中关村西区23号地项目土方工程.docx
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中关村西区23号地项目土方工程
中关村西区23号地项目土方工程结构设计
第1章编制依据
1.1招标文件
《中关村西区23号地项目土方工程招标文件》；
及相关的答疑文件。
1.2图纸、设计方案
由中元国际工程设计院提供的《施工图纸》
1.3相关规程、法律、法规及文件
1）《中关村西区23号地岩土工程勘察报告》；
2）《建筑地基基础设计规范》〈GB50007—2002〉；
3）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》〈GB50202—2002〉；
4）《建设工程施工现场供用电安全规范》〈GB50194-2005〉；
5）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》〈GB50086-2001〉；
6）《混凝土结构工程施工及验收规范》〈GB50204-2002〉；
7）《建筑基坑支护技术规程》〈JGJ120—99〉；
8）《建筑与市政降水工程技术规范》〈JGJ/T111-98〉；
9）《建筑机械使用安全技术规程》〈JGJ33-2001〉；
10）《建筑桩基技术规范》（JGJ94－94）；
11）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18－2003）；
12）《北京市建筑工程施工安全操作规程》〈DBJ01-62-2002〉；
13）《北京市建筑工程资料管理规程》〈DBJ01-51-2003〉；
14）其他法律法规等相关文件。
1.4其他文件
1）3月15日专家论证方案；
2）现场实际情况及甲方逐渐提供的周边建筑物的管线。
第2章工程概况
2.1工程简介
2.1.1工程简介
中关村西区23号地项目是中关村商务核心区的重点配套项目，由五星级商务酒店、公寓式酒店、商业中心、写字楼及配套车库及其他配套辅助设施组成。
序号
项目
内容
1
工程名称
中关村西区23号地工程
2
工程地址
北京市海淀区中关村西区
3
招标单位
北京科技园置业股份有限公司
4
设计单位
中元国际工程设计研究院
5
质量标准
合格
6
资金来源
资金自筹并已到位
2.1.2建筑设计概况
序号
项目
内容
1
建筑面积
总建筑面积（m2）
194650m2
地下建筑面积（m2）
74653m2
2
建筑层数
地下结构共四层；酒店公寓地上24层，写字楼地上19层，商业地上六层。
2.1.3结构设计概况
序号
项目
内容
1
结构形式
基础为满堂基础，主体为现浇框架剪力墙体系。
2
地基情况
基础持力层为
粉质粘土－粘质粉土、
Ｉ粘土－重粉质粘土层。
地基承载力标准值fka＝220Kpa;
3
基础形式
基础设计等级为甲级；基础采用梁板式筏形基础
2.2工程地质条件
2.2.1工程地质概况
地层情况一览表
成因年代
地层序号
岩性
各大层层顶标高（ｍ）
压缩性
人工
堆积层
房渣土、碎石填土
51.6～52.93
（自然地面）
/
1
粘质粉土填土、粉质粘土填土
/
第四纪沉积层
粘质粉土、粉质粘土
48.19~50.93
中高压缩性
1
粘土、重粉质粘土
中高～高压缩性
2
砂质粉土、粘质粉土
中低压缩性
3
砂质粉土
低～中低压缩性
4
细砂、粉砂
低～中低压缩性
粘质粉土、粉质粘土
45.50~47.19
中压缩性
1
粉质粘土、重粉质粘土
中高～中压缩性
2
粉细砂
低压缩性
3
粘质粉土、砂质粉土
低～中低压缩性
