深基坑支护方案.docx
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深基坑支护方案
附件:
附件1基坑支护设计1-1剖面计算书
附件2基坑支护设计2-2剖面计算书
附件3基坑支护设计3-3剖面计算书
附件4基坑支护设计4-4剖面计算书
附件5项目施工组织机构与职能图
附件6项目安全组织机构图
附件7项目质量组织机构图
附件8施工进度计划横道图
附图1基坑支护平面图
附图2基坑支护1-1剖面图
附图3基坑支护2-2剖面图
附图4基坑支护3-3剖面图
附图5基坑支护4-4剖面图
附图6基坑平面布置图
附图7土方施工平面图
附图8土方施工剖面图
第一章工程综述
第一节编制依据
一、招标文件
招标文件名称
发放日期
王府井富阳广场岩土工程勘察报告(详勘2004、3、17)
2005.06.20
王府井富阳广场结构设计总说明一(图纸)
2005.06.20
王府井富阳广场总平面布置图
2005.06.20
王府井富阳广场市政工程平面图
2005.06.27
二、主要规程、规范
名称
编号
类别
建筑工程施工质量验收统一标准
GB50300-2001
国家
工程测量规范
GB50026-93
国家
建筑边坡工程技术规范
GB50330-2002
国家
锚杆喷射混凝土支护技术规范
GB50086-2001
国家
建筑地基基础设计规范
GB50007-2002
国家
建筑地基基础施工质量验收规范
GB50202-2002
国家
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204-2002
国家
建筑工程施工现场供用电安全规范
GB50194-93
国家
建筑基坑支护技术规程
JGJ120-99
行业
建筑桩基技术规范
JGJ94-94
行业
建筑工程冬期施工规程
JGJ104-97
行业
建筑机械使用安全技术规程
JGJ33-2001
行业
施工现场临时用电安全技术规程
JGJ46-2001
行业
建筑施工高处作业安全技术规程
JGJ80-91
行业
钢筋焊接及验收规程
JGJ18-2003
行业
建筑施工安全检查标准
JGJ59-99
行业
建筑工程资料管理规程
DBJ-03-21-2003
地方
北京地区建筑地基基础勘察设计规范
DBJ01-501-92
地方
北京市建筑施工安全操作规程
地方
三、主要法规、规定
序号
名称
编号
1
中华人民共和国建筑法
2
中华人民共和国环境保护法
3
中华人民共和国消防法
4
中华人民共和国计量法
5
建设工程质量管理条例
6
建筑安全生产监督管理规定
建设部令第13号
7
建设工程施工现场管理规定
建设部令第15号
8
北京市防火安全工作管理规定
政府令第53号
9
北京市建设工程施工现场管理办法
政府令第72号
10
房屋建筑工程和市政基础设施工程实行见证取样和送检的规定
京建质[2000]578
11
建筑工程施工现场安全防护、场容卫生、环境保护及保卫消防标准
DBJ01-83-2003
12
北京市安全生产条例
13
建筑施工企业安全生产管理机构及专职安全生产管理人员配备办法
14
危险性较大工程专项施工方案编制及专家评论审查办法
15
建筑工程安全生产管理条例
第二节工程基本概况
一、工程概况
工程名称
富阳广场基坑护坡工程
工程地址
北京市东城区王府井大街G3、G7、G8
招标单位
北京首钢建设集团
勘察单位
建研地基基础工程有限责任公司
设计单位
北京中铁工建筑工程设计院
建设单位
北京金麟置业有限公司
招标范围
基坑土方及护坡工程
二、建筑设计概况
