北京某工程全套施工方案及技术交底.docx
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1、 1. 1. 工程概况工程概况 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2024层写字楼、1418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50.2351.49m; 采用筏板基础, 基础埋深约14.60m。 2. 2. 场地工程地质与水文地质条件场地工程地质与水文地质条件 2.1 2.1 地层条件地层条件 根据甲方提供的岩土工程勘察报告,拟建场地地层如下: 人工堆积层。该层分布于地表,厚度为1.03.0m,
2、其下即为第四纪沉积层。此层包括粘质粉土、砂质粉土填土层,房渣土1层,卵石填土2层。 于标高47.0449.23m以下以粘质粉土、砂质粉土层为主,夹有粘质粉土、砂质粉土1层及粉质粘土、重粉质粘土2层。此大层厚度为1.85.2m。 于标高43.746.63m以下为粉细砂层。此大层厚度为0.43.1m。 于标高42.5044.53m以下为粉质粘土、粘质粉土层,含粉质粘土 1 层, 砂质粉土、 粘质粉土2层及粉、 细砂3层。 此大层厚度为1.86.0m。 5.于标高37.9341.99m以下为粉质粘土、粘质粉土层,含重粉质粘土、粘土1层,粘质粉土、重粉质粘土2层,粘质粉土、砂质粉土2层及 细砂4层。此
3、大层厚度为4.010.0m。 6.于标高29.3332.12m以下为粉细砂层,含粘质粉土、粉质粘土1层,圆砾2层。此大层厚度为5.07.0m。 7.于标高24.4425.64m以下为卵石层,含圆砾1层,细中砂2层,粘质粉土3层。此大层厚度为8.09.0m。 2.2 2.2 场地地下水场地地下水 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 46.2748.28m (埋深 2.204.86m) ;第二层地下水为层间潜水,水位标高为 37.9341.27m(埋深 10.0013.00m) ; 第三层地下水为承压层间潜水, 水位标高为 26.462
4、8.13m (埋深 22.8024.60m)。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. 3. 基坑支护方案设计基坑支护方案设计 3.1 3.1 设计依据设计依据 甲方提供的岩土工程勘察报告; 建筑基坑支护技术规程JGJ120-99; 北京地区建筑地基基础勘察设计规范DBJ01-501-92; 混凝土结构设计规范GB50010-2002; 土层锚杆设计与施工规范CECS22-89; 建筑桩基技术规范JGJ94-94; 钢筋焊接及验收规程JGJ18-2003; 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002); 3.2 3.2 设计参数设计参数 地面附加荷载按 20KN
5、m2考虑。 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(KN/m3) 内摩擦角 () 凝聚力 (KPa) 1 人工填土 2.0 19 10 10 2 粘质粉土、砂质粉土层 2.0 20 30 26 3 粘质粉土、砂质粉土1层 1.5 20 30 10 4 粉、细砂层 1.5 20 35 0 5 粉质粘土、粘质粉土层 3.0 20 20 25 6 粉质粘土、粘质粉土层 8.0 20 16 27 7 粉、细砂层 6.0 20 40 0 8 卵石层 5.0 20 40 0 基坑开挖深度 根据甲方提供
6、的资料,0.00051.06m,场地自然标高为50.2351.49m,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。 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 3.4 基坑边坡支护方案基坑边坡支护方案 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;全部采用
7、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 812m,距基坑开挖距离只有 510m),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 3.5 基坑北侧已有商会馆部位边坡基坑北侧已有商会馆部位边坡支护设计支护设计 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
8、面下 3.00m 采用土钉墙,3.00m 以下采用桩锚支护。 3.5.13.5.1 护坡桩护坡桩 采用钢筋混凝土桩,桩径800,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;主筋异形配臵:护坡桩(1)区为825722,护坡桩(2)区为725622,通长配筋;箍筋为200,加劲筋为162000;桩身混凝土标号为25,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500800mm,配筋:主筋为820;箍筋200; 混凝土标号为20。 3.5.2 3.5.2 桩顶土钉墙和桩间土桩顶土钉墙和桩间土 护坡桩顶以上3.0m采用土钉墙,
