环岛路（大干围-南洲路）工程雨污水支护及附属结构设计说明

环岛路（大干围-南洲路）工程(第二标段K1+500~K3+143.750)雨污水支护及附属结构设计说明PAGEPAGE6雨污水支护及附属结构设计说明一、工程概况环岛路（大干围路～南洲路）为新建道路，道路西侧接大干围路，东侧接南洲路，沿途下穿洛溪大桥，跨越北濠涌、沥滘涌和新基涌，长度3184.012米，沿线有振兴大街宽约6米的现状路，左右沿途有工厂及仓储建筑。本次设计内容主要为雨、污水管道支护及附属结构截污井设计。二、工程地质条件2.1地形地貌工程范围地处冲积平原，地势平坦，地面标高6.50～8.01m，地面为城中村街道路面。2.2地层岩性根据钻孔揭露的岩性，上部为第四系人工填土层、海陆交互相、河流相沉积层，下伏基岩为白垩系下统碎屑岩，现将各岩土分层的岩土特征自上而下分述如下：1、人工填土层（）：（1）混凝土：由砼路面组成，呈浅灰白色、浅灰色等，胶结良好，坚硬。全部钻孔均有揭露，厚度一般0.15～0.85m，平均层厚0.28m，本层层号为“<1>”。（2）杂填土：主要由杂填土组成，呈浅灰色、浅黄色等。由粘性土、碎石、瓦片和生活垃圾等组成，稍压实，分布广泛，厚度一般0.85～4.70m，平均层厚2.11m，顶面埋深0.00～0.85m，本层做标贯2次，击数2～6击，平均击数4击。本层层号为“<2>”。2、海陆交互相沉积层（）海陆交互相沉积层主要为淤泥、淤泥质土，深灰色，组成物主要为粘粒，含有机质和腐植质，局部夹薄层粉细砂，见少量贝壳，具腐臭味，饱和，流塑状，本层分布广泛，全部钻孔均有揭露，层厚1.20～12.25m，平均厚度5.51m，埋深1.05～5.00m，本层做标贯125次，统计122次，击数1～4击，平均击数2.3击，标准值2.2击,取样29个，主要物理力学指标平均值为：含水率w=58.3%，湿度度ρ=1.68g/cm3，孔隙比e0=1.602，液性指数IL=1.37，直剪粘聚力c=9.3KPa，直剪内摩擦角φ=5.4°，承载力基本容许值[fao]=50kPa，本层层号为“<3>”3、冲积层（）（1）冲积粉质粘土、粘土层：呈浅灰间红色，浅灰白色，浅黄色等，组成物主要为粘粒、粉粒，局部含粉细砂，稍湿，呈可塑状，本层有46个钻孔有揭露，层厚0.55～7.85m，平均厚度2.77m，本层做标贯46次，击数4～12击，平均击数8.8击，标准值8.4击，取样22个，主要物理力学指标平均值为：含水率w=30.4%，湿度度ρ=1.94g/cm3，孔隙比e0=0.846，液性指数IL=0.35，直剪粘聚力c=25.2KPa，直剪内摩擦角φ=12.4°，承载力基本容许值[fao]=180kPa，本层层号为“<4-1>”（2）粉砂层：呈浅黄色等，组成物主要为粉砂，含少量粘粒，饱和，松散状，本层仅7个钻孔有揭露，层厚0.60～4.35m，平均厚度1.71m，本层做标贯3次，击数6～10击，平均击数8击，承载力基本容许值[fao]=80kPa，本层层号为“<4-2>”。（3）中砂、粗砂层：浅灰色、灰色，组成物主要为中砂，次为粗砂，含少量粘粒，饱和，松散～稍密状，本层有66个钻孔揭露，层厚1.60～11.75m，平均厚度5.77m，本层做标贯113次，击数为7～13击，平均击数9.8击，标准值9.6击,取样13个,其粒度分析见附表5.1，承载力基本容许值[fao]=160kPa，本层层号为“<4-3>”。（4）砾砂层：浅黄色、灰白色，组成物主要为砾砂，饱和，松散～稍密状，本层有7个钻孔揭露，层厚3.45～7.90m，平均厚度5.96m，本层做标贯17次，击数为8～12击，平均击数9.9击，标准值9.4击,取样7个,其粒度分析见附表5.2，承载力基本容许值[fao]=200kPa，本层层号为“<4-4>”。4、残积土层（）、、褐红色、标准值10.5击,平均值2.3、特殊岩土本工程范围特殊岩土主要为软土，包括淤泥、淤泥质土，软土具含水量高、承载力低、压缩性大、灵敏度高特点，在工程范围广泛分布，顶面埋深1.05～5.00m，层厚1.20～12.25m，平均厚度5.51m，埋深1.05～5.00m，软土对桥梁桩基影响不大，对路基工程影响较大。软土全线均有分布，软土层底面埋深均大于3m。2.4、不良地质饱和砂土地震液化为本工点主要不良地质作用，本工点勘察范围，第四系存在河流相冲积砂层，根据《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）和《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）的有关规定，对饱和砂土进行地震液化判定，结果松散砂层会产生地震液化，液化等级为“轻微～中等”，砂土液化判别详见附表7。