粘质粉土、粉质粘土
41.83~44.83
中压缩性
1
粘质粉土、砂质粉土
中低～中压缩性
2
粉质粘土、重粉质粘土
中高～中压缩性
3
砂质粉土
低压缩性
卵石、圆砾
38.82~40.41
低压缩性
1
细砂、中砂
低压缩性
2
砂质粉土、粘质粉土
中～中低压缩性
粉质粘土、粘质粉土
30.74~35.83
中低～中压缩性
1
粘土、重粉质粘土
中～中低压缩性
2
砂质粉土、粘质粉土
低压缩性
3
粉砂、细砂
低压缩性
卵石、圆砾
27.90~31.78
低压缩性
1
细砂、中砂
低压缩性
2
粉质粘土
中低压缩性
第四纪沉积层
粘土、重粉质粘土
中低～低压缩性
1
粘质粉土、砂质粉土
19.92~23.78
低压缩性
2
粉质粘土、粘质粉土
低～中低压缩性
3
粉砂、细砂
低压缩性
卵石、圆砾
15.28~20.00
低压缩性
1
细砂、中砂
低压缩性
2
粉质粘土、粘质粉土
低压缩性
2.2.2水文地质条件
序号
地下水类型
地下水稳定水位
2005年9月中、下旬～10上旬
水位埋深（m）
水位标高（m）
1
台地潜水
4.70～8.80
43.20～47.30
2
层间潜水
25.10～26.90
24.94～27.15
3
承压水（测压水头）
27.30～32.10
19.69～25.15
4
承压水（测压水头）
31.00～34.60
17.73～21.52
2.2.3土层参数表
土层
层底标高（m）
层厚（m）
重度（kN/m3）
c（kPa）
（）
堆积土
-2
2
20
8
15
粘质粉土
-6.2
4.2
20
25
20
粘粉粉粘
-8.1
1.9
20
30
22
粘粉粉粘
-12.4
4.3
20
30
25
卵石圆砾
-18.4
6
20
0
38
粉粘粘粉
-21.9
3.5
20
20
30
卵石圆砾
-30
8.1
20
0
40
第3章降水、支护方案设计
3.1降水方案设计
3.1.1方案选择
根据建筑场区水文地质、工程地质条件和周边环境因素及建筑设计对基坑开挖的要求，综合基坑支护设计方案，按基坑中心点水位降低达坑底以下0.50～1.00m规范规定，则基坑开挖具有较大的水位降低值。
为达到“设计上优化、技术上先进、施工上可行，经济上合理”，在充分研究北京水文地质条件和基坑周边环境因素的基础上，基坑降水采用“以渗为主，渗抽结合的管井降水”方案，利用信息动态施工管理，强化质量管理体系，加强降水期间对基坑周围建筑环境的监控，可以达到基坑安全干槽作业的目的。
有关基坑涌水量中的渗透系数（k）值，在利用场区水文地质勘察资料的基础上，参考北京城区已往基坑降水资料及经验理论值，我公司采用岩土工程勘察期间有关水文地质参数进行基坑涌水量概算，然后根据概算的基坑涌水量及计算的单井比排渗水能力，计算管井数目，在护坡桩中心线以外1.5m布设渗抽降水管井，设计总的抽降排渗水量大于概算的基坑涌水量，达到基坑干槽作业的目的。
在场区地下水位准确无误的条件下场区基坑降水采用“引渗为主，渗抽结合的管井降水”方案是可行的。
降水管井引渗以后，使下层地下水位相应抬高，但仍在基坑底板以下，局部基坑开挖深度高水位地段降水初期仍须进行抽降，因此，渗抽结合的方案在本场区水文地质条件下是技术上较为优化的方案。
3.1.2布设结果
按“引渗为主、渗抽结合”的基坑管井降水方案。
地下水出水方向渗抽降水管井间距为9.6m，深管井井深34m。
（详见基坑支护总平面图）
基坑降水管井数量统计表
施工内容
井径
井深
井数
井间距
降水井
600mm
34m
/
9.6m
降水管井设计井径为600mm，下置300mm～400mm井管及透水性好的带孔眼包网滤水井管，井壁与井管间填1～4mm混合砾料。
