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文档简介
精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业本设计主要内容为中山市水天居基坑设计,设计根据国家现行《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99),在给定地质勘察资料的条件下,进行方案比选、围护结构设计以及围护结构和开挖施工方案设计。通过方案比选,本基坑采用明挖,以钻孔灌注桩加锚杆作为支护结构。基坑支护结构根据相关原理采用手算计算出各个工况下桩承受的弯矩、剪力与位移,最终得出支护结构具体参数,根据这些参数进行围护结构施工。在基坑开挖前在坑内用喷射井点降水,在整个施工过程中,进行了全方位的监测,确保基坑施工顺利完成。此次设计的主要指导原则是保证基坑的安全可靠、方便施工,并达到经济的效果。关键词:基坑;钻孔灌注桩;锚杆;喷射井点;AbstractThisdesignisaboutthedesignofthefoundationpitofShuitianCourt,Zhongshan.Thedesignisbasedontheexisting《Technicalspecificationforconstructionexcavation》(GJG120-99).Withthegeologicalprospectingmaterialinagivenconditions,weneedtochooseanddesignthesupportingstructural,anddesignthesupportingstructuralconstructionandexcavationplan.Accordingtotheplanselection,thepitisopen-cut,withDrill-groutingpileandboltasthesupportingstructure.Thefoundationpitwillbeconstructedaccordingtothecalculatingresultwhichisworkedoutinthisdesign.Toensurethesuccessfulcompletionofthepit’sconstruction,weneedtousetheinjectionwellpointdewateringinthepitinthepre-excavation,andCarriedoutafullrangeofmonitoringintheentireconstructionprocess.Themainguidingprincipleofthisdesignistoensurethesaftyofthefoundationpit’sconstruction,tomaketheconstructionofthefoundationpitconvenient,andtoachievetheeconomicbudget.Keywords:Thefoundationpit;Drill-groutingpile;Bolt;Theinjectionwellpoint;目录附录一理正深基坑整体稳定性验算附录二英文论文译文及原文本工程场地位于中山市博爱路的北侧,主体建筑为框架剪力墙结构,设有一层地下室,基坑开挖深度约4.50m。图1-1基坑位置及周边环境简图场地大部区域已基本填土整平,场地内大部分区域内未发现影响建筑物设计、施工的地下管线,仅在场地基坑南面靠近博爱路地段分布有市政管线,与基坑的距离较远(超过30m)。场地内岩土层主要包括:Ⅰ人工填土层(Qml)、Ⅱ海陆交互相沉积层、Ⅲ冲洪积层、Ⅳ残积层(Qel)、Ⅴ基岩风化层带,现自上而下分述如下:Ⅰ.人工填土层(Qml)素填土:褐红—褐黄色,稍湿,松散,为人工回填的花岗岩残积土,底部局部分布有薄层耕土。主要分布在B区,厚度0.70~2.50m,平均厚度为1.44m,该层直接出露地表。Ⅱ.海陆交互相沉积层(Qmc)粘土:暗黄色,可塑,土质粘韧,含少量粉细砂。本土层分布较广,大部分钻孔有揭露们,厚度0.50~3.30m,平均厚度为0.89m,顶板埋深介于0.00~2.10m(标高2.12~3.96m)作标贯试验5次,实测击数N’=3~5击,平均值N’=4击。查表得承载力特征值fak=125KPa。淤泥:灰黄色-深灰色,流塑,土质粘滑,略具臭味,含少量粉细砂。本层分布连续,主要分布在B区,厚度0.80~14.50m,平均厚度为8.67m,顶板埋深介于0.00~8.20m(标高-3.02~3.37m).作标贯试验130次,实测击数N’=1~3击,平均值N’=1.4击。修正击数标准值N=1.1击。淤泥质粗砂:深灰色,饱和,松散,含较多淤泥。本土层分布较广,于B区大部分钻孔有揭露,厚度0.60~5.00m,平均厚度为1.69m,顶板埋深介于0.00~5.00m(标高-0.26~3.43m)。作标贯试验40次,实测击数N’=2~8击,平均值N’=4.3击。修正击数标准值N=4.0击,查表得承载力特征值fak=100KPa。粉质粘土:浅灰色,软塑,土质粗糙,含较多粉砂。本土层分布不连续,平均厚度为1.98m,顶板埋深介于5.00~15.00m(标高-10.93~0.47m)。作标贯试验21次,实测击数N’=3~9击,平均值N’=5.5击。修正击数标准值N=4.2击,查表得承载力特征值fak=130KPa。Ⅲ.冲洪积层(Qal+pl)粉砂:浅灰色-灰白色,饱和,松散,级配不良,含少量粘粒。本土层分布较广,平均厚度为1.52m,顶板埋深介于7.00~15.40m(标高-11.41~-2.19m)。作标贯试验10次,实测击数N’=6~13击,平均值N’=8.8击。修正击数标准值N=6.7击,查表得承载力特征值fak=126.8KPa。粗砂:灰白色,饱和,中密为主,局部稍密,级配不良,含少量粘粒,局部含较多脉石英卵石,粒径2-5cm,局部过渡为中砂或砾砂。本土层分布较广,B区大部分钻孔有揭露,厚度0.60~5.30m,平均厚度为2.49m,顶板埋深介于3.20~18.5m(标高-14.36~1.08m)。作标贯试验41次,实测击数N’=12~29击,平均值N’=21.0击。修正击数标准值N=15.6击,查表得承载力特征值fak=219.2KPa。Ⅳ.