南国花郡基坑深基坑设计说明书.docx

1、南国花郡基坑深基坑设计说明书南国花郡基坑深基坑设计说明书1.工程概况及和场地周边环境条件1.1 工程概述南国花郡项目位于洪山区湖北南湖驾驶培训中心内，毗邻 已建成的宝安中海小区，东临恒安路，南临南湖路，西临老李 纸公路。项目总用地面积约28754 ，总建设面积约92000平方米， 拟建 6栋 18 33层住宅和部分底层商业。 其中 4栋18层住宅、 2 栋 33 层住宅， 18 层住宅建筑高度约 53 米， 33 层住宅建筑高 度约 99米。地下室面积约 10500平方米，层高 5米，为一层地 下室，其中人防部分面积约 4000平方米。主体结构为：钢筋砼 框剪结构，基础为：钢筋砼钻孔灌注桩基础

2、、长螺旋成孔抗拔 锚杆和天然地基。 33 层塔楼采用钻孔灌注桩基础，地下室底板 厚度为800mm,承台厚度为2.0米；18层塔楼为天然地基，筏 板厚度 1.0米；无塔楼地下室部分采用长螺旋成孔抗拔锚杆， 承 台厚度为 1.0米，地下室底板厚度为 400mm。工程设计0.00相当于绝对标高23.80m,根据业主提供现 场地形图，场地自然地面绝对标高平均约为 21.10 m，基坑边线 设计为地下室地下室剪力墙中心线外扩 2.5m，则基坑底边线开 挖面积13178m2，支护周长475m。基坑周边开挖标高和深度见F表。地下室主楼1主楼2地面绝对标咼（m）21.1021.1021.10地面相对标咼（m）

3、-2.70-2.70-2.70结构底板面标咼（m）-7.00-7.00-7.00基梁连梁（或筏板）厚度（m）1.001.002.00基坑周边开挖深度含垫层）（m）5.305.306.3012场地周边环境条件南国花郡项目位于洪山区湖北南湖驾驶培训中心内， 毗邻已建成的宝安中海小区，东临恒安路，南临南湖路，西临 老李纸公路。具体情况为：基坑东侧为恒安路交通主干道，基坑顶边线距围墙边线（用地 红线）为28.0m，基坑顶边线由北向南，依次有示范区，钢筋堆场, 3#楼（3#楼为桩基础，设计0.00=23.50m，基底标高-4.50m）， 钢筋堆场和现场临时厕所。基坑底边线距上述施工堆场均有5m左右 的距

4、离。基坑南侧由东向西依次为4# （ 4#楼为桩基础，设计 0.00=23.50m，基底标高-4.50m ）、6#楼（6#楼为桩基础，设 计0.00=22.70m，基底标高-4.00m ），基坑边线距4#楼房屋边 线为6.2m,基坑底边线距6#楼房屋边线为15.4m。基坑西侧为南湖路，基坑底边线距用地红线（围墙）最近为3.4m 围墙外侧(用地红线)有一电缆沟，宽 400mm深350mm 基坑北侧场地原为架校训练场，基坑底边线距用地红线(围墙) 最近为2.7m。在场地绿化带内有场地雨水排放管道穿过整个场 地，施工时会予以封闭。2.场地岩土工程条件2.1工程地质条件拟建场区位于武汉市武昌区南湖花园恒

5、安路西侧南湖驾校 院内的南面训练场，北侧约 100m为南湖驾校办公大楼，西侧 及南侧均邻近南湖路。场区现为驾校训练场地，地势平坦，孔 口高程20.8721.53米。地貌单元属长江H级阶地。微地貌单 元为湖塘淤积地带。根据勘察报告，与本次基坑支护设计有关的地层描述如下： 第层素填土 (Q)，黄褐色、松散、湿，表层为混凝土路面， 厚2030cm,下部主要由粘性土组成，含少量砖渣。全场地分 布，厚度0.603.30m,力学性质均匀性差。第-1层粘土 (Qa1 pl)，褐黄色，软塑可塑，湿，含有铁 锰氧化物。大部分布，顶板埋深0.602.80m,厚度0.705.90m, 属中等偏咼压缩性土。第-2层粘

