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1、衡水市公元大道一期1-5號樓基坑支護與降水工程設計方案河北長城地質工程勘察有限公司二O一O年五月衡水市公元大道一期1-5號樓基坑支護與降水工程設計總 經 理：吳培杰總工程師：李春亮項目負責：顧成永審 核：李春亮審 定：廖先鋒河北長城地質工程勘察有限公司二O一O年五月目 錄一、 基坑支護方案-1二、 基坑降水方案-9三、 基坑支護計算書-14第一部分：基坑支護設計方案1 工程概況及周邊的環境條件衡水市公元大道一期1-5號樓位于衡水市和平西路以北，西側為明珠花園小區，東側為棉麻公司辦公樓。1號樓地上27層，局部18層，地下2層，筏板基礎，剪力墻結構，2、3、5號樓均為地上27層，地下2層，筏板基礎2、，剪力墻結構，4號樓為地上18層，地下2層，筏板基礎，剪力墻結構。本工程重要等級為二級，中等復雜場地，中等復雜地基。本工程周邊環境條件較為簡單，建筑物南、北兩側均為開闊場地，無建筑物及地下、地上管線，西側距明珠花園小區70多米，東側與棉麻公司辦公區一路之隔，路寬約11米，1、3號樓東側與棉麻公司辦公樓相距約20米，沿1、3號樓東側有一條高壓線，對基坑有影響的主要為3號樓東側電桿，該電桿距3號樓基礎東外緣僅2.0m，1號樓東側電桿距1號樓基礎東外緣約7.0m，1號樓東南角變壓器，距1號樓基礎約9.0m，電線高度約12.0m。綜合確定基坑等級為級，基坑使用期限為四個月2 基坑支護設計使用規范及技術3、標準（1）建筑地基基礎設計規范（GB50007-2002）（2）建筑地基基礎工程施工質量驗收規范（GB50202-2002）（3）建筑基坑工程技術規范（YB9258-97）（4）建筑基坑支護技術規程（JGJ120-99）（5）建筑與市政降水工程技術規范（JGJ/T111-98）（6）建筑基坑工程監測技術規范（GB50497-2009）（7）衡水市公元大道一期1-5號樓及地下車庫巖土工程勘察報告衡水衡房巖土工程勘察有限公司（8）基礎平面布置圖、結構設計總說明河北九易莊宸工程設計有限公司3 工程地質條件及基坑支護設計參數確定3.1地形地貌擬建場地地勢略有起伏，屬沖洪積平原堆積地貌。3.2地層及地基4、土分層描述與基坑工程有關的土層分述如下：層素填土：淺黃色，土質不均勻，以粉土為主，局部夾粉質粘土團塊及少量建筑垃圾，層厚0.52.60m，底板埋深0.502.60m。1層雜填土：雜色，土質不均勻，以建筑垃圾為主，含粉土及粉質粘土團塊，層厚0.701.90m，底板埋深0.701.90m。層粉土：淺黃黃灰色，土質不均勻，局部夾薄層粉質粘土，含云母，濕，中密，該層局部偏軟，搖震反應中等，無光澤，韌性低，干強度低，中壓縮性，層厚0.52.70m，底板埋深1.203.00m。層粉土：黃褐色棕色，土質不均勻，夾粉質粘土，局部偏軟，有光澤，韌性高，干強度高，可塑，局部為軟塑，中壓縮性，層厚0.404.00m5、，底板埋深2.504.70m。層粉土：褐黃色淺黃色，土質不均勻，夾薄層粉質粘土，含云母，濕，中密，中壓縮性，搖震反應迅速，無光澤，韌性低，干強度低，層厚0.703.10m，底板埋深5.006.20m。層粘土，黃褐灰褐色，土質不均勻，夾薄層粉質粘土，含少量銹斑，有光澤，韌性高，干強度高，可塑，中壓縮性，層厚1.40m-5.50m，底板埋深7.3010.90m。層粉土：黃褐色淺黃色，土質不均勻，局部粘粒含量高，含云母，濕，密實，搖振反應迅速，無光澤，韌性低，干強度低，中壓縮性，層厚1.50-5.10m，層底埋深10.50-13.50m。