残积层(Qel)砂质粘性土:褐红色-褐黄色,硬塑,为花岗岩风化残积土,遇水易软化、崩解。本土层分布较广,大部分钻孔有揭露,仅20个钻孔缺失此层,厚度1.00~15.60m,平均厚度为6.79m,顶板埋深介于0.00~20.50m(标高-16.36~24.10m)。作标贯试验100次,实测击数N’=13~29击,平均值N’=22.8击。修正击数标准值N=16.8击,查表得承载力特征值fak=414.0KPa。Ⅴ基岩风化层带(r52(3))该场地下状基岩为燕山期侵入的花岗岩体,详细介绍从略。本场地中部有三个鱼塘,一条小沟渠沿场地中央及北侧通过,沟内常年流水,水量不大。场地地基土中粘土、淤泥、粉砂、粉质粘土、残积砂质粘性土、全风化岩、微风化岩均为弱透水性,淤泥质粗砂、强、中风化岩为中等透水层,冲洪积粗砂为强透水层。场地地下水类型主要为空隙型潜水及基岩裂隙水,按其性质及赋存方式不同可分为两个含水层:第四系孔隙水含水层主要赋存于第四系冲洪积相粗砂层,含水量较丰富,本类型地下水含水层的上部常有隔水层或相对隔水层(粘土,淤泥层)覆盖,因此,该含水层具有承压性,其补给源大气降水补给为主。基岩风化裂隙水含水层主要赋存于强、中风化岩中的风化裂隙之中、含水层无明确界限,埋深和厚度很不稳定,其透水性主要取决于裂隙发育程度、岩石风化程度和含泥量。基岩风化裂隙水为承压水。在天然状态下,基岩风化裂隙水含水层主要以第四系含水层的渗入补给为主。勘察期间在B区测得场地地下水埋藏较浅,介于0.00~1.70m之间,在ZK7、在ZK94、在ZK144、在ZK146孔位置终孔后有承压水涌出地表现象。根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)有关标准:判定场地地表水、地下水对砼结构无腐蚀性,对钢筋砼结构中的钢筋无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。有关基坑的详细设计参数如下表所示:表1-1基坑详细设计参数注:上表括号内数据为水下有效数据。(1)基坑设计应该以“安全、合理、经济、便于施工”为原则,同时还要确保施工周期短,与实际工程地质等相结合;(2)支护结构基坑内壁与地下室基础承台边缘应留足够的空间;基坑周围要有围护,确保安全;(3)替基坑土方开挖和地下室施工创造一个安全干燥的施工条件;支护结构要求稳定、安全,保证期间的施工安全以及周边建筑物和道路的安全;还要有效止水,确保不产生沉降;(4)基坑支护的范围不能超过用地红线,也不能影响临时板房的正常使用;要注意排水,避免污水等流入基坑;适用于周围场地开阔,周围无重要建筑物,只要求稳定,位移控制无严格要求,价钱最便宜,回填土方较大。深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪音也较低,不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于空间较小处,但施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6~8m,型号由计算确定。其特点为:槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用;施工方便,工期短;不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小,开挖后变形较大。钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工厂预制,再运至工地,成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm以上)的板桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。其多用于坑深7~15m的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有8~9m的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、方便、工期短;桩间缝隙易造成水土流失,特别时在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题;适用于软粘土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用;桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差,当在重要地区,特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要特别慎重。通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm,也有厚达1200mm的,但较少使用。地下连续墙刚度大,止水效果好,是支护结构中最强的支护型式,适用于地质条件差和复杂,基坑深度大,周边环境要求较高的基坑,但是造价较高,施工要求专用设备。土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙主要用于土质较好地区,我国华北和华东北部一带应用较多,目前我国南方地区亦有应用,有的已用于坑深10m以上的基坑,稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H型钢等(多数为H型钢,亦有插入拉森式钢板桩、钢管等),将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。SMW支护结构的支护特点主要为:施工时基本无噪音,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H型钢等受拉材料;则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。基坑支护型式的合理选择,是基坑支护设计的的首要工作,应根据地质条件,周边环境的要求及不同支护型式的特点、造价等综合确定。一般当地质条件较好,周边环境要求较宽松时,可以采用柔性支护,如土钉墙等;当周边环境要求高时,应采用较刚性的支护型式,以控制水平位移,如排桩或地下连续墙等。