基坑支护方案.docx
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基坑支护方案
第一部分
基坑支护、降水、土方挖运工程设计方案
一、工程概况
拟建场区位于北京市朝阳区东坝驹子房，拟建建筑物涉及2栋18层住宅、2栋14～21层住宅及1栋地下车库。
各拟建建筑物的设计条件详见表1。
拟建建筑物设计条件一览表表1
建筑物性质
地面上总高度（m）
地上层数/地下室层数
基础埋深（m）
±0.000
结构类型
备注
6＃、7＃住宅楼
40.25～59.85
14～21F/1F
3.60（不包括基础底板厚度）
29.800
框剪
/
9＃住宅楼
51.80
18F（局部1层）/2F
7.20（不包括基础底板厚度）
30.200
框剪
/
10＃住宅楼
51.80
18F（局部1层）/2F
7.20（不包括基础底板厚度）
30.100
框剪
/
D-2＃地下车库
/
0F/1F
7.20（不包括基础底板厚度）
29.900
框架
3m覆土
注：
上述±0.000标高为绝对高程。
二、工程地质及水文地质条件
（一）工程地质条件
本工程拟建场区在地貌单元上属于永定河冲洪积扇的中下部，场区内地形基本平坦。
经测量，钻孔孔口处地面标高为28.35m～29.34m。
引测点高程为29.036m，该引测点由建设单位提供，位于田华七公司东坝项目部北侧。
目前拟建场地内西侧和东侧厂房尚未拆除，局部已经开槽，场地内地下埋设有上、下水等管线（道），具体位置及埋深不详。
根据现场勘察及室内土工试验成果，将勘探深度（40.00m）范围内的地层按照沉积年代、成因类型，划分为人工堆积层和第四纪沉积层两大类，根据岩性及工程性质进一步划分7个大层。
现按自上而下顺序，对各土层分述如下：
表层为人工堆积的粘质粉土、粉质粘土填土①层，砂质粉土填土①1层，房渣土①2层，厚度为0.50m～2.40m。
人工堆积层以下为第四纪沉积层，岩性依次为：
标高26.31m～28.27m以下为粘质粉土、砂质粉土②层，粘质粉土、粉质粘土②1层，重粉质粘土、粉质粘土②2层，细砂、粉砂②3层；
标高21.40m～22.89m以下为砂质粉土、粘质粉土③层，粉质粘土、粘质粉土③1层，含有机质重粉质粘土、粘土③2层，细砂、粉砂③3层；
标高17.30m～21.68m以下为细砂、粉砂
层，粉砂、细砂
1层，重粉质粘土、粉质粘土
2层；
标高12.00m～14.15m以下为粘质粉土、砂质粉土⑤层，粉质粘土、粘质粉土⑤1层，含有机质粘土、重粉质粘土⑤2层；
标高9.11m～11.78m以下为卵石、圆砾
层，中砂、细砂
1层；
标高0.34m～6.58m以下为粘质粉土、砂质粉土
层，粉质粘土、粘质粉土
1层，粘土、重粉质粘土
2层，细砂、粉砂
3层；
标高-4.86m～2.90m以下为细砂、粉砂⑧层，粘质粉土、砂质粉土⑧1层，粉质粘土⑧2层，中砂⑧3层，卵石⑧3层。
（二）水文地质条件～
拟建场区在40.00m深度范围内分布有3层地下水，各层地下水类型及钻探期间（2009年1月上旬～中旬及7月中旬～下旬）实测水位参见表5（“地下水情况一览表”）。
地下水情况一览表表5
地下水水
层序号
地下水类型
2009年1月上旬～中旬
2009年7月中旬～下旬
埋深（m）
标高（m）
埋深（m）
标高（m）
1
上层滞水
/
/
/
/
2
层间水
5.80~7.80
21.07～22.83
6.50～8.40
20.53～21.94
3
承压水
15.70~18.30
10.45～12.88
16.90～17.40
10.45～11.45
4
层间水
26.90~28.70
-0.04～1.81
25.00～27.30
1.46～3.35
三、方案设计依据及原则
（一）设计依据
