商务住宅项目地下室基坑开挖影响分析

江城锦绣商务住宅项目地下室基坑开挖

对周边建筑、福州地铁一号线

达道站~上腾路站区间隧道的影响分析

上海市隧道工程轨道交通设计研究院

二。一五年九月

江城锦绣商务住宅项目地下室基坑开挖

对周边建筑、福州地铁一号线

达道站~上腾路站区间隧道的影响分析

审定:

项目负责人:

校对:

编制:

上海市隧道工程轨道交通设计研究院

2015年9月

目录

5.4.33-3剖面（地质钻孔ZK22）.................................................................17

1工程概况...........................................................15.4.44-4剖面（地质钻孔ZK24）................................20

1.1概述...........................................................15.5施工步骤及其注意事项.........................................24

1.2建筑工程概况...................................................16基坑施工对地铁区间隧道的影响控制标准.............................26

2环境条件...........................................................37基坑开挖有限元分析................................................27

2.1周边地面建（构）筑物概况......................................37.1基坑开挖工况..................................................28

2.2周边地下（构）筑物概况........................................37.2基坑开挖整体变形.............................................29

3工程地质及水文地质条件.............................................67.3基坑开挖对临近建（构）筑物的影响............................29

3.1工程地质条件..................................................67.4基坑开挖对区间隧道的影响.....................................30

3.2水文地质条件...................................................78地铁区间隧道及邻近建（构）筑物监控...............................32

4安全性评估范围.....................................................78.1监测内容......................................................32

5基坑设计方案.......................................................88.2监测点布置....................................................32

5.1采用的设计规范、标准..........................................88.3地铁区间隧道监测技术要求.....................................32

5.2基坑等级.......................................................88.4邻近建筑（构）物监测技术要求................................32

5.3围护选型.......................................................89评估结论及建议....................................................33

5.4围护结构计算..................................................109.1评估结论......................................................33

5.4.11-1剖面（地质钻孔ZK26）................................109.2建议..........................................................33

5.4.22-2剖面（地质钻孔ZK5）.................................14

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1工程概况拟建“江城锦绣商务住宅项目地下停车场”单层面积大小约为3995mm2,为

1.1概述地下两层结构，基坑开挖深度约为10m,顶板覆土2-3m,建筑总平面图如下：

江城锦绣商务住宅项目地下空间位于福州市仓山区上藤路观井观、海地块中间的

规划城市道路下方，车库底板底距福州地铁1号线达道站~上藤站矿山法区间顶约

13.8米~14.5米。地块西侧为己施工的观井地块，东侧为已施工的观海地块。本项

目地下空间为二层停车库，同时兼做观井、观海地块地下车库的连接通道。

工程位置鸟瞰图如下：

图1-2建筑总平面图

图1-1工程位置鸟瞰图建筑剖面图如下:

1.2建筑工程概况

建筑总平面布置

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图1-3建筑剖面图

建筑平面图如下:

图1-5负二层建筑平面图

图1-4负一层建筑平面图

江城锦绣商务住七项H地下室基坑开挖对周边建筑、福州地铁一号线达道站-上藤路站区间隧道的影哂分析

2环境条件（XK13+594.527-XK13+665.777），长度为71.25m。矿山区间围岩等级为m~VI,

2.1周边地面建（构）筑物概况其中受地下室施工影响段区间围岩等级为HI。隧道结构安全等级为一级，抗震设

防等级为三级，结构防水等级为二级，采用复合式衬砌结构使用设计年限为

拟建地下室东、西两侧紧邻“观海地块”和“观井地块”，各建物主要特征100

参数详见表2-1：年。

建筑统计表表2-1该段区域隧道二衬采用一型结构及配筋形式，外径尺寸为7000mm,厚度为4

室外设地基变形允许值

拟建物层数高度建筑占地幢单柱最大荷计地面塞础相邻柱基基础倾OOmmo隧道二次衬砌：采用C35、P10防水钢筋混凝土；仰拱填充材料：C35混凝

名称（F）（米）结构面积（m7）教重（KN）整平标型式

沉降差允斜允许±；钢筋：采用HPB300、HRB335.

