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毕业论文网 > 开题报告 > 矿业类 > 勘查技术与工程 > 正文

丽天花园地下车库基坑支护设计开题报告

 2020-04-14 19:49:46  

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

1. 结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述:

文 献 综 述

随着现代经济的发展和城市水平的提高,我国高层建筑的大量兴建和地下空间的开发利用,导致基坑工程开挖深度不断加深和开挖面积不断增大,促进了基坑工程的设计和施工的发展。基坑工程包括基坑支护体系设计、施工、开挖、降水和监测,是相互关联、综合性很强的系统工程[1]

基坑支护是地下工程施工中的一个古老的传统课题,又是一个综合性的岩土工程难题,既涉及土力学中典型的强度与稳定问题,还涉及土与支护结构的共同作用。对这些问题的认识及其对策的研究,是随着土力学理论、分析技术、测试仪器以及施工机械、施工技术的进步而逐步完善的。深基坑支护的设计、施工、监测技术是近年来经常遇到的技术难题。深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定,而且要满足变形控制要求,保证基坑内正常作业安全,而且要防止基坑及坑外土体移动,保证基坑附近建筑物、道路、管线的正常运行。尤其是在闹市区,场地十分狭窄,无法放坡。如今支护结构日臻完善,出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法,为了降低工程成本,减少土方工程量和对周边建筑的影响,绝大多数高层建筑都采用垂直开挖。这样给挡土支护技术带来了革命性的发展,采用大直径灌注桩加土层锚杆的挡土支护技术以及土钉支护技术在深基坑开挖工程中广泛应用,且经济效果和社会效果十分可观[2]。深基坑支护系统主要有传统的排桩、双排桩、组合式排桩、地下连续墙等支护形式,并可加上内支撑或锚杆作用使其具有更大的适用性。另外,还可使用水泥搅拌桩、高压旋喷桩、土体注浆、插筋补强等方法加固边坡软弱土体,减少土体侧向变形,增强边坡整体稳定性[3]

深基坑技术的发展趋势:

1) 基坑向着大深度、大面积方向发展,周边环境更加复杂,深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。

2) 土钉支护方案的大量实施,使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展。为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要,湿式喷射混凝土将逐步取代干式喷射混凝土。

3) 目前基坑开挖大多以人工挖土为主,效率不高,今后必将大力研究开发小型、灵活、专用的地下挖土机械,以提高工效,加快施工进度,减少时间效应的影响。

4) 为了减少基坑变形,通过施加预应力的方法控制变形将逐步被推广,另外采用深层搅拌或注浆技术对基坑底部或被动区土体进行加固,也将成为控制变形的有效手段被推广。

5) 为减小基坑工程带来的环境效应(如因降水引起的地面附加沉降),或出于保护地下水资源的需要,有时基坑采用帷幕型式进行支护并将水利工程中防渗墙的工法引入到基坑工程中。

6) 将采用深层搅拌桩或注浆技术对基坑底部土体进行加固,即提高支护结构被动区土体的强度的方法来避免软土地区基坑底部隆起而造成的建筑物下降等问题[4]

1.1 基坑工程的设计原则

基坑支护结构应采用分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计,其设计原则是:安全可靠、经济合理、技术可行、方便施工[1]

1.2 基坑的主要支挡类型

基坑工程中采用的围护墙、支撑(或土层锚杆)、围檩、防渗帷幕等结构体系总称为支护结构。支护结构的传统方法是钢板桩加支撑系统或钢板桩锚拉系统,其优点是材料可以回收,但拔出板桩时会引起土体的变形。目前经常采用的主要基坑支挡类型有:

(1) 深层搅拌水泥土挡墙(以下简称搅拌桩):将土和水泥强制搅和成水泥土桩,结硬后成为具有一定强度的整体壁状挡墙,一般用于开挖深度不超过7m的基坑,适合于软土地区,环境保护要求不高,施工低噪声、低振动,结构止水性较好,造价经济,但围护较宽,一般取基坑开挖深度的0.7~0.8倍。

