基坑围护说明.docx
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基坑围护说明
绍兴世茂E1地块基坑支护方案说明
一、设计依据与设计范围
本设计为绍兴世茂E1地块（含地下车库和1、2、3、5、6、7、8、9#楼地下室）基坑支护工程设计，内容涉及该支护方案的选择；支护结构的受力、变形及稳定性分析；支护结构具体做法及施工步骤和监测应急措施等。
本支护工程设计依据：
1、本工程设计图纸；
2、本工程岩土工程勘察报告（浙江土力工程勘测院<详勘>2010.3）及建设单位提供的周边环境资料；
3、建筑基坑支护技术规程（国家行业标准JGJ120-99）；
4、建筑基坑工程技术规程（浙江省标准DB33/T1008-2000/J10036-2000）；
5、其它有关技术规范和规程；
6、理正深基坑支护结构设计软件F-SPW.V6.01版。
二、工程概况
本工程场地位于绍兴迪荡新城。
场地东侧为范蠡路，南侧为迪荡A1地块，西侧为护城河，勘察期间护城河水位标高约4.000m，北侧为西施山路，勘察场地四周已砌筑围墙，现场为拆迁后的老建筑场地（原绍兴钢铁厂），经回填建筑废弃物平整而成；场地北侧依然有建筑废弃物土堆，南侧A1地块正在建设中，搭建有临时工棚、板房等。
场地东侧靠近范蠡路测有污水、电信及煤气、电力等市政常规性管线埋设；场地西侧靠近护城河边有电力管线埋设，现场均有警示桩，具体位置详图1所示。
图1周边环境图
本工程现场场地地面高程为5.400m（黄海标高），相当于-1.000（±0.000相当于黄海标高6.400），1~9#楼地下室底板标高为-3.800,板厚300，垫层150，周边承台垫层底标高为-5.300,开挖设计深度为：
4.300m。
大地下室底板标高-5.450,板厚500，垫层150板垫层底标高为-6.100，开挖设计深度为5.100m。
三、工程地质概况
根据浙江土力工程勘测院提供的工程地质报告，本工程基坑开挖影响范围内土层分布如下：
（1）杂填土：
松软~松散，局部稍密，表部为厚约50cm的建筑弃土，夹杂建筑垃圾及块石；其下为原绍钢厂拆迁地块的老建筑地基，主要有碎石、粘性土及少量建筑、生活垃圾组成。
局部存在混凝土基础及块石（大者直径60~80cm），暗塘处含有大量废铁渣等杂物。
该层全场分布，层厚0.70~7.50m。
（2）-1粉质粘土：
灰黄色~黄灰色，软可塑，局部硬可塑、软塑，厚层状，高压缩性，局部中压缩性。
该层局部缺失，层厚0.00~2.90m。
（2）-2含有机质淤泥：
褐灰色~灰黑色，流塑，厚层状，高压缩性。
局部见薄层状泥炭质、腐木质。
本层局部分布，层厚0.00~4.00m。
（2）-3粘质粉土：
灰色，稍密，含有云母碎片，振动易析水。
局部与粉质粘土或淤泥质粉质粘土呈互层状。
本层局部分布，层厚0.00~3.20m。
（3）-1淤泥质粘土：
灰色，流塑状，厚层状，高压缩性；本层全场地分布，层厚4.00m~10.70m左右。
（3）-2淤泥质粉质粘土：
灰色，流塑状，厚层状，高压缩性；局部夹有薄层粉土或与粘质粉土呈互层状。
本层全场地分布，层厚0.80m~10.00m左右。
场地内地下水浅层为孔隙型潜水，主要接受大气降水渗入补给，排泄途径以蒸发为主。
场地基坑深度影响范围内的地基土质条件如下（详见工程地质勘察报告和表一）
场内地基土层物理力学性能一览表表一
土层编号
土层名称
W（%）
γ（KN/M3）
e
C（kpa）
φ（°）
（2）-1
粉质粘土