（见管井剖面示意图）
3.1.3辅助措施
1、为达到基坑干槽安全作业，同时考虑降水周期长及大气降水对大面积基坑开挖积水排水，应在基坑底板周边留设排水明沟和集水井，排水明沟宽0.3～0.5m深0.5～0.7m并有一定坡度，间隔30.00～50.00m，设集水井（坑），深度1.00～1.20m，井径0.70～0.80m，集水井内可下置钢筋包尼龙网过滤器，排水明沟内可填粗径碎石砾料防止坍淤又可导水，以利集水。
2、对于坑壁局部渗水可在开挖过程中插入周边带孔眼的包网塑料排水管，把局部渗水通过暗埋在桩间内的塑料排水管引入基坑周边排水沟或集水井中，并利用电泵定时抽排，达到干槽作业。
3.1.4对周边环境的影响与防治
本基坑降水工程采用“引渗为主，渗抽结合的降水”方案，基坑周边疏降台地潜水均以引渗管井降水方案疏渗，管井成井以后，管井内水位在地下水位压差的作用下，基坑周边的层间潜水由高水位流向低水位含水层，近似天然流场的条件下，引渗降水管井不断的把层间潜水渗流入下部潜水层中加以消纳，进入区域地下水迳流场，使基坑周边地下水得以疏干降低水位，达到基坑周边干槽目的。
整个基坑周边地下水流向滤水管井疏排带动砂土颗粒是极为微弱的，加上引渗降水管井外充填5mm左右砾料厚度达10cm，因此不会产生大量砂土流失问题。
采取相应的防治措施是：
（1）加强对管井的施工质量监控,特别加强对填砾规格、填砾厚度、井管导正、井管连接严密度检查等的达标监控，做到井管下置、填砾必须有质检工程技术人员在现场监控，做到质量达标；
（2）对抽降水管井、疏干管井发现抽水有混浊现象时，应立即停止该管井的抽水，查找原因并采取相应措施；（3）抽降水管井保持抽降水的连续性，尽量避免间歇性和反复性的不连续管井抽降水。
（4）必要时在基坑抽降水管井的外侧施工回灌水管井。
3.2基坑支护方案设计
3.2.1设计概况
根据本工程实际情况，结合基坑支护的安全性、经济性、技术性及可行性，及甲方提供的工程地质报告及现场实际情况，为保证工程安全兼顾经济，本工程采用如下支护形式：
A、基坑南侧采用上部土钉墙、下部桩锚支护进行支护；
B、其他三侧基坑采用护坡桩结合锚杆进行支护。
主要原因分析如下：
南侧稍有放坡空间，故上部10m采用土钉墙进行支护，10m以下采用护坡桩结合锚杆进行支护，使得充分发挥护坡桩刚性支护的特点，有效控制坡顶位移，减小基坑周边建筑物的变形，达到安全施工的目的。
桩顶连梁设置在-10m处，同时在-10m与-15m处设置两道锚杆。
南侧坡道按1：
2放坡，坡道的两侧，上部6.5m采用土钉墙支护，6.5m以下采用护坡桩结合锚杆进行支护，桩顶连梁设置在-6.5m处，同时在-10m与-15m处设两道锚杆。
基坑东侧由于距围墙距离很近，无放坡空间，东部斜街北侧结构距围墙仅有2.0m～2.2m，暂时按护坡桩中心线设在距围墙1.1m的距离考虑，且护坡桩施工完后不得剔凿,以此保证护坡桩的整体性和完整性，并控制桩顶的位移。
但此方案在施工前必须就可行性进行论证。
基坑北侧由于距综合管廊较近，采用从自然地面开始施工护坡桩，同时在上部增加一定的土钉墙来控制上部位移。
基坑西侧与规划9号路、6＃汽车坡道、5＃汽车坡道及3＃支管廊相近的部分，采用从自然地面开始施工护坡桩，同时在上部增加一定的土钉墙来控制上部位移。
基坑西侧与三颗需要保护的古树相关的部分，采用桩锚进行支护，但由于本工程东侧的古树距基坑较近，使此处成为凸岛，给基坑支护带来很大的难度，建议相关方将此树移走，若无法移走时，基坑支护锚杆施工时锚杆施工长度不够的方向进行对拉锁定，确保安全。
