基坑设计放坡.docx
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基坑设计放坡
仙桃华中汽车配件大市场地下车库
基坑支护施工方案
§1.工程概况
仙桃华中汽车配件大市场在仙桃市仙洪公路旁。
净用地面积14498.43m2，总建筑面积29996.49m2，地下车库建筑面积1494.76m2。
本项目包括地下一层，地上二层。
基坑面积大约15000M2，周长550M。
根据业主提供的数据，自然地面平均标高约为23.677m，建筑±0.00=25.00m，筏板底（不含垫层）为-5.35m，承台底（含垫层）为-6.25m，则基坑开挖深度为4.927m（承台垫层底）。
本设计为地下车库部位的基坑支护。
拟建场地的工程地质勘察工作由仙桃市勘测设计院进行。
设计单位为武汉建工科研设计有限公司。
受业主委托由我公司承担该基坑支护的方案设计。
§2.场地岩土工程条件
§2.1地形地貌
拟建场地位于位于仙桃市仙洪公路旁，场地地势较为平坦，地貌单元为长江冲洪积三级阶地。
§2.2工程地质条件
根据由仙桃市勘测设计院提供的该场地岩土工程勘察报告，与基坑开挖有关的场地地层自上而下各土层具体特征见
地层编号
岩土名称
年代成因
层顶埋深
（m）
层厚
（m）
颜色
状态
湿度
压缩性
包含物及特征
1
粉质黏土
Q4al
0
0.7～2.3
浅黄
可塑
湿
中
含少量云母片，切面平整，干强度中，韧性中，顶部0.3m多为耕植土。
2
淤泥质黏土
Q4l
0.7～2.3
2.8～6.3
灰
流塑
饱和
高
含少量腐殖质及有机质、偶夹白色螺壳，切面平整，干强度中，韧性中。
3
粉质黏土
Q4al
4.5～7.6
0.9～3.1
灰褐
可塑
湿
中
含少量粉砂薄层或团块，干强度中，韧性中。
4
黏土
Q4al
6.8～9.2
3.8～19.6
褐灰
软～可塑
湿
高
含少量高岭土，干强度高，韧性高。
5
粉质黏土
Q4al
12～26.9
1.9～15
灰
可塑
湿
中
局部夹较多粉砂，干强度中，韧性中。
6
粉砂
Q4al
16.1～33.3
1.1～8.1
灰
饱和
中
含云母碎片、石英等，粘粒含量较高，分选性一般。
7
粉细砂
Q4al
22.3～34.4
2～14.2
灰
饱和
低-中
含云母碎片、石英等，粘粒含量较少，分选性较好。
各岩土层空间分布详见该项目岩土工程勘察报告。
各岩土层物理力学性质指标详见该项目岩土工程勘察报告。
§2.3水文地质条件场地地层结构及其特征表
拟建场地位于长江冲洪积三级阶地，在勘察揭露深度范围内场地地下水按赋存条件及含水层性质可分为上层滞水、孔隙承压水二种类型。
孔隙承压水主要赋存于场地下部砂类土中，与区域地下水体有较密切的水力联系。
§2.4地层概化及各土层设计参数选取
基坑周边地层展开图如后图示。
。
根据该场地岩土工程勘察报告，结合本场地附近基坑支护经验，并参照湖北省地方标准《基坑工程技术规程》DB42/159-2004附录二的参考数据，该场地各土层基坑支护设计参数按下表选取：
基坑设计参数
层号
土层名称
饱和重度
γ（KN/m3）
渗透系数
K（cm/s）
综合建议值
粘聚力
C（kpa）
内摩擦角
φ（度）
（1）
黏土
18.0
2.5×10-6
22
10
（2）
淤泥质黏土
17.5
5.5×10-6
9
4
（3）
黏土
18.2