同样,对于支撑的型式,当周边环境要求较高地质条件较差时,采用锚杆容易造成周边土体的扰动并影响周边环境的安全,应采用内支撑型式较好;当地质条件特别差,基坑深度较深,周边环境要求较高时,可采用地下连续墙加逆作法这种最强的支护型式。基坑支护最重要的是要保证周边环境的安全。综合考虑该基坑开挖深度浅、场地较空旷、基坑开挖深度处土质主要为淤泥。虽然基坑开挖深度较浅,但由于其安全等级为二级,所以不能直接进行放坡。若采用土钉墙,则不大适宜淤泥这种自稳能力有所欠缺的土质。若采用水泥土墙,则会因位移过大而使设计无法符合要求,必须使用锚杆,但水泥土墙加锚杆支护的实例较少,欠缺经验保障,本设计中放弃此种支护方法。若采用地下连续墙、SMW工法、槽钢钢板桩或高压旋喷桩则显得过于复杂,不够经济。综合上述,本基坑主要采用钻孔灌注桩加锚杆的支护方式。基坑开挖前,应根据工程的结构形式、基础设计深度、地质条件、气候条件、周围环境、施工方法、施工工期和地面附加荷载等有关资料,进行基坑开挖方案设计。基坑工程根据场地条件、施工、开挖方法,可以分为明挖法、浅埋暗挖法、盖挖法。明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点,城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大。明挖法的关键工序是:降低地下水位,边坡支护,土方开挖,结构施工及防水工程等。其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。主要有:(1)放坡开挖技术。适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况。基坑应自上而下分层、分段依次开挖,随挖随刷边坡,必要时采用水泥粘土护坡。(2)型钢支护技术。一般使用单排工字钢或钢板桩,基坑较深时可采用双排桩,由拉杆或连梁连结共同受力,也可采用多层钢横撑支护或单层、多层锚杆与型钢共同形成支护结构。(3)连续墙支护技术。一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽,也可采用多头钻和切削轮式设备成槽。连续墙不仅能承受较大载荷,同时具有隔水效果,适用于软土和松散含水地层。(4)混凝土灌注桩支护技术。一般有人工挖孔或机械钻孔两种方式。钻孔中灌注普通混凝土和水下混凝土成桩。支护可采用双排桩加混凝土连梁,还可用桩加横撑或锚杆形成受力体系。(5)土钉墙支护技术。在原位土体中用机械钻孔或洛阳铲人工成孔,加入较密间距排列的钢筋或钢管,外注水泥砂浆或注浆,并喷射混凝土,使土体、钢筋、喷射混凝土板面结合成土钉支护体系。(6)锚杆(索)支护技术。在孔内放入钢筋或钢索后注浆,达到强度后与桩墙进行拉锚,并加预应力锚固后共同受力,适用于高边坡及受载大的场所。(7)混凝土和钢结构支撑支护方法。依据设计计算在不同开挖位置上灌注混凝土内支撑体系和安装钢结构内支撑体系,与灌注桩或连续墙形成一个框架支护体系,承受侧向土压力,内支撑体系在做结构时要拆除。适用于高层建筑物密集区和软弱淤泥地层。明挖法一般适用于基坑周围环境条件较好的地区,具有适用范围广、施工速度快、结构构造简单、工程费用相对较低等特点,是最为常用的一种基坑施工方法,常被做为首选方法。在繁华的闹市区修建地铁车站、地下通道或地下停车场等较大规模的地下工程,开槽明挖施工法会长时期干扰交通、影响市容环境。浅埋暗挖法是一种在离地表很近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的方法。在明挖法、盖挖法不适应的条件下,浅埋暗挖法显示了巨大的优越性。浅埋暗挖法施工步骤是:先将钢管打入地层,然后注入水泥或化学浆液,使地层加固。开挖面土体稳定是采用浅埋暗挖法的基本条件。地层加固后,进行短进尺开挖。一般每循环在0.5-1.0米左右。随后即作初期支护。第三步,施作防水层。开挖面的稳定性时刻受到水的危胁,严重时可导致塌方。处理好地下水是非常关键的环节。最后,完成二次支护。一般情况下,可注入混凝土,特殊情况下要进行钢筋设计。当然,浅埋暗挖法的施工需利用监控测量获得的信息进行指导,这对施工的安全与质量都是重要的。浅埋暗挖法施工,工期较长,地层沉陷对相邻建筑物安全性的影响较大、工程造价也很高。盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后,将顶部封闭,其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。主体结构可以顺作,也可以逆作。在城市繁忙地带修建地铁车站时,往往占用道路,影响交通当地铁车站设在主干道上,而交通不能中断,且需要确保一定交通流量要求时,可选用盖挖法。在这种情况下,先修筑地下结构的顶板、而后在顶板的遮护下安全、顺利地修建地下结构其它部分的盖挖法,往往会因为安全、实用及其适中的施工成本而成为中意的施工方法。按其主体结构的施工顺序,盖挖法可以细分为盖挖顺筑法、盖挖逆筑法、盖挖半逆筑法等几个分支:1、盖挖顺作法在路面交通不能长期中断的道路下方修建地下结构时,可以采用盖挖顺筑法。这种方法首先由地表面依设计要求完成护壁桩或地下连续墙等围护结构和必要的横、纵地梁,把预制的标准化模数的盖板(混凝土盖板或钢盖板)覆盖在挡土结构上,形成临时路面,恢复道路交通。而后在盖板下方进行土方开挖,直至地下结构底部的设计标高。然后再依照地上建筑物的常规施工顺序由下而上修建该地下结构的主体结构、进行防水处理。上述工序完成后,拆除I临时顶盖,进行土方回填,并恢复地下管线或埋设新的管线。最后视需要拆除挡土结构的外露部分及恢复永久性道路。深圳地铁科学馆站等几个车站就是成功采用盖挖顺筑法修建地铁车站的实例。盖挖顺筑法的优点:1)盖挖顺筑法所形成的永久结构和地面常规施工方法建成的结构类似,基本上是按照基础一下层一上层的自然施工顺序形成的,不存在逆筑施工所形成的结构应力逆转和“抽条施工”所形成的各部不均匀沉降及普遍存在的界面收缩应力问题。2)整体性好,次生应力小;防水施工易于进行,防水效果较好。盖挖顺筑法的缺点:1)采用盖挖顺筑法施工,顶盖的费用较高,而且工程开始时要铺设临时顶盖、修建临时路面,工程结束时要拆除临时顶盖、修建正式路面,两次占用道路,对交通仍有不小的影响。2)采用盖挖顺筑法施工,基坑围护结构独立承载时间可能会长达1~2年,虽有对撑受力,但其间的应力和变形也很难精确控制,所诱发的坑周地表沉降较大,对邻近建筑物安全的影响也较大。