日照支护与降水方案

香樟花园1＃、6＃、7＃、15＃、16＃楼及地下车库工程基坑支护、地下水控制设计方案山东正元建设工程有限责任公司2008年4月香樟花园1＃、6＃、7＃、15＃、16＃楼及地下车库工程基坑支护、地下水控制设计方案工程编号：200８SJ淄0０１设计单位：山东正元建设工程有限责任公司设计：审核：审定：总工程师：总经理：山东正元建设工程有限责任公司200８年４月目录1工程概况2岩土工程及水文地质条件2.1场地地形、地貌2.2岩土工程条件2.3水文地质条件2.4基坑周边环境条件3基坑支护3.1设计依据3.2设计参数的选取3.3基坑支护方案3.4技术要求3.5施工时注意事项4地下水控制4.1设计依据4.2设计计算参数的选取4.3地下水控制方案4.4技术要求5基坑工程监测6应急预案11工程概况拟建香樟花园1＃、6＃、7＃、15＃、16＃楼及地下车库工程项目位于日照市海曲东路北侧、日照公交公司加油站北临，场区东侧为多层住宅楼，其余现为绿地。根据建设单位、设计单位提供的设计资料，拟建高层住宅楼地上17层、15＃公建3层，6#高层沿街公建2层，场地内均设地下停车场，基础埋深为现状地坪-5.00m，独立基础，高层为框剪结构。安全等级为二级。2岩土工程及水文地质条件2.1场地地形、地貌地形：场地地形稍起伏，场地内无沟壑冲沟，地面相对标高6.6m~8.51m（以场地东临现状住宅楼西南角散水坡为相对点，假设高层10.00m）。地貌：地貌单元属黄海陆域丘陵，地貌成因类型为剥蚀低级平面，成因形态为剥蚀冲积缓坡，后经人工改造。2.2岩土工程条件根据提供的《香樟花园1＃、6＃、7＃、15＃、16＃楼及地下车库工程岩土工程勘察报告》（以下简称“勘察报告”），场区第四系地层为第四系土层，下伏花岗闪长岩岩体。与基坑支护、地下水控制有关的地基土层情况如下：（1）素填土（Q4ml）场地均有揭露，分布不均匀，层厚0.30~2.50m，平均层厚1.28m。褐色，松散，稍湿，以风化碎屑为主，局部钻孔为杂填土，以建2筑垃圾为主。（2）粘土土（Q4al）场地均有分布，分布不均匀，层厚1.10~3.20m，平均层厚1.75m。褐色~黄灰色，可塑状态，较光滑，干强度高，韧性中等，无摇振反应，含铁锰结核。（3）粗砾砂（Q4al）场地均有分布，层厚0.4~2.80m，平均层厚1.03m。灰白~黄褐色，稍密~密实状态，饱和。主要矿物成分为长石、石英，磨圆度差，呈棱角状，级配差。（4）全风化花岗闪长岩（γδ53）场地均有分布，层厚0.3~1.2m，平均层厚0.63m。黄褐色，稍湿，原岩结构破坏，呈散体状，仅少量残余强度，长石高岭土化，而黑云母、角闪石绿泥石化。干钻交易钻进，采取率100%。（5）强风化花岗闪长岩（γδ53）场地均有分布，层厚0.4~9.4m，平均层厚3.39m。黄褐色，原岩结构尚能辨认，似斑状结构，块状构造，散体状，手搓砂状。矿物成分为石英、长石、角闪石、黑云母。长石高岭土化，而黑云母、角闪石绿泥石化。干钻交不易钻进，采取率85%。（5）微风花岗闪长岩（γδ53）厚度未揭穿，层厚0.5~9.5m，平均层厚2.57m。黄褐色，似斑状结构，块状构造。矿物成分为石英、长石、角闪石、黑云母。采取率95%。3与基坑支护有关的各土层的物理力学性质指标标准值如下表：地层名称平均厚度（m）重度（kN/m3）粘聚力（kPa）内摩擦角（°）锚杆锚固体与土体极限摩阻力标准值（kPa）土钉锚固体与土体极限摩阻力标准值（kPa）1、填土1.2819.010.05.015152、粘土1.7519.515.55.530303、砾砂1.0320.00251001004、全花岗闪长岩风化岩0.6320.010251701705、强花岗闪长岩风化岩3.3920.020502602602.3水文地质条件根据勘察报告，拟建场地地下水类型上部为上层滞水，下部为潜水，以砾砂为含水层，以河流侧向渗透及大气降水为主要补给来源。以地下径流为主要排泄途径。勘察期间稳定水位1.30~2.75m，相对高层6.60~7.50m。水位变化幅度丰水期和枯水期在1.50m左右。参考报告和经验建议本场地地层综合渗透系数K=20m/d。2.4基坑周边环境条件拟建场地东侧有四栋住宅楼离基坑较近，最近3.2m，最远8.3m。