拟建富阳广场工程呈“L”形,位于北京东城区,南依天元利生体育商厦,东临王府井大街,北与灯市口西街有一楼之隔,西临观场胡同,南临韶九胡同。
拟建建筑采用框架结构,筏板基础,工程总建筑面积98226平方米。
根据图纸,本工程±0.00相当于绝对标高46.85m,槽底标高按-18.71m计,基坑开挖绝对深度为18.71m。
拟建工程概况表:
基础类型
±0.00以下层数
±0.00以上层数
结构类型
平板式筏型基础
4层
7层
地下为钢筋混凝土框剪;地上为钢框架
图3本工程基础埋深分区图
第三节周边建筑物概况
本工程周边建筑情况如下:
南侧:
为天元利生体育用品商厦,其北墙与本工程东南侧结构距离10m。
天元利生体育用品商厦为地上9层,地下室4层,埋深16.70m。
东侧:
为已施工完毕临街商铺,距离结构2.6m。
临街商铺紧临王府井大街。
东北侧:
待拆除为北京医药大楼,南侧距本工程结构为12m;西侧距本工程结构相距为24.56m。
北京医药大楼为地上6层,地下室一层,埋深4.5m。
北侧:
为待拆新华通迅社北京分社大楼,南与本工程结构相距约17.0m。
新华通迅社大楼为地上6层,地下室一层,埋深4.5m。
新华社大楼北侧紧临灯市口西街。
西侧:
为东城公安局家属楼,与本工程较近的有三栋,与本工程相距14.20m。
家属楼地上为6层,地下室二层,埋深5m。
家属楼与本工程之间为观场胡同。
本工程东侧与南侧结构均紧临现状围墙。
工程场区踏勘图片
(一)
名称
图片
场区西侧与南侧(图中西侧为家属楼,南侧为韶九胡同)
场区北侧及东北侧(图中右侧白色楼为北京医药大楼)
东侧王府井大街(图中左下角围档内为本场区东侧)
工程场区踏勘图片
(二)
名称
图片
韶九胡同(图中右侧围挡内为本场区,左侧为天元利生体育用品商厦)
观场胡同(图中左侧围墙内为本工程场区,右侧为家属楼)
本工程场区西北大门(场区唯一大门),通往灯市口西街,右侧大楼为新华通迅社大楼。
第四节工程水文地质条件
以下论述根据招标方提供的建研地基基础工程有限责任公司所做的岩土工程勘察初勘报告(提供日期:
2004年3月17日):
一、拟建场地岩土工程条件
拟建场区地形地貌属永定河冲洪扇中下部,地形较为平坦,地面标高约为51.82~52.10m。
场区上部为人工填土层,其下依次为第四纪沉积的粘性土、粉土、砂土及碎石土构成。
1、人工填土
杂填土①:
杂色,厚度4.40~7.60m,主要由碎砖块、灰渣、砾石粘性土等组成。
部粉地段夹杂有粉土素填土①1层,厚度1.7~3.70m。
2、一般沉积层
1)粘质粉土、砂质粉土②
土层厚度2.70~7.40m,褐黄~黄褐色,湿~饱和,中密状态。
2)粉细砂②1
土层厚度0.40~1.10m,褐黄~黄褐色,中密。
含云母、氧化铁,以蒲层或透镜体形式出现。
3)粉质粘土-重粉质粘土③
土层厚度0.70~4.50m。
褐黄~褐灰色,湿~饱和,可塑~硬塑。
4)细砂④
土层厚度0.40~3.50m,褐黄~黄褐色,湿~饱和,中密。
含云母、氧化铁。
5)卵石层⑤
土层厚度5.0~7.50m,杂色,湿,中密~密实。
一般粒径2~4cm,最大粒径13cm。
6)粉质粘土-重粉质粘土⑥
土层厚度1.90~3.80m。
褐黄色,湿~饱和,可塑~硬塑。
夹粘质粉土-砂质粉土⑥1层。
7)细砂⑦
土层厚度0.30~1.60m。
褐黄色,湿~饱和,中密。
含云母、氧化铁。
二、地下水概述
根据本次勘察报告提供情况,在拟建场地30m深度内,观测到两层地下水,第一层地下水稳定水位埋深为1.90~2.60m,水位标高为43.79~45.91m,地下水类型为上层滞水;第二层地下水稳定水位埋深为23.40~23.60m,水位标高为22.69~24.67m,地下水类型为微承压水。
