湖南中天基坑支护设计说明813Word格式.docx
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基坑中部东侧距地下室范围线10.4m处有一下水井,井底埋深约4.5m,该下水井连接横贯万家丽路下水道。
4、南侧为空地,有一栋18层房屋,地下室范围线至该建筑的最小垂直距离为48.8m,距离一临时道路约30.3m,对基坑基本上无影响。
综上所述,基坑场地总体周边环境一般。
4工程地质条件
4.1地形地貌
勘测场地位于湘江Ⅲ级阶地,海拔高程在48~62m之间,由于经历较长年代的风化剥蚀,阶地岗丘化明显,原始地形总体地势为西高东低。
由于城区建设,场地中部及东面万家丽路已填挖填平,目前地貌单元主要为荒地、丘坡及水塘。
4.2地层结构
由湖南省电力勘测设计院提供的勘测报告,场内上部覆盖层为白沙井组网纹状粘土和残坡积粉质粘土层,下伏基岩为白垩系神皇山组泥质粉砂岩。
根据地基土的岩性特征、成因类型及物理力学性质,将场地内地层自上而下分为9层,按新老顺序描述如下:
①素填土(Q4ml):
棕红~黄褐色,主要由粘性土、少量的碎石土组成,未经压实,松散且不均匀,在地下水位以上,粘性土呈硬塑状态;
在地下水位以下,粘性土常常呈软塑甚至可塑状态。
局部存在有少量的建筑垃圾。
堆填时间少于10年,厚度1.20~6.6m,广泛分布于场地各处,其中北侧相对较厚,层底高程为47.19~54.18m。
②-1淤泥(Q4h):
黑色、灰黑色,流塑,饱和,含有机质,具腥臭味,仅于2号孔发现。
厚度1.5m,层底高程为48.75m。
②-2淤泥质土(Q4h):
黑色、灰黑色,流塑,饱和~很湿,含有机质,具腥臭味,主要分布于北侧、东侧原鱼塘等低洼地带。
厚度1.0~2.5m,层底高程为45.47~47.60m。
③粉质粘土(Q4pl+dl):
棕黄~灰黄色,硬塑状态,稍湿,含少量Fe、Mn质,局部含砾石,洪坡积,主要分布于场地西北侧,厚度1.2~2.80m,层底高程为45.98~47.55m。
④粉质粘土(Q4al):
棕红色,硬塑状态,稍湿,含多量高岭土和少量浅黄色粉土团块,场地内广泛分布,厚度0.6~6.1m,层底高程为47.0~54.50m。
⑤卵石(Q2al):
中密状态,局部密实,卵石主要成份为脉石英、硅质岩、石英砂岩,含多量砾砂和粘性土,亚圆形,中等磨圆度,一般粒径2~5cm,最大粒径8cm,场地内分布范围较广。
厚度0.6~1.5m,层底高程为44.25~53.60m。
⑥粉质粘土(Qel):
暗红色~紫红色,硬塑状态,稍湿,多见原岩铁锰质渲染的结构面,混少量粉砂团块,残积成因,主要分布于东侧泥质粉砂岩顶部。
层厚1.3~1.7m,层底高程为46.25~51.28m。
⑦泥质粉砂岩(K):
暗红色,全风化,似中密粉砂状。
含少量粘粒成分,呈透镜体分布,仅在11号孔出现。
厚度1.4m,层底高程为51.28m。
⑧泥质粉砂岩(K):
暗红色~紫红色,强风化,主要呈碎块状、土状,场区内普遍分布,厚度为0.2~1.9m,层底高程为43.30~50.60m。
⑨泥质粉砂岩(K):
暗红色、紫红色,中等风化,风化系数Kf=0.57,中厚层~厚层,泥质胶结,岩体较完整,饱和单轴抗压强度frc标准值为2.80MPa,软化系数Kd=0.16,属极软岩石,矿物成份主要为长石,泥质含量较高,敲击声较沉闷。
遇水容易软化、崩解,失水则沿层理面干裂。
岩芯多呈柱状、短柱状,岩芯采取率大于90%,场区内普遍分布,层顶标高为44.18~49.68m。
5水文地质条件
勘测场地地下水类型主要为第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水。
勘测期间,地下水位标高一般在49.50~53.20m。
第四系松散层孔隙水的含水介质主要是松散填土以及砂层和砂砾石层,水量比较丰富。
粉质粘土层含水量甚微。
