地下室基坑支护方案与设计计算书.docx
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地下室基坑支护方案与设计计算书
基坑设计方案说明目录
1工程概况2
1.1一般概况2
1.2环境概况2
1.3基坑概况2
2地质概况2
2.1工程地质概况2
2.2水文地质概况3
2.3有关土质参数3
3设计依据3
3.1设计依据及使用规范3
3.2设计控制值4
4支护方案设计4
4.1整体设计原则4
4.2本基坑工程特点4
4.3围护方案选型及建议4
4.4围护结构设计4
5围护结构施工技术要求5
5.1喷射砼及配筋5
5.2超前土钉(坡顶竖向钢管)5
5.3压密注浆5
5.4钻孔式二次注浆钢筋土钉5
5.5检测要求6
6土方开挖注意事项6
7监测方案7
7.1监测内容7
7.2监测要求7
7.3监测信息反馈制度7
8应急措施7
9施工过程中需要注意的问题8
10有关设计说明8
11设计进度、质量保证措施及服务承诺8
第一部分基坑设计方案说明
1工程概况
1.1一般概况
(1)工程名称:
无锡xxxx二期
(2)建设单位:
xxxxx公司
(3)地理位置:
无锡xxx路以南,xx路以西
(4)主体设计单位:
xxxx设计有限公司
1.2环境概况
拟建场地位于xxx路以南,xxx路以西。
拟建建筑物性质详见下表。
建筑物性质一览表
建筑物名称
±0.000
地上层数
地下层数
建筑
高度
结构
型式
基础
形式
一区地库
+4.300
/
1
/
框架
桩基础
二区地库
+4.300
/
1
/
框架
桩基础
17~39#楼
+4.300
6
/
/
框架
筏板基础
40#~41#楼
+4.300
28
1
83m
剪力墙
桩基础
42楼
+4.150
28
1
83.15m
剪力墙
桩基础
一区地下室外墙北侧距离用地红线最近18.44m,红线外25.0m远处为河流;
一区地下室外墙东侧距离用地红线最近15.71m,红线外为梅西路;
一区地下室外墙西侧距离用地红线最近4.36m,红线外为自行车棚;
一区地下室南侧为已建一期工程。
二区地下室外墙北侧距离用地红线最近4.56m,红线外为水泥道路;
二区地下室外墙西侧距离用地红线最近5.6m,红线外紧挨红线为为驾校道路,西南角红线为6m远处为办公楼,天然地基,埋深约2.0m;
二区地下室外墙南侧距离用地红线最近4.65m,红线外为道路;
二区地下室东侧为已建一期工程。
综上所述,基坑周边距离红线都较近,且场地内有暗塘分布,需结合各侧边情况选择合适的围护形式确保其安全。
1.3基坑概况
1.3.1基坑规模及挖深
(1)基坑不规则,总周长约1500m,总面积约62000m2。
(2)基坑挖深:
本工程场地较为平坦,根据勘察报告,本次设计基坑取场地自然地面标高为85国家高程基准+3.550m。
基坑挖深:
2.85~6.35m。
局部落深区:
按放坡处理。
1.3.2基坑侧边安全等级
在借鉴类似工程经验的基础上综合考虑周边环境、开挖深度、场地工程地质条件以及方便施工等因素,按照国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012中规定,本工程基坑各剖面均定为二级。
2地质概况
根据业主提供的《无锡xxxx二期岩土工程勘察报告》(以下简称勘察报告),该场区的工程与水文地质概括如下:
2.1工程地质概况
根据基坑开挖深度,对基坑稳定与变形产生影响的土层主要包括6个土层,具体情况如下(本章节标高均为85国家高程基准):
第①层杂填土,杂色,含碎石砖块,结构松散,不做处理不能作为持力层。
场区普遍分布,厚度:
0.30~6.10m,平均2.19m;层底标高:
-2.70~4.00m,平均1.16m;层底埋深:
0.30~6.10m,平均2.19m。
。
第②1层粉质粘土,灰黄色,可塑状态,含少量铁锰结核,有光泽,无摇振反应,韧性较高,干强度中等,中压缩性。
