[湖北]商业区广场基坑支护施工组织设计_.doc
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1、目 录一、工程概况1二、工程地质及水文地质条件1(一)地形地貌1(二)工程地质条件1(三)水文地质条件2三、基坑及周边环境状况2四、基坑特点及支护方案选定2(一)基坑特点2(二)基坑支护及地下水控制方案选择3五、基坑支护设计4(一)设计依据4(二)支护工程总体布置5(三)基坑支护设计计算5(四)分项工程设计6六、场地地下水处理7(一)上层滞水处理7(二)砂砾卵石层承压水处理7七、基坑开挖及降水对环境的影响8(一)降水对周边环境的影响8(二)基坑开挖及支护对环境的影响8(三)对环境影响的防治措施9八、基坑支护施工9(一)基坑施工顺序及周期9(二)主要工艺施工方法9九、环境监测与应急措施11(一)
2、基坑开挖环境监测11(二)应急抢救措施13十、工程质量检查及验收13(一)质量检验13(二)工程验收14 襄樊市 广场商业区基坑支护设计一、工程概况 投资有限公司拟在襄樊市诸葛亮广场北侧、长虹路西侧建设襄樊市 广场,该广场主要分为商业区及住宅区,其中商业区位于拟建广场的东部,紧邻长虹路,住宅区位于商业区西部,2个区之间为拟建道路并将基坑一分为二。由于住宅区基础设计未完成,本次基坑支护设计为商业区的基坑设计。商业区由2幢高24层、1幢高19层的高层建筑及24层的多层建筑物组成,高层建筑总建筑面积约9.45万m2、多层建筑总面积约15万m2。商业区整体设地下室一层,仅局部为二层。二层地下室分布在场
3、地东侧的中部,紧邻长虹路,长约179m、宽约94m。基坑重要性等级,一层地下室为二级,二层地下室东侧为一级。本工程0标高为68.2m,场地整平标高为67.0m,一层地下室底板板顶标高-5.9m,二层地下室大部分底板板顶标高-10.1m,部分底板板顶标高-11.3m,局部需安装设备地段底板板顶标高-12.0m。为保证基坑施工及周边建筑物的安全,按 投资有限公司要求,需对该基坑进行支护设计。受建设方委托,襄樊地质工程勘察院承担了该工程基坑设计任务。二、工程地质及水文地质条件(一)地形地貌拟建场地位于襄樊市诸葛亮广场北侧、长虹路西侧,为已拆旧房区,地貌单元属汉江冲洪积平原。总体上地形较为平坦,最高地
4、面标高为68.50m,最低地面标高为65.34m,相对高差约3.20m。(二)工程地质条件根据湖北省鄂西地质工程勘察院提供的岩土工程勘察报告,场区地层在垂直方向上具有明显的二元结构,上部为填土及一般粘性土,下部为砂砾卵石层,呈现出颗粒由上到下逐渐变粗的沉积韵律。各岩土层岩性特征及空间分布情况如下:第1层 杂填土(Qml):在场内基本上均有分布,厚度变化较大,一般厚度在0.505.00m,局部大于5.0m,最大厚度7.50m(k16孔)。杂色,稍湿,结构松散,成份主要为砖块、砼块,煤渣,生活垃圾等组成,含量3050%,粘性土含量3040%。回填时间大于15年。第2-1层 粉质粘土(Q4al):场
5、内分布不均匀,层厚010m,但多数地段厚度为1.507.0m,层面埋深0.507.00m。在zk35、zk3033、zk116118、zk220226等钻孔一带缺失。土体呈黄褐色,稍湿湿,总体以硬塑状为主,局部地段可塑,局部含少量铁锰质结核,刀切面较光滑,无摇振反应,干强度及韧性较高。第2-2层 粉质粘土(Q4al):在商业区场内基本上均有分布,层厚多数在3.007.50m,局部最大9.10m;在住宅区场内分布较不均匀,在zk4447、zk5354、zk132134等地段缺失,厚度一般在1.105.50m,。层面埋深一般在2.708.40m,局部最大埋深11.50m。土体呈黄褐灰褐色,稍湿湿,