基岩裂隙水含水介质主要是强风化层~中等风化岩石层中的风化裂隙,由于风化岩体遇水后更易软化,从而堵塞通道,使其连通性很差,加上白垩系地层受构造影响少,岩体完整,因此,风化基岩中含水量也较少。
地下水主要受大气降水及城市生活和工业用水补给,通过蒸发和地下径流向低处最终流向湘江河排泄。
雨季地下水位上升,旱季水位下降。
6基坑支护结构设计
6.1计算参数
根据岩土工程勘测报告、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2011)及地区经验综合确定各岩土层力学性质参数见表6.1-1。
各岩土层力学性质参数表表6.1-1
岩
土
编
号
名
称
天然
含水
量
ω
(%)
重度
极限摩阻力标准值
(kPa)
承载力特征值fak(kPa)
直剪(快剪)
根据土工试验
根据标贯
击数
推荐值
内摩擦角φq(度)
粘聚力
Cq(kPa)
①
素填土(松散)
—
19.7
16
8
15
②-1
淤泥(流塑)
16.8
10
4
②-2
淤泥质土(流塑)
18
③
粉质粘土(硬塑)
21.0
53
250
220
45.4
④
23.6
20.3
68
260
420
14.0
44.9
⑤
卵石(中密)
21.5
90
500
35
⑥
23.5
20.6
73
15.8
45
⑦
泥质粉砂岩(全风化)
20.5
75
480
400
20
⑧
泥质粉砂岩(强风化)
110
600
30
⑨
泥质粉砂岩(中等风化)
23.0
150
1100
注:
卵石及风化岩与锚固体极限摩阻力标准值根据《建筑边坡工程技术规范》进行取值。
根据基坑对周边环境及地下结构施工的影响,确定本工程基坑侧壁安全等级为一级,基坑重要性系数γ0=1.10。
6.2结构设计
本基坑设计采用理正深基坑支护6.5软件进行计算。
根据场地的工程地质条件及周边环境情况,确定该基坑支护采用土钉墙支护形式。
由于基坑四壁岩土性质变化较大,因此针对不同岩土性状对各段分别进行设计。
6.2.1土钉墙设计
6.2.1.1分段设计说明
(1)西侧壁(AD段)
分两级支护,分级处设1.5m宽平台。
标高47.55m以下采用1:
0.268放坡,47.55m以上按1:
0.3/1:
0.4进行放坡,采用土钉墙,共设7排土钉,土钉水平和竖直间距均为1.50m,设计土钉长为6.0m和9.0m。
(2)南侧壁(BE段)
0.4进行放坡,采用土钉墙,共设5排/6排/7排土钉,土钉水平和竖直间距均为1.50m,设计土钉长为6.0m和9.0m。
(3)东侧壁(EF段)
分三级支护,分级处设1.5m宽平台。
标高50.30m以上为第一级(原有坡面),对原有坡面进行整体稳定验算,安全系数满足要求,因此保持原坡面不变(1:
1.33),喷素混凝土进行护面;
47.55m~50.30m为第二级,按1:
0.4进行放坡,47.55m以下为第三级,采用1:
0.268放坡,采用土钉墙,共设5排土钉,土钉水平间距为1.50m,竖直间距为1.50m,设计土钉长15.0m。
(4)北侧壁(AF段)
①A点往东18.0m范围内采用两级支护,分级处设1.5m宽平台。
0.3进行放坡,采用土钉墙,共设7排土钉,土钉水平间距为1.20m,竖直间距为1.50m,设计土钉长为15.0m。
②其他部位采用三级支护,分级处设1.5m宽平台。
标高50.30m以上为第一级,47.55m~50.30m为第二级,按1:
0.4进行放坡;
47.55m以下为第三级,采用1:
0.268放坡;
采用土钉墙,共设8排土钉,土钉水平间距为1.00m,竖直间距为1.20m,设计土钉长15.0m。
6.2.1.2结构设计
(1)土钉:
孔径φ100,杆体材料为C25(HRB400)、C28(HRB400)螺纹钢,注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆,其强度不低于20MPa,土钉与水平面夹角为15°
