北京金地国际花园B区基坑支护设计方案.docx
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北京金地国际花园B区基坑支护设计方案
北京金地国际花园B区
基坑支护及降水设计方案
单位负责：
项目负责：
审核：
编制：
中国建筑技术开发总公司
2002年7月18日
目录
一、方案编制依据
二、基坑支护方案
三、基坑支护结构计算分析
四、基坑降水方案
五、基坑降水计算分析
六、计算结果及方案图
北京金地国际花园B区
基坑支护设计方案
一、方案编制依据
1．北京金地国际花园B区基坑支护及降水方案招标文件（北京金地鸿业房地产开发公司，2002年7月15日）；
2．《北京金地国际花园B区岩土工程勘察报告》（中航勘察设计研究院，2002年6月9日）；
3．《基槽开槽图》（中天王董国际工程设计顾问有限公司，2002年7月7日）；
4．行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）。
二、基坑支护方案
由于本工程基坑面积很大，大约在25，000m2左右；周长较长，大约在600m左右，深度为13m。
根据本工程的特点，综合考虑安全、经济、施工工期等因素，本工程的基坑支护结构应采用土钉墙，根据《基槽开槽图》并且考虑到地下结构的施工操作空间，基坑边坡的底边线与地下结构外墙外边线之间的最小距离为1.5m，基坑边坡坡度1：
0.2。
由《北京金地国际花园B区岩土工程勘察报告》可见，基坑周边（主要为5－5’，8－8’剖面以及第42号、第44号孔）场地的地质条件较为接近，而基坑的深度又一致，因此本工程的土钉墙只考虑一种剖面情形即可。
在土钉墙支护结构设计中，基坑设计开挖深度13m，同时考虑了基坑周边行驶车辆、材料堆放、搭设临建等荷载，由于基坑深度较大，土钉墙需设置7排土钉，土钉的参数详见下表：
土钉参数表
标高
（m）
水平间距
（m）
倾角
（度）
孔径
（mm）
设计长度
（m）
钢筋
-1.8
1.5
10
110
8.8
1Φ20
-3.6
1.5
10
110
11.8
1Φ25
-5.4
1.5
10
110
11.8
1Φ25
-7.2
1.5
10
110
8.8
1Φ20
-9.0
1.5
10
110
8.8
1Φ20
-10.8
1.5
10
110
5.8
1Φ20
-12.3
1.5
10
110
5.8
1Φ20
三、基坑支护结构计算分析
1．支护结构附加荷载
基坑周边行驶车辆、材料堆放、搭设临建等荷载，综合取值：
20kPa；
2．计算方法
根据国家有关规范规程，采用我单位科研课题《深基坑支护结构计算方法及CAD的研究》的科研成果以及我单位的“基坑与边坡支护结构设计计算软件RSD3.0”进行分析计算，计算时综合考虑了工程地质条件、水文地质条件，考虑了基坑周边已有建筑物的附加荷载和建筑物与基坑的距离，考虑了施工时基坑周边的荷载，考虑了基坑开挖和土钉施工的实际情况等。
计算按照土钉自上而下的实际施工过程计算，每一步施工均进行了边坡整体稳定计算、局部稳定计算及边坡变形有限元分析，每一工况的计算结果均满足规范要求，计算结果见附图。
根据计算分析结果及我公司在类似工程中的经验，支护结构能够满足保护基坑及周边环境安全的要求。
四、基坑降水方案
拟建场地自然地面下主要分布有3层地下水，地下水类型包括上层滞水、层间潜水、承压水。
第一层地下水为上层滞水，水位标高为27.91～31.61m（水位埋深为5.20～8.80m），含水层为粘质粉土④层及粉质粘土⑤层，主要接受大气降水及管沟渗漏补给，本层水局部存在。
第二层地下水为层间水，水位标高为24.65～27.90m（水位的埋深为10.00～12.30m），含水层为中砂⑥层及卵石⑥1层。
主要接受径流补给。
第三层地下水为承压水，水头标高为21.44～22.39m（水位埋深为14.30～14.50m），含水层为细砂⑨层及卵石⑩层，主要接受径流补给。
因本工程基坑面积大（降水面积约26，000m2），基础埋深13m，主要降第二层的层间水（包括上层滞水），不抽取第三层的承压水，因此考虑采用大口径管井的降水方案。
管井设计深度21m，进入粉质粘土⑦层隔水层。
主要降水井沿基坑四周布置，将第二层层间水降至基坑下1m，并截断外界地下水的侧向补给。
同时，在基坑内适量布井，主要用于抽取基坑内赋存的水量。
待基坑内水抽空或基础浇筑垫层时，用素砼将基坑内的管井封死。
五、基坑降水计算分析
1．降水计算
本次降水只涉及⑥层中砂及⑥1层卵石中的层间水（包括上层滞水），不抽取下层承压水。
层间水平均水位标高为25.57m；
层间水平均含水层厚度为8.65m；
层间水平均降深为2.89m（地下水按降到基底下1m考虑）。
对于降水计算中的渗透系数，因地质勘察报告中未提及⑥层中砂及⑥1层卵石的渗透系数等水文地质参数，根据地质资料及我公司在北京地区的降水工程经验，中砂的渗透系数取20m/d，卵石的渗透系数取80m/d，综合渗透系数k=36.5m/d。
（1）．计算基坑等效半径γ0：
（2）．降水井影响半径R：
（3）．基坑涌水量：
（4）．单井涌水量（l取值1.0m）：
（5）．理论计算降水井数量：
口
根据我公司在北京地区的降水工程经验，本工程基坑四周实际布井50口，井间距12m左右。
如果将来因场地坡道或土钉等其它因素影响，井的布置和数量可略做调整。
（6）．群井抽水时，单井过滤器进水部分长度Y0：
H’=8.65mQ=6353m3/dk=36.5m/d
R0=102.7+91.5=194.2mr0=91.5m
rw=0.2mn=50
计算得：
Y0=5.54m>l=1.0m
（7）.群井抽水时，基坑中心降水深度（未计基坑内降水井作用）：
满足要求。
2．降水井技术要求
（1）.降水井布置
沿基坑四周布井50口，井距12m左右，距土钉墙坡顶1m。
在基坑内布置21口井，井距15～30m，其中3～4口井作为观察井兼抽水井，井深21m，待基坑内水抽完或基础浇筑素砼垫层时，再用素砼将基坑内井封死，详见”基坑降水井平面布置示意图”。
（2）．降水井结构
基坑四周及基坑内的降水井深度21m；降水井孔径为φ600，全孔下入外径φ400，内径φ300的水泥砾石（无砂）滤水管，管底封死，管外填滤料。
滤料的规格：
2～4mm。
滤料填至孔口以下1～2m，上部回填粘土封至孔口，详见“基坑降水井平面布置示意图”。
（3）．降水井周边应采取的措施
a．在基坑四周边沿设置φ200的钢管排水管道，将降水井中的出水排走，引入市政下水道。
坡顶1～2m范围内的地面用水泥砂浆抹平，防止降雨和人工用水的渗入。
b．若基坑开挖时个别地方出现上层水未能完全疏干，可采用毛沟明排或其它措施进行处理。
六、计算结果及方案图
计算结果包括以下内容：
1．边坡变形有限元计算简图；
2．边坡变形有限元分析结果；
3．土钉墙整体稳定计算结果；
图纸部分：
1．基坑总平面图；
2．基坑土钉墙剖面图；
3．基坑降水平面布置图。
土钉墙边坡变形有限元计算简图
边坡水平位移沿深度变化曲线（1－1剖面）
坡顶地面沉降曲线（1－1剖面）
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