开封希尔斯天翼住宅区3#、5#、6#、7#高层住宅楼及地下车库基坑支护及降水方案设计 河南省建筑设计研究院有限公司二九年九月十八日开封希尔斯天翼住宅区3#、5#、6#、7#高层住宅楼及地下车库 基坑支护及降水方案设计项目负责：审 核：设 计：制 图：河南省建筑设计研究院有限公司二九年九月十八日 开封希尔斯天翼住宅区 目 录1工程概况11.1工程基本概况11.2环境条件11.3场地岩土工程条件12本工程基坑开挖时须着重解决的问题33基坑支护结构方案选择33.1设计原则33.2设计依据33.3设计参数及荷载的确定43.4基坑支护方案43.5基坑降水方案74基坑支护降水施工要点84.1土钉墙施工工艺要求84.2超前微型桩的施工94.3预应力锚杆施工工艺94.4基坑降水施工要点95基坑工程安全监测105.1基坑监测的任务与目的105.2基坑安全监控内容；105.3仪器及监测方法和要求105.4允许变形控制116基坑开挖方案建议126.1施工前准备126.2施工要点126.3注意事项127基坑工程施工建议127.1施工顺序127.2截流水源127.3土方开挖127.4支护施工137.5基础施工138应急预案138.1土方超挖造成塌方或边坡位移138.2地面沉降速率过大138.3基坑变形过大，或地面荷载过大时出现位移138.4支护结构渗漏水138.5临基坑边地下市政给排水管道漏水139注意事项及有关问题1410附图1414 开封希尔斯天翼住宅区1 工程概况1.1 工程基本概况 拟建开封希尔斯天翼住宅区3#、5#、6#、7#高层住宅楼及地下车库工程位于开封市西部原金盛热力公司院内，场地平面上呈长方形分布。该基坑南北长约177.4m，东西宽约78.1m。建筑物下基础埋深9.7米，周边地下车库部位基坑开挖深度约8.5米。电梯井或积水坑深最深12.3米1.2 环境条件基坑周边环境如下表1.2所示： 表1.2位置相邻建筑说 明东侧距拟建建筑7米有一围墙围墙外距拟建建筑20米是7层住宅楼；围墙内距拟建建筑4.5米有一待修的暖气管道，在地表下22.5米；东南角有一垃圾中转站西侧距拟建建筑7.5米有一围墙支护后南部2/3要求可通行6吨轻型汽车；北部围墙外2米有一栋5层住宅楼（搅拌桩基础）和一栋3层楼住宅（天然地基），均垂直基坑边沿南侧新建高层建筑距离拟建建筑物北侧工地临时建筑距离拟建建筑物约25.0米；40米外为城中村住宅根据场地工程地质,水文地质条件、基坑开挖深度及周边环境条件,本基坑安全等级西侧北部为一级，其余部位二级。 1.3 场地岩土工程条件根据开封希尔斯天翼住宅区3#、5#、6#、7#高层住宅楼及地下车库场地岩土工程勘察报告，拟建场地内5.5-6.0m以上为黄河近期泛滥沉积；5.5m11.0m为第四纪全新世中期沉积物；11.049.0m为第四纪全新世早期黄河冲击物；49.0m以下为晚更新世地层。与基坑支护降水有关的岩土工程条件自上而下描述如下：1.3.1 场地地层概况第1层：粉土（Q43）,层厚3.46.0m。上部0.51.5米为杂填土，呈灰黄色，稍湿，稍密，砂感明显，场地东部相变为粉砂，见有铁锈斑及蜗牛壳碎片，干强度低，韧性低，无光泽反应，水位以下摇振反应迅速，局部夹有粉质粘土薄层。第2层：粉质粘土（Q43）,层顶埋深3.46.0m，层厚1.46.2m。地层呈灰黄色或灰色,软塑，上部或下部局部分布有粉土薄层或透镜体,含有螺壳，见有大量青砖块、朽木及陶瓷片，属宋元古文化层。本层干强度中等，韧性中等，稍有光滑，摇振无反应。第3层：粉土（Q42）, 层顶埋深6.412m，层厚0.02.6m。地层呈褐黄色、灰黄色,稍湿湿,中密,见有云母片和螺壳片，砂感明显，局部为粉砂，干强度低，韧性低，摇振反应迅速，无光泽反应，本呈透镜体状分布，大部分场地缺失此层。第4层：粉质粘土（Q42）， 层顶埋深6.612.6m，层厚0.03.6m。地层呈黄褐色或灰黄色,软塑可塑，干强度中等，韧性中等，切面稍有光滑，摇振无反应。本层局部粘粒含量偏低，相变为粉土。本层分布不稳定，呈透镜状分布，局部缺失。第5层：粉砂（Q42）, 层顶埋深5.715.0m，层厚4.812.3m。地层呈黄褐-褐黄色,饱水，稍密-中密,中间夹有粉土薄层，砂粒成份以石英和长石为主，见有少量暗色矿物和云母，砂质不纯，级配较好，分选一般，局部相变为细砂。第6层：粉土（Q41）, 层顶埋深18.020.5m，层厚0.52.6m。地层呈黄褐色,中密,含小姜石，见铁锰质斑点。本层干强度低, 韧性低，无光泽反应,摇振反应中等，局部相变为粉质粘土。第7层：细沙（Q41）, 层顶埋深18.623.0m，层厚15.318.4m。地层呈黄褐色，饱水,中密-密实，局部为粉土或中砂，分选好，级配差，砂粒成份以石英长石为主。第8层：粉土（Q41）, 层顶埋深37.038.7m，层厚2.84.4m。地层呈黄褐色，很湿,中密, 含小姜石和蜗牛壳，无光泽反应,干强度低, 韧性低,摇振反应中等，局部变相为粉质粘土。