围护设计说明

1第一部分基坑围护方案设计说明一、设计范围与设计依据本设计为杭政储出【2006】2号地块项目A-19地块住宅小区基坑围护方案设计，内容包括本基坑围护工程的方案选择；围护结构的受力分析、稳定性分析；围护工程的施工要求；围护结构设计图；基坑开挖现场监测；应急措施等。本基坑围护工程的设计依据为：（1）本工程总平面图；（2）《杭州市拱墅区A-19-A地块岩土工程勘察报告(详细勘察)》；（3）本工程地下室有关结施图；（4）中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)；（5）浙江省标准《建筑基坑工程技术规程》(J10036-2000)；（6）中华人民共和国行业标准《建筑基坑工程技术规程》(YB9258-97)；（7）《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)；（8）《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)；（9）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）（10）其他有关规范、规程二、工程概况杭政储出【2006】2号地块项目A-19地块住宅小区位于杭州市登云路与小河路叉口东南侧，该工程设一层地下室，采用预应力管桩基础。本工程±0.000相当于黄海高程5.050m。东侧场地自然地坪取5.35m，即相对标高+0.30。其余各侧场地自然地坪取4.15m，即相对标高-0.90。。车库位置开挖面按周边地梁底考虑，主要计算开挖面标高为-6.70，则计算开挖深度为5.80米；主楼位置开挖面按承台底考虑，主要计算开挖面标高为-7.45，则计算开挖深度6.55米；属二级基坑。三、周边环境基坑东侧为绿化带，绿化带外为京杭大运河，该侧围护桩中心线距离运河约32.5米。南侧为待建场地，围护围护桩中心线距离用地红线最近约2.5米。基坑西侧为小河路，围护桩中心线距离用地红线最近约5.6米。小河路下埋有给水管道、雨水管道、污水管道及弱电管线。基坑北侧为本工程待建场地，目前为空地。基坑周边环境详见基护-0。四、岩土工程条件1、工程地质条件本基坑涉及的土层主要为：1-1杂填土：杂色，松散，主要成份为粘性土，混建筑垃圾，以碎块石、碎砖块为主，偶见砼构建。揭示厚度0.60~4.00m。分布于全场地。1-2素填土：灰，松散，主要成分为粘性土，含有大量植物根系及有机质，局部含碎石。揭示厚度为0.30~2.80m。分布于地表，局部缺失。2-1粘质粉土，灰黄色，稍密，饱和。局部夹粘性土薄层。摇振反应迅速，无韧性。含有云母碎屑。该层揭示厚度0.50~3.40m。局部分布。2-2粘土夹粉土：灰黄色，底部渐变为灰色，软塑，饱和。切面光滑，2干强度高，韧性强。揭示厚度为0.40~3.20m。局部缺失。3淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，饱和。切面光滑，干强度和韧性高。含有机质及腐植残骸。揭示厚度10.40~24.40m。局部可见粉土薄层。全场分布。2、水文地质条件场地浅部地下水为孔隙水，主要赋存于浅部粘土和淤泥质土层中，地下潜水分布广泛，主要受大气降水补给，水位动态变化受季节影响大，勘察期间测得场地地下水前水位埋深0.30~1.80m，水位标高2.65~4.37m（85国家高程）。据区域资料，地下潜水位变幅0.5~1.5m，据水质分析资料，地下潜水对钢筋混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。3、各土层主要物理力学参数岩土工程勘察报告提供的本基坑围护涉及各层土的主要物理力学参数见下表所示。括号内为对勘察报告提供的力学参数进行折减后的值。1-1、1-2的参数为工程经验值。