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济南市恒大城幼儿园基坑工程支护设计方案济南市恒大城幼儿园基坑工程基坑支护设计方案（仅供方案评审用）山东省建筑设计研究院二〇一二年四月济南市恒大城幼儿园基坑工程支护设计方案1、工程概况1.1项目概况济南市恒大城幼儿园基坑工程位于济南市王舍人办事处东周家庄，工业北路以南、冷水路以东的恒大城小区五地块南部。拟建建筑物地下部分为2层，基坑开挖范围南北长约48.70m，东西长约130.06m；设计±0.00的绝对标高为33.40m，槽底相对标高为-10.0m，绝对标高为23.40m。1.2基坑周边环境概况北侧：幼儿园地下室外墙距离已建5#、6#住宅楼约15m。根据5#、6#住宅楼基础设计说明，采用后压浆钻孔灌注桩桩基，桩径800，桩长约31.5m，桩端持力层为中风化闪长岩，承台底标高为-5.2m，相应绝对标高为26.80m。东侧规划商业建筑、南侧为场区施工道路。西侧：拟开挖幼儿园基坑西侧与已建成的地下车库连接（车库为地下结构，上覆填土尚未回填，车库东侧墙外部分基坑尚未回填完毕），幼儿园基坑西侧计划沿地下车库墙体开挖，可不考虑支护；据建设单位介绍，本基坑周边15m范围内无现用地下管线存在。1.3设计依据1.3.1依据资料⑴济南恒大城地下室调整规划方案(荆州市晴川建筑设计院有限公司)⑵济南恒大王舍人项目首期岩土工程勘察报告（4号、5号楼、运动中心、幼儿园、7号楼地下车库）电子版工程编号G2010-050-1山东省地矿工程勘察院2010.11⑶济南恒大城幼儿园土方开挖平面布置图(建设单位提供)⑷济南恒大城6#楼基础设计说明图(建设单位提供)1.3.2依据的规范及规程⑴《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002⑵《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；⑶《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》JGJ167-2009⑷《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009；⑸《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）；⑹《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；⑺《混凝土结构设计规范》GB50010-2010；⑻《济南市深基坑工程管理（暂行）规定》，济建发[2006]44号；⑼《山东省边坡工程与基坑工程管理规定》，鲁建发[2006]27号；⑽《济南市建筑工程安全专项施工方案编制审查与专家论证实施细则》，济建质安站字[2008]23号。1.3.3设计计算软件深基坑支护设计软件FSPW6.01版，北京理正。2、场区工程地质与水文地质条件2.1地形、地貌及地下水拟建场地属山前冲洪积平原地貌单元，地形较平坦，各勘探孔所涉及的自然地面标高(1985年国家高程基准)为31.54~32.70m。场区地下水为潜水，水位埋深为5.80～7.10米，多年水位变幅3～4m。2.2地层岩性及其物理力学性质根据岩土工程勘察报告7—7、8—8地质剖面可知，幼儿园基坑部分的地基土层在勘探深度范围内主要由三层土（第②层素填土、第④层粉质粘土、第⑤层粉质粘土组成，分述如下：②素填土（Q4ml）场区普遍分布，黄褐色~褐灰色，稍湿，主要以粘性土为主，底部含少量砖济南市恒大城幼儿园工程基坑支护设计方案—-2-—屑。厚度6.80～7.30m。该层为中高压缩性土，无湿陷性。④粉质粘土（Q4al+pl）场区普遍分布，浅灰色~褐灰色，可塑，土质较均匀，见褐黄色条纹，具微层理，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。揭露厚度4.90～8.50m。⑤粉质粘土（Q3al+pl）场区普遍分布，浅棕黄色，可塑~硬塑，具微层理，偶见姜石，土质不均，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。