SMW基坑工程设计方案Word文档下载推荐.docx

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4、第四系冲、湖积（Qa1+1）层1）粉土④：

灰褐色，稍密，饱和。

局部夹薄层粘土，摇振反应中等，无光泽，干强度及韧性低。

层厚0.50~2.60m，整个场地均有分布。

2）粘土④-l:

灰、灰褐色，软～可塑状态，湿。

局部夹薄层粉土及粉质粘土，无摇振反应，光滑，干强度及韧性中等。

层厚2.1,~4.6m，整个场地均有分布。

3）有机质土⑤：

灰褐、灰黑色，软～可塑状态，湿。

局部夹薄层泥炭质土，无摇振反应，光滑，干强度及韧性中等。

层厚1.60~2.40m，整个场地均有分布。

4）粘土⑥：

兰灰、灰褐色，可塑状态，湿。

局部夹薄层泥炭质土及粉土。

无摇振反应，稍光滑，干强度及韧性中等。

层厚1.30~2.20m，整个场地均有分布。

5）粉土⑥-l：

层厚0.60~2.30m，整个场地均有分布。

6）泥炭质土⑥-2：

灰黑、黑色，可塑状态，湿。

局部夹薄层粉土及粉质粘土，有腥臭味，染手质轻。

层厚1.4~2.6m，场地局部有分布。

7）泥炭质土⑦：

层厚1.6-3.8m，整个场地均有分布。

8）粉土⑦-1：

灰褐色，稍密，湿。

摇振反应中等，无光泽，干强度及韧性低。

层厚0.90~1.50m，整个场地均有分布。

9）粘土⑧：

兰灰、灰褐色，可～硬塑状态，湿。

层厚3.50~4.70m，整个场地均有分布。

10）有机质土⑧引灰褐、灰黑色，可塑状态，湿。

层厚1.60~2.40m，场地局部有分布。

11）泥炭质土⑨：

局部夹30~50cm厚的薄层粉土及粘土，有腥臭味，染手质轻。

层厚1.6~3.8m，整个场地均有分布。

12）粉土⑨-l：

灰褐、灰色，稍密，饱和。

层厚0.6~2.10m，呈条带状及透镜体状分布。

（三）岩土的物理力学性质

（四）场地水文地质及气象条件

勘探期间，现场测得水位埋深1.50~3.00m，标高介于1888.0-1889.20m。

地下水为第四纪土层中的上层滞水及孔隙水两种类型。

上层滞水主要赋存于人工填土及粘性土层中，孔隙水主要赋存于粉土层中，微具承压性，水量相对较大。

地下水主要靠大气降水、生产、生活用水入渗补给。

其中地下水位与大气降水联系紧密，降水集中时段水位会出现上升，枯水季节，水位有所下降。

变化幅度预估为0.60m左右。

据水质分析结果，判定地下水对混凝土具微腐蚀性，对砼中的钢筋无腐蚀性。

四、围护结构设计

围护结构由围护墙体和支撑体系组成。

（一）围护墙体

3＃地块开挖深度约7.55～8.40m，围护墙体采用SMW工法，拟建场地地面标高范围-2.80~-3.65m（相对标高，下同），基底标高为-11.20m。

采用3Φ1000@750型钢搅拌墙，墙底标高-20.20～-24.70m；

内插H型钢H850X300X14X25，型钢中心距为@1500mm，桩顶-4.30m,-5.95m标高处设1400x1000x700钢筋砼圈梁,5-5剖面处-6.80m标高处设双拼槽钢腰梁。

4＃地块开挖深度约8.05m，围护墙体采用SMW工法，拟建场地地面标高范围-3.00~-3.65m（相对标高，下同），基底标高为-11.70m。

采用3Φ1000@750型钢搅拌墙，墙底标高-23.20～-28.70m；

内插H型钢H850X300X14X25，型钢中心距为@1500mm，桩顶-4.65m,-5.95m标高处设1400x1000x700钢筋砼圈梁,4-4剖面处-7.15m标高处设双拼槽钢腰梁。

