服务中心2＃楼及地下工程基坑支护专项方案

　　服务中心2＃楼及地下工程基坑支护专项方案摘要：本工程基坑开挖深度超过5m，属深基坑支护，考虑对周边道路的保护及施工道路的畅通，该基坑开挖须作支护

　　服务中心2＃楼及地下工程基坑支护专项方案

　　1.1工程概况

　　**区创业外包服务中心2＃楼及地下工程为多层建筑，位于南通经济技术开发区**区地块东南部。本工程总建筑面积20825m2，其中地上建筑面积约16340m2，地下建筑面积4485m2，建筑高度38.15m，地上9层，地下1层，地下部分与1#楼、3#楼连成一个整体。采用预应力高强管桩承台基础，±0.000相当于绝对标高3.75m，基底标高-5.85m。

　　有关参数：由于目前未提供详细地质勘察报告，现参考本地区其他工程地质情况，如下。

　　层号

　　土类名称

　　重度

　　(kN/m³)

　　浮重度

　　(kN/m³)

　　粘聚力

　　(kPa)

　　内摩擦角

　　(度)

　　1

　　淤泥质粉质粘土

　　17.7

　　7.7

　　7.40

　　31.30

　　2

　　粉质粘土

　　17.7

　　7.7

　　10.3

　　38.7

　　地下水渗透系数较大，基坑支护设计与施工须考虑止水问题。基坑支护设计安全等级为二级。

　　1.2基坑支护设计思路

　　本工程基坑开挖深度超过5m，属深基坑支护，考虑对周边道路的保护及施工道路的畅通，该基坑开挖须作支护，同时支护方案需同时满足挡土和止水双重要求，结合本地区常用、施工有成熟经验的支护类型、本着 "既经济、又安全"的设计原则，拟采用深层搅拌桩重力式挡土墙的支护方案。

　　挖土深度约5.85米。外墙外框线与基坑内边线间的净留设施工面为2.0m。

　　1.3设计依据

　　招标提供的施工蓝图

　　《建筑基坑支护设计规程》（JGJ120-99）

　　《建筑基坑工程技术规程》（YB9258-97）

　　《建筑荷载规范》（GB50009-2001）

　　《建筑地基础基础设计规范》（GB50007-2002）

　　《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

　　《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）

　　《建筑地基基础工程质量验收规范》（GB50202-2002）

　　其它现场勘察信息及收集的相关资料。

　　本地区同类工程设计施工经验。

　　1.4标高参数及开挖深度

　　基坑开挖深度约为5.85米。

　　1.5设计所采用的主要荷载参数

　　考虑20KPa的地面均布荷载。

　　1.6设计所采用的主要计算软件

　　南通理正深基坑支护设计软件。

　　1.7支护体系及其主要构造

　　采用水泥搅拌桩重力式挡土墙挡土止水。双头Φ700水泥搅拌桩共5排，叠合200，宽度2700㎜，格栅状布置。桩顶标高为自然地坪下0.2米，桩底标高为自然地坪下10.85米，嵌固深度5.0m，桩长10.65米。深层搅拌桩采用32.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量α=14%，水灰比0.45。

　　每根桩桩顶部插一根￠12圆钢（长1500mm）一根，桩顶浇筑200mmC25砼，内布置￠12@350双向筋。

　　1.8降排水

　　根据本地区类似工程的施工经验，坑内拟采用管井降水。由于目前暂缺地质水文资料，待中标后根据地质勘探报告另行编制。

　　1.9监测与应急预案措施：

　　按二级基坑安全等级要求制定监控方案及紧急预案措施，设定监控数据报警值。监测点的布置须满足监控要求，从基坑边缘以外2～3倍开挖深度范围内的需要保护物体均应作为监控对象。