液化砂土在路基大部分地段有分布，液化砂土对工程影响较大，设计时应根据工程的重要性,在有液化砂土地段，采取消除或部分消除砂土液化。2.5、水文地质环岛路工程范围，含水层主要为第四系河流相冲积砂层，属孔隙水微承压，地下水位埋藏较浅，水位埋深0.50～2.10m，根据广州市附近地区同类地层的抽水试验资料，粉细砂层渗透系数为1～5m/d，属中等透水层。中粗砂层渗透系数为10～15m/d，属强透水层。地下水补给来源主要为大气降水，排泄以蒸发和侧向迳流为主，地下水受季节性影响较大，雨季上升，旱季下降，年变化幅度约2.00～2.50m，根据ZK23号孔所取地下水水样分析，地下水对砼有分解类弱腐蚀性，根据ZK10、ZK60号孔所取土样分析，土对砼无腐蚀性，。2.6土层地质参数一览表根据本次勘察结果，参照《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）及其它有关规程规范，拟筑道路场地内各地层的工程特性指标建议采用下表数值：岩土参数建议值表4岩土分层岩土名称时代与成因状态承载力基本容许值变形模量粘聚力内摩擦角天然重度[fao]E0cφγ(kPa)(MPa)(kPa)°KN/m3<2>人工填土Q4ml稍压实18.5<3>淤泥、淤泥质土Q4mc流塑501.58516.8<4-1>粉质粘土、粘土Q4al可塑1805251219.4<4-2>粉砂Q4al松散80502519.2<4-3>中砂、粗砂Q4al松散～稍密1401003019.5<4-4>砾砂Q4al松散～稍密2001503219.6<5-1>残积土Qel可塑20020301519.5注：C、φ值为固结快剪指标。三、结构设计3.1技术标准与设计规范1）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；2）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；3）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；4）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2015）；5）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；6）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；7）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2016）；8）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）；9）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；10）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；11）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；12）《广东省建筑基坑工程技术规程》(DBJ/T15-20-2016)3.2主要材料1、截污井井身砼：C30砼，抗渗等级为S6。2、基底砼：C15砼。3、井身钢筋：HRB400。4、钢材(1)钢筋符合GB1499-.2-2007及GB1499.1-2008的规定，所有受力钢筋采用HRB400钢筋，其它钢筋采用HPB300钢筋。(2)支护结构所有受力钢材均采用Q345钢，其余可采用Q235钢，其标准应符合GB/T700的规定。3.3、设计要点3.31截污井构造截污井顶预制盖板厚为21cm、底板厚为35cm、侧壁厚为30cm，混凝土保护层厚度不小于2cm，截污井侧壁开孔尺寸较接入管道尺寸直径大4cm。1、填土容重：18kN/m³，内摩擦角为10度。2、设计活载：城-A级3、设计年限：50年；4、抗震设防烈度为7度；设计基本地震加速度为0.05g；抗震设防类别除有特殊说明外，均按丙类考虑，抗震等级四级。5、设计计算：按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别对截面进行了强度和裂缝计算。3.4.2基坑支护设计1、基坑设计原则（1）基坑安全等级为二级，基坑侧壁重要性系数1.0；（2）工程结构安全等级为二级，结构重要性系数1.0；（3）支护设计使用年限：6个月；（5）采用朗肯理论计算，砂性土采用水土分算，粘性土层采用水土合算。