中船第九设计研究院工程有限公司

3#，4#地块围护墙节点图

在3＃地块和4＃地块分界处，采用放坡开挖，坡度1：

2.0，中间设置～3.2m宽度平台，平台顶标高-6.90m，坡面设置喷射C20混凝土面层，Ф6.5@200×

200钢丝网护面。

5＃地块开挖深度约4.8m，围护墙体采用SMW工法，拟建场地地面标高范围～2.70m（相对标高，下同），基底标高为-7.50m。

采用3Φ850@600型钢搅拌墙，墙底标高-15.0m；

内插H型钢H700×

300×

12×

14，型钢中心距为@1200mm，桩顶-3.70m标高处设1100×

900×

650mm钢筋砼圈梁。

5#地块围护墙节点图

在5＃地块南侧侧采用放坡开挖，二级放坡，坡度1:

2.0，中间设置3m宽平台，坡面设置喷射C20混凝土面层，Ф6.5@200×

200钢丝网护面，坡顶边设置3Ф850@600止水帷幕，墙顶标高-2.70m，墙底标高-13.70m。

（二）支撑体系

基坑竖向支护体系3＃～4＃地块，除4-4剖面,5-5剖面采用二道6Φ15.24钢绞线预应力锚索+H型钢单端锚固支撑体系，其余均采用一道6Φ15.24钢绞线预应力锚索+H型钢单端锚固支撑体系，在1400x1000x700钢筋砼圈梁上预留锚索孔，5＃地块均采用一道4Φ15.24钢绞线预应力锚索+H型钢单端锚固支撑体系，在1100×

650mm钢筋砼圈梁上预留锚索孔，SMW工法桩及钢筋砼圈梁完成后，对预应力锚索施加预应力，平衡基坑主动土压力，在H

型钢单端锚固支护的复合作用下，形成基坑支护整体的稳定体系。

五、基坑围护的计算分析及变形预测

（一）基坑稳定性验算

围护结构的入土深度是关系到基坑围护结构整体抗滑移、抗倾覆和抗隆起的重要因素，同时又直接影响到围护结构的工程造价。

因此入土深度的选择要做到安全可靠且经济合理。

利用圆弧滑动理论、朗肯土压力理论等对基坑围护结构进行整体稳定性、抗隆起、抗倾覆、抗管涌验算，以确定围护墙的插入深度。

基坑稳定计算成果计算图表详见后附计算书附件，围护结构的基坑稳定计算.Ko——围护墙结构的圆弧滑动整体稳定性安全系数Ks——围护结构的抗倾覆稳定性安全系数Kwz——围护坑底部抗隆起稳定性安全系数K

