基坑支护设计说明

1、设计说明一、工程概况广州火车站基坑包括站厅层、 1 号出入口和三号风道在内，基坑周长约 345 米。基坑开 挖深度约8.1518.96m，基坑开挖总面积约 5720m2。基坑周边地下构筑物较多，关系复杂。基坑北侧距广州火车站站房约 30m，南侧距环市西路约 14m,西侧紧临二号线火车站， 东侧 距地中海商场约 5 米。基坑下方为五号线火车站暗挖站台层隧道， 基坑下方与隧道拱顶最近 距离约 3 米,基坑南侧挖孔桩桩底与隧道拱顶最近距离仅为 0.5m。根据五号线总体部提供的最新管线资料, 基坑范围内的管线需要迁改。 管线迁改完成后, 基坑周边管线主要集中在基坑东侧挖孔桩和地中海商场之间，主要管线有

2、：一根0720mm热力管，埋深1.52.5米，距挖孔桩约0.8m。一根600mm供水管，埋深约0.6m, 一根800mm 排水管，埋深约 2 米。基坑北侧有一根0 800mm 排水管和0 200mm 供水管。二、设计依据1、 广州火车站土建招标设计中铁隧道勘测设计院有限公司 二零零五年元月 广州2、 五号线总体提供线路施工图设计平、纵断面(第三版)3、 广州火车站详细勘察阶段岩土工程勘察报告广东省地质物探工程勘察院 二零零四年 十月4、 广州火车站补充详细勘察阶段岩土工程勘察报告广东省地质物探工程勘察院 二零零五年。5、广州地铁五号线总体部发放的相关文件及联系单。6、地铁设计规范 (GB 50

3、157-2003)7、建筑结构荷载规范 (GB 50009-2001 )8、锚杆喷射混凝土支护技术规范 (GB 50086-2001 )9、混凝土结构设计规范 (GB 50010-2002)10、建筑基坑支护技术规程 (JGJ 120-99 )11、建筑钢结构焊接技术规程 (JGJ 81-2002 )12、地下工程防水技术规范 (GB 50108-2001 )1 3、铁路隧道设计规范 (TB 10003-2005 )14、广东省标准地基基础设计规范 (DBJ 15-31-2003 )15、 广州市标准广州地区建筑基坑支护技术规定(GJB02-98)16、国家、广东省及广州市现行有关规范、规程和

4、技术规定。三、工程地质及水文地质1 、场地条件与工程地质特征广州火车站基坑位于广州火车站中广场，地形平坦，地面标高8.18.5m，地表为砼路面。本场地岩土由上至下依次为：人工填土层：勘察范围人工填土层主要为素填土,局部为杂填土,颜色较杂,主要 呈褐红色、灰黄色、棕黄色、土灰色等,大部分压实。素填土组成物主要为人工堆填的粘性 土、砂、及碎石,大部分地段地表为混凝土地面。杂填土组成物主要为人工堆填的碎石、砖 块、砼块及煤渣、粘性土等，硬质物含量较高。统计标贯击数1026击，平均20.3击。可塑或稍密中密状残积土层：由碎屑岩风化作用形成的粉质粘土组成，呈暗紫红色。呈可塑状，统计标贯击数为57击，平均

5、击数11.0击。硬塑或密实状残积土层：为碎屑岩风化作用形成的粘性土、粉土组成，呈暗紫红 色。粘性土呈硬塑状，粉土呈密实状。本层在场地内部分地段分布（有12个钻孔揭露），标贯击数1529击，平均击数 20.4击。岩石全风化带：呈暗紫红色、棕色等，主要由泥质粉砂岩、砾岩、含砾泥质粉砂岩、含砾砂岩组成，原岩组织结构已基本风化破坏，但尚可辨认，岩芯呈坚硬土状或密实土状。 标贯击数为3039。岩石强风化带：呈红褐色，紫褐色、棕色等岩性主要为泥质粉砂岩、含砾泥质粉砂 岩、砾岩，岩石组织结构已大部分破坏，但尚可清晰辨认，矿物成分已显著变化，风化裂隙 较发育，岩体较破碎，岩芯呈岩状或半岩半土状，岩质较软，做标

