基坑支护设计方案说明.docx
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基坑支护设计方案说明
1、工程概况
项目概况
拟建工程位于芒市团结大街西侧,计划建筑包括6栋3层建筑物,设计±=,设2层地下室,地下室底板标高为,地下室顶板标高为,现场已整平至标高,开挖深度。
基坑开挖底周长为,开挖面积为。
场地地形情形
拟建场地属湖积平原,开阔平坦,地形南东高,北西低,由南东向北西缓倾。
场地原为居民区,现居民建筑已拆除,现场堆积有大量拆迁时残留的建筑垃圾。
拟建场地地面海拔高程在~之间,相对高差约,地面相对较为平坦。
周边概况
拟建场地周边环境较为简单,场地东侧为团结大街,其余侧均为该项目的建设用地,目前均为空地。
团结大街边上有一高6m左右的市政道路路基挡土墙,该挡墙距离地下室外墙,团结大街目前为芒市要紧市政道路,正在利用;在挡土墙底部有三个永久性市政排水口。
周边地下管线
拟建场地周边散布有诸多的地下管线,要紧在团结大街散布有中国移动,市政给、排水管等,距离基坑垂直开挖线~,埋深~。
2、工程地质水文情形
地质情形
依照现场工程地质调查及钻探揭露,表层为不等厚的第四系人工填土(Q4ml)外,中下部为第四系冲洪积地层(Q4al+pl)。
依照土的物理力学性质不同及其工程特性分为7个主层及相应亚层,现自上而下分述如下:
⑴第四系人工填土(Q4ml)
①层-杂填土:
褐黄,褐灰,松散,稍湿,为拟建场地居民区拆迁时形成的人工填土,褐灰、深灰等色,以粘性土充填为主,含大量碎石,上部含大量建筑及生活垃圾。
场区均有散布,揭露厚度。
⑵第四系冲洪积地层(Q4al+pl)
②层-粉质粘土:
褐黄,灰黄,湿,硬塑状态,无摇振反映、稍有光泽、干强度中、韧性中等,具中紧缩性,含少量碎石,局部地段相变成含砾粉质粘土,含少量碎石及砾石。
局部地段缺失,揭露厚度。
③层-圆砾:
灰,灰黄,湿,中密,局部稍密或密实,含水层。
成份以灰岩、石英砂岩为主,强-中等风化,次棱角状-亚圆形,一样粒径20~65mm,最大可达110mm,充填物以粘性土为主,局部充填砂类土,。
局部卵石含量较少的地段夹薄层含砾粉质粘土,部份地段偶夹有漂石、块石,一样块径100~300mm,最大块径约400mm。
场地均有散布,揭露厚度。
③1层-粉砂:
灰黄,很湿,中密状态,摇振反映中等,稍有光泽,干强度低,成份以石英砂为主,颗粒以圆形、亚圆形为主,级配良好,泥性较重,局部地段夹块石,部份变相为粉土,场地少量散布,揭露厚度。
④层-粘土:
灰白,兰灰色,湿,可塑状态,切面滑腻,干强度及韧性高,具中紧缩性,局部地段含少量有机质,部份变相为砂质粘土,场地广有散布,揭露厚度。
④1层-泥炭质粘土:
深灰,灰黑色,湿,软-可塑状态,切面滑腻,干强度及韧性低,无摇振反映,具高紧缩性。
场地少量散布,揭露厚度。
⑤层-砾砂:
灰黄,灰,稍密,很湿,夹少量碎石,成份要紧为石英砂,颗粒以圆形、亚圆形为主,少量次棱角状,级配良好,部份地段夹少量块石,层厚较大。
场地均有散布,揭露厚度。
⑥层-卵石:
灰白,中密-密实状态,湿,要紧成份为强-中风化灰岩,以沙类土充填为主,粒径10-60mm,最大可达120mm,颗粒以圆形、亚圆形为主,级配较差,场地广有散布,揭露厚度。
⑦层-砾砂:
灰白,兰灰,中密,很湿,夹少量碎石,要紧成份为石英砂,颗粒以圆形、亚圆形为主,少量次棱角状,级配良好,局部地段含少量有机质。
场地均有散布,该层未揭穿。
基坑开挖后基坑底部的土层为:
③圆砾,基坑开挖深度范围内的土层要紧有:
①杂填土、②粉质粘土、③圆砾。
其中①杂填土松散结构,场地表面为大量建筑垃圾,对基坑开挖较为不利;②粉质粘土为硬塑状态,土质较好,自稳能力较好,对基坑开挖较为有利。
③圆砾结构中密状态为主,是本场地的要紧含水层,属强透水层,地基强度高,自稳性较差,是组成基坑侧壁主腹地层之一,也是基坑底部出露的地层,对基坑开挖不利。
水文情形
在勘探期间所有钻孔中均难测到稳固地下水位,依照含水介质的不同及地下水的赋存形式和水动力条件的不同,将区内地下水划分为上层滞水和孔隙性潜水二大类。
(1)上层滞水
上层滞水为滞留在表层的杂填土、植物层及冲洪积相粘性土孔隙中的地下水,水量较小,受季节性降水阻碍较大。
(2)孔隙水
含水层为第四系松散层的冲积层(Qal)相地层,岩性要紧为③层圆砾、③1层粉砂、⑤层-砾砂、⑥层-卵石、⑦层-砾砂,该类型地下水富水性较弱,因在含水层之上覆盖有必然厚度的冲、洪积相粘土的相对隔水层,故地下水微具承压性。
地下水位要紧受季节性降水阻碍。
勘探期间对拟建场地内所有钻孔量测的地下水混合稳固水位在地面下~之间,水位高程介于~之间。
拟建场地北侧有一人工湖,湖水高程为~,拟建场地高程~,该场地的地下水要紧以渗流的方式向北侧的人工湖中排泄。
为取得基坑开挖中所碰到的涌水量、渗透系数及阻碍半径,勘探期间,在编号为zk3、2二、22二、247、27一、295号钻孔作抽水实验,依照抽水实验结果估算地层的综合渗透系数及基坑涌水量见表1。
表1基坑涌水量
抽水孔
编号
含水
地层
抽水孔
半径
r(m)
静止
水位
H(m)
降深
值
S(m)
钻孔涌
水量
Q(m3/d)
渗透
系数
K(m/d)
影响
半径
R(m)
计算公式
ZK3
③③1
⑤⑥⑦
ZK22
③
⑤⑥⑦
ZK222
③③1
⑤⑥⑦
ZK247
③③1
⑤⑥⑦
ZK271
③
⑤⑥⑦
ZK295
③
⑤⑥⑦
注:
1、本次抽水试验为单孔抽水试验,供设计参考。
2、表中采用承压水非完整井单孔抽水试验公式,其影响半径采用公式R=
。
抽水实验结果说明:
场地的地下水类型要紧为潜水,含水层要紧为③层圆砾、③1层粉砂、⑤层-砾砂、⑥层-卵石、⑦层-砾砂。
本场地的基坑开挖段多为①填土、②粉质粘性土及③层圆砾。
该含水层赋水性较弱,透水性中等,抽水实验数据可较为客观地反映该含水层的储量特点。
依照室内竖向渗透实验测得②粉质粘性土竖向渗透系数KV(10-6cm/s)平均值为,该层地基土渗透性较差。
3、设计依据
标准规程
⑴《建筑地基基础设计标准》 (GB50007-2020)
⑵《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ120-2021)
⑶《建筑桩基技术标准》 (JGJ94-2020)
⑷《建筑结构荷载标准》 (GB50009-2021)
⑸《混凝土结构设计标准》 (GB50010-2020)
⑹《建筑地基处置技术标准》 (JGJ79-2002)
⑺《地下防水工程质量验收标准》 (GB50208-2002)
⑻《混凝土结构工程质量验收标准》 (GB50204-2002)
⑼《钢筋焊接及验收规程》 (JGJ18-2003)
⑽《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS:
2005)
⑾《建筑基坑工程监测技术标准》(GB50497-2020)
⑿《基坑工程手册》(中国建筑工业出版社2020年11月第二版)
⒀《2020建筑工程施工技术标准与工程质量验收标准及强制性条文》(中国建筑出版社)
项目资料
