基坑支护施工方案.docx
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基坑支护施工方案
目录
1.工程概况…………………………………………………………2
2.工程地质情况……………………………………………………2
3.基坑支护设计……………………………………………………3
4.土坡安全计算……………………………………………………5
5.土钉墙支护计算…………………………………………………9
6.土钉墙支护施工方法……………………………………………15
7.基坑监测方案……………………………………………………17
8.安全生产与文明施工……………………………………………18
附：
土钉墙施工附图……………………………………………20
1、工程概况
天津八里洲碧桂园映月庭院一期九标段项目工程位于天津八里洲碧桂园首期地块，地处南至丰泽路西至泰和路的交汇处。
一期九标段共6栋，包括6#、7#、9#、10#、11#、12#楼、地下车库。
总建筑面积82342.13m2。
其中地下车库建筑面积为15399.27m2，地上部分建筑面积为65808.64m2。
结构形式均为钢筋混凝土框架剪力墙结构,地下一层，地上25层，基础采用钻孔灌注桩筏板基础，建筑檐高为72.5m；东西长31.4m。
南北宽18.6m，标准层高均为2.900m。
±0.000相当于绝对标高3.800m
2、工程地质情况
根据天华北有色工程勘察院的地勘报告得知以下地质基本情况。
2.2.1地层岩性特征及分布情况
层号
岩性
层顶至层底标高（m）
平均厚度（m）
透水性
1
素填土
-1.2～0.53
1.2
不透水
2
粉质粘土
-0.53～-3.50
2.3
不透水
3
粉质粘土
-3.50～-6.70
3.2
微透水
4
淤泥质粘土
-6.70～-11.20
4.5
不透水
5
粉质土
-11.2～
2.2.2地下水：
根据勘察报告，静止水位埋深约0.30-0.8m，各土层透水性很差,降水地层中只有2-3层微透水，其余均不透水，因此地下水位降低速度将会十分缓慢。
3、基坑支护设计
3.1设计依据
3.1.1《建筑基坑支护技术规程》
3.1.2《建筑地基与基础设计规范》（GBJ7-89）
3.1.3岩土工程勘察报告-K2010-008A
3.2基坑支护方案设计
根据建设单位的施工总体部署，先将高层主体结构施工至正负零以后，立即进行高层外墙的防水工程和回填土工程，完毕后进行车库土方的开挖及主体施工。
在进行高层和车库土方开挖时需要对基坑周边进行基坑支护。
基坑支护采取以下两种方案：
3.21大放坡（方案一）
坡面采用80后C25混凝土进行护坡，内配Φ6@200。
放坡示意图
3.2.2喷锚土钉墙（方案二）
土钉墙放坡1：
1.01
土钉垂直间距1.3m
土钉水平间距1.2m
土钉倾角15--20°
土钉直径≥48mm
土钉水泥浆体强度20Mpa
土钉水泥浆配比W/C0.5
土钉主筋规格及长度
排数
1
2
3
4
锚筋规格
Ф48*3.0
Ф48*3.0
Ф48*3.0
Ф48*3.0
水平间距（m）
1.2
1.2
1.2
1.2
锚筋长度（m）
12.0
12.0
12.0
12.0
喷射砼:
设计强度：
C25
水泥:
砂:
碎石：
8880速凝剂＝1:
2:
2：
0.03（此为重量比）
喷射厚度：
≥100mm
钢筋网：
Ф8@200×200mm,保护层为30～50mm,另外为保证坡顶稳定，在坡顶做0.5m的钢筋砼翻边与现场砼地面连接。
各锚头采取纵横压筋相连。
纵横压筋采用2根二级14，具体施工方法见附图。
喷锚土钉墙示意图
4、边坡安全计算
本计算书参照《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业出版社、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著人民教同出版社、《地基与基础》第三版中国建筑工业出版社、《土力学》等相关文献进行编制。
计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算，由于该计算过程是大量的重复计算，故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果，省略了重复计算过程。
本计算书采用毕肖普法进行分析计算，假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还同时考虑了土条两侧面的作用力。
一、参数信息:
条分方法：
毕肖普法；
条分块数：
14；
考虑地下水位影响；
基坑外侧水位到坑顶的距离（m）：
2.000；
基坑内侧水位到坑顶的距离（m）：
6.000；
放坡参数：
序号放坡高度（m）放坡宽度（m）平台宽度（m）条分块数
12.503.001.006.9676979307912576E252
22.453.000.700.00
荷载参数：
序号类型面荷载q（kPa）基坑边线距离b0（m）宽度b1（m）
