深基坑论文.docx

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深基坑论文

深基坑支护和应急预案研究

一、方案设计依据

1.浙江省工程勘察院提供的2008年3月《镇海芳辰丽阳居住小区-工程地质勘察报告》；

2.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；

3.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

4.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；

5.《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；

6.《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；

7.中国工程建设标准化协会标准《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22:

2005）；

8.浙江省标准《建筑基坑工程技术规程》（DB33/T1008-2000J10032-2000）；

9.《宁波市软土深基坑支护设计与施工暂行技术规定》；

10.《宁波市水泥搅拌桩法加固地基设计、施工和质量检验暂行细则》；

11.宁波市建筑设计研究院有限公司提供的“镇海芳辰丽阳居住小区一期D区（Ⅱ标段）”基础图、地下室建筑平面图和总平面图；

12.施工单位提供的场地标高、场地布置及周边环境情况；

13.现场踏勘、测量、寻访等方式得到的场地平均标高、周边环境等资料；

二、工程概况

1、主体概况：

拟建的镇海芳辰丽阳住宅小区工程一期D区由20幢住宅楼（D1～D20#楼）及9#～13#地下室等组成。

总用地面积90196.1m2，总建筑面积226775.0m2，地下室地下建筑面积39465.3m2。

一期D区分为两个标段，D1#～D4#、D7#～D10#、D15#、D16#楼及9#、10#地下室为Ⅱ标段，其余为Ⅰ标段。

本次任务是对Ⅱ标段地下室进行围护设计（其中D2#、D4#、D8#、D10#、D16#楼无地下室）。

工程桩采用φ400预应力砼管桩和450×450方桩，沉桩方式为锤击法沉桩。

2、地理位置及周边环境：

拟建工程位于镇海区庄市镇庄市大道北侧，汤家村西北侧、钟包村南侧。

场地中部有一条近东西向延伸的老河道，河宽9～10m，深3～4m。

⑴、地下室基础外边线与各周边环境的距离为：

东侧：

距用地红线18.6m，用地红线外是待建的规划道路。

南侧：

东段距D10#、D16#楼基础边14.6～17.5m，西段距D4#楼基础边最近约1.9m。

西侧：

距用地红线约14.6m，用地红线外是已建的兴海路，兴海路路面平均标高约为黄海高程3.000m。

北侧：

距用地红线最近约14.0m，用地红线外是待建的规划道路。

⑵、管线情况：

西侧兴海路靠基坑侧的人行道上有一条电力管，用地红线内3.5m有一条南北向的架空电线杆。

3、施工现场平面布置：

根据施工单位要求，现场施工组织如下：

⑴、南侧的D4#、D10#和D16#楼作为材料堆场及制作场地，北侧也设有材料堆场及制作场地。

、东南西三侧设置施工道路供车辆通行；

、本工程在东侧设置一个出土口，在西侧设置两个出土口。

4、基坑概况：

本工程±0.000相当于黄海高程3.800m，场地平均标高约为2.400m，相对标高为-1.400m。

西侧兴海路路面平均标高约为3.000m。

本工程有关部位标高和计算开挖深度统计见表一-1～2所示。

地下室部位标高和计算开挖深度统计表表一-1

地下车库

D1、D15#楼

D7#楼

D9#楼

主楼

电梯井

主楼

电梯井

主楼

电梯井

底板面标高（m）

-4.950

-4.950

-6.500

-3.350

-4.900

-4.950

-6.500

底板厚度（m）

0.45

0.45

-

0.45

-

0.45

-

底板垫层底标高（m）

-5.750

-5.750

-

-5.750

-

-5.750

-

地梁高度（m）

0.8

0.8

-

0.8

