界石二小学校地下车库处深基坑治理工程设计说明

PAGEPAGE3设计说明1、任务由来受建设方重庆巴南经济园区建设实业有限公司的委托，我院对巴南区界石二小学校地下车库处深基坑治理工程进行设计，该基坑高2.5～6.6m，工程安全等级为二级，稳定安全系数1.20，为临时性深基坑，使用年限不超过2年，要求所采用的支护措施安全可靠，合理可行，本阶段为施工图设计。2、设计依据2.1《设计合同》2.2中煤科工集团重庆设计研究院有限公司二○一九年十月完成的《巴南区界石二小学校工程工程地质勘察报告（详细勘察）》2.3《任务委托书》；2.4中煤科工集团重庆设计研究院有限公司二○一九年十一月完成的《巴南区界石二小学校工程基坑支护方案设计》2.5重庆市重设怡信工程技术顾问有限公司二○一九年十一月出具的《巴南区界石二小学校工程基坑支护方案设计可行性评估报告》2.6有关规范《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013；《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011；《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015版）；《建筑抗震设计规范》GB50011–2010（2016版）；《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012理正岩土计算软件6.5版；3、工程地质概况3.1地理位置及交通状况拟建场地位于巴南区界石镇。场地西侧有施工便道直通现场,拟建场地交通方便。3.2地形地貌场地原始地貌为浅丘及斜坡地貌，原始地貌主要为居民区、农田及山丘。现状已平场回填，总体地形东高西低，场地现状标高305.26～309.14m。总体地形坡角5°～10°。场地最大高差约4m。3.3气象水文场区属亚热带湿润季风气候，温暖湿润，雨量充沛、具有春早夏长、秋雨连绵、冬季多雾的特点。偶见降雪，无霜期长，多年平均相对湿度79%，绝对湿度17.6mb。多年平均气温17.72°C，极端最低气温-4.5°C（1965年1月15日），最高气温42.9°C（2006年8月28日）。多年平均年降雨量为1104.5mm，但雨量在时间上分布不均，一般集中在5～9月，降雨量约占全年的2/3，且多大雨、暴雨，最大日降雨量为363.8mm（2009年8月5日）。平均风速0.9m/s，瞬时最大风速达27m/s。场地气候全年可施工作业。场地内无地表水体。3.4地质构造根据《重庆市构造纲要图》，结合实地工程地质测绘，勘察区域地质构造属南温泉背斜东翼，岩层呈单斜产出，由于场地未见明显的基岩露头，根据附近场地基岩露头的岩体量测，岩层产状为：倾向97°，倾角41°；岩体为中厚层状～厚层状结构，层面发育情况一般，裂隙面较平直，多无充填，层面结合一般，属硬性结构面。从区域地质调查有关资料查明，区域内断裂不发育，未见活动断裂通过，区域属于轻度地质构造区。通过对基岩露头及已开挖形成的基岩断面调查岩体节理结构面，主要的构造裂隙如下：①裂隙J1产状：54°∠66°，间距0.5～1.50m，隙宽0.5～3mm，延伸长1.80～3.0m，局部砂泥质充填物，裂隙面略起伏，结合差，属硬性结构面。②裂隙J2产状295°∠59°，间距0.20～1.00m，隙宽0.2～2mm，局部泥质充填物，结构面结合差，属硬性结构面。3.5地层构造根据地面调查及钻探揭露，场地内分布地层有第四系全新统人工填土层（Q4ml）、第四系全新统坡残积层（Q4el+dl）、侏罗系中统上沙溪庙组（J2s）泥岩、泥质砂岩。