北京某工程基础土方施工方案-secret.doc
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1、第一章 工程概况一、工程概况室内外地坪高差0.15m,基础埋深-15。55m(垫层以下),要求支护深度15。40m,护坡面内侧距结构底板外皮距离为600mm。(其余略)二、工程及水文地质条件1、工程地质条件根据*勘察设计研究院提供的岩土勘察报告,拟建场地各地基土层自上而下的分布情况摘要如下表:1)人工堆积层a。杂填土:厚度1.202。70m,层底标高47.4749。10m.b。粘质粉土素填土1:厚度0.402。60m,层底标高47。1648。58m。2)一般第四系土层a。砂质粉土:厚度1。805.10m,层底标高42。8545.88m。b。粉质粘土:厚度1。008。20m,层底标高41。064
2、3。58m。c。砂质粉土1:厚度0。300.90m,层底标高43。8943。58m。d.重粉质粘土2:厚度0.602.00m,层底标高41.9543。85m。e.粉质粘土:厚度3.807。00m,层底标高34。2537。78m。f.重粉质粘土粘土:厚度0。303.20m,层底标高33.7236。18m。g。粉质粘土:厚度2.605。00m,层底标高29。1831。79m。h.粘质粉土1:厚度0.401.70m,层底标高32.4234。59m。2、工程水文情况根据本工程岩土工程勘察报告,拟建场地勘察深度范围内地下水类型及埋藏条件如下表所示:序号地下水类型地下水静止水位埋深(m)标高(m)1潜水4
3、.30-6。1045。9943。662承压水19.720.3030.50-29.92根据历年资料,本工程拟建场区位置处1959年最高水位标高为47。50m,1993年最高水位标高为47.4047。15m。第二章 基坑降水、支护方案设计第一节、设计依据一、该工程的岩土工程勘察报告及部分设计图纸二、建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)三、建筑地基与基础设计规范(GBJ789)四、混凝土结构设计规范(GBJ789)五、建筑与市政降水工程技术规范(JGJ/T111-98)六、建筑桩基技术规范(JGJ94 94)第二节、基坑降水方案的设计一、基坑降水方案总体技术思路场地内对基坑施工有影响的地下水为
4、潜水,其静止水位标高为45.9943.66m,埋深4.306。10m。水位降深至垫层以下0.5m,即16。05m处。根据该场地地下水埋藏条件、基坑开挖深度以及场地附近地区已有的降水经验,拟采用管井井点降水方案降低地下水位,即在基坑周围及坑内布设一定数量的管井,由管井统一将地下水抽出,达到阻截基坑外围地下水流入基坑的目的,从而满足基础施工对降水的要求.二、降水设计计算(按完整井计算):1。 基坑等效半径r0 r00。29(a+b)式中:a为基坑长度,约为132m(含每边井点到底板外皮距离,暂定4。0m); b为基坑宽度,约为97。6m(含每边井点到底板外皮距离)。 即:r0=66.6m,综合考虑
5、r0取70m. 2. 影响半径R: R=2S 式中:H为含水层厚,取11.88m ; S为降深,取11.88m; k为渗透系数,取10m/d。 则 R259m 3. 基坑涌水量QQ= 将以上参数代入上式得:Q2868.5m3/d 4。 管井单井出水量能力q:q= 式中:为过滤器淹没段长度,取5m; d为过滤器外径,取400mm; 为经验系数, 综合考虑,q取50 m3/d 5. 确定管井数量n:n=1。163 6。 确定管井井间距及调整管井数量井间距a= L取460m时,a=7.3m 综合考虑,a取6。0m。n取77口. 7。 确定管井深度 LH+h1=(16.05-0.15)+0。1132/
6、2=22。5m 取25m三、降水井的布置 1.管井布置(1) 基坑外侧:沿基坑护坡桩外侧,距底板外皮4.0m处布置管井,井间距6。0m,共布置管井约77口.管井井深25m,井径600mm,井管内径300mm,井管为钢管滤水管,井管与井壁的环行间隙内填入砾石滤料,滤料直径为25mm。(2) 基坑内:为解决降水盲区的土层含水对施工的影响,在基坑内沿F轴方向在716轴区间布置管井,管井规格同基坑外侧.井管为水泥条形滤水管. 2观测井的布置 在基坑内外共布置6口观测井,坑外4口,坑内2口,井深24m, 井径600mm,井管内径300mm,井管用料及填入的滤料同降水管井。四、坑壁残留滞水的处理 基坑侧壁
