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1、北京五洲大酒店东楼改扩建工程深基坑支护技术五洲大酒店东楼改扩建工程位于北京市朝阳区北四环路北辰东路8号。其中东楼裙房位于五洲大酒店主楼的东南一侧；地下车库位于紧邻五洲大酒店主楼的西北一侧。建筑造型均为与主楼平行的圆弧形。场地现自然地面标高在44.50m左右。原五洲大酒店基础埋深为-10.05m，箱形基础。裙房为地下一层，地上2层，框架结构。分为四个部分，（a）及(b)区为柱下条形基础，其它各区为筏板基础。地下车库为地下2层，框架结构，0.00标高为44.80m，基础埋深-10.28m(标高为34.52m)，筏板基础。裙房及车库具体位置见图一。由于新建裙房及 地下车库周边环境比较复杂，所以在基坑
2、开挖工程中，必须采用可靠的支护措施，确保周边建筑物、地下管线及相临亚运村交通道路的安全。一、工程地质条件及水文地质条件 根据北京市勘察设计研究院提交的岩土工程勘察报告，拟建场地地层按其成因类型与沉积年代分为人工堆积层和第四纪沉积层两大类，现自上而下分述如下：1、人工堆积层：分布于地表的粘质粉土、粉质粘土填土层及碎石填土1层，厚度为1.503.90m。2、第四纪沉积层：该层位于人工堆积层以下，主要有下列土层组成： （1）粘质粉土、粉质粘土层及粘质粉土、砂质粉土1层：褐黄色，中中上密，湿(局部饱和)，可塑硬塑，中较硬。 （2）粘质粉土、砂质粉土 层：褐黄(局部灰黄)，中上密，湿(局部饱和)，可塑，
3、较硬。 （3）砂质粉土层：位于标高37.3238.52m以下，黄灰灰色，中上密，湿饱和，硬塑，较硬。夹灰色、中中上密的粘质粉土、粉质粘土1层，重粉质粘土2层。 （4）粉质粘土、重粉质粘土：灰色，中中上密，湿饱和，可塑。 （5）粘质粉土、砂质粉土：黄灰灰色，中上密，湿饱和，可塑硬塑，较硬。 （6）细砂、粉砂层：位于标高32.7534.38m以下，褐黄，密实，饱和。 （7）粉质粘土、重粉质粘土层及砂质粉土1层：褐黄色，中上密，饱和，可塑。（8）重粉质粘土层及砂质粉土1层、粘质粉土、粉质粘土2层：褐黄色，密实，饱和，可塑硬塑。（9）细砂、粉砂层：褐黄色，密实，饱和。勘察报告提供地下水情况如下：199
4、9年5月上旬测，第一层台地潜水，静止水位埋深6.408.10m，标高为36.4238.13m；第二层层间潜水，静止水位埋深9.8011.00m，标高为33.4434.58m拟建场区历年最高水位：1959年接近自然地面，近35年的最高水位标高为44.00m左右。但2000年3月在拟建场地打一钻孔，埋深9.50m的位置未见地下水。二、基坑支护设计条件及方案选择根据施工现场土层特性、基坑开挖深度以及周围空间环境的实际情况，本着保证基坑坑壁稳定以及周围建筑物和地下设施安全、保证满足后续施工安全及方便，经济适用的原则，在实际施工过程中，分别采取以下不同的施工方法进行基坑支护。裙房区南侧大部分、西侧，(a
5、)区的东侧，由于场地条件允许采用1：0.5坡度自然放坡；坡面挂网，并用水泥砂浆抹面。区南侧局部（东南角）由于场地有限，不具备放坡条件，采用土钉墙对边坡进行支护。区北侧，由于靠近原有建筑物原基础（最近处150mm），且埋深大于原有基础，采用原位加筋注浆加固技术加固柱基地基。裙房(a)区基底位于-5.30m，其西侧为原有建筑物基础（基底位于-2.80m），采用土钉墙对边坡进行支护。(b)区及区基础形式为条基，由于天然地基承载力不满足上部结构要求，采用大直径基础桩，人工挖桩的施工工艺。此施工过程另做说明。裙房区南侧，基础埋深为-6.35m，现场不具备放坡条件，且附近道路地下管线复杂，故采用悬臂桩进行
