胡龙海澜创新大厦深基坑开挖及支护结构设计Word文档下载推荐.docx
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Inthispaperatotaloftwo,firsthighlightofDeepExcavation-based,theHailaninnovationbuildingdeepfoundationexcavationandconstructionprograms.Thesecondmaindeepfoundationpitsupportingstructuredesign,namely,toHailaninnovationBuildingundergroundcontinuouswallsupportingstructuredesign.
Thefirstanalysisoftheengineeringinvestigationreportgiven,combinedwiththelocalhydrogeologicalconditionsandthespecificationofdeepexcavationconstructionprogramisorganized.Basiscontainthesamecontent:
programming,projectoverview,constructionpreparation,organizationalstructure,earthexcavationprogram,organizationandcoordinationofmanagementanddurationoftherainyseason,constructionmeasures,emergencymeasuresandprecautionsandsafe,civilizedconstructionandenvironmentalprotectionmeasures.
Thesecondin-depthstudyonthesurveyreportreasonabletoselectthetypeofsupportingstructureofitsrecommendations,selectedbycomparingthefinalundergrounddiaphragmwallsupportingstructure.
Keywords:
deepfoundationexcavationshoringdiaphragmwalls
1绪论
1.1前言
本文中心内容有两个：
一个是以深基坑开挖为主旨；
另一个是以深基坑支护结构设计为主旨。
一方面随着城市建设的不断发展，城市土地资源日趋紧张，城市内部高层以及超高层建筑逐步增多，因此大面积、大深度的基坑成为发展的一种趋势，这就对土方的开挖提出了更高的要求。
深基坑开挖是基坑工程的重要部分，它是一个复杂的系统工程，深基坑的开挖一般土方数量大比较大，挖土的速度在很大程度上也决定了基坑工程工期的长短。
同时，支护结构的强度和变形控制能否达到要求和预期的目的，也都是在挖土阶段来进行检验，所以整个基坑工程的成功实施也离不开基坑开挖的严格质量控制。
另一方面基坑在建筑工程中也是一个重要部分，其发展与建筑业的发展有着密切的关系，同时，深基坑支护的选型都是工程施工的技术难点，常见的支护结构类型有：
深层搅拌水泥土挡墙，钢板桩，型钢横挡板，钻孔灌注桩挡墙，地下连续墙，土钉墙，加筋水泥土墙（SMW工法）。
其中地下连续墙，是于基坑开挖之前，用特殊挖槽设备在地下成槽后，挠筑混凝土，建造具有较高强度的钢筋混凝土挡墙，用于开挖深度达10m以上的基坑或施工条件较困难的情况，多用于-12m以下的深基坑。
地下连续墙作为深基坑的主要支护结构之一，常用厚度为600～800mm，也有厚达1200mm的，但较少使用。
具有施工噪声低，振动小，就地浇制、墙接头止水效果较好、整体刚度大，对周围环境影响小等优点。
是支护结构中最强的支护型式，适用于软弱土层、地质条件差和复杂、基坑深度大、周边环境要求较高的深基坑，高质量的刚性接头的地下连续墙可作永久性结构，并可采用逆筑法或半逆筑法施工。
但是造价较高，施工要求专用设备。
1.2国内外研究现状
基坑工程是一个古老而又有时代特点的岩土工程课题。
人类土木工程活动促进了基坑工程的发展。
特别是到了本世纪，随着大量高层、超高层建筑以及地下工程的不断涌现，对基坑工程的要求越来越高，出现的问题也越来越多，促使工程技术人员以新的眼光去审视基坑工程这一古老课题。
在都市中，高层及多层建筑的地下室、地下商场、地下车库等工程施工，都会面临地基基础工程和深基坑工程。
在此推动下深基坑支护这门工程运用学科发展了起来，新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出，要精确地加以确定是不可能的。
而且由于土的土质比较复杂，土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关，要精确地确定也是比较困难的。
因此，目前土压力的计算，仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。
1.3课题背景
随着都市中高层、超高层建筑及地下工程的不断涌现，基坑工程正逐渐成为土木工程行业的工程研究热点，基坑工程的安全、稳定意义重大。
如何结合具体工程的实际情况选用合理的基坑支护方案对相应的建筑工程在经济效益和社会效益方面影响很大。
“海澜创新大厦”建设地点位于江苏省江阴市经济开发区，滨江东路以南、外环东路以东，用地面积32486.83平方米，由一栋250米（55层）高主楼及24米（4层）高裙房组成，总建筑面积约22.6万平方米。
预计开挖深度18米，是一项十分具有挑战性的基坑工程。
通过对该项目的深基坑开挖施工方案的研究和支护结构的设计可以达到学生熟悉基坑工程设计、对大学所学的专业知识加以综合应用的目的。
1.4本文主要研究的工作
1.4.1深基坑开挖施工方案
结合当地的水文地质条件及所给的地址看场报告进行合理的基坑开挖施工方案。
方案包括：
1.4.2支护结构设计
（一）、支护方案的比选选择
（二）、支护结构稳定性的盐酸
1、承载力验算
2、抗滑稳定性验算
3、抗倾覆稳定性验算
4、整体滑动圆弧稳定性验算
5、结构强度验算
6、支撑结构内力、变形计算
2场地工程地质条件
2.1工程概况
“海澜创新大厦”建设地点位于江苏省江阴市经济开发区，滨江东路以南、外环东路以东，用地面积32486.83平方米，由一栋250米（55层）高主楼及24米（4层）高裙房组成，总建筑面积约22.6万平方米。
本工程工程重要性等级为一级，场地等级为二级（中等复杂场地），地基等级为二级（中等复杂地基），该工程地基基础设计等级为甲级，抗震设防类别为乙类，岩土工程勘察等级为甲级。
2.2地形地貌
“海澜创新大厦”建设地点位于江苏省江阴市经济开发区，滨江东路以南、外环东路以东，勘察时场地内原有建筑部分拆除（原消防大队尚未拆除）。
地貌上属长江三角洲冲积平原，地貌单一，地势基本平坦，标高介于6.47～7.27之间（1985国家高程基准，下同）。
2.3场地水文地质条件
2.1区域水文气象
江阴的气候属于亚热带北纬湿润季风区，具有气候温和、雨量充沛，四季分明、阳光充足、无霜期长、长江无冰冻等特点。
常年主导风为东南风，平均风速为3.6m/s。
年平均最大风速为20m/s。
年平均气温为15.2°
近年最低气温-6℃，最高气温39℃，年平均降雨量为1025.6mm，年平均气压为1016毫帕，年平均相对湿度为67％。
2.2场地地表水
江阴地处江南水网区，属长江南岸冲湖积平原，区内地表水系较发育，但场区地表水不发育，仅南部有一人工鱼塘。
2.3场地地下水
2.3.1场地主要含水层
根据勘探揭示的地层结构，场地潜水含水层，由人工填土、粉土、软弱粘性土构成。
下部的可塑、硬塑粉质粘土为隔水底板。
场地承压水含水层，主要由（6）层粉砂构成。
2.3.2含水层富水性和透水性
人工填土，尤其是杂填土，孔隙大，结构松散，连通性较好，有利于地下水汇集，透水性较好，但富水性与厚度及季节有关，一般雨季富水性较好。
（2）层粉土、（3）层淤泥质粉质粘土，富水性良好，为场地主要含水层。
但透水性较弱，根据渗透性试验属弱透水层，给水性较差。
下部的粉质粘土为相对隔水底板，属微透水～不透水地层。
第（6）层粉砂为承压含水层，富水性好，透水性强，属强透水层。
2.3.3地下水稳定水位及变化幅度
本区地下水水位最高一般在7～8月份，最低水位多出现在旱季12月份至翌年3月份。
据了解，历史最高水位6.0m左右，近3～5年，最高地下水位5.8m左右，水位变化幅度一般在4.50m（冬春）～5.80m（夏秋）之间。
