工程地质与水文地质处理doc49(1)

工程地质与水文地质处理1.工程概况某工程占地面积25公倾。根据《岩土工程勘察报告》提供的方案资料，拟建建筑物包括20～24层写字楼、14～18层公寓、商场、俱乐部及纯地下室组成。建筑面积约140000m2；拟建楼座均设3层地下室，于主楼周边均为纯地下建筑，并与主楼地下室底板连成一整体；拟建建筑物±0.00标高为51.06m，场地自然标高为50.23～51.49m；采用筏板基础，基础埋深约14.60m。2.场地工程地质与水文地质条件2.1地层条件根据甲方提供的《岩土工程勘察报告》，拟建场地地层如下：⒈人工堆积层。该层分布于地表，厚度为1.0～3.0m，其下即为第四纪沉积层。此层包括粘质粉土、砂质粉土填土①层，房渣土①1层，卵石填土①2层。⒉于标高47.04～49.23m以下以粘质粉土、砂质粉土②层为主，夹有粘质粉土、砂质粉土②1层及粉质粘土、重粉质粘土②2层。此大层厚度为1.8～5.2m。⒊于标高43.7～46.63m以下为粉细砂③层。此大层厚度为0.4～3.1m。⒋于标高42.50～44.53m以下为粉质粘土、粘质粉土④层，含粉质粘土④1层，砂质粉土、粘质粉土④2层及粉、细砂④3层。此大层厚度为1.8～6.0m。5.于标高37.93～41.99m以下为粉质粘土、粘质粉土⑤层，含重粉质粘土、粘土⑤1层，粘质粉土、重粉质粘土⑤2层，粘质粉土、砂质粉土⑤2层及细砂⑤4层。此大层厚度为4.0～10.0m。6.于标高29.33～32.12m以下为粉细砂⑥层，含粘质粉土、粉质粘土⑥1层，圆砾⑥2层。此大层厚度为5.0～7.0m。7.于标高24.44～25.64m以下为卵石⑦层，含圆砾⑦1层，细中砂⑦2层，粘质粉土⑦3层。此大层厚度为8.0～9.0m。2.2场地地下水根据《岩土工程勘察报告》提供的资料，本场地地表以下有三层地下水：第一层地下水为上层滞水，水位标高为46.27～48.28m（埋深2.20～4.86m）；第二层地下水为层间潜水，水位标高为37.93～41.27m（埋深10.00～13.00m）；第三层地下水为承压～层间潜水，水位标高为26.46～28.13m（埋深22.80～24.60m）。场区内的地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性。3.基坑支护方案设计3.1设计依据⑴甲方提供的《岩土工程勘察报告》；⑵《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；⑶《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》DBJ01-501-92；⑷《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；⑸《土层锚杆设计与施工规范》CECS22-89；⑹《建筑桩基技术规范》JGJ94-94；⑺《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2003；⑻《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；3.2设计参数⑴地面附加荷载按20KN／m2考虑。⑵土层参数取值按照《岩土工程勘察报告》提供的典型剖面分层，考虑到各土层的物理力学性质，最后归纳如下几个大层，其参数如下表：编号土层厚度（m）重度γ（KN/m3）内摩擦角φ（０）凝聚力Ｃ（KPa）1人工填土①2.01910102粘质粉土、砂质粉土②层2.02030263粘质粉土、砂质粉土②1层1.52030104粉、细砂③层1.5203505粉质粘土、粘质粉土④层3.02020256粉质粘土、粘质粉土⑤层8.02016277粉、细砂⑥层6.0204008卵石⑦层5.020400⑶基坑开挖深度根据甲方提供的资料，±0.000＝51.06m，场地自然标高为50.23～51.49m，场地周边自然标高一般为51.0m左右，采用筏板基础，基础埋深为14.50+0.10+0.05=-14.65m。