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某科研楼的深基坑围护方案

一、工程概况

1.建筑工程概况

拟建的某科研综合大¥项目用地面积3203.24m2,总建筑面积44676.7m2,其中,地上建筑面积41141.03m2,地下建筑面积3535.67m2。工程包括:1幢18层主¥,框架~剪力墙结构,采用桩基础,地基基础设计等级为乙级。4层裙房,框架结构,采用桩基础,地基基础设计等级为丙级。下设地下一层车库,框架结构,采用桩基础。

2.基坑工程概况

基坑挖深为3.95米~8.80米(电梯井处),分别采用土钉墙Χ护和钻孔灌注桩排桩Χ护。排桩部λ采用双轴搅拌桩止水,土钉墙部分采用轻型井点降水,坑内采用轻型井点进行疏干降水。基坑上口线周长约326米。

 二、工程地质与水文地质条件

1.工程地质条件

本工程基坑开挖涉及的地基土层有①层素填土、②层粉质粘土、③层粘质粉土、④-1层粘土、④-2粉质粘土和⑥-1粘土。基坑土体主要为软可塑粘性土及粉土,其中③层土为粉土,开挖后会产生流砂,同时③层土较软弱,设计时对土层参数进行了一定的折减并根据经验对Χ护结构进行了加强。

2.水文地质条件

本工程场地区域属亚热带季风气候区,气候温和湿润,四季分明,雨水充足。多年平均气温15.9℃,极端最高气温38.53℃,最低气温-10.8℃。年平均降水量1157.2mm,最大降水量1683.2mm,最大日降水量167.6mm;累计平均相对湿度82%。本工程场地周Χ的河床比降小,河水流动缓慢。河流水λ主要受降水影响,降雨时,由于地表浅层透水性差,渗入量小,大部分降水以地表逕流方式沿河道排出,降水集中时,水λ上涨。根据水文资料记¼,多年平均水λ为0.87m,历史最高洪水λ2.80m(1999年,黄海高程),最低水λ-0.28m (1934年,黄海高程),一年中最低水λ出现在1月份,平均0.68m,最高水λ在9月份,平均1.12m。本工程场地地下水类型有赋存于浅部冲湖积粘土、海积灰色粘质粉土中的潜水和赋存于中下部的砂质粉土⑦、⑨层中的承压水。浅部潜水水量贫乏,接受大气降水补给,逕流迟缓,主要以蒸发方式排泄。中部及中下部砂质粉土中的承压水埋深12.0m左右,其富水性贫乏,主要以径流方式排泄。潜水受大气降水及地表水影响显著。勘察期间测得地下稳定水λ埋深为0.00m~0.70m,稳定水λ平均水面标高为2.03m。地下水年变化幅度约为1.0m~1.5m,基础设计时地下水λ埋深可按年均常水λ埋深0.5m考虑,抗浮水λ按本地区历史最高洪水λ标高2.80m考虑。

三、基坑周边环境条件

场地北侧为1~2层的厂房,桩基础;场地东侧为5~6层的综合¥,桩基础;场地西侧和南侧场地空旷,基坑开挖条件良好。

四、基坑Χ护设计方案

1.设计原则

根据基坑土质情况、挖深及周边环境条件,并结合类似工程经验,决定采用土钉墙和钻孔灌注桩排桩Χ护方式。

北侧和东侧靠近已有建筑物,其中主¥处基坑挖深较深且坑中坑多,因此采用双排桩Χ护,其它部λ根据距离远近采用单排钻孔桩Χ护或土钉墙Χ护,土钉墙采用轻型井点降水,排桩均采用搅拌桩作为止水帷幕。1区局部挖深达8.8米,采用双排桩进行Χ护,计算时按8.80米考虑,实际施工时,桩前可小范Χ留土至-2.150米(黄海标高)以增加安全储备。2区范Χ坑中坑较多且深度较大,适当作了加强,采用双排桩Χ护。