6、土 (Qa1 p1)，褐黄色，可塑，湿，含有铁锰氧化 物及少许高岭土。大部分布，顶板埋深1.008.00m,厚度0.506.90m,属中等偏咼压缩性土。第-3层粘土（Qa“），褐黄色，可塑硬塑，湿，含少量 铁锰氧化物，含较多白色高岭土。全场地分布，顶板埋深1.40 13.00m,厚度0.6011.00m,属中等压缩性土。第层粘土（Q?。），褐黄色，可塑硬塑，湿， 含少量铁锰氧化物，含较多白色高岭土，局部含大量白色高岭土。全场 地分布，顶板埋深3.0016.50m,厚度3.5018.20m，属中等 偏低压缩性土。第层粘土（ ce1），褐黄色、灰褐色，可塑硬塑，湿，含 少量铁锰氧化物，为残积土，局

7、部含有大量碎石，大部地区底 部为少量黄色粉细砂。大部分布，顶板埋深18.0022.50m，厚 度1.507.50m,属中等偏低压缩性土。第层强风化硅质岩（P2），褐棕色、黑灰色，硅质胶结， 块状构造；该层岩性分为两种：一种岩芯多呈碎屑状，钻探进 尺速度较快，钻探难以取出岩芯。一种岩芯多呈碎块状，钻进 稍慢；由于该两种硅质岩均为局部分布，处于岩层顶部，且厚 度较薄，故将其合为一层。场地大部分地段分布，顶板埋深 23.8026.00m,厚度0.301.60m,可视为不可压缩性土层。 属较硬岩，岩体破碎，基本质量等级W级。第-1层煤夹炭质灰岩（P2）,黑色、灰黑色，泥钙质胶结， 层状结构，岩芯多呈泥

8、状，手可捻碎；夹有少量黑色炭质灰岩， 块状，炭质灰岩矽化程度高，强度较高，岩块坚硬。局部分布， 顶板埋深24.4025.80m,厚度0.807.80m,属低压缩性土。第-2层煤夹炭质灰岩（P2）,黑色、灰黑色，泥钙质胶结, 层状结构，岩芯多呈块状，部分呈短柱状，锤击易碎；夹有较 多黑色炭质灰岩，含量较-1层明显增多，炭质灰岩岩芯多呈 块状,矽化程度高,岩块坚硬,锤击可碎。顶板埋深 25.30 32.40m,厚度2.008.90m,局部分布，可视为不可压缩性土层。 属较硬岩，岩体较破碎，基本质量等级V级。第层为泥质灰岩、炭质灰岩，该两层岩性有差异，但强度相当,风化后的岩芯状态基本一致,故按强度划

9、分,这两层 岩层合并为一层,又视其风化程度划为如下强、中风化两层。第-1层强风化泥质灰岩、炭质灰岩（P2）,黑色、灰黄色、灰色，泥钙质胶结，层状结构，岩芯多呈碎块夹土或碎石状， 手可掰断；强度较高，岩块锤击可碎。场地大部分地段分布， 顶板埋深24.3027.50m,厚度0.502.50m,属低压缩性土。第-2层中风化泥质灰岩、炭质灰岩（P2）,黑色、灰黄色、 灰色；泥质灰岩多为灰黄色、灰色，泥晶质结构，泥钙质胶结， 层状构造，层厚由0.310cm不等，裂隙较发育，取芯率较低， 岩芯破碎，为饼状、碎块状，部分呈柱状、短柱状，多为钻进 破碎，钻进平稳，偶有失水现象，易沿自然层面断开，层面倾 角约3

10、045;炭质灰岩多呈黑色，岩芯多呈短柱状、柱状， 敲击声清脆。大部分布，可视为不可压缩性土层。顶板埋深23.8037.00m,厚度1.3012.50m。属较软岩，岩体较破碎， 基本质量等级W级。第-1层强风化泥质粉砂岩（P2），黑灰色、灰色，粉砂质 结构,钙质胶结,层状构造,裂隙发育;取芯率低,岩芯破碎, 呈碎块和砂土状。场区大部分分布,顶板埋深 24.2025.80m, 厚度0.702.70m,属低压缩性土。第-2层中风化泥质粉砂岩（P2），黑灰色、灰色，粉砂质 结构,钙质胶结,层状构造,裂隙发育;岩芯多呈柱状、短柱 状,锤击声较清脆,轻微反弹。大部分布,可视为不可压缩性 土层。顶板埋深24