场区普遍分布,厚度:
0.30~5.20m,平均2.31m;层底标高:
-2.58~1.85m,平均-0.12m;层底埋深:
2.00~6.00m,平均3.54m。
第②2层粉质粘土,灰黄-青灰色,可-硬塑状态,颗粒较细,含少量铁锰结核,有光泽,无摇振反应,韧性较高,干强度中等,中压缩性。
场区局部缺失,厚度:
0~5.30m,平均2.22m;层底标高:
-2.84~-0.48m,平均-1.77m;层底埋深:
3.80~6.70m,平均5.22m。
第③层粉质粘土,灰黄色,软塑-可塑状态,夹薄层粉土,颗粒稍粗,稍有光泽,无摇振反应,韧性较低,干强度较低,中压缩性。
场区普遍分布,厚度:
1.20~5.30m,平均2.92m;层底标高:
-5.93~-2.56m,平均-4.63m;层底埋深:
6.50~9.80m,平均8.07m。
第④层粉质粘土夹粉土,灰色,湿-很湿,稍密状态,夹粉土,颗粒粗,无光泽,摇振反应中等,无韧性,干强度较低,中等压缩性。
场区普遍分布,厚度:
1.30~4.70m,平均2.65m;层底标高:
-8.88~-5.56m,平均-7.28m;层底埋深:
9.40~12.50m,平均10.72m。
第⑤1层粉砂,灰色,湿-很湿,中密-密实状态,含云母碎屑,切面无光泽,烘干后干强度较低,中等压缩性。
场区普遍分布,厚度:
7.00~11.10m,平均8.82m;层底标高:
-17.55~-15.02m,平均-16.21m;层底埋深:
18.80~20.80m,平均19.56m。
基坑底部标高为-2.250m,主要位于③粉质粘土层中。
2.2水文地质概况
2.2.1潜水
勘察时采用挖坑法8小时后测得拟建场地
(1)填土中的上层滞水-潜水中地下水稳定水位埋深及标高见表3.2.1。
其地下水类型为上层滞水-潜水型,地下水主要靠大气降水及地表径流补给,并随季节与气候变化,水位有升降变化,变化幅度一般最高为1.00m,本场地3~5年最高地下水位为2.90m。
2.2.2微承压水
勘察期间在钻孔内(干钻法)采用套管止水,间隔不少于8小时后观测,测得(4)层、(5-1)层、(5-2)、(5-3)层土中的浅部微承压水标高2.39-2.68m,平均标高2.55m,该层地下水主要靠大气降水和地表水体侧向补给,透水性中等、富水性偏少。
2.3有关土质参数
根据室内土工试验成果,其基坑围护设计参数建议按下表取值。
基坑围护设计参数
土层
编号
渗透试验
固快
重度
垂直KV
(cm/s)
水平Kh
(cm/s)
建议值K
(cm/s)
Ck
kPa
Фk
度
γ
(kN/m3)
1
/
/
/
15.0
10.0
19.0
②1
1.84E-06
1.92E-06
/
30.0
14.3
19.5
②2
1.41E-07
1.69E-07
/
57.0
12.8
19.6
③
2.85E-06
3.54E-06
/
21.0
16.0
19.2
④
1.56E-05
1.50E-05
/
13.0
15.3
18.9
⑤1
7.14E-05
8.31E-05
/
7.0
26.6
19.4
3设计依据
3.1设计依据及使用规范
(1)业主提供的图纸及相关文件
(2)业主提供的岩土工程勘察报告;
(3)有关规范规程:
1).《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
2).《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
3).《基坑工程手册》(第二版)
4).《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002(2011版)
5).《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012
