大连中国石油大厦基坑边坡支护工程设计

　　摘要：大连中国石油大厦位于大连市沙河口区中山路570号星海湾金融商务区，大连市游泳馆南侧。大厦主体32层，地下4层。要求地表以下开挖的深度为24米。我单位为了保证基坑施工的安全，周围道路和建筑物不受影响，设计上部3米采用放坡的方式，用挂网喷锚的方式进行护坡;地表以下3——24米采用钻灌注桩进行护坡，随着基坑的开挖分层锚杆队灌注桩进行拉锚固定。经过精心的设计，严格的组织施工，我们顺利的完成了基坑的施工。

　　关键词： 基坑,喷锚,灌注桩,锚杆

　　一、工程概述

　　拟建的大连中国石油大厦位于大连市沙河口区中山路570号星海湾金融商务区，大连市游泳馆南侧。基坑北边长度56m左右，南边75m左右，西边110m左右，东边117m左右;开挖深度分别为北侧21.35m和南侧23.55m。为了保证基坑的稳定，确保周围环境不受影响，特进行本基坑支护工程的设计。

　　二、设计依据及设计原则

　　(一)、设计依据

　　1、大连中国石油大厦开挖平面图(哈尔滨工业大学建筑设计研究院 2009、10、29，图号G-01);

　　2、中国石油集团工程设计有限责任公司岩土工程分公司提供的《中国石油大厦勘察报告》( 2008、9、30);

　　3、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99);《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002);

　　《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22：2005);《建筑地基基础技术规范》(DB21-907-2005);《锚杆、喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001);《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008);《北京理正基坑支护计算软件》(6.01版本)《供水管井技术规范》(GB50296-1999)《钢筋焊接及验收规程》(JGJ 18-2003)

　　4、大连市建委专家组评审意见及建议。

　　(二)设计原则

　　1、工程使用年限，按临时性支护考虑，在现有岩土工程勘察资料的基础上进行分析，提出支护方案，确保基坑的安全。

　　2、在安全可靠、技术可行的前提下，做到经济合理，施工方便快捷。

　　三、场地工程地质及水文地质条件

　　根据中国石油集团工程设计有限责任公司岩土工程分公司提供的《中国石油大厦勘察报告》，场地地层简述如下： ①杂填土：该层最大层厚8.1m。层底标高-0.09～-1.38m。②淤泥质土：该层最大厚度3.60m。该层层底标高-1.18～-3.78m。③砂卵石：该层最大厚度8.00m。该层层底标高-7.85～-12.25m。④2全风化板岩：仅CZK2、CZK3号孔揭露，岩体极破碎，岩体质量等级为Ⅴ级。该层厚2.00m。

　　四、设计参数的选取

　　(一)、岩土设计参数

　　1、附加荷载

　　AB段由于附近有座电塔，考虑附加荷载取q=15kpa，BC段考虑堆载附加荷载取q=15kpa，其他面附加荷载都考虑取10kpa。

　　(二)、基坑设计安全等级及安全系数

　　1、本基坑开挖深度分别为21.35m和23.55m，设计安全等级为一级，基坑重要性系数γ0=1.1。

　　2、基坑施工中根据边坡的实际情况，对局部地段再进行补充设计和修改设计。

　　五、基坑支护方案及降水方案

　　(一)基坑支护方案

　　①基坑顶部3m按1：0.75放坡，下部采用φ800径机械钻孔灌注桩加四排锚索联合支护方案。支护桩间距1.2m，桩长20.55m。

　　②支护桩桩身混凝土采用强度等级C25，冠梁混凝土采用C25;锚索采用低松弛高强度钢绞线，抗拉强度设计值为1320MPa，锚孔直径150mm，锚索下料长度为自由段长度+锚固段长度+千斤顶工作长度+槽钢支架厚度，并且在全长范围内每隔1.5m设船型支架，以保证其居于孔中，自由端用塑料布包裹两层，锚索安放时应防止扭压、弯曲、杆体放入角度应与钻孔角度一致，锚索注浆采用纯水泥浆M30。

　　(二)降水方案

　　基坑开挖深度分别为北侧21.35m和南侧23.55m，地下水位埋深4-6m，水位降深要达到24m以下。根据《中国石油大厦勘察报告》;《供水水文地质勘察规范》;《建筑基坑支护技术规程》。基坑共布设18眼降水井，井间距考虑补给方向，AB、BCD段由于靠近马栏河间距15m左右，共布设10眼，DE段间距20m左右，布设4眼,EFGA段间距25m左右布设4眼;井深19m左右(进入强风化石英岩板岩互层2m为准)，在坡肩拐角处及周边共设沉淀池6个。

　　六、施工

　　(一)、施工方法

　　1、喷锚挂网支护的施工程序是：搭设脚手架→整修边坡→制作安装设施排水孔→第一次喷射混凝土→锚钉施工→钢筋网制作→挂网→第二次喷射混凝土→养生→拆除脚手架。

　　2、机械成孔护坡桩施工工艺分析

　　1)放线定位 ，2)护筒的埋设，3)冲击成孔，4)钢筋笼制作及吊装 (在这个工艺流程中，值得注意的是在钢筋笼吊装时要掌握配筋的方向，不能装错)，5)钢筋骨架的存放与运输 ，6)骨架的吊装就位 ，7)水下砼灌注，8)凿桩头 ，9)冠梁施工，10)排浆

　　3、降水井施工

　　工艺流程为：机械成孔—下入包有滤网的井筒—填入滤料—采用空压机洗井—下入抽水泵和排水管

　　4、预应力锚索施工

　　1)预应力锚索施工工艺:钻机就位→跟索钻进→灌浆→预应力张拉四大主要工序依次进行。

　　2)预应力张拉

　　垫板采用200×250×20钢板。采用OVM 体系锚具。张拉设备必须采用YCW 配套张拉设备。

　　待锚索砂浆强度达到80%以上，方可进行预应力张拉。正式张拉前必须对锚索进行预紧张拉1-2 次，张拉力设计值的10-20%，使其各部位紧密接触。钢绞线张拉采用200KN千斤顶单束张拉，循环二次，预应力分两次施加，第一次张拉至设计值的0.2倍，使各部位紧密接触，第二次张拉至设计值65%进行锁定。

　　3)、预应力锚索施工时出现的问题及相应的解决措施

　　钻孔深度无法达到设计要求可以终孔，但必须在该孔的左右或下方按锚索抗拔力等同的原因进行补强;锚索抗拔力不能满足设计要求a、在该孔左右按抗拔力等同原则补打;b、在以后各孔施工终孔后，采用高压空气吹孔，清除松土;C、现场进行锚索试验，重新确定参数，采取加大锚固体孔径或加长锚固段长度。边坡侧向位移过大a、首先采取上部卸荷的办法控制变形，如仍无效，再采取下部回填堆荷加压;b、待变形稳定后，增加锚索补强。

　　七、结论

　　在各个方面力量的支持下，项目部所有人员的共同努力下，经过一百七十天的奋斗，除去降水工程继续施工外，护坡桩和锚杆等主要工程都已结束，并得到甲方和监理部门的一致好评，取得了较好的经济效益和社会效益。

《大连中国石油大厦基坑边坡支护工程设计》

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