　　（一）、基坑监侧：

　　1、监测内容：

　　（1）、坑顶侧向位移

　　（2）、坑顶沉降

　　2、监测点布置与做法：

　　在坑顶延围护方向每隔16～18m设一位移与沉降监测点；压顶梁浇筑后,用经纬仪准确测量,在压顶梁上用红油漆做好位移监测及沉降监测十字记号并编号。

　　3、监测手段：

　　经纬仪、水准仪、钢尺。

　　4、监测时间及其间隔：

　　侧向位移、坑顶沉降自土方开挖开始之日起，每日两次，直至开挖到底后一周，必要时可加密监测频数，改每日两次为二～四小时测量一次。

　　5、监测报警值：

　　序号项目基坑四周

　　1坑壁侧向位移最大值（mm）50

　　2坑壁侧向位移速率（mm/d）10

　　3坑顶沉降（mm）50

　　6、监测数据整理与分析：

　　及时将每次测量数据汇总对比，绘制侧向位移速率曲线图、坑顶沉降速率曲线图。

　　技术人员根据两曲线图及时分析，对位移、沉降趋势进行判断，如判断可能出现异常时，及时通知土方施工单位暂时停止开挖，在采取了一定的措施后再进行。

　　（二）紧急预案措施：

　　出现漏水、涌水时，则该部位应立即停止挖土，及时回填，以防事态进一步扩大，找出漏水、涌水原因，采取引、堵措施。

　　坑顶位移过大或位移速率过大，应放缓挖土速度，根据不同情况采取不同措施：

　　（1）、清理坑外堆灾，减少坑边荷载；

　　（2）、坑外卸土，减小坑外主动土压力；

　　（3）、做好基坑外侧排水工作，防止地表水渗入坑外主动土中而增大主动土压力；

　　1.10其他

　　1、正式施工前应制定基坑支护安全应急预案；

　　2、基坑开挖采用分层开挖；基坑开挖至坑底时应及时进行素混凝土垫层的施工，减少基坑暴露时间；

　　3、做好降排水工作，避免地面水流入基坑，避免基坑周边地面水渗入土层内，建议在基坑开挖前做好基坑周边地坪砼硬化工作及做好施工现场污水排放管网的布置；

　　4、施工过程中，注意：

　　⑴桩架就位时，保证桩架的垂直度，桩架移位时，用500mm卡尺准确度量，保证桩间搭接不小于200mm。

　　⑵控制下沉和提升速度，以保证土的充分破碎和喷浆均匀。

　　⑶制浆时，严格按设计的水灰比（0.45~0.5）进行。

　　⑷严格按设计的水泥掺入量喷浆，协调好压浆速度与提升速度，保证桩身土水泥掺量。

　　⑸施工过程中，桩机出现故障，及时通知后方制浆系统，防止制成的浆液留滞时间过长，故障处理后及时通知后方制浆。

　　⑹对将可能出现的搭接头，预先空钻留好桩位。必要时，在外侧补桩封闭。

　　⑺成桩后，及时对桩顶多余的浮浆进行清理。

　　⑻施工过程中取搅拌土做试块，每天不少于一组。

　　1.11附"南通理正支护结构设计软件"的深基坑支护计算

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　　[ 支护方案 ]

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　　水泥土墙支护

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　　[ 基本信息 ]

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　　内力计算方法增量法

　　规范与规程《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99

　　基坑等级二级

　　基坑侧壁重要性系数γ01.00

　　基坑深度H(m)5.850

　　嵌固深度(m)5.000

　　墙顶标高(m)-0.200

　　截面类型及参数格栅墙...

　　放坡级数0

　　超载个数1

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　　[ 超载信息 ]

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　　超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度

　　序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)

　　120.000---------------

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　　[ 土层信息 ]

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　　土层数2坑内加固土否

　　内侧降水最终深度(m)6.500外侧水位深度(m)1.010

　　弹性法计算方法m法

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　　[ 土层参数 ]

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　　层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角

　　(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)

　　1淤泥质土0.9518.4---18.901.00

　　2粉土15.0017.77.77.402.00

　　层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算m值抗剪强度

　　擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(MN/m4)(kPa)

　　140.0---------3.92---

　　240.07.4031.30合算4.20---

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　　[ 水泥土墙截面参数 ]

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　　水泥土墙截面示意图

　　水泥土墙厚度b(m)2.700

　　水泥土弹性模量E(10～4MPa)1.750

　　水泥土抗压强度P(MPa)5.000

　　水泥土抗拉/抗压强度比0.060

　　水泥土墙平均重度(kN/m3)22.000

　　水泥土墙底摩擦系数0.300

　　肋墙净距S(m)2.200

　　基坑侧墙厚t1(m)1.200

　　挡土侧墙厚t2(m)0.700

　　肋墙厚t(m)2.200

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　　[ 土压力模型及系数调整 ]

