新高苑三期北块动迁商品房工程 围护工程.docx
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新高苑三期北块动迁商品房工程围护工程
新高苑三期北块动迁商品房工程
人防地下车库基坑围护
设计施工方案
中达建设集团股份有限公司
2009年2月19日
第一部分基坑围护设计说明
一、编制依据
1、同济大学建筑设计研究院提供的《岩土工程勘察报告》，编号2007-Y-2-221；
2、上海市浦东新区规划设计有限公司提供的本工程总平面图；
3、该工程各栋号、地下室基础结构施工图；
4、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99.
5、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；
6、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）；
7、建筑地基与基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）；
8、冶金部建筑研究总院主编《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；
9、上海市标准《基坑工程设计规程》DBJ08-61-97.。
10、上海市标准《地基基础设计规范》DBJ08-11-1999.。
11、其它有关设计规范及规程。
二、工程概况及周围环境分析
本工程位于浦东新区高行镇，东临新高苑四期、南至规划河道、西至京金路、北至高宝路。
本说明根据周围单体建筑先施工，地下车库工程后施工的施工顺序，针对地下车库，以及各单栋建筑的地下室之间进行围护计算。
设计±0.000标高相当于吴淞高程+4.600，基坑围护设计取自然地坪绝对标高约+4.300，相对标高为-0.300，实际施工标高-0.600.
综合考虑地下室底板面标高-4.900、底板厚400mm、垫层厚150mm，坑底设计标高为：
-5.450。
单体建筑底板面标高-2.850、底板厚350mm、垫层厚100mm，坑底设计标高为：
-3.300
施工时除去表层土300厚，实际地下车库基坑设计开挖深度H为4.850m。
图纸上给出了工程总平及周围环境图，从该图可以看到，周围环境条件比较紧凑，除南面靠规划河道，其余面靠近拟建的多层和小高层。
基坑周边环境图
三、工程地质条件分析
根据工程地质勘察报告，场地15m以内的土层分布大致为：
第
1层为素填土，松软，层厚2.02m。
第
2层为浜填土，流塑，层厚1.41m。
第
层为粉质粘土，可-松塑，层厚1.8m。
第
1层为淤泥质粉质粘土，流塑，层厚约1.83m。
第
2层为砂质粉土，稍密，层厚约3.48m。
本工程地下水属浅层空隙潜水类型，主要存在
层素填土、
层粘土中，水位在地表下0.7~2.0m。
表1各层土物理力学指标
土层
层厚
m
重度
γ（kN/m3）
粘聚力
c（kPa）
摩擦角
φ（°）
渗透系数
k（cm/s）
1
2
2
1
1.2
19.0
26
19.5
3.00E-06
1
1
17.7
11
22
6.00E-06
2
3.7
18.6
5
30
4.00E-04
四、基坑围护设计方案
1、本工程的特点
综合分析本工程的基坑形状、面积、开挖深度、地质条件及周围环境，该基坑具有如下几个特点：
（1）土质条件一般。
本场地在地表下6米左右的范围内，
1、③2层土性质较差，厚度在3米，为流塑状态，总体力学性质差，具有天然含水量及孔隙比大，压缩性高，抗剪强度低，具有一定的渗透性（Kv\h=3.72E-05），易扰动变形等特点，围护设计应充分考虑场地地质条件的特性。
（2）周围环境要求比较严格:
本基坑周围场地比较狭小，各栋楼工程桩采用的是预制方桩，该桩型挤土效应比较严重，对变形也非常敏感。
这就要求围护设计要充分控制围护体的侧向变形，确保基坑开挖及地下室施工过程中邻近工程桩的正常使用。
2、围护方案的采用
根据施工顺序安排和土质条件、周围环境、地下水等因素，采用的围护设计原则为：
沿基坑四周采用放坡加土钉围护，即：
车库与栋号间采用土钉墙以保护周边建筑的工程桩。
五、计算参数取值说明
1.基坑计算开挖深度取4.65m、2.10m、2.70m。
2.地面超载取15、20（施工道路侧）kN/m2。
3.各土层物理、力学指标根据按表1采用。
4.土压力计算。
采用朗肯土压力理论进行计算，对粘性土采用水土合算。
同时还考虑了土的成层性,即根据地质剖面的土层分布情况,分别采用相应的抗剪指标计算土压力。
水压力计算考虑了地下水的渗流作用。
六、计算方法说明及计算结果
1、基坑整体稳定分析：
PK-PM程序可以考虑地基的任意分层、被动区土体加固以及基坑的渗流作用，给出基坑最危险圆弧滑动面的滑动中心位置、滑动圆弧半径及相应的最小抗滑移安全系数。
应用本程序分别对1-1~3-3剖面的整体稳定进行分析，结果表明，其抗滑移安全系数符合规范要求。
2、计算书：
1－1土钉墙设计计算书
本计算依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）。
