岩土工程设计——宜昌第一人民医院病房大楼基坑工程支护设计说明.doc
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1、万佳实业有限责任公司万佳城市花园E栋基坑支护设计说明第一章 工程概况主体概况:万佳实业有限责任公司拟在原万佳市场地块兴建万佳城市花园住宅小区,该项目包括栋1层住宅楼(编号、)、栋9层住宅楼(层地下区,编号),座地下车库(人防工程),地下车库上方覆盖植被绿化后作为中心广场。总用地面积23100,建筑物占地面积5829,地下车库建筑面积4000建筑物的主要数据和特点见表1“拟建物概况一览表”。拟建物概况一览表 表1建筑物名称结构类型地上层数地下层数平面尺寸(mm)60标高(m)备注A住宅楼柱基或桩(墩)基85.212.260.00住宅楼柱基或桩(墩)基83.313.859.50已建住宅楼柱基或桩(
2、墩)基38.515.559.50已建住宅楼柱基或桩(墩)基84.712.559.50已建住宅楼、商住楼柱基或桩(墩)基()47.223.244.723.261.2、59.0地下车库108.046.8已建基坑概况:场地位于大道与大道之间、胜利四路西侧,场地地势平缓,东侧邻街部分为原搬运公司住宅楼,西侧部分原为力帝机床车间,后期经过二次回填平整,现为商业门面、市场管理办公室及停车场,地面标高58.7061.80m。基坑范围以地下室外边线外推.02.0m米为界,采用喷锚支护和桩锚支护;基坑开挖面积为25.346.3=1176。本工程0.00标高相当于黄海高程59.00m,现地面标高约58.5m,底板
3、顶标高为54.5m,板厚400mm,垫层厚100mm,设计要求独立柱基及条基高度大于2.0m且进入中等风化基岩大于700mm,基坑普挖至54.00m后,还须进行二次开挖,参考地勘报告,基坑设计计算深度按7.5m考虑。支护结构设计使用年限为1年。第二章 场地岩土工程及环境条件 一、场地周围环境条件场地位于大道与大道之间、胜利四路西侧,场地地势平缓,东侧邻街部分为原搬运公司住宅楼,西侧部分原为力帝机床车间,后期经过二次回填平整,现为商业门面、市场管理办公室及停车场,地面标高58.7061.80m。场地地貌属长江二级阶地前缘。基坑边缘线与各周边环境的距离为:东侧:距已建11层住宅楼18米,距已建地下
4、车库1.8米;南侧:现有一栋六层建筑物,拟拆除一部分,拆除后距基坑边缘最近2.0米,最远6.0米;西侧:距现有售楼部最近2.2米,最远2.7米;北侧:距现有二层小住宅2.9米。基坑北侧有一排水管,深4.0m,离地下室外边线约3.9m;胜利四路边存在给水管道和通信线缆。 二、场地岩土工程地质条件根据钻探资料,场区内岩土按其成因、成分、结构构造、时代及物理力学性质的不同,可划分为五个主要岩土层,分述如下:第1层:杂填土(Q4ml)灰褐色,普遍分布,厚度变化大,1.85.1米,场地上部2030cm为商业门面和停车场混凝土地坪及碎石垫层,下部以回填块石、砖块、煤渣等建筑垃圾为主,夹少量粘性土及生活垃圾
5、,结构松散。 第2层:粉质粘土(Q4l)场地中间部分区域分布,钻孔揭示厚度0.93.1米,灰色灰褐色、灰黑色,湿稍湿,软塑可塑状态,为原沟塘沉积土,光泽反应弱,性状变化呈规律性,上部较软,近似于淤泥质土,中部稍硬,下部趋软,底部粉砂含量逐渐增加,偶夹小砾石。韧性较高,干强度低,局部含有机质。中等压缩性。第3层:粉质粘土(Q4al+pl)场地部分区域分布,呈散状不连续性,钻孔揭示厚度.73.5m,黄褐色、灰褐色,稍湿,蜂窝状结构,团粒构造。发育Fe、Mn质氧化物褐班,局部见有少量高岭土,中等韧性,干强度高,切面稍光滑,底部手捻有砂感,呈软塑可塑状态,大部分区域因曾经种植水稻等作物长期被水浸泡而颜