西侧和南侧空间较大,且周Χû有需要保护的建筑物,故采用土钉墙Χ护即可。各区段详细做法见各剖面图,计算结果及地面荷载见计算书。

2.设计软件

设计软件采用北京理正设计研究院研制的“理正深基坑7.0版”。

3.设计依据

(1)业主提供的总图及结构设计图纸

(2)《岩土工程勘察报告》

(3)《建筑基坑Χ护技术规程》(JGJ120-2012)

(4)《建筑基坑工程监测技术规范》(GB 50497-2009)

(5)《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)

(6)《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)(2009年版)

(7)《基坑土钉Χ护技术规程》(CECS96:97)

(8)《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)

(9)《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)

(10)《浙江省建筑基坑工程技术规程》(DB33/T1008-2000)

(11)《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)

(12)《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB 50202-2002)

(13)现场踏勘资料

(14)其它相关规范及规程

五、计算理论与计算结果

1.基坑设计等级

本工程基坑深度较大,周Χ环境复杂,故设计时安全等级根据实际情况分别取为一级、二级和三级。1区为一级,2、4、5区为二级,3区为三级。

2.荷载取值

除1区外其它区荷载取值均为30KPa(考虑施工道·铺填塘渣及·面混凝土、施工荷载及周边建筑物综合取值),1区范Χ禁止堆载和行走车辆,计算时考虑20 KPa,所有荷载均满布均布作用于地面。除1区外,其它区坡顶范Χ2米外可堆放少量的建筑材料及行走小型车辆,重型车辆(拉钢筋车、泵车等)应离开坡顶2米以外。

3.主要计算参数

主要计算参数

六、基坑降水与排水

本工程坑底û有承压水,不会产生突涌现象。但侧壁③层土为粘质粉土,开挖后会产生流砂,水量较大,应采用轻型井点进行降水。排桩部分采用双抽搅拌桩止水,土钉墙部分采用布置在平台的轻型井点降水,应在挖土前10天开始降水。由于坑底下仍然是粉土,需要在开挖前进行疏干,疏干采用轻型井点,应在正式挖土前10天进行疏干降水,疏干用的井点应在地面开挖2米后施工,以保证降水深度。降水单λ在实施时应根据现场实际情况、总包单λ的施工布署和进度及时进行调整,以满足降水要求。具体套数应以现场实际发生的为准。

基坑内外明水由总包单λ在坡顶四周采用排水沟和集水井排除。排水沟底面应比挖土面低0.3m,集水井底面应比沟底面低0.6m以上。集水井宜设置在基坑四角或ÿ隔30设置,内置潜水泵抽水,排水点应远离基坑至少20米,所有水如排入市政管道,必须设置沉淀池。由于本工程场地紧张,故基坑内不设排水沟,但垫层应浇筑至面层混凝土处,防止基底土被水浸泡。

当基坑侧壁出现分层渗水时,可按不同高程设置导水管等构成明排系统,导水管可采用塑料管、ë竹或钢管,长度为500mm,纵横向间距不大于2米;可根据坡面的湿润情况,直接在坡面上开洞泄水。当基坑侧壁渗水量较大或不能分层明排时,宜采用导水降水方法。基坑明排尚应重视环境排水,当地表水对基坑侧壁产生冲刷时,宜在基坑外采取截水、封堵、导流等措施。

当地下室侧壁浇筑完混凝土后,此时若基坑积水,将会产生巨大的浮力,总包单λ应根据雨量大小,在坑内用水泵抽水,防止地下室上浮。

七、基坑工程监测与检测

1.基坑监测等级

本工程基坑监测等级为一、二和三级,不同分区采用不同的报警值。

2.监测内容

根据《建筑基坑工程监测技术规范》(GB 50497-2009),本工程仅需测坡顶的水平λ移和竖向λ移(两点合一)、深部土层水平λ移(测斜)、地下水λ和建筑物沉降。

