中铁科技基坑设计审修

中铁科工集团科技大厦地下室基坑支护设计（审修稿）中国建筑技术集团有限公司湖北建筑设计分院 共 26页 第 1页中铁科工集团科技大厦基坑支护设计（审修稿）基坑支护设计（审修稿）§1.§1. 工程概况工程概况中铁科工集团拟在洪山区徐东大街以东其院内兴建科技大厦，本次项目为一栋新建大楼，26 建筑，拟采用框架-剪力墙结构，设一层地下室。本基坑工程计算开挖深度 5.459.50m，地下室呈不规则矩形。场地整平标高约为 21.545，建筑±0.000=22.145m。基坑上口周长 250m，土方开挖面积 4824m²。拟采用喷锚支护和悬臂桩的支护方式，局部桩锚支护。本工程基础采用钻孔灌注桩 800。 板面标高-6.700m（局部-9.85m），板厚均为 400mm。CT1 厚度900mm，CT2、CT5、CT6、CT7 厚度 1600mm，CT3 厚度 1200mm，CT4厚度 1400mm，CT8、CT9 厚度 1800mm，垫层厚度 150mm。地下室外墙下基础梁为反梁。该项目由设计，岩土工程勘察由完成。受建设单位委托，我公司进行基坑支护设计。本项目建筑结构设计由中铁工程设计院有限公司承担，场地岩土工程勘察报告由机械工业第三勘察设计研究院提供，受业主委托由我公司承担该基坑支护的设计。 本设计是在武汉市建设科学技术委员会岩土与深基坑专业委本设计是在武汉市建设科学技术委员会岩土与深基坑专业委员会员会 2011.05.132011.05.13 武建科基坑（武建科基坑（20112011）179179 号文，专家审查论证意号文，专家审查论证意见的基础上修改而成。见的基础上修改而成。中铁科工集团科技大厦地下室基坑支护设计（审修稿）中国建筑技术集团有限公司湖北建筑设计分院 共 26页 第 2页§2.§2. 场地岩土工程条件场地岩土工程条件§2.1§2.1 地形地貌地形地貌场地位于武汉市洪山区徐东大街以北，徐东加油站以西，场地原为空地及厂房，场地地势较平坦，高程在 21.3822.11 米之间，地貌单元属长江冲积 I 级阶地。§2.2§2.2 工程地质条件工程地质条件根据勘察报告拟建场地勘探深度范围内，所分布的地层除表层分布有(1)素填土(Qml)外，其下为第四系全新统冲积成因的粘性土和砂土(Q4al)，其整体具体有从上而下颗粒逐渐变粗的沉积韵律。下伏基岩为白垩系下第三系（K-Edn）半胶结砂砾岩，各岩土层的分布埋藏情况及特征详见下表。§2.3§2.3 水文地质条件水文地质条件场地地下水类型主要为分为二种类型：上层为主要赋存于(1)杂填土层中的上层滞水，其水位、水量随季节变化，主要受大气降水、生活排放水渗透补给，勘察期间测得稳定水位埋深0.41.5 米；下层为赋存于下部砂土层中的承压水，与长江有一定的水力联系，其水位变化受长江水位变化影响，水量较丰富，本场地承压水层共分两层，上层为 (3-2)层砂土，具微承压，下层为(5-1)细砂、(5-2)中粗砂夹砾石，上层滞水、承压水上下层之间各含水层因粘性土阻隔而无水力联系，勘察期间在各钻孔测得混合稳定水位埋深为 0.82.1 米。本次勘察测得下层承压水头中铁科工集团科技大厦地下室基坑支护设计（审修稿）中国建筑技术集团有限公司湖北建筑设计分院 共 26页 第 3页埋深为 4.1 米，根据武汉地区多年经验，承压水年变化幅度为34 米。各土层的分布埋藏及主要特征一览表 表层号及名称地层年 代及 成因分 布范 围层顶埋深(m)厚 度 (m)颜色状态及 密 度压缩 性包含物及其它特征(1)杂填土Qml全场地01.74.0杂松散主要为建筑垃圾、生活垃圾及植物根 须组成，夹杂少量粘性土，土质不均， 结构松散。