6、总体为可塑状,局部含铁锰质结核,刀切面较光滑,无摇振反应,干强度及韧性中等。第3层 淤泥质粉质粘土(Q4al):主要分布在商业区的南半部,厚度1.05.00m,最厚7.50m,层面埋深7.9013.30m。在场地的其他地段零星分布,厚度在1.00m左右。灰青灰色,湿,软塑可塑。下部粉砂含量逐渐增高,无摇振反应,稍具光泽,干强度低,韧性低。第4层 粉细砂(Q4al):该层在场地内大部分地段有分布,在zk222、234、248、k6、k22、k25、k25等钻孔附近缺失,厚度多数3.08.00m,层面埋深4.6015.90m,但多数在8.014.0m之间。浅灰、灰黄色,由石英、长石和云母组成,颗粒
7、级配一般,局部夹1030cm薄层粉土团块,湿,主要为稍密状、局部为松散状。第5-1层 圆砾(Q4pl):该层于场区较连续的分布,仅在住宅区局部地段缺失,厚度1.2011.40m,厚度不稳定,变化较大,层面埋深绝大多数地段在12.70m以下。以灰色为主,局部灰黄,骨颗粒含量55%左右,直径一般12cm,夹少量卵石,约含量5%,直径38cm;骨颗粒成份为石英岩、灰岩等,外形以亚圆形为主,大多呈微风化状,少数中等风化状。排列混乱,大部分不接触。充填物主要为细、中、粗砂,局部为粘性土充填,全充填。总体呈松散状,局部稍密中密。第5-2层 圆砾(Q4pl):该层于场区内均有分布,厚度0.305.20m,层
8、面埋深14.1023.0m,最大埋深25.50m。灰黄、灰色,骨颗粒含量约60%,直径一般12cm,夹卵石,其含量15%,直径38cm;骨颗粒成份为石英岩、灰岩等,外形以亚圆形为主,大多呈微风化状,少数中等风化状。排列混乱,大部分接触。充填物主要为细、中、粗砂,局部为粘性土充填,全充填。以稍密为主,局部中密。第6层 卵石(Q4pl):在场内均有分布,揭露最大厚度13.50m,具区域地质资料该层厚度巨大(约50m左右),大多数地段层面埋深16.025.0m,局部最大埋深29.15m。总体趋势为场地东西两侧浅,中部较深。灰黄、灰色,骨颗粒含量6570%,直径一般68cm,夹少量漂石,其含量10%,
9、直径2530cm;骨颗粒成份为石英岩、灰岩等,外形以亚圆形为主,大多呈微风化状,少数中等风化状。排列混乱,颗粒之间互相接触。充填物主要为细、中、粗砂,全充填。密实为主,局部呈中密状。(三)水文地质条件根据湖北省鄂西地质工程勘察院提供的岩土工程勘察报告,场区勘察期内上层滞水一般水量较贫乏,但受降水量与周边环境的变化影响很大。地下水主要为赋存于下部-层砂、砾石层中承压水,水面位于第4层粉细砂的中上部(高程大约在59m左右),与汉江有密切的水力联系,其水位受汉江水位的控制,基本上具稳定连续的潜水面。含水层厚度大,水量丰富。勘察期间,测得混合静水位标高大部分在63.0 65.0m,承压水的承压高度约6
10、.0m左右,局部地段承压高度为810m,综合考虑场区内承压水水头标高为63.50m。据2008年水文资料,汉江襄樊段,多年洪水期水位高程一般为63.50m,最低水位为59.46m,最高洪峰水位为67.0m。场地含水层东北部顶板埋藏较深,西南部顶板埋藏较浅,顶板埋深由东北向西南渐变过渡。场地地下水与汉江水位有紧密的水力联系,由汉江补给和排泄,随季节的变化,水位时有变化。场区地下水对混凝土结构无腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性,对钢结构具有弱腐蚀性。三、基坑及周边环境状况1、基坑概况 投资有限公司拟在襄樊市诸葛亮广场北侧、长虹路西侧建设襄樊市 广场,该广场主要分为商业区及住宅区,其中商业区
11、位于拟建广场的东部,紧邻长虹路,住宅区位于商业区西部,2个区之间为拟建道路并将基坑一分为二。由于住宅区基础设计未完成,本次基坑支护设计为商业区的基坑设计。商业区由2幢高24层、1幢高19层的高层建筑及24层的多层建筑物组成,高层建筑总建筑面积约9.45万m2、多层建筑总面积约15万m2。商业区整体设地下室一层,仅局部为二层。二层地下室分布在场地东侧的中部,紧邻长虹路,长约179m、宽约94m。基坑重要性等级,一层地下室为二级,二层地下室东侧为一级。本工程0标高为68.2m,场地整平标高为67.0m,一层地下室底板板顶标高-5.9m,二层地下室大部分底板板顶标高-10.1m,部分底板板顶标高-1
