护坡止水方案

1中国建筑第七工程局第四建筑公司THEFOURTHCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINACONSTRUCTIONSEVENTHENGINEERINGBUREAU河南储备物资管理局职工培训中心楼基坑支护止水工程设计方案一、设计依据及原则1.1设计依据1）《河南储备物资管理局职工培训中心楼工程地质勘察报告》2）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）及《使用手册》3）《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）4）《土钉支护技术规程》（CECS96:97）5）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GBJ-86-85）6)《土层锚杆设计与施工》（CECS22：90）7）《喷锚网支护设计与施工》97.68）《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）9）《基坑降水工程》2000.210）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）11）《地基与基础工程施工与验收规范》(GBJ120-99)1.2设计原则基坑支护止水设计应确能保证基坑工程的安全可靠,保证基坑邻近地面建筑物、地下管线的安全；在保证基坑工程安全施工的前提下，力求经济合理，节省造价，便于主体结构施工；在达到上述要求下，施工工艺应简便可行，缩短工期。二、工程概况拟建工程河南储备物资管理局职工培训中心楼位于郑州市东部，黄河路与政六街交汇处向北100米路东。拟建职工培训中心楼工程平面呈长方形分布，基坑尺寸：南北长54.2米,东西宽22.5米。目前,拟建物涉及的场地内无建(构)筑物分布。除局部地段堆积有建筑垃圾外,地势总体平坦,拟建场地自然地面平均标高为-1.20m，拟建筑物基坑普遍开挖底标高为-5.53m,计算深度取H1=4.5m,基坑北端约4.86m宽为一过道,基坑开挖海底标高为-2.65m,计算深度取H2=1.6m。2中国建筑第七工程局第四建筑公司THEFOURTHCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINACONSTRUCTIONSEVENTHENGINEERINGBUREAU拟建工程河南储备物资管理局职工培训中心楼基坑周边环境极为复杂。基坑东侧约10.4m处为围墙，围墙外为三栋6层住宅楼房,距基坑约12.3m,建于96-98年,为灰土桩基础;基坑南侧约5.4m处为围墙，围墙外约2.5m处为一栋8层住宅楼房,距基坑约8.0m,建于96年,为灰土桩基础;基坑西侧为政六街，基坑西侧北端距环境最为严峻，基坑北侧西端紧邻基坑20cm处有一栋一层楼房，为餐厅厨房，基坑北侧东端紧邻基坑20cm处为河南省储备物资管理局所属的三层办公楼，建于60年代，整体性较差，新楼静压桩施工时已形成4-6㎜的裂缝，三层办公楼基础埋深0.84m,相对于新楼其基础底标高为-2.29m,新楼过道承台与三层招待所外墙齐,新楼过道承台垫层底标高为-2.65m，新楼过道承台垫层底和原有三层办公楼基础底高差为0.42m。减少和控制基坑降水对周边环境的影响,采取稳妥可靠的支护加固方案,确保三层楼房的安全和正常使用是本工程的难点和重点。我公司根据本基坑工程的基坑规模、深度、地质水文条件、周边环境条件，从安全、经济、快速出发，优选喷锚网支护+静压注浆托换+花管注浆止水的联合支护加固止水方案。三、工程地质及水文条件拟建场地属黄河冲积平原地貌单元。场区地势平坦，根据各勘探孔孔口高程测量结果，现根据钻探、静力触探、标准贯入试验结果，结合室内土工试验资料，地质时代和成因类型，将勘察揭露的与基坑工程密切相关的土层自上而下简述如下：地层特征描述第1-1层：填土，杂色，湿，稍密，该层土成分差别较大，上部主要为砖渣和炉渣等建筑垃圾；下部为素填土，平均厚度0.5m。第1-2层:新近深积粉土,褐黄色,稍湿,稍密-中密,局部加粉质粘土。