高（m）许值值

532+53区间与地下室关系图如下：

商住楼2015000-

现85-89框剪240.0025

（A-D座）-28F16000

海+536+515

9.80

地商场2F12.0框架2350150000.004

桩

块0.002L

地下室2F9.2框架1478013500珞

（L为柱距）

础

观办公楼（E座10F30.0框架406190000.003

井

9.80

地地下室2F9.2框架548613500

块

备注：1）桩基局的承台埋置深度为0.80米；

2）标高为罗零标高。

其中“观海地块”建物由4幢21〜28层商住楼（A-D座）、I幢2层商场组成，F

设2层地下室（面积14780nV,埋深9.2米，底板标高为0.60米）；“观井地块”建

图2-3区间隧道纵剖面位置图

物为1幢10层办公楼（E座），亦设有2层地下室（面积5486nf,埋深9.2米，底

板标高为0.60米）。

2.2周边地下（构）筑物概况

（1）既有福州地铁1号线达道站~上藤路站区间隧道

根据业主提供的相关资料，及现场调查，福州地铁1号线达道站~上藤路站区

间隧道位于本场地内，该区间为矿山区间，区间顶距拟开挖地下室顶净距为13.8

米~14.5米。暗挖段SK13+550.000-SK14+107.233（XK13+550.000~XK14+107.23

3）全长557.233m；位于地下室基坑开挖范围内SK13+596.850~SK13+668.100

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图2-6配筋大样图

结构及配筋图如下:

(2)竖井

场地西北角见地铁矿山法施工竖井,目前竖井为地铁I号线越江应急疏散通

道，越江区间贯通后竖井按原设计回填,后期是否保留及处理方案尚未明确。

69OT

图2-5隧道二衬结构端面及配筋图

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图2-7竖井平面位置图

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3工程地质及水文地质条件示厚度Q80〜8.90米,层顶埋深0.30〜10.30米,层顶标高-0.61〜12.35米。

3.1工程地质条件⑤-2碎块状强风化花岗岩：灰白色，稍硬，饱和。结构已基本破坏，见铁锦

根据钻探成果揭示，场地内地基土以残积成因的土层为主，基底母岩为花岗质成份，岩芯一般呈碎块状，用手可掰断，干钻困难，岩石为软岩，岩体极破碎

岩。勘探深度范围内的岩土层自上而下可划分为4层。,岩体基本质量等级为V级。钻探过程中未发现洞穴、软弱夹层或临空面。本层

①杂填土：浅灰色、灰黄色，松散，湿〜饱和。成分以粘性土为主，含少量场地ZK4、ZK5、ZK6、ZK7、ZK8、ZK9、ZK12、ZK15、ZK16、ZKI7、ZKI8

的块石等建筑垃圾，新近回填，堆填时间约5-6.0年。该层全区均有分布，厚度为、ZK19、K5、K10、K17、K24、K25、K34、K68、K67、ZK20有分布，

0.30〜6.50米。揭示厚度0.30〜5.50米，层顶埋深3.50〜12.60米，层顶标高-2.88〜8.42米。

②淤泥：灰、深灰色，流塑，饱和，含腐殖质、有机质、朽木及贝壳等，味⑥中风化花岗岩：灰黄色、灰白色，致密，坚硬，花岗结构，块状构造，主

微臭，黏手并染手，摇震反应慢，具高压缩性，工程性能差。钻孔ZK9、ZK10、要矿物成分为长石、石英及暗色矿物，岩石风化明显，锤击声较脆，不易击碎，

ZK11、K5、ZK26内有分布，厚度为2.00-3.50米。层顶埋深3.10〜4.60米，层节理、裂隙发育，见铁质浸染，岩芯呈短柱状、长柱状，岩芯采取率约70〜80%

