沪苏盐丰产业园产业服务中心深基础与基坑支护工程设计

Ⅰ沪苏盐丰产业园产业服务中心深基础与基坑支护工程设计摘要：本次毕业设计任务选择的课题是沪苏盐丰产业园产业服务中心深基础与基坑支护工程设计。沪苏盐丰产业园产业服务中心深基础与基坑工程位于盐城市大丰区，紧靠海丰路、临港路和东侧规划道路，呈多边形，基地面积约6200平方米，基坑开挖深度约为10.4～11.8m。本次设计主要是深基础和基坑支护结构设计，先进行深基础桩基方案的选择，然后验算桩基的承载力和沉降，最后再综合考虑设计承台。基坑设计先将整个基坑分为ABC、CDE、EFGF和FGHA三个区段。将分别从设计方案比选、土压力计算、支护结构内力计算、基坑稳定性验算、基坑的降水止水设计、监测方案设计、基坑开挖环境影响分析等七大方面来详细阐述。本次基坑支护选择钻孔灌注桩加两道混凝土支撑为挡土结构，以三轴深层搅拌桩形成止水帷幕，同时采用明沟加集水坑疏散排水，本基坑设计方案可作相关工程参考。关键词：桩基；基坑支护；止水降水；基坑监测；环境影响分析；

DesignofDeepFoundationandfoundationpitsupportengineeringforIndustrialServiceCenterofshanghai-jiangsuYanfengIndustrialParkAbstract:ThetaskselectionofthisgraduationprojectisthedeepfoundationandfoundationpitsupportengineeringdesignofindustrialservicecenterofShanghai-SuyanfengIndustrialPark.ThedeepfoundationandfoundationpitprojectofindustrialservicecenterofShanghai-Su-YanfengIndustrialParkislocatedinDafengDistrictofYanchengCity,whichisclosetoHaifengRoad,LingangRoadandtheeastsideplanningroad.Itispolygonal,withabaseareaofabout6200squaremeterstheexcavationdepthoffoundationpitisabout10.4~11.8m.Thisdesignismainlydeepfoundationandfoundationpitsupportstructuredesign,firstcarryontheselectionofdeepfoundationpilefoundationscheme,thencheckthebearingcapacityandsettlementofpilefoundation,andfinallyconsiderthedesigncapsynthetically.Thewholefoundationpitisdividedintothreesections:ABC、CDE、EFGFandFGHA.Itwillbeelaboratedindetailfromsevenaspects:designschemeselection,soilpressurecalculation,internalforcecalculationofsupportingstructure,foundationpitstabilitycheckingcalculation,dewateringwaterstopdesignoffoundationpit,monitoringschemedesignandenvironmentalimpactanalysisoffoundationpitexcavation.Thisfoundationpitsupportselectsboredcast-in-placepileplustwoconcretesupportsasretainingstructure,andusesthree-axisdeepmixingpiletoformwaterstopcurtain,atthesametime,itadoptsopenditchandwatercollectingpittoevacuateanddrain,thisfoundationpitdesignschemecanbeusedasrelevantengineeringreference.Keywords:pilefoundation;foundationpitsupport;watertightdewatering;foundationpitmonitoring;environmentalimpactanalysis;1设计方案说明1.1概述1.1.1工程概况沪苏盐丰产业园产业服务中心深基础与基坑工程位于盐城市大丰区，紧靠海丰路、临港路和东侧规划道路，呈多边形，基地面积约6200平方米，基坑开挖深度约为10.4～11.8m。1.1.2基坑周边环境本项目基坑紧邻地块的南侧临港路（南侧距基坑仅约11m）、西侧海丰路56m，东侧规划道路15.0m和北侧河流16.0m，北侧河流边坡与水流联合是本基坑开挖保护。1.1.3地质条件与水文条件1.1.3.1工程地质条件本场区勘察深度范围内，地基土自上而下分为如下15层。1层杂填土（Q4m1）:杂色,结构松散,稍湿,主要成分为黏质粉土,夹少量建筑垃圾，土质不均匀。场区普遍分布，厚度:0.40～1.80m,平均0.76m;层底标高:1.63～2.75m,平均2.21m;层底埋深:0.40～1.80m,平均0.76m。2层黏质粉土（Q4m）:灰黄色～灰色，很湿，稍～中密，夹少量鲕状铁锰结核，土质欠均匀。场区普遍分布，厚度:0.50～1.60m,平均1.00m;层底标高:0.48～1.75m,平均1.21m;层底埋深:1.00～3.10m,平均1.76m。3层淤泥质粉质粘土（Q4m）:灰色,流塑,饱和,不均匀夹较多粉土团块或薄层,具微层理,土质不均匀。场区普遍分布，厚度:1.30～3.60m,平均2.29m;层底标高:-2.31～0.20m,平均-1.08m;层底埋深:2.60～5.10m,平均4.06m。4层砂质粉土（Q4m）:灰色,中密,湿，夹少量云母碎屑,土质欠均匀。场区普遍分布，厚度:1.50～3.30m,平均2.35m;层底标高:-4.90～-3.06m,平均-4.29m;层底埋深:5.90～8.50m,平均7.26m。5层砂质粉土（Q4m）:灰色,中密,湿,夹少量云母碎屑,土质欠均匀。场区普遍分布，厚度:7.20～11.70m,平均9.65m;层底标高:-15.60～-10.95m,平均-13.94m;层底埋深:13.80～19.00m,平均16.92m。1.1.3.2水文地质条件1）地表水该场地西侧及北侧分布有新华大赛河，勘察期间（2018年4月20日）测得水面标高为0.90m。根据该场区地质情况，该地表水体与本场区地下水存在水力联系，本工程基坑开挖深度较深且距该地表水体较近，故该地表水体对本工程影响较大。根据水文观测资料，场地百年一遇洪水位标高为3.21m。2）地下水勘察期间，测得钻孔内孔隙潜水的初见水位标高为0.88m～0.94m，稳定水位标高在0.99m～1.03m。1.2设计总说明1.2.1桩基以及基坑设计的依据1.2.1.1桩基设计参数表1桩基设计参数类别参数砼预制桩抗拔系数层号qsik(kPa)qpk(kPa)228-0.60320-0.703A36-0.55452-0.5554820000.55630-0.607A44-0.5576030000.55830-0.60注：1、表中qsik为桩的极限侧阻力标准值，qpk为桩的极限端阻力标准值；2、桩基参数根据原位测试、室内土工以及当地工程经验综合确定；3、桩基沉降计算的压缩模量取自重压力到自重压力加附加应力段之间的压缩模量，具体请在综合固结试验成果图中查用1.2.1.2基坑的安全等级表2各分段安全等级分段ABCCDEFFGHA安全等级二二二重要性系数1.01.01.01.2.1.3基坑设计参数表3基坑土层计算参数层号重度标准值Gs平均值e0平均值三轴剪切（UU）标准值固结快剪（Cq）标准值渗透指标r(Kn/m3)Ck(kpa)Φk(度)Ck(kpa)φk(度)KV(cm/s)KH(cm/s)1(17.5)--(15.0)(6.0)(8.0)(10.0)(1