6、贯6次，全部反弹。岩石中风化带：呈暗紫红色、棕色、褐红色，岩性主要为泥质粉砂岩、砾岩，含砾 砂岩、含砾泥质粉砂岩，陆源碎屑结构，中厚层厚层状，岩石组织结构部分破坏，矿物成 分基本未变化，有风化裂隙，泥质、钙质、铁质胶结，岩芯较完整，呈短柱状长柱状，岩 质稍硬，RQD值一般为5070%。岩石微风化带：呈红褐色，青灰色、棕色，岩性主要为泥质粉砂岩、砾岩，含砾砂 岩、含砾泥质砂岩等，陆源碎屑结构，中厚厚层状构造，泥质、钙质、铁质胶结，胶结紧 密，局部有少量风化裂隙，岩芯完整，以长柱状为主，岩质较硬，锤击声响，岩石质量指标 RQD值一般6090%。基坑范围内场地土力学参数表见表 3-1。地层参数建议值

7、一览表表3-1地层代号天然密 度P(g/cm3)天然 含水量3 0（%）孔隙 比e凝聚力c(kPa)内摩擦 角0 （。）压缩模量ES1-2(MPa)土的 静止 侧压 力系 数Z渗透 系数(10-5 cm/s)围 岩 级 别2.0022.20.69322.824.32.880.430.0021.9718.80.62324.523.74.400.390.02V1.9819.40.62722.022.03.700.330.02V2.46150330.1IV2.51800380.1出2.531500400.015n2、水文地质条件（1）地下水的赋存与补给本次勘察所揭露的地下水水位埋藏较浅，稳定水位埋深

8、为1.092.50m，平均埋深1.83m ,标高为6.007.49m，平均为6.74m。地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密 切，每年 5 1 0月为雨季，大气降雨充沛，水位会明显上升，而在冬季因降水减少，地下水 位随之下降，年变化幅度为 2.5 3.0m。地下水按赋存方式分为第四系松散岩类孔隙水，层状基岩裂隙水。 松散岩类孔隙水第四系冲积洪积砂层 、 为主要含水层。 冲积洪积砂层透水性较强，含水 量较为丰富，在基坑南侧有分布。总的来说，由于本站砂层埋藏较浅，厚度较小，分布范围 不广，砂层富水性一般，总的储量不大。 层状基岩裂隙水层状基岩裂隙水主要赋存在白垩系红层碎屑岩的强风化带和中

9、风化带，部分赋存在岩石全风化带的砾岩中，由于岩石裂隙局部发育，故其富水性不大。地下水赋存条件较差。 地下水补给与排泄 勘察范围内大气降水和侧向补给是地下水的主要补给来源，排泄主要表现为大气蒸发，地下水位受季节的影响明显。（2）地下水腐蚀性特征：地下水对混凝土结构无腐蚀性，对混凝土中的钢筋有弱腐蚀 性（氯离子和硫酸根离子含量超标） ，地下水对钢结构有弱腐蚀性。四、基坑支护结构设计1. 计算原则1）满足边坡和支护结构稳定的要求不产生倾覆，滑移和局部失稳；锚杆不产生抗拔失效；支 撑系统不失稳；2）支护结构构件受荷后不发生强度破坏；3）基坑安全等级为一级，基坑重要性系数1.1；4）本基坑支护设计将工程

10、类比与理论计算相结合。并采用信息化设计和施工， 在既有资料和地质勘察报告的基础上开展施工前的预设计，根据施工现场监控量测的信息反馈修正设计， 指导施工。5）采用理正深基坑支护结构软件F-SPW5.05，矩形荷载模式，按增量法计算。2、支护结构设计广州火车站基坑支护结构采用土钉墙和桩锚两种支护形式。基坑东侧采用$ 1200mm人工挖孔桩+锚索，挖孔桩间距为 1.5米，护壁厚150mm,桩身竖向设一 三道锚索。为减少基 坑开挖爆破振动对热力管线的损伤，基坑东侧挖孔桩靠近基坑侧200mm 厚度范围内桩身填充减振材料, 桩截面为不规则形状。 南侧地下二层基坑也采用$1200mm 人工挖孔桩 +锚索,挖