6、支护。地下车库基础紧邻原有主楼基础，五洲大酒店主楼基础埋深为-10.05m，而地下车库基础埋深-10.28m，二者相差不大。基坑支护面积1342.0m2。车库南侧基坑槽边与主楼北侧主楼结构仅相距4m，且由于主楼施工需要，在此处靠近主楼的地面上要搭设有4060m高的脚手架，脚手架外边缘距车库设计基坑槽边仅相距2m。部分采用直径为800mm的桩，锚杆一端与帽梁连接，另一端锚固在主楼地下室外墙上。其中C6轴C2轴间可直接利用原来主楼地下室混凝土外墙，因主楼与车库基底标高比较接近，故不需采取其它支护措施。车库西南侧附近有连接五洲大酒店东、西两楼的地下通道（位于-4.0-7.0m）。另外在此处因主楼施工
7、需要，地面有一部固定塔吊。因地下通道的原因无法进行锚杆施工，所以采取800mm悬臂桩+内支撑的支护方式。西侧与五洲大酒店西楼停车场相邻，西楼在正常营业，基坑开挖不能影响停车场的使用。北侧与亚运村内道路相邻，基坑槽边最近处与道路仅相距2m。两处均无法放坡，故采用600mm直径桩锚支护方式。东南侧车库北侧由于临近亚运村内道路，车库东南侧由于邻近主楼施工的外用电梯，为保证施工安全，此处采用直径为800mm的桩锚支护方式。车库东侧为便于运土车辆的出入，在土方开挖施工时需设置马道。马道处设置矮桩。车库锚桩桩顶即基坑上部3.30m范围内采用土钉墙支护。三、基坑降水设计 五洲大酒店东楼地下车库基础埋深-10
8、.28m，基底标高为34.52m，基槽底处于地下水位以下，因此需进行降水，要求地下水降至槽底以下0.50m。实际围降面积约3071.4m2。根据场区水文地质条件、拟建建筑物基础埋置深度及现场放坡条件。对地下车库采用抽渗结合（管井结合自渗管井）的降水方案，即把第一层台地潜水引渗至第二层层间潜水，然后通过管井抽出。1、基坑涌水量的计算Q=式中：Q-基坑总涌水量（m3/d）KCP含水层平均渗透系数（m/d）含水层细砂、 粉砂层为20 m/dH含水层厚度（m） 取3.0mS降深（m） 取2.5mR影响半径（m） 经计算得38.73mr0基坑换算半径（m） 经计算得27.6mR0引用影响半径（m） R0
9、=R+ r0 经计算得66.3m计算结果：基坑总涌水量Q=629.0m3/d2、降水管井布置降水管井沿基坑不靠主楼的一侧的放坡线外1.50m布置，井间距8.0m。共布管井23个，紧邻主楼部分不布置降水井。开槽后根据需要，在基坑靠主楼的一侧沿基槽边线布置了一排自渗砂井，井间距2.0m。3、排水措施各抽水井采用2#塑料管直接与施工现场附近的雨水箅或场地内排水沟相连，排放抽出的水。4、残留滞水的处理基坑侧壁在台地潜水层的底板位置局部出现少量残留滞水，采用在基坑四周边坡的含水层底部，插入引流管将隔水层所存的少量残留滞水引入管井和集水井中排出。5、水位动态观测降水井施工结束后，在基坑周围选择8眼砂渗井作
10、为观测孔，随时观测水位变化情况，以指导少数抽水井的设置。四、基坑支护设计根据工程场地条件，本着既经济又安全合理的原则，支护结构计算根据建筑基坑支护技术规程，采用理正深基坑支护计算软件进行计算。 道路荷载取值80kN/m2，能满足砼罐车打砼要求。1、原位加筋注浆加固区北侧采用原位加筋注浆加固技术加固柱基地基。基础开挖前先施工小直径桩，开挖时预留2.5m宽的保护土层，边坡坡度近直立，设置3排筋体。施工完毕并待其强度达到60%（浆体未掺添加剂需3天），人工挖除2.5m宽的保护土层，并在坡面上挂网，喷混凝土面层。（1）筋体布置采用梅花状布置，筋体水平间距为1.0m。第一层筋体长度7.50m，端部位于-