.00E-04)(1.00E-04)218.2--18.99.217.720.07.95E-065.77E-05317.4--18.61.015.45.77.10E-075.77E-063A18.42.700.904(11.0)(19.0)8.921.36.51E-055.19E-04419.02.700.777(9.5)(22.0)7.022.97.41E-055.93E-04518.92.700.798(10.0)(21.0)8.122.17.86E-055.26E-04注：1、上表中设计参数根据本次勘察试验结果结合当地经验综合取值，（）内为经验值；2、第3层淤泥质软土层属正常固结土；1.2.1.3参考文献《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012).《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012).《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008).《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010).《岩土工程勘察规范》(GB50021-20012009版).《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013).《混凝土结构工程施工质量验收规范》.《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009).《建筑地基与基础工程施工质量验收规范》(GB50204-2002).（10）《沪苏盐丰产业园产业服务中心深基础与基坑支护工程设计任务书》1.2.2支护方案1.2.2.1支护体系通常来说，深基坑支护体系有挡土体系和止水、降水体系两个部分。基坑支护结构既能承受水压力又能较好的承受土压力。通常说来，止水体系可以由止水帷幕单独形成；也可以由止水帷幕、基坑支护结构共同形成；或者，在有的工程案例中，基坑支护结构自身也可以构成止水体系。在国内现有的工程中，常见的基坑支护结构有各种支挡式结构、土钉墙、重力式水泥土墙、地下连续墙、排桩、放坡开挖或采用上述形式的组合。以上支护结构的适用条件详见表4。表4列出了各种类型的支护结构和使用条件说明表4支护类型总表结构类型适用条件放坡开挖1.放坡开挖安全性较差，所以基坑侧壁的安全等级必须是3级；2.放坡时，施工现场必须要满足条件；3.适用于土质较好以及开挖深度较浅的基坑，还可以配合土钉墙支护地下连续墙1.基坑侧壁安全等级为1、2、3级；2.可用于开挖深度达到30~50m的深基坑；3.适用于地下室与规划红线距离很小的施工作业空间；4.适用对于变形和防水要求较高的基坑工程5.房屋的深层地下室、地下停车场、地下街、地下铁道、地下仓库等均可用。重力式水泥土墙1.适用于基坑侧壁安全等级为2级或者3级的基坑；2.适用于开挖深度不大于6m的软土基坑；3.地基土承载力不大于150Mpa土钉墙1.适用于基坑侧壁安全等级为2、3级非软土场地；2.适用于基坑深度在12m以内以及周围放坡条件不充分的基坑；3.基坑底面低于地下水位时，应采取截水措施或降水措施排桩1.适用于基坑侧壁安全等级为1、2、3级的基坑；2.在软土场地悬臂式结构不宜大于5m；3.基坑地面低于地下水位时，可采用地下连续墙、降水或排桩加截水帷幕表5列出了各种类型支护结构的特点：表5各种类型的特点类型优缺点放坡开挖1.造价比较便宜；2.支护施工进度快排桩1.施工工序简单，施工工期短；2.刚度较大，施工过程中结构的变形小；3.不会对周边环境产生影响；4.造价相对于地下连续墙要低水泥土墙不会对周边环境产生不良影响；2.耗费的资金人力较低；3.施工时不会产生噪声和污染气体，不会对周边的居民生活产生不良影响；4.能产生较好经济效益好；5.墙体自重比较大土钉墙1.墙体的稳定性好；2.墙体的位移很小；3.节约开销；4.