第9层：中砂（Q41）, 层顶埋深40.242.4m，层厚6.88.5m。地层呈褐黄色，饱水,密实,砂粒成份以石英长石为主，见有少量暗色矿物，分选好，级配差，呈浑圆状。第10层：粉质粘土（Q3）, 层顶埋深48.050.3m，层厚5.46.2m。地层呈黄褐色，可塑-硬塑，含姜石、蜗牛壳和铁锰质结核，见有大量灰斑，局部夹有粉土或粉砂薄层。本层干强度中等，韧性中等，切面稍有光滑，摇振无反应。第11层：细砂（Q3）,地层呈黄褐色，饱水,密实,砂粒主要成份石英、长石、等，见有少量暗色矿物，分选好，级配差，呈次圆状，局部相变为中砂或粉砂。本层层顶埋深53.856.0m，未揭穿，最大揭露厚度10.8m。1.3.2 场地水文地质条件据勘察报告，勘察期间场地地下水位为3.27.8m，其中场地东侧3.25.0m，场地西侧5.07.8m，地下水的年变化幅度约0.5m，历史年最高水位为2.0m，属第四系松散岩类孔隙潜水，含水层为粉土和下部的粉细砂层，其动态主要受大气降水及地下水开采影响而变化。地基土为含水量30%的弱透水层。上部土的渗透系数为0.5m/d,下部砂土的渗透系数为4.32m/d；综合渗透系数为2.31m/d。1.3.3 场地土的抗剪强度指标根据开封希尔斯天翼住宅区岩土工程勘察报告提供的的数据结合实际施工经验，场地土的抗剪强度指标平均值如下表2所示：表2 场地内土层信息表层号岩土名称厚度（m）重度r(kN/m3)粘聚力c (kPa)内摩擦角 (度)（1）粉土4.718.31422.6（2）粉质粘土1.4-6.218.71620（3）粉土0.0-2.619.71423.4（4）粉质粘土0.0-3.619.425.816（5）粉砂4.8-12.319.5225（6）粉土0.5-2.620.013.725.2（7）细砂15.3-18.419. 5225（8）粉土2.8-4.420.316.426.2（9）中砂6.8-8.519.5225（10）粉质粘土5.4-6.220.439.818.02 本工程基坑开挖时须着重解决的问题根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质条件、基坑侧壁安全等级，基坑开挖深度约8.5m9.7m，因此该基坑工程的重点为：(1)预防并控制因基坑开挖等因素对基坑西侧建筑的影响，确保建筑物安全，其为整个支护工作的重点；(2) 确保基坑周边的土体安全稳定；(3) 确保降水不致于引起周边地面、建筑沉降；(4) 为后续的主体施工创造良好的施工条件。3 基坑支护结构方案选择3.1 设计原则(1)安全第一，确保基坑开挖及地下室施工全过程基坑边坡的安全稳定，严格控制基坑西侧建筑物的沉降变形。(2)在确保安全完成基坑工程施工的前提下，尽可能降低工程造价。(3)将基坑支护、土方开挖、基坑降水有机的结合起来，有效缩短边坡支护和土方开挖的工期。3.2 设计依据(1)开封希尔斯天翼住宅区平面图；(2)开封希尔斯天翼住宅区岩土工程勘察报告；(3)建筑基坑支护技术规程(JGJ12099)。(4)土层锚杆设计与施工规程(CECS2290)。(5)基坑土钉支护技术规程 (CECS96:97)。 (6)锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB500862001）。(7)建筑基坑工程技术规范(YB925897)。(8)建筑地基基础设计规范(GB500072002)3.3 设计参数及荷载的确定本基坑设计的安全等级局部取一级，大部为二级，基坑侧壁的重要性系数取0=1.1、1.0。3.3.1 荷载设定根据基坑周边环境条件，各侧面荷载条件设定如下：剖面号位置荷载数量荷载性质荷载值（Kpa）作用深度(m)作用宽度(m)距坑边距离(m)作用形式1-1西侧南部1地面均布152-2西侧北部21地面均布52地下局部751.812.08.0矩形3-34-4东侧1地面均布155-5北侧南测1地面均布153.3.2 地下水位根据勘察报告，地下水位为地表下3.27.8米，地下水位较高，基坑开挖和施工期间要考虑地下水的影响，确保地下水位降至基底下1.01.5米。3.4 基坑支护方案3.4.1 方案选择按照设计原则及设计依据，考虑本工程现状及需要着重解决的问题，根据本工程基坑的具体情况，综合考虑施工的可能性和场地的工程地质条件、施工期间可能的气候条件，安全、经济、工效几方面，对不同部位采用不同的支护方式：(1)西侧北部采用超前微型桩+锚杆+土钉墙的复合土钉墙支护。(2)西侧南部及东侧基坑较深部位，空间较小采用超前微型桩复合土钉墙支护。(3)东侧浅部及南北侧采用土钉墙支护。3.4.2 支护设计及参数根据上节确定的支护方案，按照规范利用理正软件对支护结构内部稳定、外部稳定性进行验算，安全系数满足规范要求时，各剖面参数如下：3.4.2.1 基坑11剖面该部位位于基坑西侧南部，支护后要求可通行6吨轻型汽车，故