⑴《芒市勐垅沙项目总图》;
⑵《挡土墙及市政排水口位置示用意》;
⑶《管线平面图》;
⑷地质勘查报告;
⑸毕业设计任务书。
4、设计标准
基坑平安品级
依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2021),本基坑东侧即团结大街一侧支护结构平安品级为一级,其余三侧支护结构平安品级为三级。
基坑支护结构重要性系数
依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2021)),本基坑东侧支护结构重要性系数为,其余三侧支护结构重要性系数为。
5、设计选取地质参数
地质参数选取原那么
⑴遵从勘探报告提出的各地层要紧岩土设计参数,选取与本基坑支护工程有关的天然重度、粘聚力、内摩擦角;
(2)参照类似工程设计、施工体会。
本设计选取的地质参数
依照勘探报告和地质参数选取原那么选取的本基坑支护工程设计地质参数见表2。
表2 各土层物理、力学指标参数选取表
土层编号
土层名称
天然重度
γ(kN/m3)
内摩擦角
ф(°)
粘聚力
C(KPa)
①
杂填土
②
粉质粘土
③
圆砾
③1
粉砂
④
粘土
④1
泥炭质粘土
⑤
砾砂
⑥
卵石
0
⑦
砾砂
6、基坑支护、挡土墙爱惜和管涵改迁方案
基坑开挖深度及周边环境
本基坑实际开挖深度3.02m,属浅基坑支护工程。
拟建场地周边环境较为简单,场地东侧为团结大街,其余侧均为该项目的建设用地,目前均为空地。
团结大街边上有一高6m左右的市政道路路基挡土墙,该挡墙距离地下室外墙,团结大街目前为芒市要紧市政道路,正在利用;在挡土墙底部有三个永久性市政排水口。
拟建场地周边散布有诸多的地下管线,要紧在团结大街散布有中国移动,市政给、排水管等,距离基坑垂直开挖线~,埋深~。
6.2支护方案选型分析
基坑开挖深度不大,且周边环境不复杂,依照本项目实际情形和周边环境需要重点考虑东侧市政排水管涵的改迁和团结大街市政道路路基挡土墙的爱惜,由于其他三侧的用地均为建设方用地,用地红线能够冲破,因此依照昆建通【2020】363号文的要求,该基坑这三侧采纳“放坡”体系。
但由于基坑东侧有一市政道路挡墙,且挡墙与基坑距离较近,仅有,故东侧采取“排桩+锚索”的支护形式。
止水方案选型分析
考虑地下水对周边建(构)筑物、道路的阻碍,为确保止水成效,本设计方案采纳:
坑外截水帷幕+坑顶截排水+坑内集中抽排降水相结合的方式,截水方案选用支护桩后设直径500mm、间距300mm、搭接200mm的深搅止水桩。
挡土墙的爱惜方案
该挡土墙基础埋深位于基底标高以上,如基础以下土体不能够自稳,那么会致使挡土墙整体滑移乃至倾覆,因此挡墙加固爱惜是必要的。
关于挡土墙抗滑移或抗倾覆稳固性不足的问题,经常使用的加固方式有以下几种:
(1)坡顶卸载。
将上部必然高度的挡土墙拆除,对填土进行放坡并做好坡面防护;
(2)采纳注浆等方法,增加填土的抗剪强度,减少主动土压力,减小滑移力和倾覆力矩;
(3)增加挡墙厚度,使挡墙自重增加,增大抗滑移及抗倾覆力矩。
第一种方式拆除上部挡墙,并对填土进行放坡,将改变坡顶现有的道路及休闲绿地景观;第二种方式尽管能够增加土的抗剪强度,减少墙背土压力,可是抗剪强度增加的幅度和注浆量等参数需要进行现场实验确信,周期较长且加固费用较高;第三种方式将使挡土墙厚度增加较多,而挡土墙与基坑距离过近,加固后对基坑开挖造成专门大阻碍。
针对本挡土墙的特点及现场施工条件,经技术经济比较,决定采纳一个H型钢组合结构对原挡土墙进行加固爱惜。
加固方法详见挡土墙爱惜结构的剖面图及平面图。
