无锡(惠山)生命科技产业园启动区二期、深基坑、降水施工专项方案XXXX.docx

无锡（惠山）生命科技产业园启动区二期
基坑围护、降水施工专项方案

江苏苏阳建设有限公司
2011年10月30日

目 录

PART1 概况篇 1
§1 工程概况 1
§1.1 一般概况 1
§1.2 结构概况 1
§2 场地及环境概况 1
§3 地基土质条件 2
§4 水文地质条件 2
§5基坑特点与设计关键点 3
PART2 设计篇 3
§6 设计依据 3
§7 围护方案选择 3
§7.1 拟建基坑的围护方案分析 3
§7.2 本基坑围护方案的选定 3
§8 围护结构计算 3
§8.1 分段及计算模型 3
§8.2 计算参数 4
§8.3 围护结构计算书 4
§9 围护结构设计 13
§10 地下水治理 13
§10.1 地下水对基坑开挖影响分析 13
§10.2 地下水治理方案 13
PART3 施工及监测篇 13
§11 施工建议 13
§12 监测 14
§12.1 监测内容 14
§12.2 观测要求 14
§13 应急措施 14
PART4 附录 14
§14 基坑围护设计图 14

无锡（惠山）生命科技产业园启动区二期基坑围护、降水施工专项方案
PART1 概况篇
§1 工程概况
§1.1 一般概况
（1）建筑名称 无锡（惠山）生命科技产业园启动区二期工程深基坑
（2）建设单位 无锡惠山新城生命科技产业发展有限公司
（3）建筑场所 无锡（惠山）生命科技产业园内致远路惠山大道
（4）勘察单位 江苏苏州地质工程勘察院
（5） 设计单位 中国石化集团上海工程有限公司

§1.2 结构概况
（1） 拟建建筑物由1幢4层及7层孵化楼及10层办公楼，1个消防水池组成，地面上4~10层建筑柱网间距为8×8m，为框架结构，整个二期工程下设一层地下车库，本次基坑支护设即针对该地下大车库建筑开挖施工。
（2）本次开挖地下室大体呈方形，基坑南北向约64m，东西向约168m，周长约480m，开挖面积约为11000m2。
（3）基坑开挖深度：本工程±0.000相当于黄海高程4.100m，根据勘察报告及现场反映的周边地面标高，设计取地面标高西北侧为2.600m（即相对标高-1.500m），对应的开挖深度为5.00m，；东南侧为3.600（即相对标高-0.500m）。对应的开挖深度为6.00m。
上述开挖深度不含集水井、电梯井等落深部位。
（4）基坑开挖范围：根据业主提供的基础底板平面图，考虑到排水沟设置及预留工作面等，暂定基坑底部开挖范围为底板边线外扩0.8m。
§2 场地及环境概况
拟建场地位于江苏省无锡市惠山大道与堰新路西北侧致远路边，无锡（惠山）生命科技产业园内。场地已腾空平整好，南侧已有建筑，现场已开挖部分土层。本基坑周边环境情况详细如下：

