高速公路基坑支护方案

河南高速公路发展有限责任公司综合楼基坑支护设计方案1目录1工程概况2设计依据3工程地质与水文地质条件分析及基坑工程设计参数的确定4基坑工程周围环境分析5基坑支护结构选型与论证6基坑监测方案设计及应急预案7基坑土方开挖8基坑施工要求9其他附件：1.设计计算书2.基坑支护平面图3.土钉支护剖面及立面图4.土钉支护钢筋网布置图及钉头布置图5.桩锚支护剖面图6.预应力锚索结构图7.基坑监测平面图1工程概况拟建工程为河南高速公路发展有限责任公司综合楼，位于郑州市淮河路与交通路交汇处西南角。拟建建筑物由1栋综合楼和地下车库组成。其中综合楼高4～12层，有二层地下室，地下车库共二层，基坑埋深均为自然地坪向下约10.00m。2设计依据2.1业主提供的河南高速公路发展有限责任公司综合楼《岩土工程勘察报告》（详勘阶段）；2.2业主提供有关图纸，但未提供详实的原始数据，具体施工以实际情况为准；2.3《建筑基坑工程技术规范》（JGJ120-99）；2.4《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2001）；2.5《土层锚杆设计与施工规范》（CESC22：90）；2.6《锚杆喷射混凝土技术规范》（GBJ86-85）；2.7《喷射混凝土施工技术规程》（YBJ226-91）；2.8《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111－98）；2.9《土钉支护技术规程》（CECS90：22）；2.10其它国家相关技术标准和要求；2.11我公司已完成的类似工程。3工程地质与水文地质条件分析及基坑工程设计参数的确定3.1场地工程地质条件3.1.1场地地形、地貌场地地貌单元区域上属于黄河冲积平原，地貌单一，地形平坦。3.1.2地层及地基土分层描述业主提供的河南高速公路发展有限责任公司综合楼《岩土工程勘察报告》（详勘阶段），按其成因类型、岩性及工程地质特性现将在基坑支护影响范围内的工程地质单元层描述如下：第⑴层(Q4al)：杂填土，杂色，由粉土、灰土等组成。该层普遍存在，层厚1.0～1.5m，平均厚度1.24m；层底埋深1.0～1.5m，平均埋深1.24m。第⑵层(Q4al)：粉土，黄灰～青灰色，稍湿，稍密，无摇震反应，无光泽反应，干强度低，韧性低，含较多小颗粒钙质结核。该层普遍存在，层厚1.5～2.0m，平均厚度1.77m；河南高速公路发展有限责任公司综合楼基坑支护设计方案2层底埋深2.9～3.2m，平均埋深3.01m。第⑶层(Q4al)：粉土，黄灰～黄褐色，稍湿，中密，无摇震反应，无光泽反应，干强度低，韧性低，具灰白色钙质斑点，有砂感。该层普遍存在，层厚2.3～2.7m，平均厚度2.42m；层底埋深5.3～5.7m，平均埋深5.43m。第⑷层(Q4al)：粉土，灰黄～褐黄色，稍湿，密实，无摇震反应，无光泽反应，干强度低，韧性低，具灰白色钙质斑点，砂感较强。该层普遍存在，层厚1.8～2.3m，平均厚度2.09m；层底埋深7.4～7.7m，平均埋深7.52m。第⑸层(Q4al)：粉土，褐黄色，稍湿，中密，无摇震反应，无光泽反应，干强度低，韧性低，具较多灰白色钙质斑纹，偶见蜗牛碎片，局部粘粒含量较大。该层普遍存在，层厚0.8～2.1m，平均厚度1.43m；层底埋深8.5～9.6m，平均埋深8.95m。第⑹层(Q4al)：粉砂，褐黄色，稍湿～湿，密实，矿物成份主要为石英、长石、云母碎片等，颗粒级配一般，含有钙质。该层普遍存在，层厚3.3～4.0m，平均厚度3.61m；层底埋深12.0～13.0m，平均埋深12.55m。第⑺层(Q3al)：粉质粘土，灰黄～褐黄色，可塑～硬塑，切面稍有光滑，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，具较多灰白色钙质斑纹，含少量钙质结核，核径1.0～2.0cm。该层普遍存在，层厚3.7～4.9m，平均厚度4.37m；层底埋深16.7～17.2m，平均埋深16.93m。