根据本地区临近工程勘察报告得知,在本地区地层中存在三层地下水,即在上层滞水与微承压水之间还存在一层潜水。
通过施工观测井也观测到潜水存在,其稳定水位标高为28.55m。
由于本工程基槽深度为18.71m,略高于第三层微承压水水位标高,但低于第二层潜水标高,因此本工程拟不考虑针对微承压水的处理措施,适当考虑针对上层滞水和潜水的处理措施。
具体方法详见后述。
第二章边坡支护设计
第一节支护设计主要考虑因素分析
一、基坑支护设计原则和重要性等级
建筑基坑支护设计的原则是“技术先进、经济合理、安全可靠”,从而确保地下结构施工期间基坑边坡稳定、基坑周围建筑物、道路及地下设施安全。
基坑支护设计与施工,尚应综合考虑工程地质与水文地质条件、基坑开挖深度、周边环境、基坑周边荷载等因素,因地制宜、合理设计、精心施工、严格监测。
本工程基槽深18.71m,属于较深基坑;场区内空间很小,大部分结构外墙紧临红线,同时基坑周边存在王府井大街、利生体育用品的重要道路及建筑物,因此,本工程基坑支护侧壁安全等级应按一级考虑。
二、基坑支护结构选型
1、地质条件分析
本工程的典型地质剖面如下:
通过本工程所在部位及典型地质剖面可以看出,本场区地层特点为:
地下水位埋深较深(上层滞水除外),地层主要以砂、卵石为主,且砂、卵石地层分布广泛。
由于砂、卵石地层力学性能参数较高,因此对基坑安全来说是一个有利因素,但同时存在着上部杂填土较厚的不利因素。
2、支护选型分析
北京地区主要的支护类型主要为:
土钉墙(含微桩、锚杆等)支护;护坡桩(含锚杆等)支护;以上两种支护方式的结合,即上部土钉与下部桩锚的混合支护方式;地连墙锚杆(内撑)支护方式。
其应用条件也不同,一般来说,土钉墙支护主要用于周边条件要求低(有较大的操作空间)、周边建筑重要性不太高的情况下,目前北京地区的最大支护深度可达18m左右,采用土钉支护允许边坡存在一定的变形量;护坡桩支护(或土钉墙+护坡桩)主要应用于周边条件要求高(无操作空间)、周边建筑重要性高,对沉降、位移要求高的情况下,其支护深度目前北京地区可达24m以上,采用护坡桩支护可采取施加预应力对变形进行有效控制,其缺点是不能隔水,在地下水位较高的地区需配合进行降水施工,而降水不可避免对周边带来沉降等影响。
地连墙则一般用于对周边建筑要求很高的情况,即对变形、沉降均有很高要求,地连墙除具有很高的刚度、有效控制支护体系因受力引起的变形外,由于其为一连续的钢混墙,同时起着隔水帷幕效果,可不进行坑外降水,避免了由于降水带来的周边沉降,其缺点则为投入造价很高。
根据本工程的实际情况,由于上部杂填土较厚,场区空间很小,不适于采用土钉墙支护的方式;由于地下水埋深较深,基槽开挖可不考虑地下水影响(滞水影响不计,单独进行明排),故无需采用造价昂贵的地连墙支护;因此本工程东侧、南侧和西侧较适于采用挡土墙+护坡桩锚杆支护的方式,有待拆建筑物的北侧和东北侧采用土钉墙支护的方式,从而做到经济、安全、合理。
第二节基坑支护设计方案
一、设计条件
根据业主提供资料:
±0.00相当于绝对标高46.85m,自然地面标高按±0.00计,基础埋深均为18.71m。
二、总体方案选择
根据场区周边条件、场区内空间等各方面比较,我公司拟采用挡土墙+护坡桩锚杆以及土钉墙+护坡桩锚杆、护坡桩锚杆和土钉墙四种支护类型,并且根据不同的支护类型共划分为四个剖面进行设计,如下图所示:
各剖面的实际情况及支护方式见下表:
剖面号
周边、场区内情况
考虑荷载(kPa)
采用支护方式
1-1
西侧和西南侧结构紧临场区红线(围墙),最近处约为0.5m,无放坡空间,墙外为王府井大街等重要道路
25kPa,边坡堆载坡边1.0m外
