后3天内做好钢筋混凝土底板。邻近基坑边的局部深坑宜在大面积垫层完成后开挖。机械挖土应避免对工程桩产生不利影响，挖土机械不得直接在工程桩顶部行走；挖土机械严禁碰撞工程桩、围护墙、支撑、立柱和立柱桩、降水井管、监测点等，其周边200～300mm范围内的土方应采用人工挖除。工程桩应随土方开挖分层凿除设计标高以上部分；工程桩顶处理在垫层浇筑完毕后进行。狭长形基坑采用纵向斜面分层分段开挖时，纵向斜面边坡总坡度不应大于1：3.0，各级边坡坡度不应大于1：1.5；各级边坡平台宽度不应小于3.0m，多级边坡超过二级应设置加宽平台，加宽平台宽度不应小于9.0m，加宽平台之间的土方边坡不应超过二级；纵向斜面边坡长时间暴露时应采取护坡措施。基坑开挖应采用信息化施工和动态控制方法，应根据基坑支护体系和周边环境的检测数据适时调整基坑开挖的施工顺序和施工方法。监测与监控工作应在基坑开挖全过程中开展，连续监测。基坑每层每段的关键监测数据及时反馈业主、设计及施工相关人员。开挖过程应加强对基坑周围地下管线、已有建筑物的观测，根据观测结果采取稳妥的施工对策。基坑回填压实填土的填料，不得使用淤泥、耕土、冻土、膨胀性土以及有机质含量大于5%的土。填土施工应对称均匀。压实填土的压实系数不应小于0.94。基坑监测一般要求在基坑工程施工的全过程中，应对基坑支护体系及周边环境安全进行有效的监测，并为信息化施工提供参数。基坑监测应从基坑支护结构施工开始，至地下结构施工完成为止，当工程需要时，应延长监测周期。支护体系监测应委托有相应监测资质的单位进行监测，重点监测区域应做监测专项评审。监测内容基坑支护体系监测项目表序号施工阶段坑内加固体施工和预降水阶段基坑开挖阶段支护形式和安全等级监测项目—放坡开挖水泥土重力式围护墙板式支护体系三级二级三级一级二级三级1支护体系观察—√√√√√√2围护墙（边坡）顶部竖向、水平位移○√√√√√√3围护体系裂缝——√√√√√4围护墙侧墙变形（测斜）○√○√√√5围护墙侧向土压力————○○—6围护墙内力————○○8—87冠梁及围檩内力————√○—8支撑内力————√√○9锚杆拉力————√√○10立柱竖向位移————√√○11立柱内力————○○—12坑底隆起（回弹）——○—√○—13基坑内、外地下水位√√√√√√√注：√应测项目；○选测项目围护结构设计总说明(八)周边环境监测项目表序号施工阶段土方开挖前基坑开挖阶段环境保护等级监测项目一级二级三级一级二级三级1坑外地下水位√√√√√√2孔隙水压力○——○○—3坑外土体深层侧向变形（测斜）√○—√○—4坑外土体分层竖向位移○——○○—5地表竖向位移√√○√√√6基坑外侧地表裂缝（如有）√√√√√√7临近建（构）物水平及竖向位移√√√√√√8临近建（构）筑物倾斜√○○√○○9临近建（构）物裂缝（如有）√√√√√√10临近地下管线水平及竖向位移√√√√√√注：（1）√应测项目；○选测项目（2）土方开挖前是指基坑支护结构施工、预降水阶段。监测频率及报警值基坑支护体系监测项目报警值在施工图阶段补充。风险分析及安全措施工程风险划分工程风险划分表类别位置风险名称风险点基本状况描述（含风险工程状况、风险工程与基坑工程关系状况等）备注自身风险坑内不良地质（地下障碍物等）、渗流等=3\*GB3③t层为淤泥质粉质粘土夹粉土，渗透系数较=3\*GB