1.设计依据
(1)××建设项目场地岩土工程勘察报告(详细勘察阶段)——2018年6月。
(2)业主提供的本项目用地红线图和最新地下室建筑、结构图纸。
(3)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)。
(4)《基坑工程技术规程》(DB42/T159-2012)。
(5)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)——2015年版。
(6)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)。
(7)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)。
(8)《建筑地基基础技术规范》(DB42/242-2014)。
(9)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)。
(10)《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)。
(11)《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007)。
2.设计思路及方案选取
(1)基坑特征
表4-4 基坑特征
(2)基坑安全等级划分
根据《基坑工程技术规程》(DB42/T159-2012)第4.0.1条,本基坑重要性等级为一级。
(3)支护方案的选择
第一,本围护设计目标及要求。
如上所述,本深基坑工程位于××中心城区,周边环境复杂,基坑开挖深度大、地层条件差。为达到安全可靠、技术可行、经济合理的目标,要求如下:
满足安全性要求,挡土结构及支撑牢靠,方便开挖及地下室施工。支护结构的位移满足规范规定及地铁管理部门的要求。
降排水措施有效,不发生影响后续工作的渗漏现象,不因为降水引起周边地面较大的沉降。
对周边建筑、道路和地下管线不产生影响使用和安全的损害。
第二,方案选型。
本基坑工程开挖深度超过15米,地下室距离用地红线及建筑物很近,因此可以排除采用放坡、喷锚、桩锚、重力式挡土墙等支护形式。根据《基坑工程技术规程》DB42/T159-2012第6.6.3条,型钢水泥土连续墙适用于开挖深度不超过12米的基坑,因此可以排除采用型钢水泥土连续墙+内支撑支护形式。
适合本基坑的支护方案有排桩+内支撑、地下连续墙+内支撑,与地下连续墙+内支撑方案相比,排桩+内支撑方案的性价比更高。因此本基坑采用钻孔灌注桩加内支撑的支护方案,具体方案如下:
围护结构采用直径1000毫米、1400毫米的钻孔灌注桩,两层(局部三层)钢筋砼内支撑,内支撑平面形式为对顶撑+角撑。
(4)地下水控制
①基坑开挖及地下室施工时坑内积水采用明排处理。
②支护桩后面设置800毫米、1000毫米厚的等厚水泥土墙。其中东侧由于只有1.0米的施工空间,因此等厚水泥土墙采用与支护桩二合一的方式。
③基坑内承压水采用深井降水确保基坑开挖及结构施工的安全。
具体地下水控制设计详见地下水设计专项方案。
(5)支护结构计算与设计
表4-5 基坑支护设计参数表
基坑各段地层概化剖面图见施工图。(www.xing528.com)
3.超载取值
考虑施工平面布置及作业条件,地面施工超载及材料超载20Pa考虑。
4.支护计算
根据基坑周边条件、地层情况分区段进行支护设计计算,土压力采用朗肯土压力,水土合算,计算均采用《天汉软件》Ver2007,各段计算详见计算书部分。
5.材料要求
钢筋种类:HPB300、HRB335、HRB400。
钢材牌号:型钢格构柱、换撑钢管所采用的钢材牌号为Q345B。
水泥:强度等级为42.5MPa的普通硅酸盐水泥。
砂石:砂为中粗砂,含泥量小于3%,含水率为5%~7%。粗骨料为碎石或卵石,粒径分别按喷射砼或普通砼选用。
混凝土:钻孔灌注桩混凝土强度等级为C35,冠梁、腰梁、支撑梁混凝土强度等级为C40,排水沟、集水井混凝土强度等级为C15,坡顶硬化、喷射混凝土强度等级为C20,回填混凝土及换撑板带混凝土强度等级与结构相同。
焊条:E43××焊条用于HPB300钢筋焊接,E50××焊条用于HRB400钢筋、Q345B钢材焊接。
所有材料进场均应有出厂检验报告和合格证,进场后均应按批次和相关要求进行送检,符合要求后才允许使用。
6.支护结构设计
(1)支护结构
支护桩采用钻孔灌注桩,支护桩与地下室外墙净距为1.5米,具体设计如下:
表4-6 支护桩设计
(2)地下水处理
由于基坑紧邻A地铁站,距离大楼仅2.0米,为了减少降水引起的地面沉降对地铁及××室的影响,拟在支护桩外侧设置等厚水泥土墙落底帷幕,墙底进入底部岩层不少于1.0米,同时在基坑内布置16口备用降水井兼观测井,以抽排基坑内砂层中的承压水。
等厚水泥土墙厚度为800毫米,基坑东侧由于只有1.0米的施工空间,因此等厚水泥土墙采用与支护桩二合一的方式,墙厚为1000毫米,施工顺序为先施工等厚水泥土墙,待等厚水泥土墙初凝后再在其上施工支护桩。
(3)挂网喷射混凝土
放坡坡面采用100毫米厚C20细石砼素喷射护面。
支护桩间采用挂网喷射砼保护桩间土。挂网采用钢板网(PB1.5*15*4000*2000),并采用M10长150毫米膨胀螺钉@2000毫米固定钢板网于支护桩上。喷射砼为80毫米厚C20细石混凝土。
本项目施工范围较小,施工现场周围环境复杂,已开通运营的A地铁站位于项目的南侧,正在施工的B地铁站位于项目的东侧,破坏后果严重。
该项目基坑周长约249米,基坑面积约3600平方米,开挖深度约13.10米至17.20米,属于深基坑工程。周边有道路、地铁站及大楼等建构筑物,地下管线较多,因此周边环境可能引起的变形和沉降给基坑开挖造成很大影响。基坑侧壁及坑底分布有较厚的软弱土层,基坑底部土体富含孔隙承压水。
表4-7 基坑的支护桩的设计参数表
基坑支护要求:
①满足安全性要求,挡土结构及支撑牢靠,方便开挖及地下室施工。支护结构的位移满足规范规定及地铁管理部门的要求。
②基坑采用截水沟和排水沟作为排水系统,最终地表水统一进入由甲方指定的排水口。
③基坑开挖过程中对周边的建筑、道路和道路以下的管线不会产生影响。
④及时走访采取周围民居群众的意见,力求不影响周围住户的日常生活。
基坑支护方式:
基坑开挖及地下室施工时坑内积水采用明排处理,作为止水帷幕,支护桩后面设置了800毫米和1000毫米厚的等厚水泥土墙。其中东侧由于只有1.0米的施工空间,因此等厚水泥土墙采用与支护桩二合一的方式。
对于围护结构,可以采用直径为1米和1.4米的钻孔灌注桩,两层内支撑,局部有三层为钢筋混凝土内支撑,内支撑平面形式为对顶撑加角撑。土方开挖的修坡,要及时喷射底层混凝土,坡面喷射100毫米厚的C20细石素砼,支护桩间采用挂网喷射混凝土来保护桩间土。挂网采用钢板网(PB1.5*15*4000*2000),并采用M10长150毫米膨胀螺钉@2000毫米固定钢板网于支护桩上,喷射的混凝土为80毫米厚C20细石混凝土。
DEFG段采用三轴水泥土搅拌桩对基坑内被动区土层进行加固,这种搅拌桩的桩径达到850毫米,并且桩的间距为600毫米,排距为600毫米。
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