基坑支护方案论证

1天天水华天科技股份有限公司29#倒班宿舍楼、基坑边坡支护方案方批准：审核：设计：二○一三年五月甘肃省地基基础有限责任公司2一、工程概况1、工程简介拟建工程为天水华天科技股份有限公司29#倒班宿舍楼，拟建工程位于天水华天科技股份有限公司大院内，拟建29#倒班宿舍地上21层（局部22层），地下一层，呈“一”字形东西向布置，占地面积约59.70×18.00m2，主体框架剪力墙结构，基础形式为钢筋混凝土筏板基础，基础持力层为泥岩层。筏板顶标高约-5.32米，筏板厚度H=1.10米，基坑底标高约-6.57米，基坑开挖深度约7.0米。2、岩土工程地层条件根据核工业天水工程勘察院提供的《天水华天科技股份有限公司51#人才公寓、29#倒班宿舍楼岩土工程勘察报告》，拟建工程位于天水市天水华天科技股份有限公司大院内，拟建建筑物北侧为空地，南侧为6层已有30#倒班宿舍，西侧为拟建51#人工公寓建设场地，东侧用地围墙外为空地。拟建29#倒班宿舍楼场地地形基本平坦，根据勘察孔口测量成果，场地标高介于1591.98-1592.55米之间，相对高差0.57米。场地所处地貌单元属刘庄河冲洪积扇和籍河Ⅱ级阶地交汇地带。拟建场地及其附近均无断裂构造通过。在勘探深度范围内，场地地层自上而下主要为第四系冲、洪积物和第三系泥岩，其地层岩性特征自上而下分述如下：①杂填土（Q4ml）：遍布大部分场地，黄褐色，稍湿，松散-稍密。土质不均匀，以粉土为主，包含有大量植物根茎、草木灰、砾石等杂物，该层厚度0.40-0.90米。②含砾粉土（Q4al+pl）：遍布整个场地。黄褐色，稍密，含水率3介于12.4-26.1%之间，属稍湿，局部湿，土质不均匀，含有云母片、蜗牛壳、含砂砾，零星见碎石。局部粘粒含量较高。标准贯入试验实测值介于5.0-7.0击，平均值5.8击。该层厚度0.70-3.50米。层顶埋深介于0.00-0.90米，层顶高程介于1191.28-1193.95米之间。③圆砾：杂色，稍湿-饱和，重型动力初探锤击数修正值介于4.5-27.3，平均值为13.0击，属中密。地层不均匀，夹有粗砂、砾砂，偶含漂石。漂石最大粒径250mm。骨架颗粒成分主要为石英泥岩、花岗岩和变质岩碎屑，呈微风化状，局部变相为粉砂。该层成因主要为河流冲积作用，经远距离搬运堆积形成。分选性差，级配不良，磨圆度中等，呈亚圆状。该层总厚度为3.80-3.60米，层顶埋深1.30-3.90米，层顶高程介于1190.35-1191.55米之间。在该层揭露出粗砂透镜体，详述如下：③1粗砂：本层分布不连续，局部区域缺失。粗砂垂向上分布于圆砾层上部。杂色，稍湿，稍密，土质不均匀。该层最大厚度为0.70米。④泥岩（N）：遍布整个场地。灰黑色，密实。土质均匀。强风化状态，层状构造。主要矿物成分有高岭土、白云母、方解石、石膏等。岩石结构较完整，隐约可见水平沉积层理，岩石致密。按岩石坚硬程度划分为极软岩，岩石质量等级为Ⅴ级。勘察未穿透该层，最大揭露厚度为11.90米，层顶埋深5.60-9.30米，层顶高程介于1184.29-1186.73米。根据区域地质资料，该层厚度大于50米。3、水文地质条件在勘探深度范围内均揭露出地下水。地下水主要赋存于圆砾层中，场地地下水类型属潜水，地下水位埋深介于3.75-5.90米之间，水位高程介于1187.83-1188.60米之间。地下水主要补给来源于大气降水，其次为附近生产生活用水下渗补给。自北西向南东径流，在适4当部位排泄到附近的籍河或被抽取利用，水位随季节变化大，变化幅度约1.50米，水量较小。根据区域资料，含水层综合渗透系数K=35.00m/d，影响半径为45.00m。地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。