基坑其他三边为绿化带无重要建筑和管线。依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99第3.1.3条、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002第7.1.7条，本工程基坑安全等级及基坑变形监控均按二级考虑。3基坑支护3.1设计依据1、《香樟花园1＃、6＃、7＃、15＃、16＃楼及地下车库工程岩土工程4勘察报告》2、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-993、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-20014、《混凝土结构设计规范》GB50010-20025、《建筑桩基技术规范》JGJ94-946、《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-987、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-20028、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-20029、《建筑变形测量规程》JGJ/T8-973.2设计参数的选取1、设计计算参数根据该场地的岩土工程勘察报告取值。2、地面荷载基坑东侧均按120kPa考虑。3.3基坑支护方案根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99第3.3.1条有关支护结构选型的规定，针对场地工程地质、水文地质条件、基坑开挖情况及周边环境，本工程基坑侧壁支护如下：东侧采用直立开挖，支护桩+锚杆+高压旋喷注浆止水帷幕；其他三侧采用75度放坡+土钉墙挂网喷面+高压旋喷注浆止水帷幕。具体方案如下（建议基坑工程施工前进行地面整平，本设计以整平后的地坪为±0.00m）：（1）放坡+土钉墙挂网喷面+高压旋喷注浆止水帷幕按坡角75°进行放坡开挖，以整坪的0.00为准，在-1.00m与-2.50m5进行土钉加固两道有关参数如下：2道土钉，有关参数如下：编号位置(m)水平间距(m)土钉1-1.001.501φ25@80002-2.501.501φ25@8000坡面挂网喷射混凝土面层，钢筋网网格尺寸为250mm×250mm，采用Ф6.5mm盘圆拉直后制作，并按2.00×2.00m网距设置短钉固定钢筋网，短钉长度为不小于0.50m的Ф16mm钢筋。坡面上边缘及下边缘通长设置Ф16mm加强筋，加强筋与钢筋网以绑扎方式连接，短钉网点处与加强筋焊接连接。面层采用细石混凝土喷护，厚度为80~100mm，混凝土强度等级C20，护顶宽度（外翻部分）为1.50m。（2）支护桩本工程采用回转钻机冲击钻机，桩中心轴线设置在建筑物外轮廓线以外1.00m处，桩间距1.60m，桩顶标高-0.50m，桩底标高-7.80m，直径φ800mm，桩长7.3m，嵌固长度入微风化1.00m，砼强度C30，主筋16Φ18，螺旋筋φ8@150，加强筋φ14@2000。各支护桩桩顶加设900×500mm的冠梁，砼强度C30，主筋14Φ18，箍筋φ8@200。6（3）锚杆支护桩桩身设置1道预应力锚杆，有关参数如下：编号位置(m)自由段(m)锚固段(m)水平间距(m)预应力(kN)锚杆锚固段直径(mm)1-3.005.006.001.203001φ25130锚杆选用1φ25的螺纹钢，基坑开挖至-3.00m时施工第1道锚杆；锚杆锁定稳固后方可进行下一层土方开挖。3.4技术要求1、锚孔内灌注纯水泥浆，水泥采用PO32.5R普通硅酸盐水泥，水灰比控制在0.45~0.50。本工程采用二次高压注浆工艺，二次注浆在一次注浆锚固体强度达到5MPa后进行，水灰比控制在0.50左右，注浆压力控制在2.5~5.0MPa。2、为防止孔壁坍塌，在角砾层中施工锚孔时，应采用跟管钻进工艺。3、锚杆正式施工前，应进行锚杆基本试验，锚杆试验数量为3根。试验锚杆材料、尺寸及施工工艺应与工程锚杆完全相同。