管涵改迁方案
由于排桩距离市政道路挡土墙很近,仅有2米,无法预埋管道排水,因此本方案采取将五根管道的排水通过一个明渠绕过二号基坑集中排到原定排水点。
依照有关资料计算得知,明渠的净流面积不得小于4m2。
结合现场条件,本方案选用2600×2300(其中净流面积为2000×2000),详见管涵改迁剖面图及平面图。
7、设计计算及结果
支护原那么
设计原那么:
平安靠得住,经济合理,施工高效。
设计目标:
保证坑壁稳固平安,达到效劳期限要求。
支护目标
平安靠得住性:
能确保基坑工程及周边环境的平安。
经济合理性:
在保证基坑工程支护结构平安靠得住的前提下,从工期、材料、设备、人工及环境爱惜多方面综合进行合理的支护结构设计。
效劳期限要求:
在平安靠得住、经济合理的原那么下,最大限度知足便利施工
缩短工期的要求。
效劳期限为主体结构施工至±或支护结构施工完成的1
年内。
设计计算参数选取
(1)地质参数(土层参数)选取
依照设计需求,土层参数取至-16.0m~-23.2m,跨越7个土层,依照本项
目地质勘探资料,结合类似工程施工体会,土层参数依照地勘报告进行选取,详
见表2。
(2)基坑平安及重要性系数选取
一级:
基坑侧壁重要性系数γ=;
整体稳固平安系数K≥;
抗倾覆稳固平安系数K≥;
抗隆起稳固平安系数K≥。
三级:
基坑侧壁重要性系数γ=;
整体稳固平安系数K≥;
抗隆起稳固平安系数K≥。
(3)荷载及荷载组合选取
按临时基坑支护荷载组合设计:
坑边5m内限制堆载5KPa,5m外堆载20KPa,
路面动载+毛石挡墙和填土总荷载120KPa。
设计计算结果
依照本基坑实际开挖深度,结合周边环境,将基坑支护结构划分为6个剖面,并结合上述土层参数,进行设计计算,计算结果见表3。
表3设计计算结果表
剖面编号
支护形式
整体稳定性系数
抗倾覆稳定性系数
1-1剖面
排桩+锚索
2-2剖面
排桩+锚索
3-3剖面
放坡
/
4-4剖面
放坡
/
5-5剖面
放坡
/
6-6剖面
放坡
/
8、基坑支护结构
依照确信支护方案,设计支护结构包括支护桩、钢筋混凝土冠梁、腰梁、预应力锚索。
具体如下:
支护桩
1-一、2-2剖面支护桩采纳长螺旋灌注桩,桩长L=9m,桩径Φ=800mm,桩间距1600mm;混凝土强度品级为C30,采纳商品混凝土进行浇筑,混凝土爱惜层厚度:
50mm,桩身配筋详见桩身配筋图;
钢筋混凝土冠梁、腰梁
(1)支护桩顶设置3000×800钢筋混凝土冠梁,冠梁混凝土强度品级为C30,钢筋爱惜层:
50mm;在二层锚索处设置钢筋混凝土腰梁,截面尺寸为600×500,混凝土强度品级为C30,钢筋爱惜层:
35mm;
(2)混凝土尽可能整体浇筑,假设必需分段浇筑时,须严格按施工缝要求处置;
(3)主筋连接:
采纳搭接焊接,接头在同一截面处数量应不超过50%。
挂网喷射混凝土面层
挂网喷射混凝土面层:
在基坑侧壁上安置Φ8@150×150钢筋网,喷厚80mmC20细石混凝土面层;喷射混凝土面层水泥采纳强度品级为32.5的矿渣硅酸盐水泥,喷射混凝上配比(质量比)为:
水泥:
砂:
石子=1:
2:
,外加水泥用量5%的速凝剂。
预应力锚索
锚索索体为1860级钢绞线,在土层内的锚索孔径为150mm,依照土层情形,为避免塌孔,必要时宜采纳跟管钻孔工艺成孔。
锚索注浆为纯水泥浆,水灰比为~,采纳二次高压注浆工艺施工,第一次注浆压力为~,注浆时注意观看基坑周边地面情形,避免喷浆、漏浆发生,第二次注浆应在一次注浆终止24h~48h进行,注浆压力~。