2、盖挖逆作法在地下构筑物顶板覆土较浅、沿线建筑物过于靠近的情况下,为防止因基坑长期开挖而引起地表明显沉陷危及临近建筑物的安全;或是为了避免盖挖顺筑法两次占用道路的弊病,可以采用盖挖逆筑法施工。盖挖逆筑法的施工步骤是:首先在地面向下做基坑的围护结构和中间桩柱(通常围护结构仅做到顶板搭接处,其余部分用便于拆除的临时挡土结构围护),然后可以在地面开挖至主体结构顶板底面标高,利用未开挖的土体作为土模,浇筑形成地下结构的永久顶板。该顶板同时也形成了围护结构的第一道强有力的支撑,起到了防止围护结构向基坑内部变形的作用。在顶板上回填土后将道路复原,可以铺设永久性路面,正式恢复交通。以后的工作都是在顶板覆盖下进行:自地下1层开始,按照一1、一2、一3⋯⋯的顺序,自上而下逐层开挖,每挖完一层,即浇筑本层的底板(同时也是下一层的顶板)和边墙,逐层建造主体结构直至整体结构的底板。在这种情况下,永久结构是在盖挖的方式下自上而下逆向建成的,称为盖挖逆筑法盖挖逆筑法的优缺点:逆作法施工工艺相对复杂,开挖到中板后即须施工中板,达到设计强度后才能继续开挖到底板,结构净空小,开挖困难,钢支撑安装困难,施工繁琐,进度慢,但对控制基坑变形有利。逆作法适于新开工作面,以逆作段为起点,对称向基坑两端延伸开挖,由于两侧放坡开挖工作面较长,可以同结构施工进度相协调。3、盖挖半逆作法盖挖半逆筑法和盖挖顺筑法相似,也是在开挖地面、完成顶层板及恢复路面后,向下挖土至地下结构底板的设计标高,先建筑底板、再依次向上逐层建筑侧墙、楼板。但是与盖挖顺筑法的区别在于,盖挖顺筑法所完成的顶板是将来要拆除的临时性盖板,而不是永久结构的顶板;而盖挖半逆筑法所完成的顶板就是地下结构的顶部结构。因此,在地下结构完成后就不必要再一次挖开路面。盖挖半逆筑法的优点:盖挖半逆筑法吸收了盖挖顺筑法和盖挖逆筑法两者的优点,可以避免进行地面二次开挖、减少了对交通的影响;除地下一层边墙和顶板为逆筑连接外,其余各层均为顺向施工,减少了结构的应力转换,对结构的整体性和使用寿命有利,结构的防水施工也变得简单可靠。半逆作法工艺相对较简单,从上到下开挖到底后再由下向上施工结构,开挖净空高,钢支撑布置与开挖工序安排较简单,便于操作,施工进度快盖挖半逆筑法用于结构宽度较大、并有中问桩、柱存在的结构时,多道横撑和各层楼板的相互位置关系、施工交错处理、横撑的稳定性保证都是应注意的问题。此外,在施工阶段,中桩和顶板中部已有力学连接,顶板边缘与围护结构连为一体,但各层却是自下而上依次建成,各层结构重量的一部分将通过楼板传递到中柱上。中柱的受力变化比较复杂、结构的总体沉降也比较复杂。设计阶段全面考虑、施工阶段现场观测,防止结构在中柱周围出现受力裂缝是十分必要的。盖挖半逆筑法缺点:开挖、支撑的时空效应控制难度较大,控制不理想时地下墙的变形比明挖顺作法相应的要大,因此必须加强监视,如发现地面异常等不利征兆,作出予防措施和应急措施。半作法适于工作面收尾,基坑从两端开挖在盖挖段合龙,土方开挖与结构施工不干扰,便于施工组织。中山市水天居基坑设计位于位于中山市博爱路的北侧。场地大部区域已基本填土整平,场地内大部分区域内未发现影响建筑物设计、施工的地下管线,仅在场地基坑南面靠近博爱路地段分布有市政管线,与基坑的距离较远(超过30m)。浅埋暗挖法施工,工期较长,地层沉陷对相邻建筑物安全性的影响较大、工程造价也很高。显然浅埋暗挖法需放到盖挖和明挖后面考虑。盖挖法施工对城市现有交通的影响影响较少,钢盖板可以作为通行、保护地下管线和地下施工安全。但是盖挖法施工技术难度较大,虽然基坑开挖可采用浅埋法和盖挖法,但相对于这两种方法,明挖法则施工简单,安全,造价相对前两种方法低很多,而且基坑施工现场并没有不适合明挖法的因素。综合上述,本基坑开挖决定采用明挖法。(1)开挖深度本工程基坑的开挖深度约为4.5m,即计算时取基坑开挖深度h=4.5m。(2)标高本支护设计方案以自然地面标高为+0.00,以下所涉及的标高均相对于此标高。(3)地下水位本工程的地下水位验算取孔隙微承压水的稳定水位,由于局部地段的地下水位差异大,本次取其平均值3.5m,即坑外地下水埋深标高为-3.5m;而坑内水位则用降水的方法使其降至桩底以下,在计算中不考率其影响。(4)基坑侧壁重要性系数本基坑安全等级按照“二级”基坑设计考虑,基坑侧壁重要性系数取。表3-1基坑地质力学指标参数注:上表括号内数据为水下有效数据。严格按照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)中的有关章节进行,坑底以下主动土压力采用“矩形”分布模式。水压力仍采用“三角形”分布模式。土压力根据朗肯土压力理论相关规定及公式进行分层计算,地下水位以下部分采用水土合算法。土压力计算有关代号的说明:e——土压力;a——主动土压力;p——被动土压力;a或者p字母后面的数字——土层号;e字母右上角的数字1——土层的顶面;e字母右上角的数字2——土层的底面;c——粘聚力;——内摩擦角。本支护为单层支点支护结构,采用单层锚杆,锚杆支点标高为-2.00m。表3-2计算土层划分土层编号和类型①杂填土②淤泥③粘性土④淤泥⑤淤泥层厚(米)1.71.80.90.110.5朗肯主动土压力计算公式为:①杂填土,标高0.00m~-1.70m:(负值取0)设非零起点处标高为-Xm,根据相似三角形性质得方程:解得:X=0.88m非零段厚度为1.70-0.88=0.82m②淤泥,标高-1.70m~-3.50m③粘性土,标高-3.50m~-4.40m④淤泥,标高-4.40m~-4.50m⑤淤泥,标高-4.50m~-12.50m该土层位于基坑开挖深度以下,采用“矩形分布”模式计算,由于第四层土和第五层图类型一样,所以:朗肯被动土压力计算公式为:⑤淤泥,标高-4.50m~-12.50m设基坑深度以下Xm处,净土压力为零,得方程:解方程得:X=1.621m支点力的计算采用等值梁法,其优点是传力明确,计算简单。计算关键是确定弯矩为零的位置,也即反弯点的位置。一旦确定,支护结构的支点力,嵌固深度及结构内力(剪力和弯矩)就可以按照弹性结构的连续梁法求解。规程JGJ120-99规定,单层支点支护结构的反弯点的位置位于基坑底面以下水平荷载标准值与水平抗力标准值相等的位置,并据此计算支护结构的支点力、嵌固深度。