1满布10.00----
土层参数：
序号土名称土厚度坑壁土的重度γ坑壁土的内摩擦角φ内聚力C饱容重
（m）（kN/m3）（°）（kPa）（kN/m3）1粉土7.0018.0020.0015.0022.00
二、计算原理:
根据土坡极限平衡稳定进行计算。
自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。
将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，该土条上存在着:
1、土条自重Wi，2、作用于土条弧面上的法向反力Ni，3、作用于土条圆弧面上的切向阻力或抗剪力Tri，4、土条弧面上总的孔隙水应力Ui，其作用线通过滑动圆心，5、土条两侧面上的作用力Xi+1,Ei+1和Xi,Ei.如图所示：
当土条处于稳定状态时，即Fs>1,上述五个力应构成平衡体系。
考虑安全储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足≥1.3的要求。
三、计算公式:
Fs=∑（1/mθi）（cbi+γbihi+qbitanφ）/∑（γbihi+qbi）sinθi
mθi=cosθi+1/Fstanφsinθi
式子中：
Fs--土坡稳定安全系数；
c--土层的粘聚力；
γ--土层的计算重度；
θi--第i条土到滑动圆弧圆心与竖直方向的夹角；
φ--土层的内摩擦角；
bi--第i条土的宽度；
hi--第i条土的平均高度；
h1i--第i条土水位以上的高度；
h2i--第i条土水位以下的高度；
q--第i条土条上的均布荷载
γ'--第i土层的浮重度
其中，根据几何关系，求得hi为：
h1i=hw-{（r-hi/cosθi）×cosθi-[rsin（β+α）-H]}
式子中：
r--土坡滑动圆弧的半径；
l0--坡角距圆心垂线与坡角地坪线交点长度；
α--土坡与水平面的夹角；
h1i的计算公式:
h1i=hw-{（r-hi/cosθi）×cosθi-[rsin（β+α）-H]}
当h1i≥hi时，取h1i=hi；
当h1i≤0时，取h1i=0；
h2i的计算公式：
h2i=hi-h1i；
hw--土坡外地下水位深度；
θi=90-arccos[（（i-0.5）×bi-l0）/r]
四、计算安全系数:
将数据各参数代入上面的公式，通过循环计算，求得最小的安全系数Fs：
------------------------------------------------------------------------------------
计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）
第1步2.59950.436-0.0194.5314.532
示意图如下：
计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）
第2步1.46532.2833.1997.7428.377
示意图如下：
计算结论如下：
第1步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=2.599>1.30满足要求!
[标高-2.500m]
第2步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.465>1.30满足要求!
[标高-4.950m]
5、土钉墙支护计算
一、参数信息:
1、基本参数：
侧壁安全级别：
二级
基坑开挖深度h（m）：
4.950；
土钉墙计算宽度b'（m）：
6.00；
土体的滑动摩擦系数按照tanφ计算，φ为坡角水平面所在土层内的内摩擦角；
条分块数：
20；
考虑地下水位影响；
基坑外侧水位到坑顶的距离（m）：
2.000；
基坑内侧水位到坑顶的距离（m）：
6.000；
2、荷载参数：
序号类型面荷载q（kPa）基坑边线距离b0（m）宽度b1（m）
1满布10.00----
3、地质勘探数据如下：
4、土钉墙布置数据：
放坡参数：
序号放坡高度（m）放坡宽度（m）平台宽度（m）
14.955.000.70
土钉数据：
序号孔径（mm）长度（m）入射角（度）竖向间距（m）水平间距（m）
148.0012.0020.001.301.20
2120.005.0020.001.501.20
二、土钉（含锚杆）抗拉承载力的计算:
单根土钉受拉承载力计算，根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99，
R=1.25γ0Tjk
1、其中土钉受拉承载力标准值Tjk按以下公式计算：
Tjk=ζeajksxjszj/cosαj
其中ζ--荷载折减系数
eajk--土钉的水平荷载
sxj、szj--土钉之间的水平与垂直距离
αj--土钉与水平面的夹角
ζ按下式计算：
ζ=tan[（β-φk）/2]（1/（tan（（β+φk）/2））-1/tanβ）/tan2（45°-φ/2）