6).《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
7).《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
8).《混凝土结构工程施工及验收规程》GB50204-2002(2011版)
9).《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
10).《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003
11).其他有关的规范及规程
3.2设计控制值
根据国家规范有关要求,并参照临近地区规范,结合本工程周围环境情况,围护结构设计主要环境保护控制指标如下:
(1)一般地表沉降不大于30mm;
(2)建筑物沉降控制在30mm以内(以不损害建筑物为宜)。
4支护方案设计
4.1整体设计原则
围护结构的设计,不仅关系到基坑开挖及周边保护建(构)筑物的安全,而且直接影响着土方开挖以及地下室结构施工等施工成本。
基坑支护结构是个系统工程,不仅要保证受力合理,而且要施工方便、成本节省。
因此,基坑设计应遵循以下原则:
首先保证安全,然后尽量节省造价,最后考虑施工的方便性。
4.2本基坑工程特点
(1)基坑周边相对较为空旷,局部距离红线较近。
(2)开挖深度一般:
基坑挖深达5.2m,尚未考虑坑中坑等局部落深区。
综上:
本工程基坑开挖深度一般,周边环境较复杂,须选择一种既能确保安全、又有成熟设计与施工经验的基坑围护方案。
4.3围护方案选型及建议
综合考虑周边环境、开挖深度等因素,提出以下的基坑围护结构设计方案:
(1)一般区段:
采用天然放坡围护,局部距离红线较近处采用土钉墙围护;
(2)暗塘区域:
采用压密注浆+土钉墙围护;
(3)坑中坑区域按结构倒角开挖
(4)采用管井结合明排+集水井排水。
4.4围护结构设计
4.4.1设计计算条件
基坑开挖与支护稳定性验算安全系数取值标准及计算方法:
迎土面的压力粘性土按水土合算,砂性土按水土分算考虑,土压力取主动土压力,分别按各层土的C、φ固快试验指标计算。
4.4.2主要计算结果
主要计算结果详见计算书。
5围护结构施工技术要求
5.1喷射砼及配筋
喷射砼设计强度C20,厚度80mm;混凝土配合比为水泥:
砂:
石=1:
2:
2,喷射砼中添加水泥重量的3%喷射砼速凝剂;采用φ6.5×6.5@250双向,各施工段钢筋网之间搭接长度不小于200mm。
喷射作业应分段进行,同一分段内喷射顺序应自下而上,一次喷射厚度不宜小于40mm;
喷射混凝土时,喷头与喷面应保持垂直,距离宜为0.6~1.0m;
喷射混凝土终凝2h后,应喷水养护,养护时间根据气温确定,宜为3~7h。
钢筋网片可用焊接或绑扎而成,在喷射混凝土前,应固定在边壁上;喷射砼强度应进行试块测定,每批至少取3组(每组3块)试件;喷射砼施工应满足国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)中的相关规定。
5.2超前土钉(坡顶竖向钢管)
1.桩位平面允许偏差±20mm;垂直度偏差不得大于1%。
2.在土层中钻孔时宜采用清水或天然泥浆护壁,也可用套管。
3.注浆材料采用纯水泥浆液,采用一次注浆工艺,注浆压力宜为0.2~0.6MPa,使浆液逐渐上冒,直至浆液泛出孔口停止注浆。
钢管在注浆前插入。
4.注浆施工时应采用间隔施工、间歇施工或增加速凝剂掺量等措施,以防止出现相邻桩冒浆和串孔现象。
施工不应出现缩颈和塌孔。
5.3压密注浆
1.注浆施工时,宜采用自动流量和压力记录仪,并应及时对资料进行整理分析。
2.注浆孔的孔径宜为24mm,垂直度偏差应小于1%。
3.当采用钻孔法时,应从钻杆内注入封闭泥浆,然后插入金属注浆管。
4.待封闭泥浆凝固后,捅去注浆管的活络堵头,然后提升注浆管自下向上或自上向下对地层注入水泥浆液。