二、基坑降水、开挖、支护设计及施工依据1）《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025—2004）2）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）3）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2012）4）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）2011版5）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）6)《建筑基坑工程技术规程》（DB62/25—3001—2000）（甘肃省地方标准）7)《基坑土钉支护技术规程》（CECS96：97）8)《复合土钉墙基坑支护技术规程》（GB50739-2011）9）《工程测量规范》（GB50026-2007）10）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）11）《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/111-9812）本工程岩土工程勘察报告13）本工程基础设计图纸14）现场实际调查资料三、基坑支护设计方案1、基坑护坡方案设计原则1）、符合现场施工场地要求和环境要求；2）、确保基坑边坡、周边邻近建筑物、周边道路及地下管线的安全与稳定；53）、合理选择支护和降水的形式、技术，降低工程造价；2、基坑周边环境条件拟建29#倒班宿舍南侧距用地围墙距离约4.0-5.0米，围墙外为已建30#倒班宿舍，该建筑物东西走向，地上6F，地下1层，距离拟建29#倒班宿舍大于15.0米。拟建建筑物东侧距用地围墙约4.0-5.0米，围墙外为空地；西侧为拟建51#人才公寓建设场地，南侧为空地，距离南侧现场临设距离大于10.0米。3、基坑边坡支护方案选型拟建29#倒班宿舍基坑开挖深度约7.0米，在建筑物基坑开挖深度内，杂填土层、含砾粉土、圆砾层及粗砂层为基坑边坡主要受力及变形层。为保证基坑边坡、坡顶地下管道、临时建筑及坡顶道路通行的安全，基坑四周均采用土钉墙进行支护。本工程地下水位高于基础底埋深，地下水对基坑边坡开挖及基础施工影响较大，基坑开挖前须对基坑进行降水。四、降水井的布置和计算1、降水方案的选择该基坑开挖深度约7m、长约66m、宽约24.4m，基地位于含水层的底部，要达到良好的降水效果，使基坑尽快满足土方开挖要求，参照该地区以往降水经验，决定采用管井降水与基坑内盲沟排水相结合的降水方案，使用该组合降水方法安全可靠的、经济合理的降水方案。2、井点计算1）、计算依据（1）下水为孔隙潜水，水位埋深3.5m，含水层厚度h=4.0m；（2）基坑面积F≈1850m2，基坑深度7.0m；（3）含水层渗透系数平均值k=35m/d；62）、水井计算：(1)水位降深s=3.0m；(2)井深度10.0m；(3)基坑涌水量（Q）Q＝1.366(2H-S)S/[lg(R+r0)-lgr0]=1207.12m3/dR=2s(KH)1/2=70.99mr0=0.564F1/2=24.25m(4)单井最大出水量（q）q=60πdl’k1/3=64.69m3/dl’=0.35m(5)井数（n）n=1.1Q/q=20.5（口）3、排水系统根据计算结果，降水井不少于20口。降水井沿基坑四周布置，距基坑边1.0m左右。基坑开挖后砂岩出露，必须在坑底周边设置集水明沟和集水井，进行二次降水排水。五、基坑支护设计及计算1、基坑支护设计计算参数本工程基坑边坡支护为临时性支护结构，结构设计安全有效期为12个月。根据本工程重要性等级、场地等级、场地地质条件、基坑开挖深度、地下建设工程规模及周边场地环境条件，本工程基坑侧壁安全等级按三级考虑。基坑重要性系数γ0=0.90。土钉抗拉组合综合分项系数γf=1.25；土钉抗拔安全系数Kt≧1.40；圆弧滑动稳定安全系数Ks≧1.30基坑顶部超载按局部均布荷载20KN/m2计算，荷载距基坑顶部距7离大于2.0m。根据本工程岩土工程勘察报告，结合我公司天水地区基坑工程设计、施工经验，设计计算中取用岩土参数如下：岩土参数表表1地基土名称重度（KN/m3）粘聚力c（KPa）内摩擦角（°）填土层19.010.015.0含砾粉土层18.012.018.0粗砂层19.00.027.0圆砾层21.00.032.0泥岩层23.030.036.0基坑设计计算北京理正7.00版深基坑支护软件进行设计验算，结合天水地区施工、设计经验及施工工艺水平，确定最终设计结果（计算结果见附件）。