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保福大厦基坑支护方案

(北京市城德建设工程有限公司)

第一章  工程概况

一.     工程概况

拟建保福大厦写字楼、办公楼、住宅楼位于北京北四环路保福寺桥东南角,分别为A座、B座、C座及裙房,整个建筑均设4层地下室,筏板基础,基坑开挖深度21.7M,建筑±0.000待定。基础边线临近建筑红线,本基坑支护工程属深、大、难工程。

二.     工程地质、水文地质条件

1.      工程地质条件

根据北京城建勘测设计研究院提供的《保福大厦岩土工程勘察报告》,拟建场地地形较平坦,地面标高为51.02m~52.19m之间。拟建场地地基按沉积年代、成因类型分为人工堆积层(填土)和第四纪冲击层(粘性土和卵砾性)。自上而下为:

粘质粉土粉质粘1土填土:黄褐色,稍湿,可塑,含砖头、水泥块、灰渣等;杂填土1层,杂色,松散,稍湿,以建筑物垃圾为住,夹生活垃圾。总厚度约1.40m~3.60m,层底标高48.13m~50.11m

2沙质粘土粘质粉土:褐黄色~灰黄色,很湿,含氧化铁、云母;粉质粘土重粉质粘土2层,灰黄色,可塑,含氧化铁、有机质。总层厚约3.40m~6.50m,层地底高43.03m~45.59m

3粉质粘土粘质粉土:褐黄色,可塑,很湿,含氧化铁、云母、有机质。31砂质粉土:褐黄色,密实,很湿,含氧化铁、云母,夹粉细砂、中砂透明体。总层厚约4.7m~8.20m,层底标高36.54m~39.17m

4沙质粘土重粘质粉土:褐黄色,可塑,很湿,含氧化铁、云母、有机质。41砂质粉土粘质粉土:褐黄色,密实,很湿,含氧化铁、云母。总层厚约6.20m~8.70m,层底标高28.99m~31.07m

5圆砾:杂色,湿,密实,砾径最大7mm,一般5~20mm,亚圆形,砾径大于2的颗粒含量约占70%。层间夹粉细砂51:褐黄色,饱和,密实,总层厚约4.2m~5.90m,层底标高24.24m~26.77m

6粘质粉土粉质粘土:褐黄色,可塑,很湿,含氧化铁、姜石。总层厚约0.6m~3.4m,层底标高22.14m~24.44m

7卵石:杂色。密实,饱和,含圆砾,卵石砾径大于2cm,平均2~4cm总层厚约9.8m~13.3m,层底标高10.5m~14.11m

2.      水文地质条件

根据工程勘察报告,本场区测得一层地下水上层滞水,初见水位47.16~48.07,水位埋深3.40~4.77m,含水层为砂质粉土粘质粉土2;勘察报告认为本场地还应在5圆砾中存在一层潜水,自然条件下水位标高可按31.50m考虑。

第二章      基坑降水、护坡方案设计

二、设计依据

1.甲方提供《保福大厦岩土工程勘察报告》及该工程基础平面图

2.甲方提供的相关参数

3.《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-99

4.《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98

5.《混凝土结构设计规范》(GB5000 2002

6.邻近工程施工资料

三、基坑降水、护坡方案设计原则

1.符合现场施工条件和环境要求,施工技术优化、可行;

2.保证基坑干槽、安全;

3.施工工期合理;

4.维护邻近建筑物的安全与稳定;

5.在保证安全、可行的基础上,尽量降低工程造价。

四、降水方案设计

1.降水方法的选择:

根据《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98)第6.2.1条要求:井点降水方法和设备选择,应根据土层的渗透系数、要求降低水位的深度及工程特点,作技术经济和节能比较后确定。北京城建勘测设计研究院提供《保福大厦岩土工程勘察报告》认为本工程除涉及上层滞水外,还存在一层潜水,根据我公司在附近施工资料(包括邻近场地的工勘报告)表明,本场地可能存在第二层层间潜水,水位埋深约在15m左右,含水层主要为砂砾石层。上层滞水含水层主要为砂质粘土、粘质粉土层,含水层渗透性较差,地下水位高。降水深度达18m多(降水层厚度大于4m),水位要降至22.3m(21.77+0.50m),轻型井点难以发挥作用。根据本场地含水层之间的水力联系并充分考虑本基坑周边正在进行基础施工之现状,同时结合我公司降水成功经验,本基坑必须进行封闭降水。具体采用将需疏干的含水层的隔水底板揭穿,使上层滞水利用其重力作用及水头差作用下渗到消纳层⑦卵石层中,用大口径管井抽取混合水头,达到最终降低水位的目的。故本基坑采用大口径管井封闭降水方案.