层底埋深4.9-6.4米,平均层底深度5.5米,平均厚度5.0米。第2层：新近深积粉质粘土,灰黄色,灰褐色,饱和,软塑-可塑,含少量蜗牛壳碎片。厚1.9-3.2米,层底埋深7.2-8.5米,平均厚度2.00米。第3层：粉土加粉砂,灰色,很湿,中密-密实，砂感强，厚度0.9-3.0米,层底埋深9.0-10.8米。第4层：粘土，灰，可塑，见植物根系，偶见蜗牛壳碎片。厚3.2-5.58米，层底埋深13.5-15.2米。3中国建筑第七工程局第四建筑公司THEFOURTHCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINACONSTRUCTIONSEVENTHENGINEERINGBUREAU第5层：粉质粘土，灰色，灰黑色，可塑，含有蜗牛壳碎片，厚2.9-3.2米,层底埋深17.9-18.5米。场地内勘察深度范围内地下水分为两层，上层为潜水，下层为承压水，勘察进行期间场区上部潜水水位在地面下1.7-2.0米之间,属孔隙潜水,主要受季节性降水补给,年变化幅度0.8米,从7月中旬至10月上旬是每年丰水期,每年12月至来年2月为枯水期。综上所述本基坑工程边坡支护和治水设计土层地质物理力学概化剖面如表1.基坑工程设计参数建议值表表１注：表内基坑工程设计土层物理力学参数值系根据地质勘察报告成果、技术规范及施工经验综合选取。四、关于深基坑工程设计与施工几个观点1、强调深基坑工程的整体性，设计和施工中要综合考虑基坑工程地质条件、环境条件、施工技术水平、基坑工程施工对工程地质体和环境的影响、技术经济性的优劣等，即要把基坑工程作为一个系统工程研究。重视VE（价值工程）研究，注重各种设计方案的技术经济分析，强调各种技术优势的综合运用，并根据基坑工程的不同要求，提出不同的设计思想和控制标准，从而降低工程造价。2、重视工程实践和经验类比，强调施工工艺和施工组织在深基坑工程中重要地位。由于基坑工程的复杂性、多变性，许多问题并非计算所能解决，所以工程经验类比的方法仍是解决问题的主要途径之一。设计与施工密不可分，有时施工工艺的成功与否关系到整个设计方案的成败，必须根据特定的地质和环境条件选取特定的施工工艺，保证设计思想的实现。如本基坑工程的主要特点是地下水位埋藏浅，敏感性强、易流动土层较编号地层名称层厚(m)重度γ(KＮ/m3)粘聚力C(Kpa)内摩擦角φ(度)承载力fk(KPa)1-1填土0.517.55151-2粉土5.020.01331802粉质粘土2.020.32322703粉土加粉砂2.420.814271454粘土4.318.338171104中国建筑第七工程局第四建筑公司THEFOURTHCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINACONSTRUCTIONSEVENTHENGINEERINGBUREAU厚。如采用普通锚杆施工，在成孔过程中，不可避免会造成水土流失，从而引起地层沉降导致邻近楼房变形，更难以保证基坑北侧三层楼房的安全。锚杆施工因工艺选择不当出现工程事故的例子已屡见不鲜。在本基坑工程设计中，我部拟采用自进式一次性锚杆（无成孔过程）和端部浆封技术，避免水土流失现象，可保证设计思想的成功实施。3、强调信息法施工，注重反馈设计，因为深基坑工程系统为一灰色系统。其工程地质水文勘察资料、环境情况调查、支护设计计算模型等都难以与实际情况完全相符，因此我们强调基坑工程设计人员现场跟班作业，对基坑工程施工实施定时监探，根据开挖揭露出的地质水平条件变化情况（即基坑工程地质体输出的新信息）和监测结果分析，及时调整设计，达到控制变形、保护环境的目的。