深基坑支护结构设计方案.docx
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深基坑支护结构设计方案
长春凯悦酒店工程
基坑支护、降水设计方案
院长：
总工：
设计：
审批：
审核：
北京中地大工程勘察设计研究院
2010年5月20日
第一章编制依据
1.1相关技术资料
名称
编号
日期
长春凯悦酒店基坑工程招标文件
2010年3月
凯悦工程议标会议精神
2009-53
2010年3月
岩土工程勘察报告
2009年12月
现场场地地面标高方格网图（实测）
2010年5月
业主与我方关于凯悦酒店基坑工程设计方案、施工组织协调会会议精神
2010年5月
业主提供的凯悦酒店基坑±0.00和槽底标高
2010年5月20日
1.2相关法律法规
序号
名称
类别
1
中华人民共和国建筑法
法律
2
中华人民共和国合同法
3
中华人民共和国环境保护法
4
中华人民共和国大气污染防治法
5
中华人民共和国环境噪声污染防治法
6
中华人民共和国水法
7
中华人民共和国水污染防治法
8
中华人民共和国消防法
9
建设工程质量管理条例
法规
10
建设工程安全管理条例
1.3相关规范、标准
类别
名称
编号
国家
《建筑工程施工质量验收统一标准》
GB50300-2001
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
GB50202-2002
《建筑地基基础设计规范》
GB50007-2002
《混凝土结构工程施工质量验收规范》
GB50204-2002
《工程测量规范》
GB50026-2007
《锚杆喷射混凝土支护技术规范》
GB50086-2001
《建筑边坡工程技术规范》
GB50330-2002
行业
《建筑地基处理技术规范》
JGJ79-2002
《建筑基坑支护技术规程》
JGJ120-99
《建筑机械使用安全技术规程》
JGJ33-2001
《钢筋焊接接头试验方法》
JGJ27-2001
《钢筋焊接及验收规程》
JGJ18-2003
《施工现场临时用电安全技术规程》
JGJ46-2005
《建筑变形测量规程》
JGJ/T8-2007
《基坑土钉墙支护技术规程》
CECS96:
97
《土层锚杆设计与施工规范》
CECS22:
90
第二章工程概况
2.1工程简介
工程名称
长春凯悦酒店基坑工程
工程地址
长春朝阳区丰顺街人民大街与解放路交汇处西南角
业主单位
长春宏汇酒店有限公司
使用功能
酒店/地下停车场
招标范围
基坑地下降水（包括后期降水）工程、护坡工程、土方挖运工程
质量目标
质量达到合格标准
2.2设计概况
序号
项目
内容
1
建筑占地面积（m2）
约8000.00m2
2
建筑层数及高度
最高的建筑40层，170m。
3
基底标高（m）
195.3m。
4
±0.000标高（m）
为214.8m
5
自然地面标高（m）
平均标高为211.49-215.79m
2.3工程水文地质条件
2.4.1拟建场区地貌、地形及地物条件
场地地貌为长春波状台地。
建筑场地南侧，紧邻中国人民银行围墙下部3.0m处有一人防地道从人民大街沿围墙方向通过场地到丰顺街后再沿南向延伸。
场地内见有废弃的下水道井及废弃地下菜窖等。
根据现场对勘探点的测量，勘探孔口高程最大值为215.82m，最小值为214.07m，，高差1.75m，勘探孔平均标高214.87m。
2.4.2场区地层岩性及分布特征
本次勘察的最大深度50.0m，拟建场地上部为粘性土及砂土层，下部为白垩纪泥岩，根据岩土的物理力学性质分为如下7层。
第①层杂填土：
黑、褐色、黄褐色，地表为建筑垃圾，下部杂填土的主要成分为砖块、粘性土、植根等，稍湿，稍密，建筑场地内均有分布，层厚1.20～3.20m，一般厚度2.20m。
第②层粉质粘土：
