南京软件园C2地块深基坑工程支护设计开题报告
2020-04-15 14:54:55
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述
1 序言
城市建设的发展, 带动地下空间的发展, 目前各类用途的地下空间已在世界各大中城市中得到开发利用, 诸如地下停车库、地下街道、地下商城、地下医院、地下仓库、地下民防工事以及多种地下民用和工业设施等。同时, 地下工程建设项目的数量和规模迅速增大, 如高层建筑物基坑、大型管道的深沟槽、越江隧道的暗埋矩形段及地铁工程中的车站深基坑等。这些地下空间的建设, 多采用费用低廉、施工方便的明挖法, 由此而产生了大量深基坑工程, 其规模和深度不断加大, 且城市基坑工程往往处于房屋和生命线工程的密集地区。在基坑的周围不仅有已建房屋或地铁隧道, 而且有供水或供气管。90 年代以来, 基坑工程的设计理论和施工技术日益进步, 不但涌现了多种符合我国国情的实用的基坑支护方法, 而且使得基坑工程的设计理论、计算方法得到不断改进, 施工工艺取得长足的进步。基坑工程的设计规范也有一定的发展。但如果应用现有基坑工程的设计理论( 强度控制设计) 和常规施工技术难以达到保护基坑周围的环境要求。因此城市基坑工程, 特别是软土地区的城市基坑工程正在对基坑工程的设计理论和施工技术提出严峻的挑战
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
1.1 工程概况
紫金(建邺)科技创业特别社区一期项目位于河西梦都大街与云龙山路交界处东南隅,向阳河南侧,南河西侧。由南京新城科技园建设发展有限公司投资建设。本项目由A、B、C、D四个地块组成,总用地面积约21950m2。
本次勘察项目为C地块,包括办公楼(19F、36F)、人才公寓(24F)、连接办公楼及人才公寓的裙房(3F~4F)、商业配套等地上建筑以及整体地下车库组成。
建筑物采用框架、框剪结构,地基基础方案拟采用桩基础或桩筏基础形式。拟建物层数、结构型式、预估荷载等见表1.1。
表1.1
建筑物 |
栋号 |
地上或地下层数 (层) |
建筑物高度或埋深 (m) |
结构型式 |
预估荷载 标准值 |
办公楼 |
C1# |
36F |
100 |
框剪结构 |
740KN/m2 |
C2# |
19F |
80 |
框剪结构 |
410KN/m2 | |
C3# |
19F |
80 |
框剪结构 |
410KN/m2 | |
C4# |
19F |
80 |
框剪结构 |
410KN/m2 | |
人才 公寓 |
F1# |
24F |
80 |
框剪结构 |
410KN/m2 |
F2# |
24F |
80 |
框剪结构 |
410KN/m2 | |
裙房及商业配套服务 |
3~4F |
/ |
框架结构 |
6900KN/柱 | |
地下车库 |
-3F |
12(埋深) |
框架结构 |
4200KN/柱 |
本工程地基基础设计等级为甲级,建物重要性等级为一级,场地和地基等级为二级(中等复杂场地,中等复杂地基)。按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)
2009年版划分岩土工程勘察等级为甲级。受业主委托,我公司承担建设场地的岩土工程详细勘察工作。
1.2 工程地质特征
拟建场地位于南京市河西地区,场地西北侧为规划道路云台山路,西南侧为规划道路规二路,东南侧为规划道路西城路。场地西侧紧邻B、D地块。场地周边东北侧附近为向阳河,东南侧为南河。场内有沟、塘发育,勘探期间部分沟、塘已填平。
场地西北角建邺区城管中队办公活动板房及零星分布部的民宅勘探期间未拆除,西南角部分区域堆有大量泥浆。场地现地形稍有起伏,地面吴淞高程在6.19~10.09m。场地地貌单元为长江漫滩。
岩土层描述及分布
