温州市某大道站前1-2#地块工程超深基坑施工方案

第1页共12页版权归作者所有，本网站只提供下载。目录第一部分基坑围护说明一、编制依据二、工程概况及周围环境分析三、工程地质条件四、基坑围护方案五、支撑系统设计六、基坑施工顺序七、应急抢险措施八、现场监测内容及要求第二部分基坑结构分析计算说明一、计算内容二、围护布置及计算参数取值说明三、围护结构受力及稳定性分析第三部分工程地质资料附图第四部分基坑围护设计方案图A．第一部分基坑围护说明一、编制依据1.温州市车站站前1-2#地块工程岩土勘察报告（温州市勘察测绘研究院，2003年5月）2.温州市车站站前1-2#地块详细方案设计结构图（温州市建筑设计研究院，2003年1月）3.建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）4.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）5.基坑工程手册（中国建筑工业出版社）6.深基坑工程设计施工手册（中国建筑工业出版社）7.浙江省基坑工程技术规程（DB33/T1008-2000J10036-2000）二、工程概况及周围环境分析1．工程概况工程名称：温州市车前站前1-2#地块地理位置：温州火车站以北，温州北侧，车站东侧建设单位：浙江房地产开发有限公司设计单位：温州市建筑设计研究院主体概况：温州市车前站前1-2#地块（超高层商务写字楼）总建筑面积约70000m2，其中主楼层次41层，高度150m，外框内筒结构，桩下筏板基础，最大柱荷载约42000kN；裙楼5层；设有大面积的多层地下建筑物。坑底标高：±0.000相当于绝对标高5.45m，坑外地面平均标高为-1.00m，底板底部标高（包括垫层）DB-1区域为-11.75m，DB-2区域为-12.65m，核心筒体区为-13.85m，核心筒中尚有电梯井局部挖至–17.65m（详见基坑平面图）。2．周边环境分析周边道路：东面街区道路距基坑外边线用只有3.00m；西面车站距外边线7m；北面建筑红线距外边线仅3.50m；南面为绿地。周边建筑物：街区道路对面为三幢多层民用住宅，距外边线约为15m，其中两幢是混合结构，沉管灌注桩基础，另外南边的一幢是钻孔灌注桩基础；北面商贸大厦为高层写字楼，距外边线20m左右。周边管线：根据温州市地下管线普查领导小组办公室提供的周边管线图，本工程基坑东面建筑红线内有煤气管道、电信电缆和给水管道穿过（具体位置见基坑围护总平面图），施工前须移位，此外沿街区道路尚有排水管道穿过；西面距离建筑红线4.50m左右以外车站边分布有电力、给排水管道和电信电缆；北面与商贸大厦之间有排水管道穿过。三、工程地质条件根据本工程地质勘察报告，根据场地土的物理力学性质、成因类型等，将场地勘察浓度范围岩土分成杂填土、硬壳层粘土、淤泥、淤泥质粘土、粘土、粉质粘土、粉质粘土混细砂、卵石、圆砾、粉质粘土与细砂互层、粉质粘土混碎石、全风化基岩、强风化基岩、中风化基岩等十三个工程地质层。现把影响基坑开挖深度范围内的土层分布描述如表1，各土层的物理力学指标如表2所述：表1土层分布描述层序土层名称颜色其它性质（性质、特征、包含物）备注②粘土灰褐、灰黄色可~软塑，含铁锰质斑点及少量腐植物局部缺失，层厚0.90~2.40m③-1淤泥青灰色流塑，压缩性高，含贝壳碎片、腐植物，夹粉细砂全场分布，层厚12.60~14.30m③-2淤泥青灰色流塑，含少量腐植物、零星贝壳碎屑、粉砂全场分布，层厚9.80~14.30m③-3淤泥质粘土灰色流塑，含少量腐植物、零星贝壳碎屑、粉砂全场分布，层厚5.00~10.60m表2各土层物理力学指标层序土层天然密度γ（kN/m3）无侧限抗压强度qu（kPa）固结快剪粘聚力c（kPa）内摩擦角φ（°）②粘土18.230.116.57.5第2页共12页版权归作者所有，本网站只提供下载。③-1淤泥16.029.410.66.2③-2淤泥16.442.012.66.8③-3淤泥质粘土17.751.219.07.5注：上表各项参数均来自工程地质勘察报告。