在本支护设计条件背景下,水平荷载标准值计算公式与主动土压力计算公式、水平抗力标准值计算公式与被动土压力计算公式完全一样,因此在以下的计算中将水平荷载标准值默认等价于主动土压力,水平抗力标准值默认等价于被动土压力,下文中不再重述。反弯点的位置位于基坑底面以下水平荷载标准值与水平抗力标准值相等的位置,即净土压力为零的位置,在3.2.4中已经算出,其距基坑底1.621m。记此点为A。支点力T到A的距离:净土压力到A点的力矩为(梯形转为矩形与三角形计算):所以支点力T:设桩底部为B点,基坑内侧各土层水平抗力标准值对B点力矩和为,基坑外侧各土层水平荷载标准值对B点力矩和为,支点力T对B点力矩为,支点力T到点B距离为,嵌固深度为。根据抗倾覆稳定条件,并令抗倾覆稳定安全系数为1.2,考虑基坑重要性系数,嵌固深度设计值应满足式:即:解得:在本设计中,取。本设计分两个工况,工况一为挖土2.5m深,工况二为在-2.00m处加锚杆至基坑开挖完成。表3-3计算土层划分土层编号和类型①杂填土②淤泥③淤泥④粘性土⑤淤泥层厚(米)1.70.81.00.910.6朗肯主动土压力计算公式为:杂填土,标高0.00m~-1.70m:(负值取0)设非零起点处标高为-Xm,根据相似三角形性质得方程:解得:X=0.88m非零段厚度为1.70-0.88=0.82m淤泥,标高-1.70m~-2.50m③淤泥,标高-2.50m~-3.50m④粘性土,标高-3.50m~-4.40m⑤淤泥,标高-4.40m~-15.00m朗肯被动土压力计算公式为:③淤泥,标高-2.50m~-3.50m④粘性土,标高-3.50m~-4.40m⑤淤泥,标高-4.40m~-15.00m土压力正值表示为净主动土压力,土压力为负值表示为净被动土压力。设基坑深度以下Xm处,净土压力为零,得方程:解方程得:X=1.621m净土压力分布图如下所示:图3-1净土压力分布简图按材料力学原理,结构截面最大弯矩满足剪力为零,由此可计算截面最大弯矩。-3.50m截面处:主动土压力之和:被动土压力之和:-4.40m截面处:主动土压力之和:被动土压力之和:由于越往下的截面主动土压力越比被动土压力大,因此主动土压力等于被动土压力的截面介于标高-3.50m和-4.40m之间,即剪力为零截面介于标高-3.50m和-4.40m之间,亦即截面最大弯矩位于标高-3.50m和-4.40m之间,设该位置标高为-(3.50+X)m。有方程:解得:X=0.149m该处被动土压力为:综上所述,最大正弯矩为,标高-3.649m。设在基坑以下Xm(X<1)处的主动土压力等于被动土压力,则有:解得:X=0.124即在标高-2.624m处,主动土压力等于被动土压力,在该截面剪力达到最大。最大剪力:综上所述,最大剪力为21.008kN/m,标高-2.624m。位移计算参考《深基坑支护工程实例集》采用M法进行计算。计算宽度:桩截面惯性矩:截面抗弯刚度:水平变形系数:基坑底面处桩顶水平力:基坑底面处桩顶弯矩:取以上、、、、均通过查表得到。符合要求。表3-4计算土层划分土层编号和类型①杂填土②淤泥③粘性土④淤泥⑤淤泥层厚(米)1.71.80.90.110.5朗肯主动土压力计算公式为:①杂填土,标高0.00m~-1.70m:(负值取0)设非零起点处标高为-Xm,根据相似三角形性质得方程:解得:X=0.88m非零段厚度为1.70-0.88=0.82m②淤泥,标高-1.70m~-3.50m③粘性土,标高-3.50m~-4.40m④淤泥,标高-4.40m~-4.50m⑤淤泥,标高-4.50m~-12.50m该土层位于基坑开挖深度以下,采用“矩形分布”模式计算,由于第四层土和第五层图类型一样,所以:朗肯被动土压力计算公式为:⑤淤泥,标高-4.50m~-12.50m土压力正值表示为净主动土压力,土压力为负值表示为净被动土压力。设基坑深度以下Xm处,净土压力为零,得方程:解方程得:X=1.621m净土压力分布图如下所示:图3-2净土压力分布简图按材料力学原理,结构截面最大弯矩满足剪力为零,由此可计算截面最大弯矩。-3.50m截面处:主动土压力之和:被动土压力与支点力之和:-4.40m截面处:主动土压力之和:被动土压力与支点力之和:因此标高-3.50m和-4.40m之间存在主动土压力等于被动土压力与支点力之和的截面间,即剪力为零截面在标高-3.50m和-4.40m之间存在,亦即标高-3.50m和-4.40m之间有截面最大弯矩,设该位置标高为-(3.50+X)m。得方程:解得:X=0.593该处主动土压力为:该处截面弯矩值为:-4.50m截面处:主动土压力之和:被动土压力与支点力之和:-10.60m截面处:主动土压力之和:被动土压力与支点力之和:因此标高-4.50m和-12.50m之间存在主动土压力等于被动土压力与支点力之和的截面间,即剪力为零截面在标高-4.50m和-12.50m之间存在,亦即标高-4.50m和-12.50m之间有截面最大弯矩,设该位置标高为-(4.50+X)m。得方程:解得:X=3.624该处被动土压力为:该处截面弯矩值为综上所述,最大正弯矩为,标高-8.124m;最大负弯矩为,标高-4.093m。由净土压力分布图知,剪力最大截面有两处,一处为支点力作用截面(支点力有作用),另一处为基坑以下主动土压力等于被动土压力处。支点力作用截面:标高为-2.00m。主动土压力为:剪力为:基坑以下主动土压力等于被动土压力处:该位置已经在3.2.4中算出,为基坑底之下1.621m处。该处剪力为:综上所述,最大剪力为,标高-2.00m。同3.3.7有:计算宽度:桩截面惯性矩:截面抗弯刚度:水平变形系数:基坑底面处桩顶水平力:基坑底面处桩顶弯矩:基坑底为嵌固时基坑面以上桩的柔性位移由于数量级很小,所以忽略不计,因此:计算宽度取桩的中心距3.00m。正弯矩设计值:EMBEDEquation.DSMT4负弯矩设计值:剪力设计值:根据国家标准《混凝土结构设计规范》(GB40010-2002)进行圆形截面均匀配筋,其正截面受弯承载力应符合下列规定:式中——圆形截面面积;——全部纵向钢筋的截面面积;——圆形截面的半径;——纵向钢筋重心所在圆周的半径;——对应于受压区混凝土截面面积的圆心角(rad)与的比值;——纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值,当时,取;——混凝土受压区等效矩形应力图系数,查表得;——正截面弯矩设计值;——混凝土轴心抗压强度设计值;——普通钢筋的抗拉强度设计值。