12、1.3m,局部需安装设备地段底板板顶标高-12.0m。承台不设联系梁,地下室底板厚度有0.53.0m等多种,承台厚度有1.02.5m等多种,承台及联系梁垫层厚度均为100mm。基坑支护各区段开挖深度取值详见表3(基坑支护工程布置表)。2、基础结构概况本工程高层采用钻孔灌注桩基础,以6卵石层作为桩端持力层,多层采用预应力管桩基础,以5-1圆砾层作为桩端持力层,桩基上部设承台,承台高度有1.02.5m多种。3、邻近建筑物及管线情况根据建设单位提供资料及现场调查情况,基坑周边坏境详见表2:基坑周边构筑物一览表表1基坑侧壁部位构筑物分布情况与地下室墙轴线最近距离m构筑物概况及基础形式基坑北侧现有建筑物
13、均已拆除基坑西侧拟建住宅区,为规划道路道路宽12. m无附属设施及建筑物。基坑东侧长虹路15.2m开挖边线距用地红线15.2m,距长虹路边地下管线区19.2m,距长虹路人行道边线27.7m。基坑南侧市展览馆17.8m桩基础。开挖边线距征地红线10.4m。四、基坑特点及支护方案选定(一)基坑特点1、基坑位于闹市区,东侧开挖深度较大,距长虹路较近,一旦基坑失稳社会影响巨大。2、一层地下室基坑平面上呈长方形,基坑北侧、西侧已有建筑物均已拆除,也无其余附属设施,有放坡空间;南侧为市展览馆,为桩基础,距离较远,有一定放坡空间;基坑东侧为长虹路,距离较远,但由于部分为一层地下室,部分为二层地下室,一层地下
14、室可以采取喷粉桩+喷锚复合支护,二层地下室部分由于开挖深度较大,可以部分放坡+锚拉排桩支护。一层地下室与二层地下室之间的边坡均没有放坡的空间,根据开挖深度不同采用喷粉桩+喷锚复合支护或锚拉排桩支护。3、根据业主提供的场地周围管线情况,长虹路边有上下水管道及通讯线路,与场地距离较远,本次设计不考虑管线问题。4、基坑侧壁上部为杂填土,其物理力学性质较差,不利于基坑边坡稳定,基坑中部主要为硬塑-可塑粉质粘土,基坑底部一层地下室区段为粉质粘土、二层地下室为粉细砂层。5、根据湖北省鄂西地质工程勘察院提供的岩土工程勘察报告,建筑物基坑下部砂砾石层中赋存承压水,本基坑最大开挖深度13.9m(高程53.1m)
15、,实测稳定水位为3.5m(高程63.5m)。基坑两层地下室开挖底板位于含水层中,且稳定地下水位高于基坑开挖底板,基坑开挖应进行降排水措施;基坑一层地下室开挖底板位于粉质粘土层中(属相对隔水层),根据岩土工程勘察报告,基坑开挖不会产生突涌,基坑支护不需要进行降水,但应作好地表水及上层滞水的防渗及排水措施。6、本基坑二层地下室东侧(靠长虹路一侧)侧壁最大开挖深度13.9m,邻近建筑物距基坑距离为12倍基坑深度,基坑土质条件较差,基坑水文工程地质条件较复杂(类),根据基坑工程技术规程DB42/159-2004,基坑工程重要性等级为一级;基坑基余区段最大开挖深度小于10m,基坑工程重要性等级为二级。(
16、二)基坑支护及地下水控制方案选择1、基坑结构形式选择襄樊市目前基坑支护的种类较多,如放坡开挖、喷锚网支护、水泥土挡墙、悬臂式排桩、锚固式排桩等,各方案优缺点如下:基坑支护方案比较表2类型支护方式或结构支挡构件或护坡方法适用条件优缺点放坡自稳边坡根据土质按一定坡率放坡,抹水泥砂浆或喷混凝土保护坡面。基坑周边开阔,相邻建筑物距离较远,无地下管线或地下管线不重要,可以迁移改道;坑底土质软弱时,为防止坑底隆起破坏可分阶放坡。对土质条件要求较高,占地面积大,施工工期短,造价低。坡体加固水泥土重力式挡墙旋喷、深层搅拌水泥土挡墙适用于包括软弱土层在内的多种土质,支护深度不宜超过6m,加扶壁可加大支护深度,可
17、兼作隔渗帷幕,坑底没有软土,坑周边需有一定的施工场地。对土质条件要求较低,支护结构占地面积及位移较大,需养护期,施工工期较短,造价中等。喷锚支护钢筋网喷射混凝土面层、锚杆适用于填土、粘性土及岩质边坡,支护深度不宜超过6m(岩质边坡除外),坡底有软弱土层时影响整体稳定时慎用;不适用于深厚淤泥、淤泥质土层,流塑状软粘土和地下水位以下的粉土、粉砂层。对土质要求高,支护结构位移大,锚杆需伸入邻地,施工作业较短,不占用独立的工期,造价较低。复合喷锚支护钢筋网喷射混凝土面层,锚杆,另加水泥土桩坑底以下有一定厚度工软弱土层,单纯喷锚支护不能满足要求时可考虑采用复合喷锚支护,可兼作隔渗帷幕,支护深度不宜超过6