表1各层土的物理力学性质参数表层号岩土名称天然重度kN/m3粘聚力(固快)kPa内摩擦角(固快)度含水量%液性指数渗透系数cm/sKvKh1-1杂填土(18.0)(8)(12)1-2素填土(18.0)(8)(12)2-1粘质粉土19.524.012.528.21.0E-52-2粘土夹粉土19.5201826.20.6561.0E-73淤泥质粉质粘土17.814（11.2）10（8）41.21.1781.2E-6五、围护方案选择综前所述，本基坑工程的特点是：(1)本基坑开挖深度范围土层上部主要为杂填土、素填土、粘质粉土，土性较好；下部为淤泥质粉质粘土土性较差。（2）基坑东侧绿化带自然地坪较高，其余三侧自然地坪较低。(3)基坑东侧、南侧、西侧距离用地红线较近，场地较紧张；北侧为工程待建场地，场地开阔。根据基坑开挖深度、地质情况以及周边环境，可供选择的围护形式主要有：(1)桩加混凝土水平支撑；(2)桩加斜支撑；(3)放坡及土钉墙。基坑东侧，由于外侧绿化带自然地坪高，计算深度深。经计算，考虑采用桩加支撑形式。基坑南侧，开挖深度较浅，可考虑采用桩加斜支撑形式。由于东南角、西南角，距离A#、B#主楼位置较近，若采用桩加斜支撑形式，需要在主楼中留施工缝，存在较多问题，故在东南角、西南角采用桩加混凝土水平支撑，南侧其余位置采用桩加斜支撑形式。基坑西侧，外侧距离小河路较近。且西北角为本工程的主入口，需考虑施工车辆的通行，故基坑西侧及西北角采用桩加混凝土水平支撑形式。基坑北侧，场地开阔，除东北角、西北角之外部分，可采用放坡卸土结合土钉墙形式。考虑到本工程工程桩为预应力管桩，需加以保护，故增设两排水泥搅拌桩，增强坡面的稳定性。总上所述，本基坑采用桩加混凝土水平支撑、桩加斜支撑、放坡卸3土及土钉墙等多种形式。根据土层特性，桩围护部分的止水帷幕采用连续搭接的一排水泥搅拌桩墙。围护结构详见基护图纸。六、围护施工说明基坑围护施工说明如下：1．场地修整。本场地地坪设计标高为-0.30，若高出部分应进行卸土平整。2．止水桩、围护桩的施工。先施工止水桩，后施工钻孔灌注桩。钻孔灌注桩采用跳打，应确保钻孔灌注的桩身质量，防止出现桩身缩径、裂缝、断裂等现象。如杂填土中障碍物，应先清除以确保止水桩的有效搭接。围护桩养护。3．设置排水沟、各监测点。4．采用放坡开挖剖面，土方分层、分块开挖，开挖后应及时修坡，修坡后应在12小时内完成挂网喷浆护坡，严禁开挖面长时间暴露。不同开挖面交接处高差不得超过1.5米。5．5-5、6-6、7-7剖面位置土方开挖至-1.10，浇捣冠梁。6．1-1~4-4剖面位置土方开挖至-2.70，浇捣冠梁、腰梁、支撑。7．围护桩强度达100％设计强度，支撑系统达80％设计强度后，基坑内分层、分块、并尽量对称挖土。挖土过程中要注意保护水平支撑、竖向立柱，竖向立柱附近开挖土方的高低差不得大于1.5m。8．坑底最后30cm土方应采用人工挖土。挖一块，素砼垫层随后马上施工一块。垫层浇至围护桩边。承台应跳挖，挖到底后立即抢作素砼垫层。9.1a-1a剖面围护桩支护部分围护桩与施工缝之间的土方为保留梯形土，只有在斜支撑设置好后，才能挖除该部分土方。支撑采用梯形土中开槽设置。10．基础应尽快施工，基础与围护桩之间的空隙用C20素砼浇捣填实，形成传力带。11．待基础强度达100％后，拆除支撑。本围护结构体系不允许用作塔吊基础，塔吊基础应事先进行专门设计。基坑外场地堆载应控制在15kPa以内。泵车等机械通过或停放的位置应铺设路基箱板或钢板，泵车位置、出土口位置可根据实际情况做适当加固处理。场地四周围墙用轻质材料作防护以减轻地面荷载。施工单位应根据以上说明作详细的施工组织方案，经有关单位认可后方可实施。七、基坑降水措施基坑外四周设300×300砖砌排水沟，以排（截）除地表水及基坑内抽取的水。每隔30米，设一个沉淀池，排水沟的水经沉淀池沉淀后排向下水管道，严禁直接排到地下，防止回灌基坑。因此，本场地若无下水管道，应建立临时排水管。八、基坑现场监测1、监测目的为确保基坑开挖的安全和本工程地下结构施工的顺利进行，应对整个4施工过程进行监测。通过现场监测可达到校正、修正设计和指挥现场施工的目的。2、监测内容监测内容、监测点的具体位置详见基护图。3、监测要求①在施工前，先了解掌握监测对象的情况，如对周边道路裂缝等有必要记录、拍照存档。土方开挖前应取得监测的原始数据。