基坑西侧靠南部分距离道路很近，没有足够的放坡空间，采用桩锚支护形式。
土方出土坡道暂时设定在基坑南侧，与大门对应。
根据以上的情况，将基坑支护设为14个剖面，具体见相关图纸。
设计方案考虑土建施工工作面为900mm，由于钢腰梁要占用一定的空间，若土建在施工时工作面不够时可边施工边回填，待下层顶板强度达到75％时，且肥槽回填到下层顶板位置时可拆除钢腰梁来扩大工作面，但拆除钢腰梁时必须进行支护稳定性验算。
另根据总包要求在基坑东侧坑下需设5根塔基桩，具体设计见塔基桩剖面。
3.2.2设计结果
本工程支护设计经过深基坑支护设计软件验算，并根据我公司临近类似工程的施工经验进行了调整。
1、1-1剖面计算结果（见1-1剖面图）
上部10m支护结果
土
钉
墙
支
护
地面载载
荷载20KPa
基坑深度（m）
上部－10m/-20.45m
坡面角度（°）
78.7（1：
0.2）
锚杆层数
7
长度（m）
8.8，10，14，11.8，10，8.8，8.8
直径（mm）
φ120
主筋材料
1Φ18，1Φ18，1Φ25，1Φ20，1Φ20，1Φ20，1Φ20
锚固体
1：
0.5素水泥浆
土钉倾角（°）
10
间距（m）
Sv=1.5；Sh=1.4
布式
梅花型
加强筋
Φ16
钢筋网片
φ6.5@200×200
坡面厚度
100mm
喷射材料
C20
翻边宽度（m）
1m
下部10.45m支护结果
支
护计算结果
地面荷载
荷载20KPa
基坑深度（m）
下部10.45/-20.45
护坡桩
桩径800mm，桩间距1.6m
桩长（m）
14.95m
桩嵌固（m）
4.5m
主筋配筋
16Ф22
混凝土标号
C25
锚杆位置
－10m-15m
锚杆间距
第一排三桩二锚，第二排一桩一锚
锚杆长度
第一排为21m、第二排19m
自由端长度
第一排为6m、第二排5m
杆体材料
第一排3根、第二排4根1860级钢铰线
锚杆设计力
第一排为54t、第二排73t
锚杆锁定力
第一排为41t、第二排55t
钢腰梁型号
第一排无腰梁、第二排2工28b
2、2-2剖面计算结果（见2-2剖面图）
上部6.5m支护结果
土
钉
墙
支
护
地面载载
荷载20KPa
基坑深度（m）
上部－6.5m/-19.75m
坡面角度（°）
78.7（1：
0.2）
锚杆层数
4
长度（m）
8.8，10，14，11.8
直径（mm）
φ120
主筋材料
1Φ18，1Φ18，1Φ25，1Φ20
锚固体
1：
0.5素水泥浆
土钉倾角（°）
10
间距（m）
Sv=1.5；Sh=1.5
布式
梅花型
加强筋
Φ16
钢筋网片
φ6.5@200×200
坡面厚度
100mm
喷射材料
C20
翻边宽度（m）
1m
下部13.25m支护结果
支
护计算结果
地面荷载
荷载20KPa
基坑深度（m）
-19.75
护坡桩
桩径800mm，桩间距1.6m
桩长（m）
17.75m
桩嵌固（m）
4.5m
主筋配筋
14Ф22
混凝土标号
C25
锚杆位置
－10m-15m
锚杆间距
第一排三桩二锚，第二排一桩一锚
锚杆长度
第一排为22m、第二排19m
自由端长度
第一排为6m、第二排5m
杆体材料
第一排3根、第二排5根1860级钢铰线
锚杆设计力
第一排为55t、第二排73t
锚杆锁定力
第一排为42t、第二排55t
钢腰梁型号
第一排2工25b、第二排2工28b
3、3-3剖面计算结果（见3-3剖面图）
上部10m支护结果见1-1剖面
下部9.75m支护结果
支
护计算结果
地面荷载
荷载20KPa
基坑深度（m）
-9.75
护坡桩
桩径800mm，桩间距1.6m