1.8×10-6
27
13
（4）
粉质黏土
17.8
2.3×10-6
19
11
§3.基坑周边环境条件
拟建场地现基本整平。
基坑周边开阔空旷，交通运输方便。
拟建基坑位于位于仙桃市仙洪公路旁基坑地势开阔，无上水管、下水管道及建筑物。
根据该基坑周边环境情况、场地地质条件结合基坑开挖深度，依据湖北省地方标准《基坑工程技术规程》DB42/159-2004的有关规定,该基坑重要性等级可核定为二级。
§4.设计思路及支护方案比选
§4.1基坑特点分析
该基坑有以下特点：
1、地下室部位基坑开挖面积超过15000m2，基坑支护周长超过550.0m。
该基坑为大面积的深基坑。
2、基坑开挖深度不大。
从自然地面算起该基坑边大部分开挖深度为4.927m。
3、基坑周边空旷开阔，具有放坡减载的空间位置。
4、该基坑周边坑壁及坑底土层强度均较差；有淤泥或淤泥质土层存在，如果处理不好就会产生流土流砂，对基坑产生破坏。
5、场地下部一般粘性土（隔水层）有一定厚度，根据初算基坑开挖到底后，基坑底有可能产生突涌现象。
6、工程桩为管桩，如果土体产生深层滑移，有可能挤断管桩。
§4.2支护设计目标
1.保证基坑开挖后基坑边坡的稳定。
2.保证基坑开挖后基坑内基础及地下室顺利安全施工。
3.保证基坑开挖后基坑坑壁下部及坑底粉质粘土层中不出现淅土、流土等渗透破坏现象。
4.确保基坑边的安全。
5.保证基坑开挖不对周边环境造成影响,并确保周边环境的安全。
6.保证基坑内管桩及基坑边塔吊的安全。
7.在满足安全可靠的前提下，尽量优化支护设计方案，努力做到工艺可行、经济合理。
§4.3支护方案选择
经与总包单位的协商，本基坑支护方案按节约经济合理、缩短工期的原则，本基坑支护方案宜采用以下设计思路：
（1）基坑支护采用放坡开挖、挂网喷砼支护形式；
（2）在基坑开挖前，先在基坑中布置一定的深坑抽排积水，尽可能的把粉土中的水淅出。
上层滞水采用泄水管引水，坡顶设截水沟及坡底设排水沟集中明排。
（3）放坡不可能完全解决问题。
为了边坡的稳定在坡脚压杉木桩加沙袋反压。
由于没有粉喷桩帷幕，在开挖过程中会产生流砂、淅土现象，在施工过程中用集水井点解决。
§5基坑支护设计
§5.1设计依据
§5.1.1设计依据资料-----甲方提供
⑴.业主提供的其它有关资料；
§5.1.2设计依据规范、标准
湖北省地方标准《基坑工程技术规程》DB42/159-2004
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120/99
《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97
《土层锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86-85
《武汉市深基坑设计文件编制规定》WBJ-1-2001
§5.1.3设计计算采用”天汉”系列基坑工程设计软件
§5.1.4设计基础数据
①.地面施工附加荷载q=10KPa；
②.基坑支护重要性等级按二级取用计算参数；
③.基坑开挖深度4.927m。
§5.2基坑支护设计
§5.2.1基坑支护设计
基坑开挖深度按4.927m考虑设计,支护长度约550m。
地层AB段概化考虑设计。
采用二级放坡。
土钉挂网喷面支护设计。
上级坡高2.0m，平台宽2.0m。