6、色较深,部分区域底部为薄层久远沟塘沉积土,颜色较暗,质软,粘性强。中等压缩性,底部夹少量卵石。第4层:粘性土夹卵石(Qal+pl)局部分布,钻孔揭示厚度.61.2m,粘性土呈灰褐色,黄褐色,软塑可塑状,粘性强,韧性中等,卵石含量2040%,偶见漂石,卵、漂石成分为石英岩、石英砂岩、石灰岩,部分已风化,粒径28cm,局部含量较高,呈稍密状态,部分区域含粉细砂、砾石。第5层: 粉砂岩(K1w)为城区广泛分布的白垩系五龙组沉积地层,红褐色、浅灰色,泥质钙质胶结,含软质泥岩夹层,具水平层理。依据区域地质资料,该层厚度超过100m,岩层产状倾向南东,倾角28o。按其风化程度可分为强风化及中微风化层。5-
7、1、强风化层:厚度较薄,0.51.6m,上部风化较强烈,矿物大部分粘土化,具残余结构,下部岩质疏松,岩块用手可捏碎呈砂土状。5-2、中微风化层:钻孔揭露厚度4.19.6m,中厚厚层状,泥钙质胶结,层间夹薄层泥岩,遇水易软化,钙质胶结部分强度很高,岩芯多呈短柱状,少量呈饼状、块状,水平层理,易沿层理面断开。岩石饱和抗压强度9.213.5Mpa,平均值为11.04Mpa,属软岩。岩体结构以层面为主,岩体完整程度为较完整,岩石的质量等级为级。 三、水文地质条件 (一)、气象、水文资料市属亚热带大陆性季风气候,气候温和,四季分明。年平均气温16.8,最高气温41.4,最低气温10,无霜期平均270天,
8、日照率39%。雨量充沛,多年平均降水量为1213.6mm,日特大降水量为386mm,多年平均蒸发量为1271.3mm,潮湿系数0.89,为湿度适中带。全年以静风为主,盛行风向东南,多年平均风速0.81.2m/s,最大风速可达20米/秒。 (二)、地下水类型、埋藏条件场地地势平坦,上部杂填土较松散,渗透系数K为110-2cm/s510-2 cm/s,为强透水层,第2层粉质粘土层和第3层粉质粘土层渗透系数K为610-6 cm/s 110-4cm/s,均为微透水层,卵石层渗透系数K为110-1cm/s610-1 cm/s,为强透水层,仅局部分布,强风化层渗透系数K为210-2cm/s710-2 cm
9、/s,为弱透水层。场地地势较高,排水系统较完美,排水通畅,局部因附近生活污水渗漏存在少量上层滞水,场地地层中不含地下水,大气降水亦能顺利排出。因此地下水对基坑施工基本无影响。地下水对混凝土不具腐蚀性,但对钢结构具有弱腐蚀性。第三章 设计方案比选及确定一、 设计原则1.保证围护结构及土体在施工期间的整体稳定性;2.在基坑开挖和施工过程中,确保周围建筑物、地下管线、路面等正常使用;3.方便施工、工程造价经济合理;满足国家有关法规和标准的要求。4.支护结构使用年限为1年。二、 本基坑工程特点综合分析场地地理位置、土质条件、基坑开挖深度及形状,本工程基坑具有以下特点:1、本工程场地周边23米范围内均有
10、建筑物存在,场地狭窄,对支护要求较高。2、基坑围护开挖影响范围内涉及到杂填土层、粉质粘土层、粘性土夹卵石层及粉砂岩层,基坑开挖分两次进行,第一次普挖至标高54.00米,坑底大部分位于粉质粘土层中,局部已进入强风化粉砂岩层;第二次开挖根据各处的地质情况分别进行,各处差别较大,按设计要求均须进入中等风化粉砂岩700mm以上,最深处将位于标高51.00米以下。3、基坑开挖深度为5.07.5米,基坑的形状较规则且基坑的开挖面积较小; 三、 基坑围护方案根据本工程基坑特点,通过现场调查研究,并广泛查阅临近基坑开挖资料,综合考虑基坑与周围建构筑物和地下管网的关系、场地工程地质条件等因素,在“安全、经济、方