挡土墙+护坡桩锚杆支护
2-2
距离天元利生体育用品商厦主体结构10m,本工程基坑深度比天元利生体育用品商厦深2.01m
天元利生体育用品商厦考虑260kPa,按堆载10kPa考虑
土钉墙+双排护坡桩支护
3-3
相邻为2层钢结构临街商铺,距离结构线2.6m
20kPa,按堆载紧邻边坡计算
护坡桩锚杆支护
4-4
由于场区内有待拆除建筑物,基坑可距离建筑物有一定距离,且具有一定放坡空间
医药大楼100kPa,地表20kPa,边坡堆载坡边2.0m外
上部13m按1:
0.3土钉墙+下部5.71m按1:
0.6土钉墙支护,中间留3m平台
三、基坑西侧、西南侧方案设计
为确保西侧住宅楼、西南侧道路的安全稳定,支护结构选用锚杆排桩支护形式,设2道锚杆,水平间距1.60m,护坡桩直径800mm,间距1.60m,桩顶做0.8m宽、0.5m高冠梁,C25混凝土。
坡顶考虑荷载:
25kPa。
1-1剖面
上部4m采用370mm厚挡土墙支护,中间加构造柱和圈梁。
护坡桩规格及长度如下:
直径
间距
桩长
嵌固深度
主筋
箍筋
加强筋
800mm
1600mm
18.71m
4.0m
5Φ28+2Φ28+5Φ25
φ6.5@200
Φ14@2000
锚杆规格及长度如下:
标高(m)
水平间距(mm)
直径(mm)
锚筋规格(m)
长度(m)
锚固段
自由段
-4.20
1600
150
3-7φ5
16.0
9.0
-12.20
1600
150
5-7φ5
14.0
5.0
由于上层土为杂填土,且滞水量较大,为保证护坡桩、锚杆及帽梁施工安全,施工护坡桩前,对开挖边坡做土钉墙临时支护,主筋采用5m长φ18钢筋,横向间距1600m,纵向间距1000mm,钢筋甩出15cm接头,面层喷射5~8cm后混凝土。
组合砖墙砌筑完毕后,将土钉外露端头与组合柱锚固,以保证组合砖墙安全。
为了防止桩间土塌落,在土方开挖过程中,护坡桩桩间进行挂网喷锚处理。
桩间土边开挖边修理,以保证侧壁土体的稳定。
修理完毕后挂网,网片规格为φ3@30mm×30mm,其上纵横双向布置骨干φ6.5压筋,两侧护坡桩分别嵌入φ14钢筋并焊接在一起,压住骨干压筋。
挂网后进行喷锚处理。
基坑支护留施工肥槽200mm。
详见
附图基坑支护设计1-1剖面图
附件基坑支护设计1-1剖面计算书
四、基坑南侧邻天元利生体育商厦处方案设计
本工程拟建建筑物基底比南侧天元利生体育商厦基底低2.01m,富阳广场结构距离天元利生外墙按10m考虑,但由于原韶九胡同内变电箱及地下电缆不能改移,需在电箱处做加固处理,距离天元利生结构2m,上部8.71m采用1:
0.5土钉墙支护,下部10m采用双排护坡桩支护。
土钉墙共设5道,护坡桩直径800mm,桩间距2.00m,排间距2.5m,临坑桩、临土桩桩顶帽梁高500mm,宽800mm,前后排间做“之”字型连梁,桩身与帽梁用C25混凝土。
天元利生体育商厦考虑荷载260kPa。
2-2剖面土钉墙:
上部10m按1:
0.5放坡,坡顶超载按20kPa考虑,如下表
序号
类别
设计数值
1
土钉墙
1:
0.5
2
面层钢筋
6.5200钢筋网
3
土钉加强筋
1Φ14横纵加强筋,且保证每根土钉周围均有,详见节点大样
4
土钉成孔直径
不小于110mm
5
砼面层
厚度不小于100mm,强度C20
6
面层砼配合比
水泥:
砂:
石=约1:
2:
2
锚筋规格及土钉长度计算结果如下表:
序号
位置
水平间距(m)
垂直间距(m)
入射角度(度)
钻孔直径(mm)
长度(m)
配筋
1
-1.5m
1.50
1.50
10.0
110
1.0
1Ф20
2
-3.0m
1.50
1.50
10.0
110
1.7
