某多层框架门诊楼深基坑支护设计方案含计算书 施工组织.docx
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某多层框架门诊楼深基坑支护设计方案含计算书施工组织
某市***医院门诊楼
基坑支护
设计方案及施工组织
项目负责:
审定:
审核:
***工程勘察有限责任公司
年月日
一、支护设计计算
1、工程概况
拟建乌兰察布***医院门诊楼位于乌兰察布***医院住院楼西北侧。
地下一层,主楼地上十层、裙楼地上五层,框架结构,基坑开挖平均深度5.7米(从自然地面算起),筏板基础,地下室为钢筋砼框架剪力墙结构。
根据设计单位提供的基础图显示,基坑开挖深度为自然地面以下-5.7m。
根据勘察单位提供的《乌兰察布***医院门诊楼及行政办公楼岩土工程勘察报告》显示,该建设场地(从自然地面算起)处基础持力层为泥岩及玄武岩层,由于基坑开挖较深,根据场地周围情况,必须对该场地进行边坡支护。
基础施工到±0.00时,及时回填,消除临近建筑物(构筑物)及坑壁安全隐患。
2、周边环境
基坑四周临近建筑物(道路)情况统计表
方位
邻近建(构)筑物
层数
结构型式
基础型式
距离(m)
北侧(Ⅰ区)
--
--
--
--
--
北侧(Ⅱ区)
施工料场
--
--
--
1.0m
东侧(Ⅰ区)
--
--
--
--
--
东侧(Ⅱ区)
施工临建
2
钢架
独立
3.4m
南侧(Ⅰ区)
--
--
--
--
--
南侧(Ⅱ区)
门诊楼
1
框架
筏板
1.0m
西侧(区)
--
--
--
--
--
注:
以上距离均为基坑上口距离邻近建(构)筑物距离。
Ⅰ区地面综合超载10KPa,Ⅱ区地面综合超载30KPa。
1.0倍基坑深度以外邻近建(构)筑物不考虑对边坡安全稳定的不利影响,超载按0.0KPa考虑。
3、工程地质和水文地质条件
3.1、场地工程地质条件
根据勘察单位提供的《乌兰察布***医院门诊医技综合楼及行政办公楼岩土工程勘察报告》显示,场地内地下土层详细摘述如下:
①杂填土:
杂色,稍湿,松散,主要由粉土及砂砾组成,含碎石、碎砖、煤灰、水泥底板等建筑垃圾,平均厚度2.5米。
②砾砂:
黄色、黄褐色,稍湿,稍密,平均层厚2.6米。
③泥岩:
黄色、黄褐色,可塑—硬塑,平均层厚3.0米。
3.2、场地水文地质条件
钻探资料分析:
该场地地下水稳定水位-7.5m(勘察期间)。
但第②层砾砂在雨季将成为含水层,渗透系数可按30m/d考虑,故施工时应考虑降排水措施。
3.3、基坑支护设计参数的选取
根据勘察报告提供的土样试验结果,结合呼和浩特市基坑支护设计经验,基坑支护设计参数综合选取如下表:
基坑岩土参数综合取值表
层号
名称
平均厚度
m
容重γ
(kN/m3)
粘聚力C
(kPa)
内摩擦角φ
(°)
钉土极限标准摩
阻力qsik(kPa)
锚索土极限标准摩
阻力qsik(kPa)
1
杂填土
2.8
18
8.0
15.0
20.0
20.0
2
砾砂
3.1
20
0.0
38.0
140.0
220.0
3
泥岩
3.0
20
21.0
23.0
80.0
80.0
注:
设定基坑侧壁四周超载:
Ⅰ区地面综合超载10KPa,Ⅱ区地面综合超载30KPa。
4、方案比较及支护原理
4.1、方案论证
近几年来,我国城市化进入了一个新的发展时期,作为城市化产物之一的高层建筑越来越多,且高度越来越高,相应基坑开挖深度也越来越大,而许多高层建筑物又是在密集的建筑群中施工,场地狭窄,深基坑不可能放坡开挖,必须支护,并且临近常有必须保护的永久性建筑及市政公用设施,对基坑稳定和位移的控制要求很高,故需要采用安全、可靠、经济合理的支护措施对基坑进行支护。
华北地区技术比较成熟的护坡方式有排桩(或桩锚)、地下连续墙、钢板桩、喷锚支护、土钉墙等支护类型,地下连续墙、钢板桩多用于深大基坑且地下水丰富又不宜降水的地区,但其造价远远高于排桩支护模式,同时其工期相对较长,且采用大型机械对场地有一定要求;而排桩、喷锚、土钉墙支护是一种施工工艺成熟、工期相对较短、造价较低的支护形式,且具有稳定性高、施工界面美观的特点,故在基坑支护中被广泛应用。