浆液宜用M42.5普通硅酸盐水泥。
根据工程需要,可在浆液拌制时加入速凝剂、减水剂和防析水剂。
5.注浆用水不得采用PH值小于4的酸性水和工业废水。
6.水泥浆的水灰比可取0.6。
注浆的流量可取7~10L/min。
7.浆体应经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始压注,并应在注浆过程中不停缓慢搅拌,搅拌时间应小于浆液初凝时间。
浆液在泵送前应经过筛网过滤。
8.注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行,根据本场地条件,先注边上两排,后注中间一排,注浆压力可控制在0.2~0.3MPa。
注浆量:
填土层注浆量为加固土体的18~20%。
5.4钻孔式二次注浆钢筋土钉
1.钻机成孔应按设计要求定孔位,允许偏差控制在±10cm,孔径允许误差在±2cm,孔深允许误差在±5cm,孔倾斜角允许误差在±1度;孔内碎土,杂物及泥浆应清除干净;成孔后用织物等将孔口临时堵塞;编号登记。
2.土钉制作则按有关标准和设计要求检查制作土钉的钢筋有无缺陷;调直钢筋,按设计要求截取长度;并且将钢筋除锈、除油;土钉每隔3.00米设置一个对中支架;土钉制作完成后,应编号、登记并在土钉上做好标记,以备安装。
3.土钉推送需注意以下几点:
推送土钉前,应对钻孔进行检查,若发现有碎土、杂物及泥浆应及时清理;沿钻孔轴线,将土钉推送入孔内至设计位置;推送过程中,切勿转动土钉,以防止土钉插入孔壁土体中;应使土钉位于钻孔的轴线上;推送完毕后,随即检查孔中是否有碎土、杂物堵孔,若有,应立即处理,必要时应将土钉拔出,清除碎土后,重新将土钉推入孔内。
4.注浆采用孔底注浆法。
孔口设置止浆塞,注浆管随着注浆慢慢拔出,但要保证注浆管端头始终在注浆液内;第一次灌注水泥砂浆,配合比=425水泥:
水:
砂:
早强剂=1:
0.4:
0.3:
0.035,注浆压力0.4~0.6MPa;第二次应在第一次注浆初凝后进行,压注纯水泥浆,配合比=425水泥:
水:
早强剂=1:
0.4:
0.035,注浆压力1.0~2.0MPa,注滿后应保持压力3~5min。
土钉(从内向外)依次与钢筋网、联筋、井字架焊牢。
5.5检测要求
1.喷射混凝土面层喷射混凝土厚度应采用钻孔检测,钻孔总数宜每100平方米墙面积一组,每组不应小于3点。
2.钢筋、钢管连接接头应符合国家现行有关标准的规定。
每一检验批次中随机抽取20%接头,按有关标准规定进行外观检查。
3.焊缝应进行抽检,抽检比例不应小于20%,其规格应为现行国家标准JG/T203-2007《钢结构超声波探伤及质量分级法》(GB11345)B级检验的Ⅲ级及Ⅲ级以上。
4.应采用低应变动测法检测桩身完整性,检测桩数不宜少于总桩数的20%,且不少于5根。
5.土钉抗拔承载力检测数量不应少于土钉总数的1%,且同一土层中的土钉检测数量不应少于3根;对安全等级为二级、三级的土钉墙,抗拔承载力检测值分别不应小于土钉轴向拉力标准值的1.3倍、1.2倍;检测试验应在注浆体强度达到10MPa或达到设计强度的70%后进行。
本工程土钉抗拔力检测值为45KN。
6土方开挖注意事项
1.基坑实际开挖应结合地下室结构施工图,以结构施工图为准;
2.基坑开挖应注意不损伤工程桩,严禁超挖及扰动基底原状土等。
3.基坑开挖前应先进行施工组织设计,合理安排施工顺序,并经专家论证后及基坑围护设计单位认可后方可施工;
4.基坑围护施工时,必须要有健全的自检制度,详细做好施工记录;
5.基坑开挖时,应严格按照设计工况实施;当根据现场实际情况,对本基坑开挖顺序作局部调整时,应及时通知设计方,获得认可后方可实施;
6.基坑边界周围地面应设排水沟,且应避免漏水、渗水进入坑内;放坡开挖部位,应在坡顶、坡面、坡脚设置排水系统;
7.土方开挖施工应严格实行"分层分段、留土护壁、限时开挖",应按照先开挖位移控制要求较低的区域,后开挖位移控制要求比较严格的区域为原则,考虑时空效应,对称均匀出土;