11、.5027.80m,厚度6.709.90m。属较软岩， 岩体较破碎，基本质量等级W级。因施工中发现场区东北侧（基坑东北角）土层与详勘报告 有差异,建设单位要求勘察公司对场区进行补勘,查明场地东 北侧地层情况,以备基坑支护设计单位修改设计。变化如下 :1 、由于场区地处湖塘淤积地带,场区上部土层规律性差。各土层工程性质差异性较大。详细勘察时，对于第 -1层Ps值0.5-1.0MPa之间的未细分，均划为一层；此次补充勘察对于Ps值小于0.6MPa的地层另划为一层，便于基坑设计2、 由于场区东侧地处湖塘淤积地带，-2层依据静力触 探的成果，基坑支护设计参数建议：c=23kPa; =12。（原详 勘报

12、告为：c=25kPa; =12）3、 详细勘察时，场区第-1层粘土（野外鉴别为淤泥质 土、土工试验确定为粘土）Ps值为0.5-1.0MPa之间，对应承载 力应为55-100kPa,在场区东部强度相对较差。因该土层不能作 为持力层，详勘报告未进一步分层， 详勘报告综合确定为 80kPa， 仅供施工参考。 详勘阶段考虑到该土层为基坑边坡的主要土层， 土层性状不稳定，基坑支护参数偏低取值。2.2 水文地质条件 拟建场区地下水分为上部填土层中的上层滞水和下部岩层 中的基岩裂隙水，二者之间通过不透水层或弱透水层阻隔。上 层滞水主要由大气降水和地表水补给。勘察期间，测得上层滞水稳定水位埋深为地面下 0.4

13、01.50m,高程为19.6220.80m。基岩裂隙水对本项目影响不大， 故未测量地下水位。3.设计思路及方案分析3.1 设 计 依 据1、南国置业南湖驾校地块岩土工程勘察报告 (详细勘察阶段) (机中南勘察设计院(湖北)有限责任公司) ；2、业主提供的设计要求、招标函及图件； 3、湖北省深基坑工程技术规定 ( DB42/159-2004)；4、建筑基坑支护技术规程 ( JGJ120-99)；5、混凝土结构设计规范 (GB50010-2002)；6、 武汉市深基坑工程设计文件编制规定 (WBJ-1-2001)(试 行)；7、 建筑桩基技术规范 (JGJ94-2008)；8、 建筑边坡工程技术规

14、范 (JGJ/T111-98)；9、 天汉软件 ver2007；10、 武汉市基坑工程质量安全技术措施 (武汉市建委)( 2005) 273 号文件)11、 南国花郡补充勘察报告 (2011.9.22 )3.2基坑工程重要性等级根据规定( DB42/159-2004 ) 4.0.1 条规定， 基坑东侧、 北侧和西北角、东南角工程重要性等级应定为一级。其余定 为二级。3.3本基坑工程之特点3.3.1 地下室的特点本工程为一层地下室，基坑开挖深度为 5.30-6.30m (不 考虑超挖），开挖面积约13170m2,支护周长约475m，属于 大型深基坑，基坑西北角和东侧对周边环境保护要求极高， 地下

15、室施工周期很长,时间和空间效应明显,不可预见的因 素较多。3.3.2 基坑工程地质特点基坑坑壁东侧、南侧土质较差,主要由素填土（ 1 ）、粘土（ 2-1 ）、粘土（ 2-2 ） 、粘土（ 2-3）组成,其中素填土（ 1 ） 和粘土 （2-1）层土层强度均较低 （大部分为软塑可塑状）， 湖塘淤积地带,作用在支护结构上的土压力大,对支护结构 的稳定和受力不利,支护设计对东侧、南侧应采取有效支护 措施。基坑西侧和北侧土质较好,但基坑涉及公共安全,需 严格控制其变形。3.3.3 地下水特点 上层滞水主要赋存于杂填土中,基坑开挖后,可对坑壁 产生浸蚀和渗透破坏,应采取封堵和疏导措施。基岩裂隙水 对本项目