一、基本计算参数
1.地质勘探数据如下：
——————————————————————————————————
序号h（m）
（kN/m3）C（kPa）
（°）极限摩阻（kPa）计算方法土类型
12.0016.0010.0012.0016.0水土合算填土
21.0016.008.0013.0018.0水土合算填土
31.8019.0026.0019.5020.0水土合算粘性土
41.0017.7011.0022.0018.0水土合算淤泥质土
53.7018.605.0030.0025.0水土合算粉土
——————————————————————————————————
表中：
h为土层厚度（m）,
为土重度（kN/m3）,C为内聚力（kPa）,
为内摩擦角（°）。
基坑外侧水标高-0.70m，基坑内侧水标高-5.70m。
2.基本计算参数：
地面标高-0.60m，基坑坑底标高-5.45m。
3.地面超载：
——————————————————————————————————
序号布置方式作用区域标高m荷载值kPa距基坑边线m作用宽度m
1均布荷载基坑外侧-0.6020.00----
——————————————————————————————————
4.土钉墙布置数据：
放坡级数为2级坡。
——————————————————————————
序号坡高m坡宽m坡角°平台宽m
11.201.0051.341.50
23.651.5067.661.80
——————————————————————————
土钉数据：
——————————————————————————————————
层号孔径（mm）长度（m）入射角（度）竖向间距（m）水平间距（m）材料
1120.006.0010.002.001.00
48X3.5钢管
2120.006.0010.001.001.00
48X3.5钢管
3120.006.0020.001.001.00
48X3.5钢管
—————————————————————————————————
二、土钉（含锚杆）抗拉承载力的计算
土钉墙局部稳定验算:
——————————————————————————————————
层号有效长度（m）抗拉承载力（kN）受拉荷载标准值（kN）初算长度（m）安全系数
13.1816.733.253.6016.73/（1.25×1.00×3.25）=4.11>=1.0满足!
24.0723.633.082.5923.63/（1.25×1.00×3.08）=6.13>=1.0满足!
35.1229.074.961.9529.07/（1.25×1.00×4.96）=4.69>=1.0满足!
——————————————————————————————————
根据每根土钉受拉荷载设计值（=1.25×
0×标准值）,按照土钉材料，计算土钉或锚杆的强度（土钉或锚杆的层号按标高排序）：
第1层土钉的材料为:
48X3.5钢管设计强度为205.00N/mm2
土钉受拉荷载设计值=4066.25（N）<=205.00×489.00=100245.00（N）可行!
第2层土钉的材料为:
48X3.5钢管设计强度为205.00N/mm2
土钉受拉荷载设计值=3852.50（N）<=205.00×489.00=100245.00（N）可行!
第3层土钉的材料为:
48X3.5钢管设计强度为205.00N/mm2
土钉受拉荷载设计值=6200.00（N）<=205.00×489.00=100245.00（N）可行!
局部稳定计算结果如下：
土钉的抗拉承载力为69.42kN；
土钉的受拉荷载标准值为11.30kN；
土钉的安全系数为K=69.42/（1.25×1.00×11.30）=4.92>=1.0满足要求!
三、土钉墙整体稳定性的计算
计算步数滑动体土重（kN/m）土体抗滑力矩（kN.m/m）土钉抗滑力矩（kN.m/m）土体滑动力矩（kN.m/m）
第1步22.7135.580.0025.74
第2步105.4386.020.0064.56
第3步129.16128.7820.9287.16
第4步236.10225.8935.83146.37
第5步508.22376.7025.20256.91
——————————————————————————————————
——————————————————————————————————
计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）
第1步1.3831.67-2.861.032.53
第2步1.3332.17-2.462.064.55
第3步1.7235.420.105.158.49
第4步1.7935.420.515.159.49
第5步1.5636.67-0.573.098.76
——————————————————————————————————
计算结论如下：
第1步开挖内部整体稳定性安全系数=1.38≥1.30满足要求!
[标高-1.80m未加土钉]
第2步开挖内部整体稳定性安全系数=1.33≥1.30满足要求!
[标高-2.60m]
第3步开挖内部整体稳定性安全系数=1.72≥1.30满足要求!