（6）基坑按二级基坑设计，支护结构变形不应超过周边环境保护要求的允许值。2、基坑计算荷载及采用软件（1）土压力；（2）地面堆积荷载及大型车辆的动、静荷载；（3）周边建(构)筑物的作用荷载;（4）施工荷载及其它荷载；其中，（2）、（3）、（4）荷载按照工程经验采用20kPa均布荷载模拟；（5）采用理正深基坑计算软件7.0进行计算；3、基坑支护形式本项目基坑支护主要包括雨水管道、污水管道支护。全线雨水管道基坑深度在1.539~3.226m之间，污水管道基坑深度在2.406m～5.5m之间，采用明挖施工，开挖及支护方式主要有放坡开挖、钢板桩支护，各段范围的具体支护形式为：1)断面一采用放坡开挖,基坑开挖深度1.2m~1.35m；2)断面二采用1:1.5放坡开挖,基坑开挖深度1.3~2.9m,坡面喷射C20砼,厚度10cm，内含∅8mm@200x200钢筋网;3)断面三采用9m热轧U型钢板桩400x170+一道或两道∅300x10钢横撑,对于管底软弱土层厚度3~4m,基坑开挖深度为2.5m~3.0m.对于管底软弱土层小于2m,基坑开挖深度为3.0m~4.54m。4)断面四采用12m热轧U型钢板桩400x170+两道∅300x10钢横撑,对于管底软弱土层厚5m~6.2m,基坑开挖深度为3.0m~4.5m.对于管底管底软弱5)断面五采用9m热轧U型钢板桩400x170+两道∅300x10钢横撑,基坑开挖深度为3.5m~4.5m.6)断面六采用12m热轧U型钢板桩400x170+两道∅300x10钢横撑,适用于过河段基坑合槽断面,基坑开挖深度5.4~6.9m,7)断面七采用12m热轧U型钢板桩400x170+两道∅300x10钢横撑,基坑开挖深度4.54~5.43,为减少对地铁影响,静压钢板桩长度为10m。8)断面八采用15m热轧U型钢板桩400x170+一道∅300x10钢横撑,基坑开挖深度2.5~3.0。注：支管开挖方式均可参考以上标准执行。3.5 施工工艺及注意事项3.5.1结构施工注意事项1、截污井采用现浇明挖施工，结构采用分期浇筑的施工办法，先浇筑砼基础，达到强度要求后，再浇底板，待底板砼达到85%以上强度后再浇墙身和顶板。2、截污井与管道间空隙采用沥青麻絮填塞。3、截污井地基承载力特征值［fak］≥100kPa，具体见箱涵总体布置图。3.5.2基坑开挖1）基坑深度：基坑开挖深度由路面底整平标高开始算起，由于路基需要换填，所以工程首先会从现状地面标高挖至换填底标高。2）基坑开挖：本基坑开挖前，应满足相关地基处理的指标要求，根据基坑深度、基坑周边建筑物、地基处理后的情况等现状条件确定支护方式，基坑开挖深度由路面底标高开始算起。3）管道放坡开挖的一般施工工序：放坡开挖至预定标高--整平施工管道基础--施工管道管身至管道基础上--根据管道回填要求回填材料至路面，沟槽开挖宜分段快速施工，敞口时间不宜过长，管道安装完毕及时验收合格后，应立即回填沟槽。4）管道基槽应沿纵向分段开挖，土方开挖必须遵循自上而下的开挖顺序，分层、分段进行。当开挖至坑底以上200mm后，应采用人工挖除剩余土方，严禁超挖。5）在距离坑顶边线2.0m的范围内及坡面上，严禁堆放建筑材料，挖方应随挖随运。6）基槽回填时，应按设计要求进行，对回填土料的质量、含水量、分层回填厚度、压实遍数、压实系数应按设计要求进行检查和检测。7）钢支撑体系施工要求：a、土方开挖至支撑设计标高以下0.5m时，即按设计图纸要求架设钢围檁和钢支撑，待支撑架设完毕后，应检查确认支撑的稳定性，安全后方可继续开挖施工；b、基坑开挖到距离坑底20cm时，必须用人工挖除，严禁超挖，基坑开挖到最终基坑底面后应及时施筑垫层。基槽回填时，回填至撑底500mm时拆除横撑，回填至地面后拔出钢板桩。8）其他：a、建议基槽开挖及管道施工采用分节段施工，各节段施工段长度可由施工方根据施工现场情况确定(一般15~20米)，并应遵循“从上往下，分层开挖，严禁超挖”的原则。b、施工过程中应注意安全用电，注意周边高压电线或民用电线对施工可能造成的影响，作好相应施工的安全措施，其他未尽事详见有关设计图纸、规程和技术规定执行c、管道开挖过程前,施工单位应核实地下管线位置,施工过程中注意对现状管线采取临时保护措施。3.5.3、钢板桩、钢支撑体系施工要求1、为减小对地铁的影响，本项目钢板桩均采用土体扰动小的静压方式施工；2、土方开挖每开挖至支撑底0.5m，即按设计图纸要求架设钢围檁和钢支撑；3、基坑开挖至设计高程，施工雨污水管道基底，然安装管道。3.6基坑监测本基坑工程安全监测根据情况按二级基坑安全监测要求进行，监测范围为断面二~断面八基坑边缘以外3倍开挖深度范围内的需要保护物体应作为重点监控对象。