预应力锚索张拉锁定荷载为200KN,锚索承载力锁定荷载需要依照锚索现场大体实验参数确信,并依照基坑实验情形调整设计参数。
9、基坑降排水方案
止水帷幕
基坑止水采纳Φ500mm的深搅止水桩,桩长L=7~10m,间距300mm,止水桩桩底进入④层粘土隔水层很多于2m,水泥采纳强度品级为的矿渣硅酸盐水泥,水灰比为~,水泥掺入量为20%,早强减水剂为水泥用量的3‰。
排水沟
坑内围绕基坑周圈设置300×300mm排水沟,将坑内地下水疏导至基坑周边降水井集中抽排。
降水井
(1)降水井:
基坑内沿周边及坑内共设16口降水井,采纳旋挖钻机成孔插入钢管成井,机井周边全数开孔填碎石,施工时井壁周圈采纳水泥砂浆封堵。
成孔直径为,孔内插入Φ630、δ=6mm钢管外包裹滤网,井深4m,降水井标高为900.45。
(2)降水井数量、位置、井深可依如实际情形局部调整。
10、土方开挖与支护结构施工计划
1基坑开挖前应按方案定出地下室轮廓线、基坑垂直开挖线、支护桩轴线,进行支护桩及止水帷幕施工,然后严格按开挖线分层分序开挖坑内土方。
2支护结构施工及土方开挖顺序
(1)清理地下障碍、开挖土方至冠梁顶标高;
(2)先施工后排止水帷幕,再施工长螺旋挖孔灌注桩;
(3)人工凿桩头.开挖冠梁沟槽,施工桩顶冠梁;
(4)土方开挖至第一层锚索标高,施工第一层锚索及腰梁;
(5)开挖土方至第二层锚索标高,开始进行第二层锚索施工;
(6)开挖土方至基坑底,开始施工主体结构底板。
11、平安监测方案
依照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2021)、(建筑基坑工程监测技术标准》(GB50497-2020),结合本工程实际,本基坑开挖与支护的监测工作拟采纳以下内容:
支护桩顶冠梁变形监测
(1)支护桩顶冠梁水平位移监测
监测项目:
监测支护结构桩顶的水平位移;
监测点布置:
监测点设置于支护桩顶冠梁上;
监测仪器:
采纳全站仪监测。
(2)支护桩顶冠梁垂直位移监测
监测项目:
监测支护结构的垂直位移:
监测点布置:
监测点布置于支护桩顶冠梁上,与水平位移监测点布置于一点;
监测仪器:
采纳水准仪监测。
(3)监测频次:
土方开挖后天天进行1次监测直至变形收敛,碰到特殊情形需加大监测频率。
基坑临近建(构)筑物监测
(1)管线位移监测
a.管线上监测点依照现场各管线观看井口位置布置,进行间接观测或采纳目测法测量:
b.土方开挖后天天进行一次监测直至基坑土方回填,碰到特殊情形需加大监测频率。
(2)临近道路沉降监测
a.监测点采纳埋入式标志,测站点采纳带有强制对中装置的监测墩,埋设标志在基坑开挖之前;
b.在基坑开外阻碍范围内,靠近基坑一侧道路路沿石上布设监测点,观测周边道路沉降。
坑外土体深层水平位移监测点
监测项目:
坑外土体深层水平位移监测点;
监测点布置:
在团结大街一侧对变形灵敏及易引发纠纷的地段设置8个深层土体位移监测点,布置在支护桩后位置;每一个监测点设置平面位置、长度详见“监测点平面布置图”,坑外深层水平位移监测点乃至长度比支护桩加长3.0m采纳地质钻机引孔,引孔直径130mm,侧斜管采纳PVG管,内径70mm;
监测仪器:
测斜仪采纳钢弦式侧斜仪。
支护桩侧向变形监侧
(I)支护桩侧向变形采纳测斜仪监测,测斜仪采纳钥弦式测斜仪,测斜管绑扎在钢筋笼上;
(2)监测频次:
土方每开挖一层进行一次监测直至基坑土方回填,碰到特殊情形需加密监测频率。
基坑支护结构内力监侧
(I)支护桩内力监测
a.监测仪器:
采纳钢弦式钢筋测力计侧量支护桩内钢筋应力,从而计算出支护桩的弯矩及剪力;