四、基坑围护方案1．本工程的特点该基坑工程具有以下特点：①基坑开挖深度大，基础底板DB-1区域开挖深度为10.75m，DB-2区域挖深11.65m，核心筒体区挖深12.85m，局部区域深14.95m，电梯井部分开挖深度达16.65m。②基坑开挖面积大，基坑南北向长约74m，东西向长约90m。③基坑开挖范围内土体性质较差。第③层淤泥、淤泥质粘土，具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、灵敏性高、抗剪强度小、承载能力差等特点，属典型的软弱地基土。其中③-1层淤泥为基坑开挖内的主要土层，强度极其软弱，触变性大，易产生蠕变。④基坑周围环境复杂，周边有重要管线且距离较近。综合分析场地地理位置、土质条件、基坑开挖深度及周围环境的影响，根据规范该基坑支护结构相应的安全等级为一级。2．基坑围护方案的比较（1）地下连续墙地下连续墙大都有三种作法：①（二墙合一，即围护结构兼作地下室外墙）结合全逆作法施工；②（二墙合一，即围护结构兼作地下室外墙）结合临时内支撑；③地下连续墙（仅作为围护结构）结合内支撑。地下连续墙方案使基坑面积最小，相应的土方开挖量达到最小。但是地下连续墙方案相对于其他方案来说，造价大大偏高。（2）单排灌注桩，结合多道混凝土支撑方案围护结构采用一排钻孔灌注桩结合二道（或三道）钢筋混凝土支撑的方案。这种形式的支护方案在实际工程中的应用非常广泛，技术很成熟。对本工程而言，支护结构本身的强度、稳定及变形可以保证，围护结构与主体结构相对比较独立。大量的工程实践表明：在软土地基中，当开挖深度超过6~7m，并且邻近有建（构）筑物、管线等要保护，需有效地控制侧向变形时，设置内支撑是比较可靠、安全、经济的。这种支护方案的优点：该方案在浙江地区的应用非常广泛，技术已相当成熟，围护的安全可以保障；占用场地较小；工程造价较地下连续墙低。3．基坑围护方案的确定根据本单位近年来深基坑开挖围护结构设计经验，以及本基坑的实际情况，在经济、安全、便于施工的原则指导下，通过综合分析和比较，提出了以下的基坑围护结构设计方案。①第一道支撑撑顶标高为▽-1.90m，该标高以上采用100厚的钢筋混凝土挡板支挡。②在挖深-10.75m处（DB-1区）围护结构采用单排φ800@1000钻孔灌注桩，桩顶标高▽-2.60m，桩底标高▽-24.0m（局部靠近基础承台处打设三根φ900@110，桩底标高▽-26.0m）；结合两道混凝土支撑，第一道支撑中心标高为▽-2.25m，主支撑截面为700mm×700（900）mm；第二道支撑中心标高为▽-7.25m，主支撑截面为800mm×800（1000）mm。③在挖深-11.65m处（DB-2区）及挖深-12.85m处（核心筒体区）则采用单排钻孔灌注桩φ900@1100，桩顶标高▽-2.60m，桩底标高▽-29.0m；结合三道混凝土支撑，第一道支撑中心顶标高为▽-2.25m，主支撑截面为700mm×700(900)mm；第二道支撑及第三道支撑的中心标高分别为▽-7.25m和▽-10.15m，主支撑截面为800mm×800(1000)mm。④对于电梯井等部位局部深坑处采用多排φ600@500水泥搅拌桩进行围护；水泥掺量14%，外加剂按规范要求。具体布置见相关图纸。五、支撑系统设计在支撑的材料选择方面，设计对钢支撑与钢筋混凝土支撑均进行了比较。采用钢支撑具有如下几个特点：（a）施工速度快，拆卸方便；（b）可施加预应力，有效控制地下墙的侧向变形；（c）布置形式一般为井形，挖土难度相对较大，挖土要求相对较高；（d）浙江地区的应用经验较少，对施工单位要求高；（e）支撑费用较高。如能采用租赁型钢，则支撑费用也可能相对较低，但要视当地有无型钢租赁公司。钢筋混凝土支撑比传统的钢支撑有连接方便、刚度大、整体性好、变形小等优点。并可以根据基坑的形状灵活布置，在浙江地区的应用非常广泛，积累的经验也比较多，设计最后确定采用混凝土支撑。在施工过程中，支撑不可避免地要受到施工荷载和温度变化的影响，因此，在支撑设计中应适当提高安全度。