上级坡按1：
1.5的坡率开挖，土钉挂网支护。
土钉为￠20螺纹钢，钢板网为100×50钢板网。
下级坡高2.927m，下级坡按1：
1.5的坡率开挖，土钉挂网支护。
土钉为￠20螺纹钢，钢板网为100×50钢板网。
把上下级坡作为整体坡进行验算，坡面及坡底各项稳定性安全系数不满足规定要求，计算结果见计算单。
计算单P1~P3页，进行验算，坡面及坡底各项稳定性安全系数满足规定要求，坑底抗隆起验算满足要求。
P1页是计算输入数据，P2页是边坡坡面圆、坡底圆稳定性分析结果，P3是坑底抗隆起验算结果。
由于理论计算安全不满足规定要求，因此在施工时必须加强观测，准备好应急措施。
同时在坡脚压入杉木桩，并加沙袋反压、过滤。
§5.3施工工艺及施工参数
§5.3.1土钉挂网喷面支护施工工艺及施工参数
1.土钉为￠20螺纹钢的打入式无注浆土钉，面网为@100×50钢板网，加强筋为￠14纵横双向设置。
加强筋在土钉头部相焊接。
2.面层砼为C20细石喷射砼,砼面层平均厚80～100mm。
喷射砼内水泥与砂石重量比为1:
4～1:
4.5,砂率45％～50％。
喷射砼所用水泥为P·O32.5水泥,喷射砼内粗骨料最大粒径不宜超过15mm。
3.为防止坡顶边缘土体受地表水渗透浸水软化导致边坡破坏，上级坡土钉挂网喷面支护的砼面层及面网要反包至坡顶外2.0m以形成反包护顶，距坡顶外1.5m每隔1.5m设置的长1.0m的￠20超前加固土钉，所有超前加固土钉用￠14钢筋横向通长连接，所有面网及面网加强钢筋固定于超前加固土钉及坡顶￠14钢筋之上。
反包护顶层外设排水沟，排水沟外再设置1.0m宽的素砼硬化层，硬化厚度80mm左右。
4.基坑喷面施工时，若遇地下水较大，加大速凝剂用量及提高水泥含量。
地下水较大的地方，应在基坑坡面设置泄水孔。
§6地下水处理设计
§6.1上层滞水处理
该基坑上部的上层滞水主要赋存于上部人工填土层中，接受大气降水和地表水的渗透补给，无统一自由水面，水量及水位同季节、周边排泄条件关系密切。
该基坑上部2.0m采用喷砼支护后，由于砼面层的密闭性，上层滞水即被有效地阻隔于基坑外。
为防止边缘坡顶土体受地表水渗透浸水软化导致边坡破坏，喷锚支护的砼面层及面网要反包至坡顶外2.0m，距坡顶外2.0m每隔1.5m设置的长1.0m的￠20超前加固土钉，所有超前加固土钉用￠14钢筋横向通长连接，所有面网及面网加强钢筋固定于超前加固土钉及坡顶￠14钢筋之上。
反包层外设排水沟，排水沟外再设置1.0m宽的C10素砼硬化层，硬化厚度80mm左右。
坡脚处设排水沟集水坑，并形成排水系统。
在基坑开挖前，先在基坑中布置一定的深坑抽排积水，尽可能的把粉土中的水淅出。
基坑开挖期间，基坑内的少量渗水，有可能在开挖过程中很产生流砂、淅土现象，在施工过程中用集水井解决。
可采用沿基坑坡脚设明沟加集水坑的办法用潜水泵明排至坑外。
该基坑上部的上层滞水主要赋存于上部人工杂填土中，基坑坡顶、坡面、平台采用喷砼护面支护后，由于喷射砼面层的密闭性，上层滞水即被有效地阻隔于基坑外。
集水坑用标准机砖砌筑，侧面及沟底用厚度10mm的MU10水泥砂浆抹面收光。
为防止地表水或雨水渗（流）入基坑内，沿基坑四周2.0m宽的反包护顶层外设置坡顶排水沟，排水沟外再设置1.0m宽的素砼硬化层，硬化厚度80mm左右。