層粉質粘土：黃褐色灰褐色，土質不均勻，夾薄層粉土，含銹斑，稍有6、光澤，韌性中等，干強度中等，可塑，偶見姜石，中壓縮性，層厚3.208.30m，底板埋深15.7019.70m。3.3各土層設計指標巖土工程勘察報告提供的基坑支護設計參數建議值如下：層序12345巖性素填土粉土粘土粉土粘土天然容重（KNm3）18.218.818.119.119.1粘聚力層C（Kpa）13.226.913.626.7內摩擦角（度）17.25.815.45.9承載力特征值（kpa）80105901101103.4水文地質條件根據工程巖土勘察報告提供資料，場地淺層地下水主要為孔隙潛水-微承壓水，其主要補給來源為大氣降水和工業、民用棄水入滲回歸。由于區內地形平坦，坡降小，側向徑流微弱。7、地下水位主要受大氣降水因素的影響，地下水位動態（水位、水質、水溫）變化隨大氣降水大小、蒸發強弱以及開采量的多少而變化。勘察期間，地下水埋深1.203.30m，年水位變幅約1.5m。3.5 基坑開挖深度本工程勘察采用假設高程，設計采用絕對高程，勘察高程20.00m相當于黃海高程的19.82m。根據設計圖紙，1號樓設計0.000相當于黃海高程的21.900m，2、3號樓設計0.000相當于黃海高程的22.20m,4、5號樓0.000相當于黃海高程的22.50m，各樓筏板底標高除4號樓為-7.53外，其余四棟樓的筏板底標高均為-7.93m。根據勘察報告，自然地坪標高相差不大，設計時按20.4m考慮。8、由于地基采用CFG復合地基，褥墊層厚度按200mm考慮，墊層及防水層按170mm考慮，則由以上條件算出各樓的基坑開挖深度分別為1號樓為6.62m，2號樓為6.32m，3號樓為6.32m，4號樓為5.62m，5號樓為6.02m。設計時15號樓基坑開挖深度分別按以下考慮：6.7m、6.4m、6.4m、5.7m和6.1m。4基坑支護方案現場土方開挖前進行基坑降水施工，使地下水位在基坑開挖以下0.5-1.0m(降水方案見后)。由于場地南、西及北側影響范圍內周邊無建筑物可采取開放式降水，東側距棉麻公司辦公區較近，做雙排水泥土攪拌樁止水帷幕。設計參數詳見圖紙。根據本工程現場條件、地層特點和周邊環境情況以及9、我公司在衡水地區基坑支護的施工經驗,綜合確定采用自然放坡進行基坑開挖。由于基坑影響范圍內無建筑物及管線，場地開闊，具備放坡條件，采用自然放坡既經濟又安全。具體放坡方案如下：按1:0.7放坡。放坡設計方案采用理正深基坑6.0版進行了整體穩定性驗算，邊坡荷載按均布15kPa考慮。經計算邊坡的整體穩定性安全系數大于1.4，滿足規范要求。5基坑變形觀測由于基礎樁施工影響和基坑降水及開挖影響，周邊原有水文地質條件和地基土應力平衡情況發生變化,必然會引起地面沉降。在做好支護及有效地控制水位降深的同時，還必須對基坑邊坡和周邊建筑物、道路、基礎構筑設施進行沉降觀測,為降水和支護施工提供信息指導。基坑變形警戒值10、標準：根據衡水地區的工程經驗，本工程采用以下警戒值標準。支護結構水平位移，累計水平位移達25.0mm(開挖深度0.5%),或連續3日水平位移速率超過2mm/d；周邊建筑物沉降，累計沉降達建筑物寬度的0.1%，連續3日沉降速率超過1mm/d，或肉眼發現建筑物裂縫急劇擴展；周邊管線沉降邊形，累計沉降達30mm，連續3日沉降速率超過1mm/d，或施工中發現管道泄漏現象；鄰近地面沉降，累計水平位移達25.0mm(開挖深度0.5%),或連續3日水平位移速率超過2mm/d，或肉眼發現地面裂縫急劇擴展。