一期基坑降水、土方和支护设计施工组织设计.docx
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1、一期基坑降水、土方和支护设计施工组织设计1工程概况XXX置地(XXX)发展有限公司拟建的XXX置地二十四城商业项目一期工程位于XXX市二环路东三段,XXX市二环路与双庆路交汇处,二环路南东侧、双庆路南侧。项目占地面积46514.00m2,规划总建筑面积314480.00m2,其中地上建筑面积约188720.00m2,地下建筑面积约为125760.0Om2。办公楼39层,高173.65m,框架-核心筒结构,筏板基础;商业建筑1-6层,高6.00m-43.90m,框架结构,独立基础,地面以下设三层地下室,框架结构,独立基础及条形基础,为商业、车库及设备用房等;0.000为500.150ro该工程由
2、XXX基准方中建筑设计事务所进行设计,XX省XX勘察设计院进行详细勘察。拟建场地地貌单元属于该场地地貌单元为岷江水系11级阶地,地势较平坦。勘察期间,场地内受周边降水施工的影响,测得地下水位埋深为自然地面以下6.50m7.60m,地下水抗浮设计水位为494.50m。基坑开挖深度为0.000下14.9Om-17.90m,为现地面以下13.5Om-16.50m,需要采取管井降水和基坑支护措施,以满足基础施工的需要。通过业主招标选择,我院应邀编制本工程的基坑凿井降水、土石方开挖和支护设计方案与施工组织设计,并承担其施工任务。我院于2009年69月对施工现场进行了踏勘,对施工现场的施工条件、周边环境及
3、降水排水条件等进行了调查,通过经济、技术比选,决定采用管井降水并结合明排、人工挖孔灌注锚拉桩及喷锚相结合的支护方式。该基坑工程施工图设计文件应根据经批准的总平面图进行调整,并报XXX市建筑施工安全监督部门审查合格,取得临时占道手续后,方可进行实施。2场地工程地质条件2.1 场地位置及地形地貌拟建场地地貌单元属岷江水系11级阶地。拟建场地原为420厂办公区及居民住宅区,现已经拆迁平整。勘察期间测得场地勘探点孔口地面标高498.59m501.03m,场地大部地段高程在500.2Om左右,高差2.44m,地形稍有起伏。凿井施工前对场地进行场平,现自然地坪绝对标高498.6Om499.50mo2.2
4、地层岩性根据本次勘察资料,场地上覆第四系人工填土(Q4ml),其下由第四系上更新统河流冲洪积(Q3al+pl)成因的粘土、粉质粘土、粉土、砂、卵石组成,下伏白垩系灌口组泥岩(K2g)。地层从上至下描述如下:(1)杂填土:褐灰色、褐灰、褐黄色等;松散;干燥稍湿;由混凝土块、砖瓦、卵石、炭渣等建筑垃圾组成,含少量粘性土。该层场地内均有分布,层厚0.50m4.20m0(2)素填土:褐灰、褐黄色;稍密;稍湿;以粘土为主,含少量植物根茎。该层场地普遍分布,层厚0.30m3.30m。(3)粘土:黄褐色、褐黄色,硬塑坚硬状态,无摇振反应,稍有光泽,干强度高,韧性低。包含较多铁镒质氧化物,可见少量钙质结核,裂
5、隙较发育。该层在场地普遍分布,层厚1.103.50m073勘探点地段分布有少量呈软塑状,最大厚度约1.50m。(4)粉质粘土:黄褐色、褐灰色,硬塑坚硬状态,无摇振反应,稍有光泽,干强度高,韧性低。包含少量铁镒质氧化物,局部可见少量钙质结核。该层在场地普遍分布,层厚0.40m6.:LOm。(5)粉土:黄色、褐灰色、黄褐色,局部灰白色;稍密中密;湿很湿。含铁镒质、氧化铁和少许云母碎片。该层在场地内卵石层顶部普遍分布,厚度变化较大,层厚0.30m.10mo另外,在1#、39#、42#、45#、47#勘探点呈透镜体分布于卵石层底部、基岩顶板之间,中密密实状,层厚0.70m4.10m0(6)粉砂:褐灰色
6、;饱和;松散状;以长石、石英颗粒为主,含少量云母粉和暗色矿物。呈层状分布于卵石层顶板上,层厚0.40m1.60m.(7)细砂:褐灰色;饱和;松散状;以长石、石英颗粒为主,含少量云母粉和暗色矿物,局部混有少量卵石及圆砾。呈层状分布于卵石层顶板上。层厚0.30m2.80m0(8)中砂:褐灰色;饱和;松散稍密;以长石、石英为主,含少量云母片。呈透镜状分布于卵石层中,层厚0.30m2.90m0(9)卵石:褐黄、黄灰色等,饱和。主要以花岗岩、砂岩及石英岩等组成,中微风化,一般粒径210cm,大者可达20Cm以上,隙间充填砂、圆砾及少量粘性土;卵石层顶板埋深6.80m16.80m,标高483.40m493
