基坑设计方案1.docx

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基坑设计方案1

浙江金海洲建设开发有限公司虹桥花园1#地下室

基坑围护设计方案

设计单位：

浙江华恒建筑设计有限公司

二○一一年八月

虹桥花园1#地下室

基坑围护结构设计

审定钱志浩

审核董建新

工程负责冯挺

校对陈自立

设计占良恩

浙江华恒建筑设计有限公司

二0一一年八月

第一部分围护方案设计说明

一、设计依据

二、工程概况

三、工程地质条件

四、基坑特点及周围环境分析

五、围护方案说明

六、基坑工程施工

七、现场监测要点

八、应急抢险措施

第二部分围护结构计算说明

一、基坑围护体系计算分析内容

二、计算方法说明

三、计算参数及土工指标

四、围护结构内力及稳定分析结果

第三部分围护结构设计方案图

第四部分地质资料附图

第一部分围护方案设计说明

一、设计依据

（1）本工程总平面图；

（2）本工程地下室基础平面图及剖面详图；

（3）本工程地质报告；

（4）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

（5）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；

（6）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）；

（7）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；

（8）《建筑地基基础设计规范》（DB33/1001-2003）；

（9）《基坑土钉支护技术规范》（CECS96：

97）；

（10）《建筑基坑工程技术规程》（DB33/T1008-2000）；

（11）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）

（12）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；

（13）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；

（14）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）

以及其它有关设计计算规范及规程。

二、工程概况

本工程由海宁市城南新市镇开发有限公司开发的马桥新城首期启动区块地下室，位于海宁市马桥街道丰收路北。

地下1层。

地下建筑面积18161.84m2。

地下室平时为汽车库，战时为二等人员掩蔽所。

基础为先张法预应力混凝土空心管桩基础。

建筑室内±0.000相当于黄海高程3.800m。

场地标高-0.900m.基坑一般开挖深度为5.10m，局部电梯井8.90m。

本工程基坑支护的安全等级为：

二级。

三、场地工程地质条件

（1）地形地貌

拟建场地位于丰收路的北侧，大部分地段为弃耕农田及旱地，其中东南侧位民宅。

目前，

民宅正在拆除中。

地形总体比较平坦，地势较低。

地貌单元属于冲海积平原地貌。

（2）地基土结构与分布

经勘察，场地在勘察深度（60.1m）范围内，按其成因、岩性、物理力学性质等可将地基土分为10层14亚层。

基坑开挖影响深度范围内各岩土层的结构及分布特征自上而下分述如下：

1素填土：

黄色、灰色，湿，松散。

主要以粘性土为主，含植物根茎，地段可见少量碎石、

砾石。

全场分布，层顶标高2.69~4.45m，层厚0.20~2.80m。

2粘质粉土：

灰黄色，黄色，软塑—软可塑。

切面较光滑，无光泽，无摇振反应等，韧性及干强度中等，含铁锰质斑，局部粉粒含量较高，相变为粘质粉土。

全场分布，层顶标高0.64~4.25m，层厚1.20~4.10m。

3淤泥质粉质粘土：

灰色，流塑。

切面较光滑，无光泽，无摇振反应，无韧性，干强度较低，含有机质斑及少量腐殖质，局部相变为淤泥质粘土。

全场分布，顶变高-1.37~2.30m，层厚1.30~4.20m。

4-1粉质粘土：

灰黄色，顶部青灰色，硬可塑。

切面较光滑，无光泽，无摇震反应，韧性及干强度中等，含铁锰质斑。

全场分布，层顶标高-3.95~-0.72m，层厚1.70~4.90m。

4-2粉质粘土：

灰黄色，软塑—软可塑。

切面较光滑，无光泽，无摇震反应，韧性及干强度较低，含少量铁锰质斑，局部地段粉粒含量较高。

该层局部地段缺失，层顶标高-7.65~-3.82m层厚0.00~5.40m

地基各土层的主要物理力学指标见附表。

典型地基剖面见浙江省工程物探勘察院2010年11月提供的工程编号为K1003093及2011年4月提供的编号为K1103024《岩土工程勘察报告》（详堪）

四、基坑特点及周围环境分析

根据工程总平面图及现场勘察，基坑四周开阔，无市政管线，北侧有高压线，但距离较远，南侧为在建多层房屋（基础类型为桩基），因地下室西南部汽车坡道入口处离在建房屋较近，此处考虑采用土钉墙支护方式，其他位置因场地开阔，均采用自然放坡形式。