国内外试验研究和工程实践表明,搅拌桩适宜于加固淤泥、淤泥质土和含水量较高而地基承载力小于120kPa的粘土、粉质粘土、粉土等软土地基。当土中含高龄石、蒙脱石等矿物时,加固效果较好,土中含伊利石、氯化物等矿物时,加固效果较差,土的原始抗剪强度小于20~30kPa时,加固效果也较差。搅拌桩用于泥炭土或土中有机质含量较高,酸碱度较低(lt;7)及地下水有侵蚀性时,宜通过试验确定其适用性。当地表杂填土层为厚度大于100mm的石块时,一般不宜使用搅拌桩。

搅拌桩的平面布置可视地质条件和基坑围护要求,结合施工设备条件,分别选用桩式、块式、壁式、格栅式或拱式,它在深度方向可采取长短结合形式[5]

(2) 钢板桩:有永久性结构和临时性结构两类。用槽钢正反扣搭接而组成,或用U型、H型和Z型截面的锁口钢板桩。用打入法打入土中,相互连接形成钢板桩墙,既用于挡土又用于挡水,用于开挖深度3~10m的基坑。钢板桩具有较高的可靠性和耐久性,在完成支挡任务后,可以回收重复利用;于多道钢支撑结合,可适合软土地区的较深基坑,施工方便,工期短。但钢板桩刚度比排桩和地下连续墙小,开挖后绕度变形较大,打拔桩振动噪声大,容易引起土体移动,导致周围地基较大沉陷[6]

(3) 钻孔灌注桩挡墙:直径#981;600~#981;1000mm,桩长15~30m,组成排桩式挡墙,顶部浇筑钢筋混凝土圈粱,用于开挖深度为6m~13m的基坑。具有噪声和振动小,刚度大,就地浇制施工,对周围环境影响小等优点。适合软弱地层使用,接头防水性差,要根据地质条件从注浆、搅拌桩等方法中选用适当方法解决防水问题,整体刚度较差,不适合兼作主体结构。桩身质量取决于施工工艺及施工技术水平,施工时需作排污处理[7]

(4) 土钉墙:土钉墙支护是通过沿土钉通长与周围土体接触形成复合体。在土体发生变形的条件下,通过土钉与土体的接触界面上的粘结力或摩擦力,使土钉被动受拉,通过受拉工作面给土体约束加固,提高整体稳定性和承载能力,增强土体变形的延性[8]

土钉墙适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散砂土和卵石土等。对于淤泥质土、饱和软土,应采用复合型土钉墙支护[9]

(5) 地下连续墙:在地下成槽后,浇筑混凝土,建造具有较高强度的钢筋混凝土挡墙,用于开挖深度达10m以上的基坑或施工条件较困难的情况。具有施工噪声低,振动小,就地浇制、墙接头止水效果较好,整体刚度大,对周围环境影响小等优点。适合于软弱土层和建筑设施密集城市市区的深基坑,高质量的刚性接头的地下连续墙可作永久性结构,并可采用逆筑法施工。

地下连续墙按成桩(成槽)形式的不同,划分为桩排式连续墙和壁式连续墙两大类,前一类主要用各种类型的桩,相互连接或搭接以及交错的单桩连锁组成的直线、圆弧、圆形等形式的排桩组合,具有一定的入土深度,墙顶用压顶粱连在一起,形成地下连续墙的墙体。壁式地下连续墙具有多种功能,有着广泛的应用前景。最主要用于深基坑工程的围护,特别适合于软土地区深基坑的开挖[10]

(6) SMW工法(劲性水泥土搅拌桩):劲性水泥土搅拌桩以及水泥土搅拌桩法为基础,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可以使用劲性桩。特别是适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层,对于含砂卵石的地层要经过适当处理后方可采用。

劲性桩适宜的基坑深度与施工机械有关,国内目前一般以基坑开挖深度6~10m,国外尤其是日本由于施工钻孔机械先进,基坑深度达到20m以上时也采用SMW工法,劲性桩法可取得较好的环境和经济效果[11]

(7) 土锚:用拉杆锚固支护基坑的开挖或用作抗拔桩抵抗浮托力等的应用已日益普遍。拉锚最大的优点是在基坑内部施工时,开挖土方与支撑互不干扰,尤其是在不规则的复杂施工场所,以锚杆代替挡土横撑,便于施工。这是人们乐于大量使用的主要原因。随着对锚固法的不断改进和使用可靠性的监测手段,使拉锚支护的范围更加广泛。

