广州电视台新址工程基坑

广州电视台新址工程基坑支护设计广州珠江外资建筑设计院一、工程概况拟建建筑物位于广州市海珠区赤岗艺苑路229号，地面以上由东、西塔楼（高度约为98m）和局部2层的裙楼组成，设两层地下室，总建筑面积为322800m2，建筑物拟采用钻（冲）孔灌注桩基础。场地地面标高7.27～7.95m，本工程+0.000相当于绝对标高H=9.00m。地下室底板底相对标高为－9.60m，垫层厚0.10m，基坑底相对标高-9.70m。基坑开挖前，要求基坑外侧场地平整至绝对标高H=7.50m，则基坑开挖深度暂定8.20m。本工程基坑开挖周长为960m。二、环境条件本工程建筑场地位于广州大桥东侧，北临珠江，东侧为电视观光塔和城市中轴绿化广场，且紧靠地铁三号线赤岗塔站；基坑边线南侧约50m处有多栋9层至18层的住宅楼；西南侧约23m处为一栋12层住宅楼；西侧约65m处为一栋18层住宅楼。该场地原为新中国造船厂旧址，属拆旧建新场地，现场地形平坦开阔。本工程基坑边线外三倍开挖深度范围内并无建筑物及地下管线。三、场地工程地质条件根据广东省工程勘察院提供的《广州电视台新址工程岩土工程详细勘察报告》，拟建场地范围内地层结构自上而下分别为：1、第四系人工填土层（Qml）（层号1）(1)素填土及杂填土：成份上部主要为建筑垃圾，下部为砂性土组成，松散状为主，层厚为1.40～6.50m，平均3.95m，遍布全区。2、第四系海陆交互相沉积层（Qmc）（层号2）(2-1)淤泥、淤泥质土：饱和，流塑，局部夹粉细砂薄层；厚度0.70～6.60m，平均2.45m，顶面埋深1.60～3.50m，仅部分孔有揭露。(2-2)粉、细砂：饱和，松散状，普遍含10～20%泥质，普遍夹淤泥或淤泥质土薄层；厚度2.70～11.70m，平均8.40m，顶面埋深1.40～8.80m，各孔均有分布。3、风化残积层（Qel）（层号3）(3)粉质粘土：为粉砂质泥岩风化而成，硬塑，具粘性；厚度3.00～4.50m，平均8.40m，顶面埋深13.50～13.60m，仅2孔有揭露。4、白垩系基岩（K）（层号4）岩性为粉砂质泥岩，呈泥质结构，薄中层状构造，根据风化程度划分为强风化、中风化、微风化等3个风化岩带：(4-1)强风化岩：呈棕红、青灰色，岩石风化强烈，岩芯以岩夹土状、岩块状为主，局部半岩半土状、软岩柱状，岩质软，手折可断，遇水易软化；层厚0.50～8.50m，平均2.55m，顶面埋深7.70～22.20m，大部分孔均有揭露。标准贯入击数N’=51～85击,标准值45.9击。(4-2)中风化岩：呈棕红、青灰色，岩芯以块状、不完整短柱状为主，局部饼状、短～中柱状，岩芯完整性差，岩质较硬，风干易裂，遇水软化；层厚0.50～13.30m，平均5.27m，顶面埋深9.20～23.00m，绝大部分孔均有揭露。其天然湿度单轴抗压强度fr=3.77～9.67MPa，属软岩。(4-3)微风化岩：呈棕红、青灰色，岩芯完整，呈短～长柱状，岩质硬，风干易裂，遇水软化；层厚0.80～9.40m，平均4.90m，顶面埋深11.00～28.10m，绝大部分钻孔均有揭露。其天然湿度抗压强度fr=9.16～16.00MPa，属软岩。水文地质条件：场地第四系孔隙含水砂层发育，地下水量较丰富。场地北侧处为珠江，因此，珠江水与场地地下水的水力联系密切。地下水位变幅随珠江河水水位升降及潮汐作用的变化而变化。勘察施工期间测得地下水位埋深0.50～0.80m。根据水质分析结果,对砼结构具中等腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。四、基坑支护方案选型由于本基坑场地地下水与珠江水的水力联系密切，且场区地层内的强透水粉细砂层分布广、厚度大(平均厚度约为8.40m)，考虑地下水位的变化及截水防渗的要求，采用地下连续墙作为本场地基坑工程的临时支护结构及止水帷幕；鉴于基坑周边一定范围内没有建筑物及地下管线、设施，所以本工程采用“地下连续墙＋预应力锚索”的支护结构型式。