基坑支护设计.docx
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基坑支护设计
永丰嘉园二组团总承包工程
基坑支护、降水设计方案
中国对外建设有限公司
2014年12月10日
目录
一工程概况2
二场地地质条件简介2
三方案编制依据3
3.1业主提供的资料3
3.2规范规程及标准3
四基坑边坡支护设计4
4.11-1剖面设计参数4
4.22-2剖面设计参数5
4.33-3剖面设计参数7
4.45#汽车坡道边坡施工处理7
4.5桩间处理7
4.6桩顶外2m处理8
4.7肥槽处理8
五基坑降水设计8
5.1方案的选择原则及要求8
5.2方案选择与设计8
5.3基坑侧壁渗水的处理9
5.4基坑明沟排水处理10
5.5基坑明沟排水处理10
5.6抽排水系统设计10
一工程概况
永丰嘉园2组团项目地处北京海淀区，处于中关村发展区的核心位置-中关村永丰高新技术产业基地的东北角。
规划用地位于海淀区永丰乡，南起北清路，北至丰润东路，西起永丰东环路，东至代征绿地。
建设单位为北京德成兴业房地产开发有限公司，建筑结构设计由北京市建筑设计研究院有限公司完成，勘察单位为北京市地质工程勘察院。
永丰嘉园2组团项目包括2-1#～2-16#住宅楼、S5设备用房及联体地下车库，剪力墙及框架结构，筏型基础。
201、202、204～208号楼及地下车库的±0.000相当于绝对标高44.500m，基础垫层底标高为-12.56m；203、209、210号楼的±0.000相当于绝对标高44.800m，基础垫层底标高为-12.56m；211～216号楼的±0.000相当于绝对标高45.000m，其中楼座部分基础底标高为8.01m，车库部分基础为-8.01～-8.21m。
二场地地质条件简介
根据勘察报告，勘探深度范围内的地层划分为人工堆积层、第四纪沉积层，各地层如下表。
表1地层说明表
成因年代
地层编号
岩性名称
各大层层顶标高（m）
各大层层厚
（m）
颜色
湿度
密度
人工填土层
①
房渣土
45.18~43.22
3.70~1.50
杂
稍湿~湿
稍密~中下
①1
粘质粉土、粉质粘土填土
黄褐
稍湿~湿
稍密~中下
第四纪
沉积层
（Qal+pl）
②
砂质粘土、粘质粉土
43.17~40.20
4.20~1.00
褐黄
湿~很湿
中下~中上
②1
粉质粘土、粘质粉土
褐黄
湿~很湿
稍密~中下
粉质粘土、粘质粉土
40.08~38.34
5.00~3.10
灰~黄灰
很湿
中下~中密
1
砂质粘土、粘质粉土
灰~黄灰
很湿
中密~密实
④
细沙、粉砂
35.88~34.10
4.30~1.30
褐黄~浅灰
很湿
中密~密实
⑤
粘质粉土
31.96~30.72
4.90~1.80
黄灰~灰
很湿
中下~中密
⑤1
粘质粉土、砂质粘土
黄灰~灰
很湿
中密~密实
⑥
粘质粉土
27.46~26.63
5.60~1.40
褐黄
很湿
中密
⑥1
粘质粉土、砂质粘土
褐黄
很湿
中密~密实
根据勘察报告，地面下22.0m深度内可以观测到1层地下水。
本工程地下水类型为承压静止水，含水层主要为细沙、粉砂④层，该层地下水在拟建场区内连续分布，水位埋深-7.3m～-9.5m，水位标高在34.90m～36.98m。
补给来源主要是地下径流、大气降水和地表水补给，并以地下径流和人工开采为主要排泄方式。
三方案编制依据
3.1业主提供的资料
（1）《永丰嘉园2组团项目地下结构图》（北京市建筑设计研究院有限公司2014年7月；
（2）《永丰嘉园2组团岩土工程勘察报告》（北京市地质工程勘察院2006-118（8）；
3.2规范规程及标准
如下表3-1
类别
名称
编号
国
标
建筑地基与基础工程施工质量验收规范
GB50202-2002
建筑施工组织设计规范
GB/T50502-2009
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204-2002
建筑基坑工程监测技术规范
GB50497-2009
建筑工程施工质量验收统一标准
GB50300-2001
行
业
标
准
建筑基坑支护技术规程
JGJ120－2012
建筑桩基技术规范
JGJ94-2008
施工现场临时用电安全技术规范
