某广场地下车库基坑围护及降水工程方案设计.doc

1、. *广场地下室基坑围护及降水工程方案设计一、工程概况拟建*广场位于阳光大道南侧，大里港东侧，东侧、西侧、南侧三面环水。总用地面积为7219.5平方米，总建筑面积为43152平方米，拟建物包括：主楼为25层，框架剪力墙结构，最大轴力约为23000KN，基础型式采用桩基础；裙房为3层，框架结构，最大轴力约为7000KN，基础型式采用桩基础，建筑面积为33213.9平方米；地下1层，框架结构，建筑面积为9938.1平方米。地下车库底板厚600mm，垫层厚100mm，根据结构设计图纸计算，底板垫层底的黄海高程为-6.350米，周边承台底的黄海高程为-7.250米，场地现有地面平均黄海高程2.500米

2、，由于周边承台密集且尺寸大，故基坑计算至承台垫层底，所以基坑开挖深度：9.750米，基坑上口线总周长约365米。二、工程地质条件对基坑工程有主要影响的工程地质、水文地质条件分述如下：1工程地质条件本工程场地原来为耕地，整个场地地形较为平坦，略有起伏。基坑开挖影响深度范围内各层地基土土性特征及分布规律自上而下分述如下： 土层编号土层名称土层厚度（m）土层描述素填土0.71.1灰色，松散，以粘性土为主，含植物根茎，厚度一般粉质粘土0.91.3褐黄色，软塑流塑，含铁锰质氧化斑点及结核，局部粉粒含量高，中偏高压缩性淤泥质粘土1.21.8灰色，流塑，含腐殖质，高压缩性，工程力学性质较差-1粘土3.14.

3、9暗绿色，硬可塑硬塑，含铁锰质氧化斑点和结核，土质均一，中等压缩性-2砂质粉土2.710.4灰黄色，稍密中密，含多量的云母碎屑，中偏低压缩性，中等压缩性粉质粘土1.27.6灰色，软塑流塑，含少量植物腐殖质和有机质，中偏高压缩性，工程性能差粉质粘土4.56.0灰绿色，硬塑，含少量铁锰质氧化结核，中偏低压缩性2水文地质条件本场地地下水主要有浅部粘性土层中的潜水和浅部的粉土层中的微承压水。浅部土层中的潜水主要赋存于浅部粘性土中(层素填土、层粉质粘土、淤泥质粘土)，其中层粉质粘土富水性差，地下水类型属潜水型，主要受大气降水和地表水影响，地下水与地表水有明显的水力联系， 水位随季节而变化，埋深距地表下0

4、.70.9米，水位年变化幅度为0.01.0米；浅部微承压水主要赋存于-2层砂质粉土中，根据附近地质报告资料及区域地质资料，承压水水头略低于潜水位，按黄海高程1.2米计算。三、基坑周边环境概况基坑北侧是阳光大道，其余三侧是河道。基坑上口线西距大里港最近约5米，东距河道最近约3米，南距河道最近约6米，北距阳光大道最近约17米。施工单位的临建及主要材料场地布置在北侧，其它三面仅堆放少量的建筑材料，材料运输主要通过布置在基坑中央的塔吊，混凝土采用拖式泵输送，东面、西面和南面不设施工道路。四、基坑围护设计（一）设计依据1、甲方提供的有关图件2、*大厦岩土工程勘察报告3、建筑基坑支护技术规程（JGJ120

5、-99）4、浙江省建筑基坑工程技术规程（DB33/T1008-2000）5、建筑基坑工程监测技术规范（GB 50497-2009）6、建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）7、基坑土钉围护技术规程（CECS96：97）8、建筑边坡工程技术规范（GB 50330-2002）9、建筑桩基技术规范（JGJ 94-2008）10、岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）（2009年版）11、混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）12、建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB 50202-2002）13、现场踏勘及测量资料14、其它有关规范及规程（二）设计参数土层编号土层名称综

6、合渗透系数（cm/s）土的重度（kN/m3）C(kPa)(度)极限摩阻力标准值（kPa）素填土18.00101016粉质粘土5.510-518.50181224淤泥质粘土6.010-617.60108 20-1粘土5.010-719.40301550-2砂质粉土8.010-419.10522 30粉质粘土4.010-518.60121020粉质粘土20.00361560注： 1 抗剪强度指标C、值及极限摩阻力标准值根据勘察报告、规范及工程经验综合确定；其余指标由本工程的勘察报告提供。 2本工程的勘察报告未提供素填土的相关参数，计算时按经验取值。 （三）基坑围护方案设计根据基坑周边环境条件、工程