鉴于场地条件的许可，为避免锚索过长及节省工程投资，采用“放坡兼地下连续墙＋预应力锚索”为主要的支护结构型式；考虑二期地下工程的建设，充分利用场地条件，在场地的西南区段采用“地下连续墙+放坡开挖”的开挖支护型式，此区段的地下连续墙为本次基坑开挖的止水帷幕及二期工程的支护桩墙及止水帷幕（此区段地下连续墙的埋深及结构设计将按照二期工程的需要进行考虑）。区域内先进行坡高为1.5m的放坡（坡率为1：2）开挖，再施工地下连续墙。五、基坑支护设计及计算说明（一）设计依据（1）广东省工程勘察院提供的《广州电视台新址工程岩土工程详细勘察报告》（2）中华人民共和国国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)（3）中华人民共和国国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)（4）中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)（5）中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)（6）中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-99)（7）广东省标准《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)（8）广州市标准《广州地区建筑基坑支护技术规定》(GJB02-98)（9）广州珠江外资建筑设计院：总平面图，地下室底板结构平面图（二）支护设计本基坑工程安全等级为二级。根据场地工程地质条件的不同，基坑可分为9个支护段(详见“基坑支护平面布置”)。为避免锚索过长及节省工程投资，基坑周边先采取放坡的措施，一级放坡，坡度系数为1：2，坡段平台宽为3.0m，坡高1.5m，后施工地下连续墙，墙身厚度600mm，采用泥浆护壁；除场地西南侧的8-8及9-9剖面段外,其余支护区段均采用在上部靠近墙顶位置布设一道预应力锚索的措施；8-8及9-9剖面段(出土口所在支护区段)采用三级放坡开挖，由上至下三级斜坡的坡率分别为1：3、1：2.5及1：3，坡高分别为1.8m、2.4m及2.5m，级间坡段平台宽度为3.0m；8-8及9-9剖面段的地下连续墙为本次开挖的止水帷幕及二期工程基坑开挖的支护桩墙及止水帷幕（此区段地下连续墙的埋深及结构设计将按照二期工程的需要进行考虑）。基坑支护分段1-1剖面、2-2剖面、3-3剖面、4-4剖面、5-5剖面、6-6剖面、7-7剖面分别采用钻孔C31(C12、C48)、TC1、TB2、C8、TC17(C10)、TC22、C46的地质资料进行计算；8-8与9-9剖面(连续墙+放坡开挖)的连续墙嵌固深度及墙身结构分别采用钻孔TC33(B17)、TB28的地质资料并按二期开挖的需要进行计算，斜坡的稳定性分别采用钻孔TB25、B13、C38、TB27的地质资料进行验算，采用钻孔TC32的地质资料进行放坡开挖连续墙悬臂段的验算。（三）基坑支护断面结构计算说明1、计算采用“理正深基坑支护计算软件”，用弹性支点法模拟施工步骤，对施工阶段各种工况进行计算。2、荷载选取2.1弹性地基梁土压力基坑底上部主动侧（迎土侧）按朗肯主动土压力进行计算，基坑底下部考虑两侧土压力相抵后形成矩形土压力荷载，并在被动侧（基坑侧）计入一组弹性支撑（即地层抗力）。2.2水压力地下水位按最高地下水位且水压力不折减。地下水位以下，对于透水性较强的粉细砂按水土分算，其余土体则按水土合算。2.3本基坑8-8与9-9剖面段(出土口所在支护区段)坡顶设计地面荷载为30kPa；其余区段连续墙顶平台3m范围内设计地面荷载均为10kPa，坡顶8m范围内设计地面荷载均为15kPa，严禁超负荷堆载。计算模型、过程和结果详见计算书。六、施工工艺，施工安全措施及注意事项1、本基坑工程的施工顺序：平整场地至标高7.50m→放坡开挖至标高6.00m→施工地下连续墙导墙→地下连续墙槽段施工→土方开挖至第一道锚索标高以下0.6m→施工第一道锚索并施加预加力→开挖至基坑底(8-8及9-9区段的放坡开挖过程应根据上述进度同步进行)→施工地下室底板2、地下连续墙部分：（1）地下连续墙厚600，槽段划分见图纸，墙底入强风化岩不少于2000，或入中风化岩不少于1500，浇注水下混凝土，强度等级为C30，采用泥浆护壁。