黄褐色，可塑状态，湿，中压缩性，切面稍有光泽，含少量大颗粒铁锰结核，此层土在建筑场地内均有分布，该层厚6.00～8.70m，一般层厚7.00m，层顶标高211.59～213.92m。
第③层粉质粘土：
黄褐色、灰白色，灰白色的粉质粘土主要分布在该层底部，厚度约1.0m，该层土呈硬塑状态，稍湿，中压缩性，切面有光泽，含较多大颗粒铁锰结核，此层土在建筑场地内均有分布，该层厚3.00～5.40，一般层厚4.20m，层顶标高204.24~206.77m。
第④层砾砂层：
灰白色、黄褐色，饱和、密实状态（标准贯入试验平均击数为44击），主要由石英、长石和少量云母等矿物组成，砾砂层底部含有较大颗粒的卵石，粒径大于20mm，一般厚度20cm，局部地段40cm左右。
砾砂层厚2.00～4.60m，一般厚度3.30m，层顶标高200.42～202.22m。
第⑤层全风化泥岩：
灰绿色、灰白色，与砂岩呈交互层产出，互层无规律。
泥岩全风化后，呈粘性土状，硬塑状态；灰绿色砂岩全风化后呈粉细砂状，密实状态，散体状结构，结构基本破坏，有残余结构强度，随着深度加深，土体强度增强，其性质逐渐接近强风化状态。
在场地内均有分布，厚度、顶板埋深变化大，层厚1.00～2.90m，一般厚度2.00m，该层土较薄，层顶标高196.44～198.85m。
第⑥层强风化泥岩：
灰绿色、灰白色、紫红色，以灰绿色为主，在23～25m深度范围内分布为紫红色泥岩，强风化泥岩结构大部分破坏，风化裂隙很发育，岩体破碎，干钻不易钻进，土层呈坚硬状态。
强风化泥岩中常含有零星分布砂岩层位，一般厚度30.0～60.0cm。
强风化泥岩层厚5.50～9.00m，一般厚度7.30m，层顶标高193.74～197.42m。
第⑦层中风化泥岩:
灰绿色、灰白色，泥岩结构部分破坏，风化裂隙很发育，呈岩芯呈碎块状或短柱状，碎裂状结构,岩石基本质量等级V级,钻进困难。
此层未钻穿。
勘察揭露的最大厚度为24.0m，该层土未揭穿。
2.4.3拟建场区的水文地质条件
经勘察，场区地下水主要由埋藏于第②、③层粉质粘土的潜水及第④层砾砂土层中的微承压水以及泥岩中的裂隙水组成。
泥岩中的裂隙水较丰富，且该场地处于长春南湖—兴隆山含水带范围内。
该建筑场地内地下水情况较为复杂，建议进行专门的水文地质勘察。
从2009年11月21日起，开始实测勘察钻孔中地下水，建筑场地初见水位3.20～5.00m，稳定水位3.00～4.30m；水位标高210.79~212.12m，水位平均高程211.65m。
地下水主要补给来源为大气降水，场地地下水位随季节变化，6～9月份为丰水期，水位年变化幅度0.50m～1.50m左右。
根据水质分析报告及地区经验，地下水及土对混凝土和混凝土中的钢筋无腐蚀性。
第三章工程的重点、难点及对策
序号
重点、难点
对策
1
拟建工程位于长春市中心区人民大街旁，地理位置重要。
基坑一面临路，两面临房，与牡丹公园近一墙之隔。
且经过雨季必须选择安全可靠的边坡支护方案，确保边坡及周围环境的安全。
根据工程所处位置和环境，本工程基坑边坡因地制宜的分别选用了复合土钉墙、上部土钉墙与下部桩锚支护相结合联合支护方案。
通过锚杆预应力控制支护结构水平位移，减少对路面及环境的影响，进而保证边坡及周围环境的安全。
2
工程施工工期紧迫，深度达19.3m的基坑；周边围墙尚未拆除，丰顺街封路和公园占地等问题尚未解决，还不具备全面开工的条件下要求在7月底交出基坑，仅剩80天工期。
本工程仅80天施工工期，15万土挖运出19.0m深的基坑，又处在雨季施工，工期之紧迫是不言而喻的。
因此公司首先选派优秀人员组成项目部，利用在全国多地区的类似基坑设计施工管理经验，在优化方案的基础上，精心组织。
组织多工序的交叉流水作业，缩短施工工期。
护坡桩选用施工速度快、质量可靠度高的“钻孔压灌混凝土振捣插筋桩”新工艺施工，提高施工效率。