其岩性特征由上至下分述如下：2.4.1第四系全新统人工填土层（Q4ml）素填土：杂色，主要由少量粘性土夹砂泥岩碎石组成，粒径一般为30～350mm，最大粒径科达1.5m-2.00m。系人工堆抛填而成，堆填年限约为1～5年,在场地均有分布。厚度1.30～26.40m（ZK15）。2.4.2第四系全新统坡残积层（Q4dl+el）粉质粘土：褐黄色，主要由粉粒和粘粒组成，可塑状，无摇震反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，表层多含有植物根系，该层在场地零星分布；厚度0.70～2.50m（ZK35）。2.4.3侏罗系中统上沙溪庙组（J2s）：（1）泥岩：褐红、紫红色，主要成分为粘土矿物及石英碎屑，局部地段含细砂质或夹薄层泥质砂岩条带，泥质结构，中厚层状构造。该层在拟建道路区大部分地段分布，按其风化程度可分为强风化、中风化带：强风化泥岩：褐红色、紫红色，大部分矿物已被风化，岩芯破碎呈碎块、土夹碎块状，岩块手可折断,。中风化泥岩：褐红色、紫红色，主要成分为粘土矿物，泥质结构，夹少量砾泥，中厚-厚层状构造，局部风化裂隙较发育，岩芯较完整，呈短-长柱状。（2）泥质砂岩：灰褐色～灰白色，矿物成份以石英、长石为主，次为云母，中～细粒结构，钙泥质胶结，中厚层状构造。该层为拟建场地主要岩层，按其风化程度可分为强风化、中风化带：强风化泥质砂岩：灰褐色，节理裂隙发育，原岩结构基本破坏，大部分矿物如石英、长石等已风化变质，岩芯破碎呈块状、碎块状，岩块敲击易碎。中等风化泥质砂岩：灰白色，主要成分为石英、长石、岩屑等，中～细粒结构，中厚层构造，钙泥质胶结，层理及裂隙均不发育。岩芯较完整，呈柱状，岩质较硬。场地基岩以泥岩为主，泥质砂岩次之，大部分地段为砂、泥岩互层。上述各地层的岩性特征及空间分布特征详见“工程地质剖面图”及“钻孔柱状图”。3.6水文地质条件根据地质调查与测绘可知，该场区为场地平整后形成的，地形整体平缓，地表水体较少，仅在场地局部坑内积水。通过钻孔内水位观察，钻孔内多无地下水。勘察区现状地表水不发育；地下水主要为基岩裂隙水。经对场地内大部分钻孔的终孔简易水位观测，场地在施工期间钻探深度范围内未见地下水，由于场地原始地貌地势较低，为沟洼地带，雨季时会成为地表水汇集区,且场地为深填方区域。存在大量的上层滞水，水量受大气降雨影响而变化，施工中应加强地下水、地表水的抽排、拦截措施。3.7不良地质作用经现场调查，场地未见滑坡、泥石流、危岩等不良地质作用。4、地震效应评价按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016版）重庆巴南区抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.05g，根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008本工程建筑物抗震设防等级为乙类,为重点设防类。本次勘察拟建场地范围内土层有人工填土、粉质粘土，下伏为侏罗系中统上沙溪庙组泥质砂岩、泥岩。场地现基本平场到位，场地整体填土厚度大：根据工程经验人工填土剪切波速Vs取为130m/s，为软弱土；粉质粘土剪切波速为180m/s，为中软土；强风化基岩剪切波速为650m/s，属软质岩石。中风化岩石剪切波速Vs＞800m/s。根据设计意图:车库基坑永久支护结构采用主体外墙,地下车库与上部建筑结构按一个整体考虑,场地类别及抗震地段划分分别根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表4.1.1、表4.1.3及表4.1.6判定。当覆盖层厚度大于20m时，按20m考虑计算覆盖层等效剪切波速。地震效应评价见下表4.1。