1Ф20
3
-4.5m
1.50
1.50
10.0
110
2.3
1Ф20
4
-6.0m
1.50
1.50
10.0
110
2.9
1Ф20
5
-7.5m
1.50
1.50
10.0
110
3.5
1Ф20
2-2剖面护坡桩
护坡桩规格及长度如下:
直径
桩长
嵌固深度
主筋
800mm
17.00m
7.0m
10Φ22
桩间距
排间距
箍筋
加强筋
2000mm
2500mm
φ6.5@200
Φ14@2000
为了防止桩间土塌落,在土方开挖过程中,护坡桩桩间进行挂网喷锚处理。
桩间土边开挖边修理,以保证侧壁土体的稳定。
修理完毕后挂网,网片规格为φ3@30mm×30mm,其上纵横双向布置骨干φ6.5压筋,两侧护坡桩分别嵌入φ14钢筋并焊接在一起,压住骨干压筋。
挂网后进行喷锚处理。
基坑支护留施工肥槽200mm。
详见
附图基坑支护设计2-2剖面图
附件基坑支护设计2-2剖面计算书
五、基坑东侧临王府井大街处方案设计
基坑东侧原为王府井大街,现临王府井大街已施工2层钢结构临街商店,且临街商店边缘即为基坑边缘。
虽载荷不大,但因为其紧邻基坑边缘,小于距离基坑边坡2m内不允许堆载的限定,故为保证此处人员和财产的安全,采用护坡桩锚杆的支护形式,设2道锚杆,水平间距1.50m,护坡桩直径800mm,间距1.50m,桩顶做0.8m宽、0.5m高冠梁,C25混凝土。
临街商店考虑载荷20kPa。
3-3剖面
护坡桩规格及长度如下:
直径
间距
桩长
嵌固深度
主筋
箍筋
加强筋
800mm
1500mm
23.21m
4.0m
5Φ28+2Φ28+5Φ25
φ6.5@200
Φ14@2000
锚杆规格及长度如下:
标高(m)
水平间距(mm)
直径(mm)
锚筋规格(m)
长度(m)
锚固段
自由段
-4.20
1500
150
3-7φ5
18.0
7.0
-12.20
1500
150
5-7φ5
15.0
5.0
基坑支护留施工肥槽200mm。
详见
附图基坑支护设计3-3剖面图
附件基坑支护设计3-3剖面计算书
六、基坑北侧、东北侧临新华通讯社和医药大楼处方案设计
由于新华通讯社和医药大楼将来要拆除,故此处支护为临时支护,待建筑物拆除后再对基坑进行支护。
为节省工程造价,此处可牺牲一些结构空间,采用两级土钉墙支护的方式。
上部13m为第一级土钉墙,采用1:
0.3土钉墙(含一道预应力锚杆),下部5.71m为第二级土钉墙,采用1:
0.6土钉墙支护方法,土钉、锚杆倾角10°±2°,横向间距1.5m,垂直间距1.4m,梅花形布置。
两级土钉墙之间留3m平台,平台表面硬化。
4-4剖面:
土钉墙参数如下表
序号
类别
设计数值
1
土钉墙
上部1:
0.3,下部1:
0.6
2
面层钢筋
6.5200钢筋网
3
土钉加强筋
1Φ14横纵加强筋,且保证每根土钉周围均有,详见节点大样
4
土钉成孔直径
不小于110mm
5
砼面层
厚度80~100mm,强度C20
6
水泥净浆
水灰比0.5,强度不低于20Mpa
7
面层砼配合比
水泥:
砂:
石=约1:
2:
2
上部锚筋规格及土钉长度计算结果如下表:
序号
位置
水平间距(m)
垂直间距(m)
入射角度(度)
钻孔直径(mm)
长度(m)
配筋
1
-1.4m
1.50
1.40
10.0
110
9.0
1Ф20
2
-2.8m
1.50
1.40
10.0
110
10.0
1Ф20
3
-4.2m
1.50
1.40
10.0
130
11.0
1Ф20
4
-5.6m
1.50
1.40
10.0
110
12.0(自由段3m)
1×7Ф5钢绞线
5
-7.0m
1.50
1.40
10.0
