精品河南地下车库深基坑支护及降水设计方案土钉墙.docx
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精品河南地下车库深基坑支护及降水设计方案土钉墙
[河南]地下车库深基坑支护及降水设计方案（土钉墙）
御景龙庭
1#、2#楼、车库基坑工程设计施工方案
有限公司
2012年月日
1.工程概况及周边环境条件………………………………………………2
2.场地主要土层参数及工程水文地质条件………………………………2
3.降水、支护方案分析与选择……………………………………………2
4.设计依据……………………………………………………………3
5.基坑降水方案……………………………………………………………3
6.基坑支护方案……………………………………………………………4
7.基坑土方开挖及渣土外运………………………………………6
8.基坑监测及周边环境变形监测方案……………………………………7
9.基坑工程施工应急处理预案……………………………………………8
附：
1、支护设计计算书
2、设计施工图
御景龙庭
1#、2#楼、车库基坑工程施工方案
1.工程概况及周边环境条件
拟建的平顶山市御景龙庭1#、2#号楼工程位于河南平顶山市光明路与程平路交叉口东南角。
西侧为程平路，距离基坑8m；北侧为光明路，距离基坑8.1m；东南侧为居民住宅楼，距离基坑6m；1#号楼和2#号楼连接之间是地下车库，合为一个大基坑，基坑形状呈不规则多边形型。
1#、2#号楼基坑开挖深度为地面下10.0米，车库基坑开挖深度为地面下8.6米。
地下水埋深2.6～3.4米左右，降水主要针对8.5m以下粘土中的潜水。
2.场地主要土层参数及工程水文地质条件
2.1场地主要土层参数
场地主要土层参数表表一
序号
土类型
土层平均
厚度（m）
重度（kN/m3）
粘聚力（kPa）
内摩擦角（度）
1
杂填土
1.1
10
15
23
2
碎石层
1.9
22
25
18
3
粘土层
3.8
19.8
20
12
4
粘土层
7.8
19.9
47
19
2.2工程水文地质条件
本场地勘察期间地下水位埋深为2.6～3.4米，本场地地下水主要为赋存于
（2）碎石层中的上层滞水，以及（3）粉砂层上层的潜水，水量随季节变化，主要受大气降水和侧向径流补给，水位年变幅在1.5米左右。
3.降水、支护方案的分析与选择
根据基坑周边环境开挖深度工程地质与水文地质条件，基坑支护划分为2个剖面，1-1、2-2剖面基坑侧壁安全等级为一级，该工程基坑工程的重点为：
1.确保被支护基坑边坡的安全稳定，为后续的主体施工创造良好的施工条件；
2.预防并控制因基坑开挖、降水、施工期间地面堆载等因素引起临近建筑物、边坡、道路变形。
3.1降水方案的分析与选择
本基坑开挖深度：
1#、2#楼为地面下10.0米，车库为地面下8.6米。
根据地勘，地下水埋深2.6-3.4m，降水主要针对于8.5m以下粘土中的潜水，基坑开挖时，需降低地下水位才能记性基础开挖和基础施工。
基坑降水方案选择原则：
在满足基础施工安全的条件下，本着节省降水工程造价、提高施工效率、减小降水工程对其他工序的影响。
根据对场地内的地质情况分析，本工程采用排水沟排水与轻型井点相结合的降水施工方案。
因基坑降水和开挖对周边道路管线等有影响，会使边坡产生变形而引起道路管线的破坏；为减少基坑施工对周边环境的不良影响应进行预降水，以分解降水沉降与开挖变形所产生的叠加效应，从而提高了降水施工的安全性预降水工程应在土方开挖工程前15天进行。
3.2支护方案的分析与选择
1#、2#楼基坑开挖深度为地面下10.0米，车库基坑开挖深度为地面下8.6米。
本着安全、经济、方便施工等综合考虑，依据本工程岩土工程勘察报告提供的场地工程地质、水文地质条件及周边环境条件，本工程分成4个剖面，基坑1-1、2-2剖面周边为道路和居民住宅楼，侧壁安全等级为一级，支护采用土钉墙+预应力支护方案。
采用土钉墙支护方案的优点：
土钉墙有效控制因基坑开挖引起的土体变形；
通过土钉墙的注浆作用提高坡角土体的承载力，增加基坑的抗隆起能力；
土钉墙可显著提高边坡整体稳定性和承受坡顶超载的能力；
土钉墙工程造价低，工期短；
施工时噪声低及污染小。
采用土钉墙+预应力支护形式能有效控制基坑变形，减少对邻近建筑物的影响。
4.设计依据
4.1《岩土工程勘察报告》
4.2《钢筋焊接与验收规程》JGJ18-96
4.3《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
4.4《混凝土结构工程质量验收规范》GB50204-2002