本设计计算按基坑开挖深度为14.60m考虑。⑷计算方法根据场地周围环境，采用土钉墙和桩—锚支护体系。土压力采用朗肯土压力理论。土钉墙支护体系采用BISHOP条分法，桩—锚体系采用分段等值梁法结合杆系有限元法。在计算中，主动侧压力不考虑水压力，只考虑基底以下的水压力。设计计算详见《设计计算书》。3.4基坑边坡支护方案基坑边坡支护：以土钉墙支护体系为主，局部地段采用桩—锚支护体系；②全部采用桩—锚支护体系。根据场地周围环境条件以及地层条件，结合我们的施工经验，经过详细、认真的计算，我们认为采用第一种方案较好，其施工方便、安全可靠、造价低、工期短；但边坡位移变形相对第二方案要大，预计位移变形约5cm，因此，不会造成边坡安全和对周边地下、地上建筑等产生危害。因北侧距已有商会馆太近（两建筑物间距为8～12m，距基坑开挖距离只有5～10m），为确保其安全，该部位采用桩—锚支护体系；其余部位全部采用土钉墙支护体系。3.5基坑北侧已有商会馆部位边坡支护设计基坑北侧已有商会馆部位采用桩—锚支护体系，护坡边长约70m。支护结构设计为：从地表至地面下3.00m采用土钉墙，3.00m以下采用桩—锚支护。3.5.1护坡桩采用钢筋混凝土桩，桩径φ800，桩距1.60m；桩顶位于地面下3.0m，桩长为16.5m，嵌固深度为5.0m；主筋异形配置：护坡桩（1）区为8Φ25＋7Φ22，护坡桩（2）区为7Φ25＋6Φ22，通长配筋；箍筋为φ８@200，加劲筋为φ16@2000；桩身混凝土标号为Ｃ25，采用现场搅拌砼；主筋保护层厚度为50mm；桩身主筋锚入桩顶连梁400mm。桩顶连梁为500×800mm，配筋：主筋为8Φ20；箍筋φ８@200；混凝土标号为Ｃ20。3.5.2桩顶土钉墙和桩间土护坡桩顶以上3.0m采用土钉墙，坡度为80°；护坡桩（1）区于地面下1.3、2.6m设置2排土钉锚杆，锚杆长度为2.0、5.0m；护坡桩（2）区于地面下1.5m设置1排土钉锚杆，锚杆长度为5.0m；面板为现场喷射砼而成，砼强度为C20，厚度8cm，面板中间挂Φ6.5@200×200的钢筋网，外配1Φ16横向加强筋并和所有土钉头用L形钢筋焊接牢固。桩间土处理采用挂钢板（丝）网后喷射砼。3.5.3锚杆设置两道锚杆，第一道锚杆设置在连梁之下3.0m(地面下6.0m)位置，两桩一锚，锚杆长度为25.0m(其中非锚固段长度为5.5m)，锚杆直径φ150mm，锚杆倾角为20°；锚索选用3束7φ5预应力钢绞线，锚杆锁定在28#B工字钢梁上。第二道锚杆设置在连梁之下7.5m(地面下10.5m)位置，一桩一锚，锚杆长度为25.0m(其中非锚固段长度为5.0m)，锚杆直径φ150mm，锚杆倾角为20°；锚索选用3束7φ5预应力钢绞线，锚杆锁定在28#B工字钢上。3.6土钉墙方案设计3.6.1一般部位土钉墙设计边坡坡度按1：0.1设计。土钉间距：横方向为1.5m，纵方向为1.4m，一般孔径130mm，倾角10～15°；共10排，长度分别为12m、12m、15m、12m、10m、13m、11m、10m、9m、8m；详见剖面示意图。孔中插入钢筋为：第一、二、四、五排1Φ20，第三、六排为预应力锚杆，孔中插入2Φ18钢筋，第七、八、九、十排为1Φ22；低压灌注水泥浆，浆体强度不低于20MPa。施工第一排土钉时，如遇地下管线，应调整倾斜角度或深度位置。面板为现场喷射砼而成，砼强度为C20，厚度10cm，在预应力土钉锚杆部位加厚为12cm；面板中间挂Φ6.5@200×200的钢筋网，外配1Φ18横向加强筋并和所有土钉头用双L形钢筋焊接牢固。3.6.2东北角配电室部位土钉墙设计边坡坡度按1：0.1设计。土钉间距：横方向为1.5m，纵方向为1.4m，一般孔径130mm，倾角10～15°；共10排，长度分别为3m、3m、16m、13m、12m、13m、11m、10m、9m、8m；详见剖面示意图。孔中插入钢筋为：第一、二排1Φ20，第三、六排为预应力锚杆，孔中插入2Φ18钢筋，第四、五、七、八、九、十排为1Φ22；低压灌注水泥浆，浆体强度不低于20MPa。