7、在潜水层分布范围有可能会出现少量的残留滞水,可采取相应位置插入引流管,引入坑底积水坑集中排走的措施进行处理。五、地面防渗措施 1.严格控制基坑四周的用水点. 2。基坑四周修筑排水沟或管,防止人工或雨水流入坑内. 3。妥善处理各种管道渗漏水.六、基坑四周地面沉降观测及其预防措施因降水有可能造成地面附加沉降,经计算其附加沉降量不大,对周围建筑物、构筑物(包括地铁)影响较小.为安全起见,基坑四周地面设置一定数量的观测点,以对地面沉降进行监测。若地面沉降量较大,对相关建筑物造成影响时,需及时采取有效的保护措施,如立即减少管井抽水量、必要时设置回灌井或增设帷幕防渗墙等.第三节、基坑支护方案的设计一、基坑
8、支护方案的设计 1、护坡形式 由于本工程基坑平面尺寸大(125。23m90.78m),基坑深(15。55m),地下土层复杂,水位高。为确保边坡绝对安全,采用桩锚支护方案。为缩短护坡桩长度,先摘帽3m,摘帽部分采用组合柱加370砖墙护坡。下部采用800钢筋砼护坡桩,设置二道锚杆。护坡桩轴线距地下室底板外皮1。0m,基坑周长约446。54m. 2、工程地质条件 据该场地勘察报告,本工程场地标高计算时按0.15m考虑的土层厚度见图。由于该工程护坡桩摘帽3m, 护坡桩桩顶标高为-3.50m,计算时选出土层厚度及参数详见下表:序号土层名称层厚(m)粘聚力C(KPa)内摩擦角(0)重度(KN/M3)KaK
9、p1砂质粉土1.71025200。4062。4642粉质粘土2.41223200。4382.2833粉质粘土6.31420200。492。044重粉质粘土粘土2.92020200.492.045粉质粘土3。41420200。492.04注:c、值根据地勘报告,考虑到降水等因素进行综合考虑选取。第一层层厚从-3.50m开始计取. 3、结构内力计算锚拉支护体系的内力计算方法较多,手算时常采用的方法为等值梁和连续梁方法。下面用等值梁法进行详细计算。 (1) 第一阶段挖土深0。25m,此阶段结构稳定,不用计算.(2)第二阶段挖土深5。5m,并在-3。75m标高处设立锚杆, 考虑到地层荷载及覆盖土层荷载
10、,取q0=80KPa,取1m为计算单元。计算简图如下: 土压力计算p0=q0ka2cpa=(q0+h)Ka2c计算过程略 求开挖面下土压力为零点 =2。37m 求O点开挖面以上土压力Ea2Ea2=332.6kN/m 求y2Ea2y2=19。741。7(+3.8+2。37)+1。7()+ 34。052。4(+1。4+2。37)+2。4()+ 59。781.4(+2。37)+1.4()+ 2。372。37 =1239。65kNm/m y2=3。73m 求T1T1=162.7kN/m 最大弯矩作用点T119。741.713.81。7/234.052。4-21.022.4/259。78Ka=0 =0.
11、17m =1。7+2。4+0.17=4.27m 求最大弯矩=19.741.7(1.7/2+2.4+0。17)+13.81.7/2(1.7/3+2.4+0。17)+35.042.4(2。4/2+0.17)+21。022。4/2(2。4/3+0。17)+59。780.170。17/2+1.6660.17/20。17/3162.7(4。270。25) =-361.94kNm(2) 第三阶段挖土深10.25m,并-9。5m标高处设立锚杆,计算简图如下:开挖面以下土层按全部为细砂考虑: 土压力计算计算公式同前,详见计算图,过程略。 求开挖面下土压力为零点=0。92 求O点开挖面以上土压力=643.3kN
12、/m 求=3046。5kNm/m = =4。74m 求T2T2=253。2kN/m 最大弯矩作用点T1+T2=389。1kN/m 7.6m 求最大弯矩= =-535。9 kNm/m(3) 第四阶段挖土深15。25m,并在14。5m标高处设立第三道锚杆,计算简图如下: 土压力计算计算公式同前,详见计算图,过程略。 求开挖面下土压力为零点=2。72求O点开挖面以上土压力=1109。2kN/m 求= =9278.32kNm/m = =8.36m .求T3T3=450kN/m .最大弯矩作用点T1+T2+T3=839.1kN/m 12。3m 。求最大弯矩= =646.3kNm/m 求嵌固深度t -T1
13、T2T3=0x=3。38mt=2.72+3.38=6.1m 因已穿透粘土层到圆砾层,考虑桩土摩擦的有利作用,取t=5。5m 4、支点内力设计值桩间距按照1。5m,因此支点内力设计值按下式计算:NU=1.251。5TI计算结果如下:各挖土阶段及标高嵌固深度(m)N1N2N3Mmax第二阶段(4.75)2.11254。8第三阶段(9.5)0.92474。75第四阶段(-14.5)2.72843.75646。3 N1=254。8KN; N2=474.75KN; N3=843。75KN; 5、锚杆长度及截面计算(1) 锚杆自由段长度按照下式选定lf=ltsin(450k/2)/sin(450+k/2+
