江苏商业广场地下人防工程基坑支护结构设计与计算书1.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流江苏商业广场地下人防工程基坑支护结构设计与计算书1目录第一部分 设计方案综合说明1.1 工程概况021.2 基坑支护结构设计概况031.3 支护结构施工顺序051.4 施工说明061.5 基坑监测081.6 应急措施091.7 备注10第二部分 支护结构的设计计算2.1 设计计算参数的定112.2支撑计算122.3 抗隆起算132.4 内力计算及筋14第三部分 支护结构的拆除计算3.1 拆撑计算153.2 支撑设计183.3 抗管涌止水桩长算223.4 基坑降水设算22第四部分 基坑土方开挖及安全监测4.1 土方开挖则224.2 基坑开挖测2
2、2第一部分 设计方案综合说明1.1工程概况1.1.1工程位置XX位于XX路、原公交公司院内。1.1.2工程主体结构形式XX为一综合性大型商业广场,总建筑面积63291m2,其中主体建筑为8层商业中心,建筑面积为41741 m2,北塔楼918层,南塔楼923层,框桶筒结构,地面以下为2层地下室。拟建场地场区地形平坦,地面标高一般为13.3m。自然地面标高-0.40(相对0.00)。根据现有资料分析,由于基坑四周均分布承台,因此以底板顶标高-7.60m、-8.10m(相对0.00)向下开挖约2m作为开挖面标高,即开挖深度分别为9.2m、10.0m。拟建场地位于市区中心,基坑与周围环境的间距很小,必
3、须采取适当的支护结构防止基坑开挖影响周围建筑物、道路及地下管线的安全。地下水类型为上部潜水,下部承压水,上部潜水位在自然地面下1.0m,水位变化幅度为1.3m。1.1.3 工程地质概况1、地形地貌 拟建场地位于市区中心。2、工程地质概况经勘察,本场区勘察深度范围内地基土层分布较复杂,基坑支护设计计算时所涉及的土层自上而下分述如下:根据勘察报告提供的资料,现将基坑开挖范围内地层分布自上而下分述如下: 层:杂填土,杂色,松散,饱和,主要成分为上部水泥地坪,下部填粉土等。场区普遍分布,厚度:0.701.50m,平均0.9m;层底标高:11.8512.74m,平均12.42m,层底埋深: 0.701.
4、50m,平均0.92m。 层:粘土,棕红色,可塑,有光泽,无摇震反应,干强度中等,韧性中等,为黄泛冲积土层,属新近沉积土,中压缩性土。场区普遍分布,厚度:1.003.30m,平均1.96m;层底标高:9.3311.39m,平均10.46m,层底埋深: 1.904.00m,平均2.88m。 层:粉土,黄色,中密,湿,无光泽反应,摇震反应迅速,干强度低,韧性低,为黄泛冲积土层,属新近沉积土,中压缩性土。厚度分布不均匀,局部缺失,厚度:0.403.10m,平均1.03m;层底标高:7.9410.29m,平均9.25m,层底埋深: 3.005.50m,平均3.81m。 层:淤泥质粘土,灰色,流塑,有光
5、泽,无摇震反应,干强度中等,韧性中等,为黄泛冲积土层,属新近沉积土,高压缩性土。场区普遍分布,厚度:2.005.30m,平均3.52m;层底标高:4.857.51m,平均6.08m,层底埋深: 5.808.50m,平均7.26m。 层:粉土,灰色,密实,湿,无光泽反应,摇震反应迅速,干强度低,韧性低,为黄泛冲积土层,属新近沉积土,中压缩性土。场区普遍分布,厚度:3.307.80m,平均5.27m;层底标高:-1.072.08m,平均0. 81m,层底埋深: 11.2014.40m,平均12.53m。 层:粉土,灰色,密实,湿,无光泽反应,摇震反应迅速,干强度低,韧性低,为黄泛冲积土层,属新近沉