7、.20m。据N120动探试验,卵石层密实度可分为松散、稍密、中密、密实四个亚层:松散卵石:褐黄色、黄灰色;饱和;卵石含量3550%;层厚0.50m3.20m;稍密卵石:褐黄色、黄灰色;饱和;卵石含量50-60%;层厚0.50m-5.50m;中密卵石:褐黄色、黄灰色;饱和;卵石含量60-70%;层厚0.30m-5.80m;密实卵石:褐黄色、黄灰色;饱和;卵石含量7085%;层厚0.4Om8.00mo(10)泥岩:紫红、砖红色,强中风化,泥质胶结,泥质结构,块状构造。泥岩顶板埋深14.5Om21.70m,平均埋深16.40m,标高478.2Im485.13m,高差6.92m,起伏较大。根据泥岩风化
8、程度及力学特征划分为强风化泥岩和中风化泥岩:强风化泥岩风化裂隙较发育,岩芯呈块状或碎石状,厚度一般0.3Om2.50m;中风化岩芯多呈短柱状或柱状,局部节理较发育。(详见附录2工程地质剖面图及附录3钻孔柱状图)。2.3 地下水场地地下水类型属第四系孔隙潜水类型,砂、卵石为其主要含水层。勘察期间处于丰水期,实际量测钻孔初见水位6.5Om7.60m,稳定水位6.3Om7.30m,稳定水位标高493.09m493.88m,略具承压性。根据XXX地区水文地质资料结合本工程场地地下水埋藏条件,该场地年最高潜水位标高在494.50m左右,该区域卵石层渗透系数K=18md左右。场地环境类别为11类,强透水层
9、。建议本工程地下室抗浮设计水位按494.50m考虑。3设计依据3.1 建设单位提供的图纸和资料(1)总平面图(XXX基准方中建筑设计事务所,2009年7月);(2)基础结构平面布置图(XXX基准方中建筑设计事务所,2009年9月21日);(3)XXX二十四城商业项目一期(万象城)场地详细勘察阶段岩土工程勘察报告书(XX省XX勘察设计院,工程编号:2009-192,2009年8月);(4)二十四城商业项目一期土石方、基坑支护及降水工程招标文件,XXX置地(XXX)发展有限公司,2009年6月;(5)招标答疑一,XXX置地(XXX)发展有限公司,2009年6月;招标补遗二,XXX置地(XXX)发展
10、有限公司,2009年7月;(7)二十四城商业项目一期土方、降水和护坡招标文件补充,XXX置地(XXX)发展有限公司,2009年8月。3.2 国家现行有关工程施工和验收的标准、规范、规程、图集(1)建筑与市政降水工程技术规范(JGJTIIL98);(2)建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002);(3)建筑基坑支护技术规范(JGJ120-99);(4)建筑基坑工程技术规范(YB9258-97);锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001);(6)基坑土钉支护技术规范(CECS96-97)中国工程建设标准化协会标准;土层锚杆设计与施工规范(CECS22:90)中国工程建设标准化协会
11、标准;钢筋焊接及验收规程(JGJI8-96);(9)建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002);Qo)建筑地基基础设计规范(GB50007-2002);(II)混凝土结构设计规范CTB50010-2000中国建筑工业出版社;(12)建筑桩基技术规范(JGJ94-2008);(13)工程测量规范(GB50026-2007);(14)混凝土结构工程施工及验收规范(GB502042002);(15)混凝土质量控制标准(GB5016492);(16)普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2000)(17)施工现场临时用电安全技术规范(JGJ4693);(18)建筑施工安全检查标准(J