现场西侧

现场北侧

现场南侧，围墙外为已建的园区内部道路，图中建筑为一期已建部分，距离坑边约16.5米，该建筑基础采用桩基，设一层地下室，已预留2个接口与二期地下车库连通

场地现状，现场已挖除部分土层

§3 地基土质条件
根据江苏苏州地质工程勘察院提供的《无锡（惠山）生命科技产业园启动区二期岩土工程勘察报告（详勘）(勘查编号：2010-KW-074)》，拟建场地在基坑开挖深度范围内土层分布的主要土层特征描述如下：
①素填土层
灰黄色，松软，以黏性土为主，夹植物根茎。场地内均有分布。层厚0.50~5.50m，层底标高-3.62~3.15m。该土层土质不均，强度低，工程性能差。
②淤泥质粉质黏土
灰色，流塑状态，含腐殖质，刀切面粗糙，韧性、干强度低，摇震反应缓慢。场地内仅J1孔部位分布，层厚2.60~2.60m，层底标高-1.63~-1.63m，该土层高压缩性、低强度，工程特性极差。
③1黏土
灰黄色，可偏硬塑状态，夹青灰色条纹，含铁、锰质结核，刀切面较光滑、有光泽，韧性、干强度高，无摇震反应。场地内分布较稳定（仅G8、C25、J23孔部位缺失），层厚1.90~4.20m，层底标高-2.30~ -0.55m，该土层中等压缩性性、高强度，工程特性好。
③2粉质黏土层
灰黄色，可塑状态，含铁锰质氧化物，刀切面稍光滑有光泽，韧性、干强度中，无摇震反应。场地内分布较稳定，层厚0.30~1.50m，层底标高-4.28~ -1.20m。中等压缩性，中等强度，工程特性中等。
④粉土层
灰黄~灰色，稍～中密状态为主，湿，含云母碎片，土面无光泽，韧性、干强度低，摇震反应迅速。场地内分布稳定，层厚2.20~6.60m，层底标高-8.60~ -5.25m。中低压缩性，中低强度，工程特性一般。
⑤粉质黏土层
灰色，软塑状态，夹贝壳及云母碎屑，刀切面较光滑、有光泽，韧性、干强度中~低，无摇震反应。场地内分布稳定，层厚0.40~2.90m，层底标高-10.00~ -6.97m。中高压缩性，中低强度，工程特性稍差。
⑥1粉质黏土层
青灰色，可塑状态，质纯，刀切面光滑、有光泽，韧性、干强度中高，无摇震反应。场地内分布稳定，厚度3.10~6.20m，层底标高-13.68~-11.75m。中等压缩性，中等强度，工程特性中等。
§4 水文地质条件
与本工程设计、施工有关的地下水类型主要为赋存于浅部土层中上层滞水、主要赋存于④粉土层中微承压水。上层滞水赋存于上部①素填土层中，富水性较差，主要以大气降水补给为主以地面蒸发为主要排泄方式，水位升降随季节变化明显，年变幅在1m左右，初见水位标高为 1.70~2.10m，稳定水位标高为1.41~1.80m；微承压水主要赋存于④粉土层中，具微承压性，富水性中等，潜水稳定水位标高0.60~1.00 m，该层水主要接受大气降水入渗补给为主，以侧向径流为主要排水方式。
§5基坑特点与设计关键点
根据基坑开挖深度、周边场地环境条件、地质与水文条件分析，对本基坑特点及设计关键点分析如下：
1、基坑安全等级：本基坑开挖面积约11000m2，普遍开挖深度5m~6m，周边有已建道路和管线分布，根据相关规范确定本基坑安全等级为Ⅱ级。
2、周边环境分析：
（1）基坑南侧距离已建一期工程较近，约16.5米，距离已建的汽车坡道仅7米左右，围墙外的道路下埋有管线，该部位可考虑直立开挖的支护型式。
（2）基坑东侧、西侧和北侧均距离路边和红线较远，可考虑土钉墙的支护型式。
3、开挖深度分析：基坑总体开挖深度5~6m，，基坑局部有集水井、电梯井等坑中坑，需要专门考虑，尤其是靠坑边的落深坑中坑部位边坡应加强。
4、土层条件分析：对基坑开挖范围内的土层分析可知：①层填土结构松散，尤其在饱和条件下对基坑开挖是不利的；②淤泥质粉质黏土在基坑中仅局部分布，对基坑支护影响不大；③1黏土工程力学性能较好，土体抗剪强度指标比较高，对基坑开挖是有利的，局部有缺失。③2粉质黏土层工程力学性能一般，土层较薄，对基坑影响一般；④粉土层渗透性大，为微承压水含水层，易产生管涌、流砂；⑤、⑥1粉质黏土层工程力学性能一般，距离基坑较深。
5、地下水情况分析：对基坑开挖有影响的含水层主要是上层滞水和中上部微承压水。对于①层填土中的上层滞水~潜水，可采用设置并加密边坡导水管明排的方式处理。对于微承压水则需要采用人工降水或封闭止水等方式加以处理，以防止基坑开挖及施工过程中出现流土、流砂而危及边坡安全
6、塔吊布置位置对基坑支护的影响，土建单位在考虑施工方案时应结合基坑的实际情况，对塔吊基础进行专项设计。建议塔吊基础尽量设置在基坑底。
PART2 设计篇
§6 设计依据
& 《工程建设标准强制性条文》2009年版（房屋建筑部分）
& 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
& 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
& 《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
& 《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497-2009）
& 《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）
& 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
& 《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）
& 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
& 本工程岩土工程勘察报告
& 业主提供的其他初步资料
& 其他相关国家、地方及行业标准
§7 围护方案选择
§7.1 拟建基坑的围护方案分析
基坑围护方案的选定必须综合考虑工程特点和周边环境情况以及地质和水文情况，在满足地下结构施工以及确保周边建筑安全可靠的前提下尽可能的做到经济合理，施工方便以及提高工效。
开挖深度6m左右，场地条件较好时可采用土钉墙或自然放坡的支护型式，本工程的东侧、北侧及西侧可采用该种支护型式。
南侧部位距离已建园区道路约2.5米，且埋设有地下管线，无放坡条件，拟采用直立开挖的支护型式。对于本工程特点的直立开挖的支护型式有排桩+锚拉、排桩+对撑（用于连接口处）支护型式。
排桩的型式有灌注桩、管桩、钢板桩。灌注桩施工周期较长，造价高，对环境影响较大；管桩施工速度快，经济性较好，但是在已建汽车坡道部位的锚拉设置困难；钢板桩施工速度快，在地下室能快速施工的前提下具有较好的经济性，在已建坡道部位和接口部位处理简单，并且钢板桩具有较好的止水帷幕作用，可减小降水施工时对南侧部位的周边环境影响。
§7.2 本基坑围护方案的选定
对于本基坑，从土层条件及周边环境情况分析，围护方案选取如下：
1、 基坑东侧、北侧、西侧：采用土钉墙方案
2、基坑南侧：采用钢板桩+拉锚；在一期已建汽车坡道部位的拉锚设置采用锚桩+锚筋型式
3、南侧接口部位：钢板桩+对撑
§8 围护结构计算
§8.1 分段及计算模型
根据基坑侧壁土层情况、开挖深度及周边环境情况针对性选取计算模型，各部位选取计算土层剖面详见相应基坑围护剖面图。（基坑围护结构的布置详见附图）
§8.2 计算参数
（1）安全等级：根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2002，确定本基坑侧壁安全等级为Ⅱ级，其重要性系数为1.0；
（2）土层参数：根据本工程岩土工程勘察资料，基坑支护设计各土层的参数如下：
基坑支护设计土层计算参数表
土层代号
及名称
固快 / 三轴剪切试验
渗透系数建议值
K(cm/s)
重度
r（KN/m3）
Ck（kPa）
Φk（度）
①素填土
20.0*/-
10.0*/-
1.5×10-5*
19.0*
②淤泥质粉质黏土
13.54*/ -
6.70*/-
2.0×10-6*
17.3*
③1黏土
59.8/90.9
15.0/0.2
2.9×10-6
19.9
③2粉质黏土
38.1/-
12.1/-
2.1×10-5
19.6
④粉土
7.2/-
30.2/-
1.0×10-3
19.1
注： *代表经验值，-为空白
（3）施工超载确定：计算取地面超载为20kPa，基坑施工靠近坑边2m范围内禁止堆载。
§8.3 围护结构计算书
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验算项目: 剖面-1 孔C6
----------------------------------------------------------------------
[ 验算简图 ]

