降水护坡土方开挖及地基处理工程设计与施工方案

降水护坡土方开挖及地基处理工程设计与施工方案内容摘要：

黄色，可塑～硬塑，含少量姜石，属中低压缩性土；夹有细砂（ 13） 1 层，褐黄色，密实，饱和，含氧化铁、云母，属低压缩性土。 只有少量钻孔穿透此层。 1 细中砂（ 14）层：褐黄色，密实，饱和，含氧化铁、云母，属低压缩性土土。 未穿透此层。 水文地质条件 : 据水文地质资料、地下水位勘察地质剖面及勘察报告，本场地在勘察深度范围内，实测到 3层地下水，分别为上层滞水、潜水和微承压水： 表 1 序号 地下水类型 地下水静止水位 水位埋深（ m） 水位标高（ m） 1 潜水 ～ ～ 2 层压水 ～ ～ 参照近几年该场地附近的勘察及施工资料， 1959 年最高水位接近自然地面， 1971～ 1973年最高水位接近自然地面，近 3～ 5年最高水位位于地表下约。 凤凰置地广场西区 降水护坡土方开挖及地基处理工程设计与施工方 案 8 本工程典型地质剖面图如下： 凤凰置地广场西区 降水护坡土方开挖及地基处理工程设计与施工方 案 9 三、基坑工程设计 方案对比分析及选择 支护（土方开挖）方案对比分析及选择 本工程周边环境复杂，施工场地较小，主要有以下特点： 位置 周边建（构）筑物、 道路 建（构）筑物基础形式、埋深以及至结构外墙距离 围挡至结 构外墙距离 南侧 在施的三元桥站地铁站 距离结构外墙最近处 17m 左右 最近 西侧 朝阳区交通支队大院内的自行车棚和 1 层现状住宅，广告牌 自行车棚和 1 层住宅距离结构外墙最近处约 6m～ 10m；广告牌基础为桩基础，埋深 30m，共 4个，间距 12m，与西侧结构外墙净距 3m。 最近 北侧 曙光南环路 最近约 15m 东侧 待建场区 待建结构埋深 ，其西侧结构距离本工程结构外墙 最近 本工程实际基坑支护深度为 和 ，大部分为 的深度。 根据勘察报告提供的地质资料，本工程支护深度范围内主要为粘质粉土、粉质粘土、砂质粉土和粉细砂层的交互层，土层特性较好，地层稳定，易于成孔。 从地下水情况来看，水位较深，在 12 米左右，位于基底附近，含水层主要为基底的细砂层。 本工程虽需降水，但根据前几期的经验，采用大口井降水效果较好，实际影响支护的主要因素还是对上层滞水的处理。 对于同类深度的基坑（ 14 米深度左右）北京地区目前常用的支护方法主要有桩锚（或配合土钉墙）、土钉墙支护、土钉墙与锚杆两者组合以及放坡的支护方式。 对于本工程的情况，凤凰置地广场西区 降水护坡土方开挖及地基处理工程设计与施工方 案 10 以上几种 支护方式的对比如下： 支护方式 性能对比 桩锚支护 土钉墙支护 土钉墙与锚杆组合支护 放坡支护 备 注 安全系数 很高 高 较高 一般 四种支护方法均能满足安全要求 基坑位移 变形量 很小 有一定位移 较小 较大 单纯的土钉墙支护必定存在一定的位移量 设备投入量 多 少 少 少 土钉墙、放坡无大型设备投入，进、出场快捷 成本 较高 低 较低 低 土钉支护相对于护坡桩支护其成本节省 1/3 作业空间 要求 较低 较高 较低 高 放坡支护必须有足够的放坡空间 综上表所述，四种方案均能满足本工程要 求，但是由于桩锚支护方式成本较高，从经济性上来说不太适用；放坡支护要求较大的作业空间，其安全性相对较低，对于本工程达 15 米左右的基坑，显然不适用。 纯土钉墙支护对于较深的基坑位移过大，特别在存在滞水的区域，很容易受上层滞水影响产生位移。 根据我公司的经验，对于较深且存在上层滞水的基坑，采用土钉墙与锚杆组合支护其安全性得到较大提高，采用了预应力锚杆使土钉本身产生的位移得到有效控制，近年采用土钉 +锚杆的支护方式主要用于深度在 12~18 米的深基坑。 从成本和工期方面，相对常规的桩锚支护都具有较大优势。 综上所述，根据 本工程情况，我司拟采用土钉墙结合预应力锚杆的支护方式。 