大厦基坑工程设计实录

郑东新区亚新发展大厦

基坑工程设计实录二Ο一九年十一月河南省建院勘测设计有限公司姓名：乔承杰，注册土木工程师（岩土）、一级建造师手机：邮箱：目录

CONTENTS01基坑工程概况02临轨道一侧的周边环境03工程地质及水文地质条件04基坑支护方案05基坑降水方案06外部作业影响等级07基坑工程对轨道5号线的影响分析08基坑监测方案09针对轨道5号线采取的保护措施10场地现状基坑工程概况1地库轮廓线基坑概况：±0.000标高89.00m，地库周长约442m，自然地面标高88.10m，地库基底标高63.40m，主楼基底标高61.600~62.400m；裙房及地下室基坑深约24.7m，主楼基坑深约25.7~26.5m。场地现状：东、南、北侧均为市政道路、西侧为已建轨交5号线康宁路站，西北角为4号出入口；轨道交通50米控制线位于场地内，出入口10米保护线基本与地库轮廓线重合。主要设计依据：总平图、勘察报告；2)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)；3)《河南省基坑工程技术规范》(DBJ41/139-2014)；4)《城市轨道交通结构安全保护技术规范》(CJJ/T202-2013)；5）郑州市轨道交通条例；6）郑州轨道交通5号线工程设计图纸。设计软件：理正深基坑7.0版，MIDASGTS、XD；坡顶荷载：西侧按照规范要求取最低值20kPa，支护结构施工及正常使用期间严禁堆载。和谐路康宁街站西一路5号线4号出入口轨道交通50米控制线轨道交通10米保护线地下室轮廓线※两个重点：出入口、车站临轨道一侧的周边环境2本基坑对康宁路站的影响区间为右DK17+252.50~右DK17+392.50，车站有效站台中心里程右DK17+322.50。车站对应的基底标高70.791~71.105m、出入口基底标高78.00m。目前车站已处于运行阶段。支护型式：出入口及风亭D800支护桩+内支撑结构。康宁路站采用明挖法施工，0.8m~1.0m地连墙+钢支撑。本场地与轨道平面位置、竖向关系详见下步各细部平面图和剖面图。2-2剖面轨道交通50米控制线轨道交通10米保护线隧道结构外边线3-3剖面临轨道一侧的周边环境2本基坑围挡隔离3-3剖面2-2剖面现状：本项目基坑尚未开挖，5号线已投入运行4号出入口5号线康宁路站基坑与5号线相邻现状用地红线4号出入口坡顶线临轨道一侧的周边环境22-2剖面与4号出入口相邻平面图坡顶线距4号出入口结构外边线5.0m2-2剖面与4号出入口相邻剖面图坡顶线距出入口结构外边线5.0m支护桩距出入口结构外线8.5m结构外边线坡顶线用地红线5号线坡顶线临轨道一侧的周边环境23-3剖面与康宁路站相邻平面图坡顶线距用地红线1.0m3-3剖面与康宁路站相邻剖面图土钉端部距隧道结构外边线13.6m支护桩距隧道结构外线22.45m用地红线坡顶线粉质粘土硬塑工程地质及水文地质条件3杂填土粉土、粉质粘土中~高压缩性粉细砂密实±0.000标高：89.00透水层（砂）顶板标高：基底标高：63.40透水层（砂）底板标高：地下水位标高：71.32透水层（砂）底板标高：本基坑康宁路站基底标高70.80高差70.80-63.40=7.4022.45m止水帷幕63.40-52.79=10.61底标高78.00m地貌单元：黄河冲积平原4号出入口自然地面标高：88.10工程地质及水文地质条件3杂填土粉土、粉质粘土中~高压缩性粉细砂密实±0.000标高：89.00透水层（砂）顶板标高：基底标高：63.40透水层（砂）底板标高：地下水位标高：71.32粉质粘土硬塑透水层（砂）底板标高：54.44本基坑止水帷幕63.40-54.44=8.96自然地面标高：88.10工程地质及水文地质条件3杂填土粉土、粉质粘土中~高压缩性粉细砂密实±0.000标高：89.00透水层（砂）顶板标高：基底标高：63.40透水层（砂）底板标高：地下水位标高：71.32粉质粘土硬塑透水层（砂）底板标高：本基坑止水帷幕63.40-53.35=10.05自然地面标高：88.10工程地质及水文地质条件3杂填土粉土、粉质粘土中~高压缩性粉细砂密实±0.000标高：89.00透水层（砂）顶板标高：72.32基底标高：63.40透水层（砂）底板标高：57.32地下水位标高：71.32粉质粘土硬塑止水帷幕63.40-57.32=6.08自然地面标高：88.10工程地质及水文地质条件3地质条件分析上部杂填土性质较差，厚度薄；第2~8层粉土、粉质粘土层性质一般~较差，其中第4、6、8层粉质粘土性质较差；第9、10层为粉细砂，密实，这3层含水量丰富。下部为粉质粘土层，承载力高，超固结比OCR值均＞1，抗剪强度高。透水层底板标高最低：52.79m；理论降深：71.32-63.40+2=9.92m。※二元结构：“软”土、砂层基坑支护方案4设计思路设计三要素周边环境：西侧地铁，其余三侧为市政道路；深度：24.7m，基底位于砂层；地质条件：16m以上为粉土、粘性土，16m~31m为密实砂层，下部为硬塑粘性土。潜水水位71.30m，埋深16.8m。支护型式周边环境复杂，采用砼撑型式；周长约440m，空间小，充分利用空间效应，设置为圆撑；支护选型：西侧控制线范围内地连墙+砼支撑，东侧为桩+内支撑；四周设置封闭落底止水帷幕；降水方案：内侧设置管井降水计算保证措施多个软件复核，理正、MIDASXDV4.0，同济启明星；多个类似工程类比，专家咨询，结构把关；※两个改进方向：彻底的两墙合一、对撑基坑支护方案4基坑设计方案详见图纸2-2剖面3-3剖面基坑支护方案4