厚度未揭穿。2.3基坑支护设计参数结合区域工程经验，本工程基坑支护设计参数采用勘察报告中各土层的试验指标标准值，见下表：地层名称岩土名称重度γ（kN/m3）粘聚力c(kPa)内摩擦角φ(度)qsik(kPa)第②层素填土18.614.717.180第④层粉质粘土19.219.910.8140第⑤层粉质粘土18.919.613.9170其中C、φ为直接剪切试验指标。3、基坑支护工程设计3.1设计说明根据勘察资料，场区地下水为潜水，水位埋深为5.80～7.10米浅于基坑深度，基坑土方开挖及施工时，需降低地下水位至基坑底面深度下0.50m。在基坑深度范围内，基坑侧壁土体主要由第②层素填土和第④层粉质粘土组成。其中素填土为中密状态的老填土，含杂物较少，主要由粘性土组成，力学性能相对较好，与第④层粉质粘土接近。基坑周边环境条件相对简单。场区西侧为已建地下车库墙体，其主体结构已施工完毕，地面以上无建（构）筑物，但上覆填土尚未回填，地面较开阔，可作为材料加工区，和材料堆放区，但堆放材料的荷载应控制在车库结构安全许可的情况下。材料的堆放不宜放在基坑的南、北侧。施工现场塔吊考虑放置在坑内。若施工单位定位于坑边上时，必须通知设计人员进行支护方案调整。根据现场情况，基坑开挖时出土坡道宜设置在基坑的西南角。3.2设计参数①基坑场地设计整平地面绝对标高约为32.00m，基坑开挖深度为8.6m。基坑侧壁安全等级二级。②本工程为临时性工程，设计使用时限12个月。③基坑北、东、南侧基坑开挖边缘2.0m以内禁止堆载，北、东两侧2.0m以外地面荷载均按15kPa设计，南侧道路范围按40kPa设计。西侧放坡暴露原有地下车库墙体，不支护。若不能满足以上要求，需通知设计单位重新进行核算。3.2基坑地下水控制设计3.2.1降水设计根据基坑工程的特点和水文地质条件及施工要求，采用管井降水方案。在基坑南、北两侧及东侧沿基坑开挖上口线外侧1.0m处各布置一排降水井，一般间距12.8m；共设计降水井26眼。在基坑内布置一排疏干井，一般间距35m，共设计疏干降水井4眼。管井、疏干井设计规格：井深为15.0m；孔径700mm，井内径400mm，井管为无砂虑管，井管与井壁的环形间隙内填入砾石滤料，滤料直径为0.2～2mm中粗砂。3.2.2坡体疏、排水设计在基坑边坡上设置泻水孔，水平、垂直间距3.0m，梅花型布置，孔深500mm，济南市恒大城幼儿园工程基坑支护设计方案—-3-—排水管材料采用A75PVC管，长度不小于500mm，外露100mm，进入土层部分加工成花管，外包两层细眼滤网，反滤包采用中粗砂，反滤包尺寸不小于200*500*200mm。基坑底部采用坑内明沟集水排放等排水措施：集水坑间距约30.0m，平面尺寸0.50m×0.5m、坑深0.60m，共布置2排，位于坑底的南北两侧，用排水沟相连；排水沟平面尺寸0.30m×0.30m、深0.30m。集水坑和排水沟距离坡脚的距离不宜小于0.30m。3.2.3地面防挡水设计坡顶土钉墙面层外2.0m设置高300mm的挡水墙和防护栏（详见各支护段剖面图）。面层以外地面建议采用水泥硬化地面防渗措施。3.3基坑支护方案考虑场地工程地质、水文地质条件、基坑周边环境及基坑深度，依据基坑工程有关技术规范、规程，结合周边类似工程经验，拟进行分段设计，采用维持降水条件下的土钉墙+挂网喷护方案，采用动态设计法，确保基坑结构及周边环境安全。具体方案说明如下：该基坑支护方案分3个剖面段（详见剖面图）：1-1剖面（基坑北侧）：基坑挖深约8.6m，采用土钉墙支护方案进行支护。2-2剖面（基坑东侧）：基坑挖深约8.6m，采用土钉墙支护方案进行支护。3-3剖面（基坑南侧）：基坑挖深约8.6m，采用土钉墙支护方案进行支护。基坑西侧：基坑挖深约8.6m，与西侧已建地下车库相连，可垂直开挖，不进行支护。3.4支护结构主要材料水泥—P·O42.5普通硅酸盐水泥钢筋--φ：HPB300强度标准值fyk=300N/mm²Φ：HRB400强度标准值fyk=400N/mm²喷射细石混凝土--强度等级C20注浆材料—纯水泥浆，水灰比0.45，强度不低于M203.5支护工程主要构件⑴土钉：土钉长度见各支护段剖面，钻孔直径130mm，杆体材料为1Φ22和1Φ25的HRB400钢筋。