其中β--土钉墙坡面与水平面的夹角。
φ--土的内摩擦角
eajk按根据土力学按照下式计算：
eajk=∑{[（γi×szj）+q0]×Kai-2c（Kai）1/2}
2、土钉抗拉承载力设计值Tuj按照下式计算
Tuj=（1/γs）πdnj∑qsikli
其中dnj--土钉的直径。
γs--土钉的抗拉力分项系数，取1.3
qsik--土与土钉的摩擦阻力。
根据JGJ120-99表6.1.4和表4.4.3选取。
li--土钉在直线破裂面外穿越稳定土体内的长度。
第1号土钉钢筋的直径ds至少应取：
0.000mm；
第2号土钉钢筋的直径ds至少应取：
1.822mm；
三、土钉墙整体稳定性的计算:
根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99要求，土钉墙应根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法如下图，按照下式进行整体稳定性验算：
公式中：
γk--滑动体分项系数，取1.3；
γ0--基坑侧壁重要系数；
ωi--第i条土重；
bi--第i分条宽度；
cik--第i条滑土裂面处土体固结不排水（快）剪粘聚力标准值；
φik--第i条滑土裂面处土体固结不排水（快）剪内摩擦角标准值；
θi--第i条土滑裂面处中点切线与平面夹角；
αj--土钉与水平面之间的夹角；
Li--第i条土滑裂面的弧长；
s--计算滑动体单元厚度；
Tnj--第j根土钉在圆弧滑裂面外锚固与土体的极限抗拉力，按下式计算。
Tnj=πdnj∑qsiklnj
lnj--第j根土钉在圆弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度
把各参数代入上面的公式，进行计算
可得到如下结果：
---------------------------------------------------------------------------------
计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）
第1步2.54240.0580.1872.0422.050
示意图如下：
计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）
第2步1.94145.2870.0004.6354.635
示意图如下：
计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）
第3步1.89945.523-0.0348.2138.213
示意图如下：
--------------------------------------------------------------------------------------
计算结论如下：
第1步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=2.542>1.30满足要求!
[标高-1.300m]
第2步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.941>1.30满足要求!
[标高-2.800m]
第3步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.899>1.30满足要求!
[标高-4.950m]
四、抗滑动及抗倾覆稳定性验算
（1）抗滑动稳定性验算
抗滑动安全系数按下式计算：
KH=f'/Eah≥1.3
式中，Eah为主动土压力的水平分量（kN）；
f'为墙底的抗滑阻力（kN），由下式计算求得：
f'=μ（W+qBaSv）
μ为土体的滑动摩擦系数；
W为所计算土体自重（kN）
q为坡顶面荷载（kN/m2）；
Ba为荷载长度；
Sv为计算墙体的厚度，取土钉的一个水平间距进行计算
1级坡：
KH=6.06>1.3，满足要求！
（2）抗倾覆稳定性验算
抗倾覆安全系数按以下公式计算：
KQ=MG/MQ
式中，MG--由墙体自重和地面荷载产生的抗倾覆力矩，由下式确定
MG=W×BC×qBa×（B'-B+b×Ba/2）
其中，W为所计算土体自重（kN）
其中，q为坡顶面荷载（kN/m2）
Bc为土体重心至o点的水平距离；
Ba为荷载在B范围内长度；
b为荷载距基坑边线长度；
B'为土钉墙计算宽度；
ME--由主动土压力产生的倾覆力矩，由下式确定
Mk=Eah×lh
其中，Eah为主动土压力的水平分量（kN）；
lh为主动土压力水平分量的合力点至通过墙趾O水平面的垂直距离。
1级坡：
KQ=25.20>1.5，满足要求！
6、土钉墙支护施工方法
6.1工艺流程
6.2施工方法
6.2.1边坡开挖：
采用反铲挖土机，预留10~20cm人工修坡，开挖
深度在土钉孔位下50cm，预留成孔工作面宽度保证10m以上，以
确保土钉成孔机械钻机的工作面。
土方开挖严格按设计规定的分层
分段开挖，按顺序施工，在完成上层作业面的土钉及喷混凝土强度