b.钢筋测力计在支护桩的桩前和桩后成对称布置,并在支护桩竖向每3.0m布置一对;
。
基坑开挖进程地下管线监侧
(I)要紧监测基坑周边管线沉降,采纳标杆进行监测;
(2)施工前,查明管线的位置及埋深,施工进程中每3天监测一次。
要紧监测项目一览表
监测项目名称
监测点布置
监测点数量
监测目的
监测方法
监测频率
桩顶沉降及水平位移
冠梁
24
监测桩顶水平及垂直位移
全站仪及水准仪
1次/1天
地面及周边道路沉降
周边道路上
50
周边道路沉降及不均匀沉降
水平仪
1次/1天
坑外土体深层水平位移监测
支护桩外侧1m
8
土体深层水平位移监测
钢弦式测斜仪
1次/1天
坑外水位
止水帷幕外2m
20
监测水位动态平衡
标杆
2次/1天
锚索内力监测
孔口垫板
6
观测锚索内力变化
测力计
1次/5分钟
12、平安应急预案
基坑工程围护设计是一门综合性的岩土工程工作,设计质量是保证基坑稳固、平安的前提条件,但在后期基坑支护施工时,为幸免地下水的自然平稳状态发生转变,基坑监测工作未按设计要求进行,未能达到信息化施工要求,还应做好平安应急预案和应急抢险预备。
(1)施工单位严格依照设计文件布置监测点,按相关标准进行监测工作,监测进程中,达到报警值时,应迅速通知设计单位协助分析、处置。
(2)维持设计文件的严肃性,禁止随意修改、调整支护体系的布置。
(3)施工止水桩时,假设碰到地下障碍难以施工,可采纳高压旋喷止水桩或冲击钻破除障碍后再进行施工。
(4)现场应预备必然数量的抢险器材,如组合型钢、纺织袋、草袋、砂、石料、钢筋管等,当基坑变形时,在变形过大处采取反压方法。
(5)上方开挖施工时期,现场24小时配备挖掘机,挖机手24小时值班,当坑壁显现失稳或坍塌现象时,当即在失稳或坍塌位置进行坑顶卸载,坑底压角。
(6)施工前,应按设计文件所示意的周边地下管网情形进行详细调查,确信管网的埋深、走向与设计文件相符时,再进行施工。
(7)当基坑侧壁发生涌水、涌砂时,应依照涌水〔砂)量的大小,及时查找水源,封堵源头。
若是水量很小,可采纳埋设导流管疏导引水的方法处置;若是水量较大又伴有泥砂流出,应及时采取高压注浆花管封堵流砂。
(8)切实作好变形观测及反馈制度,及时作出预警报告。
依照监测资料结果,如发觉水平位移累计量超过基坑支护设计方案要求、变形进展速度较大、变形曲线呈不收敛态势,那么应及时研究并采取如下方法:
a.当即停止挖土作业,必要时挖土回填反压坑底,避免变形急剧进展;
b.当即启动施工平安应急机构,设置警戒或隔离,撤离无关人员,组织相应的施工救援资源;
c.当即清除基坑上部附加荷载,减轻基坑上部重压;
d.检查基坑上部是不是有渗漏水情形,假设有渗漏水情形必需封堵周密或疏导引流。
如遇暴雨天气,基坑上方必需覆盖塑料薄膜避免雨水渗入土体使变形加重;
e.在基坑边采纳竖向注浆的方法加固坑边土体。
13、注意事项
土方开挖
土方开挖与支撑施工同时进行,开挖一层支护一层,开挖完成支护终止。
严禁超挖或欠挖土方,分段开挖土方每段土方开挖长度不超过30m,土方开挖服从支护的整体要求,在开挖时刻、深度和宽度上与支护作业紧密配合,确保支护施工顺利进行,节省施工工期。
土方开挖施工进程中,须严防挖机碰撞、损坏支护桩、冠梁、腰梁等成品或半成品。
坑边堆载
基坑周边2.0m范围内禁止任何堆载及动力荷载,基坑周边2.0m范围外不许诺集中堆载,均布堆载不得超过2T/m2。
坑中坑处置
因缺少本项目结构基础施工图纸,本支护方案未考虑电梯井等坑中坑的支护方案,坑中坑处置方案待主体结构施工图提供后,依照电梯井结构施工图再进行单独处置。