----------------------------------------------------------------------
[ 验算条件 ]
----------------------------------------------------------------------
[ 基本参数 ]
所依据的规程或方法：《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99
基坑深度： 5.000(m)
基坑内地下水深度： 5.500(m)
基坑外地下水深度： 4.000(m)
基坑侧壁重要性系数： 1.000
土钉荷载分项系数： 1.250
土钉抗拉抗力分项系数： 1.300
整体滑动分项系数： 1.300
[ 坡线参数 ]
坡线段数 3
序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角(°)
1 2.021 3.500 60.0
2 1.000 0.000 0.0
3 0.600 1.500 68.2
[ 土层参数 ]
土层层数 6
序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 锚杆土摩阻力 水土
(m) (kN/m^3) (kN/m^3) (kPa) (度) (kPa) (kPa)
1 素填土 1.400 18.5 18.5 10.0 10.0 18.0 18.0 合算
2 粘性土 3.000 19.9 19.9 59.8 15.0 65.0 65.0 合算
3 粘性土 0.800 19.6 19.6 38.1 12.1 48.0 48.0 合算
4 粉土 3.800 19.1 19.1 7.2 30.2 50.0 50.0 分算
5 粘性土 1.000 19.7 19.7 23.6 14.6 48.0 48.0 合算
6 粘性土 5.600 19.9 19.9 38.6 15.1 55.0 55.0 合算
[ 超载参数 ]
超载数 1
序号 超载类型 超载值(kN/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边线距离(m) 形式 长度(m)
1 满布均布 20.000
[ 土钉参数 ]
土钉道数 3
序号 水平间距(m) 垂直间距(m) 入射角度(度) 钻孔直径(mm) 长度(m) 配筋
1 1.500 1.000 15.0 100 6.000 1D18
2 1.500 1.500 15.0 100 6.000 1D18
3 1.500 1.600 15.0 100 6.000 1D18
[ 内部稳定验算条件 ]
考虑地下水作用的计算方法：总应力法
土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数： 0.500
*******************************************************************
[ 验算结果 ]
*******************************************************************
[ 局部抗拉验算结果 ]
工况 开挖深度 破裂角 土钉号 土钉长度 受拉荷载标准值 抗拔承载力设计值 抗拉承载力设计值 满足系数
(m) (度) (m) Tjk(kN) Tuj(kN) Tuj(kN) 抗拔 抗拉
1 1.500 39.3 0
2 3.000 36.3 1 6.000 9.2 74.5 76.3 6.516 6.674
3 4.600 36.7 1 6.000 9.1 70.6 76.3 6.223 6.730
2 6.000 0.0 75.0 76.3 999.000 999.000
4 5.000 36.6 1 6.000 9.1 68.4 76.3 6.025 6.722
2 6.000 0.0 71.3 76.3 999.000 999.000
3 6.000 2.1 66.9 76.3 25.883 29.516
[ 内部稳定验算结果 ]
工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m)
1 1.064 2.340 6.758 3.239
2 3.877 0.053 9.502 7.583
3 2.791 0.985 6.879 6.522
4 2.253 -0.200 7.600 8.602
----------------------------------------------------------------------
验算项目: 剖面-2 孔G16
----------------------------------------------------------------------
[ 验算简图 ]

