基坑围护设计方案75.doc
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1、上海百仕达西郊地产发展有限公司长宁区240街坊住宅项目(宁国府邸)基坑围护设计方案 上海岩土工程勘察设计研究院有限公司2010-2-7上海百仕达西郊地产发展有限公司长宁区240街坊住宅项目(宁国府邸)基坑围护设计方案 审定人:徐 枫审核人:李晓勇校对人:马宗玉设计人:郭星宇上海岩土工程勘察设计研究院有限公司2010-2-7 目 录第一部分 基坑围护设计方案说明一、工程概况及周围环境二、设计依据及使用规范三、工程地质条件四、围护方案五、主要计算结果汇总六、基坑开挖对周边环境影响的数值计算七、施工要求八、现场监测要求及内容九、结论及建议第二部分 围护体系计算结果一、典型围护剖面计算结果二、支撑体系
2、计算结果第三部分 基坑围护设计图纸一、基坑周边环境示意图二、基坑围护平面布置图三、支撑平面布置图四、基坑围护剖面图第四部分 本工程部分勘察资料第一部分 基坑围护设计方案说明一、工程概况及周围环境(一)一般概况:1、 项目名称:长宁区240街坊住宅项目宁国府邸2、 项目位置:青溪路、可乐东路3、 建设单位:上海百仕达西郊地产发展有限公司4、 设计单位:中建国际(深圳)设计顾问有限公司5、 勘察单位:上海岩土工程勘察设计研究院有限公司(二)结构概况:1、主体建筑:12幢三层别墅,以及整体地下车库;2、地下设置:一层地下室;3、基础形式:筏板+承台梁+预应力混凝土空心方桩;4、基坑开挖面积:约为10
3、000m2;5、基坑周长:约440m;6、基坑开挖深度:本工程0.00=+4.05,场地平均绝对标高为+3.60,相对标高-0.45,地下车库底板顶标高为-5.60,板厚300mm,地下室外墙下设条形承台梁,截面尺寸为800mm800mm。垫层厚度为100mm,地下车库基坑开挖深度6.05m,由于目前积水井、电梯井等局部深坑图纸尚未提供,本次方案未考虑坑边局部深坑围护措施。(三)周围环境概况:本工程基坑位于青溪路、可乐东路以及野奴泾包围的三角形地块内,基坑外侧18米范围内无建筑物分布,基坑开挖主要保护对象为:(1)青溪路、可乐东路及其地下管线的安全;(2)野奴泾护岸的安全。北侧地下车库外墙距离
4、红线最近约3.0m,红线外是可乐东路,路宽约16.0m,道路下主要分布有三条地下管线,具体情况如下表所示。表1.1 基坑北侧地下管线分布一览表管线名称直径(mm)埋深(m)地下结构基础外边线与地下管线最近距离(m)备注天然气3000.866.5低压配水5001.3016.0/信息/1.0517.5九孔东侧地下车库外墙距离用地红线最近距离约3.0m,红线外是青溪路,路宽约20.0m,道路下主要分布有三条地下管线,具体情况如下表所示。表1.2 基坑东侧地下管线分布一览表管线名称直径(mm)埋深(m)地下结构基础外边线与地下管线最近距离(m)备注信息/0.804.5六孔配水3001.307.0/天然
5、气3001.0019.0低压南侧地下车库外墙距离用地红线最近约6.0m,红线外侧是野奴泾,河宽约14.0m,河岸设有护岸,护岸与地下车库外墙最近距离约6.0m,护岸形式如下图所示。基坑周边环境具体详见周边环境示意图。图1.1 野奴泾护岸剖面示意图 基坑北侧可乐东路实景 基坑东侧青溪路实景 基坑南侧野奴泾实景二、设计依据及使用规范 (一)设计依据: 1、 总平面(扩初)、建筑、结构初步图纸;2、建设单位提供的本工程场地地形图、管线图以及野奴泾护岸图纸;2、上海岩土工程勘察设计研究院有限公司提供的上海市长宁区240街坊商品住宅岩土工程勘察报告(2009-G-247)初勘;3、场地现场踏勘。(二)使