9.开挖最下一层土方时,坑底20~30cm厚的地基土,用人工挖除整平,并防止坑底土扰动。
无垫层坑底最大暴露面积不得大于200平方米,混凝土垫层直接浇捣至围护桩内侧面,使垫层能够起到一层支撑作用。
开挖至坑底后须在24小时内完成垫层浇筑(分块),并及时进行地下室底板和结构施工;
10.开挖至大底板并浇筑垫层后,方可开挖落深区。
11.基坑地面超载按不超过15kPa计(仅包括零星的建筑材料、小型施工器材等零星荷载);机械车辆(包括混凝土泵车)应在基坑周边的指定路线、位置处行驶、停靠;坑边不得堆放弃土、建筑材料、大型车辆及机具,不得反向挖土、不得在坑边搭建临时仓库及建筑物;
12.基坑开挖及地下室施工期间,每天二十四小时应有专人观察,如发现渗漏水现象,应及时采取措施堵塞。
13.本工程尺寸较大,施工单位应分段分层开挖,减小长边效应。
7监测方案
为正确指导施工,确保工程的顺利进行和周围建筑物的安全,应加强施工期间的监测工作,实施信息化施工,随时预报,及时处理。
并把获得的信息通过修改设计反馈到施工工作中去,以指导施工。
监测由建设单位委托具有岩土工程监测资质的单位实施。
监测单位应根据有关文件编制详细的监测方案,并取得基坑围护设计单位认可后方可实施。
7.1监测内容
(1)水平、垂直位移的观测
主要用于观测坡顶、周边道路、管线、建筑物的沉降及水平位移。
管线的测点应与有关部门及业主商定。
(2)根据经验判断已出现其它必须加强监测的情况。
施工期间应根据监测资料及时控制和调整施工进度和施工方法,并及时将监测资料反馈给业主、设计、监理与施工方,以便及时分析处理,做到动态设计、信息化施工,确保基坑安全。
7.2监测要求
(1)在围护结构施工前,须测得初读数。
(2)基坑开挖初期,每隔1~2天一测。
基坑开挖超过2m时,须做到一日一测。
(3)测得的数据应及时上报甲方、设计院及相关单位和部门。
(4)报警界限值详图纸:
若测试值达到上述界限须及时报警,以引起各有关方面重视,及时处理。
同时根据具体情况加密监测。
(5)监测周期:
自围护结构施工前开始初测,到基坑回填结束后停止监测。
7.3监测信息反馈制度
监测取得的数据经整理后当日以“日报表”的形式上报委托方;当实测数据达到(或超过)“报警值”时,即刻向委托方口头报警,以便及时采取相应措施确保基坑和周围环境的安全,项目部则以最快方式提交“日报表”,在日报表上对超限数据会以明显的示警标记提示。
最终监测报告在监测工作全面结束后一个月内提交。
8应急措施
基坑可能出现一些危情,包括基坑变形过大、暴雨、周边污水管道破损渗漏等,施工现场应配备各种应急材料设备,并包含不限于以下应急措施:
1.在基坑挖土开始前,施工单位应将抢险材料与设备准备好。
2.基坑垂向变形过大造成地面裂缝:
地面一旦出现裂缝,顺裂缝注入水泥与水玻璃混合液,地面用水泥砂浆抹平,稳固变形土体。
3.对地面沉降过大、过快区段,分层采用双液、添加速凝剂、跟踪注浆的方法对坑内外土体进行加固等措施制止变形发展。
4.如果出现土方边坡坍塌,立即停止挖土,对坍塌土方进行人工清除。
5.暴雨及雨季施工:
及时跟踪天气情况,在暴雨来临之前,检查坑内外排水系统,备好排水设备,安排专人抽水,保证坑内不积水。
9施工过程中需要注意的问题
1.围护施工放线需经总包施工单位和监理单位复核;在确保围护结构不与结构相碰并预留足够的施工空间后方可施工;考虑现场工程整体计划安排,分层开挖土方。
2.基坑围护结构施工前应查明浅层障碍物分布、种类及深度,场地内外管线网分布,并进行修整、清障工作。
3.应合理安排施工次序、严格控制进度,确保施工质量;
4.基坑围护设计时考虑建筑结构外轮廓线外预留至少800mm的工作面,施工时应复核现场尺寸,如有变化及时与设计、土建等单位协商确定。
5.机械车辆(包括混凝土泵车)应在指定路线、位置处行驶、停靠;