由于公式过于复杂,用MicrosoftVisualC++6.0编程计算,得到可行的<0.625,这时,配筋率。最小配筋率,所以按配筋,选配1318,,满足要求。箍筋配筋根据国家标准《混凝土结构设计规范》(GB40010-2002)7.5.1至7.5.13条进行计算,此时上述条文公式中的截面宽度b和截面有效高度分别以和代替,此处,为桩圆形截面的半径。截面尺寸验算:截面尺寸符合要求。判别公式:可以直接按构造配箍。最小配箍率:选配12@300,实际配箍率为:符合要求。另按照规范,每隔2000mm布置一根直径14mm的HRB335型的焊接加强箍筋。采用HRB335钢筋。支点力设计值:杆体钢筋直径:,取25mm。——土体各土层厚度加权内摩擦角标准值;————锚杆锚头中点至基坑底面以下基坑外侧荷载标准值与基坑内侧抗力标准值相等处的距离、因锚杆自由段长度不宜小于5m且锚固体上覆土层厚度不宜小于4.0m,所以取自由段长度。——锚杆轴向受拉承载力设计值;——扩孔锚固体直径——非扩孔锚杆或扩孔锚杆的直径段锚固体直径;——第i层土中直孔部分锚固体长度;——第j层土中直孔部分锚固体长度;、——土体与锚固体的极限摩阻力标准值;——扩孔部分土体粘聚力标准值;——锚杆轴向抗力分项系数,可取1.3。得因此,本设计中锚杆计算部分的方法及公式均来源于国家现行《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。根据《上海市基坑工程技术规范》,基坑的整体稳定性可采用以下公式进行计算,计算简图如下图4-1所示。式中——作用分项系数,取1.0;——第i条土条沿滑弧面的弧长(m);——第i条土条处的地面超载标准值kN/m,对位于坑内的土条,一般取=0;——第i条土条的宽度(m);——第i条土条的自重标准值(kN);考虑渗流作用时,坑底地下水位与坑外地下水位范围内的土体重度在公式(1)分母中(滑动力矩)取饱和重度,在计算式分子里(抗滑动力矩)取浮重度;——第i条滑弧中点的切线和水平线的夹角(°);、——分别为第i条土条滑动面上的粘聚力标准值(kPa)和内摩擦角标准值(°);——整体稳定性分项系数;对于钻孔灌注桩,取1.3。图4-1整体稳定性验算计算简图坑外超载标准值的取值:假设一个区域堆放材料,超载值取最大的20kPa(堆放碎石),材料采用组合值,组合值系数0.7;假设不是材料,而是机械,其超载值对于土方车辆采用准永久值,准永久值系数0.5,其他采用频遇值,频遇值系数0.6。土方车辆超载值为34kPa,其它机械超载值最大的是商品混凝土罐车,超载值为31kPa。考虑材料与机械产生荷载的较大值。材料:=0.7×20kPa=14kPa;机械:土方车产生的超载值:=0.5×34kPa=17kPa;其它机械产生的超载值=0.6×31kPa=18.6kPa。故取最大的一个为=18.6kPa。临界圆弧破坏面需要试算确定,对每一可能的破坏面均可算出一个安全系数值,其中最小的就与临界破坏面相对应。具体计算思路是:先根据经验划定一个区域,认为破坏面的圆心处于这一区域内,然后在这区域内作出不同滑动面进行搜索。这对于手算是存在相当困难的,主要表现在以下方面:①圆心所在区域不易确定,需要多次演算;②滑动半径不易确定;③土条宽度在工程中,一般取1m左右。不能取得太大,造成计算过于繁琐。在该设计过程中,经过很多资料的翻阅,本人发现在验算基坑整体稳定性时,大多数资料考虑土体沿圆弧面整体滑动时的极限平衡,认为滑动圆心在最下道支撑处,且滑动面通过墙底。滑动力矩由坑外土体自重和坑顶堆载产生,抗滑力矩由滑动面上的抗剪强度提供。如熊智彪主编的建筑基坑支护,上海市基坑工程技术规范。也有认为滑动面可能切桩,要考虑桩(墙)的抗滑力矩,如《建筑基坑工程技术规范》6.5.4条。综上所述,本工程基坑整体稳定性不进行手算,而是采用理正深基坑5.3软件进行电算验算,计算见附录一,由结果可知该基坑整体稳定性符合要求。在许多抗隆起稳定性的计算公式中,验算抗隆起安全系数时,仅仅给出了纯粘土()或纯沙土()的公式,很少同时考虑c、。显然对于一般的粘性土,在土体抗剪强度中应包括c和的因素。同济大学汪炳鉴等参照普朗特尔(Prandtl)及太沙基(Terzaghi)的地基承载力公式,并将桩底面的平面作为求极限承载力的基准面,其滑动线形状如下图所示,现采用下式进行抗隆起稳定性验算。图4-2抗隆起稳定性验算计算简图——抗隆起分项系数,二级安全等级基坑工程取1.2;(取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部))——地面超载;——坑外地表至连续墙底各土层天然重度的加权平均值;——坑内开挖面至连续墙底各土层天然重度的加权平均值;、——地基极限承载力的计算系数;——桩嵌固深度;——基坑开挖深度。 ,抗隆起稳定性满足规范要求该支护抗倾覆稳定性按下图进行计算。图4-3抗倾覆稳定性验算计算简图计算公式为: ——抗倾覆安全系数,在该设计中应不小于1.2;——被动土压力及支点力对桩底的弯矩; ——主动土压力对桩底的弯矩。实际上,桩的嵌固深度就是以此为条件计算出来的,具体可参考前面3.2.7综合上述,抗倾覆稳定性符合要求。在含水饱和的土层中进行深基坑开挖时,随时都要考虑水压力的存在,为确保基坑稳定,有必要验算在渗流情况下是否存在发生管涌(流砂)现象的可能性。当地下水从基坑底面以下向基坑底面以上流动时,砂土地基中的砂土颗粒就会受到渗透压力引起的浮托力,一旦出现过大的渗透压力,砂土颗粒就会在流动的水中呈悬浮状态,从而发生管涌现象。在本基坑支护设计中,采用降水的方法将坑内水位降到基坑以下10米左右,水位很低,坑内水位在桩底以下,因此可不必进行抗管涌稳定性的验算。在不透水的粘土层下,有一层承压水含水层,或者含水层中虽然不是承压水,但由于土方开挖形成的基坑内外水头差,使基坑内侧含水层中的水压力大于静水压力。同4.1.4,在本基坑支护设计中,由于采用降水的方法将坑内水位降到基坑以下10米左右,水位很低,坑内水位在桩底以下,因此可不必进行抗承压水头稳定性的验算。国内外对降低地下水位的措施,即降水方法有集水井降水和井点降水两类。在采用降水措施时,应根据工程的实际情况,并考虑以下因素:(1)地下水位的标高及基地标高,一般要求地下水位应降到基地标高以下0.5-1.0m;(2)土层性质,包括土的种类和渗透系数;(3)基坑开挖施工的形式,是放坡开挖还是支护开挖;(4)开挖面积的大小;(5)周围环境的情况,在降水影响范围内有无建筑或地下管线以及他们对基础沉降的敏感度和重要性等。