6、用规范:& 国家标准混凝土结构设计规范(GB50010-2002);& 国家标准钢结构设计规范(GB50017-2003);& 国家标准建筑地基基础设计规范(GB50007-2002);& 国家标准建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99);& 国家标准建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002);& 国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002);& 国家标准钢筋焊接及验收规程(JGJ18-2003);& 上海市标准基坑工程设计规程(DGJ08-61-97);& 上海市标准地基基础设计规范(DGJ08-11-1999);& 上海市标准钻孔灌注桩施工规程(D
7、G/TJ08-202-2007);& 其他有关规范及规程。 三、工程地质条件(一)工程地质与地貌根据上海岩土工程勘察设计研究院有限公司提供的本场地初步勘察报告,拟建场地地貌类型为滨海平原,场地地势较平坦,自然地面绝对标高为3.383.80之间,设计按整平后平均绝对标高3.60m计算,地表以下20m范围内主要为以饱和软粘土为主。(二)地下水与本工程基坑有关联的地下水主要为浅部土层中分布的潜水,勘察期间测得钻孔内地下潜水埋深约1.61.9m,考虑到潜水水位随季节、气候等因素有所变化,地下水位按照上海市年平均地下水埋深0.5m计算。(三)不良地质条件初步勘察过程中未发现有明、暗浜等不良地质现象分布,
8、但局部填土较厚,缺失第层。根据现场踏勘,场地目前比较平坦,但局部范围地表分布有碎石、砖块,围护结构施工前应进行清障处理,保证顺利施工;地下障碍物及暗浜分布在详勘过程中应探摸清楚,特别是靠近野奴泾护岸土层分布情况及特性,根据勘察结果进行清障和必要的围护加强措施。 (四)基坑围护设计参数表3.1 基坑围护设计参数表 层序土 名层底平均深度重度(kN/m3)固结快剪峰值(m)C(KPa)()填土2.05粘土3.5517.71814.5淤泥质粘土16.6816.713111-1粘土21.7317.41613 其中,力学指标为固结快剪峰值。四、围护方案(一)本工程的特点综合分析本工程的基坑形状、面积、开
9、挖深度、地质条件及周围环境,基坑围护设计应充分考虑以下几个因素:场地地质条件:基坑影响深度范围内的地基土主要为,填土、粘土及淤泥质粘土,其中淤泥质土强度低,压缩性高,围护设计应对基坑围护体变形予以充分考虑。基坑周边环境:管线及河道护岸对围护体变形比较敏感,设计应合理控制围护体的变形,确保基坑临近设施的安全和正常使用。基坑特点:(1)基坑开挖深度6.05m,基坑开挖的影响范围比较大;(2)基坑平面尺寸大,基坑形状不规则;(3)基坑周边距离用地红线距离较近,施工空间狭小。围护设计应选取合适的围护设计方案充分考虑围护结构施工、基坑变形控制、围护体的相应构造措施等方面。按照上海市标准基坑工程设计规程(
10、DGJ08-61-97),本工程基坑为三级基坑。(二)基坑围护总体方案选择1 围护结构选型:针对本工程基坑特点,采用重力式挡土墙、土钉墙以及放坡围护型式显然不不合理。根据类似工程基坑围护设计经验,一般可以选择“SMW”工法桩或钻孔灌注桩作为本工程围护结构。(1)钻孔灌注桩钻孔灌注桩结合止水帷幕围护体,施工工艺成熟,是上海地区最具丰富设计、施工经验的围护型式之一。灌注桩桩径可选择性多,桩长可调节,施工时对周围环境影响小,且抗侧刚度比较大,可控制基坑工程开挖阶段围护体的变形,保护基坑周边环境。钻孔灌注桩围护的缺点主要为:围护造价较高,采用钻孔灌注桩围护时,对于基坑施工工期可控制在6个月内的基坑,基
11、坑围护墙的造价要比SMW工法高15%20%。钻孔灌注桩本身不能起到止水效果,需额外增加双轴或三轴搅拌桩以形成止水帷幕。钻孔灌注桩施工时泥浆排放污染环境,且施工速度较慢。(2)“SMW”工法“SMW”工法即在三轴水泥土搅拌桩中内插型钢,基坑开挖期间三轴水泥土搅拌桩可作为止水帷幕,内插型钢可作为挡土受力结构。“SMW”工法主要具有施工速度快,内插的型钢可待施工结束拔出反复使用,当施工工期控制在合理范围内时,经济性较好。“SMW”工法的主要缺点主要为:型钢抗弯刚度较小,且三轴搅拌桩内插型钢的回收会造成基坑边二次变形,对周围环境引起附加影响。基坑施工周期对围护造价的影响较大。由于三轴搅拌桩内插型钢的费