觀測方法：在基坑周圍重要構筑物上布設觀測點，同時在距離基坑較遠（100m）的地方建一基準點，在周圍建筑物和11、周邊道路上設置觀測點，利用高標準全站儀觀測沉降和位移變化。基坑開挖前，先對以上建筑物進行3天的穩定觀測，得出初始數據。在開挖施工時，每天做不低于一次觀測。如果變形較大則加密觀測次數,一天觀測頻率不低于兩次。測量員每天將觀測結果報告到項目部，用以指導施工。如果出現瞬時沉降和累計沉降過大時，及時提供預警信號，制定處理方案，采取支護應急措施。6 施工建議及應注意的問題6.1防排水措施防排水對基坑安全非常重要，一旦有水侵入基坑周圍，將改變場地地基土的力學性質及土的受力特征，基坑施工時要求截斷所有通往基坑的水源,坡頂應砌擋水墻.施工中嚴禁坡腳處積水，以保證邊坡安全。坑底設置排水溝和積水坑，若由于降雨或其12、它原因造成坑內集水，要及時抽水。邊坡面層應采用砂漿抹面，以防雨水沖刷，造成邊坡失穩。6.2施工中應注意的問題考慮到基坑工程的特殊性，施工中要注意以下問題：基坑支護、降水施工過程中準備雙電源（或自備發電機組），預防突然停電，保證施工連續性。開挖時先開挖周邊支護工作面，尤其是最下層土方開挖時，分層分段進行，必要時預留土墩，保證基坑安全。保證坡面按設計放坡率放坡，禁止超挖，特殊原因需要超挖時要經設計單位書面批準。施工中加強基坑及周邊環境變形觀測工作，發現異常時及時進行設計變更，以確保基坑安全施工中加強基坑坡面監測工作,發現坡面有缺陷及時修補,發現坡面滲水現象時查明水源情況,及時疏導或堵漏進行處理。713、支護設計安全性驗算（附后） 第二部分:基坑降水方案1 工程概況見上。2 水文地質條件見上。3 降水方案選擇3.1本方案考慮的特征重點快速有效的使地下水位降至基坑底1.0m以下，水頭標高降至-8.5m以下。有效的控制降水，在滿足水量和基坑降水要求前提下，根據設計文件布設合理的觀察井與降水井點，盡量的減少由于降水而引起的地面沉陷、裂縫等，從而減少對周邊建筑群、道路、管線等影響；充分考慮該地段水文地質條件并計算基坑降水量，必須保證基坑開挖和基礎施工不受影響。3.2降水設計依據1.巖土工程勘察報告2.建筑與市政降水工程技術規范JGJ/T11198 3. 工程基礎平面圖等資料3.3本場地水文地質條件分析14、根據勘察，本場地地下水位埋深為1.503.30m,設計時按2.8m考慮。基坑范圍內的地下水補給來源主要有二：A、周圍土層的水平向補給；B、大氣降水。因基坑周邊無建筑物，根據衡水地區經驗，可采用開放式降水。3.4降水方案基坑開挖與支護工程的成敗關鍵在于降水，而降水方案選擇合適與否，是降水成敗的關鍵。基坑降水方法甚多，常用的方法有輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點等。降水方案的選擇應根據土層性質、滲透系數 、降水深度和工程特點，對各種方法進行綜合對比后確定。根據本工程特點，綜合分析采用開放式坑內降水方案。在衡水及相關地區目前深基坑施工中，對輕型井點、管井井點的應用比較廣泛，而且有比較成熟的經驗15、。輕型井點設備簡單，安裝快捷，是目前降水施工中最常用的方法，但降水影響半徑小，速度慢，且降深有效范圍在6m以內。由于本場地含水層埋藏淺、微承壓、水量豐富、基坑規模較大，從技術、經濟與有利基礎施工等角度綜合考慮，本次采用大口徑管井配合輕型井點降水方法較為合適。本建筑物基礎埋深范圍內的土質為粉土，屬弱透水性土。降水前應先在基坑外設置11眼水位觀測井，設計井深12m，并測量初始水位，再施工基坑內34眼降水井，降水井深度15.0m，縱向井距17.0m，橫向間距15.0m，基坑中部降水井可適當加深。