根据野外勘探鉴别、原位测试,结合室内岩土试验资料分析,场地岩土层分布见报告附件#8212;《工程地质剖面图》,现自上而下详细描述如下:
①~1杂填土:灰黄~褐灰色,松散~稍密,由碎砖、碎石及少量混凝土块混粉质粘土填积,密实度、均匀性差,填龄5年以上。局部区域为拆房留下的松散状态建筑垃圾。层厚0.5~7.6m。
①~1a杂填土:灰黄~褐灰色,软塑状态,表层因风干呈可塑状态,土质不均匀,由粉质粘土混少量碎砖填积,夹淤泥质土,未经分层压实,密实度、均匀性较差,为场地整平时填积,填龄不足5年,属新填土。主要分布在场地西南角位置。层厚0.4~2.7m。
①~2素填土: 灰色~灰黄色,可塑,局部软塑,由粘土、粉质粘土混少量碎砖填积,均匀性较差,填龄在10年以上。层顶面埋深0.5~5.3m,层厚0.3~2.8m。
①~2a淤泥、淤泥质填土:灰色~灰黑色,流塑,含腐植物,夹少量碎砖、碎石,有腐臭味。层顶面埋深2.1~4.6m,层厚0.5~3.2m。
②~1粉质粘土、粘土:灰黄色,软~可塑。切面有光泽,韧性、干强度中等偏高。层顶面埋深1.4~6.2m,层厚0.3~1.5m。
②~2淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,局部为流~软塑粉质粘土,偶夹薄层粉土。切面稍有光泽,韧性、干强度中等。层顶面埋深1.9~7.8m,层厚14.2~19.7m。
②~3淤泥质粉质粘土、粉质粘土:灰色,流~软塑,局部夹薄层粉土、粉砂。切面稍有光泽,韧性、干强度中等。层顶面埋深18.3~24.3m,层厚6.4~19.0m。
②~4粉质粘土:灰色,部分为淤泥质粉质粘土,软塑为主,部分为流塑,夹薄层粉土、粉砂,局部交互层。有轻微摇振出水反应,切面稍有光泽,韧性、干强度中等偏低。层顶面埋深33.6~40.3m,层厚0.9~7.5m。
②~5粉细砂:灰色,密实,层顶面局部为中密,含云母碎片,局部夹薄层粉土、粉质粘土。层顶面埋深27.1~46.5m,层厚3.0~19.8m。
②~5a粉质粘土:灰色,软塑为主,部分流塑,夹淤泥质粉质粘土。切面稍有光泽,韧性、干强度中等。层顶面埋深45.5~50.7m,层厚0.9~1.8m。
⑤~1强风化泥岩:棕褐色,风化较强烈,已风化呈土状,层底部夹中风化岩碎块,属极软岩,岩体基本质量等级分类为Ⅴ级。层顶面埋深45.1~50.8m,层厚0.3~3.2m。
⑤~2中风化泥岩:棕褐色,局部夹泥质粉砂岩,极软岩、软岩为主,局部夹较软岩,岩体较为完整,有少量闭合裂隙发育,裂隙中充填薄层石膏。基本质量等级分类为Ⅴ级、Ⅳ级,遇水易软化。层顶埋深46.2~53.5m,未钻穿。
1.3水文地质条件
1.3.1场地地表水
紫金(建邺)科技创业特别社区一期项目场地范围及周围的地表水包括场地东北侧的向阳河、东南侧的南河和场内的水塘(沟)。
向阳河距本次勘察场地约45~50m,河面宽约15m,勘察期间水面高程为5.25m(吴淞高程系,下同),河边水深约1.1m,淤泥厚度0.2~0.5m;南河距本次勘察场地约90~100m,河面宽约27m,勘察期间河水面高程为6.65m,河边水深约1.0m,淤泥厚度0.2~0.4m。上述河道两侧均作护坡处理,用于区域排涝,主要接受大气降水的补给,以径流为主要排泄方式,水位受季节性变化影响,并受上游闸门控制,与地下水亦存在水力联系。
场地范围沟塘较多,部分已填平。勘察期间量测到塘1水面高程为5.72m,塘2水面高程为5.16m,水深约0.5m,塘底淤泥厚度约0.2m。场内沟塘补给来源主要为大气降水,以蒸发和逐渐下渗为主要排泄方式,与地下水之间存在互补关系。
1.3.2场地地下水
长江漫滩是南京市地下水最为丰富的地段,勘察揭示的基岩面之上的覆盖土层均为含水层。地下水的水理特征绝大部分属于潜水性质,但由于场地上部粘性土含水层与下部砂性土含水层渗透性差异大。因渗透性差异②~5层粉细砂中的地下水具弱承压性。