②观测数据一般应当每天填入规定的记录表格，并及时提供给有关单位。③每天的数据应绘制成相应曲线。根据其发展趋势分析整个基坑的稳定情况，以便及时采取安全措施。④如监测发现异常情况，应及时通知相关单位。⑤监测预警值：详见基护图。九、应急措施基坑开挖施工过程中若发现异常情况应及时通知有关人员，以便及时采取应急措施。施工现场应备有应急措施的材料及设备，如砂袋、钢管、钢筋、水泥、注浆机、发电机、潜水泵等施工机具。以下应急措施谨供参考：1．如地面出现裂缝，应及时灌浆修补，防止地表水渗入。2．发现土体位移过大，或变形速率过快时，应停止相应范围土方开挖，必要时回填土方，坑外适当卸土，以及设置应急支撑。3．若出现漏水情况，应马上压力注浆止水，再挂网抹浆加固止水。4．若坑底土位移过大或隆起过大，应停止开挖并立即进行压力注浆等土体加固措施，等养护后方可继续开挖。5．若发现异常现象，应及时通知有关各方，以便及时采取有效应急措施。第二部分基坑围护结构的分析计算一、分析计算的内容本基坑围护结构分析计算的内容：（1）土钉墙剖面1）稳定性验算；（2）桩围护剖面1)围护桩在不同工况下的内力及变形计算；2)坑底土体抗隆起稳定验算；3)基坑整体稳定验算；4)支护体系抗倾覆验算；5)支撑系统、立柱的内力、变形验算；6)围护桩、冠梁、支撑的配筋验算。二、计算参数的选取1、土层计算参数土层计算参数取自表1，其中C、φ值为固结快剪指标。2、坑外地面超载4-4剖面坑外场地取均布荷载25kPa。其余剖面坑外场地取均布荷载15kPa。3、计算深度本工程±0.000相当于黄海高程5.050m。东侧场地自然地坪取5.35m，即相对标高+0.30。其余各侧场地自然地坪取4.15m，即相对标高-0.90。。5车库位置开挖面按周边地梁底考虑，主要计算开挖面标高为-6.70，则计算开挖深度为5.80米；主楼位置开挖面按承台底考虑，主要计算开挖面标高为-7.45，则计算开挖深度6.55米；属二级基坑。三、土压力计算法本工程各土层的土压力计算均采用水土合算摸式，土压力分布采用朗肯土压力理论确定，不同土层，取各自的C、φ值。坑外水位取地下1米。四、计算说明及结果本工程围护结构采用北京理正《深基坑支护结构设计》软件(高级版V5.50)和上海同济启明星《深基坑支挡结构分析计算软件》（FRWSV4.0）进行分析计算。设计软件对围护桩挡土墙结构的位移及内力采用有限元方法计算，考虑分步开挖施工各工况实际状态下的位移变化，并按弹性情况考虑。其中基坑以下土的作用用弹簧模拟，弹簧刚度按“m”法模式计算。支撑的作用用刚度为K的弹簧替代。内支撑系统采用考虑支护结构、内支撑结构及土空间整体协同作用有限元的计算方法。有限元方程如下：([Kn]+[Kz]+[Kt]){W}={F}式中:[Kn]－－－－内支撑结构的刚度矩阵；[Kz]－－－－支护结构的刚度矩阵；[Kt]－－－－开挖面以下桩侧土抗力的刚度矩阵；{W}－－－－-位移矩阵；{F}－－－－－荷载矩阵。设计软件采用支护结构、内支撑结构及土空间整体协同作用有限元的计算方法对支撑系统的内力、变形进行分析计算。根据内支撑系统内力、变形计算结果，据此按《混凝土结构设计规范》中的方法并结合工程经验，对冠梁、支撑进行设计，详见基护设计图纸。计算结果附图：1-1剖面支挡结构的计算报表一、工程概况基坑开挖深度为5.8m，采用700@1100灌注桩围护结构，桩长为13.8m，桩顶标高为-1m。计算时考虑地面超载15kPa。d=0.7q=15(1-1)(1-2)(2-1)(3)hw=11.4H=5.8D=9灌注桩S=1.1m共设1道支撑，见下表。中心标高（m）刚度（MN/m2）预加轴力（kN/m）-1.4506基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。h1x0.7s45二、地质条件场地地质条件和计算参数见表1。地下水位标高为-1m。表1土层层底标高(m)层厚(m)重度(kN/m3)()c(kPa)渗透系数(m/d)压缩模量(MPa)m(kN/m4)kmax(kN/m3)1-1-0.80.81812810001-2-2.51.718128