坡顶排水沟宽×深为500mm×500mm，用标准红机砖砌筑，侧面及沟底用厚度10mm的MU10水泥砂浆抹面收光，绝对不能漏水，发现排水沟内有裂缝要立即修补。
坡顶反包护顶层及排水沟外的素砼硬化层均应作成倾向于排水沟的反坡，坡顶排水沟应有一定的坡度，以利排水。
整个坡顶排水沟与场外市政排水系统连接。
§6.2承压水水头降深设计
根据地质报告承压水主要赋存于下部层砂土层中，可以不考虑承压水的影响。
§7基坑开挖及支护施工
§7.1基坑开挖施工
1.基坑开挖应遵循信息法施工的原则，勤监测，勤巡视，及时反馈信息，根据变化的情况指导施工。
2.该基坑支护开挖施工的顺序原则如下：
①建立基坑开挖环境监测系统并取得环境监测所需的基础数据→②第一层土方开挖、第一层支护施工→③第二层土方开挖、第二层支护施工→④…………..→⑤支护施工完成。
3.要保证该基坑顺利开挖成功，除了高质量的支护设计外，还需要土方开挖施工组织严密，土方开挖施工队伍一定要与基坑支护施工队伍严密配合，协调施工；同时还应根据环境监测所反馈的信息随时调整挖土顺序、挖土速度。
土方开挖施工队伍不听指挥，不遵守设计所要求的分层开挖深度、开挖顺序，随意超挖蛮干，往往是造成基坑事故的重要原因。
4.支护施工过程中的排出物可能会使自然地面抬高，其排出物在施工完成后必须及时清除出场，以保证自然地面标高不超过设计地面标高，以免增加支护结构的额外土压力负担，使支护结构出现过载现象。
5.基坑开挖过程中，土方应随挖随运，不得随意堆置于基坑周边。
施工用材必须堆置于坑边的应均匀堆放，不得超过规定的堆载值同时力求避免集中荷载。
6.土方开挖进程中，挖土机不得碰撞损坏支护结构构件和喷锚面层，并应注意保护好观测标志。
7.基坑开挖期间，基坑内的少量渗水，可采用明沟加集水坑的办法用潜水泵明排至坑外。
基坑内的排水沟和集水坑在基坑回填前，应用粘土或素砼可靠填实。
8.开挖后的基坑应尽量减少暴露时间，及时清边检底，尽快进行垫层施工。
垫层应做到基坑内满封闭，以改善支护结构的受力状态。
9.基坑开挖应尽量避开雨季和汛期。
§7.2支护施工
1.支护施工时，开挖坡率均为1：
1.50，每层土方开挖时，必须按设计开挖深度分层开挖，开挖一层，支护施工一层，不得超挖。
基坑内有管桩，在坑内也必须分层开挖，保证管桩不被推歪。
2.每层土方开挖到位后，应立即使用人工将机械开挖成的边坡面修整，然后初喷一层，初喷层厚约30mm，接着施工土层土钉，挂面网，喷射第二面层。
二次喷射前应清除初喷面层上的浮浆和松散碎屑，并喷水使之湿润，以保证二次喷射面层与初喷面层可靠、牢固结合。
3.本设计中的土钉为人工打入式无注浆土钉，土钉钢筋为Φ20螺纹钢。
加强筋为￠14纵横双向设置。
加强筋在土钉头部相焊接，喷射砼面层必须覆盖住土钉头。
。
4.本支护设计土钉挂网喷面支护所用面网为@100×50钢板网。
5.本支护设计所用喷射砼均为C20细石砼，砼面层厚约80～100mm。
喷射砼内水泥与砂石重量比为1:
4～1:
4.5,砂率45%～50%。
喷射砼内掺速凝剂，喷射砼所用水泥为P·O32.5水泥，喷射砼内粗骨料最大料径不宜超过15mm。
6.喷射作业时应分段分片进行，同一段内应自下而上进行喷射，射流应垂直喷面，射距在1.0m左右，喷成后的面层要喷水养护。
下层与上层面网以及加强筋之间应用焊接可靠联接。