4.5《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002
4.6《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97
4.7《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
4.8理正深基坑6.0版支护设计软件
5.基坑降水方案
根据对场地内的地质情况分析以及结合平顶山地区的降水方式，本工程基坑四周边坡采用排水沟排水，坡顶设置截水沟方法与轻型井点相结合的降水施工方案。
轻型井点降水设备共需安设15套，采用JQJ-60轻型井点降水设备，沿基坑四周均匀封闭布设，每套轻型井点设备控制基坑长度为25～30米，每组设备功率7.5KW；1#、2#号楼基坑轻型井点管安设在自然地面下2.6米位置处，埋置深度不少于8.4米，即井点管长度采用9米；车库基坑轻型井点管安设在自然地面下2.6米位置处，埋置深度不少于7米，即井点管长度采用7米。
降水工程运行前，应进行测试抽水，检查出水是否正常，有无淤塞等现象。
抽水过程中应经常对抽水设备进行检查，合理开启降水设备，保证降水质量，减少降水工程对其它设施的附加影响。
施工顺序：
基坑开挖至地面下2.6米处－－→安设轻型井点设备－－→轻型井点降水－－→基坑开挖至设计标高
详见降水平面布置图。
6.基坑支护方案
6.1基坑支护方案参数计算：
根据现场实际情况来考虑边坡荷载堆载，西侧是光明路，北侧是程平路，东南侧是居民住宅楼，距离基坑较远。
综合考虑基坑采用1：
0.3放坡，支护均采用土钉墙+预应力支护方案。
计算参数见下表：
1-1剖面支护参数（详见附件：
计算书）表二
项目
排号
竖向间距（m）
配筋
施加预应力（KN）
孔径（mm）
长度（m）
自由段（m）
锚固段（m）
倾角（°）
水平间距（m）
第一排
1.5
1
18
/
100
9
/
9
9
1.65
第二排
1.5
1
20
50
150
12
3.0
12
9
1.65
第三排
1.5
1
18
/
100
9
/
9
9
1.65
第四排
1.5
1
20
50
150
12
3.0
12
9
1.65
第五排
1.5
1
18
/
100
9
/
9
9
1.65
第六排
1.5
1
18
/
100
4.5
/
4.5
9
1.65
2-2剖面支护参数（详见附件：
计算书）表三
项目
排号
竖向间距（m）
配筋
施加预应力（KN）
孔径（mm）
长度（m）
自由段（m）
锚固段（m）
倾角（°）
水平间距（m）
第一排
1.5
1
18
/
100
9
/
9
9
1.55
第二排
1.5
1
20
50
150
12
3.0
12
9
1.55
第三排
1.5
1
18
/
100
9
/
9
9
1.55
第四排
1.5
1
20
50
150
9
3.0
9
9
1.55
第五排
1.5
1
18
/
100
6
/
6
9
1.55
6.2、土钉墙施工参数设计
（1）土钉注浆设计
土钉成孔直径为100毫米，倾角9°，孔内注入P.C32.5纯水泥浆，水灰比为：
0.4～0.45；预应力土钉成孔直径为150毫米，倾角9°，孔内高压注入P.C32.5纯水泥浆，水灰比为：
0.45～0.5。
（2）面板设计
材料：
施工采用P.C32.5水泥，中砂，粒径5～10毫米石子。
比例为1：
2：
2。
混凝土面板设计强度C20，面板设计平均厚度80毫米，设计坡面压顶外翻边1.0米。
（3）面板布筋设计
钢筋网采用双向HPB235级Φ6@250×250钢筋网片；1-1剖面加强筋采用HRB335级Φ12@1500×1350，2-2剖面加强筋采用HRB335级Φ12@1500×1350。
（4）综合设计指标
A、施工工期与土方工程同步进行；
B、边坡支护适用期为6个月。
6.3土钉墙施工工艺和方法
┌→杆件制作←┐
修理边坡－－－→造孔－－－→土钉安设－－－→注浆－－→挂网－－→固定加强筋－－→喷射砼－－→养护
（1）修理边坡：
采用人工清坡，坡度按设计要求控制。
（2）土钉造孔：
按设计土钉间距标出准确孔位,用洛阳铲成孔，成孔角度为下倾5～15度，土钉成孔直径为100毫米。
（3）土钉安设：
土钉按设计要求的长度进行制作，为保证其在孔内居中,土钉设置居中支架，支架间距为1.5～2.0米;土钉安设时孔外伸出150～200mm长以方便焊接加强筋。
（4）注浆：
在安设好土钉的孔内注入水灰比为0.45～0.5的P.C32.5纯水泥浆以确保土钉与孔壁之间注满水泥浆，注浆采用由里向外注，需将注浆管插入孔内距孔底约0.5米处，孔口部位设置止浆塞（水泥袋）。