4-1拟建建筑地震效应评价表食堂兼风雨操场11～13填土25.70软弱土130m/s=3\*ROMANIII类不利地段0.45综合教学区11～12填土、粉质粘土23.90软弱土、中软土135m/s=3\*ROMANIII类不利地段0.45普通教学区11～16填土、粉质粘土22.20软弱土、中软土132m/s=3\*ROMANIII类不利地段0.45办公区15～16填土17.30软弱土130m/s=3\*ROMANIII类不利地段0.45门卫室2～3填土22.40软弱土130m/s=3\*ROMANIII类不利地段0.45车库11～16填土26.30软弱土130m/s=3\*ROMANIII类不利地段0.45场地平场工作还未完成，建议在填土层回填压实后重新对其进行的剪切波测试以核实场地的类别及特征周期值。5、岩土物理力学参数取值5.1土层（1）素填土天然重度20kN/m3，素填土饱和重度21kN/m3，天然状态综合内摩擦角28°、饱和状态综合内摩擦角25°（经验值）。（2）压实填土（压实系数不小于0.94）地基承载力特征值取110kPa。（3）根据实验结果并结合区域地质经验，粉质粘土的地基承载力特征值取120KPa。5.2岩石（4）（5）根据规范《工程地质勘察规范》DBJ50-043-2016，第10.4.2.条”当岩体完整、较完整、较破碎时，岩质地基极限承载力标准值可由岩石抗压强度标准值乘以地基条件系数确定。完整时地基条件系数取1.70～1.40（坚硬岩与较硬岩取较小值），较完整时取1.40～1.10，较破碎时取1.10～0.70。本工程地下水较贫乏采用天然强度；勘察区中等风化岩体较完整，地基条件系数取1.10,据此：中等风化泥岩地基极限承载力标准值取7.282MPa；中等风化泥质砂岩地基极限承载力标准值取30.25MPa。根据《建筑地基基础规范》DBJ50-047-2016，第4.2.6条规定，地基承载力特征值由地基极限承载力标准值乘以地基极限承载力分项系数确定，岩质地基地基极限承载力分项系数取0.33。则：中等风化泥岩地基承载力特征值取7.282MPa×0.33=2.40MPa；中等风化泥质砂岩地基承载力特征值取30.25MPa×0.33=9.98MPa。5.3其它岩土参数（1）岩土挡土墙基底摩擦系数取：素填土0.20；粉质粘土(可塑)0.25；强风化基岩0.40，中等风化泥岩0.45；中等风化泥质砂岩0.55。（2）水平抗力系数的比例系数：素填土m=10MN/m4；粉质粘土(可塑)m=20MN/m4；强风化基岩m=35MN/m4；水平抗力系数：中等风化岩体:泥岩取k=50MN/m3；泥质砂岩取k=300MN/m3；（3）中等风化岩石与锚固体(M30)极限粘结强度标准值：泥岩取300kPa；泥质砂岩取760kPa。（4）结构面抗剪强度指标：LX1、LX2c=50kPa，φ＝18°；岩层层面c=45kPa，φ＝16°。（5）基坑开挖临时放坡坡率：土层1:1.5，强风化基岩层1:1.0（6）干作业钻(挖)孔灌注桩的极限侧阻力标准值：素填土取20kPa，粉质粘土取55kPa，强风化基岩取140kPa；桩的极限端阻力标准值(桩长大于15m)：粉质粘土取1000kPa，强风化泥岩取1600kPa。采用大直径灌注桩时，桩的极限端阻力标准值应根据现场的深层平板载荷试验确定。现状填土呈松散状态,且厚度较大，桩基设计时应考虑该层的负摩阻效应,建议素填土负摩阻力系数取0.30。6、治理设计采用方案6.1、该基坑全部采用1:1.75坡率临时放坡开挖。6.2、基坑应分层开挖，每层开挖深度不超过1.5米，每开挖一层后应进行人工修平坡面，修整后的坡面采用喷C20素混凝土40mm防水；上一层基坑开挖且混凝土喷射完毕后再进行下一层土体的开挖工作；基底应预留不小于20cm采用人工开挖整平，防止机械扰动原土层。