11、便施工”的原则下,对多种围护结构方案进行比较,采用如下围护方式:1、基坑西侧AB段、基坑南侧CD段、北侧AH段(基坑拐点编号见第9页)离建筑物较近,无放坡条件,为确建筑物安全,只适宜采用桩锚支护,桩径900mm,桩间距2.0米;坡顶下1.5(1.0、2.5)米处设锚杆一排,锚杆间距2.0米,长度通过计算确定(详见施工图),锚杆采用2根25钢筋,钻孔直径为120mm,压力注浆。桩间土表面喷射混凝土,内设铁丝网。2、基坑南侧DE段、基坑西侧BC段、基坑北侧GH段、基坑东侧FG段,放坡条件有限,采用喷锚支护,坡面以较小高宽比开挖(1:0.3),锚杆间距1.5米,长度通过计算确定(详见施工图),锚杆采
12、用22钢筋,钻孔直径为120mm,压力注浆,坡面采用8钢筋网(间距200mm)喷射C20混凝土,厚100mm。3、基坑东侧EF段离地下室较近,地下室与坑底最深处高差约3.47米,但土质较好,大部分为粉砂岩,故采用土钉支护,放坡开挖,高宽比1:0.2,坡面采用挂网(铁丝网)喷射C20混凝土封闭止水。第四章 深基坑支护设计一、设计依据1、万佳城市花园E栋岩土工程详细勘察报告; 2、基坑工程技术规程(DB42/159-2004); 3、建筑基坑支护技术规程(JGJl20-99); 4、建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002); 5、混凝土结构设计规范(GB50010-2002); 6、建筑结
13、构荷载规范(GB50009-2001); 7、建筑桩基技术规范(JGJ94-94); 8、建筑变形测量规范(JGJ/T8-97);9、天汉基坑设计系列软件(V5.11); 10、建设单位提供的基础设计施工图及地形图。 二、岩土设计参数 基坑周边地层空间分布状况详见勘察报告剖面图,各边概化地层剖面(计算地层模型)见计算书。根据场地岩土工程勘察报告并结合该地区工程实践经验,与基坑支护设计相关地层的设计参数取值如下表:基坑支护土层设计计算取值表层序及岩性重度(kN/m3)凝聚力C (kPa)内摩擦角()土钉锚固体极限摩阻力极限值 f (kPa)杂填土15.052335粉质粘土118.7331045粉
14、质粘土218.7431145粘性土夹卵石22.0102855强风化基岩20.0403080中等风化基岩23.0150033200 三、基坑重要性等级确定本基坑开挖深度H=7.5m,根据基坑工程技术规程(DB42/159-2004)有关条款,结合周边环境、岩土工程与水文地质条件,并考虑本项目之重要影响程度,综合确定本基坑的重要性等级为二级。四、 设计计算1、计算内容根据基坑工程技术规程(DB42/159-2004)与建筑基坑支护技术规程(JGJl20-99);、喷锚网支护必须进行以下计算:a、对边坡进行整体稳定性分析。b、计算喷锚支护的锚杆长度。c、对基底以下土层进行抗隆起分析。、自稳边坡必须进
15、以下计算:a、对边坡进行整体稳定性分析。b、对基底以下土层进行抗隆起分析、桩锚支护必须进行以下计算:a、 对桩锚结构进行力学分析计算。b、 进行锚杆长度和桩长度设计。c、 进行桩身配筋、冠梁配筋设计。d、 验算桩底的抗隆起安全系数 E D C B F G H A地面超载取值:BC段、DE段、FG段、GH段考虑材料堆放取20 kPa,建筑物折算成条形荷载计算,AB段、AH段、EF段取30 kPa,CD段取70 kPa。 土压力采用朗肯土压力理论,根据地质条件及开挖深度概化成6个剖面,应用“天汉”软件进行分段计算如下(取最不利地质条件、外荷组合考虑):GH、GF段:开挖深度H=7.5m,喷锚网设计
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