7、地质、水文地质条件和基坑开挖深度，本着“安全可靠、经济合理、技术可行、方便施工”的原则，确定本基坑采用上部土钉墙+下部桩（锚）结构的围护方案。经综合分析，确定基坑安全等级为：一级基坑。本工程0.000相当于黄海高程3.600米，现场地面黄海高程平均为2.500米。基坑设计总体思路： 由于本基坑侧壁上部土质较好，故上部6米采用土钉墙围护，可以发挥土钉墙造价低廉、施工速度快的优点，而下部采用桩（锚）结构可以充分利用钻孔灌注桩刚度大、变形小的特点，为基坑的稳定和安全提供了有力的保证。桩后普遍留设4.5米宽的平台（局部为2.5米），相当于桩后局部卸土，大大减小了桩的受力，使桩弯矩减小。场地东侧被动区为

8、砂质粉土，土质较好，降水后土质更趋好，可以提供较大的水平抗力，故采用上部土钉墙下部悬壁桩的方案，安全性和经济性较优。西侧、南侧和北侧被动区上部为砂质粉土，下部为厚度较大的灰色、软流塑状的粉质粘土，该层土为中偏高压缩性，工程性能差，所能提供的水平抗力不大，故采用上部土钉墙下部桩锚结构的围护方案，可以适当减小桩长和配筋，由于环境保护要求不高，锚杆不施加预应力。综上所述，整个工程根据不同区段地质条件、挖深、周围环境的不同、结合本公司处理类似工程的经验可将基坑划分为三个区段分别进行设计，使用理正软件、采用建筑基坑围护技术规程（JGJ120-99）及其计算方法，经计算，各区段的各项安全系数均满足现行通用

9、的技术标准。计算结果详见各区计算书。五、基坑降水和排水本工程基坑挖深范围内土层2、3、4-1为弱透水性土层，不需降水。但坑底附近的4-2层砂质粉土中存在微承压水，承压水头高度在黄海高程1.20米。根据计算并结合工程经验，本工程的降水需要10口18米长管井和9口12米长管井。18米长管井主要布置在基坑西侧，间距约15米，此区域粉土厚度大，轻型井点不能满足要求；其它三侧处布置9口12米长管井，间距约20米。 基坑开挖到设计底板垫层底标高后，根据现场管井降水实际效果来决定是否在场地内设置5口疏干井及3套轻型井点对坑内粉土进行疏干（每套需40根井井点管），如无必要可不设。轻型井点也可在需要的承台四周单

10、独设置，仅为该承台降水。由于本工程的4-2层砂质粉土分布不均匀，自西向东由厚变薄，故本基坑降水分东、西两部分分别计算，西侧基坑尺寸88*33米，东侧基坑尺寸88*70米，均采用承压完整井模式，水位降至相应区域最深的承台底下0.5米。西侧管井降水计算书降水计算所需基本参数降水方法管井计算模式承压完整井基坑挖深(H)9.75含水层厚度(M)10m水位降深(S)10.15m渗透系数(k)0.69m/d计算公式如下：基坑等效半径： 影响半径： 基坑总涌水量： 计算数量： 式中符号意义详见建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）。降水计算结果基坑等效半径(r0)35.09m影响半径(R)84.31m

11、基坑总涌水量(Q)360m3单井涌水量(q)40m3滤管长度（L）10管井数量10西侧管井设计为600mm，总长L=18m，其中滤管长为10米，下入360波纹管，取水部分在4-2层中，成井后应立即进行抽水，抽水至水清无砂后方可停泵待用，水泵功率为2.2KW。东侧管井降水计算书降水计算所需基本参数降水方法管井计算模式承压完整井基坑挖深(H)9.75含水层厚度(M)4m水位降深(S)11.15m渗透系数(k)0.69m/d计算公式如下：基坑等效半径： 影响半径： 基坑总涌水量： 计算数量： 式中符号意义详见建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）。降水计算结果基坑等效半径(r0)45.82m影