[标高-3.60m]
第4步开挖内部整体稳定性安全系数=1.79≥1.30满足要求!
[标高-4.60m]
第5步开挖内部整体稳定性安全系数=1.56≥1.30满足要求!
[标高-5.45m]
2－2土钉墙设计计算书
本计算依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）。
一、基本计算参数
1.地质勘探数据如下：
———————————————————————————————————————
序号h（m）
（kN/m3）C（kPa）
（°）极限摩阻（kPa）计算方法土类型
11.8019.0026.0019.5020.0水土合算粘性土
21.0017.7011.0022.0018.0水土合算淤泥质土
33.7018.605.0030.0025.0水土合算粉土
———————————————————————————————————————
表中：
h为土层厚度（m）,
为土重度（kN/m3）,C为内聚力（kPa）,
为内摩擦角（°）。
基坑外侧水标高-0.70m，基坑内侧水标高-6.0m。
2.基本计算参数：
地面标高-3.350m，基坑坑底标高-5.450m。
3.地面超载：
———————————————————————————————————————序号布置方式作用区域标高m荷载值kPa距基坑边线m作用宽度m
1均布荷载基坑外侧-3.35020.00----
———————————————————————————————————————
4.土钉墙布置数据：
放坡级数为1级坡。
——————————————————————————
序号坡高m坡宽m坡角°平台宽m
12.101.5054.461.50
——————————————————————————
土钉数据：
—————————————————————————————————————
层号孔径（mm）长度（m）入射角（度）竖向间距（m）水平间距（m）材料
1120.006.0010.000.501.00
48X3.5钢管
2120.006.0010.001.001.00
48X3.5钢管
—————————————————————————————————————
二、土钉（含锚杆）抗拉承载力的计算
土钉墙局部稳定验算:
—————————————————————————————————————
层号有效长度（m）抗拉承载力（kN）受拉荷载标准值（kN）初算长度（m）安全系数
15.2030.170.000.8030.17/（1.25×1.00×0.00）=100.00>=1.0满足!
25.7030.590.230.3530.59/（1.25×1.00×0.23）=108.98>=1.0满足!
—————————————————————————————————————
根据每根土钉受拉荷载设计值（=1.25×
0×标准值）,按照土钉材料，计算土钉或锚杆的强度（土钉或锚杆的层号按标高排序）：
第1层土钉的材料为:
48X3.5钢管设计强度为205.00N/mm2
土钉受拉荷载设计值=0.00（N）<=205.00×489.00=100245.00（N）可行!
第2层土钉的材料为:
48X3.5钢管设计强度为205.00N/mm2
土钉受拉荷载设计值=281.25（N）<=205.00×489.00=100245.00（N）可行!
局部稳定计算结果如下：
土钉的抗拉承载力为60.76kN；
土钉的受拉荷载标准值为0.23kN；
土钉的安全系数为K=60.76/（1.25×1.00×0.23）=216.49>=1.0满足要求!
三、土钉墙整体稳定性的计算
———————————————————————————————————————计算步数滑动体土重（kN/m）土体抗滑力矩（kN.m/m）土钉抗滑力矩（kN.m/m）土体滑动力矩（kN.m/m）
第1步11.6657.190.0015.80
第2步136.77155.147.7666.67
第3步165.40176.3422.2181.90
————————————————————————————————————————————————————————————————————————————
计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）
第1步3.6236.98-0.881.051.85
第2步2.4436.98-0.570.002.84
第3步2.4238.23-0.360.213.34
—————————————————————————————————————
计算结论如下：
第1步开挖内部整体稳定性安全系数=3.62≥1.30满足要求!
[标高-1.10m未加土钉]
第2步开挖内部整体稳定性安全系数=2.44≥1.30满足要求!
[标高-2.10m]
第3步开挖内部整体稳定性安全系数=2.42≥1.30满足要求!