拉锚是将一种新型受拉杆件的一端(锚固段)固定在开挖基坑的稳定地层中,另一端与工程构筑物相联结(钢板桩、挖孔桩、灌注桩以及地下连续墙等),用以承受由于土压力等施加于构筑物的推力,从而利用地层的锚固力以维持构筑物(或土层)的稳定。

锚杆支护体系由挡土构筑物,腰粱及托架、锚杆三个部分所组成,以保证施工期间边坡的稳定与安全[12]

1.3 基坑主要支撑方法和技术类型

深基坑的支护体系由两部分组成,一是围护壁,二是基坑内的支撑系统。所谓的支撑体系是指由刚或钢筋混凝土构件组成的用以支撑基坑侧壁的结构体系。基坑工程的支撑体系能增加围护结构的刚度,改善围护结构的受力条件,满足基坑整体受力性能和稳定性的要求[13]

在深基坑的支护结构中,常用的支撑系统按其材料分可以有钢管支撑、型钢支撑,钢筋混凝土支撑,钢和钢筋混凝土组合支撑等种类;按其受力形式分可以有单跨压杆式支撑,多跨压杆式支撑,双向多跨压杆支撑,水平桁架相结合的支撑,斜撑等类型[14]

这些支撑系统在实践中有各自的特点和不足之处,以其材料种类分析,钢支撑便于安装和拆除,材料消耗量小,可以施加预紧力以合理控制基坑变形,钢支撑架设速度较快,有利于缩短工期。但是钢支撑系统的整体刚度较弱,由于要在两个方向上施加预紧力,所以纵横杆之间的联结始终处于铰接状态[14]

钢筋混凝土支撑结构的整体刚度好,变形小,安全可靠,施工制作时间长于钢支撑,但拆除工作比较繁重,材料回收利用率低,钢筋混凝土支撑因其现场浇筑的可行性和高可靠度而在目前国内被广泛的使用[15]

1.4 基坑主要止(降)水方法

工程降水是基坑工程的一个难点。由于土质和地下水位的条件不同,基坑开挖的施工方法大不相同。在地下水位以下开挖基坑时,采用降水的作用是:

(1) 截住基坑边坡面及基底的渗水;

(2) 增加边坡的稳定性,并防止基坑从边坡或基底的土粒流失;

(3) 减少板桩和支撑的压力,减少隧道内的空气压力;

(4) 改善基坑和填土的砂土特性;

(5) 防止基底的隆起和破坏[16]

在选择和设计基坑降水前,必须由甲方提供工程地质勘察资料,建筑物平面图和立面图,建筑物场地附近房屋平面图等,对于重大工程,设计人员除掌握相应资料外,必须在设计前到工程现场亲自了解,最好能目测各土层的土样,对将来降水工程的布置及其与邻近建筑物的影响[17]

降低地下水位的常用方法可分为明沟降水和井点降水两类。明沟降水由于其制约条件较多,尚不能得到广泛的应用,而井点降水的适用条件较广,并经过二十多年来的应用、发展和改进,已形成了多种井点降水的方法。目前常用的井点降水方法有:轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井点,辐射井点等。这些有效的降水方法现已被广泛用于各种降水工程中,但由于降低地下水位以后,可能带来一些不良影响,如地面沉降,邻近已有建筑物或构筑物的安全稳定及残留滞水的处理等[18]

1.5基坑监测方式

基坑监制是指在施工及使用期限内,对建筑基坑及周边环境实施的检查、监控工作。基坑监测主要包括:支护结构、相关自然环境、施工工况、地下水状况、基坑底部及周围土体、周围建筑物、周围地下管线及地下设施、周围重要的道路、其他应监测的对象。

监测的项目主要有:1)水平位移监测;2)竖向位移监测;3)深层水平位移监测;4)倾斜监测;5)裂缝监测;6)支护结构内力监测;7)土压力监测;8)孔隙水压力监测;9)地下水位监测;10)锚杆拉力监测[19]

参考文献:

[1]《基坑工程》,刘宗仁主编,哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2008.

[2]《深基坑支护技术现状及展望》,夏胜先、夏树威主编,山西建筑,2008.