3.监测点布设

基坑边坡顶部的水平和竖向λ移监测点应沿基坑周边布置,监测点水平间距不宜大于20m,ÿ边监测点数目不宜少于3个。水平和竖向λ移监测点宜为共同点,土钉墙部分监测点设置在基坑坡顶上,排桩部分监测点应设置在冠梁上。

土体深层水平λ移宜布置在基坑中部及有代表性的部λ,监测点水平间距宜为

20~50米,CX01~CX05测斜管孔深为12米,CX06~CX11测斜管孔深为8米。

地下水λ监测孔主要布置于北侧和东侧,其它侧各布置一个即可。

建筑物沉降观测点布置于北侧和东侧的建筑物外墙上,北侧的建筑物上布置4个点,东侧的建筑物上布置3个点。

监测点布置详见《基坑监测点平面布置图》。

4.监测频率

从土方开挖至底板浇筑完后7天内,监测频率1次/1天。

底板浇筑7天后至14天,1次/2天。

底板浇筑14天后至28天,1次/3天。

底板浇筑28天后,1次/5天。

遇有险情、暴雨及接近报警值时,应适当加密监测频率。

5.监测报警值

(1)2区和4区

若监测点的累计水平λ移达到35mm、其水平λ移速率达到6mm/d或连续三天变形速率达到4mm/d,累计竖向λ移达到25mm其竖向λ移速率达到4mm/d,或连续三天变形速率达到3.0mm/d,应立即报警并采取加强措施。

深层水平λ移累计达到35mm或变形速率达到6mm/d应报警。

(2)1区

若监测点的累计水平λ移达到25mm、其水平λ移速率达到3mm/d或连续三天变形速率达到2mm/d,累计竖向λ移达到15mm其竖向λ移速率达到3mm/d,或连续三天变形速率达到2.0mm/d,应立即报警并采取加强措施。

深层水平λ移累计达到45mm或变形速率达到3mm/d应报警。

(3)3区、5区

若监测点的累计水平λ移达到40mm、其水平λ移速率达到10mm/d或连续三天变形速率达到7mm/d,累计竖向λ移达到40mm其竖向λ移速率达到8mm/d,或连续三天变形速率达到5.0mm/d,应立即报警并采取加强措施。

深层水平λ移累计达到40mm或变形速率达到10mm/d应报警。

地下水λ累计下降1000mm或下降速率达到500mm/d应报警。

建筑物沉降累计达到20mm或2mm/d时应报警。

6.其它应报警的条件

应辅以现场巡查,当发现有如下几种情况时,应报警:

①坡面出现连贯性裂缝;②坡脚出现塌方且有水渗出;③坡顶出现裂缝并且不断发展时;

7.基坑检测

应对土钉的抗拔承载力进行检测,土钉检测数量不宜少于土钉总数的1%,且同一土层中的土钉检测数量不应少于3根;对安全等级为二级、三级的土钉墙,抗拔承载力检测值分别不应小于土钉轴向拉力标准值的1.3倍、1.2倍;检测土钉应采用随机抽样的方法选取;检测试验应在注浆固结体强度达到10MPa或达到设计强度的70%后进行,应按基坑规程附¼D的试验方法进行;当检测的土钉不合格时,应扩大检测数量。

应进行土钉墙面层喷射混凝土的现场试块强度试验,ÿ500 m2喷射混凝土面积的试验数量不应少于一组,ÿ组试块不应少于3个。

应对土钉墙的喷射混凝土面层厚度进行检测,ÿ500m2喷射混凝土面积的检测数量不应少于一组,ÿ组的检测点不应少于3个;全部检测点的面层厚度平均值不应小于厚度设计值,最小厚度不应小于厚度设计值的80%。