12、响半径(R)92.62m基坑总涌水量(Q)175m3单井涌水量(q)20m3滤管长度（L）4管井数量9东侧管井设计为600mm，总长L=12m，其中滤管长为4米，下入360波纹管，取水部分在4-2层中，成井后应立即进行抽水，抽水至水清无砂后方可停泵待用，水泵功率为2.2KW。为节约降水费用，统一在桩后平台上施工降水井，减少成井费用。沿平台做一封闭的砖砌排水沟，尺寸为300x300mm，管井内抽出的水先排入沟内，再汇入基坑四角的集水坑内，由水泵将水排至指定位置。4-2层砂质粉土含水率高，受扰动易产生液化现象，液化后土质极差，会导致承台无法开挖，边坡失稳，但是降水后土质变好，场地干燥便利施工，对边

13、坡的稳定也有利。因此本工程的降水极其重要，应至少在挖至基坑底前15天开始降水，并随时观测水位降深，指导降水施工。基坑内外明水由总包单位在坡顶、坑底四周采用排水沟和集水井排除。排水沟边缘离开边坡坡脚必须大于0.3m，宜设在离拟建建筑基础边净距0.4m以外，排水沟底面应比挖土面低0.3m,集水井底面应比沟底面低0.5m以上。集水井宜设置在基坑四角或每隔3040m设置，内置潜水泵抽水，排水点应远离基坑至少20米，如水排入市政管道，必须设置沉淀池。当基坑侧壁出现分层渗水时，可按不同高程设置导水管等构成明排系统，导水管可采用塑料管、毛竹或钢管，长度为500mm，纵横向间距不大于2米；可根据坡面的湿润情况

14、，直接在坡面上开洞泄水。当基坑侧壁渗水量较大或不能分层明排时，宜采用导水降水方法。基坑明排尚应重视环境排水，当地表水对基坑侧壁产生冲刷时，宜在基坑外采取截水、封堵、导流等措施。六、基坑监测与检测（一）基坑监测从土方开挖至基坑回填期间，应做基坑监测工作，监测内容主要如下：本工程排桩按一级基坑进行监测，土钉墙按二级基坑监测。1.监测项目为了确保施工安全，对整个基坑工程进行必要的监测和分析，以便及时掌握信息，进行信息化施工。根据建筑基坑工程监测技术规范（GB 50497-2009），结合本工程实际，应测项目为：边坡（排桩）顶部水平和竖向位移（两点合一）、深层水平位移、锚杆内力、地下水位。土钉墙边坡顶

15、部的水平和竖向位移监测点应沿基坑上口线布置，周边中部、阳角处应布置监测点。监测点水平间距不宜大于20m，每边监测点数目不宜少于3个，水平和竖向位移监测点宜为共同点。排桩顶部的水平和竖向位移监测点应沿冠梁布置，周边中部、阳角处应布置监测点。监测点水平间距不宜大于20m，每边监测点数目不宜少于3个，水平和竖向位移监测点宜为共同点。土体深层水平位移监测点宜布置在基坑上口线的中部、阳角处及有代表性的部位。监测点水平间距宜为2050米，每边监测点数目不应少于1个。测斜管深度不小于1.5倍的基坑挖深。地下水位监测点沿基坑四周布置，间距为2050米。锚杆的内力监测宜采用专用测力计、钢筋应力计或应变计，锚杆施

16、工完成后应对专用测力计、钢筋应力计或应变计进行检查测试，并取下一层土方开挖前连续2d获得的稳定测试数据的平均值作为初始值。3监测报警值基坑工程监测报警值应由监测项目的累计变化量和变化速率值共同控制。若土钉墙监测点的累计水平位移达到36mm、其水平位移速率达到10mm/d或连续三天变形速率达到7mm/d，累计竖向位移达到36mm其竖向位移速率达到8mm/d，或连续三天变形速率达到5.6mm/d，应立即报警并采取加强措施。若排桩监测点的累计水平位移达到20mm、其水平位移速率达到3mm/d或连续三天变形速率达到2.1mm/d，累计竖向位移达到10mm其竖向位移速率达到3mm/d，或连续三天变形速率