JGJ46-2005
钢筋焊接及验收规程
JGJ18－2012
建筑施工安全检查标准
JGJ59-2011
岩土锚杆（索）技术规程
CECS22:
2005
建筑工程冬期施工规程
JGJT104-2011
建筑机械使用安全技术规程
JGJ33-2001
地
方
标
准
北京地区建筑地基基础勘察设计规范
DBJ11-501-2009
建筑施工测量技术规程
DB11/T446-2007
建筑基坑支护技术规程
DB11/489-2007
北京市建筑工程施工安全操作规程
DBJ01-62-2002
建筑工程资料管理规程
DB11/695-2009
建筑工程施工现场安全资料管理规程
DB11/383-2006
建设工程施工现场安全防护、场容卫生、环境保护及保卫消防标准
DBJ01-83-2004
建设工程监理规程
DBJ01-41-2002
四基坑边坡支护设计
根据场地标高及支护形式的不同，将基坑支护分为3个剖面，采用土钉墙及桩锚支护结构，经分析计算后，各剖面设计如下：
4.11-1剖面设计参数
基坑深度12.0m，本剖面为基坑深基础部分（-12.56m），设计采用桩锚支护结构。
具体设计参数如下：
护坡桩设计
序号
设计项目
设计参数
1
支护形式
桩锚支护
2
基坑深度
12.00m
3
桩顶标高
44.0m
4
桩数
313根
5
桩径
800mm
6
桩间距
1600mm
7
桩长
18.5m（含冠梁高度）
8
嵌固长度
6.5m
9
桩身材料
C25砼
10
桩配筋
主筋
17根Φ20，主筋均匀配置
加强筋
14@2000
箍筋
8@200
桩顶冠梁设计
序号
设计项目
设计参数
1
冠梁截面
800mm×600mm
2
主筋
12Φ20
3
箍筋
8@200
锚杆设计
本方案自上而下设计2道锚杆。
道数
锚杆
标高
锚杆长度（m）
L自+L锚=L总
材料
布置形式
设计拉力/
张拉锁定
腰梁
第一道
地面下4.0m
6+16=22
3根7Φ5
一桩一锚
350kN/300kN
25B工字钢
第一道
地面下8.0m
6+20=26
4根7Φ5
一桩一锚
500kN/450kN
25B工字钢
说明：
1、锚杆钻孔孔径：
150mm；
2、倾角：
15°；
3、注浆材料：
W：
C=0.5～0.55（重量比）素水泥浆；
4、所有锚杆均采用低松弛钢绞线（fptk=1860MPa）。
4.22-2剖面设计参数
基坑深度7.8m，本剖面为基坑浅基础部分（-8.21m），设计采用桩锚支护结构。
具体设计参数如下：
护坡桩设计
序号
设计项目
设计参数
1
支护形式
桩锚支护
2
基坑深度
7.8m
3
桩顶标高
44.0m
4
桩数
267根
5
桩径
800mm
6
桩间距
1600mm
7
桩长
12.8m（含冠梁高度）
8
嵌固长度
5.0m
9
桩身材料
C25砼
10
桩配筋
主筋
17Φ20，主筋均匀配置
加强筋
14@2000
箍筋
8@200
桩顶冠梁设计
序号
设计项目
设计参数
1
冠梁截面
800mm×600mm
2
主筋
12Φ20
3
箍筋
8@200
锚杆设计
本方案自上而下设计1道锚杆。
道数
锚杆
标高
锚杆长度（m）
L自+L锚=L总
材料
布置形式
设计拉力/
张拉锁定
腰梁
第一道
地面下3.5m
6+17=23
3根7Φ5
一桩一锚
370kN/
320kN
25B工字钢
说明：
1、锚杆钻孔孔径：
150mm；
2、倾角：
15°；
3、注浆材料：
W：
C=0.5～0.55（重量比）素水泥浆；
4、所有锚杆均采用低松弛钢绞线（fptk=1860MPa）。
4.33-3剖面设计参数
基坑深度4.34m，本剖面为基坑南北交接处，设计采用土钉墙支护结构，厚100mm。
具体设计参数如下：
部位
基坑侧壁安全系数
垂直高度（m）
放坡系数
坡顶最大堆载（Kpa）
3区
1.0
4.34
1:
0.57
10
部位
土钉层序
土钉直径
垂直间距
水平间距
锚筋直径
锚筋长度
3区
一
100mm
1.3m
1.5m
Φ20
1.8m
二
100mm
1.5m
1.5m
Φ20
2.8m
4.45#汽车坡道边坡施工处理
5#汽车坡道位于基坑东南角，形状为L型，土方开挖时，坡道南北两侧采用插筋挂网简易边坡处理，放坡系数1:
0.6，施工范围为-8.21～-3.827m；-3.827m以上部分施工时根据现场实际条件，边坡采取土钉墙或者简易支护方式进行施工。
4.5桩间处理
人工将桩间土修平，在桩间土上铺挂钢板网（规格5×5cm），钢板网用U型卡子固定，并用横向ф14压网筋固定于桩的两侧，压筋竖向间距1.5m，当遇到松散土层时采用ф8钢筋编钢筋网替代钢板网，然后喷射C20混凝土，厚度5cm。
4.6桩顶外2m处理
基坑护坡桩和降水井施工及暗埋排水干管铺设完后，沿冠梁外侧修整地面找倒坡（0.02:
1），面层采用C15混凝土硬化，每隔3m设置车辆隔离墩，高50cm。
4.7肥槽处理
土方开挖完后，在肥槽范围内，采用人工挖沟，砖砌排水沟，排水沟尺寸300*400mm，肥槽表面采用C15混凝土进行硬化。
排水沟每隔50m设置集水井将水抽入排水干管，避免泡槽。
五基坑降水设计
5.1方案的选择原则及要求
（1）确保在土方开挖、基坑边坡支护及地下结构施工期间对地下水位的要求；
（2）确保邻近建筑及地下管线的安全，防止因降水而引起邻建基础出现不均匀沉降；
（3）施工工艺快捷有效、经济合理。
5.2方案选择与设计
（1）根据场区地质及水文地质条件分析，以粘性土为相对隔水层，按潜水完整井模式计算，采取管井围降方案，将地下水降至槽底下1.0m以下，以满足基础施工的要求。
（2）具体降水设计参数详见下表，降水井具体布置详见后附“降水井平面布置图”。
降水管井基本设计参数
降水井类型
井径D
（mm）
井深H
（m）
井中心距（m）
井数n
（眼）
1-1区基坑周围井
Φ600
20.0
4.0
53
1-1区北侧周围井
Φ600
20.0
6.0
43
2-2区基坑周围井
Φ600
16.0
8.0
46
1-1区回灌井
Φ600
20.0
8.0
25
1-1区疏干井
Φ600
11.0
30.0
22
2-2区疏干井
Φ600
7.0
30.0
12
注：
①基坑边长尺寸较大，在基坑内布置一定量的疏干井可以减小大井降水半径，提高围降降水效果。
在完成前期封闭围降后，疏干井在基坑开挖过程中，跟随基坑开挖进度，逐节摘除井管，直到基底为止，保证干槽作业。
。
②管井参数：
管井孔径：
600mm；滤水管：
预制无沙管（外径：
φ400mm，长度：
900mm/根）；
滤料：
干净滤料（石屑）。
③针对局部电梯坑、泵坑等基底较深处可能出现底部承压水的情况，考虑采用局部井点抽排方法。
其方法是在深坑中央埋设沙管，深度为坑底下1.5m，然后在沙井内设置潜水泵抽水，在底板施工时埋设止水钢套环，底板砼浇筑后，封堵止水钢套环，并丢弃该沙井内潜水泵，完成深坑排水。
④对于坡顶、坡面的排水问题，基坑边外两米范围内采用硬化，并在冠梁顶浇筑高300mm的挡水墙。
基坑外侧预埋Φ300镀锌钢管作为排水干管，排至基坑四周三级沉淀池内。
5.3基坑侧壁渗水的处理
（1）在基坑四周边坡的含水层底部插入引流管或设置排水管道，将隔水层所托的残留滞水引入集水井之中抽走。
（2）在砂土潜水含水层底部残留滞水层范围内可采用超前注浆止水或插入引水管后再进行喷锚处理。
（3）采用土钉墙支护的边坡，在出水大的砂层容易发生流沙，同时土钉墙难以成孔，造成坍塌。
遇到这种情况，应在砂层底板位置设置水平引水管道，即在砂层底板位置的边坡上留一0.1～0.3m台阶，于台阶之上挖0.1×0.1m小沟，沟底铺塑料布，沟内埋设直径38mm的塑料滤水管，然后填满砾石滤料，最后喷射土钉墙面板，使之成为暗引流管，相距2～3m留一个出水口，将水引入集水井。
5.4基坑明沟排水处理
排水沟沿基坑底四周设置，位于肥槽内，采取人工开挖。
排水沟在肥槽中部开挖，砖砌排水沟，沟宽0.3m，沟深0.4m，沟底流水坡度0.1%，每隔50m设置一个集水井，采用水泵将水排入基坑顶部排水主干管。
肥槽面层采用C20混凝土进行硬化，确保渗透地下水不影响基础施工。
5.5基坑明沟排水处理
为防止基坑北侧已有建筑在抽降水过程中，已有建筑可能出现沉降，为了确保不产生沉降，在管井施工时，于基坑北侧，距离基坑8m外，设置回灌井，井深同现有降水井。
5.6抽排水系统设计
（1）降水泵型号：
QX6-30-1.1，潜水泵。
（2）抽排水系统设置：