----------------------------------------------------------------------
[ 验算条件 ]
----------------------------------------------------------------------
[ 基本参数 ]
所依据的规程或方法：《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99
基坑深度： 6.000(m)
基坑内地下水深度： 6.500(m)
基坑外地下水深度： 4.000(m)
基坑侧壁重要性系数： 1.000
土钉荷载分项系数： 1.250
土钉抗拉抗力分项系数： 1.300
整体滑动分项系数： 1.300
[ 坡线参数 ]
坡线段数 3
序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角(°)
1 2.021 3.500 60.0
2 1.000 0.000 0.0
3 1.000 2.500 68.2
[ 土层参数 ]
土层层数 6
序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 锚杆土摩阻力 水土
(m) (kN/m^3) (kN/m^3) (kPa) (度) (kPa) (kPa)
1 素填土 2.800 18.5 18.5 10.0 10.0 18.0 18.0 合算
2 粘性土 2.500 19.9 19.9 59.8 15.0 65.0 65.0 合算
3 粘性土 1.300 19.6 19.6 38.1 12.1 48.0 48.0 合算
4 粉土 4.000 19.1 19.1 7.2 30.2 50.0 50.0 分算
5 粘性土 1.200 19.7 19.7 23.6 14.6 48.0 48.0 合算
6 粘性土 4.800 19.9 19.9 38.6 15.1 55.0 55.0 合算
[ 超载参数 ]
超载数 1
序号 超载类型 超载值(kN/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边线距离(m) 形式 长度(m)
1 满布均布 20.000
[ 土钉参数 ]
土钉道数 4
序号 水平间距(m) 垂直间距(m) 入射角度(度) 钻孔直径(mm) 长度(m) 配筋
1 1.500 0.900 20.0 100 7.500 1D18
2 1.500 1.300 15.0 100 6.000 1D18
3 1.500 1.500 15.0 100 6.000 1D18
4 1.500 1.500 15.0 100 6.000 1D18
[ 内部稳定验算条件 ]
考虑地下水作用的计算方法：总应力法
土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数： 0.500

*******************************************************************
[ 验算结果 ]
*******************************************************************

[ 局部抗拉验算结果 ]
工况 开挖深度 破裂角 土钉号 土钉长度 受拉荷载标准值 抗拔承载力设计值 抗拉承载力设计值 满足系数
(m) (度) (m) Tjk(kN) Tuj(kN) Tuj(kN) 抗拔 抗拉
1 1.400 39.1 0
2 2.700 35.0 1 7.500 35.9 52.2 76.3 1.165 1.702
3 4.200 35.8 1 7.500 12.1 48.7 76.3 3.230 5.061
2 6.000 24.1 65.7 76.3 2.180 2.532
4 5.700 36.2 1 7.500 12.0 45.2 76.3 3.021 5.102
2 6.000 23.9 61.9 76.3 2.071 2.553
3 6.000 0.0 75.4 76.3 999.000 999.000
5 6.000 36.2 1 7.500 12.0 44.5 76.3 2.971 5.102
2 6.000 23.9 61.1 76.3 2.044 2.552
3 6.000 0.0 72.6 76.3 999.000 999.000
4 6.000 2.0 64.3 76.3 25.776 30.591
[ 内部稳定验算结果 ]
工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m)
1 1.064 2.740 7.758 3.239
2 1.265 1.901 8.142 4.644
3 1.957 1.554 7.877 4.686
4 2.201 0.111 8.851 8.551
5 1.956 0.202 8.025 9.028
----------------------------------------------------------------------
[ 支护方案 ] 剖面-3 孔G14
----------------------------------------------------------------------
连续墙支护