——围护抗渗流稳定性安全系数

[Ki]——以上各稳定性安全系数允许值ho——基坑开挖深度D——插入深度。

由以上计算结果可见，计算的安全系数均大于允许值，表明围护墙体插入深度能满足基坑本体的安全和环境保护要求。

（二）基坑侧向变形预测计算1、计算模型和荷载

1）围护结构按竖向弹性地基梁结构计算，墙体在开挖面以下地层采用一系列弹簧模拟，弹簧刚度K=A·

k基，A—弹簧所分担的面积；

k基—地基土的等效基床系数（抗力系数）。

开挖面处的取为零，开挖面以下一定深度内按三角形分布，再下面按矩形分布。

2）基坑外水、土压力分算；

3）基坑内被动区土抗力为土弹簧；

4）基坑周边地面超载q=20kPa。

六、基坑工程开挖卸载对周围环境的影响分析

通过岩土工程专业有限元软件PLAXIS建立有限元模型，分析本工程的基坑开挖对周围环境的影响，确保设计方案的合理性。

（一）分析模型

选取围护结构较不利的剖面4-4，11-11剖面进行弹塑性有限元计算，主要分析基坑开挖引起周边房屋及主体结构工程桩水平位移。

通过对计算剖面的简化分析，建立平面有限元模型进行数值模拟计算，对基坑开挖卸载作用对周围环境的影响进行预测分析。

主要的简化如下：

初始应力场的模拟：

根据勘察报告提供的不同土层剖面，考虑不同的土体分层条件和重度，计算基坑开挖前土体的初始应力场分布。

连续介质的模拟：

通过已有的数值模拟经验及对各种土体本构模型的对比研究，本次模拟采用基于邓肯-张的土体硬化模型（Hardening-SoilModel）；

围护结构以及支撑等结构采用线弹性材料，采用接触单元模拟土体与结构之间的接触。

基坑开挖过程的模拟：

通过有限元软件的“单元生死”技术模拟基坑工程地下围护结构的施工、各层土体的分层开挖以及施工过程，根据基坑工程施工工况全过程模拟基坑开挖。

（二）有限元模型的建立

土体采用HS模型，该模型能够反映反映土体的硬化特征、能区分加荷和卸荷的区别及其刚度依赖于应力历史和应力路径的特点，并采用Mohr-Coulomb破坏准则。

HS模型应用于基坑开挖和隧道开挖等地下工程的分析时具有较好的精度和适用性。

计算中不同分层土体的重度、粘聚力、摩擦角等参数由勘查报告提供，模量在勘察报告的基础上根据大量类似工程的监测数据反演得到。

网格划分

计算区域：

几何模型宽度为基坑以外3倍以上开挖深度范围；

计算深度为坑底以下3倍以上开挖深度范围。

对两侧垂直边界施加水平向约束，底部水平边界施加垂直向约束。

采用高阶三角形单元模拟土体。

施工工况模拟

为了反映初始应力状态及基坑开挖的施工过程，本次计算在土体初始地应力场的基础上，模拟各相应土层的开挖和支撑的加设。

（三）有限元模型计算结果

剖面几何模型如下图所示，剖面位置在4-4剖面，距离基坑约5米处为一栋六层派出所办公楼。

计算结果表明，基坑开挖卸载引起土体最大水平位移约22.56mm，坑外土体最大沉降约8.95mm。

派出所办公楼最大水平位移为16.9mm，最大沉降为8.95mm。

七、施工顺序和工况

场地平整→施工SMW工法围护结构→现浇顶圈梁→预应力锚索施工→分层开挖基坑至坑底→施工垫层及建筑底板并设置传力带→墙后回填→拔除H型钢芯材

八、施工要求

1）SMW工法搅拌桩采用标准连续方式施工，搭接型式为全断面套打，相邻桩施工时间不得超过初凝。

2）水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量为20％，搅拌桩养护期不得小于28天，无侧限抗压强度>

0.8Mpa，墙体抗渗系数小于10-7cm/s。

3）桩身采用一次搅拌工艺，水泥和原状土须均匀拌和，下沉及提升均为喷浆搅拌，下沉速度为0.5～1.0m/min，提升速度为1.0～2.0m/min，在桩底部分重复搅拌注浆。