1、中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120－99）
2、中华人民共和国国家标准《建筑边坡工程技术规范》（GB50330－2002）
3、中华人民共和国国家标准《混凝土质量控制标准》（GB50164－92）
4、中华人民共和国国家标准《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107－87）
5、中华人民共和国行业标准《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55－2000）
6、中华人民共和国行业标准《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111－98）
7、中华人民共和国行业标准《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33－2001）
8、中华人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》（JGJ79－2002）
9、中国工程建设标准化协会标准《土层锚杆设计与施工规程》（CECS22：
89）
10、《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》（DBJ01－501－92）
11、由北京市地质工程勘察院提供的《岩土工程勘察报告》（工程编号2008-152）
（二）设计原则
根据场地的工程地质条件、水文地质条件、基础埋置深度及现场的情况，本方案设计应遵循以下原则：
1、保证基坑安全，施工安全可行，确保完成±0.000前边坡的稳定；
2、技术优化，满足工期要求，随土方分层开挖组织流水作业，边挖边护，有效缩短土方开挖和支护工期，为下步施工提供可靠保障；
3、维护邻近建筑物的安全与稳定，及时监测基坑的动态，准备相应的应急措施；
4、技术经济，造价合理。
四、方案设计
（
（一）、降水设计：
（根据现场情况，暂定为管井降水法降水）
1、设计依据及计算原理
本工程设计根据国标《GBJ202－83》规范及任务书要求与水文地质条件制定的．采用封闭式管井井点法进行围降，根据现场条件布设井点。
计算公式如下：
（采用完整井涌水量公式计算）
计算基坑内总涌水量
式中：
Q为基坑涌水量（
/d）；
k为渗透系数（m/d）；
H为潜水含水层厚度（m）；
S为水位降深（m）；
R为引用影响半径（m）；
为基坑半径（m）。
（2）、单井出水量公式：
0
式中：
q为单井出水量（
/d）；
为单井单位长度出水量（
）；
为经验系数；
l为过滤器浸没长度（m）；
d为过滤器外径（mm）；
（3）、水位降深计算公式：
式中：
Q为基坑涌水量（
/d）；
k为渗透系数（m/d）；
M为承压水含水层厚度（m）；
S为某点水位降深（m）；
R为引用影响半径（m）；
为某点到各井点中心的距离；
n为井数量。
（4）、井深计算公式：
式中：
L为井点管埋设深度（m）；
H为基坑深度（m）；
h为降水后水面距基坑底的深度（m）;一般取0.5;
i为降水区内的水力坡度；一般取0.1-0.3；
为基坑等效半径（m）；
Z为降水期内地下水位变化幅度（m）;
Y为过滤器工作部分长度（m）；
T为沉砂管长度（m）；一般取为0.5。
（5）、计算结果：
（应用“大力神”软件计算）
----------原始数据----------
基坑半径（m）=58.3
渗透系数（m/d）=7
水位降深（m）=8
引用影响半径（m）=96.71
承压水含水层底板到动水位距离（m）=6
承压水含水层厚度（m）=14
管井降水
----------计算结果----------
基坑半径（m）:
58.3
涌水量（m^3/d）:
659.26
单井出水量（m^3/d）....19.16
单井单位长度出水量（m^2/d）..............10.10
井点数量.............78
井点间距（m）..........8
井深（m）=15
降水面积（m^2）=18800
2、设计方案
设计井深15.0米（可根据实际情况略加调整），井径600mm，井管直径400mm，井间距8米，共布78降水井。
井施工时，填2~10mm砾料后彻底洗井，抽水井安装15m3/h的潜水泵。
应急措施：
1、在降水过程中，如上层滞水局部形成腰带水，可采用轻型井点方法处理；
（二）、基坑支护方案设计
1、基坑支护设计方案选择
一般的基坑支护设计方案有两种：
一为土钉墙，二为护坡桩结合锚杆支护，土钉墙由被加固土体及放置在土体中的土钉体和面板组成，天然土体通过土钉的原位加固并与喷射混凝土面相结合，形成类似重力式挡墙的土挡土墙，以此抵抗墙后传来的土压力和其它外力，提高整个边坡（基坑）的稳定性，这种挡土墙被称为土钉墙。
土钉墙用于地下水位低于土坡开挖段或经降水后使地下水位低于开挖深度的情况，适用于有一定粘性的杂填土、粘性土、粉土、黄土及弱胶结的砂土边坡。
土钉墙的作用原理：
土钉墙技术是在土体内设置一定长度和分布密度的土钉体，与土体共同作用形成复合体，以弥补土体自身强度的不足，充分调动土体自身结构强度的潜力，改变了边坡变形和破坏形态，增加土体的自身稳定性，属于主动制约机制的支挡结构体系。
护坡桩结合锚杆支护是利用钻孔灌注桩作为挡墙，桩和锚杆共同作用来达到边坡稳定的一种方法，适用于各种粘土、砂土、地下水位低的地层情况。
桩锚结合的作用原理：
密排的护坡桩具有很高的抗剪和抗弯能力，同时由于锚杆的锚固段与土体共同作用给密排的护坡桩以预拉力，阻止基坑支护体系的变形，两者相互结合，提高了整个支护体系的稳定性，特别适用于周边有大的集中荷载或变化荷载的场区。
对于本工程基坑，我方本着保证建筑物安全和经济合理的原则，采用土钉墙、挂网锚喷及护坡桩进行支护。
2、基坑支护设计方案
（1）、挂网锚喷支护设计（6#7#楼）
1、设计开挖坡度为1：
0.3。
2、采用50×50钢板网，长0.6～1.0米的Φ16钢筋作为插筋，共二层插筋，呈梅花形布置，间距1.2×1.2m，插筋外端要向上弯50～80mm，以便挂网，,基坑顶部钢板网外翻0.5m，用压筋及拉筋固定后，喷射砼面层混凝土强度等级为C20，厚度80~100mm。
（2）、土钉墙设计（车库、9#10#楼）
1、设计开挖坡度为1：
0.3；
2、基坑开挖范围内，共布置4排土钉，土钉水平间距1.5米，垂直间距为1.5米，第一排土钉距地表1.5米，长度分别为5米、7米、6米、5米；
C、土钉钻孔直径100mm，倾角10度；
D、土钉钢筋采用1根Φ16II级螺纹钢筋，钢筋抗拉强度为335MPa；
E、坡面铺设Φ6.5@220钢筋网，采用Φ12II级螺纹钢筋作为加强筋，加强筋应与土钉钢筋焊接连接，坡面上、下段钢筋网搭接长度应不小于300mm，并应与土钉连接牢固；
F、土钉注浆材料采用水泥净浆，水灰比0.45左右，喷射砼面层混凝土强度等级为C20，厚度80~100mm；
G、根据以上条件，采用瑞典条分法对处理后的边坡进行了整体稳定性验算，经验算土钉墙的安全系数满足设计及规范要求；
H、土钉布置为梅花形；
（3）、护坡桩设计
3.1护坡设计参数
地面超载：
按q=20kPa考虑；
基坑变形：
按一级基坑控制变形；
力学指标C、φ值（综合考虑）等见下表。
土层代号及土名称
C
（kPa）
φ
（度）
γ
（kN/m3）
qsik
（kPa）
粘质粉土-砂质粉土②层
27
32
20.5
55
粘质粉土-粉质粘土②1层
33
27
20.5
45
砂质粉土-粘质粉土③层