基坑工程主要包括基坑围护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程;基坑围护体系造价高,又是临时性结构,在地下工程施工完成后,基坑围护体系就不在需要。
所以决定了基坑工程具有下述特点:
(1)、围护体系是临时结构,安全储备较小,具有较大的风险性;
(2)、基坑工程具有很强的区域性;
(3)、基坑工程具有很强的个性;
(4)、基坑工程综合性强;
(5)、土压力的特点;
(6)、基坑工程具有较强的时空效应;
根据拟建建筑物的结构特点、场地条件及周边环境,充分考虑后续施工用地及场地情况,遵循在保证安全的前提下尽可能降低造价,缩短工期的原则,并最大可能的减小回填量。
我们针对本场地的环境条件设计二种支护模型(土钉墙、土钉墙+锚索)对本工程进行支护,详细分区见基坑支护平面示意图,方案如下:
Ⅰ区坡段采用土钉墙(1:
0.2)支护;Ⅱ区坡段采用土钉墙+锚索(1:
0.2)支护。
4.2、基坑侧壁安全等级
考虑到上述基坑特点,按照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99),基坑侧壁安全等级划定:
Ⅰ区安全等级为三级,Ⅱ区安全等级为二级。
4.3、土钉墙、土钉墙+锚索联合加固机理
土钉支护技术是一种先进的新型岩土加固技术,它充分利用原状土体自身的承载能力,通过密布土钉及压力注浆,彻底改善加固区原状土体的力学性能,在边坡原状土体中形成加固区(土钉墙)以抵抗不稳定的侧向土压力。
边坡加固施工紧随开挖,迅速封闭开挖面,使得因开挖造成的土层应力释放得到及时控制,从而使边坡土体变形也得到有效控制;用土钉将不稳定的土压力引入深层土体中,借助稳定土层自身的承载力,提供有效的锚固力来平衡土压力。
从而形成一种先进的深层承载力主动支护体系,与土体共同作用,充分发挥土层能量,提高边坡土层的整体性、自身强度和自稳定能力,使边坡得以稳定。
虽然土钉墙支护能使边坡土体变形得到有效控制,但土体变形总会发生。
为了降低土体变形,还需在基坑侧壁土钉墙关键部位竖向间隔一定距离设水平增设锚索锚拉,以减轻土体对土钉的拉剪作用,这样可增加边坡支护的效果;能够保证周边建筑物的安全稳定。
5、支护方案的选择
根据场地条件,基坑四壁采用采用土钉墙及土钉墙+锚索联合支护(详见后附设计计算书)。
6、土钉墙支护设计计算
6.1、设计计算依据
(1)《乌兰察布***医院门诊医技综合楼及行政办公楼
岩土工程勘察报告》。
(2)设计单位提供的相关设计图纸。
(3)《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-97)。
(4)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)。
(5)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。
(6)《基坑土钉支护技术规程》(CECS96:
97)。
(7)《土层锚索施工技术规程》(CECS22:
90)。
(9)《深基坑支护设计与施工》(中国建筑工业出版社)。
(10)《岩土工程师手册》(人民交通出版社)。
(11)《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18—96)。
(12)《混凝土质量控制标准》(GB50164—92)。
(13)《锚索喷射混凝土支护技术规范》(GB50086—2001)。
(14)《工程测量规范》(GB50026—93)。
6.2、土钉墙支护设计计算
6.2.1、土钉墙设计计算遵循原则
(1)只考虑土钉的受拉作用;
(2)土钉的尺寸应满足设计内力的要求,同时应满足支护内部整体稳定性的需要。