在基坑四周，每50.0m设一只集水箱，潜水泵抽出的地下水通过排水干管集中到集水箱中，每个集水箱中，安放大排量水泵，将地下水由排水干管通过沉淀池沉淀后集中排放到指定市政管道。
沉淀池剖面示意图
降水井设计计算书
本场区含水层主要为细中砂层，含水层厚度约为3m，该层渗透系数较大。
（1）计算基坑涌水量
1计算基坑等效半径（r0）：
r0=100m
式中：
r0――基槽等效半径（m）；
2确定降水影响半径（R）：
R=2S
=2
4
=51m
式中：
R――降水影响半径（m）；
S――降水深度（m）；
H――含水层厚度（m）；
K――含水层渗透系数（m／d）；（取10m/d）
3基坑涌水量（Q）
Q=
=
=1227（m3/d）
（2）单井出水能力
q=120
rsl
=120
=140（m3/d）
式中:
q――单井出水量；
rs――过滤器半径（m）；
l――过滤器浸没长度（m）；（取0.85m）
k――含水层渗透系数（m/d）。
（3）确定降水井深度
Hw=Hw1+Hw2+Hw3+Hw4+Hw5+Hw6
式中：
Hw――降水井深度（m）；
Hw1――基坑深度（m）；
Hw2――降水水位距离基坑底要求的深度（m）；（取1.0m）
Hw3――Hw3=ir0；i为水力坡度，在降水井分布范围内宜为1/10~1/15；r0为降水井分布范围的等效半径或降水井排间距的1/2（m）；（Hw4=ir0=100
1/15=5.7m）
Hw4――降水期间的地下水位变幅（m）；（取0.5m）
Hw5――降水井过滤器工作长度；（取0.85m）
Hw6――沉砂管长度（m）。
（取0.5m）。
Hw=12+1.0+5.7+0.5+0.85+0.5=20.55；井深取20m。
基坑支护方案1-1计算书
----------------------------------------------------------------------
[支护方案1-1]
----------------------------------------------------------------------
排桩支护
----------------------------------------------------------------------
[基本信息]
----------------------------------------------------------------------
内力计算方法
增量法
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
基坑等级
一级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.10
基坑深度H（m）
12.000
嵌固深度（m）
6.500
桩顶标高（m）
0.000
桩直径（m）
0.800
桩间距（m）
1.600
混凝土强度等级
C25
有无冠梁
有
├冠梁宽度（m）
0.800
├冠梁高度（m）
0.600
└水平侧向刚度（MN/m）
0.000
放坡级数
0
超载个数
1
----------------------------------------------------------------------
[超载信息]
----------------------------------------------------------------------
超载
类型
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
序号
（kPa,kN/m）
（m）
（m）
（m）
（m）
1
20.000
0.000
2.000
2.000
---
---
----------------------------------------------------------------------
[土层信息]
----------------------------------------------------------------------
土层数
4
坑内加固土
否
内侧降水最终深度（m）
15.000
外侧水位深度（m）
22.000
内侧水位是否随开挖过程变化
是
