武鋼技術中心科技大廈
地下室深基坑噴錨支護設計
（審查後修改設計）
總參工程兵科研三所
二 o o 四年九月
武鋼技術中心科技大廈
地下室深基坑噴錨支護設計
（審查後修改設計）
所長： 任輝啟
總工： 張福明
審核： 張文巾
設計： 王繼偉
總參工程兵科研三所
二 o o 四年九月
目錄武鋼技術中心科技大廈地下室深基坑噴錨支護設計
一、工程概況
工程名稱：武鋼技術中心科技大廈
業主：武漢鋼鐵（集團）公司
主體設計單位：上海同濟大學建築設計研究院
勘察單位：中冶集團武漢勘察研究院****
主體施工單位：武漢鋼鐵集團民用建築工程有限責任公司
擬建武鋼技術中心科技大廈主樓為十六層鋼框架中心支撐結構，建築面積31462m2，高52m，跨度13.8m，基礎埋深6.8m，場地地面設計標高22.
0m。結構形式為鋼結構框架-中心支撐結構，現澆組合樓板。基礎形式為鑽孔灌注樁。
地下車庫各構件標高、絕對標高關係
基坑設計開挖深度：φ600樁部分承臺布置較稀，設計開挖至梁底，深度5.3m。φ800樁部分承臺布置較密，設計開挖至承臺底，深度6.5m。
據湖北省地方標準《深基坑工程技術規定》（db42/159-1998）的規定和周邊建築的相對距離及影響程度，基坑安全等級考慮為二級。
二、周邊環境狀況
擬建建築物場地位於武漢市青山區冶金大道武漢鋼鐵研究所院內，北側樁中心距施工道路約5公尺，15 m 外為將來要拆除的一棟四層和一棟二層磚混建築物，；東側樁中心距圍牆10 m，15 m外為鋼鐵研究所一棟五層實驗樓；南側樁中心距離兩層施工房約20公尺；西側為開闊場地。場地原為實驗用房拆除而成，場地開闊平坦。
現場北側距離基坑軸線5公尺、西側距離基坑約10公尺左右的上水管線及電纜線均由業主遷移或處理，所以基坑開挖範圍內不考慮地下管線。
三、場地岩土工程條件及水文地質條件
3.1場地工程地質條件
根據中冶集團武漢勘察研究院****提供的《場地岩土工程勘察報告書》，擬建場地內普遍分布人人工填積（qml）層，第四系全新統沖積（q4al），志留~泥盆系（s-d）泥質粉砂岩。現由上至下分述如下：
（1）雜填土（qml）（地層代號①1）：
顏色較雜，主要由混凝土地坪、碎石、磚塊、礦渣等組成，混少量粘性土，區域性地段為原裝置基礎。呈溼~飽和、鬆散~稍密狀態，層厚0.50~1.80m，平均厚度0.82m。
（2）素填土（qml）（地層代號①2）：
色雜，主要由粘性土混少量碎石、植物根系組成，呈飽和、鬆散狀態，層厚為0.30~1.40m，平均厚度0.88m，頂板標高19.48~21.21m。
（3）粘土（q4ml）（地層代號②）：
褐黃色，含氧化鐵斑點，下部夾有灰色條紋，含少量白色螺殼，無搖振反應，稍有光滑，幹強度中等，韌性中等，呈溼、可塑狀態。層厚為0.90~2.
70m，平均厚度為1.91m，頂板標高18.81~20.
31m。
（4）淤泥質粉質粘土（q4ml）（地層代號③）：
褐灰~灰褐色，含腐植物，夾薄層粉土及粉砂，該層主要以透鏡形式分布，呈飽和、流塑狀態，層厚為0.60~3.10m，平均厚度為1.
96m，頂板標高17.06~18.74m。
（5）粉土、粉質粘土、粉砂互層（q4ml）（地層代號④）：
灰~褐灰色，含雲母片，呈飽和、稍密狀態。粉質粘土呈飽和、可塑狀態。層厚為3.00~7.00m，平均厚度為4.54m，頂板標高14.80~18.74m。
（6）粉砂（q4ml）（地層代號⑤）：
灰色，夾有薄層灰褐色粘性土，含雲母片，呈飽和、稍密狀態，層厚1.10~4.20m，平均厚度2.46m，頂板標高10.61~14.45m。
（7）粉細砂（q4ml）（地層代號⑥）：
青灰色，含雲母片，砂質較純，成份以石英、長石為主，呈飽和、中密狀態，層厚為10.40~13.30m，平均厚度12.
48m（20m深度孔未揭穿該層），頂板標高7.31~12.15m。
（8）粉細砂（q4ml）（地層代號⑦）：
青灰色，成份以石英，長石為主，含雲母片，夾薄層粉土，底部含圓礫及中粗砂。呈飽和、密實狀態，層厚為10.40~12.
00m，平均厚度11.11m，頂板標高-3.00~-2.
20m。
（9）卵石層（q4ml）（地層代號⑧）：
色雜，卵石主要成份為石英岩、石英砂巖，礫砂填充，含少量粘性土，呈飽和、中密~密實狀態，層厚為0.50~0.70m，平均厚度0.