桩长（m）
14.25m
桩嵌固（m）
4.5m
主筋配筋
14Ф22
混凝土标号
C25
锚杆位置
－10m-15m
锚杆间距
第一排三桩二锚，第二排一桩一锚
锚杆长度
第一排为21m、第二排19m
自由端长度
第一排为6m、第二排5m
杆体材料
第一排3根、第二排4根1860级钢铰线
锚杆设计力
第一排为55t、第二排73t
锚杆锁定力
第三排为41t、第四排55t
钢腰梁型号
第一排为无腰梁、第二排2工28b
4、4-4剖面计算结果（见4-4剖面图）
支
护计算结果
地面荷载
荷载20KPa
基坑深度（m）
-19.75
护坡桩
桩径800mm，桩间距1.6m
桩长（m）
23.75m
桩嵌固（m）
5m
主筋配筋
14Ф22
混凝土标号
C25
锚杆位置
－4m、－10m、－15m
锚杆间距
第一排三桩两锚，第二、三排一桩一锚
锚杆长度
第一排22m，第二排为21m、第三排19m
自由端长度
第一排7m，第二排为6m、第三排5m
杆体材料
第一排3根，第二排3根、第三排4根1860级钢铰线
锚杆设计力
第一排为49t、第二排为54t、第三排72t
锚杆锁定力
第一排为37t、第二排为41t、第三排54t
钢腰梁型号
第一排为2工25b，第二排为2工25b、第三排2工28b
5、5-5剖面计算结果（见5-5剖面图）
支
护计算结果
地面荷载
荷载20KPa
基坑深度（m）
-20.65
护坡桩
桩径800mm，桩间距1.6m
桩长（m）
24.65m
桩嵌固（m）
5m
主筋配筋
16Ф22
混凝土标号
C25
锚杆位置
－4m、－10m、－15m
锚杆间距
第一排三桩两锚，第二、三排一桩一锚
锚杆长度
第一排22m，第二排为21m、第三排19m
自由端长度
第一排7m，第二排为6m、第三排5m
杆体材料
第一排3根，第二排3根、第三排4根1860级钢铰线
锚杆设计力
第一排为48t、第二排为51t、第三排73t
锚杆锁定力
第一排为36t、第二排为39t、第三排55t
钢腰梁型号
第一排为2工25b，第二排为2工25b、第三排2工28b
6、6-6剖面计算结果（见6-6剖面图）
支
护计算结果
地面荷载
荷载20KPa
基坑深度（m）
-20.65
护坡桩
桩径800mm，桩间距1.6m
桩长（m）
24.65m
桩嵌固（m）
5m
主筋配筋
16Ф22
混凝土标号
C25
锚杆位置
－7.5m、－10m、－15m
锚杆间距
一桩一锚
锚杆长度
22m、21m、19m
自由端长度
7m、6m、5m
杆体材料
第一排3根，第二排3根、第三排4根1860级钢铰线
锚杆设计力
第一排为52t、第二排为54t、第三排72t
锚杆锁定力
第一排为39t、第二排为41t、第三排54t
钢腰梁型号
第一、二排为2工25b，第三排为2工28b
上部土钉
12m、8.8m、5.8m、5.8m、5.8m、5.8m
7、7-7剖面计算结果（见7-7剖面图）
支
护计算结果
地面荷载
荷载20KPa
基坑深度（m）
-20.65
护坡桩
桩径800mm，桩间距1.6m
桩长（m）
24.65m
桩嵌固（m）
5m
主筋配筋
16Ф22
混凝土标号
C25
锚杆位置
－7m、－10m、－15m
锚杆间距
一桩一锚
锚杆长度
22m、21m、19m
自由端长度
7m、6m、5m
杆体材料
3根、3根、4根1860级钢铰线
锚杆设计力
第一排为52t、第二排为54t、第三排72t
锚杆锁定力
第一排为39t、第二排为41t、第三排54t
钢腰梁型号
第一、二排为2工25b，第三排为2工28b
8、8-8剖面计算结果（见8-8剖面图）
支