采用低压灌注水泥浆，灌浆压力为0.5MPa左右，水泥浆水灰比为0.45，可根据施工需要添加适量的速凝剂等添加剂。土钉锚头采用土钉杆体上焊接1Φ22L50的HRB400钢筋（通长两面焊接）并与面层加强筋焊接牢固。面层加强筋采用1Ф14HRB400的通长钢筋。⑵面层:面层在坡顶应上翻2.0m至挡水墙，并固定在击入地面的短钢筋上，短钢筋为1Ф14HRB400钢筋，间隔2.00米、长度1m。面层钢筋网按φ6.5@250×250网格设置，通过加强筋固定在土钉上，分层分段开挖时钢筋网的钢筋搭接长度为300mm。面层喷细石砼C20，喷射厚度80mm。四、支护结构施工与质量检测4.1施工要求⑴土方开挖应分层进行，每层土方开挖深度为土钉位置以下0.30～0.50米，严禁超挖；上层土钉注浆体及喷射混凝土面层强度达到设计的75%后，方可开挖下层土体。挖土时严禁挖、碰坡体及已完成的支护结构。⑵土钉施工位置偏差小于100mm，倾斜偏差小于5%。面层厚度偏差不大于10mm。钢筋网片保护层厚度不小于20mm，钢筋网片钢筋搭接长度应符合规范规定，且必须与土钉连接牢固。⑶本设计方案对场地附加荷载要求严格，建设单位一定要协调各单位根据场地济南市恒大城幼儿园工程基坑支护设计方案—-4-—情况做好材料堆放区的布局，预先设置好地表水的排放通道。⑷进入雨季前应准备好砂袋、水泵等防水物资，降雨过程及时进行截水疏导，排除积水。4.2质量检测土钉及面层质量检测应按《建筑基坑支护技术规范》JGJ120-99有关规定执行：⑴土钉墙面每喷射500m2混合料留一组试块，每组试块不少于3个；喷射混凝土厚度采用钻孔检测，每100m2为一组，每组不少于3点。⑵材料或配合比变更时，应另作一组；进场材料及时按要求送检。⑶土钉抗拔承载力检测数量为相应总数的1%且不小于3根。土钉抗拔试验可不进行破坏性试验，可利用工作钉进行试验，每道土钉施加的最大试验荷载值可取计算书各工况中受拉荷载标准值Tjk中的最大值的1.25倍，见下表：拉拔荷载(kN)土钉编号支护剖面TD1TD2TD3TD41-11725581252-22131731583-3213173158注：土钉编号顺序为从上到下；⑷支护中使用的材料及其他项目按相关规范进行质量检测。五、基坑监测要求基坑施工及使用过程中按要求进行监测与监控。主要监控及监测技术要求如下：（1）基坑工程监测应由具备监测资质的单位进行。监测前监测单位必须编制系统的监测实施方案并报有关单位批准后方可进行监测。（2）监测项目：地下水位监测、现场巡检、边坡顶部水平位移监测、边坡顶部竖向位移监测、周边建筑物沉降监测等项目。(3)地下水位监测:布置地下水位观测孔3个（详见《监测点平面位置图》）；（4）专项巡视检查：在基坑工程施工期间，现场巡检应根据施工情况每日不定期进行，巡视检查内容包括：边坡土体有无裂缝、沉陷和滑移，周边地面和道路有无裂缝、沉陷，周边建筑有无新增裂缝出现，基坑周边地面有无超载，支护施工工况及质量是否与设计要求一致，监测设施是否完好等。（5）位移监测：在基坑边坡顶部周边设置水平位移、顶部竖向位移点15个（详见《监测点平面位置图》）。周边建筑物沉降监测点布置在基坑西侧的地下车库墙体上，共12个。（6）监测频率：基坑开挖前设置基准点、监测点，并记录监测点初始值后，自基坑开挖起进行监测。在基坑工程施工期间，现场巡检应根据施工情况每日不定期进行。现场监测频率应根据施工进度按规范要求进行。基坑工程竣工后，若监测数据较稳定可适当减小监测频率，基坑回填前应定期进行监测，至基坑回填完毕。基坑及支护结构监测频率施工进程监测频率开挖深度（m）≤51次/2d51次/1d底板浇筑后时间（d）71次/2d7～141次/3d14～281次/5d281次/10d当监测值相对稳定时，可适当降低监测频率。济南市恒大城幼儿园工程基坑支护设计方案—-5-—（7）当出现下列情况之一时，应提高监测频率：1）当监测数据达到报警值；2）监测数据变化较大或者速率加快；3）存在勘察未发现的不良地质情况；4）超深、超长开挖或违反设计工况施工；5）基坑