33.5
18.5
0.968
16.7
14.9
（2）-2
含有机质淤泥
61.12
16.3
1.722
12.6
11.9
（2）-3
粘质粉土
31.69
18.6
0.923
11.1
22.3
（3）-1
淤泥质粘土
52.58
16.8
1.489
10.2
9.5
（3）-2
粉质粘土
37.73
19.0
1.095
11.2
12.0
四、基坑支护体系方案选择及受力、变形、稳定性分析
按常规，本基坑工程可考虑的方案有：
Ø土钉墙支护：
优点是造价相对便宜，施工速度快，挖土施工方便，尤其在土质较好的粘土或粉土层中结合基坑内外降水更显出其优越性。
但本工程在基坑开挖范围内均为淤泥质土，对土钉墙支护的整体稳定很不利，基坑周边紧邻道路和护城河，且可操作空间狭小，风险很大，因此不建议采用。
Ø水泥搅拌桩重力式挡墙支护：
优点是基坑内无支撑，挖土方便。
考虑到主楼地下室挖深不大，距离周边道路有一定距离，主楼地下室采取此种支护形式。
Ø单排桩带锚杆支护：
受力特点类似于单排桩带内支撑支护，但锚杆的可靠性要比内支撑差，不过无内支撑对挖土施工很方便。
但由于本基坑工程东、南、北侧均靠近道路，且东边和西边靠近基坑一侧分布有大量的市政管线；且施打锚杆施工过程中恐会超出建筑红线，故也不适合采用。
Ø单排桩带内支撑支护：
受力合理，变形小，造价相对较高，但安全度高。
尤其适合开挖深度大，变形控制严格，坑底土性较差的情况。
本基坑工程北边靠近西施山路处推土较高（最高处达3m），此侧采用单排桩加内支撑（角撑）的支护型式应是最安全合理的选择。
Ø单排桩带斜撑支护：
竖向斜撑体系要求土方采取“盆形”开挖，即先开挖中部土方，沿四周围护墙边预留土坡，待斜撑安装后，再挖除四周土坡。
基坑变形受到土坡和斜撑基础变形的影响，一般适用于环境保护要求不高，开挖深度不大的基坑，对于平面尺寸较大，形状复杂的基坑，采用竖向斜撑方案可以取得较好的经济效果。
东，南，西侧的大地下室平面尺寸较大，且形状较为复杂，因此采用此种方案，以获得较好的经济效果。
综合考虑开挖深度、土质和地下水、基坑周边环境等因素，遵循安全、适用、经济的原则，经几个方案比选后，选用的方案如下：
本基坑北侧靠近西施山路有建筑堆土，最高处约3m，且西施山路人流和车流量较大，因此采用排桩结合混凝土内撑支护方案。
排桩采用Φ700@1100，桩长约15m，主筋12Φ25，螺旋箍Φ8@200；外侧用Φ600@450水泥搅拌桩作为止水帷幕。
围檩截面为1200x750，内支撑截面为650X750，连系梁截面为500X600。
其余侧地下车库因平面尺寸较大，用内支撑方案不太经济，因此采用排桩结合钢管斜撑支护方案，排桩采用Φ700@1100，斜撑采用Φ426x12钢管；1~9#楼地下室采用格栅式水泥搅拌桩重力式挡墙Φ600@450，墙体宽度为2850mm，墙最外侧设钻孔桩Φ600@1800，以提高水泥搅拌桩的抗拉能力。
南侧靠近原河道位置，因要做围堰，此处采用大放坡开挖。
具体见设计图纸。
五、基坑设计和施工说明
（一）钻孔灌注桩
1）钻孔灌注桩，水泥搅拌桩平面位置、桩长、桩顶标高具体见剖面及平面图示。
2）本工程地下室基坑支护采用Φ700钻孔灌注桩，有效桩长详剖面，桩身混凝土强度等级为C30，主筋的混凝土保护层厚度35mm；钢筋笼主筋应采用焊接，焊缝长度单面焊12d，双面焊6d，钢筋锚入压顶梁的长度为35d；钻孔灌注桩顶部进入压顶梁50mm；Φ14加劲箍为焊接封闭箍，每道均与所有主筋点焊。