⑵～⑺物理力学性质指标统计如下：表1各土层物理力学性质指标表层号地层名称统计指标含水率W%天然重度γkN/m3比重Gs孔隙比e饱和度Sr％液限WL%塑限WP%液性指数IL塑性指数IP压缩实验粘粒含量%a1-2MPa-1Es1-2MPa⑵粉土平均值21.119.12.700.6808427.018.10.349.00.227.799.5⑶粉土平均值18.019.42.700.6098027.418.4-0.049.00.198.5713.0⑷粉土平均值16.019.32.700.5937326.017.9-0.248.10.169.997.6⑸粉土平均值17.919.32.700.6167926.417.60.038.80.208.834.2⑺粉质粘土平均值19.219.22.710.6488030.519.1-0.0111.40.208.90――表2各土层抗剪强度指标一览表类别层号⑴⑵⑶⑷⑸⑺直剪c（kPa）――――――191936φ（度）――――――22.722.019.8UUc（kPa）――17.016.012.015.0――φ（度）――12.310.920.715.3――3.2场地水文地质条件业主提供的河南高速公路发展有限责任公司综合楼《岩土工程勘察报告》（详勘阶段），场地地下水埋深约16.0m，属孔隙潜水类型，其动态变化主要受季节性降水影响，从7月中旬至10月上旬是每年地下水丰水期，每年12月至来年2月为枯水期。按正常情况上部潜水的年变化幅度在2.0～3.0m之间。根据郑州市的长期水文观测资料，近3～5年郑州市地下水位变化不大，该场地历年最高水位13.0m左右。3.3不良地质现象在场地内及其附近不存在对工程安全有影响的诸如岩溶、滑坡、崩塌、塌陷、采空区、地面沉降、地裂等不良地质作用；也不存在影响地基稳定性的沟浜、防空洞、孤石及其它地下设施等埋藏物。3.4基坑工程设计参数的确定各土层力学参数的取值在业主提供河南高速公路发展有限责任公司综合楼《岩土工程勘察报告》（详勘阶段）的基础上，根据实际工程经验进行了一定程度的修订，见表3。表3力学参数表层号⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺厚度（m）1.241.772.422.091.433.614.37重度(kN/m3)18.019.119.419.319.320.019.2c（kPa）10.017.016.012.015.0036φ（度）15.012.011.020.015.035.020.04基坑工程周围环境分析拟建工程位于淮河路与交通路交汇处西南角，交通便利。基坑周边环境比较复杂，东距交通路约8.46m，南距原有6层住宅楼约17.50m，西南角距已建住宅楼约6.85m，西侧较空旷无重要建筑物，西北侧紧邻有一层地下室的12层办公楼。根据基坑工程重要性分析，西北侧紧邻有地下室以及西南角处可暂时确定为一级基坑，其余均为二级基坑。另外，还有三个基本情况必须了解：⑴西北侧已建12层楼地下层数、埋深、基础类型、地下室施工时是否曾经有支护；⑵西南角处已建住宅楼的基础形式、埋深；⑶地下车库坡道的结构图，特别是在西南角6层已建住宅楼处的图纸。只有搞清了这些情况才能正确的选择基坑支护形式。河南高速公路发展有限责任公司综合楼基坑支护设计方案35基坑支护结构选型与论证5.1基坑支护方案分析及选择根据调查了解和收集的区域资料，目前采用的开挖支护形式主要有：放坡、悬臂桩支护结构、桩锚支护结构、重力式挡土墙支护结构及土钉墙支护结构等。上述各类支护结构均有成功的先例，若以施工难易程度及工程造价等综合考虑，其中以放坡、重力式挡土墙和土钉墙支护较为经济合理，但是重力式挡土墙需单独占用工期，基坑开挖时支护结构变形较大，故不宜采用。综合分析，可采用天然放坡＋土钉墙支护，部分采用桩锚支护或微型桩超前支护＋土钉墙的方案。由于西北紧邻拟建综合楼的已建12层楼的基础及支护情况，还不清楚，暂时无法考虑其支护形式。另外，在基坑西侧、南侧的汽车坡道处，坡道底部原土必须保护，应根据坡道结构情况（基坑深度随坡道加深而加深），考虑合理的基坑深度并选择支护形式。