。
(2)网喷:
厚100,强度C25,水灰比不宜大于0.45。
钢筋网采用φ8@200×
200双向网片,土钉处设置加强筋,钢筋网钢筋绑扎搭接长度不小于300。
钢筋网位于面层厚的中间,土钉必须与钢筋网焊接牢靠。
(3)素喷护坡:
6.3排水措施
根据岩土工程勘测报告提供的水文地质条件,对基坑四周岩土性质进行分析,地下水类型主要为第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水,粉质粘土及粘土层含水量甚微,风化基岩中含水量也较少。
基坑底部为风化基岩基本上不含水,松散填土层透水性强,雨季期间少量含水但不是稳定含水层,砂层和砂砾石层含水但土层厚度不大,其中:
西侧大部分土层不含水,局部含水段标高为52.02m~53.58m;
南侧大部分土层不含水,局部含水段标高为46.2m~47.2m;
东侧含水段标高为44.6m~45.72m;
北侧大部分土层不含水,北侧含水段标高为44.6m~46.87m。
综上所述,根据岩土土质情况,基坑内采用明沟+集水坑的方式排水,坡面局部设置泄水孔,排除土层中含水;
基坑顶部设置截水沟+集水井的方式排水。
本基坑施工过程中排水措施如下:
(1)施工场区内临设用水区必须作硬化地坪及排水处理。
对基坑边出现的裂缝应及时做必要的填补,严防地表水的渗漏。
(2)基坑底距离基坑底边线300mm及过渡平台处设置排水沟,排水沟截面尺寸300×
150(宽×
高),其中高150为最小尺寸,排水坡度为0.5%,侧壁及底板厚度均为100,采用C20素砼;
基坑四角及东侧靠近下水井处设800×
800×
800的集水井,共5个,侧壁及底板厚度均为100,采用C20素砼;
基坑内积水采用潜水泵及时抽出,排入坡顶截水沟内,最后排入东侧下水井中。
(3)坡顶须做成向外的横坡,横坡不小于5%,以免雨水流进坑内,根据实际情况,需要在坡顶设置500宽截水沟,排水坡度为0.5%,截水沟截面尺寸500×
300(宽×
高),其中高300为最小尺寸,并在东侧靠近下水井处设800×
800的集水井1个,侧壁及底板厚度均为100,采用C20素砼;
南侧场地地势较低,可采取土层局部填高方式;
集水井内积水采用Φ600钢筋混凝土管接入东侧下水井中。
7施工注意事项
7.1土钉施工
(1)土钉成孔孔径不小于设计孔径。
土钉成孔范围内存在地下管线等设施时,应在查明其位置并避开后,再进行成孔作业。
(2)坑内阳角处土钉施工时,不同方向的二组土钉施工时可适当调整角度防止其交叉。
(3)为保证杆体居中,土钉每隔2.0m设置一个对中支架。
(4)土钉注浆体采用纯水泥浆或水泥砂浆,其强度不低于20MPa,水灰比不宜大于0.45,注浆压力0.4~0.6MPa(低压)或1~2MPa(高压),注浆必须饱满。
7.2喷射混凝土施工
(1)喷射砼应分段分片进行,同一段内喷射顺序应自下而上,一次喷射厚度为50mm。
(2)喷射砼时,喷头与受喷面应保持垂直,距离宜为0.6~1.0m。
(3)在土钉部位,应先喷土钉下方,再喷土钉上方。
(4)喷射时控制好水灰比,保持混凝土表面平整、湿润光泽、无干斑及滑移流淌现象。
(5)钢筋网应在喷射一层砼后铺设,钢筋保护层厚度不宜小于20mm。
(6)喷射混凝土的其它要求参照《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)。
7.3土方开挖技术要求
(1)土钉墙施工必须按分层开挖的作业顺序进行施工,每步开挖深度应与土钉的竖向间距相对应。
在完成上层作业面的土钉与喷射砼以前不得进行下一层深度的开挖。
只有当上层土钉注浆体及喷射砼层达到设计强度的70%后方可进行下层土方开挖及下层土钉施工。
(2)在机械开挖后,应辅以人工修整坡面,坡面平整度的允许误差为±
20mm,在坡面喷射砼前应清除坡面虚土。