110
10.0
1Ф20
6
-8.4m
1.50
1.40
10.0
110
9.0
1Ф20
7
-9.8m
1.50
1.40
10.0
110
8.0
1Ф20
8
-11.2m
1.50
1.40
10.0
110
7.0
1Ф20
9
-12.6m
1.50
1.40
10.0
110
6.0
1Ф20
下部锚筋规格及土钉长度计算结果如下表:
序号
位置
水平间距(m)
垂直间距(m)
入射角度(度)
钻孔直径(mm)
长度(m)
配筋
1
-14.0m
1.50
1.40
10.0
110
4.0
1Ф20
2
-15.4m
1.50
1.40
10.0
110
3.0
1Ф20
3
-16.8m
1.50
1.40
10.0
130
3.0
1Ф20
4
-18.2m
1.50
1.40
10.0
110
3.0
1Ф20
上部13m按照1:
0.3放坡,设计8道土钉、1道预应力锚杆,设计横压筋1Ф14通长间距1.4m、纵压筋1Ф14通长间距1.5m,再用1Ф14长250mm倒刺筋(15cm处弯成135°角),与土钉主筋焊接15cm,翘起10cm压住横、纵压筋。
钢筋网片φ6.5@200×200,现场扎丝50%节点绑编;面层喷射混凝土强度C20,厚度80~100mm。
下部5.71m按照1:
0.6放坡,设计4道土钉,设计横压筋1Ф14通长间距1.4m、纵压筋1Ф14通长间距1.5m,再用1Ф14长250mm倒刺筋(15cm处弯成135°角),与土钉主筋焊接15cm,翘起10cm压住横、纵压筋。
钢筋网片φ6.5@200×200,现场扎丝50%节点绑编;面层喷射混凝土强度C20,厚度80~100mm。
为保证支护稳定,需在地面处设置拉锚,锚筋1Ф14@3000,锚固于边坡坡顶外侧5m左右,在基坑周边地面硬化时,将锚筋浇筑于硬化地面以内。
预应力锚杆采用20A槽钢和100mm×100mm×20mm钢板提供反力,锁定力为130kN。
本工程必须采取信息法施工,各段土钉的排数、长度、间距应根据实际的地下障碍物和土质情况由现场技术负责人及时作出变更和调整。
基坑支护留施工肥槽200mm。
详见
附图基坑支护设计4-4剖面图
附件基坑支护设计4-4剖面计算书
第三节地下水处理方案
一、地下水处理思路
本工程基坑深度为18.71m,已探明地层中存在三层地下水,基坑深度范围内存在上层滞水和潜水,微承压水水位标高低于基底。
故对于地下水可暂不考虑微承压水对工程的影响,只考虑上层滞水和潜水的影响。
由于滞水埋深较浅,且主要赋存于10m以内的人工填土和粉土中,渗透系数较低,加之上层滞水补给主要为大气降水和管道渗漏,本工程施工期间处于雨季施工,雨水对滞水的补给微不足道。
故在采取有效措施找到并切断外界管道渗漏源头后,采用基坑坡面明排导水+坑内沟槽明排方法对其进行处理。
潜水存在于砂卵石中,受季节变化影响不大,渗透系数大,但水位较低且水量不大,故可采用抽渗结合、以渗为主的方法进行处理。
二、上层滞水处理方案
1、坡面明排导水
若在开挖过程中出现上层滞水,可在滞水层坡面设置排水管,采取明排措施,用排水管导流至软管,由软管引流坡面以外排至基底排水沟,经集水井集中抽排。
滞水排水管采用φ25塑料花管,外面包裹棉丝。
排水管伸入土中0.6m,外露300mm。
排水管和排水孔之间用碎石或粗砂滤料填充,外口用粘土封堵。
排水管的布置根据现场情况而定。
2、坑内沟槽明排
在填土或粉土地层中,基坑开挖至地下水位线以下时,先在基坑边线内侧和基坑中开挖临时排水沟或集水坑,集水坑比滞水低
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