6.2.2、土钉墙支护结构布置参数的初步选取
根据有关规定,结合边坡特点,初步选取参数如下:
(1)土钉层数n=2—3。
(2)锚固体孔径=10cm。
(3)锚固体水平间距Sh=1.50m,纵向间距Sv=1.50m。
(4)土钉钻孔的向下倾角θ=10—15°。
(5)边坡按1:
0.2放坡,则坡角β=78.7。
6.2.3、土钉墙支护设计及验算
边坡支护中共设2—3层土钉,土钉横向间距为1.50m,纵向间距为1.50m,第一层土钉设在自然地面下1.8m。
各层土钉的计算结果详见后附“基坑支护设计计算书”。
6.3、锚索设计计算
6.3.1、锚索设计计算遵循原则
(1)只考虑锚索的受拉作用;
(2)锚索的尺寸应满足设计内力的要求,同时应满足支护内部整体稳定性的需要。
6.3.2、锚索布置参数的初步选取
根据有关规定,结合边坡特点,初步选取参数如下:
(1)锚索道数n=1。
(2)锚固体孔径=15cm。
(3)锚固体水平间距Sh=1.50m。
(4)锚索钻孔的向下倾角θ=10°。
(5)边坡按1:
0.2处理。
6.3.3、锚索支护设计及验算
边坡支护中共设1道锚索,锚索横向间距为1.50m,第一道锚索设在自然地面下3.3m。
计算结果详见后附基坑支护设计计算书。
7、基坑Ⅰ区坡段支护设计方案
根据本工程的结构特点、场地条件及周边环境,我们认为该段基坑支护采用土钉墙(1:
0.2)支护的方式比较合理。
有效的阻止了土体局部坍塌,同时减少了土体变形,保证了周边建筑物及基坑侧壁的安全,同时减少土方挖运回填。
7.1、支护结构布置
基坑本坡段支护采用土钉墙支护结构,从上至下共设3层土钉,孔径10cm,土钉倾角10—15度,纵向间距1.50m,横向间距1.50m,呈梅花形布置,第一层土钉在地表下1.5m,各层土钉长度及锚筋规格详见下表:
土钉长度及锚筋规格表
位置
土钉墙
锚索
Ⅰ区
层数
1
2
2
--
--
--
--
锚筋规格
φ16
φ16
φ16
--
--
--
--
土钉长度(m)
6.0
6.0
4.0
--
--
--
--
注:
孔内注浆应饱满。
以上设计土钉横压加强筋1Ф12螺纹钢筋(HRB335)通长,竖压加强筋间隔4.5m1Ф12螺纹钢筋(HRB335)通长,与横压筋在土钉端部“十”或“┏”字型焊接,布置间距与土钉相同,不稳定部分增设斜向Ф14加强筋。
7.2、注浆及面层设计
7.2.1、注浆
注浆材料采用水灰比为0.50的水泥净浆,水泥采用32.5普通(或复合)硅酸盐水泥。
水泥砂浆应符合下列要求:
(1)水泥使用32.5普通(或复合)硅酸盐水泥。
(2)混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质,不得使用污水。
土钉注浆应符合下列要求:
(1)浆液配合(重量)比根据设计要求确定,一般采用水灰比0.5的水泥净浆。
(2)浆液配合比要准确,拌合要均匀,随用随拌,拌好的浆液应在初凝前用完,并严防石块、杂物混入浆液。
(3)注浆作业结束或中途停止时间较长时,应用清水清洗注浆泵及管路。
7.2.2、面层
(1)钢筋网铺设
本土钉墙面层采用钢筋网片为Ф6.5@250×250,现场扎丝绑编。
铺设钢筋网要求:
①铺设钢筋网前,应先调直钢筋。
②根据施工作业面分层分段由上向下铺设钢筋网,钢筋网之间的搭接,可采用焊接或绑扎,绑扎搭接长度应不小于30倍钢筋直径;焊接的搭接长度应不小于10倍钢筋直径;坡面上下段钢筋网搭接长度应大于300mm。
③钢筋网宜随壁面铺设,但距基坑侧壁岩土面一般不宜小于4cm。
④钢筋应压在土钉锁紧装置下面,并与锁紧钢筋焊接成一体。
⑤边壁上的钢筋网宜延伸至地表面,其长度不应小于1m。
(2)喷射混凝土
面层喷射C20细石混凝土,分两层喷射(如施工条件允许可一次喷射),厚度80mm。
坡顶喷射混凝
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