混凝土搅拌桩围护基坑.docx
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混凝土搅拌桩围护基坑
混凝土搅拌桩(围护基坑)
围护结构设计说明
1、概况
1.1工程概况
滨海信息产业园位于塘沽海洋高新技术开发区内,紧邻滨海国际企业大道项目,建成后将成为集五星级科技商务酒店、5A级写字楼、高级公寓、信息安全产品交易中心及特色花园式企业独栋办公楼于一体的综合性信息产业园。
本项目为滨海信息产业园2#地块,西接规划海缘中路,南至规划滨宇道,东邻规划海缘东路,北至规划滨州南道。
建筑用地面积58090.6平方米。
规划总建筑面积约16.2万平方米,其中地上建筑面积约11.6万平方米,地下建筑面积约4.6万平方米。
1.2周边环境
拟建场地位于规划海缘中路,规划滨宇道,海缘东路,规划滨州南道相交范围内,场地条件开阔,管线较少。
基坑西侧为规划海缘中路,坡顶距离海缘中路边缘约4.0米,海缘中路地下约1.0米位置有1根直径分别为1.0m的排水管,排水管距离基坑坡顶最近距离为1.5米;基坑东侧为海缘东路,坡顶距离海缘东路边缘约6.3米,海缘东路地下约1.0米位置有1根直径分别为0.4m的排水管,排水管距离基坑坡顶最近距离为12.8米;基坑北侧为规划滨州南道,坡顶距离滨州南道边缘约1.8米,滨州南道地下约1.0米位置有1根直径分别为0.8m的排水管,排水管距离基坑坡顶最近距离为6.8米,另北侧距离基坑坡顶4.5m位置有一在建运营中心,运营中心基础为承台+管桩基础;基坑南侧为规划滨宇道,坡顶距滨宇道边缘约4.1米;
1.3基坑概况
本次基坑设计范围为地下一层及二层的基坑围护结构设计,本工程场地整平标高按大沽高程2.700m考虑,本工程基坑开挖深度5.570~9.470米;一级基坑长290.7米,宽129.8~194.3米,二级基坑长164.5米,宽75.05米。
2.高程系统
高程采用2008年大沽高程系,0.000m相当于大沽高程3.380m。
3.设计依据
3.1有关设计图纸及文件
1)《天津海明置业有限公司天津滨海信息安全产业园2#地块项目岩土工程勘察报告》(详细勘察阶段,天津市地质工程勘察院,2012年9月19日)
2)《天津海明置业有限公司天津滨海信息安全产业园2#地块项目岩土工程勘察报告补充资料》(天津市地质工程勘2012年10月6日)
3)天津市纳川建筑设计有限公司所提建筑、结构、周边排水管网等图;
4)《天津市建设科技委专家论证意见》(2012年11月28日)。
3.2采用的主要技术规范、规程
1)《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50009-2012)
2)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)
3)《岩土工程勘察设计规范》(GB50021-2001)(2009年版)
4)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)
5)《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-97)
6)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)
7)《建筑基坑工程技术规程》(DB29-202-2010)(天津市工程建设标准)
8)《岩土工程技术规范》DB29-20-2000(天津市工程建设标准)
9)《高层建筑岩土工程勘察规范》JGJ72-2004
10)《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
11)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)
12)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