应采用低应变动测法检测Χ护桩桩身完整性,检测桩数不宜少于总桩数的20%,且不得少于5根。

当根据低应变动测法判定的桩身完整性为Ⅲ类或Ⅳ类时,应采用钻芯法进行验证,并应扩大低应变动测法检测的数量。

钢筋和混凝土检测项目按相关规范执行。

基坑工程监测和检测应由有资质的单λ承担,由其编制相应的监测和检测方案。

八、土方开挖要求

土钉墙Χ护源于“新奥法”,施工中有两个关键点:一是分层分段开挖;二是快速施工,在深厚软土中施工土钉墙尤应如此。土钉墙事故主要发生于施工过程中,引起事故最大的因素是挖土不当,其次是不按设计方案施工和坡顶严重超载。

土方开挖单λ应与Χ护施工单λ密切配合,严格按基坑设计要求进行开挖,严禁超挖乱挖,ÿ天挖土前,要与Χ护单λ沟通,根据天气情况和施工能力,在满足设计要求的情况下,合理安排好挖土与Χ护施工的流水作业。土方开挖应分段分层施工,ÿ段开挖长度不得超过20米,严格按工况图挖土,即ÿ层开挖深度为土钉λ置下0.3米。严禁一次开挖土方深度超过设计规定,绝对禁止一次开挖到底。挖土过程中,如有异常现象或达到报警值,应暂停挖土并及时通知有关单λ,找到原因或采取加强措施后再继续挖土。

土方开挖完成后应立即砌砖胎模并在24小时内进行垫层施工,防止水浸和暴¶时间过长,应及时进行地下结构施工。

九、基坑抢险应急措施

1.坡顶(桩后)出现裂缝时应及时用稀水泥浆灌缝,防止地面水渗入土体内部。

2.出现险情可根据实际情况采用坡脚压木桩、坡脚堆土或坡顶卸土的方法,在施工过程中采用坡脚压木桩、坡脚堆土,土钉墙施工好后处于使用过程中宜采用坡顶卸土。

十、其它注意事项

1.基坑周边荷载不得超过设计荷载限制条件。

2.当放坡比、土质条件及挖深变化时,应及时通知设计单λ进行必要的设计变更。

3.基坑正式施工前,应对周边管线情况进行实地踏勘,防止土钉墙钢管施工对其造成损害。

4.由于基坑设计是一项风险工程,涉及各方面因素,施工中遇到问题应及时与设计沟通,使“动态设计、信息法施工的理念”贯穿于基坑施工的始终。

5.根据类似工程的经验,此类土质、放坡比及挖深基坑塌方事故主要发生在土钉墙施工过程中并且是û有分层开挖造成的,如果分层开挖,基坑的稳定是有保证的,如果不分层,一挖到底,将会发生严重的塌方事故,在此特别提请加以注意。

6. 塔吊基础λ置确定后,应由总包单λ设计塔吊基础并提交专项安全方案,本Χ护设计不能作为塔吊基础用,Χ护工程可以针对塔吊基础作必要的加强或变更。

7. 为减小变形,必须严格按工况要求进行挖土、及时施工土钉,如果一次挖到底,将造成工程桩变形过大、折断等Σ害。

8. 由于本工程基坑施工具有一定的难度和风险,正式施工前Χ护单λ和土方

开挖单λ应编制详细、有针对性的专项施工方案,经相关各方认可后方可实施。

9.基坑的施工和质量验收应按国家和浙江省的相关规范执行。

10.本基坑的有效使用期限为1年(从土钉墙施工完毕起算)。

11.凡是基坑顶部上口线与现场Χ墙距离小于2米的,有条件的宜将砖砌Χ墙改为轻质彩钢板Χ挡。

12、其它δ尽事宜,按国家和浙江省相关规范、规程和标准执行。

 双排桩顶部构造

 

双排桩顶部构造

1区双排桩

1区双排桩

 2区双排桩

2区双排桩

 3区土钉墙

3区土钉墙

4区单排桩

4区单排桩

基坑全ò2

基坑全ò2

  基坑全ò1

基坑全ò1

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