12、GJ5999);(19)建筑工程施工质量验收统一标准(GB503002001);(20)建设工程文件归档整理规范(GB/T503282001);(21)建筑变形测量规范(JGJ/T8-97);(22)建筑基坑工程监测技术规范(GB50497-2009);(23)XXX市建筑工程深基坑施工安全管理办法(成建委发2009494号)3.3 现行的质量、安全生产、文明施工的有关政策、文件规定。3.4 我院技术实力、机械设备装备情况及各项企业管理制度。3.5 我院现场踏勘所收集的资料4基坑支护方案设计4.1基坑支护技术要求设置三层地下室,场地地形较平坦,凿井施工前对场地进行场平,现自然地坪绝对标高498
13、.6Om499.50m,基坑深度按场平后地面以下13.50、14.00、14.40、14.80、16.5Om进行设计,局部地段根据实际深度相应调整。基坑开挖下口线按照以地下室外墙基础边线往外延1.20m操作面即可。4.2.1 工程环境条件简述我院组织相关人员对施工现场进行了踏勘,对施工现场的施工条件、周边环境及降水排水条件进行了调查。拟建场地位于双庆路,地理位置处于交通主干道,交通、人流量大。场地北侧为双庆路,南侧为规划道路,东侧为二环路,道路下各种城市管网较为密集,主要有煤气管道、给水管道、公安交警的电缆线、雨水和污水管道等。基坑四周城市道路分布的地下管网和建筑的保护,是本工程的重点和难点,
14、进行基坑支护设计时必须给予重视。Q)北侧临双庆路,道路中心线距建筑红线20.0m,建筑红线距地下室边线17.1m,可进行锚索(杆)施工,故施工条件较好;(2)南面规划路,道路中心线距建筑红线10.0m,建筑红线距地下室边线仅4.0m,施工条件极为有限;南面道路宽度范围内(含人行道)地下管网密集,分布如下:a.自来水管:距建筑红线约3.0m,管顶埋深约1.5m,管径大于300mm;b.天然气管:距建筑红线约4.0m,管顶埋深约1.25m,管径为350mm;c.雨水管:距建筑红线约5.0m,管顶埋深约2.03.5m,管径600900mm;d.道路污水管:距建筑红线约6.0m,管顶埋深约3.55.0
15、m,管径600700mm;e.给水管:距建筑红线5.0m,沟顶埋深约1.20m,高度约0.5m。(3)东面:放坡条件较好。(4)西面:侧为二环路,道路下各种城市管网较为密集,主要有煤气管道、给水管道、公安交警的电缆线、雨水和污水管道等。4.2.2 工程的特点与难点基坑深度较大本工程基坑最大深度16.50m,且属膨胀土分布区,属于深大基坑,基坑支护难度较大。场地四周地下管网复杂,场地四周均为城市道路,各种城市管网较为密集,是本工程的重点和难点。不允许对周边环境造成污染拟建场地位于XXX市双庆路,地理位置极为显要,工程的施工必然将受到来自社会各界的关注和监督,社会影响不可估量,这是本工程最大的难点
16、和特点。因此,在施工过程中绝对不允许产生噪音、扬尘和泥浆等污染,必须通过加强管理和采取强有力的措施来解决。社会影响大鉴于本工程所处的特殊环境,基坑支护一旦失败,将造成不可估量的经济损失和社会影响。本工程施工场地出入口相对较小,必须对施工现场进行科学、合理的安排,使临设、办公室、水泥库房和材料堆场布局科学合理。4.2.3 支护方案分析目前XXX地区基坑支护经常采用的护壁方式有喷锚护壁、悬臂桩护壁(包括人工挖孔和机械成孔灌注桩)和锚拉桩护壁(包括人工挖孔和机械成孔灌注桩)。喷锚护壁是采用锚杆加钢筋混凝土挡土板的柔性支护体系,其优点是造价较低、施工进度较快,与土方开挖交叉进行,不单独占用工期。但喷锚
17、护壁边坡变形较大,要求有足够的放坡条件,有噪音、扬尘等,因此喷锚护壁是适用于本工程的东南侧地段。机械成孔灌注(悬臂)桩造价较高,并且钻进过程中将产生大量的泥浆,泥浆的污染和清运问题将成为很难解决的难题。因此采用机械成孔灌注桩支护是不适用于本工程的。人工挖孔桩护壁(锚拉桩、悬臂桩)基坑边坡变形最小,既可以满足基坑变形要求,又相对比较经济,无噪音,无污染。通过以上分析比较,本工程基坑支护拟采用人工挖孔锚拉桩护壁桩、喷锚护壁支护体系。4.3支护方案设计4.3.1 基坑支护设计计算该建筑基坑边坡安全等级为一级,重要性系数r0=L10,根据我院岩土工程勘察报告书以及附近场地的地质资料和我院XXX地区深基