严把质量关，达到一次交验合格率100%，杜绝返工，为保证工期打好基础。
做好雨季施工的准备，雨天及时覆盖出土坡道，雨后能尽快挖运土方，减少雨天影响。
3
拟建工程地下水位高，水文地质条件复杂。
护坡桩要进入基岩5-8m，大大增加了护坡桩和锚杆的成孔施工难度。
本工程地面下16.0m下即为岩石砂层，且有较厚的软土和砾砂层，护坡桩成孔有一定难度，届时护坡桩我们将采用特制喷钻头结合“钻孔压灌混凝土振捣插筋桩”新工艺施工，先灌砼后插钢筋笼，利用砼护壁，一次快速成孔。
锚杆将采取跟浆钻进等措施，保证锚杆一次成孔。
基坑降水将利用我们在南方高水位地区基坑降水的经验，打深井，布密井，保证降水效果。
4
工程位于城市闹市和高干居住区，对施工噪音、扬尘等文明施工要求高。
护坡桩采用无噪音、无污染的“钻孔压灌混凝土振捣插筋桩”施工。
现场水泥浆和喷射砼料搅拌要搭设防尘棚，空压机、发电机搭设隔音棚。
第四章设计方案
4.1基坑边坡支护设计方案
4.1.1设计原则及指导思想
本工程位于繁华的闹市区，基坑较深，没有放坡开挖的条件，需进行基坑支护。
本工程目前为长春市最深的基坑，四周近邻道路、楼房、管线等市政设施，必须慎重对待。
基坑边坡支护设计与施工质量的好坏是整个工程能否顺利进行施工的关键，稍有不慎就会危及四周环境的安全，造成极坏的社会影响，影响后期工程的施工。
本工程质量要求高，工期要求紧，更没有补救返工的机会，因此本工程的基坑边坡支护结构必须采用成熟方案，确保安全，万无一失。
据拟建工程基坑深度及周边环境特点，制定工程护坡方案的设计原则如下：
1．由于本工程位于城市闹市区，因此必须确保基坑边坡的安全与稳定；
2．设计方案必须具有多工序穿插的特点。
土方挖运、护坡施工必须加快施工进度，以确保工程总工期满足业主提出的工期要求；
3．工程地处闹市区，由是长春第一深坑，对后期施工具有示范作用，必须营造干净、整洁的施工环境，树立企业品牌；
4.1.2设计方案选择
目前深度约20.0m左右的基坑，边坡支护多采用土钉墙支护和桩锚支护相结合、复合土钉墙支护的支护方案。
土钉墙支护自八十年代引入国内，目前已广泛应用于高层建筑深基坑的支护结构，该技术变过去深基坑开挖中的被动支护为主动支护，开挖后基坑边坡土体侧压力通过钢筋网喷射砼面板传至土钉，再由土钉传至稳定的土层中，从而保证了边坡的稳定，此项工艺融合了土钉挡墙和加筋土墙的长处，形成土钉墙复合体，能显著提高边坡整体稳定性和承受坡顶超载的能力，增强土体破坏延性，改变边坡突然塌方性质，经过土钉墙加固后的土层，由于土钉的加筋作用，压力浆体的渗透作用，使相邻土钉区域土体相互约束。
锚喷支护是分布多点式铰接连续板结构，是一柔性支护结构，允许土体有一定量的变形和位移，各个节点受力可自行调节，从而重新调整了结构受力状态，使结构处于最佳应力状态。
土钉墙支护结构不仅可以最大限度的降低工程造价，面且不单独占用工期，只要保证工作面，可以投入较大的劳动力，从而可以尽可能地缩短施工工期，土钉墙支护结构施工投入的机械设备少、无噪音，有利于组织现场施工，保证基坑周围建筑物及市政设施的安全使用和宁静文明的施工环境。
但该工艺是先开挖后支护，遇有上层滞水等复杂情况，容易造成局部坍塌，近邻既有建筑或管线的基坑边坡须采取其他补救措施，否则应慎用。
桩锚支护结构可利用桩及预应力锚杆变形小的特点有效控制基坑边坡支护结构的水平位移，以减少对四周临近建筑物及市政设施的影响，保证基坑周围民房及市政设施的安全使用和宁静文明的施工环境。
根据我公司在基坑支护工程设计的经验，本着安全可靠经济合理的原则，经过认真计算和多方案比较，考虑到本工程周边实际情况，并借鉴本工程附近基坑实例，为降低工程造价，特选用桩锚支护、复合土钉墙支护相结合的方案。
桩锚支护结构可利用桩及预应力锚杆变形小的特点有效控制基
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