6.3、采用喷C20素混凝土40mm防水段，坡面应预留泄水孔，泄水孔间距3×3m,采用φ100PVC管；每隔20m左右设置一道伸缩缝，缝宽25～30mm，用沥青码碲脂嵌缝；坡脚用砖砌300×300mm护脚。6.4、坡顶需设置截水沟，基坑内设置排水沟和集水井，将水集中至集水井后采用水泵抽出基坑；排水沟宜布置在拟建建筑基础边0.4m以外，沟边缘离开边坡坡脚应不小于0.3m，排水沟排水坡度为1%-3%；集水井在基坑四角或每隔30～40m设置，使基坑渗出的地下水通过排水明沟汇集于集水井内，集水井底面应比沟底面低0.5m以上；若排水沟内的水可以从地下车库西北角处排出基坑进入市政管网，则基坑内可不设置集水井。6.5、基坑开挖时，应事先对场地进行整平，对于在车库±0.000标高以上的应先进行开挖整平使之达到±0.000标高，对于在±0.000标高以下的，应在基础施工完成后及时回填,，并且压实度达到相应的要求。6.7、基坑周围应设置硬质围挡，高度不低于1.8m且符合相关规定及要求。7、施工注意事项7.1边坡施工时应对岩土体进行取芯以验证边坡的岩土体结构性能，若发现岩土体结构性能与勘察不符，应及时通知设计人员，并会同有关单位协商解决。7.2基坑开挖前应有完善的施工方案，并经业主及监理批准，否则不得开工。7.3深基坑施工期间，认真做好地面排水，避免在影响边坡稳定的范围内积水，从而缩短深基础施工工期。7.5避免雨季及暴雨天气施工，宜少雨季节组织施工。7.6本工程施工应严格按本设计要求进行，施工单位进场施工前必须做好施工组织设计，并报请监理、业主同意，施工许可证下达后方可施工；严禁野蛮施工。7.7本工程遵循“动态设计、信息法施工”原则进行，加强施工期间的监测和信息反馈，并根据现场开挖后边坡岩土情况、结构面及稳定性等，复核调整隔断的处理措施，指导施工。7.8本工程施工严格执行工程监理制度。7.9施工期间，应加强边坡周边场地的封闭及截排水。7.10施工建（构）筑物时应遵循深后浅的原则。7.11边坡坡率法施工开挖应自上而下进行，并保持两侧边坡的稳定，不得在坡顶加载，基坑坡顶2m以内不得堆放弃土、弃渣，机械车辆最外受力点据基坑距离不得小于2m。7.12边坡施工过程中应分段开挖、采用逆作法施工，严禁大开挖。7.13本工程在地块西侧局部放坡超出用地红线约3米，业主应先与红线外地块所属单位协调好施工用地后方可进行施工。8、监测工程结合该边坡的特点，布置主要监测工程如下：1、施工期监测为保证施工期的施工安全，在施工期内，由施工方派专职人员对边坡的稳定性进行监测，监测区域为边坡全部区域，重点为工程布置线以上区域，重点观察施工开挖点附近岩土体有无明显变形，方法以巡视为主，可由施工方设置简易的标识标志，也可采用全站仪设固定点监测。监测对象主要为岩土体、主要建筑物等。2、工程运行监测（1）控制点开展监测工作前，首先应在该边坡范围外稳定区域布置3个控制点，分别位于场地两侧和后部。（3）位移监测在边坡体体上布置5-8个位移监测点，分别位于边坡后缘顶部。（4）防治工程效果监测在实施的边坡治理主体工程挡墙顶部布置8-12个位移监测点，分别位于不同支护结构上，以监测工程的运行效果。3、监测周期及年限（1）施工安全监测原则每7天监测一次，24小时不间断人工巡视。对于施工扰动变形明显的应施行24小时不间断监测；（2）防治效果监测雨季每10天监测一次,旱季每1个月监测一次，变形明显的应加密监测；监测时间为施工期间。在雨季及动态变化较大时应适当加密观测次数。在雨季及动态变化较大时应适当加密观测次数。9、危险性较大的分部分项工程专项说明9.1根据建设部发布的《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》要求：设计单位应当在设计文件