3）钻孔灌注桩水平偏差不大于100mm，竖向偏差不大于0.5％。
4）钻孔灌注支护桩应采用跳打法施工，相邻桩混凝土达到一定强度后，方可进行另一根桩施工。
（二）水泥搅拌桩止水帷幕
1）在钻孔灌注桩外侧（钻孔灌注桩之间加设一根水泥搅拌桩）施工一排相互搭接的水泥搅拌桩止水，桩径、桩长及桩距详见剖面大样。
2）水泥搅拌桩的固化剂采用新鲜的强度为32.5MPa普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为固化土重的15%，水灰比为0.45，外加水泥重量0.15%的SN-201A早强剂，外加水泥重量4%的生石膏，固化剂必须按规定拌制，浆液不得离析，泵送必须连续。
3）水泥搅拌桩采用两上两下，两次喷浆复搅，提升速度控制在1.0m/min以内。
（三）压顶梁及支撑体系
1）压顶梁及支撑均采用现浇混凝土结构，混凝土强度等级为C25。
2）本基坑支护工程在-1.00标高处设置一道内支撑。
（四）立柱桩及立柱
1）竖向立柱上部为钢结构格构柱，下部为钻孔灌注桩，钢结构格构柱进入钻孔灌注桩内1.4m，钢结构格构柱穿过地下室底板处，应加焊止水钢板，挖土施工时应避免机械碰撞钢结构格构柱。
2）竖向立柱搁支撑处应加焊钢托架。
3）立柱桩施工参见图集《2004浙G23》。
（五）地面硬化
1）在基坑四周临空面设置钢管安全护栏。
2）基坑侧如作为施工车辆运输线路，应按临时路面做法加强。
（六）降排水
1）基坑支护体顶口四周外侧挖300x200断面截水槽，并设集水坑，及时将地表水排走，防止地表水流入坑内。
2）坑内间隔20m加设300x300双向盲沟，并在适当位置设置集水坑，及时将坑内积水排走，保持坑内作业面及坑底干燥。
（七）基坑支护工程施工顺序及要求
1）场地普查及修整：
查明地基浅层障碍物种类、分布及深度，场地内外管网分布情况，相邻建（构）筑物结构类型等。
2）进行支护桩体施工，埋设测斜管；严格施工，确保支护体质量。
3）土方开挖前必须制订详细的施工组织设计，严格按设计开挖顺序进行，并在开挖过程中，根据位移监测信息及时调整挖土程序。
4）第一阶段土方分层分段开挖至支撑层梁底标高（-0.400m），分层厚度不超过1.0m，挖土分段长度不大于20m，相邻层段施工技术间歇不小于3天。
5）待支撑的混凝土强度等级达到设计强度的80％后再分层分段开挖至地下室设计标高，开挖过程中如遇支护体系位移变大应立即采用回填、型钢斜撑等措施补救。
6）坑底以上30cm及承台局部深处应人工修土；土方开挖后应尽快将垫层及深浅交接处垫层浇筑完，坑底无垫层暴露时间不应超过24小时。
7）基坑开挖应严格控制基坑土方开挖的土坡高度及坡度，防止挖土过程中挤斜工程桩，严禁挖土机直接碾压压顶梁。
8）在基坑开挖及地下室施工阶段，基坑外侧应严禁堆载，不允许重车坑边行走。
9）地下室基础底板施工时，底板与钻孔灌注支护桩之间空隙应用与底板同标号素混凝土灌实顶牢，形成坑底传力带，具体见详图。
10）待地下室底板、外墙及顶板施工完成并达到设计强度的80％后方可拆除混凝土支撑，随后进行上部结构施工。
六、基坑监测方案
（一）监测内容
1）周围环境监测：
包括周围建筑物和道路路面的沉降、倾斜、裂缝的产生和开展情况。
2）深层位移监测：
主要监测基坑开挖过程中支护结构部分及其后土体随深度的水平位移，特别是坑底以下的位移大小和随时间的变化情况。
3）基坑内外的地下水位监测。
4）坑内水平支撑的轴向力随基坑开挖的变化情况。
5）竖向立柱的垂直位移与侧移。
（二）监测要求