4）浆液配比须根据现场试验进行修正，参考配比范围为水泥：

膨润土：

水=1：

0.05：

1.6。

5）桩体垂直偏差应不大于1/200，桩位偏差不大于20mm。

6）H形钢在自重作用下沉放，故对搅拌桩与H形钢沉放的间隔时间应严格控制。

（二）圈梁

钢砼圈梁的砼标号C30。

（三）预应力锚索1、钻孔

采用锚杆钻机进行钻孔，施工时根据设计要求，不同的锚索选用不同直径的钻头。

施工排架搭设要牢固，钻机定位准确，测量仪测定钻进方向角。

调整好孔向再牢靠固定钻机。

开孔钻进要低转速，低压推进，当成孔约50cm，需再次校核孔向，及时调整钻机。

钻孔完毕时，应连续不断地用压力风水彻底冲洗钻孔。

2、锚索制作及安装

下料前仔细检查钢绞线的表面，没有损伤的钢丝或钢绞线才能使用。

锚索的钢绞线应按

设计图纸要求进行绑扎制作成束。

隔离支架应能使钢绞线可靠分离，使每根钢绞线之间的净距≥5mm，且使隔离支架处锚索体的注浆厚度大于10mm。

编束时一定要把钢绞线理顺后再进行绑扎，最后在内锚固段端头装上锥形导向帽。

隔离支架应选用塑料隔离支架。

对中支架应保证其所在位置处锚索体的注浆厚度大于10mm，对中支架之间扎胶带一道。

进回浆管路应与钢铰线牢固联结。

编制好的整束钢绞线停放时间宜尽量短，以防污染；

锚索捆扎完毕，应采取保护措施防止钢绞线锈蚀，搬运、安装过程中应防止锚索发生弯曲、扭转和损伤。

钢绞线束安装前，钻孔要再次冲洗干净后才能安装锚索。

在安装锚索后，应及时安装止浆塞。

3、注浆

1）注浆配合比

锚索砂浆配比根据试验确定，当采用纯水泥浆灌注时，水灰比应取0.4～0.5。

为加快施工进度和确保注浆质量，浆液中应掺入一定量的膨胀剂及早强剂，其28天的强度不应低于1MPa。

2）用压力风沿注浆管吹洗排除孔内渗水，检查管道是否通畅和封堵装置的密封性；

锚固段灌浆长度应符合要求，阻塞器位置应准确，不论锚索孔的方向如何，在注浆时均采用排气法注浆。

对下倾的孔，注浆管插至孔底，浆液由孔底注入，空气由止浆环处的排气管排出；

对上倾锚索，浆液由止浆环处注入，空气压向孔底，由孔底进入排气管排出孔外。

3）连续缓慢灌注浆液，当灌浆量大于理论吸浆量，回浆量比重不小于进浆量，且稳压30min，孔内不再吸浆，即进、排浆量一致，方可结束；

4）注浆结束，在浆液初凝前，要进行不少于2次补灌。

当浆液凝固到不自孔中回流出来之前，应保持不小于0.4MPa的压力进行闭浆。

4、张拉锁定

张拉分五个量级进行，即张拉荷载分别按设计永存张拉力的10%～105%逐级依次进行。

张拉各级加载稳压前后，均量测钢绞线的伸长值与回缩值，若实测伸长值与理论伸长值相差超过10%或小于5%，应停止张拉，查明原因后才能重新张拉。

加荷、卸荷速率应平稳。

张拉时，升荷速率每分钟不宜超过设计预应力值的0.1；

卸荷速率每分钟不宜超过设计预应力值的0.2。

松弛损失一般为锁定张拉力的3%～4%，在补偿张拉前，应注意检查。

若发现异常张拉力时要查明原因进行处理。

卸荷时锚索在锚具的作用下自动锁定。

5、正式施工锚索前，应按《建筑基坑支护技术规程JGJ120-99》进行基本试验；

（四）降水要求：

根据勘察报告显示，基坑范围均为浅层潜水，在基坑SMW墙体封闭后，基坑外补水路径已阻断，因此只需进行疏干基坑开挖层内的地下水。

应在基坑开挖前提前一～二周降水，便于基坑土方开挖，加快施工进度，且提高了土体的抗剪强度，可以减少支护墙体的位移。

1）土方开挖前要进行基坑预降水，水位应降至开挖层底以下1.0m。

2）在基坑内外布置水位观测井，根据地下水位监测结果指导降水运行。

3）坑内疏干降水在整个基坑施工过程中，派专人进行监测，保证井点正常工作，发现降水不正常及时调整。

4）开挖过程中，根据水位监测值，确定开启的井数量、抽水速率，合理控制水位，将降水对环境的影响控制到最低程度。

5）抽水系统安置完毕后，应进行试抽，达到要求后方可转入正常抽水，除遇特殊情况外，一般应连续工作。

6）降水方案应根据勘察单位揭示情况及相关规定制定，由专业单位制定经主管单位认可后方可实施。

（五）降水井设计

根据地勘报告推荐，基坑降水采用大口径集中井点降方案。

1）降水井设置：

降水井为φ800口径，深12m，内设滤水钢筋笼，四周填塞公理石结构降水井。

降水井设置为在渗透系数影响半径内，即距基坑边25m，井与井之间50～60m呈格构型布置。

结构见附图

2）钻孔：

采用回旋钻机施工。

人工挖护桶井，泥浆池。

采用GDP-1000钻机φ800钻头钻进成孔，泥浆护壁。

3）滤水钢筋笼制作

4）用钢筋制作φ600环型架立筋，环型架立筋与竖向钢筋焊接，焊接应牢固，竖向钢筋外焊接10cm的弧型定位钢筋，钢筋笼成型后，在钢筋笼外表面裹上两层镀锌铁丝网，用铁线绑扎固定。