根据上述情况采取相应合理的降水方法。集水井降水法是在地基开挖过程中,在基坑底设置集水井,并在基坑底四周或中央开挖排水沟,使水流入集水井内,然后用水泵抽出的方法。一般来讲,集水井降水施工方便,操作简单,所需设备和费用都较低。但是,当基坑开挖深度较大,地下水的动水压力有可能造成流砂、管涌、基地隆起和边坡失稳,则宜采用井点降水法。井点降水用于地下水位比较高的施工环境中,是、地基与基础工程施工中的一项重要技术措施,能疏干基土中的水分、促使土体固结,提高地基强度,同时可以减少土坡土体侧向位移与沉降,稳定边坡,消除流砂,减少基底土的隆起,使位于天然地下水以下的地基与基础工程施工能避免地下水的影响,提供比较干的施工条件,还可以减少土方量、缩短工期、提高工程质量和保证施工安全。井点降水有轻型井点(单级、多级轻型井点)、喷射井点、点渗井点、管井井点和深井井点等。下表5-1为降水方法与降水深度、土体种类及土体渗透系数的关系。根据对本基坑工程地质条件及水文地质条件分析,本基坑降水采用喷射井点降水。表5-1降水方法与降水深度、土体种类及土体渗透系数的关系降水方法降水深度(m)土体渗透系数(m/d)土体种类单级轻型井点6~70.1~80粉质粘土、砂质粉土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、粒砂、砾石、乱石(含沙粒)多级轻型井点7~100.1~80同上电渗井点6~7<0.1淤泥质土喷射井点8~200.1~50粉质粘土、砂质粉土、粉砂、砂砂、中砂、粗砂管井井点3~520~200粗砂、砾砂砾石深井井点>1510~80中砂、粗砂、砾砂、砾石根据基坑围护选型,基坑虽然有型钢水泥土搅拌墙为止水帷幕,为确保后续施工安全顺利进行,本基坑降水采用坑内喷射井点降水。基坑深4.5m,地下水位在自然地面以下3.5m处,土质为粉土、粘性土、淤泥质土,不透水层取在地面以下15m处,工程经验取土体的综合渗透系数K=3m/d,降水深度h=12.5-3.5+1.0=10m。(1)地下水性质:潜水;(2)抽水井类型:完整井,见图5-1;(3)计算降水面积:4229m;(4)基坑中心水位下降深度S,根据吴林高《工程降水设计与基坑渗流理论》中降水设计要求,基坑开挖及地下结构施工期,地下水位保持在基坑底下。图5-1潜水完整井0.5~1.5m,本基坑取降水后地下水位位于坑底以下1.0m,则有:S=12.5-3.5+1.0=10m(5)影响半径R在潜水含水层情况下的影响半径公式计算,影响半径的公式为:K-渗透系数(m/d)S-基坑水位深度(m)H-潜水含水层厚(m)其中S=10.0m,K=3m/d,H=15-3.5=11.5m将数据带入公式得:R=2=117.47m(6)基坑等效半径不同形状的基坑其计算半径的计算方法不同,对于梯形基坑,其等效半径计算公式为:A为基坑面积,此处为4229m,代入上式:坑内降水井一般布置为棋盘型的,钻孔灌注桩径为0.6m,井点管距坑边2m,滤管直径为100mm,长度取3m,备有配套抽水设备。另外不透水层在地面以下15m处,故此喷射井点系统为潜水完整井。喷射井点降水时,井点管需要埋设的深度H(不包括滤管),可按下公式计算(图5-2降水井点剖面图):图5-2降水井点剖面图式中——井点管埋设面至基坑底的距离(m);H——降低后的地下水位至基坑中心底的距离,一般为0.5-1.5m;I——地下水降落坡度,环状井点为1/10,单排井点为1/4-1/5L——井点管至群井中心的水平距离(m)。确定井管埋设深度时,应注意计算得到的H应小于水泵最大抽吸深度,还要考虑到井管一般要路出地面0.2~0.3m。本降水设计中,=4.5m,h取1.0m,代入上式得:考虑到井管露出地面部分,取0.3m,因此井点管长度确定为10.0m。基坑处潜水层,降水井为无压完整井,其基坑涌水量计算公式为:其中Q——基坑涌水量,;k——渗透系数,m/d;H——澘水含水层厚度,m;S——基坑水位降深,m;R——降水影响半径,m;基坑等效半径,m。本基坑降水设计中:k=3m/d,H=11.5m,S=10.0m,R=117.47m,,将各值代入上式有:单根井点出水量q计算公式为:其中r-滤管半径(m)l-滤管长度(m)K-渗透系数(m/d)本降水设计中,r=50mm,l=3m,K=3m/d,代入上式有:井点管最少数目由下式确定:其中Q-总涌水量()q-单井出水量()将所求的值代入上式得:根据需要取16个井。井点管间距用下公式计算:其中,L-基坑周边管点布置周长(m)将计算所得值代入数值得:实际布置见降水井点布置图,间距大于24m即可。喷射井点常用6SH6型或150S78型高压水泵(流量为140~150m3/h,扬程78m)或多级高压水泵(流量50~80m3/h,压力为0.7~0.8MPa)1~2台,每台可带动25~30根喷射井点管。本设计要求单井抽水量大于81.49,扬程大于25m,故选用150S78型高压水泵(流量为140~150m3/h)。降水8小时,排水量140m3/h,即1120,则抽水泵数量为:结合规定要求,选用两台抽水设备。确定井点管及总管的布置后,可进行基坑降水水位计算,以复核其降深能否满足降水设计要求。对于均质潜水完整井,其降水深度可用下式计算:其中:S——群井中心处地下水位降深(m)K——渗透系数(m/d)Q——总涌水量()R——影响半径(m)——潜水含水层厚度(m)——基坑计算半径(m)——各井点距群井中心处的距离(m)降水井点按经验要求布置,故可以不复核其降深能否满足降水设计要求。直接认为这样的井点布置满足降水要求。1、总包提供的设计图纸。2、勘察设计研究院提供的岩土工程勘察报告。3、现行国家施工规范、标准及规程《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98)《混凝土结构设计规范》(GBJ50010-2002)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-91)《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-96)《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2001)《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)4、北京市建筑施工现场安全防护基本标准(91)京建施字第124号。