17、达到2.1mm/d，应立即报警并采取加强措施。深层水平位移累计达到30mm或变形速率达到5mm/d应报警。地下水位变化累计达到1000mm或变形速率达到500mm/d应报警。锚杆内力达到构件承载能力设计值的60%时，既2区钢筋所受拉力达到59.54KN、3区达到73.48KN时应报警。（二）基坑检测1、土钉应按下列规定进行质量检测：土钉采用抗拨试验检测承载力，由于本工程周边没有需要保护的建筑物及管线，且土质较均匀，所以只要从1区选3根土钉做单根土钉抗拨试验即可，试验采用非破坏形式，当抗拉力达到下到值时可停止试验并认为抗拨承载力满足要求：第一排土钉达到12x1.25x1.1=16.5KN、第2排

18、土钉达到23.7x1.25x1.1=32.59KN、第三排土钉达到46.5x1.25x1.1=63.94KN。2、锚杆应按下列规定进行质量检测： 锚杆试验应按建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）附录E的要求进行。2区、3区各取3根锚杆进行试验，其中2区最大试验荷载为99.23KN，3区最大试验荷载为122.46KN。面层喷射混凝土厚度应采用钻孔检测，钻孔数宜每100m2面积一组，每组不应少于3点。钢筋和混凝土检测项目按相关规范执行。七、施工要点及对土方开挖的要求1、应用信息法施工，根据监测结果及时调整施工方案、施工顺序并采取必要措施以确保基坑的安全。2、挖深发生变化或地质条件与勘察报告不

19、符需通知设计单位调整设计方案。3、本基坑土方应先开挖至底板底标高，然后再单独开挖承台土方。土方开挖单位应与围护施工单位密切配合，严格按基坑设计要求进行开挖，严禁超挖乱挖，每天挖土前，要与围护单位沟通，根据天气情况和施工能力，在满足设计要求的情况下，合理安排好挖土与围护施工的流水作业。土方开挖应分段分层施工，每段开挖长度不超过20米，严格按工况图挖土。严禁一次开挖土方深度超过设计规定，绝对禁止一次开挖到底。挖土过程中，如有异常现象或达到报警值，应暂停挖土并及时通知有关单位，找到原因或采取加强措施后再继续挖土。4、基坑周边超载不得超过设计荷载限制条件。5、土方开挖完成后应在24小时内进行垫层施工，

20、防止水浸和暴露，并应及时进行地下结构施工，坑底应留20cm厚土方用人工清理。八、基坑抢险应急措施 本工程基坑围护较复杂，影响其安全稳定的因素多，必须随时做好应付各种可能出现的不利情况，及时采取抢险加固措施。1、基坑开挖前应备足草包、塑料布、水泥、水玻璃、钢管等应急物资。2、雨季施工应防地下水回灌，施工中应快速封闭来水通道，加强巡查，地表出现裂缝时及时用稀水泥浆灌填。3、如果上部土钉墙位移达到预警值，应立即停止开挖土方，并且要在坡前迅速回填土或坡顶卸土，使变形不再发展。4、排桩位移过大可采取桩后卸土或增加锚杆的措施。5、如发现基坑侧壁渗水量大，如泄水管中的水成流状时，应查明原因，增加泄水管或在坡

21、顶通过压密注浆来止水。九、其它注意事项1、监测应在基坑开挖前取得初始数据；2、基坑设计前已对现场周围管道情况进行踏勘，如现场开挖后发现情况与踏勘时不符，应及时调整方案。3、必须严格按设计的深度及坡比挖土，如果不按设计施工，基坑的安全性将得不到保证。4、钻孔灌注桩施工时应隔孔施工。5、为防止雨季时河水上涨倒灌入基坑内，提如下两点建议：一是尽早施工河道的护岸；二是准备大量的土工袋，一旦河水上涨可以临时筑堤挡水。6、开挖外围承台时应跳挖，挖好一个立即砌砖胎膜。7、本工程基坑底为粉土，受扰动易产生液化现象，如果发现土层含水量大，开挖易坍塌时，也可利用已挖好的承台降水疏干或采用轻型井点、管井疏干。十、结论1、整个基坑在施工过程中均很顺利，虽然降水时间很长，但对周围环境没有影响，地面沉降不超过10mm。2、排桩的位移除南面比计算值大以外，其余的三个面均比计算的小。经分析，主要是因为南面是悬臂桩，而其它三个面采用的是桩锚结构，可见悬臂桩的变形还是大的。第 7 页 共 7 页