11、孔桩间距为1.5米，护壁厚150mm,桩身竖向设二道锚索。除桩锚以外，其余基坑支护结构采用土钉墙。锚杆间距 1.21.5m，土钉墙面层采用 C20喷射砼，厚度100m m,钢筋网为 $ 8200mm ,加强钢筋采用$ 18,间距同锚杆。为控制位移局部锚杆加预加力。南侧土钉 墙处因有透水砂层,墙前采用$ 500 搅拌桩加固止水。五、工程材料1. 混凝土1）挖孔桩桩芯、冠梁： C30砼。2）挖孔桩护壁：C20砼。3）钢筋砼腰梁： C30 砼。4）基底垫层：150mm厚C15混凝土。5）面层喷射砼： C20。2. 钢筋1）钢筋 -HPB235 热轧钢筋、 HRB335 热轧钢筋 锚索采用钢铰线，强度

12、标准值为 1860N/mm2。 锚杆采用 HRB335 热轧钢筋。2）结构构件的受力钢筋应采用焊接。3. 保护层挖孔桩芯保护层为 70mm。冠梁保护层为 50mm。钢筋砼腰梁保护层为 30mm。土钉面层钢筋保护层厚度为 30mm。4、锚具： 基坑支护结构采用锚具必须满足以下指标和现行规范、规程以及地方标准要求。锚具技术指标：1）、锚固效率系数0.952）、破断总应变2%3）、内缩量w 5mm4）、锚口摩阻损失系数 0.0255、搅拌桩：采用 425号普通硅酸盐水泥，水泥掺入比为被加固土体重量的14 %，加固的水泥土 28天无侧限抗压强度为0.71.2MPa。六 、锚杆及网喷施工1 、杆体采用

13、HRB335 级钢筋。2、 锚杆施工按土层锚杆设计与施工规范CECS22:90进行。3、 锚杆杆体钢筋采用焊接， 焊接长度双面5d。其它钢筋优先采用焊接， 焊接长度：单面10d , 双面 5d。4、锚杆成孔直径130mm。注浆材料选用M20的水泥砂浆，注浆体强度不小于 20MPa。注浆 压力为0.51.0MPa。 施加预加力的锚杆注浆参数同锚索。5、钢筋网采用8200 X 200,加强筋采用18。钢筋网8钢筋采用绑扎连接，加强筋及加强 筋与锚杆的连接采用焊接。6、挂网喷射砼厚为100m m,要分层喷射，砼强度为 C20。7、 在局部放坡地段采用 M10水泥砂浆抹面厚50mm,挂$ 625X25

14、电焊网。8、 施工过程中若发现地质情况与原地质报告不符,必须及时通知设计人员, 以便修改设计, 保证基坑的安全。9、开工前，要仔细测量地下管线与基坑边线的距离，调整好锚杆施工角度，以免锚杆施工 时对周边管线造成影响。10、锚杆固结体强度达到设计强度的 70时，方可开挖下一层。七、锚索施工工艺1、 锚索施工按土层锚杆设计与施工规范CECS22:90进行。2、成孔采用泥浆护壁成孔，不得使用膨润土循环泥浆护壁。3、锚索采用34束7 5钢绞线，钢绞线强度标准值为 1860N/mm。成孔直径为150mm。4、 注浆材料选用 M20的水泥砂浆，并加入早强剂，注浆体强度不小于 20MPa，次注浆压 力为0.

15、51MPa。并采用二次注浆，注浆材料选用水灰比为 0.450.50的纯水泥浆，注浆压力 为23MPa，要稳压2分钟，灌浆量至少为 0.5包水泥/m。5、钢绞线锚固段架线环与紧箍环每隔 1m间隔设置，紧箍环系16号铅丝绕制，不少于两圈， 自由段每隔2m设置一道架线环，以保证钢绞线顺直。6、 待砂浆体及压顶梁砼达到设计强度的70%后方可进行锚索张拉。7、锚索锁定前先张拉至设计预应力的 1.1倍，保持15min，然后卸荷至零，再重新张拉至锁 定荷载进行锁定作业。锚索张拉荷载分级及观测时间应遵守规范进行。八、人工挖孔桩施工方法及注意事项1、基坑支护结构挖孔桩分 A、B、C三型，其中B型和C型桩因离热力