降水方案对比分析及选择 本工程基坑较深，场地含水层多为粉土层和粉细砂层，静止水位较高，给降水工作带来凤凰置地广场西区 降水护坡土方开挖及地基处理工程设计与施工方 案 11 一定困难。 北京地区的降水（隔水）方式主要有如下几种，其对比分析如下： 降水 方式 性能对比 桩间止水（旋喷、搅拌桩） 大口井降水 轻型井点 降水 备 注 降水效果 好 好 尚可 轻型井点对于深、宽较大的基坑来说其效率较低，易产生漏气，不易维护。 对周边带来 影响 很小 小 小 桩间止水由于不进行抽水，对周边影响最小。 设备投入量 多 少 少 桩间止水需配合护坡进行 成本 很高 低 较低 桩间止水必需配合护坡桩施工，因此造价最高。 轻型井点可以回收利用，其造价最低。 大口井降水在北京地区已成为深基坑降水的主要方式，综上所述，本工程降水宜采用降水效果好、成本较低的大口井方法。 由于本工程水位较低，可适当加大井间距，对于滞水，结合坑内、坡面排水，坑顶挡水等辅助方式，可以达到较好的降水效果。 根据前几期的施工经验表明，大口井降水对本工程地层十分有效，但在降水中要注意对局部加深部位（电梯井，集水坑）的处理。 地基处理方法选择 北京地区 常用的地基处理方法主要有：灰土桩、碎石桩、 CFG 桩等。 但灰土桩及碎石桩属散体桩，其强度单桩承载力十分有限，通常用于承载力要求不高的地方。 目前主流地基处理方式主要为 CFG 桩复合地基，对于要求承载力大、沉降量要求高的高层十分适用。 本工程基底的天然地基承载力一般为 250kpa，要求复合地基承载力为 360~730kpa。 对于此要求的地基承载力，采用 CFG 桩复合地基是最为合适的。 本工程在 CFG 设计中主要着重解决地层选取及 A座核心筒与裙楼要求的承载力差异过大的问题。 凤凰置地广场西区 降水护坡土方开挖及地基处理工程设计与施工方 案 12 基坑支护设计 支护设计综合说明 本工程基坑侧壁安全等级为一级，重要性系数为。 各剖面支护形式及荷载设计 根据业主要求及上节中支护方案对比分析结果，本工程各剖面支护形式以及坡顶荷载设计如下表： 剖面 所在部位 支护形式 荷载设计 44 基坑东侧紧邻待建场区中区范围内 因受施工空间限制，自地表向下开挖 5m 再作土钉墙支护，支护高度 ，放坡比例 1： 坡顶附加荷载按 25kPa考虑 33 基坑西侧 A 座外墙范围内 垂直复合土钉墙 +微桩支护，设 3 道预应力锚杆，支护高度 坡顶附加荷载按 10kPa考虑 22 基坑南侧 A 座外墙范围内 复合土钉墙支护，设 2 道预应 力 锚 杆 ， 支 护 高 度，放坡比例 1： 坡顶附加荷载按 50kPa考虑，距坑边 1m 以外 11 其余部位 复合土钉墙支护，设 2 道预应 力 锚 杆 ， 支 护 高 度，放坡比例 1： 坡顶附加荷载按 50kPa考虑，距坑边 1m 以外 本工程支护变形控制值 基坑边坡均控制在 3cm 之内。 不会对周边建筑及道路构成影响。 基坑支护设计 计算说明 设计主要采用经验概念性设计，辅以理正支护软件验算的方式。 由于基坑深度和条件不凤凰置地广场西区 降水护坡土方开挖及地基处理工程设计与施工方 案 13 同，按照 4个剖面进行计 算。 土钉墙支护设计方案  11剖面支护设计（ 支护深度 ） 计算条件：如下表 序 号 类 别 设计数值 1 坡顶荷载取值 50kPa 2 土钉墙坡度 1: 3 面层钢筋 @200 钢筋网 4 土钉加强筋 1Φ 14 加强筋 ,且保证每根土钉周围均有，详见节点大样 5 成孔直径 土钉不小于 110mm，锚杆不小于 130mm 6 砼面层 厚度 100mm，强度 C20 7 水泥净浆 水灰比 ，强度不低于 20MPa 8 面层砼配合比 水泥：砂：石 =约 1:2:2 9 肥槽宽 度 800mm 设计方案： 位 置 土钉长度 竖向间距 横向间距 钢筋直径 角 度 第一道 12 m 1Ф 22 8(10177。 