(2-1)粘土全场地1.74.01.53.5褐黄 灰褐色可塑中含氧化铁、铁锰质，干强度一般、韧 性较好。(2-2)粘土全场地5.18.00.63.0褐灰 灰色软塑中高含有机质、腐殖质、氧化铁，有光泽，韧性好。 (2-3)粘土全场地6.08.40.83.3褐黄色软可塑中含少量氧化铁、铁锰质及有机质。 (2-4)粉质粘土全场地7.59.90.63.5灰褐色软可塑中含少量氧化铁、铁锰质及有机质。(3-1)粉质粘土夹 粉土全场地10.412.30.33.4褐黄 褐灰色软塑中含氧化铁、铁锰质、光泽较暗，干强 度一般，韧性较好。局部为薄层粉土。(3-2)粉细砂全场地12.014.12.44.9褐灰 灰色稍密中夹薄层粉土，局部偶见薄层粉土。(4-1)淤泥质粉质 粘土全场地15.517.34.06.2褐灰 灰色软流塑高有机质、腐殖质、螺壳、有嗅味。(4-2)淤泥质粉质 粘土、粉土与粉 砂互层全场地20.622.81.49.8灰色软流塑中高含云母片，局部地段该层上部夹少量粘性土和粉土薄层，呈互层状分布 。(5-1)细砂全场地24.039.83.818.3灰色中密中低含氧化铁、铁锰质，夹粉土薄层。 (5-1a)粉质粘土 夹细砂局部分布 35.237.50.73.1灰色可塑中含石英、长石、白云母，砂质较纯。(5-2)中粗砂夹砾 石Q4al全场地41.243.90.27.6灰色密实低含石英、长石、白云母，局部地段 夹杂 卵石和粗砂，砾石主要由石英砂岩组成， 含量510%，粒径0.52cm。(6)半胶结砂砾 岩K-Edn全场地48.249.2最大揭露 厚度 13.6褐红色坚硬岩芯局部为碎屑碎块状，层理明显， 倾角陡，为 7085°。岩石碎屑及基 岩成份主要为石英砂岩、泥质、绢云 母、细晶方解石等，裂隙很发育，岩 体完整等级为破碎，基本质量等级为 V 级。各岩土层空间分布详见该项目岩土工程勘察报告。 各岩土层物理力学性质指标详见该项目岩土工程勘察报告。§2.4§2.4 地层概化及各土层设计参数选取地层概化及各土层设计参数选取基坑周边地层展开图如后图示。从地层展开图可看出, 基坑开挖深度范围内土层性质较差，填土较薄（局部较厚），总体来中铁科工集团科技大厦地下室基坑支护设计（审修稿）中国建筑技术集团有限公司湖北建筑设计分院 共 26页 第 4页说不利于基坑支护。基坑周边地层概化时，概化为二个柱状图。详见基坑周边地层概化图。根据该场地岩土工程勘察报告，结合本场地附近基坑支护经验，并参照湖北省地方标准基坑工程技术规程DB42/159-2004附录二的参考数据，该场地各土层基坑支护设计参数按下表选取：基 坑 设 计 参 数 表 土工试验地方经验值综合建议值土层名称天然 重度 (kN/m 3)C(kPa)(度)C(kPa)(度)C(kPa)(度)渗透 系数 K(cm/s)(1)杂填土18.510.08.010.08.08.0×10-4 (建议值)(2-1)粘土17.916.87.219.011.018.010.03.0×10-6(2-2)粘土17.417.57.417.010.017.08.53.3×10-6(2-3)粘土18.117.68.419.011.018.09.01.2×10-6(2-4)粉质粘土18.018.010.517.510.57.1×10-6(3-1)粉质粘土夹粉土18.920.012.020.012.0(3-2)粉细砂19.0030.0030.0(4-1)淤泥质粉质粘土16.713.05.813.05.513.05.5(4-2)淤泥质粉质粘土、 粉土与粉砂互层17.215.26.415.07.015.06.5§3.§3. 