顶标高4.82~6.61米。.RQD约20~50%。岩石为较硬岩，岩体破碎〜较破碎，岩体基本质量等级为

③残积黏性土：灰黄色，湿，可塑〜硬塑。母岩为花岗岩，成分以粘性土为IV级。钻探过程中未发现洞穴、软弱夹层或临空面。本层场地内均有分布，本次

主，含云母片、氧化铁等，长石风化成高岭土，大于2mm颗粒含量为0,残留原勘察厚度未揭穿，最大揭示厚度10.00米。

岩组织结构，中等干强度，低韧性，遇水易软化崩解，层内夹有风化碎屑。钻孔以上各岩土层参数取值如下表3-1。

ZK7、ZK8、ZK20内有分布，厚度1.10〜1.90米，层顶埋深3.20〜4.30米，层场地各岩土层设计计算指标表3-1

顶标高米。抗剪强度水平

5.74~7.58基底

天然压缩（快剪）承载力承载力抗力基床

④全风化花岗岩：褐黄、灰黄色，散体状，母岩为花岗岩，原岩结构已破坏，摩擦

重度模量内聚内摩修正系数特征值比例系数

土层名称系数

岩体完整程度为极破碎，具软化性及崩解性，具原岩残余结构，属于极软岩，岩力擦角系数

YEsi-2C①•qbT|df取mKU

体基本质量等级为V级。钻孔ZK10、ZK12、ZK18、K10、K24、K68、K67、KN/m3MpaKpa度Kpa104

ZK21内有分布，厚度0.90〜3.20米，层顶埋深0.80〜7.20米，层顶标高2.49〜13.33①杂填土17.5*5.010.0挖除10

②淤泥15.72.06.01.84040.1

米。③残积粘性土18.25.016.512.5160352.0

⑤-1砂土状强风化花岗岩：灰白色，硬塑，饱和。结构已基本破坏，岩石已④全风化花岗岩19.58.520.018.0260503.0

⑤-1砂土状强风

20.013.525.023.01.02.5420804.00.40

强烈风化成砂土状，长石及喑色矿物大部分已风化成粘土矿物，见较多铁锦质成化花岗岩

⑤-2碎块状强风

份，浸水易软化、崩解。干钻较困难。岩石为极软岩，岩体极破碎，岩体基本质22.016.06001500.40

化花岗岩

量等级为V级。钻探过程中未发现洞穴、软弱夹层或临空面。场地均有分布，揭⑥中风化花岗岩25.0*2000

6

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备注：当基础宽度大于3m,或埋深深度大于0.5m时，地基承载力特征值应进行修正，其修正系数可筋具有微腐蚀性。场地土对混凝土结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢

参照有关规范取■值。筋具有微腐蚀性。设计时应按有关规定采取防护措施。

结合拟建地下室建筑资料可知，地下室基础绝大部分坐落在中风化花岗岩之4安全性评估范围

上。⑥中风化花岗岩岩强度高，力学性质高，分布稳定，均匀性较好，承载力高

(1)基坑开挖施工过程中对紧邻观井、观海商业住宅进行安全分析。

,非常适合作为基础持力层，可满足拟建物的变形要求。

(2)基坑开挖施工过程中对下部地铁区间隧道进行安全分析。

3.2水文地质条件

(1)根据场地岩土性状及本次勘察钻孔内地下水水位观测结果，地下水按其

含水介质和埋藏条件，场地地下水主要为第四系孔隙水和基岩风化带孔隙裂隙水

O

第四系孔隙水：主要为赋存于①杂填土层中，该层成分不均匀，孔隙率及连

续性较差，透水性中等，富水性弱，主要以大气降水及南侧山体地下水的侧向补

给，动态水位随季节变化较大，年水位变幅约1.5〜2.0米。

基岩风化孔隙裂隙水:赋存于④全风化花岗岩、⑤强风化花岗岩及⑥中风化花

岗岩孔隙、裂隙水，由于④、⑤-1层呈砂土状，透水性、富水性弱，⑤-2层呈碎

块状，其孔隙与裂隙较发育，但多为细粒土充填，⑥中风化花岗岩裂隙发育，但

多呈闭合状，⑤-2、⑥两层其透水性中等偏弱、富水性弱，三者均存在有水力联

系,以侧向迳流补给为主，向低洼处径流排泄，年水位变幅约0.50〜1.00米。

场地内岩土层②淤泥、③残积粘性土属微透水层，为相对隔水层。

勘察施工期间测得混合地下水静止水位埋深为1.74~4.11米，标高为5.98〜

8.02米(具体详见工程地质剖面图标示)。

(2)地下水及土对建筑材料的腐蚀性

依据临近场地地质资料《江城锦绣商务住宅项目》岩土工程勘察报告，根据

《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)附录G第GO1条，场地环境

类型属【［类，受地层渗透性影响，属地下水B类。

综合判定场地地下水对混凝土结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢

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5基坑设计方案5.3围护选型

5.1采用的设计规范、标准基坑面积大小约为3995mm"基坑长71.25m,宽62.5m,基坑开挖深度约

国家标准：为10m。其东、西两侧靠着观井、观海两个项目的地下室。因此在这两个方向上

(1)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)不设置基坑的地下围护结构，直接采用现有地下室的侧墙作为基坑的围护。在基

(2)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)坑北侧此采用中800@1000的钻孔灌注桩加;<1>800的旋喷桩进行桩间止水；南侧

(3)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)采用放坡开挖，并采用锚杆加固。

(4)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)

(5)《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)

(6)《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2011)

(7)《混凝土工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)(2011年版)

(8)《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)

(9)《混凝土结构耐久性技术规范》(GB/T50476-2008)