16、影响不大。3.3.4、周边环境特征 基坑东侧、北侧和东南角地段周边环境紧张,为拟建构 筑物,需重点保护,严格控制支护结构的水平位移和沉降以 及基坑支护结构外侧土体沉降,确保安全。3.4 方案分析和选择根据武汉地区深基坑经验及技术要求， “坡顶线与周边建筑 物之间的距离小于5m或1倍基坑开挖深度时，不宜采用放坡。” 在该地质条件下垂直开挖深度在 6m 左右的大型基坑通 常采用 A 悬臂桩 +（被动区加固） 、B 排桩 +锚杆（或内支撑） 、 C （复合）喷锚支护和 D自然放坡。针对本基坑地质条件和武汉市建委的相关文件规定， 锚杆在此西侧和北侧会超越用地红线， 二是锚杆锚固段的锚固 土体为软塑状，

17、锚固力有限，因此方案 B 中排桩 +内支撑造价较高，且施工不便，在此不予考虑，排桩 + 锚杆在此工程中西、北侧被限制使用，东、南两侧有应用条件。方案C （复合）喷锚支护西、北两侧也存在锚杆超越用地 红线问题。方案 A 悬臂桩 +（被动区加固）是坡顶削坡卸载，坑底采 用搅拌桩或高压旋喷桩加固，排桩采用管桩、长螺旋灌注桩或 钻孔灌注桩，其特点是地下室土方开挖和施工便利，但需满足 相关等级基坑的变形要求。方案 D 采用二级放坡卸载 +坡面保护的形式，其特点是造 价较低，缺点是基坑周边需较大的空间，本基坑周边除南边外 均有空间可供放坡。经上述分析比较，本着安全经济的原则，基坑分段采用多种支护形式，地下

18、室大部分坑段采用悬臂桩支护，东侧为按一 级基坑变形来控制，局部采用被动区加固+锚杆，南侧部分坑段 周边环境宽松采用多级放坡 +坡面保护的形式。为节约工程造 价，支护桩部分坑段采用长螺旋钻孔灌注桩，部分采用旋挖灌 注桩。4 .支护结构设计4.1计算参数依据勘察报告提供相关土层的基坑支护设计参数 ，地层的计算参数见下表：基坑支护设计参数地层勘察报告取值重度YC(kPa)0 （度）3kN/m素填土10818.5-1粘土14618.8-1-1粘土11418.0-2粘土251219.2-3粘土321319.2粘土381619.74.2超载取值考虑场地的平面布置及施工作业条件， 办公用房考虑荷载2T/m2

19、,示范区考虑荷载 3T/m2,临时施工车道及钢筋材料堆场限载3T/m2,其它施工材料堆场处支护限载 2T/m2, 取场内及周边道路地面荷载按均布荷载按 15kPa。放坡坡顶超载按10kPa考虑。3#、4#、6#楼施工荷载按 17.5KPa考虑。 4.3支护计算4.3.1计算模式(1)土压力采用朗金土压力，水土合算， r=1.0。(2 )桩支护计算时，桩的入土深度按自由端等值梁法确定， 桩身内力按弹性抗力法计算。4.3.1设计计算基坑支护采用上部2.0m放坡，下部分段采用桩支护，支护 桩采用弹性抗力法计算内力和变形。上述计算均采用天汉软件2005版本系列软件，分段计 算结果详见计算书部分。4.4

20、支护结构设计4.4.1、冠梁和支撑结构设计冠梁截面尺寸为 1000mmx 600mm (b x h)和 800mmx600mm,设计砼强度C30。采用双面对称配筋，每侧主筋5_20 (20),上下各2也14钢筋，箍筋 8200 (转角处1.5m范围 内箍筋加密 8 100)。442、各段支护桩排主要设计结果支护桩桩径根据施工工艺分段采用 600mm和800mm,支护桩设计结果如下:支护桩设计计算结果ABBCCDDEEE E FFF FGG HH IIJKA计算深度m)5.306.306.305.304.004.005.305.305.305.305.306.30桩顶标高(m)-4.70-4.7