勘探期间在钻孔中量测的场地地下潜水初见水位埋深在地面下0.80～1.20m，高程约5.70m～5.80m左右，稳定水位高程约5.60～5.70m。
第（6）层粉砂为承压水含水层，其稳定水位标高4.50米左右。
场地潜水的补给来源主要为大气降水入渗补给，以蒸发和地下径流为主要排泄方式，水位受季节性变化影响，年变化幅度为1.0～1.50m左右。
2.3.4场地地基土特征
根据钻探取样、静力触探、标准贯入原位测试及岩土物理力学性质指标综合分析，场区在160米深度范围内可划分为14个工程地质层，现分述如下：
（1）杂填土:
杂色,松散,顶部以混凝土地坪为主,中部以建筑垃圾及块石土为主,下部以粉质粘土为主,不均质，具高压缩性，层厚1.5～4.0m。
（2）粉土：
灰黄色,中密,湿,摇震反应中等,干强度、韧性低,无光泽,局部夹粉质粘土，属中压缩性土,层厚0.0～4.5米。
（3）淤泥质粉质粘土：
灰色~深灰色，流塑状态，含少量有机质成分，局部夹薄层粉土或淤泥质粉土，无摇振反应，干强度、韧性低,稍有光泽，属高压缩性土,层厚0.0～5.8米。
（4-1）粉质粘土:
青灰色，可塑，含高岭土成分，无摇振反应，干强度、韧性中等,稍有光泽，属中压缩性土,该层为上伏软土层与下卧层之过渡带，层厚0.0～3.4米。
（4）粉质粘土：
灰黄色，可塑~硬塑，含铁锰质成分，无摇振反应，干强度、韧性中等,稍有光泽，属中压缩性土,层厚0.0～8.0米。
（5）粉质粘土夹粉土:
灰黄色，可塑~稍密，很湿，无摇振反应，干强度及韧性较低，具层理，上部以可塑粉质粘土为主，下部以稍密粉土为主，局部呈互层状，属中压缩性土,层厚4.6～9.6米。
（6）粉砂：
青灰色，中密,饱和,矿物成分以长石、石英为主,具层理,夹少量粉质粘土及粉土薄层,含有机质成分，属中等压缩性土，层厚1.6～14.2米。
（7）粉质粘土：
灰色，软塑～可塑，局部夹粉土层,无摇振反应，干强度、韧性中等,稍有光泽，属中压缩性土,层厚10.4～27.2米。
（8）粉质粘土：
青灰色~灰黄色，可塑，局部粉粒含量高或夹粉土层,无摇振反应，干强度、韧性中等,稍有光泽，属中压缩性土,层厚2.5～15.0米。
（9）粉质粘土：
灰色，可塑，含高岭土成分，无摇振反应，干强度、韧性中等,有光泽反应，属中压缩性土,层厚0.0～13.8米，呈透镜体分布。
（10）粉质粘土：
青灰色~灰黄色，可塑，局部夹粉土层,无摇振反应，干强度、韧性中等,稍有光泽反应，属中压缩性土，层厚0.0～11.9米。
（11）粉质粘土：
黄褐色~灰黄色，硬塑~坚硬，含铁锰质结核及钙质结核或角砾，无摇振反应，干强度、韧性中等,稍有光泽，层厚13.7～25.6米。
（12）粉质粘土:
黄褐色~灰黄色，可塑~硬塑，含铁锰质成分，无摇振反应，干强度、韧性中等,稍有光泽，局部粉粒含量高，层厚13.1～18.1米。
（13）粉质粘土：
黄褐色~灰黄色，坚硬，含铁锰质结核及钙质结核或角砾，无摇振反应，干强度高、韧性低,稍有光泽，属中偏低压缩性土，层厚31.8～37.0米。
（14）全风化细砂岩:
（时代:
K2）紫红色、棕红色、灰黄色，严重风化呈土状,坚硬状态，结构致密，组织结构基本破坏,尚可辩认母岩为细砂岩，矿物成分已显著变化,裂隙很发育并被粘性土充填。
岩体完整程度极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类。
该层仅9#、14#、23#孔揭露。
钻至160.0米未揭穿。
2.4场地地下水及腐蚀性评价
2.4.1场地地下水的腐蚀性评价
根据勘探揭示的地层结构，场地地下水属潜水及承压水，由
（1）、
（2）、（3）层构成潜水含水层，第（6）层中密粉砂富水性好。
潜水含水层与地表水体、大气降水的水力联系密切，该含水层与地下室基坑施工影响大，关系密切。
第（4）层粉质粘土为潜水层相对隔水底板，根据渗透试验，属弱透水层，给水性一般。
承压含水层以第（6）层粉砂为场地主要承压含水层，其厚度变化大，富水性好，透水性强，补给来源为侧向迳流或越流方式补给，排泄以侧向迳流的方式排泄。
该含水层与地下室基坑施工影响大，关系密切。