内侧水位距开挖面距离（m）
0.000
弹性法计算方法
m法
----------------------------------------------------------------------
[土层参数]
----------------------------------------------------------------------
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
（m）
（kN/m3）
（kN/m3）
（kPa）
（度）
1
杂填土
2.50
20.0
---
10.00
15.00
2
粉土
7.80
19.0
---
20.00
30.00
3
细砂
3.20
19.0
---
0.00
30.00
4
粉土
11.50
19.0
18.0
20.00
30.00
层号
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
水土
计算m值
抗剪强度
擦阻力（kPa）
水下（kPa）
水下（度）
（MN/m4）
（kPa）
1
20.0
---
---
---
8.00
---
2
55.0
---
---
---
34.00
---
3
60.0
---
---
---
34.00
---
4
55.0
18.00
20.00
分算
30.00
---
----------------------------------------------------------------------
[支锚信息]
----------------------------------------------------------------------
支锚道数
2
支锚
支锚类型
水平间距
竖向间距
入射角
总长
锚固段
道号
（m）
（m）
（°）
（m）
长度（m）
1
锚杆
1.600
4.000
15.00
22.00
17.00
2
锚杆
1.600
4.000
15.00
26.00
20.00
支锚
预加力
支锚刚度
锚固体
工况
抗拉力
道号
（kN）
（MN/m）
直径（mm）
号
（kN）
1
350.00
15.00
150
2～
1.00
2
500.00
15.00
150
4～
1.00
----------------------------------------------------------------------
[土压力模型及系数调整]
----------------------------------------------------------------------
弹性法土压力模型:
经典法土压力模型:
层号
土类名称
水土
水压力
主动土压力
被动土压力
被动土压力
调整系数
调整系数
调整系数
最大值（kPa）
1
杂填土
合算
1.000
1.000
1.000
10000.000
2
粉土
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
3
细砂
合算
1.000
1.000
1.000
10000.000
4
粉土
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
----------------------------------------------------------------------
[设计结果]
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[结构计算]
----------------------------------------------------------------------
各工况：
内力位移包络图：
地表沉降图：
----------------------------------------------------------------------
[冠梁选筋结果]
----------------------------------------------------------------------
升级会员 