(3)土方分层开挖深度应低于土钉位置500mm,不得超挖和欠挖。
7.4其它
(1)施工顺序严格按照《建筑基坑支护技术规程》6.4.3条执行。
(2)基坑周边严禁超载。
基坑在开挖和使用过程中,基坑周边行车和堆载应严格控制在设计荷载允许范围内,严禁超载。
8基坑支护应急预案
(1)如果开挖过程中发现支护结构位移较大或地面沉降较大,超过设计警戒值,应及时回填土方;
监理单位应马上下达停工令,召集施工单位、设计单位、业主等召开现场会,分析造成位移偏大的原因,制定加固方案。
(2)只要发生超出设计报警值的变形,就必须对支护结构和周边建筑物加密观测,实时报告变形、位移情况。
(3)如基坑内水量较大,地下水下降困难,可增设集水井或深井。
9工程质量检验
(1)应对土钉的抗拔承载力进行检测,土钉检测数量不宜少于土钉总数的1%,且同一土层中的土钉检测数量不应少于3根,抗拔承载力检测值不应小于土钉轴向拉力标准值的1.2倍;
检测土钉应采用随机抽样的方法选取;
检测试验应在注浆固结体强度达到10MPa或达到设计强度的70%后进行;
当检测的土钉不合格时,应扩大检测数量;
(2)应对土钉墙面层喷射混凝土进行现场试块强度试验,每500m2喷射混凝土面积试验数量不应少于一组,每组试块不应少于3个;
(3)应对土钉墙的喷射混凝土面层厚度进行检测,每500m2喷射混凝土面积检测数量不应少于一组,每组的检测点不应少于3个;
全部检测点的面层厚度平均值不应小于厚度设计值,最小厚度不应小于厚度设计值的80%。
10基坑监测方案
10.1监测目的
(1)根据监测结果,发现可能发生危险的先兆,判断工程的安全性,防止工程破坏事故的发生,采取必要的工程措施;
(2)基坑在开挖及维护期间,必须采用信息施工法进行施工。
以基坑监测的结果指导现场施工,进行信息化反馈优化设计,使设计达到优质、安全、经济合理、施工快捷;
(3)为设计人员提供准确的现场监测结果使之与理论预测值相比较,用反分析法求得更准确的设计参数,修正理论公式,不断地修改和完善原有的设计方案,以指导下阶段的施工,确保地下施工的安全顺利进行。
10.2监测内容
根据设计要求及本工程特点,确定本工程的监测对象为:
基坑支护结构、场地地下水、周边邻近建筑(西侧两层房屋及已建建筑物)、周边邻近道路及管线。
依据本工程基坑支护设计方案,本基坑类别为一类。
根据《建筑基坑支护技术规程》、设计要求及本地区工程经验确定本基坑工程的监测的内容和项目如下:
10.2.1仪器监测
(1)基坑顶部水平位移和竖向位移;
(2)支护结构外侧土体深层水平位移;
(3)土钉内力;
(4)地下水位(坑外);
(5)周围邻近建筑及道路;
(6)周边管线。
10.2.2巡视检查
作为仪器监测的补充,本基坑工程整个施工期内,将作巡视检查。
(1)巡视检查内容
①支护结构:
支护结构的成型质量;
围护墙后土体有无裂缝、沉陷及滑移;
基坑有无涌土、流砂。
②施工工况:
基坑开挖后暴露的土体与岩土工程勘察报告有无差异;
基坑开挖分层高度,开挖长度是否与设计工况一致,有无超长、超深开挖;
基坑场地地表水、地下水排放状况是否正常;
基坑周围地面堆载是否有超载情况。
③周边环境:
地下管线有无泄漏,电缆有无破损;
基坑周边建(构)筑物、道路、地下设施及地面有无变形、开裂。
④监测设施:
基准点、测点有无破坏现象;
有无影响观测的障碍物;
监测元件的保护情况。
(2)巡视检查方法和记录
主要依靠目测,辅以锤、钎、量尺、放大镜等工器具以及摄录像机进行。
每次巡视检查应对自然环境(气温、雨水、洪水的变化等)、基坑工程检查情况进行详细记录。
如发现异常,应及时通知施工和监理等单位相关人员。
巡视检查记录应及时整理,并与当日监测数据综合分析,以便准确地评价基坑的工作状态。
10.3监测内容
10.3.1基准点、监测点的布设
(1)本基坑工程监测拟埋设基准点3个,用于监测工作基点的变形,分别埋设于远离基坑5倍开挖深度之外稳定、可靠地点,编号为JZ1~JZ3;