深基坑工程信息法施工、全过程监控和反馈动态设计思想运作流程如下：收集场区地质水文资料、了解基坑使用要求和周边环境情况确定控制标准、选取计算模型和计算参数确定基坑工程参数给出设计施工方案设计原因基坑概念设计工程经验类比不稳定施工原因改进施工艺施工施工监测施工结束稳定5中国建筑第七工程局第四建筑公司THEFOURTHCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINACONSTRUCTIONSEVENTHENGINEERINGBUREAU五、本基坑工程的总体设计思想本基坑的周边环境非常复杂，基坑西侧为政六街，距幼儿园二层楼房仅7米左右，东侧为三栋6层楼房，距基坑约8.5米,南侧约8米处为8层楼房,北侧环境最为严峻,紧邻基坑20㎝处为河南省储备局所属的三层楼房,对基坑变形较为敏感,必须确保万无一失,该侧三层楼房是本基坑支护工程的重点和难点,也是本基坑工程的设计控制线和关键点,本基坑工程的主要矛盾是地下水水位高、不降水基坑开挖难以施工而降水又会引起周边环境沉降,如何有效的控制基坑降水对周边环境的影响是本基坑工程的重点之一。本基坑工程的另一个重点也是最大的难点在基坑北侧：1、如何在仅仅20㎝的狭小范围内形成有效的止水帷幕和支护结构又不影响主体结构施工。二、在维持北侧三层楼房下地质体原有平衡状态的情况下如何在高水位粉土层中实施锚杆施工，同时又避免锚杆施工过程的水土流失，确保三层楼房的安全。本设计方案将综合运用各种技术优势解决上述难题并立求降低工程造价。综合分析本基坑的工程地质、水文条件、基坑规模、深度以及周边环境，本着安全、经济、快速的原则综合分析本基坑的工程地质、水文条件、深度以及周边环境，根据我部多年来的基坑支护治水设计施工经验，本着安全、经济、快速的原则。选择预应力喷锚网和树根桩与静压注浆托换技术相结合的综合支护加固技术和轻型井点降水+重点坡段竖向花管止水帷幕相结合的深基坑综合治水技术，我部认为这是一种较为快捷、经济、合理的方案。本基坑工程采用轻型井点降水+重点坡段竖向花管止水帷幕止水为本基坑的优化综合治水方案。基坑支护选用复合型喷锚网技术，兼具边坡止水和控制变形的作用，具本考虑为（1）南、西、东侧，上部1.5m按3:1放坡开挖，采用喷锚网支护止水，1.5m深处设一1..5m宽台阶，下部3.0m垂直开挖,沿基坑边沿设置轻型井点降水。(2)北侧三层楼房处，采用竖向全程注浆微型钢管树根桩固砂止水托换+挂网喷射砼+预应力锚杆严格控制水平位移+CS浆液“跟踪注浆”托换技术进行综合治理全程保护，确保三层楼房安全。在基坑开挖、支护降水施工前，应用应力传递理论，先施工两排斜向注浆微型钢管树根桩对三层楼房南侧墙实施托换，同时形成一道注浆防渗帷幕，以减小后续支护施工楼房基础的扰动；为了控制降水对周围环境造成的沉降影响，确保三层楼房安全，该侧喷锚结构上面三层锚杆全部设计为预应力锚杆，严格控制水平位移，并随土层开挖6中国建筑第七工程局第四建筑公司THEFOURTHCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINACONSTRUCTIONSEVENTHENGINEERINGBUREAU施工三排花管实施CS浆液“跟踪注浆”托换，以严格控制垂直沉降；考虑到本基坑工程地下水位高、开挖范围内主要敏感性高、易流动、易液化的粉土层，普通锚杆施工会造成水土流失，引起地面沉降，危及楼房安全，该侧喷锚支护设计全部采用自进式锚杆，自进式锚杆施工采用我部自行研制的QC-100型自进式锚杆专用钻机自进式锚杆技术成功地解决了粉土层锚杆施工中的涌水、涌砂难题，能保证喷锚支护设计思想的实现和三层楼房的安全。六、基坑工程支护降水设计方案6.1基坑工程治水设计方案6.1.1基坑工程降水设计方案基坑降水方法很多，主要有轻型井点降水、喷射点降水、电渗井点降水、辐射井点降水、自渗井点渗水、管井井点降水等，但各种方法都有一定的适用范围，应根据基坑的水文地质条件、基坑尺寸、基坑深度和基坑周边环境条件综合选取。从土层可降性分析基坑安全和技术经济比较的角度看，采用轻型井点降水+喷锚网支护帷幕侧壁止水为本基坑的优化治水方案。根据工程地质勘察报告提供的资料可知，地下水位埋深为1.7~2.0m，属场地浅部潜水,其补给来源主要为大气降水,水位变幅受大气降水变化影响,水位需降至基坑底以下1.0m,即地面以下5.5m,,水位降低约3.5m,属基坑工程中等降深,轻型井点降水为本基坑的最优降水方案,根据邻近场区的相关经验和计算结果得轻型井点的参数如下：井管L=7m,间距﹫1.4m,滤水管L=1.0m,影响半径R=19.78m。6.1.2降水引起的地面沉降估算及控制措施基坑开挖降水后，水位降低将改变基坑周边工程地质体和原有平衡状态，使基坑周边