5）用吊车将制作好的滤水钢筋笼孔放入钻好的井内，放滤水钢筋笼时注意将钢筋笼放在井的几何中心。

6）滤水钢筋笼四周填塞公理石，起到保护井壁和滤水的作用。

井口用砖砌筑高出地面

50cm的井台。

7）安装电动潜水泵及抽水控制系统。

潜水泵规格：

出水口径φ100，扬程12m，排量40立方米/小时，功率4kW。

8）基坑降水：

在抽水控制系统的控制下自动抽水，并安排专人对降水进行维护管理。

对日出水量，水位下降进行测量记录。

（六）土方开挖

1）土方开挖时基坑周围超载控制在设计范围以内。

2）开挖应分层分段进行，相邻土方高度差不大于2.0m。

3）基坑底以上300mm厚土方应采用人工开挖，当土方挖至设计标高时即浇筑垫层。

4）基坑底疏水沟不得靠边设置。

5）挖土时机械和车辆进出通道近坑边位置应采取加固措施。

基坑围护SMW工法及顶部圈梁施工完回填土后，行驶机械设备处回填土适当加厚，高出其它部位300mm左右，再在填土上加铺路基箱。

6）按照“时空效应”规律，明确土方开挖的步序以及每步的施工参数，并要求施工参数能够满足基坑允许变形要求。

基坑开挖深度和尺寸较大，会引起土体过大变形，根据已建类似工程经验，在每个开挖段分层、分小段开挖，按规定时限开挖，按规定时间施工底板，减少坑底暴露时间。

7）在分区开挖至基坑底面时，坑底暴露10小时内应及时分区浇筑相应的素砼垫层，待混凝土达到一定强度后再进行桩头处理和钢筋绑扎工作，以减少基坑暴露时间和墙体变位。

8）土方外运过程中，应做好测点的保护措施。

9）开挖过程中严禁超挖，分层开挖的每一层开挖面标高按设计标高确定；

基坑纵向放坡不得大于安全坡度，并进行必要的人工修坡；

应对暴露时间较长或可能受暴雨冲刷的纵坡采用坡面保护措施，严防纵向滑坡。

九、基坑围护施工监测方案

（一）监测目的

在大型地下基坑的施工过程中，由于各种不利因素的不可把握性，不安全的因素很多，

故工程监测就成为工程技术人员对工程本体安全性与否作出正确判断的最直接、最重要的依据。

施工期间为保证工程质量，确保基坑围护结构及周边环境的安全，除施工必须按有关规定对隐蔽工程进行质量检验外，尚需在各个施工环节加强，加强结构和环境监测，及时将观测成果通报各有关部门，发现异常情况及时处理解决，实现信息化施工管理，消除在施工过程中可能出现的隐患，以确保围护结构和临近建筑及地下管道的安全。

（二）执行规范与标准

1）国家标准《工程测量规范》（GB50026－2007）2）国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）3）国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）4）行业标准《岩土工程监测规范》（YS5229-96）5）行业标准《城市测量规范》（CJJ8-85）6）行业标准《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）（三）监测内容