从基坑周围环境条件开挖深度和地质条件来分析，本基坑具有以下几个特点：

1.开挖深度一般，基坑大面积开挖深度达到5.10m（局部电梯井深度达8.90m）。

因此，按浙江省和建设部基坑规程（参照上海市《基坑工程技术规范》DG/TJ08-31-2010）的规定，基坑安全重要性等级为二级。

2.基坑平面尺寸较大，整个基坑大致呈矩形，长约484米，宽约48米，基坑的空间效应一般，其余对基坑的稳定和变形控制一般。

3.工程场地除西南角采用土钉支护，其它均采用自然放坡开挖。

4.从基坑周围环境来看，场地开阔，北侧存在高压线，南侧为在建房屋。

工程主要是控制基坑四周及南侧在建房屋土体稳定和变形。

对高压电线杆处控制变形为主。

因此，结合上述特点，基坑支护方案整体上应保证基坑自身的稳定为主，局部控制基坑变形，防止有水渗透进入基坑。

五、围护方案说明

从基坑受力合理、施工可行、周围环境以及围护造价等多方面综合考虑，西南角南侧采用钢管土钉墙维护方案，其它部位采用自然放坡形式：

1土钉墙主要技术要求

（1）钉材、注浆方式和水灰比

土钉采用φ48X2.5钢管，土钉采用打入法施工，在搅拌桩上钻孔时应避免开孔过大而削弱搅拌桩的强度；钻位定孔误差小于50mm，孔斜误差小于5，土钉的注浆采用压力注浆工艺；注浆压力控制在0.4~0.6MPa左右,同时应小于上覆土压力的2倍。

（2）面层及钢筋网

喷射混凝土面层厚度为80mm，强度不低于C20，面网钢筋采用

φ6.5@200双向钢筋网，详见基坑围护结构剖面图与节点详图。

2.深浅坑处理

电梯井坑等局部较深坑的高差处理采用自然放坡方案。

3.自然放坡

按照图示要求进行自然放坡，面层采用喷射混凝土，面层厚度为80mm，强度不低于C20，面网钢筋采用φ6.5@200双向钢筋网，详见基坑围护结构剖面图与节点详图。

六、基坑工程施工

土方开挖前施工单位应根据图纸和设计计算的基坑施工工况进行详细的土方开挖施工组织设计，并报我院对基坑方案进行复核，必须根据支撑形式和周围运输道路情况合理安排挖土路线和设计下坑坡道，并应注意严格遵循分块、分层的土方开挖原则，做到随挖随喷，尽量减少土暴露时间，并杜绝由于土面高差过大而使工程桩倾斜、斜位的事故或导致基坑变形过大。

土钉墙围护是随着基坑挖土的进行而逐步实施的，因此土钉墙施工与挖土作业交叉进行，二者的配合至关重要，直接关系到基坑的安全和施工工期，需合理安排，分层进行。

基坑土方开挖应结合土钉墙施工，分层分段进行，每层开挖深度不得超过设计超挖深度，每层分段开挖长度不得超过20m，开挖面宽度不得小于同层土钉长度，严禁超挖或在上一层未加固完毕就开挖下一层。

在机械开挖出支护坡面后，要求人工及时修整边坡，尽可能缩短边坡暴露时间。

土钉成孔后完成钢筋网布设工作，土钉注浆后及时布设加强筋并喷射砼面层。

基坑施工方案应按照以下基坑施工工况来制定：

（1）开挖前应对场地标高进行普查并作详细记录，并平整场地使其标高控制在-0.80m之内。

（2）开挖第一层土方质第一道土钉标高以下50cm，施工第一道土钉及相应钢筋砼面层。

（3）待已施工完成的土钉墙达到80%设计强度（不少于48小时）后，进行第二层土方开挖，挖土至第二道土钉标高以下50cm深施工第二道土钉及相应混凝土面层。

（4）待已施工完成的土钉墙达到80%设计强度（不少于48小时）后，进行第三层土方开挖，挖土至第三道土钉标高以下10cm，施工第三道土钉及相应混凝土面层。

最后30cm土方应人工开挖，集水井、电梯井局部深处也应采用人工修土，严禁超挖。

在基坑的东北角排桩支护中应先施工水泥搅拌桩，再施工钻孔灌注桩。

在土方开挖期间应严格控制分层分段开挖，注意对工程桩的保护。

七、基坑现场监测要点

本工程平面尺寸大，开挖深度深，施工周期长，为确保地下室施工的安全可靠和开挖的顺利进行，整个地下室施工过程应进行全过程动态监测，实行信息化施工。

通过现场监测，可以及时掌握支护结构和基坑外侧地基的位移、沉降以及对邻近建筑、道路、管线的影响，以便及时调整施工方案和采取相应的应急措施，避免工程事故的发生。

1、本工程的监测范围是基坑外围20m，设置如下监测项目：

围护墙顶部水平和竖向位移；深层土体位移；周边建筑竖向位移；地下水位；周边建筑、地表裂缝；周边管线变形。

2、报警界限：

（1）围护墙顶部水平和竖向位移：

50mm；变化速率水平12mm/d;竖向6mm/d。

深层水平位移：

50mm，变化速率10mm/d.