2、基坑支护设计基坑四周边坡垂直高度约7.00米，均采用土钉墙进行支护，土钉墙坡度1:0.33。土钉墙共设置四道土钉。其中第一道土钉设置在坡顶以下约1.50米位置处（应注意避开周边地下管线、地下障碍物），土钉水平间距1.50米；下部三道土钉分别设置在坡顶以下3.0米、4.5米及6.0米位置，土钉竖向间距1.50米,水平间距1.50米。土钉均为梅花形布置，倾角10度。基坑边坡土体主要为杂填土、含砾粉土、圆砾及粗砂层，土体成孔较为困难，故土钉均采用打入式钢管土钉。用冲击锚杆机将加工制作好的Φ48开孔钢管打入基坑边壁，而后管内压力注浆形成包裹钢管的注浆体形成土钉。注浆后形成的钢管土钉直径为100mm；注浆材料8用水泥浆,水灰比为1：0.50～0.60，注浆压力均为0.4～0.6MPa。3、土钉墙护面施工土钉墙喷射砼面层厚度80mm，喷射砼强度等级C20，喷射砼骨料最大粒径不大于16mm，水灰比宜为1：0.40-0.45。砼护面钢筋网为单层双向设置，网片钢筋采用HPB300Φ6.5@250×250，采用绑扎固定，钢筋接头宜搭接绑扎，搭接长度不小于250mm，钢筋网伸至坑底。土钉与网筋外的加强钢筋焊接连接，加强钢筋采用1Φ14钢筋水平通长设置一道，与土钉端头焊接。在钢筋网片之外的土钉钢筋端头两侧各焊接L型Φ14钢筋，L型钢筋一面与加强筋焊接连接，另一面与土钉钢筋端头焊接连接，使土钉与钢筋网片连接为整体，焊接形式为单面搭接满焊，焊缝长度不小于8D。4、基坑翻边及排水要求土钉墙钢筋网在基坑顶部要向上翻过坡顶，翻弯长度≥1500mm。砼面层在顶部基坑边应向上翻浇，其宽度≥2000mm（钢筋网的翻弯长度及基坑顶部砼面层的宽度，如不能达到设计尺寸，可依据场地条件进行调整），并设倒坡，以保证地面排水畅通，水不流入基坑。坡顶依据场地条件尽量设置排水沟，条件不容许设置排水沟的地段，要保持地面排水畅通。六、基坑施工要点：本工程根据各工序及各分项工程的特点，其施工流程为：场地清理、施工放线降水井、支护排桩施工分层土方开挖分层土钉墙支护施工降水91、基坑降水1）、降水施工流程设备进场——井点定位——管井施工——试抽水——开始降水——基坑开挖——基础施工——防水层施工——基坑回填——主体施工至沉降缝施工——管井封闭——设备退场。2）施工方法（１）、管井定位：离开基础开挖线一米，间距7-8米，位置见降水井平面布置图。（２）成孔：钻机就位后要平整稳固确保在施工工程中不发生倾斜移动，孔率应小于１％。（３）安装管井：井管采用无砂混凝土滤水管，连接要采取有效措施，使其紧密牢固，防止井管错位，造成漏泥。井管安装完成后，向孔内填１０００mm厚米石滤料。上部井壁与土壁间用0.5－4cm石子填充。（４）洗井：管井安装后，立即抽水洗井，防止时间闲置，使滤管堵塞。（５）抽水：洗井１２－２４h后流出清水，此时即可连续抽水。如果较混浊，泥砂含量大，应查找原因。（6）基坑内明沟排水的施工方法：土方开挖至设计标高后，在基底周边距基坑坡脚40cm布置一圈排水盲沟。排水盲沟深40cm，宽度40cm，在排水盲沟上每40m留一个800ⅹ800ⅹ800mm的集水井。排水盲沟底按0.5%～１％坡度向集水井找坡，盲沟内回填5-40mm的卵石。集水井采用砖砌水泥砂浆抹面。管井及集水井所抽地下水经沉淀池后排入现场内的雨水管网。（7）井管封闭：井管封闭在不需要继续降水后进行，封闭时垫层下２m井管内用Ｃ20砼填实，为了加强施工缝处的防水效果，底板侧壁处用双开挖至设计标高至±0.00以下土方回填10道防水处理。如甲方另有其他用途，井管不再使用后，应派人做好保护工作。2、基坑开挖（1）、土方开挖前，应详细调查基坑开挖范围及周边运输道路、邻近建筑、地下埋设物、古墓、旧人防地道、电缆线路、上下水管道、煤气管道等地下构筑物的情况。有针对性的采取安全措施，清除施工区域内的地面及地下障碍物。对废弃的可直接挖除，对于未废弃尚在使用的，须密切