-

0.8

-

地梁垫层底标高（m）

-6.100

-6.100

-

-6.100

-

-6.100

-

承台高度（m）

1.3～1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.2

承台垫层底标高（m）

-6.600～-6.800

-6.800

-8.350

-5.200

-6.750

-6.500

-8.050

计算开挖深度（m）

4.7

5.4

6.95

3.8

5.35

5.1

6.65

无地下室住宅楼部位标高统计表表一-2

D2#、D16#楼

D4#楼

D8#、D10#楼

承台底标高（m）

-2.000

-1.750

-1.250

说明：

1、基坑计算开挖深度确定原则：

地下车库部位四周全是单桩承台且柱距较大，计算开挖深度按地梁垫层底标高计；主楼部位承台较密且柱距较小，计算开挖深度按承台垫层底标高计。

2、考虑到无地下室住宅楼开挖到基础垫层底后及时打设垫层，地下车库地梁垫层底与D2#楼承台底高差为4.1m，与D4#楼承台底高差为4.35m。

由于D8#楼基础底为-1.250m，比场地标高高出0.15m，该部位该部位场地标高按-1.400m计，地下车库地梁垫层底与地面的高差为4.7m。

3、主楼电梯井承台垫层底与周边承台垫层底高差为1.55m。

4、上述地下车库标高和计算开挖深度都已考虑了结构设计要求的150厚C15素砼垫层和200厚碎石垫层。

三、设计原则

1.保证围护结构及土体在施工期间的整体稳定性；

2.在基坑开挖和施工过程中，确保周围建筑物、地下管线、道路等正常使用；

3.方便施工、工程造价经济合理。

四、工程地质条件

依据浙江省工程勘察院提供的工程地质勘察报告，知在场地所研究的深度内有性质如下的地层分布：

1层：

人工填土

由大量碎石、碎砖块等杂物混少量粘性土组成，部分地段以灰黄色粘性土为主，结构松散。

本层主要分布在场区的旧宅基地、道路及其两侧部位和局部地表堆积较高的地方,厚度较薄，一般厚度0.3～2.2m。

2层：

粘土

灰黄色，可塑，厚层状构造，内含少量铁锰质浸染斑点，土质不均一，局部为粉质粘土，土面光滑具油脂光泽，无摇震反应，干强度很高，韧性很硬。

本层普遍分布于整个场地，河道及水塘内缺失，一般顶部0.3m为耕植土，层面标高1.31～2.53m，厚度0.70～3.0m，物理力学性质较好，具中偏高压缩性。

3层：

淤泥质粘土

灰色，流塑，厚层状构造，偶夹粘土团块，土质不均一，局部为淤泥，土面光滑有光泽，无摇震反应，干强度很高，韧性硬。

本层分布于整个场地，顶板标高-0.94～1.58m，厚度0.8～2.90m，物理力学性质差，具高压缩性。

1层：

淤泥质粘土

灰色，流塑，厚层状构造，土质不均一，局部为淤泥，土面光滑有光泽，无摇震反应，干强度很高，韧性硬。

本层分布于整个场地，顶板标高-0.53～-2.24m，厚度2.30～6.20m，物理力学性质差，具高压缩性。

2层：

淤泥质粉质粘土夹粉砂

灰色，流塑，厚层状构造，性质不均匀，内夹较多粉砂团块或薄层，土面较粗糙，无光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中硬。

本层主要在场地中西部局部分布，其它部位零星分布，顶板标高-4.37～-5.82m，厚度0.40～2.00m，物理力学性质差，高压缩性。

3层：

粉砂

灰绿色，绿灰色，饱和，中密，厚层状构造，砂质较纯，仅局部含少量粘性土，有的地段相变为细砂或砂质粉土。

本层场地内一般均有分布，局部粘性土含量增高，相变为

3a层含粘性土粉砂，顶板标高-3.64～-7.78m，厚度0.20～3.40m，物理力学性质较好，具中偏低压缩性。

3a层：

含粘性土粉砂

绿灰色，饱和，松散~稍密，厚层状构造，性质不均匀，内含较多粘性土，局部相变为粉土。

土面粗糙，摇震反应迅速。

本层场地局部分布，顶板标高-5.02～-8.29m，厚度0.60～2.50m，物理力学性质一般，具中偏低压缩性。

4层：

淤泥质粉质粘土

灰色，流塑，厚层状构造，内含少量粉砂团块，土面稍光滑无光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中硬。