工程锚杆用2[25b槽钢作腰梁连接，待锚固段强度达到设计强度的75%时，对锚杆进行张拉锁定。垫板采用20mm厚钢板，尺寸300×300mm。4、锚杆全长范围内，每2.00m设置一个导正支架，以保证钢绞线包裹在锚杆体之中。5、基坑顶边坡外线5.00m范围内禁止行车及堆放材料。6、加强施工用水和地表水的管理工作，杜绝基坑周围水管及地表7水的入渗。在基坑底设置排水沟及集水坑，以便及时排出基坑积水。3.5施工时注意事项1、开挖过程中若发现地质资料同勘察报告出入较大或地下管线、构筑物、尤其是上下水管等情况与设计条件差异较大时，应及时报告设计人员以便对本设计作出调整。2、基坑开挖前应提前进行坑内降水并测量地下水位，确保基坑内地下水位降至基坑底板下不小于1.00m。3、基坑边坡附近应分层分段均衡开挖，层高应控制在1.50m以内，每层超挖深度应严格控制在0.30m以内，挖土段以10~20m为宜。发现异常情况时，应立即停止挖土，查清原因并采取措施后，方可继续开挖。4、同层预应力锚杆施工时，锚杆与水平面的倾角以设计角度为基准，间隔调整3~5°，以防止土体拉裂。4地下水控制4.1设计依据1、《香樟花园1＃、6＃、7＃、15＃、16＃楼及地下车库工程岩土工程勘察报告》2、《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-983、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-994、类似工程降水经验4.2设计计算参数的选取有关地下水控制设计计算所需的水文地质参数是根据该场地的详8细勘察报告选取的。4.3地下水控制方案地下水控制方案的选择是否合理有效，是工程施工控制地下水成败的关键。根据各边坡支护等级，本工程在基坑施工过程中，基坑地下水控制分两部分：（1）基坑内部以管井降水为主，并结合明排；（2）基坑外部设置截水帷幕，以防止降水对附近道路产生不良影响。在基坑东侧设回灌井，以保证四栋住宅楼的安全。1、基坑内部基坑内部设置管井的目的主要是降低承压水头，防止地面隆起；明排目的主要是及时排出基坑内积水，确保基坑开挖要求。（1）基坑涌水量计算及降水井数量根据勘察报告，场地内含水层主要为砾砂层和风化岩层，综合渗透系数按20.00m/d。按基坑开挖面积约20000m2，地下水位降至基坑底面以下1.00m考虑，基坑涌水量按均质含水层承压非完整井计算。)2.01lg()1lg(73.200rMllMrRkMsQ式中，Q：基坑涌水量（dm/3）k：渗透系数（dm/）M：承压水含水层厚度（m）S：水位降深（m）L:过滤器进水长度（m）R：影响半径（m）r0：基坑等效半径（m），mAr95.100/0含水层稳定水位-1.20m，含水层厚度M=5.00m，水位降深S=7.80m，9渗数系数k=20m/d，过滤器进水长度按L=3.00m计，影响半径mkSR66.34810。计算涌水量Q=3260dm/3.根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99第8.3.3条，结合同类工程经验，水泵排水能力按100m3/d考虑，降水井数量33个。本工程在充分考虑截水帷幕作用的前提下，为避免基坑内地面隆起，在基坑内部布置降水井，共布置降水井35眼。降水井深度均为7.8m（自地表起算），成孔直径均为Ф600mm，滤水管采用内径Ф300mm，外径Ф400mm的无砂水泥滤管，水泥滤管外用纱网进行防砂处理，滤料选用干净的粗砂。2、基坑外部（1）截水帷幕在支护桩外侧设置一道截水帷幕，采用二重管高压旋喷法施工，设计桩体有效直径φ800mm，桩间距500mm，桩顶标高按-1.00m设计，桩底标高-7.8m，桩长6.8m。该工程截水帷幕固化剂选用强度等级为PO32.5R的普通硅酸盐水泥，水灰比控制在0.5~1.0左右，注浆压力20MPa，旋转速度45~50r/min，垂直度偏差应严格控制1%以内。（2）回灌井设置为确保东侧住宅楼的安全，本工程在设置全封闭式截水帷幕的前提下，在基坑东侧住宅楼附近，南北向加设8眼回灌井。回灌井深度为7.8m，间距为20m，其它参数与基坑内管井相同。4.5技术要求10基坑支护成功的关键在于可靠的地下