井內徑均為320mm的水泥管井，全井深度設置濾水花管，降水井位置和深度詳見降水井平面布置圖。管井布設：依據16、設計圖確定降水井具體井位，使井位盡量避開樁、墻、梁等基礎位置，采用HS-30型鉆機1臺套，用8天時間全部成井，并下內徑320mm的水泥過濾管，回填濾料，洗井后用預制井蓋封井，暫不起用，土方開挖前6天開始降水工作。3.5本降水方案優點造價低廉，降水施工簡便，開放式降水系統能迅速疏干基坑內的地下水，合理調節地下水位降深值，減少因基坑開挖和降水施工對周邊環境影響。3.6本降水方案施工工藝1、管井施工采用回轉鉆機成井，成井工藝流程如下：管井定位鉆 孔井管準備井管安裝配套安裝填礫固井抽 水A定位：根據平面設計圖測量并定出井位，井位偏差小于0.5m。B鉆孔：安裝好鉆機，鉆進一徑到底，不留沉渣，鉆孔要求正、17、圓、直、傾斜度小于1。C下管：成孔后立即下水泥過濾管，井管居中，不偏不斜。每節水泥管之間要連接嚴實。D填礫：礫料要求均勻干凈，充填密實。E水泵要求按要求安裝好，排水系統安裝緊密，使抽水工作順利進行。F抽水派專人定時測量。3.7基坑涌水量計算正確預算基坑的用水量，是選擇和制定降水方案的基礎，也是降水方案是否成功的關鍵，本場地宜采用干擾井群穩定流方法計算基坑的總涌水量。計算公式為：Q1.366k(2H-S) S /(lg(R+r)- lgr)式中: Q-基坑涌水量； K-地層綜合滲透系數(取0.98)； H-含水層厚度(取8.8m)； S-水位降深值(取3.3m)； R-抽水影響半徑（取18.8018、m）； r-平面假想半徑。經計算本工程基坑涌水量為490.03m3/d。 根據資料和計算結果分析，采用8眼管井降水方案能夠在較短時間內達到降水效果，保證開挖和基礎施工順利進行。考慮到本工程基礎形式是靜壓預制樁，壓樁后擠土效應對基坑支護和基坑降水的影響，基坑降水可以先于壓樁進行，合理調整降水井和樁位的關系，必要時增加輕型井點，做到有利于施工和安全。第三部分：基坑支護計算書- 支護方案 -天然放坡支護- 基本信息 -規范與規程建筑基坑支護技術規程 JGJ 120-99基坑等級二級基坑側壁重要性系數01.00基坑深度H(m)6.700放坡級數 1超載個數 0- 放坡信息 -坡號臺寬(m)坡高(m)坡19、度系數10.0006.7001.000- 土層信息 -土層數 5坑內加固土 否內側降水最終深度(m)7.700外側水位深度(m)7.700- 土層參數 -層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內摩擦角粘聚力內摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)水下(kPa)水下(度)1素填土1.0718.2-5.0010.00-2粉土0.8718.8-13.2017.20-3粘性土1.7018.1-26.905.80-4粉土1.8019.1-13.6015.40-5粘性土1.5619.1-26.705.90- 設計結果 - 整體穩定驗算 -天然放坡計算條件: 計算方法：瑞典條分法應力狀態：總應力法基坑底面以下的截止計算深度: 0.00m基坑底面以下滑裂面搜索步長: 5.00m條分法中的土條寬度: 1.00m天然放坡計算結果: 道號整體穩定半徑圓心坐標圓心坐標 安全系數R(m)Xc(m)Yc(m)12.1413.2075.2158.81022.4373.4924.6318.24931.9474.6174.5047.44541.4148.5091.3249.76851.3299.5121.8599.328