2-2剖面包络图

3-3剖面包络图基坑支护方案4第一层水平位移11.66.21.11.014.79.18.92.31.211.9第二层水平位移基坑支护方案4第三层水平位移14.713.34.72.518.3基坑降水方案5排入市政管道总排水管降水方案基坑四周采用落底式止水帷幕；坑内管井降水；间距22X25m，布置31口，井深均自然地面下(从88.10m起算)34.0m，井底标高54.10m；管井抽水开泵后30min取水样测试，其含砂量应小于1/50000；长期运行（至少3个月以上）的含砂量应小于1/100000。防排水措施坡顶设置挡水墙及排水沟；备用潜水泵和污水泵，及时将坑内外的积水排出；为防止地表水浸入边坡土体，基坑周边应整体硬化；每日安排专人巡视周边管道有无破损、泄漏情况；施工单位应编制雨季专项施工方案。止水帷幕※两类问题：支护、降水外部作业影响等级(车站)6支护桩距隧道结构外边线22.45m坡顶线基坑开挖深度h1=24.7m明挖法隧道挖深H=17.3m土钉端部距隧道结构外边线13.6m对康宁路站的影响等级22.45/17.3(康宁路站挖深)=1.3（1.0H~2.0H），接近程度为较接近；13.6/24.7=0.55（＜0.7h1），外部作业的工程影响分区为强烈影响区(A)；本工程隧道围岩分级为Ⅵ级，外部作业影响等级为特级。外部作业影响等级(出入口)6对出入口的影响等级8.5/13.68=0.62（0.5H~1.0H），接近程度为较接近；5.0/24.7=0.20（＜0.7h1），外部作业的工程影响分区为强烈影响区(A)；本工程出入口围岩分级为Ⅵ级，外部作业影响等级为特级。坡顶线基坑开挖深度h1=24.7m明挖法出入口挖深H=13.68m支护桩距出入口结构外线（相对净距）8.50m坡顶到出入口外结构边线（相对净距）5.0m对轨三道5号线三的影三响分三析(平面)7通过三计算三，支三护桩三外22三.4三5m处地三面沉三降三三角形三法5m三m、指三数线三法3m三m。支护三引起三的地三表沉三降计三算结三果支护三桩外22三.4三5m康宁三路站地连墙※两种三手段三：平三面计三算、三有限三元分三析对轨三道5号线三的影三响分三析(平面)7降水三引起三的地三表沉三降计三算结三果通过三计算三，西三侧车三站各三角点三沉降三量3.三9～5.三1m三m，出三入口三各角三点沉三降量5.三6～6.三7m三m。降水三引起三的地三面沉三降：三由于三下部三为密三实的三砂层三和超三固结三的粘三性土三层，三根据《河南三省基三坑工三程技三术规三范》（DB三J4三1/三13三9-三20三14）附三录B公式三计算s=三6.三8m三m。出入三口万豪三酒店车站车站周边三建筑三物对轨三道5号线三的影三响分三析(模型)7有限三元软三件：MI三DA三S三GT三S单元三数：16万个工况三：开三挖、三拆撑三到主三体、三止水三帷幕三下降三水对三周边三环境三的影三响周边三环境三：车三站、三出入三口、三隧道出入三口万豪三酒店车站车站周边三建筑三物对轨三道5号线三的影三响分三析(模型)7出入三口坡顶三水平三位移三图对轨三道5号线三的影三响分三析(支护)7坡顶三竖向三位移三图围护三墙水三平位三移图围护三墙竖三向位三移图开挖三至基三底7.三011三.2-9三.77.三82.