[3]《深基坑工程存在的主要问题及对策》,邵开胜、王广超、陈玉茹,煤炭科技,2010.

[4]《浅论深基坑支护技术的现状和发展》黄健伟,科技风

[5]《高层建筑基础工程施工》,赵志缙,北京:中国建筑工业出版社,1994.

[6]《基坑工程手册》,侯学渊,刘建航,北京:中国建筑工业出版社,1997.

[7]《深基坑支护工程实例集》,黄强等主编,北京:中国建筑工业出版社,2001.

[8]《土钉支护在深基坑工程中的应用》陈肇元等编著,北京:中国建筑工业出版社,1997

[9]《软土地区工程地质勘察规范》(JGJ83-91),1991.

[10]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ20-99),1999.

[11]《深基坑工程》,陈忠汉,黄书秩,程丽萍编著,北京:机械工业出版社,2002.

[12]《深基坑支护工程设计技术》,黄强编著,北京:中国建筑工业出版社,1995

[13]《深基坑施工实例》,秦惠民,叶政青主编,北京:中国建筑工业出版社,1992.

[14]《深基坑支护设计与施工》,余志成等编著,北京:中国建筑工业出版社,1992.

[15]《地下结构工程》,龚维明等编著,南京:东南大学出版社,2004.

[16]《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-97),1997.

[17]《基础工程的降水》,司徒广等编著,北京:中国建筑工业出版社,1993.

[18]《工程水文地质学》,白玉兰主编,北京:中国水利水电出版社,2002.

[19]《基坑检测仪器设备及技术措施》,测绘网,2013.

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):

2.1工程概况

2.1.1基本情况

拟建项目由7幢住宅楼及两幢门面房组成。1#~5#楼地上4层,#177;0.00为12.00m;6#楼地上5-7层,#177;0.00为11.85m;7#楼地上7-8层,#177;0.00为11.85m;4#楼及6#楼西侧为单层门面房;拟建建筑均采用框架结构。1#~7#楼及楼间设有一大型地下车库,地下车库为地下一层,开挖深度约4.5m,基坑侧壁安全等级为三级。根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002) 表3.0.1,6#及7#楼地基基础设计等级为乙级,其余建筑地基基础设计等级为丙级,则该工程地基基础设计等级为乙级;根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001,2008年版)和《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2004),该工程抗震设防类别为丙类;根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)3.1节岩土工程勘察分级规定,该工程重要性等级为二级,场地的复杂程度等级为二级,地基的复杂程度等级为二级,综合判定岩土工程勘察等级为乙级。

2.2地形情况

2.2.1 地形地貌

拟建场地隶属于岗洼地貌单元,经近期人工挖填,现原始地貌形态已改变。现有场地地势较平坦,勘探孔孔口标高在9.75~10.75m之间,最大相对高差为1.00m。

2.2.2岩土层分布及分布特征

根据勘察报告,场地基坑开挖范围内分布的主要地层分布如下:

①层填土:黄褐、灰褐色,松散,结构紊乱,主要成分为粘性土,底部普遍分布有淤泥质填土,局部夹含中粗砂及少量碎石等杂物;不均质,填龄小于3年。该层层厚2.2~6.5m,层底高程3.35~8.27m,层顶埋深0m。

②-1层粘土:灰黄色,可塑,局部软塑,无摇震反应,有光泽反应,韧性及干强度较高;土质欠均匀,偶见粉土薄层。厚度0.80~5.60m,层底高度2.04~5.61m,层顶埋深2.20~5.50m。

②-2层淤泥质粉质粘土:灰、青灰色,流塑,局部软塑,有光泽反应,无摇振反应, 韧性及干强度中低,普遍夹含腐殖物,局部夹含粉土。厚度1.40~14.90m,层底高度-9.35~3.56m, 层顶埋深3.00~7.20m。

③-1层粉质粘土:褐黄色,可-硬塑,切面稍有光泽,无摇振反应,韧性及干强度中等,含较多铁锰质浸染斑点,局部粉粒含量较高。厚度0.80~8.60m,层底高层-5.31~-0.95m,层顶埋深5.50~13.50m。