本场地原为滨江派出所和滨江消防中队办公场所，附近无明显污染源，根据本工程水质分析资料，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）第12.2.1、12.2..2及12.2.4、12.2.5条规定，场地环境类型为Ⅱ类，按地层渗透性影响，地下水对混凝土结构有微腐蚀性；
按环境类型影响，水对混凝土结构有微腐蚀性；
按表12.2.4地下潜水对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性。
2.4.2场地土的腐蚀性评价
本工程场区地下含水地层土中的可溶性盐一般已溶于地下水中，所以，地下水的腐蚀性一般能代表含水层土的腐蚀性。
经调查场地及周围无环境污染源。
场地地下水位以上的填土层（填料为粉质粘土和建筑垃圾）无环境污染影响。
结合场地地下水腐蚀性评价结果综合判定：
场地土对混凝土结构和钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性。
3土方开挖工程专项施工方案
3.1方案编制依据
3.1.1编制依据
1）海澜创新大厦工程深基坑开挖及边坡支护设计施工图。
2）海澜创新大厦工程深基坑工程地质详勘及物探报告。
3）现场情况及周边环境。
4）有关设计和施工采用的最新施工技术验收规范、规程及标准。
3.1.2本方案实施原则
本方案经监理、业主审核确认后的方案报安监站备案手续完备展开施工；
方案必须向各施工人员及机械手交底，理解无误后施工。
所有施工均应符合设计技术规范及验收规范要求。
3.2场地概况
3.2.1基本概况
“海澜创新大厦”建设地点位于江苏省江阴市经济开发区，滨江东路以南、外环东路以东。
3.2.2地质概况
根据区域地质资料，拟建场地属扬子准地台下扬子——钱塘褶皱带东部，处于四条深切基底的浙皖赣断裂、长江断裂、苏北滨海断裂以及高邮-嘉兴断裂所包围的一个相对稳定的地块上，虽发生过地震，但震级均较小，区内地震、地质构造条件较好，地形平坦，不存在滑坡、泥石流等严重的地质灾害条件；
拟建场地属稳定场地。
场地地势开阔，地形基本平坦，场地及周围未发现影响地基稳定性的滑坡或边坡问题。
场地勘探深度内未发现影响场地稳定性的不良地质作用。
3.2.3水文、气象情况
3.3施工准备
3.3.1施工前准备
1.对施工现场场地上的障碍物进行全面清查，包括施工场地地形、地貌、地质水文、河流、气象、运输道路、邻近建筑物、地下基础、管线、电缆坑基、防空洞、坟墓、土洞、垃圾、树根、地面下施工范围内的障碍物和堆积物，供水、供电、通讯线路，防洪排水系统等；
人工在基坑四周挖一条探测沟，详细探测出地下有无管线或管线在什么位置。
制定排障计划和处理方案幷采取有效地防护加固措施，综合考虑工程的现场情况、进度要求和土方施工方法以及分期分批施工工程的土方堆放和调运问题，划分并确定土方的最优调配区，减少重复倒运。
2.构筑物的定位桩需经检验核准后方可施工。
3.与有关施工的各单位及附近居民取得联系,根据各种制约因素，每天详细按方案安排施工，保证工程顺利进行。
3.3.2技术准备
1.根据施工图纸及有关资料核对现场平面尺寸和坑底标高，掌握设计内容及各项技术要求，熟悉土层地质、水文勘察资料；
会审图纸，搞清地下构筑物、基础平面与周围地下设施管线的关系，明确各专业工序之间的关系和施工工期要求。
为了便于土方开挖施工及有利于基坑边坡稳定，土方开挖前做好定位放线工作，及时联系确定好边坡支护单位。
2.熟悉施工图纸和地质勘察报告，掌握基础部分标高和做法，土层和地下水位情况，确定挖土深度和坡度，人员组织和安排，编制挖土施工方案和技术交底。
3.测量放线工作：
根据给定的永久性坐标、水准点，按建筑物总平面和建筑红线要求，引测到现场。
在建筑物周围，设置测量控制基线、轴线和水平基准点；
做好轴线控制的测量和校核。
轴线控制网应避开建筑物、构筑物、机械操作运输线路，并设保护标志；
在建筑物四角设置龙门板，其它控制轴线设置龙门桩，龙门板和龙门桩一般距基槽（坑）1.5～2.0m。
并放出基槽（坑）上口和下口的灰线。
4.对参加施工人员进行详细的技术和安全文明施工交底。
3.3.3材料、机具准备
1.雨期施工应准备防雨、排水、护坡用材料（如雨衣、塑料布、潜水泵等）。
2.机械：
挖掘机、自卸汽车、水泵等。
3.工具：
铁锹、十字镐、大锤、钢钎、钢撬棍、手推车等。
4.应准备好基础施工材料，以便验槽后可以立即进行基础工程的施工，防止晾槽时间过长。
5.挖土初期采用两台反铲挖掘机，斗容量为1m³
