1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文献综述
随着我国城市人口密度的不断增加和城市建设的发展,以及科学研究的不断深入和施工工艺的不断完善,对于地下空间的合理开发与利用成为城市可持续发展的一项重要要求。近些年来我国各大城市新建或准备新建多层或高层建筑和地下工程,这就可能涉及到深基坑工程。对地下空间开发利用的重要性以及随之产生的深基坑支护设计和施工方面的问题,使得深基坑工程已经成为我国土木领域中的热点和难点问题之一,正引起广泛的关注。
1.基坑支护简介
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
2.1 本课题要研究解决的问题
对南京财经大学福建路校区科技楼进行基坑支护,熟悉基坑支护设计过程,合理选择支护结构形式和止降水方案,掌握基坑支护设计原则、支护结构和降水工程的设计和计算,进一步提高岩土工程设计能力和计算机应用能力,按时独立地完成规定的设计任务。
2.2 南京财经大学福建路校区科技楼工程概况
拟建南京财经大学福建路校区科技楼位于南京市鼓楼区铁路北街南京财经大学校内,主要包括2幢主楼,主楼拟建19层,采用框架-抗震墙结构,主要柱网尺寸8.49.0米,单柱预估荷载13000kN;中间连接体为5层,采用框架结构,用地范围内设2层满堂地下室,埋深8.5m,单柱预估最大荷载4500kN。
本工程抗震设防烈度为7度,抗震设防类别为重点设防类(乙类),地基基础设计等级为乙级。
2.3 工程、水文条件
2.3.1 工程地质条件
(1)地形地貌
拟建场地隶属于金川河漫滩地貌单元,场地地势较平坦,地面钻孔孔口高程10.23~11.05m,局部填土较厚。
(2)岩土层分布
基坑开挖影响深度范围内土层简述如下:
1-1杂填土:灰色,主要为混凝土路面及碎石垫层,夹少许黏性土,松散,不均质,填龄大于3年。 1-2素填土:黄灰色、松散,以粉质粘土为主,含少量碎石、碎砖等,填龄大于3年。 2-1粉砂:灰黄色,饱和,稍密,含云母碎片,颗粒呈次圆状~圆状,级配一般,矿物成分以石英为主。
2-2粉土夹粉砂:灰黄色,湿,稍密,具水平层理,摇振反应中等,无光泽,韧性、干强度均低。 2-3粉土:灰色,很湿,稍密,具水平层理,摇振反应缓慢,无光泽,干强度、韧性均低。
2-4粉砂加粉土:灰色,饱和,稍密~中密,含云母碎片,颗粒呈次圆状~圆状,级配一般,矿物成分以石英为主。
2-5粉质粘土:灰色,软塑~流塑,无摇振反应,稍具光泽,局部夹有机质,干强度中等,韧性中等。
2-6粉土夹粉质粘土:灰色,湿,稍密,摇振反应缓慢,稍具光泽,干强度、韧性均低。
2-7粉质粘土:灰色,可塑,夹粉土,无摇振反应,稍具光泽,干强度、韧性中等。 3-1粉质粘土:灰黄色,可塑,局部硬塑,稍具光泽,干强度、韧性中高。
3-2粉质粘土:灰色,可塑,夹粉土,无摇振反应,稍具光泽,干强度、韧性中等。 3-3粉质粘土:灰色,可塑,无摇振反应,稍具光泽,干强度、韧性中高。2.3.2 水文地质条件
拟建场地地下水主要为孔隙潜水。主要赋存于填土和2层土体的孔隙中,勘察期间测得地下水初见水位埋深1.80~2.50m,稳定水位埋深1.60~2.30m,地下水位年变幅约1.0m,年最高水位可按整平后埋深0.50m考虑,取10.30m(吴淞高程系)。
2.3.3 土质参数
基坑开挖支护设计参数一览表
层号 | 土 层 名 称 | 重度γ (kN/m3) | 固结快剪 | 渗透系数K(cm/s) | 渗透性 | |
c(kPa) | c(kPa) | |||||
1-1 | 杂填土 | 17.5 | (8.0) | (15.0) | 310-3 | 弱透水~透水 |
1-2 | 素填土 | 18.0 | (10.0) | (15.0) | 310-4 | 弱透水~透水 |
2-1 | 粉砂 | 19.0 | 2 | 32.3 | 310-3 | 透水 |
2-2 | 粉土夹粉砂 | 18.8 | 6 | 25.2 | 410-4 | 弱透水 |
2-3 | 粉土 | 17.8 | 12 | 23.0 | 310-5 | 弱透水 |
2-4 | 粉砂加粉土 | 19.2 | (1) | (31.0) | 210-3 | 透水 |
2-5 | 粉质粘土 | 17.6 | 12 | 16.3 | 310-6 | 微透水 |
2-6 | 粉土夹粉质粘土 | 18.4 | 13 | 23.7 | 410-5 | 弱透水 |
2-7 | 粉质粘土 | 19.0 | 20 | 21.8 | 310-6 | 微透水 |
3-1 | 粉质粘土 | 19.2 | 30 | 21.1 | 310-7 | 不透水 |
3-2 | 粉质粘土 | 18.3 | 18 | 18.6 | 510-6 | 微~弱透水 |
3-3 | 粉质粘土 | 18.6 | (18) | (17.6) | 410-7 | 不透水 |
2.4 基坑支护类型
(1)根据拟建科技楼对地基土强度和变形的要求和场地工程地质条件,建议以5-2层中等风化泥质砂岩或6-2层中等风化安山岩为持力层,选用钻孔灌注桩。
(2)拟建工程地下设2层满堂地下室,开挖深度8.5m。场地周边环境复杂,临近已建建筑和城区交通要道,且周边管线繁多,建议采用钻孔灌注桩支护,喷射注浆法等适宜措施帷幕止水,坑内采用管井抽水与明沟排水相结合疏排水,同时加强周边设施的检测工作。
(3)由于场地岩土层起伏较大,施工时应及时组织验槽、验桩,必要时进行施工勘察。
2.4.1 拟定计算内容
①土压力分布强度计算;②土压力合力及其作用点;③支撑轴力及桩长计算;④桩身最大弯矩计算;⑤验算桩身强度;⑥桩身配筋计算;⑦整体稳定性验算;⑧抗倾覆验算;⑨抗隆起验算;⑩抗渗验算。
2.5 降(止)水方案
拟建科技楼用地范围内设2层满堂地下室,底板埋深约8.50m,开挖深度范围内涉及对坑壁稳定性影响较大的土层主要为1层填土、2-1层粉砂、2-2层粉土夹粉砂、2-3层粉土,坑底主要位于2-3层粉土中,结合场地工程地质条件及水文地质条件,综合确定基坑侧壁安全等级为二级。场地周边环境复杂,临近已建建筑和城区交通要道,且周边管线繁多,建议采用钻孔灌注桩支护,喷射注浆法等适宜措施帷幕止水,坑内采用管井抽水与明沟排水相结合疏排水,同时加强周边设施的检测工作。2.6 拟采用监测方案
①基坑周边水平位移和沉降监测;
②基坑周边建筑物、道路的沉降监测;
③基坑周边设置测斜管监测深层水平位移;
④支撑轴力监测和桩身应力监测。
本方案为初选拟定方案,未进行详细计算论证,具体方案需进一步计算论证后确定。
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