2.降水计算

1.计算参数选取

1.      降水面积101m+55×36,基坑深度H=22m

2.      降深S=18m

3.      水头高度H=11.9m

4.      渗透系数k=1.2m/d

5.      影响半径R=60m

6.      滞水R1=26 m

7.      潜水R2=208 m

8.      井管半径r=0.2m

9.      降落漏斗水力坡度I=1/10

2) .坑总涌水量

按潜水完整井公式计算整个基坑涌水量:

Q=1.366 K(2H-S)S/lgR0-lgr0

Q 1=208.5m³/d

Q1==142.2m³/d

Q= Q11+ Q 2=3020 m³/d

a)        井深计算

h≥H´+l+L·I+a

式中:h:井深m

L:井管至基坑中心距离,取45m

a:泵体及沉砂管高度总和,取2m

故:h≥H´+0.5 +LI+a=28.7m

实际井深取29m

b)        单井最大出水量

q=2π·r·L·k

          式中;q:单井最大出水量

                L:动水位下滤水管浸没长度,取12m

q=3m³/d

c)        井数计算

n=1.1Q/ q´=49()

 d)  井间距计算

B=D/n =8.1m

考虑周边施工状况及勘察报告的建议,实际取8.1 m

3)井点布置(见附图)

在基坑开挖上口线(桩外皮)1.2 m外间隔布置管井,间距8.1m,共布井56口。

4.井点设计

抽水井井深29.0m,井径600mm,全孔下入无砂水泥砾石滤水管,滤水管直径400mm。均匀回填Φ47mm豆石滤料至孔口下1.0m,滤料以上回填粘土至孔口,滤水管内下入潜水泵。

5)抽水方案设计;

采用潜水泵抽水,直接排入集水池,进地面排水管系统。

地面排水系统设计;沿基槽顶外15m,埋设Φ150排水管,水力坡度3‰,埋于地下05m深处,每2孔设一个砖混集水池或用钢板焊制的集水箱,再由总排入雨、污水口。场地狭窄的部分,可利用抽水井倒水,最后再由总管排入雨、污水口。

6)降水对邻建的影响及技术措施

根据本场地的地层和水利关系并结合理论分析,降水不会对现有建筑造成影响,但在降水期间应进行连续观测,万一有意外之影响当可及时采用措施:减少抽水量,增设回灌井

7.降水效果预测及对策

四周设置2口观测井,随时观测水位下降速度据此预测水位降至槽底时间。据水位变化调整降水井开泵抽水的数量。

五、基坑支护方案设计

1.基坑支护方案的选择

基坑支护采用锚拉钢筋混凝土灌注桩桩排支护结构为主体,上部土钉墙支护为铺的联合支护体系,支护设计采用《同济启明星软件》计算。

2.基坑支护方案设计:

具体支护型式如下:

1)基坑东坡南段(1/12轴至22轴)为BC段,段长56.6m,挖深22 m,为保护地面上六层住宅楼,而控制地基的变形量,采用由地面做起的桩锚支护,在地面做800mm钻孔灌注桩,设4道予应力锚杆,为第一类支护。(见1-1剖面)

2 西坡和南坡为CD段全长201.2m,采用第二类支护,上部9.m做土钉支护,按10.1放坡,下部13m采用直径800mm钻孔灌注桩,设三道预应力锚杆组成锚拉桩支护结构,(见2-2剖面)

3 东坡北段(1/12轴—1轴)为AB段,段长112.9m,上部9.0m,做土钉墙按10.2放坡,9.0m以下钻孔灌注桩,仍设3道锚杆;(3-3剖面)

4 北坡中段(E轴—K轴)为FG段,段长19.2m,挖深22.0m,下部6.0m,做直坡土钉,上部16.0m,按10.3放坡做土钉支护,并设置两道预应力锚杆,(见4--4剖面)。

5)        端即(BE轴)与(KN轴)之间15.2m19.2m两段,DEAH段,挖深仅16.0m,与大基坑形成直角台阶。高差6.0m,按第五类支护设计,全部采用土钉支护型式,其上部16.0m,按10.3放坡,与第四类支护的上部做平,其下部6.0米做垂直坡土钉支护,并将做防水混凝土喷射面层,留作防水后当外模板用。

6)        消防水池与车库基坑底部相差6.0m的部位,EFGH段采用第六类支护,用直立坡土钉支护,面层用喷射混凝土留做防水外模板用(见6-6剖面)。

2、设计参数总表:

(一)第一类(1-1)剖面(BC段)

桩长

(m)

桩顶标高(m)

桩间距(mm)

桩径

(mm)

桩砼强度

梁高

(mm)

梁宽

(mm)

梁砼

强度

桩配筋

16Φ25

梁配筋

8Φ22

27

-0.4

1600

800

C25

500

900

C25

环筋

Φ14@2000

螺旋筋:

Ø8@300

锚杆道号

锚杆标高(m)