护计算结果
地面荷载
荷载20KPa
基坑深度（m）
-20.65
护坡桩
桩径800mm，桩间距1.6m
桩长（m）
24.65m
桩嵌固（m）
5m
主筋配筋
16Ф25
混凝土标号
C25
锚杆位置
－4m、－10m、－15m
锚杆间距
一桩一锚
锚杆长度
约20.3m
自由端长度
/
杆体材料
第一排2根，第二排3根、第三排4根1860级钢铰线
锚杆设计力
第一排为34t、第二排为54t、第三排73t
锚杆锁定力
第一排为26t、第二排为41t、第三排55t
钢腰梁型号
第一排为2工22b，第二排为2工25b、第三排2工28b
9、9-9剖面计算结果（见9-9剖面图）
支
护计算结果
地面荷载
荷载20KPa
基坑深度（m）
-20.65
护坡桩
桩径800mm，桩间距1.6m
桩长（m）
24.65m
桩嵌固（m）
5m
主筋配筋
16Ф25
混凝土标号
C25
锚杆位置
－4m、－10m、－15m
锚杆间距
一桩一锚
锚杆长度
第一排24m，第二排为23m、第三排22m
自由端长度
第一排9m，第二排为8m、第三排7m
杆体材料
第一排3根，第二排3根、第三排4根1860级钢铰线
锚杆设计力
第一排为48t、第二排为51t、第三排73t
锚杆锁定力
第一排为36t、第二排为39t、第三排55t
钢腰梁型号
第一排为2工25b，第二排为2工25b、第三排2工28b
10、10-10剖面计算结果（见10-10剖面图）
支
护计算结果
地面荷载
荷载20KPa
基坑深度（m）
-19.75
护坡桩
桩径800mm，桩间距1.6m
桩长（m）
23.75m
桩嵌固（m）
5m
主筋配筋
16Ф22
混凝土标号
C25
锚杆位置
－3m、－11m、－15m
锚杆间距
三桩两锚、一桩一锚、一桩一锚
锚杆长度
第一排23m，第二排为22m、第三排19m
自由端长度
第一排7m，第二排为6m、第三排5m
杆体材料
第一排3根，第二排4根、第三排4根1860级钢铰线
锚杆设计力
第一排为48t、第二排为64t、第三排69t
锚杆锁定力
第一排为36t、第二排为48t、第三排52t
钢腰梁型号
第一排为2工25b，第二排为2工28b、第三排2工28b
11、11-11剖面计算结果（见11-11剖面图）
土
钉
墙
支
护
地面载载
荷载20KPa
基坑深度（m）
-19.75m
坡面角度（°）
90
锚杆层数
9
长度（m）
20、8.8、8.8、11.8，19，11.8，11.8，11.8，11.8
直径（mm）
φ120
主筋体材料
4根绞线，1Φ22，4根绞线，1Φ25
锚固体
1：
0.5素水泥浆
土钉倾角（°）
10
间距（m）
Sv=1.5；Sh=1
布式
梅花型
加强网横向
1Φ16
钢筋网片
φ6.5@200×200
坡面厚度
100mm
喷射材料
C20
12、12-12剖面计算结果（见12-12剖面图）
上部10m支护结果
支
护计算结果
地面载载
荷载20KPa
基坑深度（m）
上部－10m/-19.75m
坡面角度（°）
90
锚杆层数
7
长度（m）
8.8，10，14，11.8，10，8.8，8.8
直径（mm）
φ120
主筋材料
1Φ18，1Φ18，1Φ25，1Φ20，1Φ20，1Φ20，1Φ20
锚固体
1：
0.5素水泥浆
土钉倾角（°）
10
间距（m）
Sv=1.5；Sh=1.4
布式
梅花型
加强筋
Φ16
钢筋网片
φ6.5@200×200
坡面厚度
100mm
喷射材料
C20
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