9、坡度为80;护坡桩(1)区于地面下1.3、2.6m设臵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设臵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 6.5200200的钢筋网,外配116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 3.5.3 锚锚 杆杆 设臵两道锚杆,第一道锚杆设臵在连梁之下3.0m(地面下6.0m)位臵,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150mm,锚杆倾角为20;锚
10、索选用3束75预应力钢绞线,锚杆锁定在28#B工字钢梁上。 第二道锚杆设臵在连梁之下 7.5m(地面下 10.5m)位臵,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150mm,锚杆倾角为 20;锚索选用 3 束 75 预应力钢绞线,锚杆锁定在 28#B 工字钢上。 3 3.6.6 土钉墙方案设计土钉墙方案设计 3.6.1 3.6.1 一般部位土钉墙设计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1015;共10排,长度分别为12m、12m、15m、12 m、10m、13m、11m、10m、9
11、m、8m;详见剖面示意图。 孔中插入钢筋为:第一、二、四、五排120,第三、六排为预应力锚杆,孔中插入218钢筋,第七、八、九、十排为122;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臵。 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6.5200200的钢筋网,外配118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 3.6.2 东北角配电室部位土钉墙设计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
12、角1015;共10排,长度分别为3m、3m、16m、13 m、12m、13m、11m、10m、9m、8m;详见剖面示意图。孔中插入钢筋为:第一、二排120,第三、六排为预应力锚杆,孔中插入218钢筋,第四、五、七、八、九、十排为122;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80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 3.6.3 西北角高压线塔部位土钉墙设计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
13、。土钉设计同其余部位。 3.6.4 3.6.4 加固措施加固措施 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: 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)。 在危险部位的地面设臵锚拉桩,控制地面位移变形。锚拉桩位于基坑外810m,桩径200mm,桩长12m,用人工打孔后,放入220钢筋,孔内灌注C20砼,用118钢筋与土钉锚杆焊接为一体,锚拉桩间距为3.04.5m。 设臵预应力锚杆,控制边坡位移变形。在
14、地面下4.2m和8.4m位臵设臵二排预应力锚杆,锚杆间距为1.5m。第一排预应力锚杆长度为15m,孔径150mm,孔内臵入2根18钢筋;第二排预应力锚杆长度为1314m,孔径150mm,孔内臵入2根18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1216#槽钢连接在一体,待灌注水泥浆4872小时后进行张拉锁定(张拉前先戴上螺母)。 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左右位臵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67m后,放入50钢管,用挖土机顶入;钢管长度为9m,钢管连接处用三
15、根16钢筋邦焊,邦筋长度为56m,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18钢筋焊接为一体。b. 机械成孔法,用锚杆钻机成孔。 4. 4. 基坑降水方案设计基坑降水方案设计 4.1 4.1 设计依据设计依据 甲方提供的岩土工程勘察报告; 建筑与市政降水工程技术规范JGJ/T111-98; 4.2 4.2 降水设计计算降水设计计算 4.2.1 4.2.1 基坑涌水量基坑涌水量 计算基坑引用半径计算基坑引用半径(r(r0 0) ): 0=4BLU=412014018. 176.7m 式中:r0基坑引用半径(m),L基坑长度(m), B基坑宽度(m), 修正系数。 确定引用影响半径确定
16、引用影响半径(R)(R): R3=2S311kH = 252531.6(m) R2=2222KHS=5 . 085220.0m 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(md)。 基坑涌水量基坑涌水量(Q)(Q) 上层滞水层涌水量(Q2) Q1 =0011111/ )lg()2(366. 1rrRSSHK=7 .76/ )7 .766 .31lg(5)552(2366. 1455.8(m3/d) 潜水层涌水量(Q3) Q2 =0022222/ )
17、lg()2(366. 1rrRSSHK=7 .76/ )7 .760 .20lg(5)582(5 . 0366. 1373.3(m3/d) 基坑总涌水量(Q总) :Q总=Q2+Q3 = 829.1 (m3d) 4.2.2 4.2.2 井出水能力井出水能力 上层滞水部分:q1=2411adl=2413030015. 0=8.3(m3d) 潜水部分: q2=2422adl=245003001=14.4(m3d) 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 4.2.3 确定井数量确定井数量(n)(n) 上层滞水部分:n=3 . 88 .455=55(