[标高-2.40m]
3－3土钉墙设计计算书
本计算依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）。
一、基本计算参数
1.地质勘探数据如下：
—————————————————————————————————————————
序号h（m）
（kN/m3）C（kPa）
（°）极限摩阻（kPa）计算方法土类型
11.8019.0026.0019.5020.0水土合算粘性土
21.0017.7011.0022.0018.0水土合算淤泥质土
33.7018.605.0030.0025.0水土合算粉土
—————————————————————————————————————————表中：
h为土层厚度（m）,
为土重度（kN/m3）,C为内聚力（kPa）,
为内摩擦角（°）。
基坑外侧水标高-0.70m，基坑内侧水标高-6.0m。
2.基本计算参数：
地面标高-2.75m，基坑坑底标高-5.45m。
3.地面超载：
—————————————————————————————————————————
序号布置方式作用区域标高m荷载值kPa距基坑边线m作用宽度m
1均布荷载基坑外侧-2.7520.00----
—————————————————————————————————————————
4.土钉墙布置数据：
放坡级数为1级坡。
——————————————————————————
序号坡高m坡宽m坡角°平台宽m
12.701.8056.311.50
——————————————————————————
土钉数据：
—————————————————————————————————————
层号孔径（mm）长度（m）入射角（度）竖向间距（m）水平间距（m）材料
1120.006.0010.000.801.00
48X3.5钢管
2120.006.0010.001.001.00
48X3.5钢管
—————————————————————————————————————
二、土钉（含锚杆）抗拉承载力的计算
土钉墙局部稳定验算:
———————————————————————————————
层号有效长度（m）抗拉承载力（kN）受拉荷载标准值（kN）初算长度（m）安全系数
15.0629.180.000.9429.18/（1.25×1.00×0.00）=100.00>=1.0满足!
25.5529.471.590.8329.47/（1.25×1.00×1.59）=14.81>=1.0满足!
—————————————————————————————————————
根据每根土钉受拉荷载设计值（=1.25×
0×标准值）,按照土钉材料，计算土钉或锚杆的强度（土钉或锚杆的层号按标高排序）：
第1层土钉的材料为:
48X3.5钢管设计强度为205.00N/mm2
土钉受拉荷载设计值=0.00（N）<=205.00×489.00=100245.00（N）可行!
第2层土钉的材料为:
48X3.5钢管设计强度为205.00N/mm2
土钉受拉荷载设计值=1991.25（N）<=205.00×489.00=100245.00（N）可行!
局部稳定计算结果如下：
土钉的抗拉承载力为58.65kN；
土钉的受拉荷载标准值为1.59kN；
土钉的安全系数为K=58.65/（1.25×1.00×1.59）=29.46>=1.0满足要求!
三、土钉墙整体稳定性的计算
—————————————————————————————————————————
计算步数滑动体土重（kN/m）土体抗滑力矩（kN.m/m）土钉抗滑力矩（kN.m/m）土体滑动力矩（kN.m/m）
第1步13.8664.440.0019.87
第2步156.70168.5711.7579.49
第3步193.13181.0625.87100.05
————————————————————————————————————————
—————————————————————————————————————
计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）
第1步3.2437.91-0.251.893.10
第2步2.2739.16-0.520.273.37
第3步2.0739.16-0.120.003.70
—————————————————————————————————————
计算结论如下：
第1步开挖内部整体稳定性安全系数=3.24≥1.30满足要求!
[标高-1.40m未加土钉]
第2步开挖内部整体稳定性安全系数=2.27≥1.30满足要求!
[标高-2.40m]
第3步开挖内部整体稳定性安全系数=2.07≥1.30满足要求!
[标高-3.00m]
七、基坑围护设计图纸
基坑围护平面图
第二部分基坑围护施工
一、施工安排
1.1施工准备
1.1.1测量准备
测量人员根据测绘院提供桩点测放，并经校核，施放出井点及开挖上下口线（随开挖分层测放）。
1.1.2施工人员必须证件齐全（含焊工、测量人员等特殊工种），并经经理部相关部门核实后方可施工。
1.1.3材料进场计划包括（根据具体开工令）
1）降水材料进场
2）护坡材料进场
1.1.4施工机械进场计划包括（根据具体开工令）
1）降水机械进场
2）护坡机械进场
3）土方机械进场
1.1.5降水、护坡、土方施工人员及相关管理人员（含经理部相关人员）应在施工前仔细查阅图纸和方案，并把相关问题解决在施工前，作到施工中重点突出，心中有数。
1.1.6至少每周组织一次相关管理人员及施工人员（含测量人员、焊工等）学习有关业务知识（含安全、质量等），提高降水、护坡、土方施工整体实力。
1.2劳动力计划（根据具体开工令）
序号
人员
所需人数
进场计划
1
降水施工人员
20
2009.3.1
2
土方施工人员（包括人工修土）
60
2009.3.15
3
土钉墙施工人员
35
2009.3.15
4
自然放坡施工人员
30
2009.3.15
5
机动施工员
20
2009.3.15
1.3降水、护坡、土方三大分项总体组织
降水施工完成后，进行四周土钉墙、放坡以及土方施工；土方分二步开挖，深度为：
1.5m、3.65m、基底标高。
二、主要施工方法
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