6.围护施工应和监测单位密切配合,进行信息化施工,以适应动态设计的要求;基坑施工前对周边环境进行监测以建立原始数据,基坑施工过程中,应按有关规范进行监测,并及时将数据反馈给设计人员。
10有关设计说明
1.根据周边环境及开挖深度,本基坑工程按二级基坑考虑。
土压力计算参数采用勘察报告提供的固结快剪指标试验参数。
2.本此围护结构所涉及的标高采用85国家高程基准。
3.在正式施工前,施工单位应编制详尽可行的施工组织设计,其中应包括切实可行的应急预案。
4.待总包单位施工道路、出土口、塔吊等位置确定后,需及时通知我院,复核相应位置安全性。
5.本方案依据2014年8月4日收到的图纸设计。
6.本基坑设计时限为1年。
11设计进度、质量保证措施及服务承诺
如我公司承担基坑围护设计,我们对设计周期、施工配合服务内容等作如下承诺:
(1)基坑围护设计单位明确后,我方将与业主、主体结构设计各单位等协商做好前期有关工作,以明确基坑工程设计思路、技术指标、施工步骤等总体设计思路。
(2)基坑围护总体方案确定后,按照招标文件提交完整的供业主及有关专家进一步评审的基坑围护设计方案。
(3)协助业主进行基坑围护设计方案评审的相关工作,并负责评审通过。
(4)全力配合业主做好与周边环境保护有关各方(包括临近建筑、道路与地下管线)的协调工作。
(5)做好基坑围护设计方案评审后的设计优化、修改工作。
(6)方案在确保安全的前提下,尽可能节约造价,方便施工。
(7)经有关评审后,我院将完全满足业主方各阶段的进度要求,根据招标文件的时间要求,待结构资料明确后完成施工图设计。
(8)施工图工作结束后,负责设计施工交底,并及时解释甲方或甲方授权的代表对图纸提出的问题;工程开工后,对施工过程及时提供施工配合服务;根据需要,对所设计的技术要求进行设计跟踪,及时督查施工单位按图、按技术要求施工。
(9)基坑开挖后,定期到现场了解情况,并根据业主要求及时赴现场处理工程中出现的技术问题,协助业主及时发现问题,解决问题。
(10)确定基坑与周边环境的监测要求及监测方案的审定;确定基坑土方工程的要求及土方工程施工组织设计的审定。
基坑设计计算结果目录
一1-1剖面设计计算结果2
二2-2剖面设计计算结果3
三3-3剖面设计计算结果4
四4-4剖面设计计算结果6
五5-5剖面设计计算结果7
六6-6剖面设计计算结果8
七7-7剖面设计计算结果9
八8-8剖面设计计算结果11
九9-9剖面设计计算结果12
十10-10剖面设计计算结果13
第二部分基坑设计计算结果
一1-1剖面设计计算结果
----------------------------------------------------------------------
[支护方案]
----------------------------------------------------------------------
天然放坡支护
----------------------------------------------------------------------
[基本信息]
----------------------------------------------------------------------
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
基坑等级
二级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.00
基坑深度H(m)
6.350
放坡级数
2
超载个数
1
--------------------------------------------------------------------
- 配套讲稿:
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