6、积土,中压缩性土。场区普遍分布,厚度:4.108.50m,平均6.16m;层底标高:-7.15-3.65m,平均-5. 35m,层底埋深: 17.2020.50m,平均18.69m。 层:中砂,灰色,中密,饱和,夹薄层软粘土及粉细砂,在深度2529m处,局部夹软粘土较厚,最大厚度达2m,偶见朽木屑,为第四级晚更新新世期古河道沉积土,属中压缩性土。场区普遍分布,厚度:11.5017.80m,平均14.02m;层底标高:-21.65-17.56m,平均-19.38m,层底埋深: 31.0035.00m,平均32.71m。1.1.4水文地质条件本区地下水类型为上部潜水,下部承压水,含水岩层为上部层粘
7、性土、粉土、中砂(场地南部同一水文地质环境缺失上部粘性土而与下部粉土有水力联系),及下部是层中砂。本区地下水环境为类,经对地下水的取样分析,地下水对混凝土结构无侵蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋无侵蚀性,对钢结构有弱侵蚀性。1.1.5基坑支护设计土层参数根据勘察报告提供的本工程各土层的设计计算参数如下表: 各土层的设计计算参数 表1土层序号土 层 名 称重 度固 快 指 标渗 透 系 数(kN/m3)Ck(kPa)k(度)KV(cm/s)KH(cm/s)杂填土17.58.015.0粘土18.828.65.95.810-77.210-7粉土19.25.623.02.510-44.510-4淤泥质粘
8、土17.914.23.71.710-62.610-6粉土19.510.927.52.110-44.110-4粉土19.84.930.0中砂19.02.132.01.2基坑支护结构设计概况1.2.1设计依据1、教员提供的资料 岩土工程勘察报告(由XX有限公司完成,时间2009年7月),总平面图(由XX有限公司完成,2010年11月提供)。2、参照和执行的设计规范、规程地区规范XX地区建筑地基基础设计规范(DGJ32/J-2005)国家标准建筑地基基础设计规范(GB5007-2002)国家标准混凝土结构设计规范(GB50010-2012)国家标准钢结构设计规范(GB50017-2003)国家标准建
9、筑结构荷载规范(GB5009-2001)国家标准建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)国家标准混凝土工程施工质量验收规范(GB50204-2002)行业标准建筑基坑工程技术规范(YB9258-97)行业标准建筑桩基技术规范(JGJ94-94)行业标准钢筋焊接及验收规程(JGJ18-2003)其他国家及XX省现行的有效设计标准、规范、规程和标准图集1.2.2本基坑工程特点1、本工程基坑开挖面积约为6142m2,周长约为323m。基坑实际挖深10.0m。2、本工程周边环境比较复杂。3、基坑影响深度范围内的土层有流塑状的淤泥质粉质粘土以及粉土、粉砂层,设计时首先需考虑采用适当的
10、挡土结构,有效控制土方开挖过程中基坑的变位,其次需要设置止水帷幕,防止坑壁渗水。1.2.3基坑支护结构设计1、挡土结构 整个基坑采用柱列式排桩的支护形式作为挡土结构。排桩采用钻孔灌注桩(10001200)。2、支撑体系采用两道混凝土支撑。支撑中心标高分别为-2.50、-6.70,桩顶冠梁顶标高-2.65。其上采用放坡开挖的形式确保桩顶以上土体安全。南侧由于距用地红线距离较劲,上段砌240厚的砖墙。3、开挖过程中对地下水的处理(1)止水帷幕:基坑支护影响范围内分布流塑状的淤泥质粉质粘土以及粉土粉刷层,图层相对密实,因此止水帷幕此采用单排600900三轴深层搅拌桩形成半封闭止水帷幕。(2)排水设计