14、)(2) 锚杆锚固段长度按照下式选定TdNucosNu=土体与锚固体的极限摩阻力标准值按下表选用:土层粉质粘土细砂园砾、卵石粘土、重粉质粘土园砾、卵石qsk(Kpa)(()(608013070150 6、钢绞线截面面积计算Ap 7、钢筋笼截面积计算(按照周边均匀配筋计算)按照查表得出。 8、综合上述计算结果,得出如下数据 (1)桩锚支护设计:支护 段长(m)桩数(根)桩径(mm)桩间距(m)桩长(m)嵌固深度(m)钢筋笼长(m)砼强度桩顶标高(m)纵向配筋(均匀布筋)406。162698001.520.755.520。65C25-4.501828锚杆数量直径(mm)水平间距(m)自由段长 (m
15、)锚固段长(m)倾角竖向位置(m)水泥浆体强度(Mpa)设计轴力(KN)1860级钢绞线(75)第一道2691501.58102004.7520254。83根第二道2691501。56172009.520474。754根第三道2691501.552220014。520843。755根注:锚杆预加轴力为设计轴力的70%,注浆采用425普通硅酸盐水泥,水泥浆水灰比为0。5, 第二、三道锚杆的反力梁采用225a槽钢梁,第四道采用2I36b工字钢梁。 (2)桩顶连梁:(护坡桩主筋伸进连梁,连梁预埋承压板50050010mm)截面尺寸: BH=800500mm纵向配筋:1220(二级)箍筋:8200砼强
16、度:C 25 (3)桩间土处理: 用挂网、喷射豆石混凝土处理,以防桩间土流失,钢丝网规格为20mm20mm,豆石混凝土设计强度为C20,配比为水泥:砂:8880速凝剂1:4:0。03(此为重量比),采用普通硅酸盐425水泥,厚度为60mm。 (4)挡土墙设计: 厚度: 37cm 构造柱截面尺寸: 37cm 37cm 构造柱间距: 3.0m(主筋伸入连梁90cm) 构造柱主筋: 620 构造柱箍筋: 8200 墙顶连梁及2.0m圈梁: 37cm20cm 连梁及圈梁主筋: 420 连梁及圈梁箍筋: 8200 构造柱、连梁及圈梁砼: C20二、补充说明 1、基坑四周障碍物较多,当护坡桩首影响时,可在
17、不降低支护安全等级的前提下,对护坡桩的位置及间距做适当调整;当锚杆受影响时,如有效长度范围内存在地铁、地下管线等情况,也可根据实际情况对锚杆间距、标高以及倾角作调整,或局部增加或减少锚杆数量。但同样不得降低支护的安全等级。2、在基坑东北角局部加深处(-20。2m),桩的嵌固深度增大到6.5m,其余参数不变。第四节、塔吊基础设计根据场地的情况以及总包项目部的要求,该工程将在场地东、西、南三面基坑外适当位置设置3台塔吊,暂定采用FO/36B型塔式起重机,塔吊基础设置4根灌注桩,直径800,单桩承载力按75吨考虑,承台采用60006000600mm钢筋混凝土承台,承台顶标高与自然地坪平齐。设计依据:
18、建筑桩基技术规范(JGJ94-94)一、设计所需参数 N : 桩基的竖向力设计值 R : 桩的竖向承载力设计值S: 桩侧阻群桩效应系数p: 桩端阻群桩效应系数C: 承台底土阻力群桩效应系数QSK : 单桩总极限侧阻力标准值QPK : 单桩总极限端阻力标准值QCK : 基坑的承台底地基土总极限阻力标准值S : 桩侧阻力分项系数p : 桩端阻力分项系数C : 承台底土阻抗力分项系数 : 桩身周长qSiK: 桩周第I层土的极限侧阻力标准值qpiK: 桩周第I层土的极限端阻力标准值li : 桩穿越第i层土的厚度二、地层条件取值: 本工程按基础以下摩擦端承桩综合考虑,因本工程地质勘探报告无端、侧阻力标准
19、值,按照标准JGJ94-94,参照临近工程(北京*老干部活动中心)经验,按从上到下的顺序依次取值如下:填 土:qSiK =20 Kpa 厚4.0m粘 土:qSiK =60Kpa 厚9.0m细 砂:qSiK =80Kpa 厚3。6m圆 砾:qSiK =130Kpa 厚2.2m粘 土:qSiK =70Kpa 厚6。6m圆 砾:qpiK =2400Kpa 三、计算:1、N 1= 759。8 + 660.62.4/43。140。40.424。82.4=777.9KN 式中24.8m为桩长值,为防止塔吊桩将塔吊荷载传递给护坡桩身,给护坡桩增加额外的负担,将塔吊桩桩底设置在护坡桩底以下,计算桩长值为 自承
20、台以下24。8m。 2。4KN/m3为混凝土容重。2、QSK = qSiK li = 0.83.1420(4.0-0.6)+609.0+803。6+1302。2+706。6 = 4129.7KN3、QpK = pqpkAp p(0.8/D)1/31.0 Ap:桩端面积 :0.5m2 则:QpK = pqpkAp = 1。024000.5= 1200KN 4、QcK = qckAc/n 此处不予考虑,做为设计安全余量.5、R =SQSK/S +pQpK/p c 查表5.2。31中得知: 桩间距 Sa=5。0m,d=800mm,,Sa/d=6.256 故S=p=1.0 从表5.2.2得:S=p=1
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