18、m解决坑底隆起稳定问题和深部整体滑动稳定问题,对土质条件要求一般,支护结构位移大,锚杆需伸入邻地,水泥土桩需占用独立的施工时间且需养护,喷锚施工作业较短,造价低。排桩悬臂式钻孔灌注桩,冠梁悬臂高度不宜超过6m,对深度大于6m的基坑可结合冠梁顶以上放坡卸载使用,坑底以下软土层厚度很大时不宜采用,桩端嵌入密实的卵石刚度较大的悬臂高度可以超过6m。对土质条件要求低,支护位移小,有污染,需占用施工时间及养护期,施工时间长,造价较高。锚固式支护桩加预应力或非预应力灌浆锚杆,冠梁、围檩可用于不同深度的基坑,支护体系不占用坑内空间,但锚杆需伸入邻地,有障碍时不能设置,也不宜伸入毗邻建筑物地基内,锚杆的锚固段
19、不应设置在灵敏度较高的淤泥中,在软土中慎用,在含承压水的粉土、粉细砂层中采用跟管钻进施工或一次性锚杆。对土质要求低,支护位移小,有污染,需占用施工时间及养护期,施工时间长,造价高。根据上述支护方案比较,当场地及地质条件具备时,优先采用放坡方案,喷锚支护方案具有工期短,造价低等优点,目前在襄樊市得到广泛应用。排桩支护结构位移较小,应用于周边建筑物较近或有较大荷载需重点保护的情况。根据基坑开挖深度、周边环境情况及场地地质条件,结合当地施工经验,经过认真分析,从安全可靠、经济合理的角度出发,分区采用如下支护方案:基坑东侧二层地下室区段,距长虹路有一室距离,而且基坑开挖深度较大,采用放坡+喷粉桩+桩锚
20、支护方案;基坑二层地下室与一层地下室之间的边坡,北侧东段及南侧中段开挖深度也较大,且基坑底处于含水层中,采用喷粉桩+桩锚支护方案;基坑二层地下室与一层地下室之间其余地段的边坡,由于基坑底处于含水层中,采用喷粉桩+喷锚复合支护方案;基坑一层地下室靠长虹路区段,填土层分布不均,且该区域排水不畅,采用喷粉桩+喷锚复合支护方案;基坑其余地段,有一定放坡空间,采用喷锚支护方案。2、地下水控制根据湖北省地质工程勘察院提供的岩土工程勘察报告,场区勘察期内上层滞水一般水量较贫乏,但受降水量与周边环境的变化影响很大。地下水主要为赋存于下部-层砂、砾石层中承压水,水面位于第4层粉细砂的中上部(高程大约在59m左右
21、),与汉江有密切的水力联系,其水位受汉江水位的控制,基本上具稳定连续的潜水面。含水层厚度大,水量丰富。勘察期间,测得混合静水位标高大部分在63.0 65.0m,承压水的承压高度约6.0m左右,局部地段承压高度为810m,综合考虑场区内承压水水头标高为63.50m。据2008年水文资料,汉江襄樊段,多年洪水期水位高程一般为63.50m,最低水位为59.46m,最高洪峰水位为67.0m。根据湖北省 地质工程勘察院提供的岩土工程勘察报告,建筑物基坑下部砂砾石层中赋存承压水,本基坑两层地下室区段最大开挖深度13.9m(高程53.1m),实测稳定水位为3.5m(高程63.5m)。基坑两层地下室开挖底板位
22、于含水层中,且稳定地下水位高于基坑开挖底板,基坑开挖应进行降排水措施;基坑一层地下室开挖底板位于粉质粘土层中(属相对隔水层),根据岩土工程勘察报告,基坑开挖不会产生突涌,基坑支护不需要进行降水,但应作好地表水及上层滞水的防渗及排水措施。五、基坑支护设计(一)设计依据1、设计采用标准、规范(1)湖北省深基坑工程技术规定DB42/159-2004;(2)建筑基坑支护技术规程JGJ120/99;(3)混凝土结构设计规范GB50010-2002;(4)建筑地基基础设计规范GB50007-2002;(5)建筑桩基技术规范JGJ94-2008;(6)建筑与市政降水工程技术规程JGJ/T 111-98;(7
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