11、2.50m；第二层筋体长度7.50m，端部位于-3.00m；第三层筋体长度7.50m，端部位于-3.50m；（2）筋体与水平面夹角1015。（3）注浆孔直径为100mm。（4）筋体为122。（5）注浆液为素水泥浆，水泥标号为普硅425#，水灰比为0.5。（6）面板：钢筋为6.5、行列间距为200200mm的钢筋网。面板厚80mm，为C20喷射混凝土。筋体端部之间采用16钢筋横向及斜向焊接。（7）小直径桩：桩径150mm，桩间距为1.0m，桩长7m，孔内居中放122钢筋。 孔内灌注水泥净浆，水灰比0.6。共施工小直径桩30根。2、土钉墙、区南侧局部（东南角）采用土钉墙对边坡进行支护。边坡坡度1：
12、0.1，设置5排土钉。（1）土钉布置采用梅花状布置，土钉水平间距为1.5m。第一层土钉长度7.0m，端部位于-1.30m；第二层土钉长度8.0m，端部位于-2.60m；第三层土钉长度7.0m，端部位于-3.90m；第四层土钉长度6.0m，端部位于-5.20m；第五层土钉长度5.0m，端部位于-6.50m；（2）土钉与水平面夹角1015。（3）土钉孔直径为100mm。（4）土钉钢筋为122。（5）注浆液为素水泥浆，水泥标号为普硅325#，水灰比为0.5。（6）面板：钢筋为6.5、行列间距为200200mm的钢筋网。面板厚80mm，为C20喷射混凝土。土钉之间采用16钢筋横向及斜向焊接。（7）土钉
13、墙的顶部铺1.0m宽的面板，面板上按土钉列距插入1.0m长的地锚（120钢筋）、(a)区西侧采用土钉墙对边坡进行支护。边坡坡度1：0.2，设置3排土钉。采用梅花状布置，土钉水平间距为1.2m。第一层土钉长度5.0m，端部位于-2.70m；第二层土钉长度8.0m，端部位于-2.60m；第三层土钉长度5.0m，端部位于-4.00m；其他设计参数同区南侧3、悬臂桩区南侧采用悬臂桩进行支护。（1）基坑开挖前施工悬臂护坡桩。护坡桩里皮距结构外皮大于0.8m，桩顶标高-3.30m 桩长6.5m 桩径600mm 桩心间距1.2m 嵌入深度3.45m 钢筋：522322， 142000， 6.5200 砼C2
14、0 桩数11根。（2）帽梁帽梁尺寸:400700mm帽梁标高:-3.30m钢筋:316316， 6.5200砼：C20（3）桩间护壁桩间挂网，钢筋网尺寸为：10号钢丝4040mm，喷射C15砼，厚度30mm。钢筋网采用钢筋和射钉固定，固定钢筋和射钉垂直间距均为1.0m。固定钢筋的长度不小于0.5m。（4）帽梁上部土钉墙边坡坡度1：0.1，土钉水平距离1.2m，垂直距离1.1m。土钉主筋筋体与水平面夹角1015。注浆孔直径：100mm。土钉钢筋114。注浆液为素水泥浆，水泥标号为普通硅酸盐水泥32.5#，水灰比0.5。面板钢筋为6.5、行列距200200mm的钢筋网，面板厚80mm，为C20喷射
15、混凝土。筋体端部之间采用14钢筋横向联接。4、800mm直径桩锚支护与悬臂桩+内支撑支护车库基坑南侧及东南侧该部分采用直径为800mm的桩，锚杆一端与帽梁连接，另一端锚固在主楼地下室外墙上。西南侧采取800mm悬臂桩+内支撑的支护方式。锚桩与悬臂桩+内支撑支护桩两种方式中，桩的设计参数相同。（1）护坡桩： 桩顶（指帽梁顶面标高）标高-0.25m 桩长14.0m 桩径800mm 桩心间距1.6m 嵌入深度3.97m 钢筋：722422， 142000， 6.5200 砼C20 桩数21根。（2）锚杆锚杆作用在帽梁上，标高-0.50m。杆长根据实际情况而定。间距3.2m(2桩1锚) 倾角：水平设置