21、0-4.70-4.70-4.70-4.70-4.70-4.70-4.70-4.70-4.70-4.70桩径(mm)600800800800800800800800600600600800桩间距(m)1.201.201.201.201.401.401.401.401.001.201.201.40桩长(m)7.512.012.010.510.511.511.510.510.58.06.58.5设计弯矩(KN- m)633854213574212775892821678816177最大变形(mm)25282825242329242527640砼强度C30C30C30C30C30C30C30C30C3

22、0C30C30C30配筋1001414020140201002014020100201802010020160141001410014100 20443、自然放坡设计(1)HH 段该基坑开挖深度按5.30m深考虑，基坑重要性等级为二级， 二级放坡，一级按1:1放坡，平台宽3m，二级按1:1.25放坡， 并挂网喷射C20砼护面，具体支护为：土钉长度L=0.7m (104 螺纹钢筋)，呈梅花形布置，间距1.3 X.3m,坡面挂50X100mm 钢板网，喷砼 C20厚度60- 80mm。经计算，其整体稳定最小安全系数 Kmi n=1.163。抗隆起安全系数5.57 1.8满足要求。计算结果见天汉设计

23、计算书。JK段该基坑开挖深度按5.30m深考虑，基坑重要性等级为二级， 按二级放坡，坡道底标高-6.70m,坡比1:0.75，平台宽度1.0m, 并挂网喷射C20砼护面，具体支护为：土钉长度L=0.7m (1J14 螺纹钢筋)，呈梅花形布置，间距1.3 X.3m,坡面挂50X100mm 钢板网，喷砼 C20厚度60- 80mm。经计算，其整体稳定最小安全系数 Kmi n=1.904。抗隆起安 全系数11.44 1.8满足要求。计算结果见天汉设计计算书。(3)GG 支护计算GG段为坡道，坡道两侧已经支护，中间按坡道坡比 1: 8放坡开挖即可(4)3#楼支护计算该基坑开挖深度按2.10m深考虑，基

24、坑重要性等级为二级， 按1:0.5放坡，经计算，其整体稳定最小安全系数 Kmi n=1.270。抗隆起安全系数3.481.8满足要求。计算结果见天汉设计计算 书。(5)4#楼支护计算该基坑开挖深度按2.10m深考虑，基坑重要性等级为二级, 按 1:0.5 放坡，经计算，其整体稳定最小安全系数 Kmin=1.268。抗隆起安全系数3.481.8满足要求。计算结果见天汉设计计算 书。（6）6#楼支护计算该基坑开挖深度按2.40m深考虑，基坑重要性等级为二级， 按 1:0.5放坡，经计算，其整体稳定最小安全系数 Kmin=1.315。 抗隆起安全系数 3.481.8满足要求。计算结果见天汉设计计算

25、书。上述 3 栋楼塔吊虽然位于边坡顶，但塔吊均为桩基础，按 1:0.5 坡比开挖，边坡处于稳定状态，因此，基坑不需支护，仅 需作简单的喷砼护面处理即可。4.4.4、坑底被动区加固设计 坑底被动区加固采用深层搅拌桩工艺，坑底加固范围 为：桩插入弹性桩长的特征深度 4/ a的1.1倍，宽度为7.5m,采用 500mm400深层搅拌桩，采用 P.S.A32.5水泥，水灰比0.7，掺灰量15%，每延米水泥用量50kg，深度为坑底以 下4.55.0m。加固深度内被动区土体的等效抗剪强度可按 复合体进行计算 , 其中粘土（ 2-1-1 ）层复合体等效水平抗力 系数 m 取为 5000kPa/m，粘土（ 2