(10)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)

(11)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)

(12)《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012)

(13)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)

(14)《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107-2010)

(15)《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/Till-98)

福建省标准：

(16)《建筑地基基础技术规范》(DBJ13-07-2006)

(17)《岩土工程勘察规范》(DBJ13-84-2006)

国家及福建省、福州市的其他现行相关规范，规程。

5.2基坑等级图5-3-1围护结构平面图

基坑按一级基坑环境保护要求：围护墙体最大水平位移W0.2%H且W30mm,

地面最大沉降W0.15%H(H为基坑开挖深度)；基坑安全等级为一级。

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图5・3-21-1围护剖面图

图5-3-54-4围护剖面图

图5-3-32-2围护剖面图

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图5-3-8la-la围护剖面图

为减小基坑开挖对周边环境的影响，本工程基坑采用分块、分层开挖施工,

具体开挖工况如图:

5.4围护结构计算

5.4.11-1剖面（地质钻孔ZK26）

1工程概况

该基坑设计总深9.753m,按一级基坑、选用《国家行业标准一建筑基坑支

护技术规程0GJ120-2012）》进行设计计算，计算断面编号：1。

1.1土层参数

1-1剖面土层参数表5-4-1-1

Kmax

m

厚度Yc<1>分算

序号土层名称W/m

（m）(kN/m3)(kPa)(0)(MN/m(kPa)/合算

)

3)

11杂填土2.6917.58.0013.0010.()0.050.0分算

22淤泥3.1015.78.505.004.00.018.0合算

35-1砂土状强风化花岗岩1.7720.028.0025.0080.00.0120.0合算

图5-3-76-6围护剖面图46中风化花岗岩10.0025.0200.0040.00200.00.0550.0合算

1.2基坑周边荷载

地面超载：20.0kPa

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2开挖与支护设计第1道支撑（锚）为锚杆，距墙顶深度0.500m,工作面超过深度0.500m,预

加轴力O.OOkN/m.该道锚杆具体数据如下：

长度：15.000m：

自由段长度：6.000m；

水平间距：2.000m；

水平倾角：20.000°；

孔径：150mm；

筋体类型：6S15.2-1220；

筋体数量：3根；

计算点位置系数：0.000o

第2道支撑（锚）为锚杆，距墙顶深度2.500m,工作面超过深度0.500m,预

图5-4-1-11-1剖面图基坑支护方案图加轴力O.OOkN/m.该道锚杆具体数据如下：

2.1挡墙设计长度：12.000m；

挡墙类型：钻孔灌注桩；自由段长度：6.000m；

嵌入深度：2.0m；水平间距：2.000m；

露出长度：0.000m；水平倾角：20.000°；

桩径：800mm；孔径：150mm；

桩间距：1000mm；筋体类型：8S15.2-1220；

混凝土等级：C35。筋体数量：3根；

2.2放坡设计计算点位置系数：0.000.

2.2.1第1级放坡设计第3道支撑（锚）为锚杆，距墙顶深度4.500m,工作面超过深度0.500m,预

坡面尺寸：坡高2.00m；坡宽3.00m；台宽1.00m。加轴力O.OOkN/m。该道锚杆具体数据如下：

放坡影响方式为：一。长度：12.000m；

2.3支撑（锚）结构设计自由段长度：6.000m；

本方案设置3道支撑（锚），各层数据如下：水平间距：2.000m；

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水平倾角:20.000°；图5-4-1-21-1剖面图基坑施工工况图

孔径：150mm；3内力变形计算

筋体类型：OS15.2-1220；3.1计算参数

筋体数量：3根;水土计算(分算/合算)方法：按土层分/合算；

计算点位置系数：0.000.水压力计算方法：静止水压力，修正系数：10；

2.4工况顺序主动侧土压力计算方法：朗肯主动土压力，分布模式：矩形，调整系数：1.0

该基坑的施工工况顺序如下图所示:,负位移不考虑土压力增加；

被动侧基床系数计算方法：法，土体抗力不考虑极限土压力限值；

3.2计算结果

3.2.1支撑刚度计算结果

计算宽度：1.00m。

支撑编号123

支撑刚度(MN/m)5.55.75.7

3.2.2内力变形结果

每根桩抗弯刚度EI=633345kN.m2。

以下内力和土体抗力的计算结果是每根桩的；支撑反力是每延米的。

T9t5:/FK^2.40（iX7.00）mI：况6:在2.90（深6.50）m处安装第3道支撑（播）

支(换)撑反力范围表