18、个);潜水部分:n=4 .143 .373=26(个) 4.2.4 4.2.4 确定井间距确定井间距(a)(a) 上层滞水部分:a1=1nLz=9.5(m); 潜水部分:a2=1nLz=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,保证降水效果,将基坑周边降水井间距缩小为67m,降水井数增加到7585个。 4.2.5 4.2.5 计算自渗降水能否满足降水要求计算自渗降水能否满足降水要
19、求 基坑的总入渗水量基坑的总入渗水量Q Q入入: : Q1 =829.1 (m3/d) Q入 829.1 各引渗井的单井入渗量各引渗井的单井入渗量Q Qi i: : Qi = = 11.8 (m3/d) n 70 引渗井的水位抬升值引渗井的水位抬升值h h: 0.366Q 2l 0.36611.8 21 h=lg =lg = 0.2 (m) kl rw 15 2 0.15 考虑成井泥浆等的影响,取安全系数为5,即:h=5h=50.2 = 1.0 (m) 引渗井的混合水位埋深引渗井的混合水位埋深 S S井井:S井=S2-h= 22.0 1.0 =21.0 (m) 以上计算结果,引渗井的混合水位埋
20、深远低于基坑降水深度,可以满足自渗要求。 4.2.6 4.2.6 计算北侧已有商会馆楼处的地下水位下降值计算北侧已有商会馆楼处的地下水位下降值(S(S近近,SS远远) ) 上层滞水层上层滞水层 a.a. 最近点(距基坑3m)的地下水位下降值(S近) S近1=)/ )lg(*366. 1001121rrRKQS近=7 .76/7 .79lg*2366. 18 .455524.7(m) b、中间点(距基坑10m)的地下水位下降值(S中) S中1=)/ )lg(*366. 1001121rrRKQS中=7 .76/7 .86lg*2366. 18 .455524.0(m) c、最远点(距基坑25m)
21、的地下水位下降值(S远) S远1=)/ )lg(*366. 1001121rrRKQS远=7 .76/7 .91lg*2366. 18 .455522.1(m) 潜水层潜水层 a.a.最近点(距基坑3m)的地下水位下降值(S近) S=)/ )lg(*366. 1002222rrRKQH近 -h2 =7 .76/7 .79lg*5 . 0366. 13 .37382 -34.4(m) b.b.中间点(距基坑10m)的地下水位下降值(S中) S=)/ )lg(*366. 1002222rrRKQH中 -h2 =7 .76/7 .86lg*5 . 0366. 13 .37382 -32.9(m) c
22、、最远点(25m)的地下水位下降值(S远) 因降水影响半径为20m , 所以, 在最远点 (25m) 处的地下水水位下降值为0.0m。 4.2.7 4.2.7 因地下水位降低所引起的已有建筑沉降计算因地下水位降低所引起的已有建筑沉降计算 上层滞水层上层滞水层 a、最近点(距基坑3m)S近 S近=21EHP=2122ErHw=72107 . 42=15.8(mm) b、中间点(距基坑10m)S中 S近=21EHP=2122ErHw=72100 . 42=11.4(mm) c、最远点(距基坑25m)S远 S远=21EHP=2122ErHw=72101 . 22=3.1(mm) 潜水层潜水层 a、最
23、近点(距基坑3m)S近 S近=21EHP=2122ErHw=92104 . 42=10.8(mm) b、中间点(距基坑10m)S中 S近=21EHP=2122ErHw=92109 . 22=4.8(mm) c、最远点(距基坑25m)S远 S远=21EHP=2122ErHw=0.0(mm) 总计沉降量总计沉降量 S近=15.8+10.8=25.6(mm);S中=11.4+4.8=16.2(mm);S远=3.1+0.0=3.1(mm) 差异沉降值为差异沉降值为 SS: S= S近- S远=25.6-3.1=22.5(mm) 已有建筑物的基础倾斜值为已有建筑物的基础倾斜值为:I=002. 0001.
24、 0220005 .22Ls安全 以上计算表明,采用基坑降水时,因地下水位降低所引起北侧已建楼的基础沉降量约 18.5mm,倾斜值约 1,小于规范要求值 13,对其不会产生较大影响。但不知已建楼的建筑结构和施工质量,为了加大安全度,避免不必要的麻烦,建议北侧已建商会馆楼部位采用在护坡桩间加隔水帷 幕,保证该部位的地下水位不被降低,以确保已建商会馆楼的安全。 4.3 4.3 降水方法的选择降水方法的选择 4.3.1 4.3.1 工程特点工程特点 该降水工程的主要难点在于:a.a. 基坑深度超过了上层滞水、层间潜水层底板,且基础位于层间潜水层之内,其粉、细砂层和砂质粉土之中的地下水很不好降,因降水
25、井的影响范围小,可是残留水量较大,基坑开挖后容易产生流砂,造成边坡支护困难。b.b. 由于基坑面积大,周边降水井难以保证中部降水要求,而采用常规抽水方法将给基坑和建筑施工带来许多不便。c. 基坑北侧已建商会馆相距太近,降水将对其产生影响。 4.3.2 4.3.2 方法选择方法选择 根据以上计算和分析,结合场地的环境条件和水文地质条件,拟采用管井自渗的降水方案。由于基坑深度约 14.6m,降水深度达 15.0m 以下,且涌水量较大,宜采用管井降水;为了尽量减少抽排水量和降低基坑残留水及残留水层厚度,保证地下水位达到设计要求及基坑边坡安全,拟在基坑周边和中部设臵自渗降水井。因降水目的层为上层滞水和
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