11、a、基坑内布置了32口降水井降低地下水位。b、基坑开挖时,视施工现场情况沿基坑周边设置排水沟,排水沟宽400mm,深300500mm,排水沟坡度1%,并在基坑四周设置护栏,以确保人员的安全。c、坑外布置了15口观测回灌井,当坑外地下水降至绝对标高6.00以下时采取回灌措施。1.2.4基坑支护节后设计计算1、计算方法本工程基坑支护方案的设计计算,采用XX深基坑支护结构设计软件F-SPW5.3版。严格参照XX地区建筑地基基础设计规范(DGJ32/J-2005)。2、计算条件(1)根据本基坑的周边环境要求确定本工程侧壁安全等级为一级,重要性系数取1.1。(2)坑外迎土面的土压力取主动土压力,开挖面深
12、度以下的土压力按矩形分布取用。坑内开挖面以下背土面的土压力取被动土压力。(3)土的C,值均采用勘察报告提供的固结快剪标准值指标。(4)按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据。计算时,不考虑桩体与土体的摩擦作用,且不对主,被动土压力系数进行调整,仅作为安全储备处理。(5)土压力计算根据土层特性,除对、层采用水土分算,其他所涉及的土层采用水土合算。(6)地面施工超载取20KPa。(7)支撑水平刚度系数Kt按照规范公式计算3、基坑边界 考虑地下室外墙防水施工作业面,以地下室外墙线为准外延不小于1.5m作为基坑支护结构的内边界。4、支护结构计算模式的确定【支护桩计算】按顺向工况支护桩的最大
13、弯矩值进行配筋,采用多支点支护体系,桩长要求满足整体稳定性要求。【止水桩计算】止水桩长度按基坑开挖深度的抗渗稳定性要求确定。【降水要求】涌水量计算时采用潜水非完整井的计算公式。1.3支护结构施工顺序1、钻孔灌注桩、立柱桩、三轴深层搅拌桩及降水井的施工;2、开挖至-2.50m处,施工桩顶冠梁及一道支撑体系;3、继续土方开挖前一周进行坑内预降水;4、待一道撑强度达到75%后继续开挖至二层围檩;5、待二层围檩、二道混凝土支撑达到设计强度的75%后,分层开挖土方;6、待挖至底板下垫层底标高后,及时浇筑混凝土垫层,待垫层达到设计强度的75%后人工掏挖承台区域的土方,并及时施工深垫土层;7、及时浇筑地下室
14、底板混凝土,须将底板浇筑至支护桩边,待底板混凝土达到设计强度的75%后,拆除二道支撑;8、施工地下二层至顶板,浇筑地下二层顶板及换撑块,待其混凝土达到设计强度75%后,拆除一道支撑;9、地下室主体结构施工至,在地下室外墙与支护桩之间回填土方。1.4施工说明1.4.1标高系统本工程相当于绝对标高+9.6m,本设计中所涉及的标高皆相对于此标高。1.4.2材料要求1、水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥;2、混凝土等级:支护桩、桩顶冠梁、二层围檩、混凝土支撑、连系梁以及立柱桩等混凝土结构均为C30;3、钢筋等级:支护桩主筋、桩顶冠梁、二层围檩、钢筋混凝土支撑以及立柱桩纵筋采用HRB335级,箍筋采用HR
15、B235级;4、钢牌号:钢管立柱材料采用Q235钢。1.4.3支护结构施工要求(一)钻孔灌注桩1、灌注桩施工前,应进行试成孔,数量不少于2个。根据试桩结果进一步确定施工设备、施工工艺以及技术要求。2、钻孔灌注桩施工时应保证桩径偏差不大于50mm,垂直度偏差小于0.3%,桩位允许偏差不大于100mm。3、钻孔灌注桩作为支护桩时桩底沉渣不超过150mm,作为立柱桩时桩底沉渣不超过100mm。4、桩顶混凝土标高对于支护桩应比设计标高高出1.0m,对于立柱桩应比设计标高高出2.0m。5、排桩应采取隔桩施工,并应在灌注混凝土24h后进行临桩成孔施工。6、钻孔灌注桩进入桩顶冠梁梁内50mm。(二)三轴深层