13)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
14)《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2003/J253-2003)
15)《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107-2010)
16)《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)
现行的其他施工及验收规范。
4.主要设计原则及标准
1)基坑开挖到设计深度后的支护期限为1年
2)本工程地下室一层运营中心位置处基坑安全等级为二级,地下室一层其他位置基坑安全等级为三级,地下室二层基坑安全等级为二级。
变形应满足有关规范规定要求。
3)支护结构应满足基坑稳定要求:
不产生倾覆、滑移和局部失稳;基坑底部不产生隆起、渗透稳定问题;支撑系统不失稳。
4)支护结构构件受荷后不发生强度破坏。
5)基坑围护结构受力及变形计算采用规范推荐的竖向弹性地基梁法进行。
6)在计算中考虑地面超载的影响,超载计算取10kpa。
5.工程地质与水文地质概况
5.1工程地质概况
5.1.1场地地层分布及土质特征
本次勘察的最大孔深80.0米,所揭露的地层属第四系全新统及中更新统上段地层。
根据地质年代、成因类型及《天津市地基土层序划分技术规程》DB/T29-191-2009将勘察深度内的场地土分为9个工程地质层。
场区在勘察深度内第②层新近坑底淤积、③新近沉积洼淀冲积以及第⑤层第Ⅰ陆相层湖沼相沉积及第⑦层第Ⅱ陆湖沼相沉积层没有出露,其它各成因土层在场区均有分布。
根据各单元岩性组合特征,进一步将其分为18个工程地质亚层,现自上而下描述如下:
1、人工填土层(Qml)
素填土:
褐黄色,主要以粘性土为主,夹有机质、灰渣等杂质。
层厚为0.9~2.6米,底板标高为0.26~1.84米。
该层土填垫年限小于10年。
④、第I陆河床~河漫滩相沉积层(Q34al)
粘土:
黄褐色,可塑至软塑状态,土质不均,夹少量粉土薄层。
该层仅在19#、50#、56#孔附近缺失。
层厚0.5~1.8米,底板标高为-0.20~0.42米。
⑥、第I海浅海相沉积层
⑥1淤泥质粘土:
灰色,流塑状态,土质不均,局部夹淤泥质粉质粘土薄层。
层厚2.4~3.6米,层底板标高为-3.67~-1.98米。
⑥2粉土:
灰色,湿,中密状态,土质不均,局部夹粉质粘土薄层,含少量贝壳。
层厚1.0~2.3米,底板标高为-5.26~-3.78米。
⑥3淤泥质粉质粘土:
灰色,流塑状态,土质不均,局部夹淤泥质粘土薄层。
层厚5.8~6.9米,底板标高为-9.58米。
⑥4粉质粘土:
灰色,软塑状态,土质不均,砂粘混杂,与粉土互层状。
层厚2.0~3.8米,底板标高为-15.37~-13.28米。
⑥5粉土:
灰色,湿,中密状态,土质不均,局部夹粉质粘土薄层。
层厚0.6~1.5米,底板标高为-15.86~-14.49米。
5.1.2不良地质作用及特殊土
本场区地处平原区,不存在滑坡、崩塌、岩溶(地面塌陷)、泥石流等不良地质现象,也不属于采空区。
人工填土层:
主要由素填土组成。
素填土主要成分以粘性土为主,夹有机质、灰渣等杂质,呈松散状态,填垫年限小于10年,工程地质性质较差,该层分布于场区表层,受人类工程活动影响,厚薄不均,层厚为0.9~2.6米。
软弱土:
主要为浅海相沉积的⑥1软弱土:
主要为浅海相沉积的⑥3淤泥质粉质粘土,以流塑状态为主,局部夹淤泥。
该两层土在场地范围内分布稳定,工程地质性质较差,具高灵敏度、低强度等特点,容易发生蠕动和扰动。
5.1.3水文地质
根据勘察结果,结合区域水文资料,本场17.5m以上地下含水层属潜水类型,17.5m以下含水层属承压水类型。
潜水层受大气降水及地表水体侧渗为主要补给方式,主要以蒸发方式进行排泄,地下水位动态主要受气候、地面水体的影响,无统一的地下水流场。