5、北京市建设工程现场管理环境保护工作标准(91)京建施字第126号。6、北京建工集团总公司的企业标准,包括质量保证手册及施工作业指导书。施工进度计划是的中心内容,它要保证建设工程按合同规定的期限交付使用。施工中的其他工作必须围绕着并适应施工进度计划的要求安排。施工进度计划的编制原则是:从实际出发,注意施工的连续性和均衡性;按合同规定的工期要求,做到好中求快,提高竣工率;讲求综合经济效果。施工进度计划的种类和施工组织设计相适应,分为总进度计划和单位工程施工进度计划。施工总进度计划包括建设项目(企业、住宅区等)的施工进度计划和施工准备阶段的进度计划。它按生产工艺和建设要求,确定投产建筑群的主要和辅助的建筑物与构筑物的施工顺序、相互衔接和开竣工时间,以及施工准备工程的顺序和工期。单位工程施工进度计划是总进度计划有关项目施工进度的具体化,一般土建工程的施工组织设计还考虑了专业和安装工程的施工时间。施工进度计划的编制是按流水作业原理的网络计划方法进行的。由于基坑自开挖就处于动的状态,支护结构的受力状态、大小、位移变形都随着开挖深度的增加而增加,而且由于软土的特殊性,随着基坑暴露时间越久,基坑支护体系的位移变形越大,随时可能都会发生事先估计不到的事故。依据国家规程《建筑基坑支护技术规程JGJ20-99》,在基坑施工及地下结构施工期间,应对周边环境和支护结构进行监测。通过监测,可以及时掌握降水、基坑开挖及施工过程中支护结构的实际状态及周边环境的变化情况,做到及时预报,为基坑边坡和周边环境的安全与稳定提供监控数据,防患于未然;通过监测数据与设计参数的对比,可以分析设计的正确性与合理性,科学合理的安排下一步工序,必要时可及时修改设计,使设计更加合理,施工更加安全,作到工程可预控性;通过信息反馈,总结工程经验,促进基坑工程技术的进步。故进行基坑施工监测是很有必要的,对于软土基坑更是如是。基坑工程监测项目包括周边环境监测、支护结构应力监测、支护结构变形监测,以及包括周边建筑物、重要道路及地下管线等保护对象进行系统的监测。一般基坑施工监测项目如下:A、支护结构顶部变形(位移、沉降);B、支护排桩应力监测(钢筋应力计);C、支护结构测斜;D、基坑周遍主要道路的沉降;E、管线的水平位移、沉降;F、地下水位变化监测。另外,对于采用放坡开挖的基坑,为防止由于下软卧层淤泥质土层在上层土层的自重荷栽下产生滑移和隆起而导致的基坑内侧工程桩的挤压位移,为此在土方开挖过程中,应对放坡开挖影响范围内的工程桩进行桩顶位移、放坡坡顶位移和基坑内土体隆起(反弹)进行监测。根据《建筑基坑工程监测规程》基坑工程监测项目可根据下表7-1确定:
表7-1
基坑工程监测的内容序号监
测
项
目基坑安全等级一级二级三级1自然环境(雨水、气温、洪水等)应了解应了解应了解2支护结构(坡顶)的水平、垂直位移应测应测应测3支撑与锚杆的应力和轴力应测宜测可测4立柱变形应测宜测可测5相邻建(构)筑物的沉降、水平位移、倾斜、裂缝应测应测应测6地下管线变形应测应测应测7基坑周围地表沉降、裂缝、地面超载状况应测宜测可测8基坑底部回弹和隆起应测宜测可测9土体分层竖向位移应测宜测可测10地下水位、基坑渗漏水状况应测应测宜测11支护结构深层挠曲应测应测宜测12桩墙内力应测宜测可测13桩墙水土压力应测宜测可测本基坑安全等级为一级,综合本基坑工程实际工程情况,本基坑工程检测项目包括:支护结构(坡顶)的水平、垂直位移,支撑与锚杆的应力和轴力,相邻建(构)筑物的沉降、水平位移、倾斜、裂缝,地下管线变形,基坑周围地表沉降、裂缝、地面超载状况,基坑底部回弹和隆起,土体分层竖向位移,地下水位、基坑渗漏水状况,支护结构深层挠曲,桩墙内力,桩墙水土压力等十二项。根据《上海-基坑工程施工监测规程》(DG/TJ08-2001-2006)基坑各监测项目的监测点布置等应符合一下原则:基坑工程监测频率应以能系统反映监测对象所测项目的重要变化过程,而又不遗漏其变化时刻为原则。基坑工程监测工作应贯穿于基坑工程和地下工程施工全过程。监测工作一般应从基坑工程施工前开始,直至地下工程完成为止。对有特殊要求的周边环境的监测应根据需要延续至变形趋于稳定后才能结束。监测项目的监测频率应考虑基坑工程等级、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境、自然条件的变化。当监测值相对稳定时,可适当降低监测频率。对于应测项目,在无数据异常和事故征兆的情况下,开挖后仪器监测频率的确定可参照表7-2。表7-2现场仪器监测的监测频率基坑类别施工进程基坑设计开挖深度≤5m5~10m10~15m>15m一级开挖深度(m)≤51次/1d1次/2d1次2d1次/2d5~101次/1d1次/1d1次/1d>102次/1d2次/1d底板浇筑后时间(d)≤71次/1d1次/1d2次/1d2次/1d7~141次/3d1次/2d1次/1d1次/1d14~281次/5d1次/3d1次/2d1次/1d>281次/7d1次/5d1次/3d1次/3d二级开挖深度(m)≤51次/2d1次/2d5~101次/1d底板浇筑后时间(d)≤71次/2d1次/2d7~141次/3d1次/3d14~281次/7d1次/5d>281次/10d1次/10d注:1.当基坑工程等级为三级时,监测频率可视具体情况要求适当降低;2.基坑工程施工至开挖前的监测频率视具体情况确定;3.宜测、可测项目的仪器监测频率可视具体情况要求适当降低;4.有支撑的支护结构各道支撑开始拆除到拆除完成后3d内监测频率应为1次/1d。当出现下列情况之一时,应加强监测,提高监测频率,并及时向委托方及相关单位报告监测结果:1、监测数据达到报警值;2、监测数据变化量较大或者速率加快;3、存在勘察中未发现的不良地质条件;4、超深、超长开挖或未及时加撑等未按设计施工;5、基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏;6、基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值;7、支护结构出现开裂;8、周边地面出现突然较大沉降或严重开裂;9、邻近的建(构)筑物出现突然较大沉降、不均匀沉降或严重开裂;10、基坑
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