的单斗挖土机，人工配合修整，自卸车运土，卸土点选择的原则是就近卸土，保证随挖随填。
挖土机行走路线遵循“由远及近”、“边挖边退”的原则。
挖土中期采用四台反铲挖掘机，自卸车要随近期工程需要来调配数目。
3.3.4人员准备
为了顺利实施施工计划，有效控制质量，保质保量按期完成施工任务，工程项目经理部具体人员配备见下表：
职务
人数
人数
项目技术负责人
1
机电工长
施工员
4
泥水工
20
质检员
2
钢筋工
15
安全员
抽水工
5
材料员
土方工
送检员
普工
3.3.5作业条件
1.现场三通一平已完成，地上地下障碍物已清除或地下障碍物已查明。
2.基槽（坑）开挖的测量放线工作已完成，并经验收符合设计要求。
3.开挖现场的地表水已排除。
4.土方堆放场地已落实，如需机械倒运土方时，土方的装载、运输、堆高或平整的机械设备已落实。
5.参加施工人员已进行了技术、安全和文明施工的交底。
6.应准备好基础施工材料，以便验槽后可以立即进行基础工程的施工（如垫层砼的浇筑），防止过长时间的晾槽。
3.4.1组织机构
土方开挖组织机构图
土方开挖管理组织机构图
3.5土方开挖方案
根据”先深后浅”的施工原则，为了尽快安排动土开工，加快施工进度，采用机械挖土，人工配合修整，自卸车运土的办法,卸土点选择的原则是就近卸土，保证随挖随填,进行土方开挖。
3.5.1施工方法
1.准备工作
进行水准点、轴线导线点验核交接，由监理方、业主、主体施工方三方签字确认。
2.标高控制
开挖过程中，必须严格控制挖土标高，误差不得大于20mm，对较深的地方，测量人员要经常测量和校核标高，当快挖到设计标高时，将标高移入槽底，撒上白灰点，以便挖机操作人员控制挖土深度。
土方开挖时，由专人在现场进行指挥，特别是承台、地梁的开挖，为防止超挖和保持基坑边坡坡度正确，不破坏基底土的结构，机械开挖至接近设计标高或边坡边界时，应在基底标高以上预留20～30cm厚土层，由人工修整。
在开挖土方时,安排二人用经纬仪和水准仪进行轴线、中心点和桩的标高测量,确保位置正确和开挖土方时不得超挖。
3.土方开挖
1）施工前，须清除施工区域内的障碍物，做好测量控制网的测设（包括轴线和水准点），并标识清楚。
另要确定基坑施工所需的水源、电源。
道路、排水和临设等已按施工平面布置图准备就绪。
2）根据本基坑现场特点，见附图土方开挖阶段现场总平面布置图，从基坑A-E段为起挖点，围绕整体基坑采取退行反铲开挖法施工。
将运土施工便道设置围绕基坑E-F一侧，拉长施工便道距离，从而在装土时减小垂直高度，减少土方开挖转运次数（见附图）
3）基坑开挖程序：
各项准备→分层开挖同时做好临时排水系统→联系边坡支护队伍并配合支护施工→又一次分层开挖同时做好临时排水系统→又一次联系边坡支护队伍并配合支护施工……→基底收尾开挖。
注意：
基底收尾开挖时，等到基础快施工时才用人工挖除，防止基底被水浸泡。
遵循先深后浅及退行法挖土的施工工序。
4）如挖坑时有小部分超挖，可用素土、灰土或砾石回填夯实至与地基土基本相同的密实度。
施工人员需根据技术部门的具体处理措施执行，不得随意填平。
5）挖土前做好基坑内外的截流措施，以保证坑内良好的施工条件。
土方开挖由专人指挥，采取分层开挖。
并严格遵循“有组织分层开挖、严禁超挖乱挖”及“大基坑小开挖”的原则。
本工程边坡处平均开挖约15米深，设计边坡非常陡，开挖时注意按设计规范要求坡度开挖，周边超载不得超过设计荷载限制条件，并且及时联系边坡支护队伍进行边坡支护施工，同时派人工配合边坡支护队伍进行边坡土方挖除，及时保证边坡不失稳。
则当挖至标高接近基础底板标高时，边抄平边配合人工清基底，防止超挖，当挖至最后挖机装土死脚处时，用人工开挖并挑至基坑边，然后用挖机装车带走。
6）为防止坑底扰动，基坑挖好后应尽量减少暴露时间，及时进行下一道工序的施工。
如因特殊情况不能立即进行下一道工序时，可预留15～20cm厚覆盖土层，待下道工序即将施工前再挖去。
7）基坑边角部位、桩的周围等机械开挖不到的部位，应用少量人工配合开挖和清底、清坡，将松土清至机械作业半径范围内，再用机械装车运走或在旁边堆放。
8）在基坑边缘上侧堆土或堆放材料时，应与基坑边缘保持1.2m以上的距离，以保证基坑边坡的稳定。
3.5.2车辆
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