该场区地下水对混凝土结构,在无干湿条件下有中等腐蚀性,其腐蚀介质为SO42-;在干湿交替作用下,有中等腐蚀性,其腐蚀介质为SO42-。
对钢筋混凝土结构中的钢筋,在长期浸水条件下,具弱腐蚀性,其腐蚀介质为Cl—;在干湿交替作用下,具强腐蚀性,其腐蚀介质为Cl—
根据区域水文地质资料及本区工程经验,本场区抗浮水位可按地表下0.4米考虑,相应大沽标高为2.40米。
5.2场地地基基础条件的分析与评价。
5.2.1场地稳定性和适宜性。
根据区域地质资料,场区范围无较大发震断裂,场地抗震设防烈度为7度,小于8度,依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第4.1.7条款规定:
可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响。
本场地浅部20.0m以上无液化饱和砂土、粉土分布。
虽存在⑥1和⑥3较厚的软弱土,但可采用桩基础消除其不利影响。
故判定本场地适宜进行本工程建设。
5.2.2场地土均匀性分析
根据勘察结果分析,该场地勘察范围内的地基土层属第四系全新统及中更新统冲积海积层。
本场区地基土在水平方向上分布相对稳定,虽部分层位工程性质略有变化(如个别层位存在地层相变及缺失现象存在等),但各主要土层层厚及顶、底板起伏不大,主要土层层面坡度小于10%。
根据室内土工试验和原位测试结果的对比分析表明,各项指标对应关系较好,离散性不大,属低变异性。
说明各土层的工程性质变化不大,各工程地质单元划分合理。
6.基坑围护结构设计
1)地下一层北侧地下变电所局部深坑及酒店性公寓C栋局部深坑采用放坡+悬壁桩,桩径0.8m,桩长11.6~15.3m,桩间距为1.2m,桩顶设置截面为0.8mx0.8m冠梁;地下一层其他位置采用二级放坡,在建运营中心位置二级坡坡率分别为1:
2、1:
3,其它位置坡坡率分别为1:
1.5、1:
2.5,两级坡中间设置1.5米平台,具体参数见图纸。
2)地下二层部分按围护桩+一道钢筋混凝土内支撑进行设计,桩径为0.8m,桩间距为1.2m,其中,A型桩桩长11.0m,B型桩桩长10.4m,C型桩桩长12m,桩顶设置混凝土冠梁,截面大小为0.8mX1.0m,冠梁位置设置一道钢筋混凝土支撑,主杆截面为0.8mx0.8m,次杆截面为0.6mx0.6m。
3)止水帷幕,桩径700mm,桩间距为500,桩长见图中要求。
采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥,材料用量和水灰应结合土质条件和机械性能等指标通过现场试验确定,水泥掺量建议按15%采用,水灰比建议按1.5~2.0采用;渗透系数小于1×107—cm/s
4)坑底、平台面和地面分别设置排水沟和集水井。
放坡坡体采用网喷混凝土面层处理的形式。
网喷面层采用100mm厚C20混凝土,配筋采用‚6@200x200的钢筋网片。
5)地下室负二层沿地下室底板后浇带,每3m布置一根I32b型钢,型钢两端在底板中锚入长度为300mm基坑定位详建筑总图。
7.施工工序
1)平整场地,施作基坑止水帷幕、局部深坑双轴搅拌桩、围护桩、临时立柱桩及临时立柱;按要求布设降水井,并按需进行降水;
2)基坑开挖,地下一层位置开挖到坑底,地下二层位置开挖到冠梁底,施作地下二层基坑冠梁及混凝土内支撑;
3)地下二层位置继续向下开挖至负二层坑底,施作结构垫层、换撑牛腿;在开挖地下二层土方地同时,施作地下一层其他位置垫层、防水及地下一层结构底板;
4)地下二层垫层及换撑牛腿达到设计强度后施作底板防水以及结构底板;
5)拆除混凝土支撑,施作结构外墙、防水至地下二层顶板底;
6)施作地下二层顶板,完成地下二层主体结构施工;
7)回填负二层肥槽,封闭地下二层与地下一层连接处防水;
8)封闭地下二层与地下一层结合处主体结构,待地下一层其它位置主体结构全部完成后,施作地下一层侧墙及地下一层顶板防水;
9)回填地下一层肥槽及板顶覆土,完成整个地下部分施工;
8.工程材料及受力构件的构造要求
1)钻孔灌注桩、冠梁和混凝土支撑的混凝土等级:
C30;围护桩表面及放坡表面采用C15网喷混凝土;
2)钢筋:
采用HPB300级(,)、HRB335级(f)、HRB400(,,)钢筋。
3)纵向受力钢筋的混凝土保护层:
钻孔灌注桩50mm,冠梁、砼支撑为30mm。
同时应满足国家及地方现行标准的规定。
4)直径大于等于20mm钢筋采用机械连接,小于20mm采用焊接或绑扎,受力钢筋锚固长度见相关规范。
其它构造要求参照有关技术规定。
9.基坑施工技术要求
9.1围护桩施工:
1)桩位偏差不应大于50mm。
2)桩身垂直度偏差不宜大于1/200。
3)钢筋笼安放就位前,必须清除孔底沉渣,桩底沉渣不大于200mm。
4)桩中受力钢筋砼保护层厚度为:
50mm,钢筋保护层偏差不宜大于20mm。
5)钢筋笼直径偏差不宜大于10mm,钢筋笼长度偏差不宜大于50mm。
6)主筋间距偏差不宜大于10mm,箍筋间距偏差不宜大于20mm。
7)排桩宜采用隔桩施工,并应在灌注混凝土24h后进行邻桩成孔施工。
8)冠梁施工前,应将围护桩顶浮浆凿除清理干净,桩顶以上出露钢筋长度应达到设计要求。
9.2土方开挖
1)基坑周边地面必须做排水沟,避免地面水流入基坑内,地面必须硬化,防止地表水渗入基坑,特别是不得在基坑周边设置如厕所、冲凉房等易漏水设施。
基坑开挖过程中,基坑内必须设置排水沟及集水井;雨季施工必须加强排水措施,防止地基土被水浸泡,确保工程安全和设备的正常运转,做到大雨后能立即复工。
2)基坑开挖必须按“分层开挖,先撑后挖”的原则施工,基坑开挖到混凝土支撑面,必须按设计图的布置先施作混凝土支撑,待混凝土支撑达到设计强度要求后才能往下继续开挖,严禁超挖。
3)基坑开挖施工时,围护结构周围的地面超载不得大于设计规定的超载限值。
4)基坑开挖到距离坑底300mm时,必须采用人工挖除,避免超挖,基坑开挖到最终基坑底面后应及时施筑接地网、垫时,必须采用人工挖除,避免超挖,基坑开挖到最终基坑底面后应及时施筑接地网、垫层。
10.检测及监测
10.1混凝土灌注桩质量检测按以下规定进行:
1)采用低应变动测法检测桩身完整性,检测数量不宜少于总桩数的20%,且不得少于5根。
2)当采用低应变动测法判定的桩身完整性为Ⅲ类或Ⅳ类时,应进行钻芯法进行验证,并应扩大低应变动测法检测的数量。
10.2本工程周边围护体应做如下现场监测。
监测点的布置应体现在基坑开挖深度2倍范围内布点的原则并成组布设,且应由专业监测单位制定、实施监测方案,该方案并需经设计单位认可,监测得到的数据必须及时提供设计单位,施工单位应根据检测数据即时调整施工进度和施工工况,确保基坑的信息化施工,监测的主要项目及频率见表一。
10.3监测报警值:
1)地下二层围护桩侧向水平位移报警值18mm,地下一层悬壁桩侧向水平位移报警值为32mm。
2)对于测斜光滑的变化曲线,若曲线上出现明显的折点变化也应作出报警处理。
3)混凝土支撑轴力报警值:
2400KN。
10.4在无数据异常和事故征兆情况下,开挖后现场仪器监测频率按《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)表7.0.3执行;在出现该规范7.0.4条文规定的情况之一时应提高监测频率;当有危险事故征兆时,应实时跟踪监测。
11.地下水控制
本工程地表潜水赋存于人工填土层中,是浅基坑工程的主要降水来源;承压水在距地面14.0m以下土层,距离坑底7m,中间主要以黏性土层和淤泥质土层作为相对隔水层。
型钢水泥搅拌桩墙深入弱透水层或不透水层。
基坑采用疏干降水并设置一定数量的观测井,降水应保证施工时地下水位位于坑底以下1m。
12.工程风险与应急预案
12.1工程主要风险
1)基坑内降水措施达不到设计和规范的要求,造成开挖过程中开挖面比较泥泞,坑内动态土坡出现局部滑坡或坡体失稳等现象。
2)基坑开挖工程中,围护桩出现局部渗漏现象。
3)基坑开挖对周边地下市政管线的不均匀沉降影响。
12.2技术对策与应急预案
1)完善坑底的排水设施,确保暴雨季节最大降雨量下排水的及时有效性。