③-2层粉质粘土夹粉土:黄褐、灰黄色,可塑,局部硬塑,切面稍有光泽,韧性及干强度中低;粉土分布不均,中密状;局部夹粉细砂薄层;底部普遍夹含少量砾石。厚度1.20~8.50m,层底高层-12.22~-2.15m,层顶埋深11.40~19.70m。

④-1层强风化砂岩:紫红色,上部呈砂土状,下部以碎块状为主,夹含泥质;岩块手捏易碎,遇水易软化,局部风化残块强度较高。属极软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ级。部分勘探孔未揭穿,最大揭露厚度4.40m,层顶埋深12.80~22.20m。

④-2层中风化砂岩:灰黄、紫褐色,砂质结构,块状构造,芯样呈柱块状,裂隙较发育,可见石英岩脉。普遍有泥质软夹层(厚度一般小于10cm),分布无规律;属较硬岩,较破碎,岩体基本质量等级为Ⅳ级。未揭穿,最大揭露厚度8.10m,层顶埋深15.60~24.50m。

2.3 水文地质条件

2.3.1 地下水类型

拟建场地地下水主要为孔隙型潜水,赋存于①层填土、②-1层、②-2层以及③-2层中,其余岩土层富水性差,基本不含水。

2.3.2 地下水的补给、径流及排泄条件

场地内地势较平坦,地下水迳流速度滞缓。地下水补给来源主要为大气降水及地下水侧向迳流补给,以自然蒸发、侧向迳流排泄为主。

2.3.3地层渗透性

场地内①层填土为弱透水~透水层(各向异性),③-2层土为弱透水层,其余岩土层为微透水~不透水层。

2.3.4地下水水位

本次勘察期间,测得地下水初见水位埋深0.48~0.98m,稳定水位埋深0.65~1.10m(标高9.39~9.58m)。根据本地区的区域水文地质资料,水位季节性变化明显,地下水水位丰水期与枯水期年变化幅度0.80m左右。近3-5年最高地下水位埋深为0.40m。建议设计基准期内最高水位埋深按场地整平后地面下0.40m进行设计。

2.3.5土的腐蚀性评价

对本次拟建工程而言,建(构)筑物基础直接处于湿润区稍湿、湿的弱透水层中,浅部基础因地下水位变化受到干湿交替作用,场区环境类别依据《岩土工程勘察规范》附录G,按不利因素综合考虑,该场区环境类别属于Ⅱ类。

根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版)表12.2.1~表12.2.4有关规定,按不利因素综合考虑,判定地下水对混凝土结构具弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性。

根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版)有关规定,按不利因素考虑,综合判定场地地下水位以上的土对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。

2.4支护方案设计

2.4.1设计规范

有关规范、规程:

Oslash; 《岩土工程勘察规范》 (GB50021-2001,2009年版);

Oslash; 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);

Oslash; 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008);

Oslash; 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001,2008年版);

Oslash; 《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008);

Oslash; 《静力触探技术标准》(CECS04-88);

Oslash; 《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-1999);

Oslash; 《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999);

Oslash; 《工程岩体试验方法标准》(GB/T50266);

Oslash; 《南京地区建筑地基基础设计规范》(DGJ32/J 12-2005);

Oslash; 《岩土工程勘察报告编制标准》(CECS99:98);

Oslash; 《工程地质手册》(第三、四版)。

2.4.2 设计方案

根据区域地质构造,本区无活动性断层通过,历史上无大的破坏性地震发生,属于岗地地貌单元,从地质构造和地震活动历史等因素分析,本场地为相对稳定区,适宜本工程建设。

(1) 各建筑基础方案建议如下:

1) 拟建场地浅部无良好地基土层,均应采用桩基础。其中1#~5#楼及2幢门面房,可采用预制桩或沉管灌注桩,以③-2层为桩端持力层;6#~7#楼可采用预制桩或钻孔灌注桩,预制桩以④-1层为桩端持力层,钻孔灌注桩以④-2层为桩端持力层。桩基设计参数见表2.2,估算的单桩竖向极限承载力标准值见表2.4,最终单桩极限承载力应通过现场静载荷试验确定。

2) 建筑外围的地下车库,挖除①层填土后,以②-1层或②-2层作为持力层。填土较厚地段,应进行夯实碾压处理,确保地下车库基底土层的均匀性。

(2) 基础施工时应注意的问题:

1) 外围地下车库基础持力层跨层施工时(②-1层及②-2层),应加强沉降变形验算工作。由于②-1层及②-2层遇水易软化,应做好防水工作,基础开挖后及时浇注垫层。

2) 采用预制桩施工时,应充分考虑桩端穿透③-1粉质粘土层(可-硬塑)的可行性,选择质量合格可靠的预制桩,并选择合适的施工机械,必要时可辅以预钻孔方式进行沉桩;合理安排桩的施打顺序,防止因桩的挤土效应而使桩身倾斜;终止压桩时应按贯入度及压桩力进行双控。

3) 采用沉管灌注桩施工时,桩长应按贯入度和标高进行双控。拔管时应控制拔管速度,防止缩经、断桩影响承载力。

4) 地下室开挖深度较大,且距周边道路及建筑较近,因此开挖时应做好护坡工作。可采用深层搅拌桩进行支护处理,必要时可在搅拌桩中插入型钢,确保施工安全。基坑开挖深度范围内有地下水赋存,局部地段富水性较好,基坑开挖时应做好止(排)水工作。坑内采用明排水,必要时在基坑外围辅加轻型井点进行降水。建筑上空部位的地下车库应采取抗浮措施,抗浮设计水位按场地整平后的0.40米取值。

2.4.3拟采用的计算理论和方法

(1) 土压力计算

支护结构所承受的土压力,要精确的加以确定是有一定困难的。目前,对土压力的计算,主要采用朗肯土压力理论进行计算。

1) 砂性土,内聚力:

主动土压力 (2.4.3-1)

被动土压力 (2.4.3-2)

2) 粘性土,内聚力:

主动土压力 (2.4.3-3)

被动土压力 (2.4.3-4)

(2) 支撑轴力计算

单支点支撑支护结构,桩的右侧为主动土压力,左侧为被动土压力。可采用平衡法确定水平支撑轴力R

取支护单位长度,对支撑点取矩,令水平方向合力,则有:

(2.4.3-5)

(2.4.3-6)

(3) 弯矩计算

由等值梁法可以求得最大弯矩Mmax值。

(4) 桩的嵌固深度计算

桩的嵌固深度即为保证桩的稳定性所需的最小的入土深度,可根据静力平衡条件即水平力的平衡方程()和对桩底截面的力矩平衡方程()联解求得。

(5) 止水桩长计算

基坑开挖后,地下水形成水头差,使地下水由高处向低处渗流。止水桩深度应满足相应条件,以免产生管涌。止水桩桩长的最小嵌固深度可按下式计算:

(2.4.3-7)

(6) 稳定性验算

1) 抗倾覆验算

水泥土挡墙如截面、重量不够大,在墙后推力作用下,会绕某一点产生整体倾覆失稳。为此,需要进行抗倾覆验算。倾覆稳定性验算可按下式进行:

(2.4.3-8)

2) 抗坑底隆起验算

在软粘土地区,如挖土深度大,可能由于挖土处卸载过多,在墙后土重及地面荷载作用下引起坑底隆起。为此,需要进行抗坑底隆起验算。坑底隆起稳定性验算可按下式进行:

(2.4.3-9)

3) 抗管涌验算

在砂性土地区,当地下水位较高、坑深很大时,挖土后在水头差产生的动水压力作用下,地下水会绕过支护墙连同砂土一同涌入基坑。为此,需要进行抗管涌验算。管涌稳定性验算可按下式进行:

(2.4.3-10)

2.5监测方案

本基坑周边环境较复杂,为正确指导施工,确保工程的顺利进行和周围建筑物的安全,应加强施工期间的监测工作,实施信息化施工,随时预报,及时处理,并根据监测数据及时调整施工进度和施工方法。由于场地内各土层在工程地质特性上差异比较大,厂区西部分布有大范围的软#8212;流塑状粉质粘土(②-2层),厚度较大;局部地段填土层较厚(最大厚度6.5m),应优先对填土进行加固处理,以减少地平不均匀沉降;基坑施工应注意合理安排工序,所挖土方应远置,减少对基坑和周边建筑的影响;施工时应加强验桩、验槽工作。基坑监测的内容大致有:

2.5.1 基坑周边水平位移监测

从基坑边缘以外1~3倍基坑开挖深度范围内需要保护的周边环境应作为监测对象。必要时尚应扩大监测范围。位于重要保护对象安全保护区范围内的监测点的布置,尚应满足相关部门的技术要求。建筑水平位移监测点应布置在建筑的外墙墙角、外墙中间 部位的墙上或柱上、裂缝两侧以及其他有代表性的部位,监测点间距视具体情况而定,一侧墙体的监测点不宜少于3点。

2.5.2 基坑周边管线和建筑物沉降监测

应根据管线修建年份、类型、材料、尺寸及现状等情况,确定监测点设置。监测点宜布置在管线的节点、转角点和变形曲率较大的部位,监测点平面间距宜为15m~25m,并宜延伸至基坑边缘以外1~3倍基坑开挖深度范围内的管线。供水、煤气、暖气等压力管线宜设置直接监测点,在无法埋 设直接监测点的部位,可设置间接监测点。

基坑周边地表竖向位移监测点宜按监测剖面设在坑边中部或其他有代表性的部位。监测剖面应与坑边垂直,数量视具体情况确定。每个监测剖面上的监测点数量不宜少于5个。

2.5.3 基坑周边深层水平位移监测

基坑周边深层水平位移的监测宜采用在墙体或土体中预埋测斜管、通过测斜仪观测各深度处水平位移的方法。测斜仪的系统精度不宜低于0.25mm/m,分辨率不宜低于0.02mm/500mm。测斜管应在基坑开挖1周前埋设,埋设时应符合下列要求:

(1) 埋设前应检查测斜管质量,测斜管连接时应保证上、下管段的导槽相互对准、顺畅,各段接头及管底应保证密封。

(2) 测斜管埋设时应保持竖直,防止发生上浮、断裂、扭转;测斜管一对导槽的方向应与所需测量的位移方向保持一致。

(3) 当采用钻孔法埋设时,测斜管与钻孔之间的孔隙应填充密实。

(4) 测斜仪探头置人测斜管底后,应待探头接近管内温度时再量测,每个监测点均应进行正、反两次量测。

(5) 当以上部管口作为深层水平位移的起算点时,每次监测均应测定管口坐标的变化并修正。

2.5.4 地下水位监测

基坑内地下水位当采用深井降水时,水位监测点宜布置在基坑中央和两相邻降水井的中间部位;当采用轻型井点、喷射井点降水时,水位监测点宜布置在基坑中央和周边拐角处,监测点数量 应视具体情况确定。基坑外地下水位监测点应沿基坑、被保护对象的周边或在 基坑与被保护对象之间布置,监测点间距宜为20m~50m。相邻建筑、重要的管线或管线密集处应布置水位监测点;当有止水帷幕时,宜布置在止水帷幕的外侧约2m处。水位观测管的管底埋置深度应在最低设计水位或最低允许地下水位之下3m~5m。承压水水位监测管的滤管应埋置在所测的承压含水层中。回灌井点观测井应设置在回灌井点与被保护对象之间。地下水位监测宜通过孔内设置水位管,采用水位计进行量测。地下水位量测精度不宜低于10mm。

2.5.5 支撑轴力及桩身应力监测

监测点宜设置在支撑内力较大或在整个支撑系统中起控制作用的杆件上。每层支撑的内力监测点不应少于3个,各层支撑的监测点位置在竖向上宜保持一致。钢支撑的监测截面宜选择在两支点间1/3部位或支撑的端头;混凝土支撑的监测截面宜选择在两支点间1/3部位,并避开节点位置。每个监测点截面内传感器的设置数量及布置应满足不同传感器测试要求。

2.5.6 圈梁水平位移监测

圈梁顶部的水平、垂直位移:主要目的是通过控制圈梁的位移掌握 周围土体的变形对周围建筑物的影响,每隔20米左右设置一观测点;

2.6设计成果

1. 计算书 1份

2. 基坑支护结构平面图 1张

3. 基坑支护结构剖面图及大样图 1张

4. 支撑平面布置图 1张

5. 支护桩平面布置图 1张

6. 监测点布置图 1张

7. 施工说明 1张

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