1．水平支撑设计在支撑的平面布置方面，可以采用两种形式：①格栅状支撑；②中间采用对撑形式，两端采用角撑。由于基坑较复杂，为了施工方便及节约造价，本工程选用了两种形式的混合体，即中间采用格栅状对撑，两端采用角撑。支撑平面间距取10m左右，第一道主支撑截面700mm×700（900）mm（辅撑截面700mm×500mm），第二、三道主要支撑截面800mm×800(1000)mm（辅撑截面800mm×600mm）。水平向支撑平面布置时，尽量避开主体结构的柱子位置，以使柱子的主筋接头按规范施工。围檩尺寸800mm×1000mm（高），压顶梁尺寸为700mm（高）×1200mm；围檩、压顶梁及支撑混凝土等级均为C30。第3页共12页版权归作者所有，本网站只提供下载。各道支撑的具体布置、截面大小及配筋详见支撑布置及节点详图。2．支撑立柱设计整个支撑系统支承于81根格构式钢立柱上，钢立柱用四根角钢拼焊而成，插入就近工程桩或专门设置的φ800钻孔桩内。为节约围护造价，尽量利用工程桩兼作内支撑的竖向立柱；新打设支墩桩桩底标高为-37.00m，混凝土强度采用C25。其中利用原工程桩47根作为立柱，新打支墩桩34根。施工时应采取有效措施，防止机械设备对井字桁架的碰撞。具体见立柱布置图。六、基坑施工顺序1．施工单位在围护结构施工、土方开挖之前必须编制详细的围护结构、土方开挖施工方案。2．基坑周围5m范围内堆载不得超过15kPa，支撑和围檩上严禁堆载，挖土机不得直接在支撑上行走，应先在支撑两侧先填土，填土高度须高出支撑顶面，然后在其上铺设路基板，方可在上面通行机械车辆。3．挖土次序严格遵循“大基坑，小开挖”的原则，结合后浇带情况分区开挖。在施工程序上做到边开挖边支护，分层开挖，分层支护。4．内支撑围护结构施工和土方开挖按以下步骤进行：区域I：第一步：平整场地，放样。第二步：施工围护桩，砌筑排水沟第三步：开槽开挖到第一道支撑底部，标高-2.60m处；施工围护桩顶部的压顶梁及支撑。第四步：待第一道支撑和压顶梁强度达到设计强度的80%以后，开槽开挖至第二道支撑底部，标高-7.65m处，施工第二道支撑。第五步：待第二道支撑强度达到80%后，可开挖至地下室底板底部，标高-11.45m处，同时跟进承台砖模及其垫层，浇筑地下室底板。第六步：地下室承台及底板施工完毕后，其与围护结构之间用C15毛石混凝土进行回填，此外每隔3m设一道500mm×600mm（宽）的C20素混凝土短撑；第七步：待回填的毛石混凝土及素混凝土短撑强度达到80%以上，方可拆除支撑。在拆除支撑和回填同时，应配合防水工艺做好防水措施。区域Ⅱ：第一步：平整场地，放样。第二步：施工围护钻孔桩及水泥搅拌桩，砌筑排水沟第三步：开槽开挖到第一道支撑底部，标高-2.60m处；施工围护桩顶部的压顶梁及支撑。第四步：待第一道支撑和压顶梁强度达到设计强度的80%以后，嵌槽开挖至第二道支撑底部，标高-7.65m处，施工第二道支撑。第五步：待第二道支撑和压顶梁强度达到设计强度的80%以后，开槽开挖至第三道支撑底部，标高-10.15m处，施工第三道支撑。第六步：待第三道支撑强度达到80%后，可开挖至地下室底板底部，标高-12.35m处，同时跟进承台砖模及其垫层，并浇筑地下室底板。第七步：地下室承台及底板施工完毕后，其与围护桩之间用C15毛石混凝土进行回填，此外每隔3m设一道900mm×600mm（宽）的C20素混凝土短撑；第八步：待回填的毛石混凝土强度及素混凝土短撑强度达到80%以上，拆除支撑。在拆除支撑和回填同时，应配合防水工艺做好防水措施。七、应急抢险措施为确保基坑周边环境的安全和正常使用，确保本工程的顺利进展，设计对可能出现的险情作如下对策：1.如发生支撑内力过大，则必须予以加固或增设支撑或斜撑；2.开挖过程中如出现围护变形过大或变形发展速率过快时，就立即停止相应范围内的土方开挖，必要时设置应急支撑以控制围护桩的变形发展3.施工现场应具备一定的抢险应急设备及材料，如草包、钢管、水泥等。八、现场监测内容及要求为确保施工的安全