本层分布于整个场地，顶板标高-4.74～-9.39m，厚度1.10～4.30m，物理力学性质差，具高压缩性。

对以上各层土的厚度h、天然重度γ、固结快剪试验的内聚力C及内摩擦角φ进行了处理、归类、统计，各层土的物理力学性质见表二。

五、基坑围护方案

1、基坑特点

综合分析场地地理位置、土质条件、基坑计算开挖深度和形状以及工程桩类型，本工程基坑具有以下特点：

⑴、周边环境：

本工程东侧、南侧东段、北侧设置施工道路或材料堆场后仍有较大的放坡条件，西侧距用地红线约14.6m，该侧设置施工道路后，没有很大的放坡条件；南侧西段紧靠D4#部位，高差较大，没有放坡条件。

地下室中间部位D2#、D8#楼距地下室基础很近，这些部位没有放坡条件。

地下室周边无地下室住宅楼的高位桩是本基坑的重点保护对象。

⑵、工程地质条件：

基坑围护范围内①2层粘土土性较好，但层厚较薄且在浅部；①3、②1层淤泥质粘土土性较差且两层厚度之和为5.1～6.2m，坑底位于②1层上；②3层粉砂和②3a层含粘性土粉砂层顶埋深为黄海高程-4.690～-6.140m，厚度为1.2～2.6m，实测承压水头标高为黄海高程1.100m，4a层淤泥质粘土土性较差。

基坑开挖范围内杂填土渗透系数较大，②3层粉砂和②3a层含粘性土粉砂渗透系数为10-4cm/s左右，其它各层土的渗透系数为10-7～10-8cm/s左右。

另外场地中部有一条近东西向延伸的老河道，深3～4m，该部位应采取有效的防渗措施，同时注意围护方案的可行性。

⑶、计算开挖深度：

地下室计算开挖深度为4.7～5.4m，地下车库地梁垫层底与周边无地下室住宅楼承台底高差为4.1～4.7m，电梯井坑中坑二次计算开挖深度为1.55。

基坑形状不规则且开挖面积很大。

⑷、工程桩类型：

工程桩采用φ400预应力砼管桩和450×450方桩，沉桩方式为锤击法沉桩，桩基施工对土体扰动较大。

根据浙江省《建筑基坑工程技术规程》，本基坑属二级基坑工程，重要性系数γ0=1.0。

2、围护方案比较与确定

⑴、（复合）土钉墙

土钉墙的最大优点就是造价较低，但本工程西侧是新建道路，采用土钉墙方案作为围护体系风险比较大，如基坑围护失败，有可能对道路产生严重影响，其余部位有较大的放坡条件，但采用搅拌桩复合后在造价上无多大优势。

⑵、排桩+支撑（拉锚）方案

排桩+支撑方案施工工序多，工期很长，有支撑体系不利于土方开挖，造价较高，但该方案能有效控制变形，围护体系的安全度较高，对周边场地要求不高。

排桩+拉锚的围护用于场地放坡条件有限且支撑难以设置部位，没有支撑体系，挖土比较方便，但应关注填河段锚杆施工的可行性。

基坑开挖面积越大、支撑体系越复杂，拉锚方案的造价相对支撑方案优势越明显。

考虑到本工程②3层粉砂和②3a层含粘性土粉砂顶板埋深很浅，围护桩桩长较短，对于节约工程造价有利。

⑶、分级放坡+水泥搅拌桩重力式挡墙方案

水泥搅拌桩重力式挡墙方案有较成熟的施工经验，挖土施工方便，止水性能好，大面积卸土后的基坑变形也能得到有效控制，没有支撑体系，施工速度快。

若周边场地放坡条件容许，该方案在造价方面优势比较明显。

综合以上分析，根据本工程周边环境条件及场地布置情况，采用如下围护形式：

地下车库距D2#、D4#、D8#楼较近且高差为4.1～4.7m，采用搅拌桩重力式挡墙方案工作面不够，采用土钉墙或排桩＋土锚杆的围护形式，由于住宅楼工程桩较密，土钉或土锚杆施工要碰到工程桩，施工非常困难，考虑该部位有对拉条件，采用排桩+拉杆的围护形式，该方案造价低且施工方便；西侧南段要设置施工道路，没有很大的放坡条件，采用排桩+拉锚的围护形式；西侧北段有老河道存在，土锚杆在老河道部位施工质量难保证，该部位采用两级放坡+搅拌桩重力式挡墙方案；其余部位有较大放坡条件且基坑的阳角很多，可以采用两级放坡+搅拌桩重