16、锚筋：125 钢筋。锚杆张拉锁定值80kN。锚杆数：11根（3）帽梁帽梁尺寸:500800mm帽梁标高:-0.25m钢筋:316316， 6.5200砼：C20（4）桩间护壁桩间挂网，钢筋网尺寸为：10号钢丝4040mm，喷射C15砼，厚度30mm。钢筋网采用钢筋和射钉固定，固定钢筋和射钉垂直间距均为1.0m。固定钢筋的长度不小于0.5m。（5）基坑西南侧，由于无法施工锚杆，设置一道内支撑，内支撑采用2I25a工字钢，长度13.0m。5、600mm直径桩锚支护（1） 护坡桩基坑先向下开挖至-3.70m，再施工护坡桩、锚杆、土钉墙。桩顶（指帽梁顶面标高）标高-3.30m桩长：11.0m 桩径：6
17、00mm 桩心间距：1.2m 嵌入深度：4.0m钢筋：622422， 142000， 6.5200砼C20 桩数138根。（2）锚杆锚杆作用在帽梁上，标高-3.40m。杆长20.0m, 其中自由段5.0m，锚固段15.0m。杆径150mm 间距3.6m(3桩1锚) 倾角：下倾15锚筋：2-75 1860级低松弛钢绞线。锚杆张拉锁定值210kN。锚杆数：41根（3）帽梁帽梁尺寸:400700mm帽梁标高:-3.30m钢筋:316316， 6.5200砼：C20（4）桩间护壁桩间挂网，钢筋网尺寸为：10号钢丝4040mm，喷射C15砼，厚度30mm。钢筋网采用钢筋和射钉固定，固定钢筋和射钉垂直间距
18、均为1.0m。固定钢筋的长度不小于0.5m。3、帽梁上部土钉墙边坡坡度1：0.1，土钉水平距离1.2m，垂直距离1.1m。土钉主筋筋体与水平面夹角1015。注浆孔直径：100mm。土钉钢筋114。注浆液为素水泥浆，水泥标号为普通硅酸盐水泥32.5#，水灰比0.5。面板钢筋为6.5、行列距200200mm的钢筋网，面板厚80mm，为C20喷射混凝土。筋体端部之间采用14钢筋横向联接。4、马道处设置矮桩，护坡桩里皮距离结构外皮至少0.80m，桩顶标高为-5.30m，桩数：8根。桩长：11.0m 桩径：600mm 桩心间距：1.2m 嵌入深度：4.2m主筋：522322， 142000， 6.520
19、0砼：C20 桩数8根。六、沉降分析计算 1、降水引起的沉降计算由于原五洲大酒店主楼建筑物基础埋深为-10.00m(标高为34.80m)，假设将地下水位降至地下车库基底以下1.02.0m，即标高为33.5232.52m，现对降低地下水造成的影响进行分析。取1999年5月上旬实测最高静止水位38.13m，则此次降水的最大降深为5.61m。故P = g h = 56.1kPa沉降计算根据岩土工程勘察规范（GB50021-94）附录七地面沉降计算方法：对粘性土、粉土层按下公式：s1=s对砂层按下公式：s2=计算沉降量得粉质粘土层沉降量为0.04cm粘质粉土层沉降量为0.26cm细砂、粉砂层沉降量为0
20、.19cm总沉降量：0.04+0.26+0.19=0.49（cm）倾斜度=(0.49-0)/4115=0.12经计算由降水引起的变形量满足北京地区建筑地基基础勘察设计规范（DBJ-01-501-92）关于高层建筑地基变形许可值的要求。为了安全，在降水期间对相邻的建筑物设置沉降观测点，定期进行观测。2、基坑变形监测对基坑护坡桩支护形变进行量测，在基坑东、西、南三侧边坡顶部各预埋2个测点，在基坑北侧护坡桩帽梁上预埋2个测点，并在基坑外的不同方向选取四个固定点作为监测形变的基准点。采用全站仪进行测量,监测周期：土方施工时每天一次，土方施工完成至基础底板施工，每三天一次，基础底板施工完成后每周一次，至