倾角

锚杆直径(mm)

锚杆长(m)

锚固段长(m)

锚杆间距(mm)

设计

轴力(KN

钢绞线(1860

工字钢

1

-4.6

15

150

25

20

3200

462

3

2I25b

2

-9.4

15

150

27

22

1600

636

4

2I28b

3

-14.4

15

150

27

22

1600

835

5

2I28b

4

-18.9

15

150

18

14

1600

 

3

2I25b

(二)第二类(2-2剖面)(CD段)

土钉支护2-2剖面土钉参数

土钉道号

直径

横向间距(m m)

竖向间距(m m)

土钉长度(m)

倾角

(度)

配筋

1

100

1500

1400

5

5

Φ20

2

100

1500

1400

7

5

Φ20

3

100

1500

1400

9

5

Φ20

4

100

1500

1400

7

5

Φ20

5

100

1500

1400

5

5

Φ20

6

100

1500

1400

3

5

Φ20

 

 

 

 

 

支护桩2-2剖面土钉参数

桩长

(m)

桩顶标高(m)

桩间距(m m)

桩径(mm)

桩砼强度

梁高(mm)

梁宽(mm)

梁身强度

桩配筋14Φ25

梁配筋

8Φ22,

205

-9.4

1600

800

C25

500

900

C25

环筋

Φ14@2000

螺旋筋:

Ø8@300

锚杆道号

锚杆标高(m)

锚杆

倾角

()

锚杆直径(mm)

锚杆长(m)

锚固段长(m)

锚杆间距

(m m)

设计轴力(KN)

钢绞线(1860)

工字钢

1

-9.4

15

150

22

17

3200

387

3

2I25b

2

-14.4

15

150

26

22

1600

702

5

2I28b

3

-18.9

15

150

26

22

1600

754

5

2I28b

(三)、第三类(3-3剖面)(东坡AB段)

土钉支护3-3剖面参数

土钉道号

直径

(mm)

横向间距(m m)

竖向间距(mm)

土钉长度(m)

倾角

()

配筋

1

100

1500

1400

5

5

Φ20

2

100

1500

1400

7

5

Φ20

3

100

1500

1400

9

5

Φ20

4

100

1500

1400

7

5

Φ20

5

100

1500

1400

5

5

Φ20

6

100

1500

1400

3

5

Φ20

 

 

 

 

 

桩支护3-3剖面参数

桩长

(m)

桩顶标高(m)

桩径(mm)

桩间距

(m m)

桩砼强度

梁高(mm)

梁宽(mm)

梁砼强度

桩配筋

14Φ25

梁配筋

8Φ22

175

-9.4

800

1600

C25

500

900

C25

环筋

Φ14@2000

螺旋筋Ø8@300

锚杆道号

锚杆标高(m)

锚杆倾角()

锚杆直径(mm)

锚杆长

(m)

锚杆间距(mm)

锚固段长(m)

设计轴力(KN)

钢绞线

1860

工字钢

1

-9.4

15

150

19

2400

14

296

2

2I25b

2

-14.4

15

150

20

1600

16

499

3

2I25b

3

-18.9

15

150

20

1600

17

567

4

2I28b

(四)第四类支护(4-4)剖面(北坡HG段)

土钉支护4-4剖面参数

土钉道号

直径

(mm)

横向间距(mm)

竖向间距(mm)

土钉长度(m)

倾角

()

配筋

1

100

1500

1500

9

5

Φ22

2

100

1500

1500

12

5

Φ22

3

100

1500

1500

14

5

Φ22

4

100

1500

1500

12

5

Φ22

5

100

1500

1500

12

5

Φ22

6

100

1500

1500

10

5

Φ22

7

100

1500

1500

9

5

Φ22

8

100

1500

1500

8

5

Φ22

9

100

1500

1500

6

5

Φ22

10

100

1500

1500

4

5

Φ22

桩支护(4-4)剖面参数

桩长

(m)

桩顶标高(m)

桩径

(mm)

桩间距

(mm)

桩砼强度

梁宽(mm)

梁高(mm)

梁砼强度

桩配筋:

14Φ22

梁配筋

8Φ22

10. 5

-16.4

800

1600

C25

900

500

C25

螺旋筋
Ø8@300

环筋Φ14@2000

锚杆道号

锚杆标高(m)

锚杆倾角(0)

锚杆直径(mm)

锚杆长

(m)

锚固段长(m)

锚杆间距(m)

设计轴力(KN)

钢绞线(1860)

工字钢

1

-16.65

15

150

21

16

1600

494

3

2I25b

(五)第五类(5-5剖面)支护(EFIA段)

土钉道号

直径(mm)

横向间距(m)

竖向间距(m)

土钉长度(m)

倾角

()

配筋

1

100

1.5

1.5

9

5

Φ22

2

100

1.5