25
33
20.3
60
粉质粘土-粘质粉土③1层
38
21
20
65
细砂-粉砂④层
0
35
21
55
粉砂-细砂④1层
0
35
21
55
粘质粉土-砂质粉土⑤层
0
35
21
100-120
1—1剖面段
3.2.1坑深约-3.11m，采用φ600护坡桩护坡，坑底留800mm肥槽。
该剖面采用护坡桩护坡设计。
3.2.2护坡桩做法：
采用长螺旋钻机成孔，桩长为10.0m，其中嵌固段7.0m，桩间距1.2m，孔径600mm，成孔后下钢筋笼，桩身钢筋深入冠梁500mm，桩身强度C25，详见配筋图。
3.2.3冠梁作法：
桩顶之上做冠梁，冠梁尺寸600mm×500mm，强度C20，两侧各配4Φ16HRB335级热轧螺纹钢筋，中间上下各加配2Φ16HRB335级热轧螺纹钢筋，箍筋φ8@200，详见配筋图。
3.2.4在桩间挂Φ6.5@220钢筋网，网片与桩间土之间采用U型钢筋连接，在桩体上竖向1米间距打孔插入Φ16钢筋做压筋，喷射细石砼，面墙厚度约80mm。
2—2剖面段
3.3.1坑深-3.11m，采用φ600护坡桩护坡，坑底留800mm肥槽。
该剖面采用护坡桩护坡设计。
3.3.2护坡桩做法：
采用长螺旋钻机成孔，桩长9.0m，其中嵌固段6.0m，桩间距1.5m，孔径600mm，成孔后下钢筋笼，桩身钢筋深入冠梁500mm，桩身强度C25，详见配筋图。
3.3.3冠梁作法：
桩顶之上做冠梁，冠梁尺寸600mm×500mm，强度C20，两侧各配4Φ16HRB335级热轧螺纹钢筋，中间上下各加配2Φ16HRB335级热轧螺纹钢筋，箍筋φ8@200，详见配筋图。
3.3.4在桩间挂Φ6.5@220钢筋网，网片与桩间土之间采用U型钢筋连接，在桩体上竖向1米间距打孔插入Φ16钢筋做压筋，喷射细石砼，面墙厚度约80mm。
3—3剖面段
3.4.1坑深约自然地坪-6.5m，采用φ600护坡桩护坡，坑底留800mm肥槽。
该剖面采用降水井与护坡桩护坡设计。
3.4.2护坡桩做法：
采用长螺旋钻机成孔，桩长10.0m，其中嵌固段7.0m，桩间距1.2m，孔径600mm，成孔后下钢筋笼，桩身钢筋深入冠梁500mm，桩身强度C25，详见配筋图。
3.4.3冠梁作法：
桩顶之上做冠梁，冠梁尺寸600mm×500mm，强度C20，两侧各配4Φ16HRB335级热轧螺纹钢筋，中间上下各加配2Φ16HRB335级热轧螺纹钢筋，箍筋φ8@200，详见配筋图。
3.4.4在桩间挂Φ6.5@220钢筋网，网片与桩间土之间采用U型钢筋连接，在桩体上竖向1米间距打孔插入Φ16钢筋做压筋，喷射细石砼，面墙厚度约80mm。
3.5本工程采用信息法施工，根据实际情况可做适当调整。
（三）、土方开挖方案设计
（1）、土方挖运方案
本工程基坑较深，土方量大，基坑围护结构复杂，并需要分层开挖以配合锚喷施工，所以本工程的施工组织要求较高。
（2）、开挖步骤
基坑开挖总体分为五步：
1、第一层挖深2米，土钉墙施工；
2、在具备下一步土方开挖条件后，进行第二步土方开挖，基坑挖深约1.5米，进行第二步土钉墙施工；
3、第三步土方开挖，挖深1.5米，进行第三步土钉墙施工；
4、第四步土方开挖，挖深1.2米，进行第四步土钉墙施工；
5、第五步设计基底标高30cm处，由机械配合人工将30cm厚的土体铲挖，同时清底，机械配合将人工清运的土体运出现场；
五、施工应急措施
对于基坑工程，地下情况不可能全部撑握，对我们施工的各个步骤、工序应有针对性的应急措施，根据以往施工经验结合本基坑的情况，我们准备了以下应急措施：
首先要了解基坑周边热力、市政、煤气管线、电缆、光缆等位置，在施工降水井、土钉时要避开这些管线，一但出现特殊情况或险情，要立即停工，向上级部门汇报，待查明原因并排出险情后方能恢复施工；
1、降水施工方面：