2)施工应按设计指定施工次序进行,避免为抢工期随意开挖造成基坑体系受力变化过大,造成施工风险。
3)严格控制施工过程中土坡稳定,基坑开挖要分层分块进行。
4)加强现场监控量测,并贯穿工程实施全过程,发现问题及时解决基坑开挖对周边环境可能产生一定的影响,在开挖过程的监测中如发现周围环境中出现变化速率过快时应立即采取有效措施对其进行保护,如调整施工进度,局部进行注浆加固等。
13、施工注意事项
1)根据本工程特性、环境条件及工期要求,编制科学、合理的施工组织设计,利用现场监控量测信息指导施工。
2)基坑开挖前,应预计事故发生的可能性,作好基坑抢险加固的准备工作,建议实施应急预案如下:
a.成立施工抢险小组,明确项目责任人。
b.建立基坑监测信息反馈系统。
c.反压材料的来源与运输。
d.储备止水堵漏的必要器材。
e.储备加固用的钢材、水泥、沙、纺织袋等。
f.现场做好防洪排灌措施。
g.了解地下管线阀门位置。
h.在基坑开挖过程中,如支护结构地面出现裂缝时,应分析原因,采取相应措施。
3)基坑开挖施工过程中,应根据现场施工的实际情况与地质勘察资料进行核对,若有变化应及时通知监理、设计单位调整处理,以满足设计要求。
4)开挖土方要分层、对称开挖,注意时空效应,不得超挖、坑底300mm的土采用人工开挖,及时支撑并封闭基坑。
5)土方回填要求:
素土夯实,压实系数0.94
6)环境保护。
施工期间要注意环境保护,并满足国家及天津市环保法律法规。
注意对泥浆的处理、土方开挖及运输管理,防止造成环境污染和水质污染。
7)施工过程中,若出现施工质量问题,应及时通知现场监理、业主、质检单位及设计单位共同协商提出处理意见,不得擅自处理或隐瞒不报。
8)基坑四周、上下行人梯两侧应加设防护栏杆。
9)在基坑施工期间,基坑周边供水管线应采取关闭等有效措施,防止水管开裂漏水对基坑稳定造成影响。
基坑监测项目及要求表一
测量项目
位置或监测对象
测点布置
测量频率
备注
围护桩顶水平及垂直位移
围护桩上端部
应沿基坑周边布置,周边中部、阳角应布置监测点,监测点水平间距不大于20米,每边监测点数目不宜小于3个。
基坑开挖期间:
开挖深度≤5米,1次/2天,开挖深度5<H<10米,1次/天;基坑开挖后:
1-7天,1次/2天,7-14天,1次/3天,14-28天,1次/5天,28天以后,1次/10天。
应测
围护桩深层水平移位
靠近围护结构的周边土体
宜布置在基坑周边的中部、阳角处及有代表性的部位,监测点水平间距宜20-50米,每边监测数目不应少于1个
与围护桩桩顶水平及垂直位移相同
应测
围护桩内力
围护结构内
应布置在受力、变形较大且有代表性的部位
与围护桩桩顶水平及垂直位移相同
应测
地面沉降
基坑围护地面
宜按检测剖面设置在坑边中部或其他代表性部位
与围护桩桩顶水平及垂直位移相同
应测
支撑内力
支撑
宜设置在支撑内力较大或在整个支撑系统中起控制作用的杆件上;每层支撑的内力监测点不应小于3个
与围护桩桩顶水平及垂直位移相同
应测
基坑周围地表裂缝
支撑纵横轴线
具体情况而定
具体情况而定
应测
周
边
建
筑
竖向位移
周边建筑物
建筑物四角、沿外墙每10-15米处或每隔2-3根柱基上,且每侧不少于3个监测点;变形缝、抗震缝的两侧。
与围护桩桩顶水平及垂直位移相同
应测
倾斜
周边建筑物
建筑物角点、变形缝两侧的承重柱或墙上;监测点应沿主体顶部、底部上下对应布设,上、下监测点应布置在同一竖直线上
与围护桩桩顶水平及垂直位移相同
应测
水平位移
周边建筑物
建筑物外墙角、外墙中间部位的墙上或柱上,裂缝两侧以及其它有代表性的部位,监测点间距视具体情况而定,一侧墙体的监测点不宜少于3点。
与围护桩桩顶水平及垂直位移相同
应测
周边管线变形
管线
管线的节点、转角点和变形曲率较大的部位,监测点平面间距宜为15-25米
与围护桩桩顶水平及垂直位移相同
应测
地下水位
地下水
基坑四角点以及基坑的长短边中点布置测点
同周围桩顶水平位移和垂直位移频率
应测
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