由于该部位放坡坡度达不到1：0.3，需在该部位增加钢管桩，钢管桩孔径为200mm，孔内下入1根φ80钢管后灌注混凝土，桩长为6.5m，钢管位于地面下0.5m。3.6.3西北角高压线塔部位土钉墙设计由于高压线塔距基坑开挖线较近，为保证该塔的安全，将该部位的边坡坡度变为1：0.2。土钉设计同其余部位。3.6.4加固措施由于该场地下部地层为湖沼相沉积的粉质粘土、粘质粉土④层，其土质较软，变形大，加之位于上层滞水含水层底板以下，降水后仍有残留滞水，将加大其变形。因此，应采取以下处理措施：①加大降水力度，保证降水质量。降水质量的好坏直接影响护坡施工的进行，必须加强降水和残留滞水处理工作（见降水部分）。②在危险部位的地面设置锚拉桩，控制地面位移变形。锚拉桩位于基坑外8～10m，桩径200mm，桩长1～2m，用人工打孔后，放入2φ20钢筋，孔内灌注C20砼，用1Ф18钢筋与土钉锚杆焊接为一体，锚拉桩间距为3.0～4.5m。③设置预应力锚杆，控制边坡位移变形。在地面下4.2m和8.4m位置设置二排预应力锚杆，锚杆间距为1.5m。第一排预应力锚杆长度为15m，孔径150mm，孔内置入2根Ф18钢筋；第二排预应力锚杆长度为13～14m，孔径150mm，孔内置入2根Ф18钢筋。孔内灌注水泥浆，水泥浆内可加入早强剂或膨胀剂，每排预应力锚杆横向用12～16#槽钢连接在一体，待灌注水泥浆48～72小时后进行张拉锁定（张拉前先戴上螺母）。④采取措施，保证土钉成孔质量。由于残留滞水和软弱地层影响，该场地在深度7m左右位置的土钉可能成孔困难，如无法进行人工成孔时，可采用以下措施：a.顶入钢管法，先用人工打孔到6～7m后，放入φ50钢管，用挖土机顶入；钢管长度为9m，钢管连接处用三根Ф16钢筋邦焊，邦筋长度为5～6m，钢管内外灌注水泥浆；将钢管外端与上下两排锚杆的外端用Ф18钢筋焊接为一体。b.机械成孔法，用锚杆钻机成孔。4.基坑降水方案设计4.1设计依据⑴甲方提供的《岩土工程勘察报告》；⑵《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-98；4.2降水设计计算4.2.1基坑涌水量⑴计算基坑引用半径(r0)：γ0=4BLU=412014018.1≈76.7m式中：r0——基坑引用半径(m)，L——基坑长度(m)，B——基坑宽度(m)，ｕ——修正系数。⑵确定引用影响半径(R)：R3=2S311kH=2×525≈31.6(m)R2=2222KHS=5.0852≈20.0m式中：R1、R2——上层滞水、潜水含水层引用影响半径(m)，S1、S2——上层滞水、潜水降水深度(m)，H1、H2——上层滞水、潜水含水层厚度(m),K1、k2——上层滞水、潜水含水层渗透系数(m／d)。⑶基坑涌水量(Q)①上层滞水层涌水量(Q2)Q1=0011111/)lg()2(366.1rrRSSHK=7.76/)7.766.31lg(5)552(2366.1≈455.8(m3/d)②潜水层涌水量(Q3)Q2=0022222/)lg()2(366.1rrRSSHK=7.76/)7.760.20lg(5)582(5.0366.1≈373.3(m3/d)③基坑总涌水量(Q总)：Q总=Q2+Q3=829.1(m3／d)4.2.2井出水能力①上层滞水部分：q1'=24'11adl=2413030015.0=8.3(m3／d)②潜水部分：q2'=24'22adl=245003001=14.4(m3／d)式中：q1'——潜水单井出水量，q2'——承压水单井出水量，l——进水管高度，d——进水管直径。4.2.3确定井数量(n)①上层滞水部分：n=3.88.455=55(个)；②潜水部分：n=4.143.373=26(个)4.2.4确定井间距(a)①上层滞水部分：a1=1nLz=9.5(m)；②潜水部分：a2=1nLz=22(m)式中：zL——基坑降水井轴线周长，n——降水井数量由以上计算结果，a.将上层滞水水位降低至含水层底板时，所需降水井数为55个，降水井间距约为9.5m；将潜水水位降低3.0m时，所需降水井数为26个，降水井间距为22m。为了减小上层滞水含水层的残留水量，保