18、坑设计与施工经验,基坑坑壁土体物理力学指标参数见表4.3.1o地基土工程特性指标建议值表4.3.1岩土层名称素填土重度g(kNm3)18.0承载力特征值fak(kPa)80压缩模量Es(MPa)3.0变形模量EO(MPa)粘聚力C(kPa)15内摩擦角(O)12基床系数kp(kNm3)粘土19.52008.030*15粉质粘土19.52008.030*15粉土19.01206.02020粉砂18.5906.0025细砂18.51007.0025粉土(卵石中)19.514010.09.02230中砂(卵石中)19.215014.012.0035松散卵石20.524021.018.00363.01
19、04稍密卵石21.035025.021.00383.5104中密卵石21.560038.029.05404.0104密实卵石22.080045.036.010455.0104强风化泥岩21.040018.060303.5x104中风化泥岩23.412001004012.0104备注:该建筑基坑工程安全等级为一级,重要性系数r0=1.10粘性土为膨胀土,具弱膨胀潜势,其胀缩等级为I级,其抗剪强度参数中粘聚力标准值已经按规定进行折减后取值计算。4.3.2 基坑支护设计概要(1)喷锚护壁护壁桩施工时考虑到以后室外总平面施工时室外管道和雨、污水井设置,将人工挖孔桩的冠梁上口标高降至设计室内0.000标
20、高以下-1.5Om或-2.00m,冠梁上部采用喷锚护壁,详见附图9-02。场地南东侧PQRA段放坡条件较好,采用喷锚支护,详见附图9-01。场地南北西侧FGzH段为后期下沉广场与地铁线线相连接部位,放坡条件较好,采用喷锚支护,详见附图9-02。(2)人工挖孔桩护壁方案设计本工程设置三层地下室,拟采用独立、筏板基础,地下室底板埋深为0.000下14.9Om-17.10m。根据基础结构平面布置图,基坑开挖下线从基础外边线外延1.20m作操作面考虑。桩顶标高为-l.50-2.00m(从现地面起算),根据基坑深度设置两种桩型。详见桩型设计表4.3.2-1。桩型设计表表4.3.2-1基坑深度(m)桩长(
21、m)悬臂段(m)嵌固段(m)13.517.013.53.514.415.912.93.014.417.912.45.516.518.515.03.514.415.912.93.014.816.813.33.514.017.514.03.5其中锚拉桩设2-3排预应力锚索,形成锚拉桩。详见附图5及附图6o桩径分为100Omm,桩芯距250Omm(局部有所调整),桩芯碎强度等级为C25。采用现浇钢筋碎护壁,护壁碎厚度150mm,强度等级C20。桩顶设置冠梁,梁宽100Omm,高800mm。冠梁和桩芯碎强度等级C25o详见附图5、附图6。(3)桩间喷锚护壁设计面层采用喷射混凝土与钢筋网组成的钢筋混凝土
22、板结构型式。土方开挖时,应确保锚杆支护作业面平整,桩间壁面宜开挖成凸弧形,壁面喷射混凝土厚度为5080mm喷射混凝土采用细石混凝土,混凝土强度等级为C20。面层钢筋网构造:网筋采用6.5(g)200200mm筋绑扎而成,纵横向加强筋均采用l4螺纹钢筋与预埋钢筋焊接,纵横间距为10003000mmo详见附图7。(4)防排水措施壁面喷射混凝土施工完成后,及时在壁面上凿出直径3050mm的小孔作为泄水孔(或在布设钢筋网时安放35的塑料管作为泄水管),以保证壁内积水的畅通排放。坑壁顶部用水泥砂浆或喷射混凝土散落料封闭,以避免地表水进入坑壁,影响坑壁的稳定性。(5)土方开挖护壁施工必须得到土方施工单位的
23、配合。土方必须分层开挖,每层开挖深度不得大于2.00m,当遇到砂层时,必须对开挖深度进行调整。若遇砂层厚度较大,护壁圈必要时采用钢护筒护壁。4.3.3变形监测设计本基坑护壁安全等级为一级,规模大,开挖深度深(14.9Om17.10m),根据规范要求基坑及地下室施工过程中必须进行监测,并制定合理周到的监测方案,实行动态设计和信息化施工,以确保基坑及周边建(构)筑物的安全和地下室施工的顺利进行。监测项目(1)基坑周边坡顶水平位移观测;(2)基坑周边建(构)筑物和道路沉降观测;(3)预应力锚杆拉力值观测;(4)地下水位监测;(5)基坑坡体水平位移观测等。监测方法采用TOPCOM332W全站仪及水准仪
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