21、建筑物出地面时停止。各点的最终累积沉降量见下表：点号累积沉降量(mm)点号累积沉降量(mm)点号累积沉降量(mm)A3.3D3.3G3.8B3.6E4.5H4.1C2.9F3.43、临近建筑物的沉降监测对已有五洲大酒店主楼进行变形观测。本次沉降监测工作采用独立的高程系统，在建设场区100米以外埋设三个基点，均布设在五洲大酒店的西北马路北侧。建筑物上的监测点布设于建筑物地上一层的0.00楼板四周（离楼板0.3米）的立柱上，共设19个监测点（如图）。采用年检合格的日本产的尼康精密水准仪及2m长的铟钢尺，严格按国家一等水准测量规范的技术要求进行测量，采用最小二乘法进行平差计算。根据施工进展情况，在2
22、002年4月10日至4月12日将监测点布设完毕，从2002年4月22日开始至2002年11月29日停止测量工作，其中首次高程为连续测量了两次，取平均值作起始高程，对监测点共计测量了32次。每次监测时组成一个大的闭合水准网，在现场进行初步平差计算，当测量闭合差小于1.19mm时方可使用（整个测站数为44站，根据限差公式0.1844）。收测后在室内再用计算机进行严密平差，并计算每个监测点的高程及沉降量。所有监测数据均报甲方、监测工程师审核，保证监测数据准确，及时整理并绘制成位移与时间和基坑深度曲线，及时通知有关单位，达到信息化施工和预防工程质量事故的目的。我们采取的预防措施原则是：如发现有过大沉降
23、等问题，要采取如加密锚杆、加长锚杆长度等有关加固措施，如位移达到开挖深度的3，应加强观测，如位移达到开挖深度的5，应通知设计人员制定出处理措施，并随时调整施工方案。必要时，用测斜仪测定土体或墙体位移。各点的最终累积沉降量见下表：点号累积沉降量(mm)点号累积沉降量(mm)点号累积沉降量(mm)11.281.3151.222.790.6160.631.4100.1170.840.2111.1180.450.2121.8190.660.6130.471.1141.7结语：1、裙房及地下车库基坑支护结构自2002年5开工，至6月完工，经降水和基坑开挖后检验，坑内基本干燥，护坡桩本身无开裂及渗水漏水现
24、象。从基坑开挖到地下车库结构完工，基坑暴露长达五个月，此间为北京地区的雨季，但整个基坑未发生任何滑塌及失稳事故。临近道路未出现裂缝及沉降现象。2、现场跟踪测量数据表明，基坑支护桩顶最大沉降量为4 .5mm；原主楼总的差异沉降量不大，趋于稳定，其中最大与最小沉降量差值为2.5mm，最大倾斜率为0.07，大大小于规范所要求的1.5，因此该楼的沉降变化在高大建筑物的沉降允许范围内。所以基坑支护满足设计使用要求。3、基坑支护结构选型应综合考虑基坑特点、土质条件、周围环境、施工条件及工程造价等因素，因地制宜，选择技术可靠、经济合理、安全适用的支护形式。本工程的基坑周边环境比较复杂，基坑支护形式较多。共计有如下五种形式：土钉墙支护、原位加筋注浆加固支护、悬臂桩支护、桩锚支护、悬臂桩+内支撑支护。通过施工实践，北京五洲大酒店基坑工程因地制宜采取了多种支护体系，不但确保了主楼及周边道路的安全，也保证了裙房和地下车库的安全顺利施工，取得了良好的经济效益和社会效益。2003/4/25