----------------------------------------------------------------------
[ 基本信息 ]
----------------------------------------------------------------------
内力计算方法
增量法
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99
基坑等级
二级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.00
基坑深度H(m)
6.000
嵌固深度(m)
6.000
墙顶标高(m)
0.000
连续墙类型
钢板桩
├每延米板桩截面面积A(cm2)
236.00
├每延米板桩壁惯性矩I(cm4)
39600.00
└每延米板桩抗弯模量W(cm3)
400.00
有无冠梁
无
放坡级数
0
超载个数
1
支护结构上的水平集中力
0

----------------------------------------------------------------------
[ 超载信息 ]
----------------------------------------------------------------------
超载
类型
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
序号

(kPa,kN/m)
(m)
(m)
(m)

(m)
1

20.000
---
---
---
---
---

----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[ 土层信息 ]
----------------------------------------------------------------------
土层数
6
坑内加固土
否
内侧降水最终深度(m)
6.500
外侧水位深度(m)
1.200
内侧水位是否随开挖过程变化
否
内侧水位距开挖面距离(m)
---
弹性计算方法按土层指定
ㄨ
弹性法计算方法
m法

----------------------------------------------------------------------
[ 土层参数 ]
----------------------------------------------------------------------
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角

(m)
(kN/m3)
(kN/m3)
(kPa)
(度)
1
素填土
2.40
18.5
8.5
10.00
10.00
2
粘性土
2.90
19.9
9.9
59.80
15.00
3
粘性土
1.00
19.6
9.6
38.10
12.10
4
粉土
4.00
19.1
9.1
7.20
30.20
5
粘性土
0.50
19.7
9.7
---
---
6
粘性土
5.20
19.9
9.9
---
---

层号
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
水土
计算方法
m,c,K值
抗剪强度

擦阻力(kPa)
水下(kPa)
水下(度)

(kPa)
1
18.0
10.00
10.00
合算
m法
2.00
---
2
65.0
59.80
15.00
合算
m法
8.98
---
3
48.0
38.10
12.10
合算
m法
5.53
---
4
50.0
7.20
30.20
分算
m法
15.94
---
5
48.0
23.60
14.60
合算
m法
5.16
---
6
55.0
38.60
15.10
合算
m法
6.91
---

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[ 支锚信息 ]
----------------------------------------------------------------------
支锚道数
1

支锚
支锚类型
水平间距
竖向间距
入射角
总长
锚固段
道号

(m)
(m)
(°)
(m)
长度(m)
1
锚杆
2.400
2.000
15.00
12.00
6.00

支锚
预加力
支锚刚度
锚固体
工况
锚固力
材料抗力
材料抗力
道号
(kN)
(MN/m)
直径(mm)
号
调整系数
(kN)
调整系数
1
50.00
18.29
180
2～
1.00
206.28
1.00
----------------------------------------------------------------------
[ 工况信息 ]
----------------------------------------------------------------------

工况
工况
深度
支锚
号
类型
(m)
道号
1
开挖
2.500
---
2
加撑
---
1.锚杆
3
开挖
6.000
---

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[ 设计结果 ]
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[ 结构计算 ]
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各工况：
内力位移包络图：

地表沉降图：

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[ 锚杆计算 ]
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[ 锚杆参数 ]
锚杆钢筋级别
HRB335
锚索材料强度设计值(MPa)
1220.000
锚索采用钢绞线种类
1 × 7
锚杆材料弹性模量(×105 MPa)
2.000
锚索材料弹性模量(×105 MPa)
1.950
注浆体弹性模量(×104MPa)
3.000
土与锚固体粘结强度分项系数
1.300
锚杆荷载分项系数
1.250

[ 锚杆内力 ]
支锚道号
锚杆最大内力
锚杆最大内力
锚杆内力
锚杆内力

弹性法(kN)
经典法(kN)
设计值(kN)
实用值(kN)