未达到设计强度以前，不得进行下一层土方的开挖。
6.2.2边坡修整：
采用人工清理，为确保锚喷砼面层的平整，此工序必须挂线定位。
对于土层含水量较大的边坡，可在支护面层背部插入长度为400~600mm，直径不小于40mm，四周钻有梅花孔外包滤网的水平排水管，其外端伸出支护面层，间距为2m，以便将喷混凝土面层后的积水排出。
6.2.3定位放线：
按设计图纸由测量人员用Φ8长30cm的钢筋钉入每一个土钉的位置。
6.2.4成孔：
采用人工洛阳铲成孔。
钻孔后进行清孔检查，对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土立即从新清孔，并及时安设土钉钢筋并注浆。
6.2.5土钉主筋制作：
主筋按设计长度加10cm下料，外端
设90度10cm的弯勾。
6.2.6造浆及注浆：
采用搅拌机造浆，应严格控制水灰比为W/C=0.5；注浆采用注浆泵，注浆时，将导管缓慢均匀拔出，但出浆口应始终处于孔中浆体表面之下，保证孔中气体能全部排出。
6.2.7挂网及锚头安装：
钢筋网片用插入土中的钢筋固定，与坡
面间隙3-4cm，不应小于3cm，搭接时上下左右一根对一根搭接绑扎，搭接长度应大于30cm，并不少于两点点焊。
钢筋网片借助于纵横拉筋与土钉外端的弯勾焊接成一个整体。
6.2.8喷射砼：
喷射砼顺序可根据地层情况“先锚后喷”或“先
喷后锚”（土质松散时），喷射作业时，空压机风量不宜小于9m3/min，气压0.2~0.5Mpa，喷头水压不应小于0.15Mpa，喷射距离控制在0.6~1.0m，通过外加速凝剂控制砼初凝和终凝时间在5~10min，喷射厚度大于等于80mm。
6.2.9养护：
采取加盖塑料布和草帘子养护。
6.2.10遇地下管网漏水，要准备PVC（Φ25mm）管及滤网以便及时插管排水。
若遇砂层局部塌方，要准备砂袋及时回填并立即挂网喷砼。
6.3质量标准
内容
标准
坡面平整度的允许偏差
±20mm
孔深允许偏差
±50mm
孔径允许偏差
±5mm
孔距允许偏差
±100mm
钢筋保护层厚度
≥25mm
土钉倾角偏差
±5%
挂网时网片距坡面
3-4cm
7、基坑监测方案
采用信息化施工，确保基坑开挖过程中的安全，必须对基坑进行监测，方案如下：
7.1观测点的布置：
在土钉墙及边坡四周每隔30m布置一个点。
7.2观测精度要求：
满足国家三级水准测量精度要求
水平误差控制<1.0mm
垂直误差控制<1.0mm
7.3观测时间的确定:
7.3.1基坑开挖每一步都应作基坑变形观测.
7.3.2观测时间间隔每两天一次,必要时连续观测,基坑开挖完7天
后,可由每两天一次到4天一次,15天后每周观测一次。
7.4场地查勘与记录:
7.4.1施工前对原场地进行全面调查,查清有无原始裂缝和异常并作记录,照相存档。
7.6.4.2每次观测结果详细记入汇总表并绘制沉降与位移曲线。
7.5注意事项
7.5.1每次观测应用相同的观测方法和观测线路。
7.5.2观测其间使用一种仪器，一个人操作，不能更换。
7.5.3加强对基坑各侧沉降，变形观测，特别对有地下管线地的各边坡可进行重点观测。
8、安全生产与文明施工
8.1安全组织机构
项目经理
主任工程师
安全总监
责任工程师
各施工部
8.2安全生产措施
8.2.1现场要设健全的安全领导小组。
8.2.2全体人员应认真执行各工种的安全操作规程及有关规定。
8.2.3施工前，施工负责人要向操作人员做专项技术安全交底，关键部分要下技术指导书。
8.2.4施工人员进入现场要服从安全员的指挥和监督。
进场施工人员必须符合有关天津市劳务人员用工的有关规定及条例，证件齐全。
8.2.5施工人员进入现场要进行“三级”安全教育。
8.2.6每天班前五分钟，施工负责人必须做施工安全注意事项专项交底。
8.2.7现场电器设备要有漏电保护器，电缆应设可靠绝缘。
8.2.8各种机电设备均应设专人负责管理，电工持证上岗。
8.2.9现场用电设备必须实行三级供电，两级保护。
8.2.10夜间施工，工地应有足够的照明。
8.2.11土方施工机械和运输车辆在进场前进行彻底的检修和保养，确保施工期间机械的正常运转。
8.2.12土方开挖后，按现场安全防护要求在基坑的周围搭设安全保护栏杆，避免人员跌落坑中
8.2.13。
施工时，挖掘机严禁碰撞锚杆。
8.2.14施工中如遇地下障碍物（包括古墓、各种管道、管沟、电缆、人防等）时，立即暂停施工，及时报告经理部，待妥善处理后方可继续施工。
8.3文明施工措施
8.3.1所有土方运输车辆进入现场后禁止鸣笛,以减小噪音。
8.3.2所有施工人员应保持现场卫生，生产及生活垃圾均装入运土车中带走，不得随处抛撒。
8.3.3为保持环境卫生，避免运土车发生遗洒，在现场搭设拍土架，指派专人负责将运土车上的土拍实，并在出口处铺垫湿草袋或钢筋网片。
8.3.3项目经理部每天指派专人清扫运土车经过的路段。
8.3.4现场空压机做好遮挡，且尽量避免夜间施工。
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