60m，該層僅在利9#、利10#、利11#、利12#孔見，頂板標高-14.97~-13.30m。
（10）志留~泥盆系（s-d）層：
泥質粉砂岩：灰~灰綠色，基質具微細鱗片變晶結構~泥狀結構的粉砂結構，層狀構造，節理、裂隙發育。按風化程度可分為強風化（地層代號⑨1）和中風化（地層代號⑨2）兩層，其中強風化泥質粉砂岩岩芯呈粉末狀或短柱狀，用的手可捻碎，鑽探時鑽機平穩；中風化岩性較堅硬，岩芯以塊狀為主，少數短柱狀。
強風化泥質粉砂岩層厚2.40~4.70m，平均厚度為3.
93m，頂板標高-15.47~13.40m；所有鑽孔均未揭穿中風化層，中風化層頂板標高-18.
82~-15.00m。
根據岩土工程勘察報告、湖北省地方標準《深基坑工程技術規定》（db42/159-1998）及黃石市地區經驗，確定與基坑支護有關的土層引數列表如下：
基坑邊坡土層參數列
3.2場地水文地質條件
場區內地下水有下部滯水和承壓水兩種型別，即有兩個含水層。上部滯水含水層為①1、①2、②、③、④層，大氣降水及居民生活用水的滲入為潛水的主要補給**，勘察期間測得上部滯水水位埋深為0.30~2.
10m，相當於絕對標高為19.21~21.10m（黃海高程系）。
承壓含水層為⑤、⑥、⑦、⑧層，上部②、③、④層土為相對隔水頂板，下部s-d基岩（地層代號⑨1）為相對隔水底板，其中粉砂、粉細砂強透水含水層平均厚度25.50m，根據本次勘察期間觀測的承壓水位埋深在3.38m左右，相當於絕對標高18.
87m（黃海高程系），該承壓水與長江有一定的水力聯絡。
擬建場地內地下水對混凝土製品及混凝土中鋼筋無腐蝕性，對鋼結構具有弱腐蝕性。
四、設計依據與設計原則
1、設計依據
（1）《高層建築岩土工程勘察規程》（bgj72-90）
（2）《岩土工程勘察規範》（gb50021-94）
（3）《建築地基基礎設計規範》（gbj7-89）
（4）《深基坑工程技術規定》（db42/159-1998）
（5）《武鋼技術中心科技大廈系統工程場地岩土工程勘察報告書》
（6）地下室相關圖紙
（7）現場踏勘
（8）天漢深基坑支護設計軟體v2003.2
2、支護設計原則
基坑支護工程設計遵循安全可靠、確保萬無一失的原則，綜合考慮安全、經濟、工期因素，採取綜合整治措施，技術上力求先進性，支護針對不同地層的實際情況、基坑深度情況，採用相應的支護引數，做到在保證邊坡及地下室順利施工的前提下，力求經濟合理，並縮短基坑開挖與支護工期。
五、基坑支護方案設計
1、基坑特點
（1）基坑面積大，形狀規則，近似為矩形。基坑大面積開挖至底板底，承臺單挖。基坑周邊邊坡支護至梁底和承檯底，開挖深度為5.3m和6.5m，屬深基坑範疇。
（2）基坑工程地質條件較差。開挖面涉及到的地層主要為（1）層鬆散狀態的雜填土，平均厚度0.8m左右；第（2）單元素填土，厚度約0.
9m。第（3）單元粘土，厚度約1.9m。
第（4）單元粉土、粉質粘土、粉砂互層，厚度約4.5m， fk=100kpa，強度一般；第（5）層粉砂層，厚度2.5m。
基坑開挖後坑壁主要為雜填土、素填土、粘土、粉質粘土與粉砂互層，坑底處於粉質粘土與粉砂互層上，自穩性較差，基坑開挖時，坑壁不能自穩，易流土，下臥層為粉砂，粉砂層距離坑底最薄處僅1m左右。
（3）基坑周邊比較寬敞，有一定的放坡餘地，可以預留平台、放坡減載以增大開挖的安全度和減少支護投資。
（4）本工程基坑開挖和地下室施工期處於武漢市雨季和長江汛期，場地內地下水有上部滯水和下部承壓水兩種型別，上部滯水主要有大氣降水和居民生活用水為補給**，承壓水埋深3.38m左右與長江有一定的水力聯絡。因此，水的處理是本工程的重點和難點，特別是對承壓水的處理必須做到萬無一失，才能保證基坑開挖和地下室施工的安全。
（5）本基坑的主要問題是考慮第3、4土層的不利影響，妥善支護，防止側壁、坡腳及坑底粉土流失導致邊坡失穩和周邊地面下沉。基坑支護重點是側壁互動層的止水和坑底粉砂層的承壓水突湧問題。
2、基坑支護方案設計
基坑支護方案需在安全經濟的前提下為地下室施工提供良好的作業條件，保證邊坡穩定。經認真分析本基坑特點，綜合考慮基坑安全、工程造價、工期等因素，我們選擇：噴錨支護+粉噴樁的復合支護方案。
基坑分2 個剖面進行支護，經綜合分析確定基坑安全等級為二級。
基坑支護設計引數包括錨桿（土釘）長度、間距，噴射砼厚度，坡頂荷載，粉噴樁間距、長度等等。設計採用《天漢深基坑設計》軟體計算。
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