16、搅拌桩1、采用三轴深搅机施工,轴径650mm,桩中心距900,采用套幅一孔法施工。水灰比1.2-1.5,同时分别外掺水泥用量的0.2%木质素硫酸钙和0.03%三乙醇胺外加剂。2、三轴深搅桩垂直度控制在0.5%以内,桩位偏差不应大于50mm,控制提升速度在0.6m/min以内,并保持匀速下沉与匀速提升。3、因被搁置超过2h以上的扳指浆液,应作为废浆处理,严禁再用。4、施工时应保证前后密切配合,禁止断浆。如因故停浆,应在恢复压浆前将三轴搅拌机下沉0.5m后再注浆搅拌施工,以保证搅拌桩的连续性。5、相邻桩施工间隔不超过24h。如间隔时间太长,与相邻桩无法搭接时,应采取局部补桩或高压旋喷等补强措施。6
17、、深搅桩施工前应开挖沟槽,将上部地表障碍物清除。施工时严格执行设计要求与施工规范,确保桩身垂直与桩身搭接长度。施工中如遇障碍物造成断桩,必须准确在现场与施工图中标明位置,并采取有效措施进行补救。对施工中出现的冷接头,应采用高压旋喷方式处理。(三)钢筋工程1、钢筋笼制作允许偏差:主筋间距允许偏差不大于10mm,箍筋间距或螺旋筋螺距不大于20mm,钢筋笼直径不大于10mm。钢筋笼长度不大于50mm。2、钢筋笼搬运和吊装时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,就位后应立即固定。3、支护桩主筋应插入冠梁梁内不小于冠梁梁高度。4、钢筋混凝土梁轴线允许偏差不大于8mm,混凝土浇筑完毕后应按混凝土结构
18、工程施工质量验收规范要求进行养护。5、钢筋混凝土主支撑与连系梁中心轴线相同。6、钢筋混凝土支撑梁节点处各连系梁均锚入主支撑内不小于35d,节点处2.0m范围内箍筋加密至一级钢筋8100;冠梁、二层围檩与钢筋混凝土支撑节点处主支撑均锚入冠梁内不小于35d,节点处2.0m范围内箍筋加密至一级钢筋8100。7、钢筋混凝土结构纵向受力钢筋应采用焊接方式,钢筋连接应遵守混凝土结构工程施工质量验收规范的相关规定。8、需焊接的钢筋施工之前,应清楚钢筋、焊板焊接部位以及钢筋与电极接触表面上的锈斑、油污、杂物等;钢筋端部当有弯折、扭曲时,应予以矫直或切除。(四)钢筋混凝土工程(1)、钢筋混凝土梁轴线允许偏差不超
19、过8mm,混凝土浇筑完毕后应按混凝土结构工程施工质量验收规范进行养护。(2)、冠梁、二层围檩与钢筋混凝土主支撑梁、连系梁中心轴线相同。(3)、支护桩、立柱桩保护层厚度均为50mm,冠梁、二层围檩及钢筋混凝土支撑梁保护层厚度均为40mm。(4)、钢筋混凝土支撑与冠梁、二层围檩应同时浇筑,如分段施工时,施工缝留设部位须有加强措施,不得随意或无措施留设。(五)立柱及立柱间距(1)、立柱桩顶标高应为立柱位置处垫层标高,钢管立柱底标高应低于立柱桩顶标高2.0m。(2)、立柱在底板范围内应设止水片。(3)、立柱桩施工应满足以下要求:a、护筒中心与桩位中心偏差小于30mm;b、成桩中心与桩位中心偏差小于50
20、mm;c、桩身垂直角度偏差不大于1/300;d、桩底沉渣厚度不大于100mm;e、立柱中心与钢筋笼中心应在同一轴线上,成桩后立柱垂直度应满足不大于1/300,立柱顶标高与设计标高偏差小于30mm;8.应分层均衡开挖。根据后浇带位置合理分块、分段,每层的挖土深度不得超过2.0m,在上层土挖完后间隔不少于5天可开挖下一层土方,临时性挖方的边坡值不得小于1:2。开挖接近坑底时需要严格控制开挖面标高,尽可能使机械挖土一次到位,减少对坑底土的扰动,不得超挖;开挖到位后及时施工混凝土垫层,要求浇至支护桩边,随挖随浇,垫层必须在见底后24h内浇筑完成。9.基坑内的深坑开挖必须等普遍的垫层形成并达到设计强度要
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