复杂环境条件下深基坑支护方案设计

复杂环境条件下深基坑支护方案设计

1项目总结1.1基坑地形及基坑开挖该项目位于山东省博山张店区东侧道路与青年路交叉口的西南角，东回凯项目（建）。交通便利，基础形状为不规则三角形，南北长约256.00m，东西宽约238.00m。基质的形状相对平坦。现场的自然高度为39.60m（经典农场的自然高度为1.40m）0.00高度为41.50m，基础底板高度为27.60m，基础开挖深度为12.00m（从天然土壤到底部）。本次基础设施保护全长约995.50m。1.2基坑主基坑基础形式为桩基基础,桩基长度为10基坑东北侧距在建项目凯旋门建筑物车库部分为5.00m(车库为独立基础,基础埋深约5m),距离3号楼主楼10.35m(基础形式为桩基,桩基长度31.00m),距离1号主楼17.60m(基础形式为桩基础,桩基长度31m),距离8号楼8.36m(基础形式为条形基础,基础埋深1.30m);基坑东侧距离东一路7.7m,距离最近的管线4.3m,距离用地红线为3.2m;基坑南侧距离商场东路4.3m,距离最近的管线7.8m;基坑西侧距离用地红线为4.1m(道路花坛边),距离最近的管线12.45m;基坑北侧距离用地红线8.2m(该位置为财富广场围墙),距离财富广场17.6m(基础形式为筏板基础,埋深从室内地坪往下13.6m,从室外地坪往下约12.5m),基坑周围环境条件非常复杂,给方案设计和施工均带来挑战(见图1).1.3钙土地层及充填岩芯拟建场地地层主要为河流相冲积物,各地层描述及设计中采用的参数如下:第①层,杂填土:主要以建筑垃圾及旧建筑物基础组成,局部下部分布素填土,混少量碎砖块,松散,层底深度0.60～3.50m,平均1.38m,层底标高36.03～38.84m.第②层,粉质黏土:褐色—黄色,可塑,含少量铁锰质氧化物,含少量白色螺壳碎片及姜石,底部夹薄层灰色粉质黏土,且含少量有机质.韧性中等,干强度中等,稍光滑,层底深度5.40～6.10m,平均5.86m;层底标高33.38～34.20m,平均33.60m;厚度2.50～5.20m,平均4.48m.第③层,粉质黏土:灰黄色—黄色,可塑,含铁锰质氧化物、钙质结核,钙质结核粒径一般Ф=0.5～3cm,含量约占10%～15%,上部富集,含少量螺壳碎片.韧性中等,干强度中等,稍光滑.场区普遍分布.层底深度7.50～8.60m,平均8.05m;层底标高30.81～31.91m,平均31.47m;厚度1.90～3.20m,平均2.19m.第④层,粉土:黄色,湿,中密—密实,含铁锰质氧化物及钙质结核(粒径2.0～5.0cm),韧性低,干强度低,摇震反应中等.层底深度10.30～11.70m,平均10.86m;层底标高27.75～29.34m,平均28.66m;厚度1.90～3.80m,平均2.80m.第⑤层,粉质黏土:黄色,可塑,含铁锰质氧化物,韧性中等,干强度中等,稍光滑.层底深度12.50～13.50m,平均12.94m,层底标高25.89～27.20m,平均26.59m;厚度1.50～3.20m,平均2.08m.第⑥层,粉质黏土:黄色,硬塑,含铁锰质氧化物、钙质结核及碎石,韧性中等,干强度中等,稍光滑.钙质结核及碎石粒径一般2～5cm,上部富集,约占10%～15%,底部夹薄层钙质胶结,强胶结.层底深度18.30～19.50m,平均18.64m,层底标高19.93～21.35m,平均20.89m;厚度:4.80～6.80m,平均5.64m.第⑦层,粉质黏土:黄色,硬塑,含铁锰质氧化物、钙质结核及碎石,韧性中等,干强度中等,稍光滑.钙质结核及碎石粒径一般2～5cm,大者大于10cm,约占10%～20%,在该层中夹多层胶结层透镜体及胶结薄层,强胶结.层底深度25.70～28.80m,平均27.67m,层底标高:10.72～13.71m,平均11.86m;厚度:5.80～9.60m,平均8.38m.第⑦-1层,钙质胶结层:呈灰黄色,密实,岩芯呈柱状,主要成分为灰岩质及钙质,能形成20～30cm柱状岩芯,锤击生脆,为强胶结,层底深度22.60～25.30m,平均23.59m,层底标高:14.26～17.00m,平均15.98m;厚度:0.50～2.60m,平均1.46m.1.4地下水初支水位场区地下水的类型为第四系孔隙潜水,主要含水层为第④层粉土,第⑥层、⑦层粉质黏土,均为弱透水层.