由于降水井较深，容易出现孔内坍塌，如果坍塌面积大，出现地面下沉，要立即撤离人员和机械并将坍孔回填，待稳定后，再择位补井。
2、土钉墙施工方面：
基坑设计1：
0.3放坡，在土钉施工过程中，要随时观察基坑周边是否出裂缝，如果裂缝增大超过预警值或出现声响和坡面掉土情况，应马上撤离人员并回土堆填，增加土钉或其它方法加固边坡至到其稳定。
土钉墙成孔施工时，如遇到不明障碍物或地下管线时，须调整土钉位置和成孔角度，严禁强行穿越不明障碍物或地下管线。
3、在基坑开挖方面：
Ａ、对边坡位移量进行观测时，如发现位移量超过报警值，是边坡即将整体失稳的表现。
其具体的处理方法是：
将此边坡处土体迅速进行回填，对其上层土体部分进行加固或卸载。
B、由于本场地存在地下水，基槽开挖后部分地段可能会出现坡面渗水现象，出现此种情况时，可在坡面上按需设置排水系统，包括沿坡顶挖设排水沟排除地表水，和坡面上按一定的水平间距布设竖向排水系统，坡面上采用直径50mm，长度300~1000mm的带孔塑料排水管，外缠一层60目的尼龙砂网，内填滤料材料，以5~10度的上斜角度插入坡面排水，排水管数量和间距应根据基坑开挖工作面的渗水情况现场确定，排出的水经相应排水系统引至槽底集水坑。
C、如果水量较大，局部可采用轻型井点方法抽排。
D、现场甲方应备200kw发电机，如果停电，能保正常降水。
E、如果出现护坡桩顶位移超过预警值，并位移有继续增大的趋势，基坑又没有太多土时应对上部土体进行卸载，控制变形后再做处理。
F、雨季要备用大排量水泵，随时抽排坑内明水，确保基坑不被水泡。
第二部分：
降水、基坑支护、土方开挖工程施工组织方案
一、施工部署
（一）、项目管理组织机构
根据同类工程施工经验，为保证按期优质完工，我们将严格按照既定的施工计划，合理安排施工，合理安排机械设备和劳动力计划，监督落实计划中每个节点的实际完成情况，认真分析影响施工进度的各种因素，并及时制定出相应有效措施，确保工程工期目标和质量目标的实现。
为此，本工程特配备了优秀而富有施工经验的工程管理及技术人员，以保证工期，保证质量。
工程项目管理组织机构见下图：
项目管理组织机构
项目经理
生产负责
材料负责
技术负责人
试验员
技术员
施工员
质检员
材料员
安全员
（二）、机械设备组织
降水施工机具组织
设备名称
型号
数量
用途
备注
循环钻机
ZZ-1
6台
成孔
空压机
12方/min
2台
洗井
潜水泵
85台
抽水
电闸箱
18个
接线
小推车
10辆
填滤料
护坡桩施工机械设备
序号
设备名称
设备型号
数量
备注
1
长螺旋钻机
2台
护坡桩施工
2
吊车
25t
2台
护坡桩施工
3
混凝土输送泵
HBT-60
2台
泵送混凝土
4
振动器
2台
协助下放钢筋笼
5
无齿锯
2台
切割钢筋
6
钢筋弯曲机
DTB-25/31
1台
钢筋握弯
7
钢筋切断机
1台
切断钢筋
8
电焊机
BX300
6台
焊接加工
土钉墙、锚杆施工机械设备
设备名称
型号
数量
用途
备注
洛阳铲
自制
20把
成孔
砂土层
空压机
12方
2台
锚喷
喷射机
转子式
2台
锚喷
注浆泵
BW-250
2台
注浆
小推车
自制
10辆
送料
电焊机
50A
2台
加工网片
拉筋机
1台
拉筋
搅浆机
2台
搅拌
（三）、劳动计划
生产、技术管理人员：
6人；设备操作人员：
20人；壮工：
80人：
司机40人；电工：
2人；后勤3人。
二、施工准备工作计划
a、熟悉基坑周围环境，其中包括：
影响范围内建（构）筑物的状况；基坑周边各类地下设施（管线、管道）的分布状况；场地周围和邻近地区地表水汇流、排泻情况及地下水管渗漏情况。
b、组织现场施工技术人员掌握施工方案，明确质量标准、工艺流程和安全要求。
编制工序作业指导书，并做好技术交底。
c、施工技术人员和作业人员计划：