(1)、浅层潜水
潜水含水层由①层人工填土、②~1层、②~2层、②~3层和②~4层软弱粘性土构成含水层组。
人工填土层因密实度差,其间的大孔隙往往成为地下水的赋存空间,且连通性较好,富水性及透水性较好,属弱透水层,雨季水量较丰富。
新近沉积的②~1、②~2、②~3和②~4层粘性土饱含地下水,但给水性较差、透水性弱,属微~弱透水地层,因渗透性弱,开挖出水量一般不大。
南京地区地下水最高水位一般在7~8月份,最低水位多出现在旱季12月份至翌年3月份。野外勘探时间为2011年11~12月,期间量测的潜水稳定水位埋深在地面以下0.8~4.0m之间,高程为5.17~6.99m(吴淞高程系)。场地地下水主要接受大气降水的入渗补给,以垂直蒸发和径流方式排泄。水位受季节性变化影响较大,年变化幅度在1.0m左右。
(2)、弱承压水
弱承压水层为②~5层粉细砂。层顶的②~3层淤泥质粉质粘土、粉质粘土和②~4层粉质粘土由于透水性弱,与砂土层渗透性差异性大,可以作为弱承压含水层的相对隔水顶板,隔水底板为下伏基岩。
该含水层富水性好,透水性强,属弱透水~透水地层,含水丰富。
本次勘察量测的承压水头埋深在地面以下3.8~5.4m之间,高程为3.44~3.58m(吴淞高程系)。主要接受场外与其相通的地表水体(如长江)的补给,还接受潜水的越流补给,以侧向径流方式排泄,水头较为稳定,但会随季节性略有升降,但变幅一般小于0.5m。
1.4 本工程拟采用的基坑支护方案
1.4.1拟采用的基坑支护方案及选型依据
1.4.1桩型与桩端持力层的建议
钻孔灌注桩挡墙:直径φ600~φ1000mm,桩长15~30m,组成排桩式挡墙,顶部浇筑钢筋混凝土圈粱,用于开挖深度为6m~13m的基坑。具有噪声和振动小,刚度大,就地浇制施工,对周围环境影响小等优点。适合软弱地层使用,接头防水性差,要根据地质条件从注浆、搅拌桩等方法中选用适当方法解决防水问题,整体刚度较差,不适合兼作主体结构。桩身质量取决于施工工艺及施工技术水平,施工时需作排污处理。
地下连续墙:在地下成槽后,浇筑混凝土,建造具有较高强度的钢筋混凝土挡墙,用于开挖深度达10m以上的基坑或施工条件较困难的情况。具有施工噪声低,振动小,就地浇制、墙接头止水效果较好,整体刚度大,对周围环境影响小等优点。适合于软弱土层和建筑设施密集城市市区的深基坑,高质量的刚性接头的地下连续墙可作永久性结构,并可采用逆筑法施工。
地下连续墙按成桩(成槽)形式的不同,划分为桩排式连续墙和壁式连续墙两大类,
前一类主要用各种类型的桩,相互连接或搭接以及交错的单桩连锁组成的直线、圆弧、圆形等形式的排桩组合,具有一定的入土深度,墙顶用压顶粱连在一起,形成地下连续墙的墙体。壁式地下连续墙具有多种功能,有着广泛的应用前景。最主要用于深基坑工程的围护,特别适合于软土地区深基坑的开挖。
根据拟建物性质、荷载、结构特点,以及场地工程地质、水文地质条件和施工环境条件,采用嵌岩钻孔灌注桩基础设计方案较为适宜。桩端持力层建议采用⑤~2中风化泥岩。
2结论与建议
2.1拟建场地地质环境较为简单,工程建设遭受和引发地质灾害的可能性较小,遇到的工程地质和水文地质问题能够处理解决,可以进行工程建设。
2.2本工程建议采用嵌岩钻孔灌注桩基础设计方案,以⑤~2层中风化岩作为桩端持力层。
2.3本工程建议采用排桩 止水帷幕 内支撑的支护结构体系。
3附件
3.1勘探工作量一览表 4张
3.2标准贯入试验成果统计表 24张
3.3岩石试验成果统计表 9张
3.4勘探点平面位置图 2张
3.5⑤~2层中风化岩面高程等值线图 1张
3.6工程地质剖面图 32条
3.7钻孔柱状图 40张
3.8土工试验成果分层统计表 8张
3.9抗剪强度与垂直压力关系曲线 19张
3.10不固结不排水剪强度包线 5张
3.11分层压缩曲线 2张
3.12波速测试报告 1份
3.13水质分析报告 4份