支护结构不占用工程空间地下连续墙刚度大，不容易产生变形；抗渗性好，耐久性好；施工震动小、噪声低施工时也存在泥浆污染等环境问题对周围地基无扰动1.2.2.2进行支护结构的选择如何选择最合理的支护结构，必须要注意的要点有：第一，必须要充分了解各种支护结构的性能、特点、以及它们的适用条件，还有基坑的位置，尺寸，地质条件和地下水条件也要将之熟透；第二，施工的时间、经济性能以及对周边居民和周边环境的影响。图1基坑平面图通过对五种支护方案的从安全、经济效益、时间效益、对周边环境周边居民居住环境等因素的综合考虑，我选择排桩支护方案。基坑分为ABC、CDEF、FGHA三个计算区段，均采用钻孔灌注桩与钢筋混凝土支撑，坳沟、暗塘分布区采用单排双轴深搅桩止水结构。整个基坑采用钻孔灌注桩加一层钢筋混凝土支撑作为支护结构。基坑西侧和北侧坳沟、暗塘分布区采用单排双轴深搅桩作止水结构。基坑内采用集水坑排除地下水。1.3基坑监测方案1.3.1监测目的基坑在施工过程中由于土层分布的复杂性以及主体结构和支护结构的互相作用，综合考虑必须要对基坑进行检测。深基坑开挖有两个必须要关注的问题，第一个就是基坑的安全和稳定性问题，这也是最需要注意的问题。第二个时对基坑周边环境的影响，比如基坑的开挖对于居民屋或者地下管线是否会发生沉降侧移等。为了确保现场施工的安全，也为了保证基坑施工完成后，周边的建筑物和地下管线等不会发生沉降或者侧移等，因此基坑监测是极其重要的一个环节。现场基坑监测主要由以下两个目的：1）通过现场监测，施工人员可以了解到地层在基坑开挖过程中的动态变化。进一步地了解支护监测结构、周边建筑物的变形，及其受力情况，预测下一步的发展趋势。2）负责现场监测的工人们可以较好的了解施工方法的施工效果，监测各种安全隐患，然后通过监测数据提前预测可能会发生的施工安全事故或者用于优化设计使得基坑工程更加的安全合理。1.3.2监测的原则1）及时性原则：基坑监测必须要及时快速，施工监测的工人们要及时监测到数据，并及时分析数据，这样就能及早发现问题并能够及早解决问题，保障了后期施工的安全性。2）完整性原则：监测工人所有测出来的数据要求时完整的，每隔一定的时间都要监测，要有齐全的监测数据还有准确的图表。3）可靠性原则：必须要严格按照监测要求和原则保证监测数据的真实可靠性，不允许丝毫的弄虚作假，必须要保证基坑后续施工的安全性，预防重大事故的发生，减少人员伤亡。4）重点区域原则：监测时必须要对基坑工程中重点区域实施监测，比如高楼、道路桥梁、车库等地区，要注重规范，不能造成重大的失误。1.3.3监测的内容1)在基坑周围每20~25米均匀设置监测点；2)对立柱进行沉降监测：在ABC、CDEF和FGHA段分别设置三个沉降观测站点对钻孔灌注桩和生成搅拌桩进行沉降监测；3)对支护桩进行水平位移的观测：监测水平位移对土质变化以及土体变形产生的不良影响；4)在FGHA段基坑周围布置水位监测点；5)对于地下车库的监测，需要监测建筑物沉降才能实行。1.4基坑开挖环境影响分析1.4.1基坑开挖对周围环境的影响表7介绍了基坑的开挖对周围环境的影响。表7施工对周围环境的影响支护结构的施工1.产生挤土效应，造成土层隆起；2.注意地下管线的变形地下水位的降低1.导致地面沉降，致使地下管线裂开；2.注意安全距离的把控，避免对附近居民产生影响；基坑的开挖1.引起水土的流失，对周围建筑物造成影响；2.注意保护地下管线1.4.2环境保护措施基坑开挖面积太大，长时间的低水位，施工过程不注重规范等问题，都会对环境造成不好的影响。因此，在施工的过程中，应该加强监测，找到问题所在，并及时处理。加强施工阶段的监督，着重检查施工质量，要遵循指标，严格遵守施工设计规范的要求。结束语今年由于疫情影响本该二月份就该返校的我们不得已呆在家里，但我们并没有因为疫情的影响延缓毕业设计的进度。自二月中旬开始至今一百多天的时间里，我仔细且深刻地钻研了老师布置给我的毕业设计，并且努力用功完成了本次毕业设计。通过这次毕业设计，让我深刻感觉到了自己很多的不足归根结底还是自己本科学习的不够扎实，但也受益匪浅，这次毕业设计使得我们能够将大学四年所学的专业知识融会贯通。虽说做毕业设计过程中遇到不少问题，但在张飞老师的带领和指导下，使得我顺利解决了困扰自己的问题，也让自己的专业知识更加扎实。今年布置给我们的毕业设计内容是沪苏盐丰产业园产业服务中心深基础与基坑支护工程设计，十分感谢张飞老师给与我做这次毕业设计的机会并指导我完成本次毕业设计。我首先