根据该区地下水动态资料,年变化幅度1.50～2.00m.勘察期间测得地下水初见水位埋深5.60～6.00m,平均5.85m,标高33.49～34.3m,平均33.81m;静止水位埋深4.90～5.20m,平均5.00m,标高34.26～34.84m,平均34.5m.2设计的选择2.1方案12.1.1疏干井及止水汉王井根据周边环境条件及场地的水文地质条件,地下水控制总体采用坑外布置止水帷幕截水,坑内布置疏干井、集水坑明排的方案控制地下水.1)疏干井:基坑内按40.00m×40.00m间距共设置疏干井23个,井深17.00m(自地表起算),均匀布置于基坑内以控制基坑开挖时的地下水.2)止水帷幕:采用在桩间布置一排高压摆喷桩做止水帷幕,设计有效桩体直径1000mm,桩间距1500mm,有效搭接宽度150mm,摆喷角度60°;桩长取10.00m,桩顶标高-5.00m(相对地面标高),桩底标高-15.00m(相对地面标高,进入第⑤层粉质黏土).3)止水帷幕外2.00m处布置回灌井17个,兼做地下水位观测孔,若管线和相邻建筑物出现沉降需及时回灌;4)基坑内设置排水沟和集水坑进行明排.2.1.2支护单元及长度根据基坑开挖深度、工程地质条件以及周边环境特点,基坑支护共分为5个支护单元(见图2),基坑开挖深度为13.00m,总支护长度约为995.50m.第1支护单元(1-1剖面)采用桩锚支护方案,支护长度109.00m;第2支护单元(2-2剖面)采用桩锚支护方案,支护长度561.00m;第3支护单元(3-3剖面)采用桩锚支护方案,支护长度114.00m;第4支护单元(4-4剖面)采用双排桩支护方案,支护长度107.50m;第5支护单元(5-5剖面)采用双排桩支护方案,支护长度85.50m;具体剖面图略.2.1.3对基坑监测内容和监测频率的要求该基坑应按一级基坑监测要求进行监测,本设计仅对基坑监测内容、测点布置、监控报警值、监测频度等做原则性要求,建设单位应在基坑开挖前委托相应资质的第三方检测单位进行基坑监测,具体要求略.2.2方案22.2.1系统的设计1疏干井及地下水疏干井基坑内按45.00m×45.00m间距共设置疏干井18个,井深20.00m(自地表起算),均匀布置于基坑内以控制基坑开挖时的地下水,直径为600mm;2续墙搭接方式采用直径为650(800)的SMW连续墙,设计有效桩体直径为1150mm(1400),连续墙要求进入基底不少于4.0m,搭接宽度为150mm;31沟渠中的一定坡度在井底形成，沟槽周围设置排水沟，设置在800个角落上mm×800mm集水井,集水井应在基础轮廓外,排水沟边缘应离开坡脚0.3m,集水井比排水沟低0.7m.2.2.2支护单元及长度根据基坑开挖深度、工程地质条件以及周边环境特点,基坑支护共分为4个支护单元(见图3),基坑开挖深度为13.00m,总支护长度约为995.50m.第1支护单元(1-1剖面)采用∅650SMW连续墙锚拉体系支护方案,支护长度109.00m;第2支护单元(2-2剖面)采用∅650SMW连续墙锚拉体系支护方案,支护长度561.00m;第3支护单元(3-3剖面)采用∅650SMW连续墙锚拉体系支护方案,支护长度221.50m;第4支护单元(4-4剖面)采用∅800SMW连续墙锚拉体系支护方案,支护长度85.50m;具体剖面图略.2.2.3基本监测要求基坑监测要求与方案1类似,不再详述.3桩锚支护体系及加筋水泥土墙锚拉体系综合报价1)基坑支护方案对比见表1.2)地下水控制措施对比见表2.3)造价对比.方案1,桩锚支护体系+止水帷幕体系及降水井台班等,综合报价为2550.14万元.方案2,加筋水泥土墙锚拉体系+降水井及台班等,综合报价为2174.85万元.可见,方案2比方案1造价节省375.29万元,造价优势较明显.4支护方案优化考虑的因素本次提供的2个方案均能基本满足基坑直立开挖的要求,但考虑施工工艺对场地地层的适应性,对周围在建项目的影响程度,地下水控制措施等因素,并根据山东地区成熟的施工经验,认为方案1比较合适.但方案1应对以下4个问题进行优化后方可组织施工:①适当调整锚索道数及层位标高;②靠近财富广场处可结合原财富广场支护措施优化设计方案;③基坑东侧支护桩