16、管只有0.8米，桩身下部位于岩层中，根据热力管线所属部门要求，挖桩不能采用爆破施工。因此B型和C型桩只能人工开挖，挖桩过程中不允许对热力管有任何震动。A型桩下是车站暗挖隧道，在挖桩爆破过程中要控制爆破药量和振速，对车站隧道振速不得大于3cm/s，挖桩施工过程中不得对下伏隧道产生任何破坏。2、人工挖孔桩的施工应符合下列要求：1）桩位中心偏差为土 20mm，桩身垂直度偏差为土 0.5%H ;2）桩孔深允许偏差为 +100mm ，且桩底不允许有虚土；3）主筋间距偏差为土 10mm，箍筋间距偏差为土 20mm，桩径不得小于设计桩径且不得大于 设计桩径 50mm;4）钢筋笼直径偏差为土 10mm，钢筋笼

17、长度偏差为土 100mm;5） 护壁混凝土厚度允许偏差为 30mm;6）钢筋保护层偏差为 20mm ；7） 同一水平面上的孔圈两正交直径的径差不宜大于50mm；8）护壁强度应达到7.0Mpa以上时方可继续向下开挖桩孔；9） 人工挖孔桩应采取隔桩施工，在相邻桩混凝土达到70 %的设计强度后，方可成孔施工；3、人工挖孔桩施工时尚应注意以下事项：1） 人工挖孔桩挖出的土石方应及时运走，孔口四周2m范围内不得堆放淤泥等杂物；机动车辆通行时，应做出预防措施或暂停孔内作业，以防积压塌孔；2）当桩孔开挖深度超过5m时，每天开工前应进行有毒气体的检测；3） 每天开工前，应将桩孔内的积水抽干，并用鼓风机或大风扇

18、向孔内送风5min，使孔内混浊空气排除，才准下人。孔深超过 10m时，地面应配备向孔内送风的专门设备，风量不 宜少于25L/S。孔底凿岩时尚应加大送风量；4）为防止地面人和物体坠落桩孔内，孔口四周必须设置护栏；5）孔内作业人员应严格遵守文明施工有关规定；6）第一节孔圈护壁应比下面的护壁厚 100-150mm，并应高出现场地面 0.15-0.2m ；7）终孔后应立即清除护壁污泥、孔底残渣、杂物和积水，并马上浇筑封底砼；8） 灌注桩身混凝土时，混凝土必须通过漏槽或串筒，在离灌注面2m以内下落，不得在孔口 抛铲或倒车卸入以防离析 ; 在灌注过程中， 混凝土表面不得有超过 50mm 厚的积水层， 否则

19、， 应设法把积水排除，才能继续灌注混凝土。混凝土应边灌注边插实；9）在灌注混凝土时，相邻10m范围内的挖孔桩作业应停止，并不得在孔底留人。10）混凝土灌注中， 导管应始终埋在混凝土中， 严禁导管提出混凝土面， 导管埋入深度以 23m 为宜，不得小于1m，一次提管拆管不得超过 6m，应防止钢筋笼上浮。九、基坑施工步骤及要求1、 先按施工图图示坡比开挖土方开挖至第一排锚杆下0.20.3m，然后施工第一排锚杆，锚杆施工完后，再施工挂网喷层。待第一排锚杆的固结体强度达到设计强度的70后， （对预应力锚杆，施加预应力后），方可开挖土方至第二排锚杆以下 0.20.3m，然后再施工第二排 锚杆及相应的挂网喷

20、层。重复以上步骤，直至开挖施工至基坑底。2、锚索处应先开挖土方至腰梁以下 0.5m处，施工锚索，再施工腰梁，待锚索注浆体及腰梁 砼强度达到 70%时，进行锚索的张拉，重复以上步骤，直至开挖施工至基坑底。十、基坑施工注意事项1. 基坑支护结构施工前应先查明场地范围内的地下管线、地下建构筑物情况。2. 基坑开挖过程中要严格按照设计位置及时支护，同时严密观测基坑周边管线、建筑物和围 护结构的变位情况， 如发现有开裂和变形大等现象时， 立即停止基坑开挖， 迅速召集有关人 员研究分析，做出有效的加固措施。3. 基坑开挖过程中，应严格控制坡顶荷载，不得大于20kpa在开挖中，控制超挖，并做好基 坑内排水，