26、-1）取为 5500kPa/m。粘土（ 2-2） m 取为 6500kPa/m。5 .地下水控制设计5.1、 设计思路场地地下水类型分为上层滞水和基岩裂隙水，基岩裂隙水对本项目影响不大，无需处理。对于上层滞水，采取疏、堵结合的方法。5.2、 上层滞水治理在坡顶、坡底设置截排水沟，过水断面尺寸为 300伽X300mm,采用灰砖砌筑。在坑底设置若干集水坑，汇集上层滞水后，用水泵抽排至明渠。支护桩间设置土钉挂网喷砼护面。基坑东侧、南侧和北侧支护桩后设置 1-2排隔水帷幕（见支护结构平面、剖面示意图）。6、深基坑开挖与施工要求6.1、施工顺序整个支护系统施工顺序为：整个基坑周边支护桩、搅拌桩施工-建立

27、基坑开挖环境监测系统 -整个基坑开挖2.0m左右 t冠梁施工t下部土方开挖2.0锚杆（局部）和土钉挂网喷砼 护面施工-下部土方开挖2.0-土钉挂网喷砼护面施工 -开挖 至底板-地下室地板、筏板施工-施工至+0.006.2、支护桩 （旋挖灌注桩 ）施工技术要求6.2.1支护桩排施工应采取跳打法，砼达到初凝且 1 天后方可施 工相邻桩。6.2.2支护桩保证桩位、桩长，桩径满足设计要求，孔底沉渣厚 度不大于 10cm。6.2.3支护桩钢筋数量、规格长度应满足设计要求。主筋单面焊搭接长度不小于10d，同一截面接头面积不大于 50%，且相邻接头错开 35d（d 为主筋直径），主筋保护层厚度不小于 50m

28、m。6.2.4立柱桩施工参照工程桩，保证桩位、桩长满足设计要求。6.2.5未尽事宜必须满足建筑桩基技术规范 （ JGJ94-2008）。6.3、支护桩 （长螺旋钻孔灌注桩 ）施工技术要求施工工序：平整场地t桩位放样t组装设备t安放钢护筒t钻孔机就位t钻至设计深度停止钻进-边提升钻杆边用混凝土泵经由内腔向孔内泵注超流态混凝土T提出钻杆下钢筋笼T成桩6.3.1.超流态混凝土搅拌应对原材料质量、 计量、混凝土配合比、 外加剂、坍落度、混凝土强度等进行检查；6.3.2.钢筋笼制作应对钢筋规格，焊条规格、品种，焊缝长度， 焊缝外观质量、主筋与箍筋制作偏差等进行检查；633施工过程中要求对成孔中心位置、孔

29、深、孔径、垂直度、 钢筋笼安放实际位置进行检查，并填写相应质量检查记录；6.3.4.成桩后对混凝土强度等级进行检验；6.3.5.后植笼应保证植入钢筋笼的“到位率”，即满足将灌注桩的 钢筋笼100%植入到设计深度要求。6.3.6钢筋笼允许偏差：直径士 10mm、长度 士 100mm、主筋间距士 10mm、箍筋间距 士 20mm。6.3.7.桩距允许偏差w 5cm、有效桩长允许偏差w 10cm、桩顶标 高允许偏差w 士 5cm。6.3.8.桩垂直度允许偏差w桩长的1/100、桩位偏移允许偏差w 桩径的1/2。6.4冠梁和钢筋混凝土支撑梁施工技术要求6.4.1冠梁和钢筋混凝土内支撑施工应执行混凝土结

30、构工程施 工质量验收规范(GB50204-2002)的有关规定。6.4.2支撑轴线偏移w 20mm,截面尺寸(宽x高)误差，+ 15mm,10mm。6.4.3混凝土支撑和冠梁应在同一平面内整浇。6.5锚杆施工要求：根据场地土层变化情况，锚杆采用1检25钢筋。6.5.1钻孔在水平方向误差不应大于100m m,垂直方向误差不应大于50mm，钻孔偏斜度不应大于 3%,孔深应超过设计深度0.5 1.0m。6.6.2锚杆孔采用全程注浆。灌浆必须保证锚固段连接密实,在 浆液硬化前,不得使锚杆承受外力。6.5.3锚杆采用二次注浆, 注浆材料为纯水泥浆, 水灰比为 1：0.5 0.6，水泥为P.0 42.5,在浆体强度达到2MPa后进行第二次注浆。 灌浆压力不小于 1.0MPa。6.5.4锚杆注浆且围囹安装后养护7d左右，强度15MPa之后，进行张拉并锁定,之后才