工程负责人：
1人
技术负责人：
1人
材料负责人：
1人
现场管理人员：
3人
作业人员：
146人
d、作业人员要经过培训，掌握施工技术要点和基本技能，重要工序由熟练作业人员承担。
三、施工组织
（一）降水施工
1、工序安排：
平整场地→定位放线→现场三通暂设→降水井点放线、定位→钻机就位→钻孔→检查孔深→沉放井管→回填滤料→安装抽水设备→试抽水→抽水。
2、技术措施和质量保证
2.1、采用反循环钻机钻井，对易塌孔部位可采用泥浆护壁，泥浆密度控制在1.05以下。
降水井直接从现状地面凿孔；降水井在基坑内侧，井位置可据现场情况再行调整。
井管采用无砂砼管。
深井泵井点管设置深度、规格和数量等满足规定要求。
井孔应圆整、垂直，其深度偏差不得超过20厘米；且井管应无残缺、断裂和弯曲等现象。
2.2、降水施工前应复测基坑位置。
待定好井位后，钻机就位，打至预定深度，吊放无砂管入孔，然后在无砂管四周均匀填滤料至地面。
2.3、对泥浆护壁的孔，下滤料前要清洗。
成孔后，必须洗净泥皮，掏净泥浆。
2.4、降水设备的管道部件和附件在组装前必须检查，清洗井管应安装在井孔中心，并尽量垂直，保证深井泵能正常工作。
2.5、井点施工过程中应按时观测水位下降情况，并做好记录，加强井点系统的维护和检查，保证连续抽水。
2.6、排水管路的连接、埋深、走向和坡度均应按规定施工，排水口应设在降水影响范围以外。
2.7、安装水泵或调换水泵前，均应测量井深和井底沉淀物厚度，必要时清洗水井。
2.8、各管段、轴件的连接必须紧密、牢固，使用前必须检验不得漏水。
2.9、管井井点技术指标：
⑴井孔垂直度偏差小于1％。
⑵井深不得小于设计井深，井孔直径不得小于设计直径。
⑶井位偏差不得大于±10厘米。
⑷无砂管必须下到井孔正中，偏差不得大于±2厘米。
⑸滤料干净，含泥量小于3％，直径为2～10mm，符合设计要求。
⑹井孔打好后，必须用覆盖物盖好，防止杂物掉进井内。
3、施工安全和现场管理
3.1、施工前了解场地内各种地下障碍物的情况，并办理必要的书面手续。
3.2、协调施工现场管辖部门及附近居民的关系，保证施工的顺利进行。
严格执行国家、上级主管部门、机关有关安全生产的规定及北京市建筑施工现场安全防护标准和操作规程。
3.3、施工前对施工人员进行生产、技术、质量、安全等方面的交底。
特种作业人员必须持证上岗。
3.4、坚持现场有人值班。
进入施工现场必须戴好安全帽。
3.5、现场用电、安全防护、管理、场容等遵守公司现场管理的有关规定，责任到人。
3.6、打孔过程中，如遇电缆、地下管线等障碍物应及时向甲方汇报，不准擅自处理。
3.7、潜水电机、电缆、接头的绝缘必须安全可靠，并配置保护开关控制；潜水电机的的悬挂必须用绝缘绳索，严禁用铁、铝等金属绳索。
3.8、工作人员必须坚守岗位，观测水位人员一定将井口盖好，以防出现意外；注意交叉作业安全，服从统一指挥，注意指挥信号。
3.9、各种吊物、吊长应在丈量检查后方可使用。
（二）、基坑支护施工
1、施工准备
A、施工前请甲方作好如下准备：
（1）、施工现场的“三通一平”工作，保证电量供应及水源代供应；
（2）、提供作业场地，材料堆放场地，放出车辆通行位置；
（3）、为乙方提供临设、办公室、生活用房等设施的场地；
（4）、标设地下埋设物并清除障碍物；
（5）、请甲方作好扰民协调工作。
B、施工前我方准备工作：
（1）、确定人员组织结构；
（2）、编制施工组织设计；
（3）、编制施工材料使用计划，对进场原材送有资质的试验室进行复检和试配，按规范要求取样进行见证试验；
（4）、编制机械设备，劳动力使用计划；
（5）、编制施工进度计划；
（6）、作好施工布署
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