三21.三39.三27.三89.三89.三8隧道三水平三位移三图对轨三道5号线三的影三响分三析(支护)7隧道三竖向三位移三图车站三水平三位移三图车站三竖向三位移三图开挖三至基三底-0三.70.三972.三8-1三.1-0三.70.三30.三97-1三.0-0三.0三4对轨三道5号线三的影三响分三析(支护)7出入三口水三平位三移图出入三口竖三向位三移图支护三产生三影响三的有三限元三分析三结果三：在保三证施三工质三量的三情况三下，三基坑三开挖三对轨三道交三通产三生的三影响三很小三；坡顶三的水三平位三移4.三3m三m，竖三向位三移-4三.9～10三.1三mm；围护三墙的三水平三位移9.三6m三m，竖三向位三移-6三.4～11三.2三mm；车站三的水三平位三移1.三6m三m，竖三向位三移-1三.8～2.三8m三m；隧道三的水三平位三移1.三3m三m，竖三向位三移-0三.4三mm；出入三口的三水平三位移1.三8m三m，竖三向位三移-4三.0～7.三4m三m。开挖三至基三底0.三98-0三.9三57.三40.三1对轨三道5号线三的影三响分三析(降水)7坡顶三水平三位移三图坡顶三竖向三位移三图围护三墙水三平位三移图围护三墙竖三向位三移图降水三至基三底3.三6-5三.3-1三1.三7-1三5.三1-6三.25.三04.三54.三5-1三3.三2-1三4.三7-1三4.三8-1三3.三5-1三3.三0-0三.2对轨三道5号线三的影三响分三析(降水)7车站三水平三位移三图车站三竖向三位移三图隧道三水平三位移三图隧道三竖向三位移三图降水三至基三底0.三54.三0-0三.0三8-6三.4-0三.0三3-3三.80.三373.三5对轨三道5号线三的影三响分三析(降水)7出入三口水三平位三移图出入三口竖三向位三移图降水三产生三影响三的有三限元三分析三结果三：在设三有封三闭式三止水三帷幕三的情三况下三，降三水对三轨道三交通三产生三的影三响小三；坡顶三的水三平位三移6.三2m三m，竖三向位三移-1三4.三8m三m；围护三墙的三水平三位移5.三3m三m，竖三向位三移-1三5.三1m三m；车站三产生三的水三平位三移为4.三3m三m，竖三向位三移-6三.4三mm；隧道三水平三位移三为3.三5m三m，竖三向位三移-3三.8三mm；出入三口水三平位三移为4.三6m三m，竖三向位三移-7三.1三mm。降水三至基三底4.三62.三2-7三.1-3三.4基坑三监测三方案8基坑三监测三平面三布置三图基坑三监测项目三：基坑三频率三：采取三的针三对保三护措三施9保护三措施三：采用三刚度三大的三墙撑(桩撑)支护三结构三，减三小基三坑开三挖对三周边三环境三的影三响；支护三桩应三间隔三跳打三，钻三孔施三工完三成后三应立三即灌三注混三凝土三，防三止发三生塌三孔；地连三墙、三支护三桩在三施工三过程三中应三提高三泥浆三比重三，采三用优三质泥三浆护三壁等三措施三提高三支护三桩成三孔、三地连三墙成三槽质三量、三防止三孔(槽)壁坍三塌，三减小三孔(槽)周围三土体三变形三；严格三控制三基坑三周边三堆载三，以三免因三超载三导致三基坑三过大三变形三；地连三墙、三支护三桩外三设置三落底三式止三水帷三幕，三确保三基坑三外侧三地下三水位三的稳三定，三防止三因降三水产三生沉三降；保证三成井