基坑周边环境条件基坑周边环境条件拟建场地基本整平。拟建基坑边线距东侧开阔无已建建筑；南侧离加油站围墙2.2 米；西侧徐东大街约 15 米；北侧院内道路 5 米。在开挖前业主已经将基坑边 20 米内管线全部改道。业主介绍：在基坑开挖前已经在南面加油站借用施工场地，业主介绍：在基坑开挖前已经在南面加油站借用施工场地，并改为轻质围墙；西面轨道控制线可以使用；院内道路不受红线并改为轻质围墙；西面轨道控制线可以使用；院内道路不受红线控制。控制。中铁科工集团科技大厦地下室基坑支护设计（审修稿）中国建筑技术集团有限公司湖北建筑设计分院 共 26页 第 5页根据该基坑周边环境情况、场地地质条件结合基坑开挖深度，依据湖北省地方标准基坑工程技术规程DB42/159-2004 的有关规定,该基坑重要性等级可东、北面核定为二级。南、西面核定为一级。基坑周边环境图详见后附图。§4.§4. 设计思路及支护方案比选设计思路及支护方案比选§4.1§4.1 基坑特点分析基坑特点分析该基坑有以下特点： 1、基坑开挖面积大约 3500m2，基坑支护周长大约 250.0m，该基坑为大面积的深基坑。2、基坑开挖深度大。从整平地面算起该基坑大部分开挖深度为 5.459.50m。3、基坑周边东开阔具有放坡减载的空间位置。南、西紧张。4、该基坑周边坑壁及坑底土层强度均不好；有淤泥或淤泥质等软弱层存在。5、场地下部一般粘性土(隔水层)厚度大，根据初算基坑开挖到底后，基坑底不会产生突涌现象。§§4.2 支护设计目标支护设计目标1.保证基坑开挖后基坑边坡的稳定。2.保证基坑开挖后基坑内基础及地下室顺利安全施工。3.保证基坑开挖后基坑坑壁下部及坑底粉质粘土层中不出现膨涨破坏。4.保证基坑开挖不对周边环境造成影响,并确保周边环境的安全。5.保证基坑边塔吊的安全中铁科工集团科技大厦地下室基坑支护设计（审修稿）中国建筑技术集团有限公司湖北建筑设计分院 共 26页 第 6页6.在满足安全可靠的前提下，尽量优化支护设计方案，努力做到工艺可行、经济合理。§4.3§4.3 支护方案选择经详细的现场踏勘调研和技术经济比较，再参考我公司在武汉地区诸多基坑支护的成功经验，我们认为该基坑安全经济又便于施工的支护方案是： 东面及西面局部放坡开挖，喷锚支护；其他部位桩支护，局部桩锚支护。§5§5 基坑支护设计基坑支护设计§5.1§5.1 设计依据设计依据§5.1.1 设计依据资料-甲方提供. 中铁科工集团科技大厦总平面定位图；. 中铁科工集团科技大厦岩土工程勘察报告；. 业主提供的其它有关资料； 武建科基坑（2011）179 号文，专家审查论证意见。§5.1.2 设计依据规范、标准湖北省地方标准基坑工程技术规程DB42/159-2004建筑基坑支护技术规程JGJ120/99建筑基坑工程技术规范YB9258-97土层锚杆喷射混凝土支护技术规范GBJ86-85武汉市深基坑设计文件编制规定WBJ-1-2001§5.1.3 设计计算采用”天汉”系列基坑工程设计软件§5.1.4 设计基础数据.地面施工附加荷载 q =15KPa；.基坑支护重要性等级东、北面按二级。南、西面按一级。取用计算参数；中铁科工集团科技大厦地下室基坑支护设计（审修稿）中国建筑技术集团有限公司湖北建筑设计分院 共 26页 第 7页.基坑开挖下口线按地下室底板边线外扩 800m 考虑；.基坑开挖深度为 5.459.50m。§5.2§5.2 基坑支护设计基坑支护设计§5.2.1§5.2.1 地下室部位地下室部位 ABAB 段基坑支护设计段基坑支护设计AB 段基坑开挖深度 5.45m，支护长度约 90m。地层按概化柱状图一考虑设计。基坑按 1：1 的