1）基坑支护监测必须由专业队伍进行，施工前，先了解掌握监测对象的情况，如对临近建筑已有裂缝有必要拍照存档。
2）各监测项目一般应每天观测一次，如遇异常情况或监测值达到预警值时应加密监测频率，应特别加强雨天和雨后的监测。
3）观测数据一般应每天填入规定的记录表内，并及时将信息反馈各方，便于分析处理。
每天观测到的数据应绘制成相关曲线，根据其发展趋势分析整个基坑稳定情况，如遇有变形过大等情况，应及时通知各部门，以便采取应急补救措施。
（三）监测预警指标
1）基坑外土体总侧移值达到30mm，或连续三天位移速率达6mm/d，或单日位移达10mm。
2）支护桩尖总侧移值达到30mm，或连续三天位移速率达3mm/d，或单日位移达5mm。
3）地面沉降值达到30mm，或连续三天沉降速率达3mm/d，或单日沉降达5mm。
4）地下水位变化幅度达到500mm/d。
5）支撑轴力监测控制值为2500kN。
6）竖向立柱的垂直位移控制值为10mm，侧向位移控制值为20mm。
（四）监测点布置
详见基坑支护结构图。
七、基坑应急措施
施工现场应配备一定数量的抢险、堵漏设备和材料；整个基坑开挖及地下室施工过程中，每天二十四小时应有专人注意观察各段支护体是否出现渗漏现象，如有应立即采取堵漏措施。
六：
绍兴世茂E1地块基坑计算结果（整体计算部分）
北边地下车库部分：
图一整体位移图（开挖至坑底）
图二整体位移图（拆撑）
图三桩弯矩图（控制情况）
图四支撑弯矩图（控制情况）
图五支撑轴力图（控制情况）
图六立柱轴力图（控制情况）
图七斜撑弯矩图（控制情况）
图八斜撑轴力图（控制情况）
西边地下车库部分1：
图九整体位移图（开挖到坑底）
图十桩弯矩图（控制情况）
图十一斜撑弯矩图（控制情况）
图十二斜撑轴力图（控制情况）
西边地下车库部分2：
图十三整体位移图（开挖到坑底）
图十四桩弯矩图（控制情况）
图十五斜撑弯矩图（控制情况）
图十六斜撑轴力图（控制情况）
南边地下车库部分：
图十七整体位移图（开挖到坑底）
图十八桩弯矩图（控制情况）
图十九斜撑弯矩图（控制情况）
图二十斜撑轴力图（控制情况）
东边地下车库部分：
图二十一整体位移图（开挖到坑底）
图二十二桩弯矩图（控制情况）
图二十三斜撑弯矩图（控制情况）
图二十四斜撑轴力图（控制情况）
七：
绍兴世茂E1地块基坑计算结果（单元计算部分）
A.水泥搅拌桩部分
----------------------------------------------------------------------
[支护方案]东面（5#楼）
----------------------------------------------------------------------
水泥土墙支护
----------------------------------------------------------------------
[基本信息]
----------------------------------------------------------------------
内力计算方法
增量法
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
基坑等级
二级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.00
基坑深度H（m）
4.300
嵌固深度（m）
5.000
墙顶标高（m）
-1.000
截面类型及参数
格栅墙...