5.2支护方案结构计算本支护结构设计计算采用了基于《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）编制的北京“理正深基坑支护结构设计软件”进行计算。同时采用“北京中科院地质所大力神深基坑支护软件”进行校核。设计时地面荷载的选取充分考虑了地面堆载、邻近建筑物和动荷载的影响，土层力学参数的取值在原勘察报告提供数据的基础上根据实际工程经验进行了一定程度的修正。5.3基坑支护设计方案布置5.3.1土钉布置ABC段、GH段基坑深10.00m，即1－1剖面，布置七排土钉，第1～6排土钉竖向间距为1.30m，水平间距为1.30m，长度从上到下分别为10.00m、11.00m、12.00m、12.00m、11.00m、10.00m；第7排土钉竖向间距均为1.20m，水平间距均为1.20m，长度分别为9.00m。设计土钉直径均为为直径100mm，边坡倾角均为80度，土钉倾角均为8度。（详见支护剖面图1-1）CDE段、FG段应根据汽车坡道的坡度采用相应的土钉墙支护形式。HA段待清楚紧邻已建楼的基础形式、埋深后才能确定。5.3.2桩锚支护布置EF段采用桩锚支护形式。（详见支护剖面图2-2）5.3.2.1护坡桩设计钻孔灌注桩，桩长16.50m见下表及附图表5.3.2.1护坡桩参数桩径（mm）桩长（m）主筋加强筋箍筋标高（m）间距（m）规格根数长度规格间距规格间距Φ80016.50mΦ201816.5mΦ122.0mΦ80.2m-1.501.5施工要求主筋预留500mm伸入冠梁，浇注砼标号C30，见附图，自然地面标高为±0.000m。5.3.2.2桩顶冠梁设计桩顶冠梁：截面积800×600，浇注砼C30，配筋10Φ12（见附图）箍筋Φ8@200、加强筋Φ12@2000。5.3.2.3预应力锚索表5.3.2.3锚索设计参数锚索钻孔锚索长度（m）钢铰线标高（m）自然地面为±±0.000m间距（m）排数孔深（m）孔径（mm）自由段锚固段规格长度（m）根数（束）第一排21.01505167Φ41860214-4.03.0第二排15150510154-7.05.3.2.4锚索其他设计要求：①锚索施加预应力：锚索类型施加预应力（KN）第一排120KN第二排100KN②锚索注浆：普通42.5#纯水泥浆，水灰比0.45-0.5，二次劈裂注浆，注浆压力1.2-3Mpa，两次注浆总量不少于65Kg/m。③锚索连梁：2×25#槽钢。④楔型垫板：250×250钢板厚25mm。⑤锚具、夹片：OVM15系列。5.3.4网筋及喷射砼面层网筋采用直径6.5@250mm，向边坡顶部外延伸1.00m，加强筋采用直径12沿钉头斜拉布置与土钉可靠焊接；喷射混凝土为C20，喷射厚度为80～90mm。5.3.5排水布置河南高速公路发展有限责任公司综合楼基坑支护设计方案4如有上层滞水或污水渗入，可在支护面层背部设置水平间距2m，长为50cm的水平塑料排水管，管壁带孔，内填滤水材料，将其插入边壁土体。基坑地表水的防渗应在做基坑周边近边坡处地表作1.2m泛水层，与土钉面网参数相同。基坑内的渗水，可在坑底设置排水沟及集水坑进行排除，离边壁0.50～1.00m。6基坑监测方案设计及应急预案6.1基坑工程监测信息化施工是深基坑支护的重要手段和必要措施。本基坑开挖较深，为保证支护结构的安全可靠及其对相邻建筑物的影响限制在允许的范围内，必须对周围环境和支护结构进行现场动态监测。由专业技术人员或监测单位定期进行监测，做好记录并对监测数据进行分析整理，及时向业主、监理和施工单位进行汇报。施工单位可根据现场监测和开挖土体的实际情况，经与业主、监理单位讨论后及时调整支护参数。6.1.1肉眼监测应重视巡视，经验表明，在开挖过程中，每日进行的基坑周围的巡视有着重要作用，肉眼看出的周围变化直观明显，易于判断其发展趋势。这是一项十分重要的工作，必须由有一定工作经验的监测人员进行。6.1.2相邻建筑物沉降观测⑴在邻近每栋建筑物上设置2～4个沉降观测点。⑵沉降观测按Ⅱ等水准观测要求观测，其主要精度指标要达到：相邻基准点高差中误差±0.5mm每站高差中误