监测点布设、监测频率和控制值按相关规范要求进行设计。基坑工程要求进行动态的信息化设计和施工，监测应由相应资质的单位进行，及时反馈监测信息，为设计和施工提供有效数据。1）基坑开挖前，应对基坑边缘以外3倍开挖深度以内的建构筑物进行质量鉴定，避免基坑开挖后发生不必要的纠纷。2）基坑开挖前应作出系统的开挖监控方案，监控方案应包括监控目地，监控项目，监控报3）监测点的布置应满足监控要求，从基坑边缘以外3倍开挖深度范围内的需要保护物体应作为重点监控对象。4）基坑开挖监测过程中，应根据设计要求提交阶段性监测结果报告。工程结束时应提交完（c）采用仪器设备和检测方法；（d）监测数据处理方法和监测结果过程曲线；（e）监测结果评价。5）基坑监测必须由有相应资质的监测单位来完成。6）通道和基坑支护施工单位应和监测单位相互配合，对需要预埋监测仪器和元件的支护结构，施工单位应提前通知监测单位作好准备。施工单位应采取一定的措施对测点进行保护。基坑监控量测项目表序号监测项目监测位置测试元件监测精度监测变形报警值备注1支护结构(或坡顶)水平位移支护结构上端部(坡顶)经纬仪、水准仪1.0mm水平位移<0.004H且不大于50mm或每天发展不超过5mm;2基坑周边地表沉降基坑周边地面经纬仪、水准仪1.0mm地面沉降<0.003H且不大于40mm或每天发展不超过4mm;3支撑轴力支撑中部或端部轴力计或应变仪5/1000(F.S)1900kN4土体侧向变形(深层水平位移)土体内(钢板桩、

放坡支护段)测斜管、测斜仪1.0mm不大于0.007H且不大于80mm或每天发展不超过6mm;5地下水位基坑周边水位管、水位计1.0mm1600mm或每天连续发展500mm6基坑周围管线渗漏状况巡视7基坑周围地面超载状况基坑周围8基坑渗、漏水状况基坑内9地表裂缝、支护结构裂缝3.7深基坑危大工程设计1、危险性较大的分部分项工程（1）开挖深度超过3m（含3m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。（2）开挖深度虽未超过3m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建、构筑物安全的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。2、超过一定规模危险性较大分部分项工程开挖深度超过5m（含5m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。3、本项目危大工程重点部位和环节4、设计提示本设计主要为雨污水管道基槽开挖，一体化泵站开挖深度为5m~7m,开挖深度超过5m，且本项目管道基底均存在较厚软弱土层，地质条件复杂，属于超过一定规模危险性较大的深基坑工程，应由建设单位委托相关单位编制深基坑设计方案、专项施工方案、基坑监测方案，在施工前，报送进行专家论证。3.8深基坑工程风险分析及应对措施、应急预案1、主要工程风险（１）本项目全线地层存在较厚软弱土层，地质条件复杂，其次污水管道Ｗ１８～Ｗ２０临近地铁车站围护墙施工。（２）雨水管道YA2～出水口１位于地铁安全保护线范围内，开挖深度４.５４～５.４ｍ，局部位置超过５ｍ，管底具有较厚淤泥层，周边环境、地质条件复杂；2、应对措施（1）因部分管道临近或下方存在地铁区间隧道，为减小施工对地铁的影响，对管道采用钢板桩支护路段均采用静压法施工。其次本项目施工前，应征询地铁相关部门的意见（２）基坑施工前应根据设计文件，结合现场条件和周边环境保护要求、气候等情况，编制基坑开挖施工方案，并及时与受基坑影响的管线主管单位沟通。（３）基坑支护结构施工应与降水、开挖相互协调，各工况和工序应符合设计要求。（４）基坑支护结构施工与拆除不应影响邻近市政管线、地下设施与周围建（构）筑物等的正常使用，必要时应采取减少环境影响的措施。（５）支护结构施工应对支护结构自身、已施工的主体结构和邻近道路、市政管线、地下设施、周围建（构）筑物等进行监测，并应根据监测结果及时调整施工方案，采取有效措施减少支护结构施工对基坑及周边环境安全的影响。（６）支护结构施工前应进行试验性施工，以评估施工工艺和各项参数对基坑及周边环境的影响程度；必要时应调整参数、工法或反馈修改设计选择合适的方案，以减少对周边环境的影响。（７）基坑开挖支护施工导致邻近建筑物不均匀沉降过大时，应采取调整支护体系或施工工艺、施工速度，或设置隔离桩、加固既有建筑地基基础、反压与降水纠偏等措施。3、应急预案为了确保基坑工程的顺利进行，施工单位应编制详细的应急预案，在基坑开挖时发生影响工程安全