（2）地下水位变化：

累计1000mm，变化速率500mm/d.

（3）管线位移：

中压燃气累计值20mm，变化速率2mm/d;水管累计值：

25mm,变化速率4mm/d.

（4）邻近建筑位移：

累计值35mm，变化速率2mm/d.

（5）裂缝宽度：

建筑物2mm,持续发展；地表12mm,持续发展。

各主要测试项目的平面布置、数量详见基护-08，基坑施工期间应由专业监测单位按有关规范的要求定人定期进行监测，监测工作开始前应结合现场情况编写详细的监测方案并经设计单位确认，监测期间及时向相关单位提交监测成果。

八、施工检测

（一）土钉墙

1、钢管土钉采用抗拉试验检测承载力，同一条件下，试验数量不少于土钉总数的1%，且不应少于3根；A-A剖面第三排土钉的抗拔力设计值为26KN；B-B剖面第一排土钉的抗拔力设计值为28.8KN；C-C剖面第一排土钉的抗拔力设计值为13.8KN；

2、墙面喷射混凝土厚度应采用钻孔检测，钻孔数每100m2墙面积一组，每组不应少于3点。

喷射混凝土面层验收时，其养护时间不少于28d。

每200m2喷射面层限一组（3块）试块试验，试块采用边长100mm的立方体进行单轴抗压试验，其强度应达到C20。

（二）钻孔灌注桩

1、采用低应变动测法检测桩身完整性，检测数量不少于总桩数的10%，且不得少于5根；

2、当根据低应变动测法判定的桩身缺陷可能影响桩的水平承载力时，应采用钻芯法补充检测，检测数量不少于总桩数的2%，且不得少于3根。

（三）水泥搅拌桩

基坑开挖前的质量检测在围护墙顶梁浇筑前进行。

检测内容包括桩身强度和桩数复核。

桩身强度采用钻取桩芯的方法。

钻取桩芯采用110钻孔，在开挖前或搅拌龄期达到28d后连续钻取全桩长范围内的桩芯，桩芯应呈硬塑状态并无明显的夹泥、夹砂断层。

芯样应立即密封并及时进行强度试验。

有效桩长范围内的桩身强度应不小于0.8MPa.取样数量不少于总桩数的0.5%且不少于3根。

每根桩取芯数量不少于3点，每点3件试块。

第一次取芯不合格应加倍取芯，取芯应随机进行。

钻取桩芯得到的试块强度可乘以1.2的系数。

钻孔取芯完成后的空隙应及时注浆填充。

基坑开挖应对开挖面桩身外观质量以及桩身渗漏水等情况进行质量检查。

九、应急抢险措施

基坑工程的不确定影响因素很多，除按规范要求在支护结构设计时采用必要的安全度外，为确保基坑本身和周围环境的安全和正常使用，对可能存在的险情应采取如下对策：

1.如在打桩过程中邻近建筑物或道路管线发生沉降和隆起量过大、开裂等现象，应立即停止相应范围的成桩施工，待处理方案确定后，方可继续施工。

2.若开挖过程中出现明显渗漏现象，应及时采取内堵、坑外注浆或高压旋喷等有效措施，如堵漏有困难时，应立即回填。

3.如开挖过程中出现围护结构或地基变形过大、发展速率过快时，应立即停止相应范围的土方开挖，必要时采取加长加密土钉、设置临时支撑、甚至回填以控制变形发展。

4．坑边施工道路，塔吊，出土口等重载部位，待施工总平面布置完成后对局部进行加固处理。

施工现场应配备一定数量的基坑抢险应急设备及材料，如草包、钢管、注浆设备等。

第二部分围护结构计算说明

一、基坑围护体系计算分析内容

（一）基坑围护体系计算分析内容

1、土钉的设计计算，包括土钉直径、长度、间距、倾角、布置及钢筋直径等；

2、墙体的内部稳定性分析与外部整体稳定性分析；

3、喷射砼面层的设计及土钉与面层的连接构造。

（二）计算方法说明

1、围护体系侧压力计算根据朗金土压力理论，按土层分布进行分层计算。

2、围护结构根据国家有关规程（范）进行设计。

3、基坑整体稳定验算采用瑞典圆弧条分法。

（三）计算参数及土工指标

1、计算中考虑地表施工堆载10kPa；

2、土压力计算各土层物理力学性质指标参考本工程地质勘察报告和地区经验取值。

二、计算方法说明

围护结构剖面计算采用理正深基坑支护设计软件F-SPWV6.5版本。

三、计算参数及土工指标

设计对坑后施工堆载的考虑：

考虑到施工期间材料的临时堆放，计算均布堆载取10KPa。

土层指标根据本工程地质勘查报告提供的根据地区经验修正后的计算参数如下表：

层次

土层名称

固结快剪

标准值

渗透系数

φk

°

Ck

（KP）

Kh

水平

Kv

垂直

1

素填土

（10）

（5）

2-1

粘质粉土

27.7

5.4

1.04E-04

4.01E-04

2-2

粉质粘土

19

20.7

1.76E-07

1.59E-7

3

淤泥质粉质粘土

11

10.0

1.4E-07

1.87E-07

4-1

粉粘土

17.9

39.4

3.85E-07

2.91E-07

括号内为计算取值。

四、围护结构内力及稳定分析结果

主要计算结果如下：

设计项目:

1-1剖面

----------------------------------------------------------------------

[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》JGJ120-99

基坑等级

二级

基坑侧壁重要性系数γ0

1.00

基坑深度H（m）

5.100

放坡级数

2

超载个数

1

----------------------------------------------------------------------

[放坡信息]

----------------------------------------------------------------------

坡号

台宽（m）

坡高（m）

坡度系数

1

2.000

2.000

1.000

2

3.100

3.100

1.000

----------------------------------------------------------------------

[超载信息]

----------------------------------------------------------------------

超载

类型

超载值

作用深度

作用宽度

距坑边距

形式

长度

序号

（kPa,kN/m）

（m）

（m）

（m）

（m）

1

15.000

---

---

---

---

---

----------------------------------------------------------------------

[土层信息]

----------------------------------------------------------------------

土层数

4

坑内加固土

否

内侧降水最终深度（m）

6.000

外侧水位深度（m）

1.000

----------------------------------------------------------------------

[土层参数]

----------------------------------------------------------------------

层号

土类名称

层厚

重度

浮重度

粘聚力

内摩擦角

与锚固体摩

粘聚力

内摩擦角

（m）

（kN/m3）

（kN/m3）

（kPa）

（度）

擦阻力（kPa）

水下（kPa）

水下（度）

1

素填土

0.83

18.0

---

10.00

5.00

16.0

---

---

2

粘性土

1.90

18.4

8.4

25.40

7.20

46.0

27.90

12.20

3

淤泥质土

1.85

17.7

7.7

12.30

3.90

18.0

14.50

8.30

4

粘性土

3.45

19.7

9.7

50.00

11.80

60.0

52.00

12.50

----------------------------------------------------------------------

[设计结果]

----------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------

[整体稳定验算]

----------------------------------------------------------------------

天然放坡计算条件:

计算方法：

瑞典条分法

应力状态：

总应力法

基坑底面以下的截止计算深度:

0.00m

基坑底面以下滑裂面搜索步长:

5.00m

条分法中的土条宽度:

1.00m

天然放坡计算结果:

道号

整体稳定

半径

圆心坐标

圆心坐标

安全系数

R（m）

Xc（m）

Yc（m）

1

1.854

3.189

9.220

7.456

2

2.498

4.153

8.411

8.178

3

2.784

4.583

8.411

7.678

4

2.053

5.578

9.099

6.606

5

1.655

13.200

3.623

13.720

6

2.277

14.344

3.132

14.344

设计项目：

2-2剖面

[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》JGJ120-99

基坑等级

二级

基坑侧壁重要性系数γ0

1.00

基坑深度H（m）

8.900

放坡级数

3

超载个数

1

----------------------------------------------------------------------

[放坡信息]

----------------------------------------------------------------------

坡号

台宽（m）

坡高（m）

坡度系数

1

2.000

2.000

1.000

2

4.340

3.100

1.400

3

2.500

3.800

0.650

----------------------------------------------------------------------

[超载信息]

----------------------------------------------------------------------

超载

类型

超载值

作用深度

作用宽度

距坑边距

形式

长度

序号

（kPa,kN/m）

（m）

（m）

（m）

（m）

1

15.000

---

---

---

---

---

----------------------------------------------------------------------

[土层信息]

----------------------------------------------------------------------

土层数

5

坑内加固土

否

内侧降水最终深度（m）

9.000

外侧水位深度（m）

1.000

----------------------------------------------------------------------

[土层参数]

----------------------------------------------------------------------

层号

土类名称

层厚

重度

浮重度

粘聚力

内摩擦角

与锚固体摩

粘聚力

内摩擦角

（m）

（kN/m3）

（kN/m3）

（kPa）

（度）

擦阻力（kPa）

水下（kPa）

水下（度）

1

素填土

0.83

18.0

---

5.00

10.00

17.0

---

---

2

粘性土

1.90

18.4

8.4

25.40

7.20

46.0

27.90

12.20

3

淤泥质土

1.85

17.7

7.7

12.30

3.90

18.0

14.50

8.30

4

粘性土

3.45

19.7

9.7

50.00

11.80

60.0

50.00

11.80

5

粘性土

4.05

18.7

8.7

24.50

7.70

30.0

24.50