2) 第二道 15m 1Ф 22 8(10177。 2) 第三道 预应力锚杆，横向间距 ，竖向间距 ，长度 ，锚固段长度 ，杆体为 2 钢绞线，反力梁为 122a 槽钢，加10 100 100 钢垫板施加 200KN 预应力。 倾角 8(10177。 2)176。 第四道 15m 1Ф 22 8(10177。 2) 凤凰置地广场西区 降水护坡土方开挖及地基处理工程设计与施工方 案 14 第五道 预应力锚杆，横向间距 ，竖向间距 ，长度 ，锚固段长度 ，杆体为 2 钢绞线，反力梁为 118 槽钢，加10 100 100 钢垫板施加 180KN 预应力。 倾角 8(10177。 2)176。 第六道 14 m 1Ф 25 8(10177。 2) 第七道 12m 1Ф 25 8(10177。 2) 第八道 10m 1Ф 25 8(10177。 2) 第九道 8 m 1Ф 25 8(10177。 2) 以上土钉倾角 10177。 2 度 (设计暂按 8 度计算 )，土钉横压筋采用 2Ф 14通长筋与土钉端部焊接。 土钉成孔直径不小于 110 mm；钢筋网片采用φ @200 200，现场绑扎，坡面上下段搭接长度不小于 300mm,横向搭接不小于 200mm；面层喷射 C20 混凝土，厚度 100 mm。 坡顶喷射混凝土护顶，宽度 500 mm。 土钉端部联接处采用“ L”结构。  22剖面支护设计（ 支护深度 ） 计算条件：如下表 序 号 类 别 设计数值 1 坡顶荷载取值 50kPa 2 土钉墙坡度 1: 3 面层钢筋 @200 钢筋网 4 土钉加强筋 1Φ 14 加强筋 ,且保证每根土钉周围均有，详见节点大样 5 成孔直径 土钉不小于 110mm，锚杆不小于 130mm 6 砼面层 厚度 100mm，强度 C20 7 水泥净浆 水灰比 ，强度不低于 20MPa 8 面层砼配合比 水泥：砂：石 =约 1:2:2 9 肥槽宽度 800mm 凤凰置地广场西区 降水护坡土方开挖及地基处理工程设计与施工方 案 15 设计方案： 位 置 土钉长度 竖向间距 横向间距 钢筋直径 角 度 第一道 13 m 1Ф 22 8(10177。 2) 第二道 15 m 1Ф 22 8(10177。 2) 第三道 预应力锚杆，横向间距 ，竖向间距 ，长度 ，锚固段长度 ，杆体为 2 钢绞线，反力梁为 122a 槽钢，加10 100 100 钢垫板施加 200KN 预应力。 倾角 8(10177。 2)176。 第四道 16 m 1Ф 22 8(10177。 2) 第五道 预应力锚杆，横向间距 ，竖向间距 ，长度 ，锚固段长度 ，杆体为 2 钢绞线，反力梁为 118 槽钢，加10 100 100 钢垫板施加 180KN 预应力。 倾角 8(10177。 2)176。 第六道 15 m 1Ф 25 8(10177。 2) 第七道 14 m 1Ф 25 8(10177。 2) 第八道 12m 1Ф 25 8(10177。 2) 第九道 10m 1Ф 25 8(10177。 2) 第十道 8 m 1Ф 25 8(10177。 2) 以上土钉倾角 10177。 2 度 (设计暂按 8 度计算 )，土钉横压筋采用 2Ф 14通长筋与土钉端部焊接。 土钉成孔直径不小于 110 mm；钢筋网片采用φ @200 200，现场绑扎，坡面上下段搭 接长度不小于 300mm,横向搭接不小于 200mm；面层喷射 C20 混凝土，厚度 100 mm。 坡顶喷射混凝土护顶，宽度 500 mm。 土钉端部联接处采用“ L”结构。  33剖面支护设计（ 支护深度 ） 计算条件：如下表 序 号 类 别 设计数值 1 坡顶荷载取值 10kPa 凤凰置地广场西区。