（2）地下连续墙要求在基坑开挖前施工，并应按下列工序施工：修筑导墙→泥浆护壁成槽→清底→钢筋笼吊装→混凝土浇筑（3）地下连续墙导墙的施工要求(详设计说明)。（4）成槽的要求(详设计说明)。（5）泥浆护壁的要求(详设计说明)。（6）地下连续墙槽底沉渣厚度小于100mm。（7）钢筋笼加工和吊放。（8）地下连续墙墙身质量检测要求：应采用声波透射法检测连续墙墙身结构的完整性，检测槽段数为总槽段数量的且不少于3个槽段。3、锚索施工工艺：（1）施工前应对工程原材料的主要技术性能进行检验，并应出具有效的检验报告。（2）在进行锚索施工前，应根据实际选取一定数量的锚索进行钻孔、注浆、张拉及锁定的试验性作业，检验设计的合理性及施工工艺设备的适应性，试验锚索的数量应按《广州地区建筑基坑支护技术规定》（GJB02-98）附录F及有关规定进行。（3）钻孔机具应根据土层情况和锚索孔参数（深度、直径等）选取，可选用合适的地质钻机及专用锚索钻机等，钻进方式应根据实际情况采用干钻或湿钻等。（4）锚索钻孔规定(详设计说明)。（5）锚索杆体制作应按施工图进行，并符合相关规定(详设计说明)。（6）锚索杆体安放的规定(详设计说明)。（7）注浆材料的规定(详设计说明)。（8）浆液应搅拌均匀，随搅随用，并应在初凝前用完。（9）注浆泵的工作压力应符合设计要求，并应考虑输浆过程中管路损失对注浆压力的影响，确保足够的注浆压力。（10）注浆过程中，若发现注浆量大大减少或注浆管爆裂时，应将杆体及注浆管拔出，待更换注浆管后，再下放杆体；若中途耽搁时间超过浆液初凝时间，应重新清孔后再下放杆体，重新注浆。（11）注浆时待浆液从孔口溢出后即可停止注浆。（12）锚注浆过程应作详细、完整的施工记录。（13）杆张拉应符合的规定(详设计说明)。（14）锚索锁定应符合下列规定(详设计说明)。（15）锚索张拉与锁定作业均应有详细、完整的记录。（16）锚索质量检测应符合下列规定：a、锚索承载力应用抗拔验收试验法确定，抗拔验收试验数量为锚索总数的5%，且不少于5根；b、锚索锁定质量应通过在锚头安装测试元件进行检测，检测数量不宜少于5%，且不少于5根。（17）甲方应选择有经验的施工单位进行施工，严把质量关。应该在确认所有锚索质量均能满足设计要求后方能进入下道工序。4、放坡开挖：对于8-8及9-9剖面段的放坡开挖，开挖过程中局部区域如遇较深厚的软弱土层（淤泥或淤泥质土），必要时应采用水泥土搅拌桩或钢板桩进行加固。5、排水措施：（1）沿基坑周边设300×300mm的截水明沟，防止地表水流向基坑。（2）坑内根据需要设置临时排水沟，将基坑内积水导向集水坑用潜水泵抽至地面排水明沟，经沉淀后排入市政下水道。（3）施工过程中应经常检查排水沟，确保排水沟的畅通。（4）对基坑边的原有裂缝应做必要的填补，严防地表水的渗透。七、基坑监测（一）监测内容本基坑侧壁的安全等级为二级，监测项目为：1、基坑周边位移监测；2、支护结构侧向变形监测；3、支护结构侧土压力监测；4、地下水位监测；5、锚杆拉力监测。监测点的布设及制作要求详设计说明及相关结构图纸。本基坑侧壁的安全等级为二级。基坑开挖后必须委托有资质的专业队伍根据《广州地区建筑基坑支护技术规定》(GJB02-98)制定系统的监测方案。要求监测的项目详下表：（二）监测频率（1）各检测项目在基坑支护施工前应测得稳定的初始值，且不应少于两次。（2）各项监测工作的时间间隔根据施工分段和施工进程确定，在开挖卸载急剧阶段，每段间隔时间不应超过3天，其余情况下可延至5～7天。当变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测。当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。（3）雨天或有异常情况时应加密观测。（三）基坑水平位移控制值（1）在施工开挖过程中，基坑侧壁最大水平位移与当时基坑开挖深度之控制比值为不大于0.4%H，施工过程中如有异常应及时通知设