北京金地国际花园B区基坑支护设计方案.docx
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北京金地国际花园B区基坑支护设计方案
北京金地国际花园B区
基坑支护及降水设计方案
单位负责:
项目负责:
审核:
编制:
中国建筑技术开发总公司
2002年7月18日
目录
一、方案编制依据
二、基坑支护方案
三、基坑支护结构计算分析
四、基坑降水方案
五、基坑降水计算分析
六、计算结果及方案图
北京金地国际花园B区
基坑支护设计方案
一、方案编制依据
1.北京金地国际花园B区基坑支护及降水方案招标文件(北京金地鸿业房地产开发公司,2002年7月15日);
2.《北京金地国际花园B区岩土工程勘察报告》(中航勘察设计研究院,2002年6月9日);
3.《基槽开槽图》(中天王董国际工程设计顾问有限公司,2002年7月7日);
4.行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。
二、基坑支护方案
由于本工程基坑面积很大,大约在25,000m2左右;周长较长,大约在600m左右,深度为13m。
根据本工程的特点,综合考虑安全、经济、施工工期等因素,本工程的基坑支护结构应采用土钉墙,根据《基槽开槽图》并且考虑到地下结构的施工操作空间,基坑边坡的底边线与地下结构外墙外边线之间的最小距离为1.5m,基坑边坡坡度1:
0.2。
由《北京金地国际花园B区岩土工程勘察报告》可见,基坑周边(主要为5-5’,8-8’剖面以及第42号、第44号孔)场地的地质条件较为接近,而基坑的深度又一致,因此本工程的土钉墙只考虑一种剖面情形即可。
在土钉墙支护结构设计中,基坑设计开挖深度13m,同时考虑了基坑周边行驶车辆、材料堆放、搭设临建等荷载,由于基坑深度较大,土钉墙需设置7排土钉,土钉的参数详见下表:
土钉参数表
标高
(m)
水平间距
(m)
倾角
(度)
孔径
(mm)
设计长度
(m)
钢筋
-1.8
1.5
10
110
8.8
1Φ20
-3.6
1.5
10
110
11.8
1Φ25
-5.4
1.5
10
110
11.8
1Φ25
-7.2
1.5
10
110
8.8
1Φ20
-9.0
1.5
10
110
8.8
1Φ20
-10.8
1.5
10
110
5.8
1Φ20
-12.3
1.5
10
110
5.8
1Φ20
三、基坑支护结构计算分析
1.支护结构附加荷载
基坑周边行驶车辆、材料堆放、搭设临建等荷载,综合取值:
20kPa;
2.计算方法
根据国家有关规范规程,采用我单位科研课题《深基坑支护结构计算方法及CAD的研究》的科研成果以及我单位的“基坑与边坡支护结构设计计算软件RSD3.0”进行分析计算,计算时综合考虑了工程地质条件、水文地质条件,考虑了基坑周边已有建筑物的附加荷载和建筑物与基坑的距离,考虑了施工时基坑周边的荷载,考虑了基坑开挖和土钉施工的实际情况等。
计算按照土钉自上而下的实际施工过程计算,每一步施工均进行了边坡整体稳定计算、局部稳定计算及边坡变形有限元分析,每一工况的计算结果均满足规范要求,计算结果见附图。
根据计算分析结果及我公司在类似工程中的经验,支护结构能够满足保护基坑及周边环境安全的要求。
四、基坑降水方案
拟建场地自然地面下主要分布有3层地下水,地下水类型包括上层滞水、层间潜水、承压水。
第一层地下水为上层滞水,水位标高为27.91~31.61m(水位埋深为5.20~8.80m),含水层为粘质粉土④层及粉质粘土⑤层,主要接受大气降水及管沟渗漏补给,本层水局部存在。
第二层地下水为层间水,水位标高为24.65~27.90m(水位的埋深为10.00~12.30m),含水层为中砂⑥层及卵石⑥1层。
主要接受径流补给。
第三层地下水为承压水,水头标高为21.44~22.39m(水位埋深为14.30~14.50m),含水层为细砂⑨层及卵石⑩层,主要接受径流补给。
因本工程基坑面积大(降水面积约26,000m2),基础埋深13m,主要降第二层的层间水(包括上层滞水),不抽取第三层的承压水,因此考虑采用大口径管井的降水方案。
管井设计深度21m,进入粉质粘土⑦层隔水层。
主要降水井沿基坑四周布置,将第二层层间水降至基坑下1m,并截断外界地下水的侧向补给。
同时,在基坑内适量布井,主要用于抽取基坑内赋存的水量。
待基坑内水抽空或基础浇筑垫层时,用素砼将基坑内的管井封死。
五、基坑降水计算分析
1.降水计算
本次降水只涉及⑥层中砂及⑥1层卵石中的层间水(包括上层滞水),不抽取下层承压水。
层间水平均水位标高为25.57m;
层间水平均含水层厚度为8.65m;
层间水平均降深为2.89m(地下水按降到基底下1m考虑)。
对于降水计算中的渗透系数,因地质勘察报告中未提及⑥层中砂及⑥1层卵石的渗透系数等水文地质参数,根据地质资料及我公司在北京地区的降水工程经验,中砂的渗透系数取20m/d,卵石的渗透系数取80m/d,综合渗透系数k=36.5m/d。
(1).计算基坑等效半径γ0:
(2).降水井影响半径R:
(3).基坑涌水量:
(4).单井涌水量(l取值1.0m):
(5).理论计算降水井数量:
口
根据我公司在北京地区的降水工程经验,本工程基坑四周实际布井50口,井间距12m左右。
如果将来因场地坡道或土钉等其它因素影响,井的布置和数量可略做调整。
(6).群井抽水时,单井过滤器进水部分长度Y0:
H’=8.65mQ=6353m3/dk=36.5m/d
R0=102.7+91.5=194.2mr0=91.5m
rw=0.2mn=50
计算得:
Y0=5.54m>l=1.0m
(7).群井抽水时,基坑中心降水深度(未计基坑内降水井作用):
满足要求。
2.降水井技术要求
(1).降水井布置
沿基坑四周布井50口,井距12m左右,距土钉墙坡顶1m。
在基坑内布置21口井,井距15~30m,其中3~4口井作为观察井兼抽水井,井深21m,待基坑内水抽完或基础浇筑素砼垫层时,再用素砼将基坑内井封死,详见”基坑降水井平面布置示意图”。
(2).降水井结构
基坑四周及基坑内的降水井深度21m;降水井孔径为φ600,全孔下入外径φ400,内径φ300的水泥砾石(无砂)滤水管,管底封死,管外填滤料。
滤料的规格:
2~4mm。
滤料填至孔口以下1~2m,上部回填粘土封至孔口,详见“基坑降水井平面布置示意图”。
(3).降水井周边应采取的措施
a.在基坑四周边沿设置φ200的钢管排水管道,将降水井中的出水排走,引入市政下水道。
坡顶1~2m范围内的地面用水泥砂浆抹平,防止降雨和人工用水的渗入。
b.若基坑开挖时个别地方出现上层水未能完全疏干,可采用毛沟明排或其它措施进行处理。
六、计算结果及方案图
计算结果包括以下内容:
1.边坡变形有限元计算简图;
2.边坡变形有限元分析结果;
3.土钉墙整体稳定计算结果;
图纸部分:
1.基坑总平面图;
2.基坑土钉墙剖面图;
3.基坑降水平面布置图。
土钉墙边坡变形有限元计算简图
边坡水平位移沿深度变化曲线(1-1剖面)
坡顶地面沉降曲线(1-1剖面)
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