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　　弹性法土压力模型:经典法土压力模型:

　　层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力

　　调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)

　　1淤泥质土分算1.0001.0001.00010000.000

　　2粉土合算1.0001.0001.00010000.000

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　　[ 设计结果 ]

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　　[ 结构计算 ]

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　　各工况：

　　内力位移包络图：

　　地表沉降图：

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　　[ 截面计算 ]

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　　[ 内力取值 ]

　　序内力类型弹性法经典法

　　号计算值计算值

　　1基坑外侧最大弯矩(kN.m)379.76287.06

　　2基坑外侧最大弯矩距墙顶(m)9.377.67

　　3基坑内侧最大弯矩(kN.m)0.000.00

　　4基坑内侧最大弯矩距墙顶(m)0.000.00

　　一. 采用弹性法计算结果：

　　***基坑内侧计算结果：

　　***计算截面距离墙顶 0.00m, 弯矩设计值 = 1.25×1.00×0.00 = 0.00kN.m

　　1. 压应力验算:

　　抗压强度满足!

　　2. 拉应力验算:

　　抗拉强度满足!

　　***基坑外侧计算结果：

　　***计算截面距离墙顶 9.37m, 弯矩设计值 = 1.25×1.00×379.76 = 474.70kN.m

　　1. 压应力验算:

　　抗压强度满足!

　　2. 拉应力验算:

　　抗拉强度满足!

　　二. 采用经典法计算结果：

　　***基坑内侧计算结果：

　　***计算截面距离墙顶 0.00m, 弯矩设计值 = 1.25×1.00×0.00 = 0.00kN.m

　　1. 压应力验算:

　　抗压强度满足!

　　2. 拉应力验算:

　　抗拉强度满足!

　　***基坑外侧计算结果：

　　***计算截面距离墙顶 7.67m, 弯矩设计值 = 1.25×1.00×287.06 = 358.83kN.m

　　1. 压应力验算:

　　抗压强度满足!

　　2. 拉应力验算:

　　抗拉强度满足!

　　式中γcs---水泥土墙平均重度(kN/m3);

　　z---由墙顶至计算截面的深度(m);

　　M---单位长度水泥土墙截面弯矩设计值(kN.m);

　　W---水泥土墙截面模量(MPa);

　　fcs---水泥土抗压强度(MPa);

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　　[ 抗倾覆稳定性验算 ]

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　　抗倾覆稳定性系数Ks = 2.346 >= 1.2, 满足规范要求。

　　(Ks >= 1.2)

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　　[ 抗滑移稳定性验算 ]

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　　抗滑安全系数(Kh >= 1.2):

　　Kh = 3.947

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　　[ 整体稳定验算 ]

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　　计算方法：瑞典条分法

　　应力状态：总应力法

　　条分法中的土条宽度: 0.40m

　　滑裂面数据

　　整体稳定安全系数 Ks = 2.437

　　圆弧半径(m) R = 12.059

　　圆心坐标X(m) X = -1.349

　　圆心坐标Y(m) Y = 6.360

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　　[ 抗隆起验算 ]

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　　Prandtl(普朗德尔)公式(Ks >= 1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部):

　　Ks = 10.051 >= 1.1, 满足规范要求。

　　Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15～1.25)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部):

　　Ks = 12.345 >= 1.15, 满足规范要求。

　　[ 隆起量的计算 ]

　　注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理!

　　式中δ---基坑底面向上位移(mm);

　　n---从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;

　　ri---第i层土的重度(kN/m3)；

　　地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3);

　　hi---第i层土的厚度(m);

　　q---基坑顶面的地面超载(kPa);

　　D---桩(墙)的嵌入长度(m);

　　H---基坑的开挖深度(m);

　　c---桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);

　　φ---桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);

　　r---桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3);

　　δ = 0(mm)

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　　[ 抗管涌验算 ]

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　　抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):

　　式中γ0---侧壁重要性系数;

　　γ'---土的有效重度(kN/m3);

　　γw---地下水重度(kN/m3);

　　h'---地下水位至基坑底的距离(m);

　　D---桩(墙)入土深度(m);

　　K = 2.495 >= 1.5, 满足规范要求。

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