在远离基坑外侧相对稳定的地方设置水准及水平位移工作基点3个,编号为G1~G3。
其中水平位移基点在监测过程中应定期校核。
水准基准点采用不锈钢水准标志,设置在稳定的建筑物上;
或采用混凝土普通水准标石,设置在稳定可靠的地点。
工作基点采用位移测墩,并有强制归心装置,对中误差不超过±
0.1mm。
水准标志和位移观测墩做法符合《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007)的规定。
(2)基坑顶部水平位移及竖向位移测点布置:
在基坑顶部每隔15m左右布置1个水平观测点,共布设27个观测点,编号为W1~W27;
;
竖向位移监测点共设11个,编号为C1~C11,利用水平位移监测点。
观测标志采用钻孔埋置钢筋标石,地下埋深不小于0.5m,地面用水泥方墩保护。
(3)深层土体水平位移监测点布置:
按照设计要求,在基坑四周共布设10个深层水平位移观测孔,编号为CX1~CX10。
测斜孔高度与地面高度相当,孔深20.0米。
埋设方法:
在指定位置利用钻机成孔至设计深度,在孔深范围内每隔0.5m设一测点,将测斜管逐节压入孔中,并保证测斜管各段的导槽相互对准、顺畅,各段接头及管底应密封,并使测斜管的一组导槽与支挡墙位移方向保持一致;
将清水注入测斜管内,防止其上浮,并用泥球密实填充测斜管与钻孔之间的空隙。
(4)坑外地下水位测点布置:
沿基坑周边支挡结构外侧关键部位布置8个地下水位观测孔,主要用于对地下水的监测,埋设深度16.0m,编号SW1~SW8。
埋深方法:
用钻机成孔至设计深度,将管底加盖的水位管放入孔内。
水位管与孔壁间用干净细砂填实至离地面约0.5m处,再用粘土封填,以防地表水渗入。
水位管应高出地面200mm,并用盖子盖好孔口。
(5)周边道路及建筑物竖向位移监测点布置:
基坑西侧邻近的两层房屋(项目部)及A、B两栋新建住宅楼共布设竖向位移监测点10个(部分利用地面位移监测点),编号为CA1~CA4、CB1~CB2、CD1~CD4;
东侧万家丽路及北侧湘府东路共布置竖向位移监测点7个,编号为CL1~CL7。
观测标志采用膨胀螺丝固定在墙上和路上。
基坑周边的临时道路及场内道路主要采用巡视检查方式进行监测。
(6)土钉内力监测:
主要布置于基坑四周的中部、阳角处和邻近有建筑物处,各监测点位置在竖向保持一致,每个开挖断面设置竖向一排。
用钻机成孔至设计长度,将焊有钢筋应力计的土钉放入孔内。
(7)管线监测:
主要采用巡视检查方式进行监测。
各类监测点布置详见监测平面布置图。
10.3.2测点的保护
基坑工程一般施工工期较长,土方开挖及机械行走不当等很容易破坏已设置的基准点和监测点。
因此,为了确保监测工作的顺利进行,测点的保护尤为重要。
常用的测点保护措施有:
(1)测点的设置方法及用材应符合规范要求;
(2)测点应设置明显的警示标识,如涂红油漆;
(3)对测斜管、水位管可采用砌墩的方式进行保护,以避免人员、机械碰撞;
(4)尽量做到文明施工,必要时现场应派专人保护测点。
10.4监测方法及精度
本基坑工程监测项目采用的监测方法及监测精度见表10-1。
监测方法及监测精度表10-1
序号
监测项目
监测方法
监测仪器
监测精度
1
基坑顶水平位移
小角度法
全站仪
≤1.5mm
2
基坑顶竖向位移
水准测量
水准仪
≤0.5mm
3
深层土体水平位移
测斜仪
测斜仪系统精度不宜低于0.25mm/m
坑外地下水位
水位计
不低于10mm
5
周边道路及建筑物竖向位移监测
6
土钉内力监测
钢筋应力计
频率计
0.5%F·
S
10.5监测期和监测频率
在每个测试项目受基坑开挖施工影响之前,必须测得各项目的初始值。
本工程的监测期限为土方开挖至地下工程完成并土方回填。
现场仪器监测的项目
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