12、用是根据基坑施工工期的长短,按型钢租赁期进行收费。如基坑施工工期不能得到有效控制,则随着型钢租赁期的增长,SMW工法的围护费用将随之上升。根据现在的市场行情估算,当基坑施工工期超过9个月时,采用SMW工法围护的经济性不太明显。本工程围护结构选用“SMW”工法桩存在以下不利因素:(1)基坑面积比较大,基坑以及地下室结构施工工期会比较长,型钢租赁时间也相应较长,围护成本与灌注桩相比不明显;(2)场地施工空间狭小,地下室施工完毕后,没有拔除“SMW”工法内型钢的施工空间;(3)相比灌注桩围护,围护结构变形来的大。相比之下,对于本工程而言,灌注桩围护型式更为合理。2 止水选型上海地区通常采用的隔水帷幕
13、形式包括相互搭接的2700双轴水泥土搅拌桩和3650及3850三轴水泥土搅拌桩。三轴水泥土搅拌桩施工时对土体的扰动小,搅拌更加均匀,施工质量、止水效果相对于双头搅拌桩更好,但造价相对比较高。对本工程而言,和基坑开挖相关联的土层均为粘土,渗透系数小,双轴水泥土搅拌桩可以满足止水要求,因此建议采用双轴水泥土搅拌桩作为止水帷幕。3 支撑选型:支撑选型应在安全的基础上,尽可能地考虑有利于土方开挖、提高施工速度以及节约造价等因素。支撑体系一般有混凝土支撑和钢支撑两种。钢支撑一般用于基坑形状规则,基坑开挖面积较小的基坑。基坑形状不规则,不利于钢支撑平面布置;基坑单边长度大,支撑刚度降低,不利于控制基坑变形
14、。混凝土支撑布置受基坑形状影响较小,整体刚度也比较大,但施工工期较长,成本也比较高。由于本工程基坑形状不规则,面积也比较大,选择钢支撑不利于支撑布置,整体刚度也较小而引起围护结构变形较大,节点施工偏差也较难控制,因此考虑到本工程基坑形状、面积等因素,建议选择混凝土支撑。综合上述分析,本工程基坑拟采用钻孔灌注桩结合一道钢筋混凝土支撑的围护型式,止水采用双轴水泥土搅拌桩。(三)基坑围护方案本着“安全、合理、经济、可行”的原则,借鉴周边类似工程成功经验,根据本基坑工程的规模和基坑周边道路、与红线的距离,本基坑按三级基坑进行设计。1 围护体系:(1)围护结构采用600钻孔灌注桩,水下C30级混凝土,桩
15、端入土深度为13.55m,插入比1.24,桩中心间距750mm。(2)采用2700双轴水泥土搅拌桩进行止水,搅拌桩水泥掺量13,水灰比0.5,搅拌桩相互搭结200mm,基坑北侧和东侧设一排搅拌桩,桩端入土深度12.00m,基坑南侧围护结构距离野奴泾距离较近,为增加止水帷幕防渗能力,止水搅拌桩增加至二排,错排搭结。2 支撑体系:灌注桩顶设一道混凝土圈梁兼作支撑围檩,C30混凝土,围檩截面尺寸1100mm700mm,支撑平面采用受力明确且刚度较好的对撑、角撑形式,主支撑截面尺寸800mm700mm,联系杆截面尺寸700mm700mm,支撑轴线标高地面以下1.20m,底板浇筑后进行换撑,换撑采用H4
16、004001321型钢。3 立柱及立柱桩布置(1)临时立柱为钻孔灌注桩加钢格构柱,立柱截面为460x460,型钢采用4L125x125x12,长7.0m,缀板440020010500,格构插入钻孔桩内2.65m。(2)立柱桩采用钻孔灌注桩,桩径600mm,顶部3.0m扩径至800mm。桩端以第1-1层作为桩端持力层,桩长17.0m。(3)钢构件之间采用连接。采用组合型钢结构作混凝土支撑立柱,钢立柱伸入钢筋混凝土支撑中连接,通过设置垫板加强传力作用。立柱在底板位置设止水片。4 坑内地基加固考虑到对基坑周边河道护岸及道路的保护,减少围护施工及主体结构施工过程中对周边环境的影响,对坑内土体进行加固。
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- 基坑 围护 设计方案 75
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