根据场区工程特点及设计要求，具体监测内容如下：

1）围护墙顶（边坡）水平与垂直位移监测2）围护结构深层位移监测（测斜）3）基坑地下水位监测。

4）临近建筑物及管线的水平与垂直位移监测等。

（四）监测点布置及监测方法

监测点布置、监测方法及监测报警值详见下表。

（五）监测仪器

本工程中拟所用仪器、传感器及设备详见下表

（六）监测频率

所有监测内容的监测点在安装、埋设完毕后，以连续至少2次观测较差在观测精度范围内的平均值作为监测点初始值（零值）。

自基坑围护体施工开始，进行埋设和初值测读工作。

基坑开始开挖后，监测频次为1次/1～2天，并可依据开挖进度、监测情况调整至每天一次测量。

底板浇筑完成后，逐步降低观测频率。

在底板浇筑后一段时间后，监测数据显示结构体趋于稳定，监测工作可结束。

特殊情况，如工程进入关键节点、或监测数据有异常或突变、变化速率偏大及变化速率极小时，

可适当加密监测频率。

也可根据设计要求随时调整监测频率。

初步设置如下：

（七）监测工作实施要求1、工作配合与要求

为保证监测工作的顺利进行，需要参加本工程建设的建设单位、监理单位、设计单位、施工单位相互密切合作，现场测试工作由监测单位做统一安排。

为能有效监测（测试）基坑降水和卸荷过程围护结构体系的稳定性，对工程所需的观测仪器属强制检定设备的，必须经有资质单位检定校准后方可进入现场使用；

属非强制性检定的设备，应根据非强制性检定仪器方法进行检定。

仪器进场后，待检查情况正常下方可使用，并在使用过程中定期进行检查。

施测过程要严格按照仪器的操作规程进行操作。

对传感器及有关材料的进货必须严格进货渠道和进货手续，所选用的传感器都要经过严格标定后，挑选其稳定性强、线性好的，并具有出场合格证。

根据监测对象，传感器元件量程选择要适当。

及时做好监测数据初始化的确定，确定好零值。

严格做好观测记录与工况记录，天气情况的记录，并及时做好观测日报表工作。

施测过程如发现异常，要及时进行复测与检查，及时研究异常确认，及时与业主、设计、施工、监理等单位联系，以便及时采取相应措施。

2、监测工作预案

在施工监测过程中可能会遇到监测报警、特殊天候（暴雨、台风、周边水位突然上涨）等突发事件，需采取以下措施：

1）现场始终有监测工作人员；

2）现场工作人员配备必要的通讯工具，保证突发事件时的及时沟通；

3）项目经理做好平时有效沟通，保证业主、监理、设计、施工方的沟通渠道畅通；

4）对有监测数据异常情况或相关方特殊要求，及时采取相应措施进行观测频率增加并在第一时间向相关方汇报测试结果；

5）根据现场工作量的实际情况，应及时调整工作人员的结构和数量。

3、安全、质量及人员组织保证措施

1）安全措施

①现场监测工作人员时时树立„安全第一‟的思想，遵守现场作业的一切规章、规程；

②对监测工作有安全隐患的地方应及时告知相关方；

③监测人员在进入现场后，在工作和生活都必须遵守现场的安全管理。

2）质量保证措施

①监测工作严格按照国家和行业有关的规范、规程及本工程方案要求进行。

②及时监测，反馈信息，指导施工；

数据异常，加密监测，及时分析，实时调整，优化施工，做到信息化施工。

③严格按照质量管理体系办事，做到了层层落实，层层把关，始终坚持“坚持质量第一，满足用户需要，提供最佳服务，确保质量效益”。

④重视现场数据采集工作，现场作业记录表格，原始记录数据需经检验后整理，发现异常时要复核校核，然后整理成初步成果及报表。

⑤做好现场工况日记，记录施工进展情况，以及对监测数据可能产生影响的气象、地面环境变化和监测工作等情况。

十、基坑工程风险应急预案

基坑工程有大量的隐蔽工程，且本工程地质与水文条件复杂，又是大型深基坑工程，故工程存在一定的风险，对设计和施工具有一定的挑战性。

为降低工程风险，需针对性地采取相关措施，并备留应急预案，以使工程在实施过程中始终处于可控状态。

1）浅层地质调查，施工前应对围护结构成桩区域内的浅层地层查清其现状，对工程中可能出现的问题预先做好防范措施，以保证成桩的施工质量。

2）场地内施工后钻探孔，静探孔以及波速试验孔应采用膨胀粘