21、在雨季施工时更应加强。基坑内积水抽排，并做好挖孔桩顶地面的排（截）水系 统及局部的地面硬化措施，以防地面水渗漏，采取合理有效的排水措施，以确保基坑安全。4. 基坑顶的排水沟可与施工场地排水合并设置，基坑顶地面应用素混凝土抹面，施工中发 现地面裂缝应及时以水泥浆灌满。5. 腰梁与桩身的缝隙必须用水泥沙浆抹平，保证腰梁与挖孔护桩密贴。6. 钢筋笼宜分段制作，在起吊、运输、安装中应采取措施防止变形，吊点宜设于加强箍筋部 位，分段沉放时，纵筋的连接须采用焊接，要特别注意焊接质量，同一截面上接头数量不得 大于50%，相邻接头间距不小于 35d（d为纵向受力钢筋的较大直径 ）。7. 搅拌桩施工参数应符合下

22、列要求（1）施工前,做工艺性试桩 ,以确定各项目施工技术参数 ,其中包括 :灰浆的水灰比、外掺剂的配 方、搅拌机的转速和提升速度、灰浆泵的压力、料罐和送灰管的风压、输浆量等。（2）水泥浆的水灰比 0.40.65,施工时宜用流量泵控制输浆速度 ,注浆泵出口压力应保持在0.40.6MPa,输浆速度应保持常量。（3）搅拌机机架安装就位应水平 ,导向塔的垂直度偏差不得超过 1%,桩位偏差不得大于 50mm, 桩径偏差不得大于 4%。8. 搅拌桩施工中的注意事项（1） 喷浆口到达桩顶设计标高时 ,宜停止提升 .搅拌数秒 ,保证桩头均匀密实。(2) 桩与桩搭接时间间隔不应大于 24小时 ,如果间隔太长 .

23、搭接质量无保证时 ,应采取局部补桩 或注浆措施。(3) 做好每根桩的施工记录 ,深度记录误差不应大于 10mm. 时间记录误差不应大于 5s。(4) 水泥土达到设计强度后方可进行基坑开挖。9、基坑底距离本车站暗挖隧道和既有二号线车站很近，基坑开挖要采用控制爆破，对车站 和隧道振速不得大于3cm/s,车站隧道上方和二号线车站侧边基坑开挖要充分利用时空效应， 分段分层开挖，尽量减少基坑开挖对既有车站和本站隧道的影响。10、基坑底面高程因结构形式而不同，施工中应注意工序安排。11、1号施工竖井上半部分在明挖基坑范围内，基坑开挖时要将其拆除。注意拆除时要不得 对已浇筑内衬产生损伤。 2号竖井有一半处在

24、基坑开挖范围内， 施工时拆除其在基坑内部分， 利用另半部分挡土，若剩余部分不稳定，可适当在其侧壁打锚杆锁定，确保安全。12、扶梯斜通道基坑里已完成车站暗挖主体结构很近，施工注意保证既有结构安全。13、未尽之处按国家现行的施工质量验收规范进行施工。十一、基坑监测1、本基坑支护安全等级为一级，为确保安全，应采用信息化施工，动态管理：特别是本基 坑距离既有二号线地铁站、 地中海商场和管线很近， 施工过程中必须根据监测信息， 及时反 馈，对支护结构随时监控、及时调整或加固，从信息化施工的要求出发，应根据施工工况编 制系统、 周详的基坑开挖监测方案和信息反馈系统， 结合科研监测的成果， 确保监测方案的

25、实施和反馈系统的运作。2、基坑监测点平面布置图见设计图，监测必须选择有资质的单位进行，施工单位应与监测 单位密切配合，做好监测元件的安放及保护工作。3、基坑东侧热力管是重点保护对象，施工前要按设计要求布设监测点并按要求进行监测。基坑施工过程中不得对热力管线有任何振动，即对热力管线振速为Ocm/s。承包商要协同热力管线所属单位定期对热力管线进行检查， 若施工过程中有异常情况， 要立即采用补救措施。十二、基坑审查执行意见执行情况基坑审查意见有如下六点：1、该基坑位于市区重要地段， 周边地下构筑物较多且环境要求严格， 应进一步查明周边构 筑物的情况细化施工方案，严格控制基坑位移，确保安全。2、应进一步查明东侧原地中海商场基坑的支护型式及其与本基坑的关系， 进一步查明 G-G 、 H-H剖面地