7.为防止坡顶边缘土体受地表水渗透浸水软化导致边坡破坏，上级坡喷面支护的砼面层及面网要反包至坡顶外2.0m以形成反包护顶，距坡顶外1.5m每隔1.5m设置的长1.0m的￠20超前加固土钉，所有超前加固土钉用￠14钢筋横向通长连接，所有面网及面网加强钢筋固定于超前加固土钉及坡顶￠14钢筋之上。
反包护顶层外设排水沟，排水沟外再设置1.0m宽的素砼硬化层，硬化厚度80mm左右。
8.每施工300m2喷砼面层，应制作一组喷射用砼试块，每组试块不少于3块。
制作试块时，将试模底面紧贴拟加固基坑坡面从侧向喷入混凝土。
9.基坑喷面施工时，若遇地下水较大，加大速凝剂用量及提高水泥含量。
10.地下水较大的地方，应在基坑坡面设置泄水孔。
§7.3其它
1.坡顶排水沟侧面及沟底一定用厚度10mm的MU10水泥砂浆抹面收光，绝对不能漏水，坡顶排水沟漏水会对基坑边坡的稳定性造成很大的危害，所以发现排水沟内有裂缝要立即修补。
2.基坑周边的塔吊必须考虑到基坑开挖的影响。
建议建设单位在塔吊设计时避开基坑边，如果无法避开基坑边应该做专门针对基坑的处理。
3.坡定的荷载一定要有可靠保证，不可以超荷。
§8环境监测与应急措施
§8.1基坑开挖环境监测
要保证该基坑顺利开挖，除上述要求外，还需要设计仔细、组织严密的基坑环境监测作保证。
只有以准确的监测数据指导基坑开挖施工，才能保证基坑开挖的顺利进行。
1、监测目的
指导基坑支护及开挖施工，同时起到预警预报的作用，以保证基坑支护及开挖施工顺利进行、保障基坑周边内外环境的安全运行。
2、监测项目
基坑坡顶及基坑周边20.0m范围内地面的位移和沉降。
3、沉降和位移观测应在基坑开挖前建好监测点，并进行首次原始数据的观测。
在第二层土方开挖前每四天观测一次，在开始第二层土方开挖后每二天观测一次，基坑开挖到底半个月后可每周进行一次观测。
4、每次观测的结果应当天通报给基坑支护设计单位、施工单位、建设单位及监理人员，并且提出必要的建议。
5、当边坡位移变形速率达到5mm/天，沉降变形速率达到3mm/天时，须24小时跟踪监测，并将监测结果及时建设单位、监理单位及设计人员。
6、环境监测应委托专业单位进行，监测前应提交专门的监测方案，并报有关建管部门批准备案。
§8.2应急抢救措施
由于基坑维护设计与施工是一门综合性的岩土工程工作，基
坑开挖后土体和地下水的自然平衡状态发生巨大的变化，对环境或多或少的影响总是不可避免的，因而加强基坑开挖的环境监测，作好应急抢险准备以防患于未然是很有必要的。
基坑开挖施工时，应通过监测和现场观察，获得准确数据并及时分析处理，严密注视是否有险情发生及险情发展的动向。
当支护结构系统位移量过大时，应停止开挖施工，当出现边坡失稳或坍塌现象时，应采取土包或其它材料反压加固坡脚，以防事态发展，并尽可能在超顶削坡减载，必要时应回填，保持稳定之后再谋长治久安良策。
应充分了解基坑四周管线的分布、走向及位置，一旦出现管道开裂时，以便及时关闭阀门。
做好基坑四周地表水的排泄和下水管道的疏导，防止地表水或雨水对坑壁的冲刷、浸润。
雨季可用塑料薄膜覆盖坡面，隔离雨水。
现场应配备一定数量的抢险器材，包括钢管、编织袋、草包、水泵、砂、石料、钢筋等材料。
在基坑开挖前，应由建设单位组织协调好土方开挖施工单位、基坑支护施工单位、基础施工单位的计划安排工作，尽量缩短基坑施工的工期。
基坑开挖施工应尽量避开雨季。
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