放坡级数
1
超载个数
1
----------------------------------------------------------------------
[放坡信息]
----------------------------------------------------------------------
坡号
台宽（m）
坡高（m）
坡度系数
1
0.000
1.000
1.000
----------------------------------------------------------------------
[超载信息]
----------------------------------------------------------------------
超载
类型
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
序号
（kPa,kN/m）
（m）
（m）
（m）
（m）
1
15.000
---
---
---
---
---
----------------------------------------------------------------------
[土层信息]
----------------------------------------------------------------------
土层数
4
坑内加固土
否
内侧降水最终深度（m）
4.800
外侧水位深度（m）
1.200
弹性计算方法按土层指定
ㄨ
弹性法计算方法
m法
----------------------------------------------------------------------
[土层参数]
----------------------------------------------------------------------
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
（m）
（kN/m3）
（kN/m3）
（kPa）
（度）
1
杂填土
1.50
18.0
8.0
0.00
25.00
2
粘性土
2.10
18.5
8.5
16.70
14.90
3
粉土
2.80
18.6
8.6
11.10
22.30
4
淤泥质土
9.80
16.8
6.8
---
---
层号
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
水土
计算方法
m,c,K值
抗剪强度
擦阻力（kPa）
水下（kPa）
水下（度）
（kPa）
1
18.0
0.00
25.00
分算
m法
10.00
---
2
48.0
16.70
14.90
合算
m法
4.62
---
3
30.0
11.10
22.30
合算
m法
8.83
---
4
18.0
10.20
9.50
合算
m法
1.88
---
----------------------------------------------------------------------
[水泥土墙截面参数]
----------------------------------------------------------------------
水泥土墙截面示意图
水泥土墙厚度b（m）
2.850
水泥土弹性模量E（104MPa）
1.750
水泥土抗压强度P（MPa）
0.800
水泥土抗拉/抗压强度比
0.060
水泥土墙平均重度（kN/m3）
22.000
水泥土墙底摩擦系数
0.250
肋墙净距S（m）
1.200
基坑侧墙厚t1（m）
1.050
挡土侧墙厚t2（m）
1.050
肋墙厚t（m）
1.050
----------------------------------------------------------------------
[土压力模型及系数调整]
----------------------------------------------------------------------
弹性法土压力模型:
经典法土压力模型:
层号
土类名称
水土
水压力
主动土压力
被动土压力
被动土压力
调整系数
调整系数
调整系数
最大值（kPa）
1
杂填土
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
2
粘性土
合算
1.000
1.000
1.000
10000.000
3
粉土
合算
1.000
1.000
1.000
10000.000
4
淤泥质土
合算
1.000
1.000
1.000
10000.000
----------------------------------------------------------------------
[工况信息]
----------------------------------------------------------------------
工况
工况
深度
支锚
号
类型
（m）
道号
1
开挖
4.300
---
----------------------------------------------------------------------
[设计结果]
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[结构计算]
----------------------------------------------------------------------
各工况：
内力位移包络图：
地表沉降图：
----------------------------------------------------------------------
[截面计算]
----------------------------------------------------------------------
[内力取值]
序
内力类型
弹性法
经典法
号
计算值
计算值
基坑外侧最大弯矩（kN.m）
110.52
92.01
1
基坑外侧最大弯矩距墙顶（m）
4.98
4.81
基坑内侧最大弯矩（kN.m）
0.00
0.00
基坑内侧最大弯矩距墙顶（m）
0.00
0.00
一.采用弹性法计算结果：
1.水泥土墙截面承载力验算：
***基坑内侧计算结果：
***
***计算截面距离墙顶0.00m,弯矩设计值=1.25×1.00×0.00=0.00kN.m
1）.压应力验算:
抗压强度满足!
2）.拉应力验算:
抗拉强度满足!
***基坑外侧计算结果：
***
***计算截面距离墙顶4.98m,弯矩设计值=1.25×1.00×110.52=138.15kN.m
1）.压应力验算:
抗压强度满足!
2）.拉应力验算:
抗拉强度满足!
二.采用经典法计算结果：
1.水泥土墙截面承载力验算：
***基坑内侧计算结果：
***
***计算截面距离墙顶0.00m,弯矩设计值=1.25×1.00×0.00=0.00kN.m
1）.压应力验算:
抗压强度满足!
2）.拉应力验算:
抗拉强度满足!
***基坑外侧计算结果：
***
***计算截面距离墙顶4.81m,弯矩设计值=1.25×1.00×92.01=115.01kN.m
1）.压应力验算:
抗压强度满足!
2）.拉应力验算:
抗拉强度满足!
式中γcs———水泥土墙平均重度（kN/m3）;
z———由墙顶至计算截面
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