宜采用二次注浆法，一次注浆完成30min后进行二次注浆，孔内注满水泥浆为止。
（5）挂网：
在修整好的边坡坡面上，按设计间距要求，绑扎一层钢筋网片，网筋之间用扎丝扎牢，坡面上下段钢筋网搭接长度应大于300mm。
（6）固定加强筋：
用HRB335级Φ12钢筋将各土钉头部连接起来，各焊接点必须牢固。
应设置锚头，锚头采用与土钉同直径的钢筋，锚头长度不应小于50mm，且双面焊接。
面层钢筋保护层厚度控制在15～20mm。
（7）喷射砼：
在上述工序完成后，即可喷射C20砼，在工作面情况不好时可先进行初喷。
在喷射混凝土过程中喷枪应与受喷面垂直，与受喷面的距离为0.8～1.0米。
喷射机处的工作风压为0.12-0.14MPa；喷嘴处的水压为0.15Mpa。
（8）养护：
喷射混凝土终凝后2小时应喷水养护（冬季覆盖草衫养护），保持混凝土表面湿润，养护期宜为3～7天。
（9）钢梁安设、预应力张拉：
注浆体强度达到80%时进行钢梁制作、安装，采用2*16a槽钢，预应力土钉端头焊接M20高强螺栓，以便预应力张拉、锁定，钢梁安装要求在同一水平面上，预应力张拉要按照设计值分级、对称进行，详细记录张拉数据。
（10）设置排水系统：
在坡顶、坡脚处设置排水系统，如：
挡水墙、排水沟等。
此部分由土建单位根据实际情况进行施工。
7.基坑土方开挖及渣土外运
7.1设计原则
工程经验表明，由于受地下工程不可知的因素影响较多，因此基坑开挖工程是一项风
险性较大的工程，即使从已知的条件设计出安全、可靠的基坑边坡围护方案，在施工中也要采用信息化施工。
由于该基坑工程土质一般，所以基坑开挖要与基坑支护密切配合，要采用安全可靠的措施，严密组织，科学施工，尤其是要坚持“慎开挖、快支护、勤监测、早处理”的原则，方能确保基坑边坡的稳定和基坑工程的安全。
基坑土方开挖及渣土外运设计应遵循以下原则：
（1）基坑土方开挖方案必须与基坑支护设计方案保持一致，充分考虑基坑支护设计工况，选择分层、分段、对称、均衡开挖的顺序；上下基坑道路设置、设备选择等，尽量方便基坑支护工作。
（2）基坑土方开挖设计应充分考虑时空效应，合理确定土方开挖层数、每层分段数量、分段开挖时间限制及护壁土留置宽度和高度等；
（3）基坑土方开挖采用机械大开挖和人工清挖基底相结合，开挖顺序按先四周、后中间的流向进行。
（4）基坑土方开挖机械、截桩施工和渣土外运不得碰撞支护结构和监测系统。
7.2基坑土方开挖及渣土外运方案
根据地质情况、周边环境和基坑支护设计，对基坑开挖要求如下：
（1）严格按照支护设计坡度和深度开挖；每层开挖间隔时间大于3天。
（2）基坑开挖时将地面附加荷载减到最小，严禁在坑边堆载或通行重载车；
（3）开挖下层土时，保护上层支护的边坡，不得碰撞支护结构；
（4）土方开挖后及时施工支护结构，尽量减少土体变形，保证基坑安全；
（5）先开挖周边土体，出现紧急情况时便于回填反压，每层开挖深度不超过1.5米，每次每段开挖长度不大于30米；土方开挖过程中均须分层分段开挖，以分步卸载，减小基坑变形。
（6）在机械开挖出支护坡面后，要求人工及时修整边坡，土钉成孔后完成钢筋网布设工作，土钉注浆后及时布设加强筋并喷射面层，尽可能缩短边坡暴露时间。
（7）在雨期施工前应检查现场的排水系统，做好基坑周边地表水及基坑内积水的排汇和疏导，防止基坑暴露时间过长或被雨水浸泡。
8.基坑监测及周边环境变形监测
8.1变形监测的目的
在基坑开挖施工中会引起土体发生水平位移，如盲目施工可能造成土体滑坡，甚至会导致地上建筑物破坏，形成重大安全隐患。
为确保基坑施工安全顺利进行，施工中应进行边壁土体监测，及时掌握围护结构、周围土体的受力与变形情况，使基坑处于安全稳定监控中。
基坑开挖过程中，为确保基坑及周围建筑、道路的安全，业主应委托具有相应资质的第三方进行观测，以监测数据指导基坑施工。
8.2监测内容
基坑边坡坡顶支护结构的位移，周边道路、管线的变形，周边建筑物的位移。
8.3资料整理
8.3.1资料整理
（1）使用工整划一的监测记录表格，原始记录必须有相应的工程情况描述（如：
天气、施工进展等）；原始记录数据须及时整理，并有记录人、校核人签字。
（2）每次观测成果对基坑的发展趋势作出评价，当发现异常突变情况或接近报警值时（最大位移30毫米）及时通报业主、监理。
8.3.2信息反馈
观测间隔时间应根据施工进程确定。
观测周期及频率：
在基坑开挖前应测定初始数据，且不少于两次。
开挖初期观测时间间隔为2～3天，开挖卸载急剧阶段为1～2天，当测试数据超过有关控制标准时应加密观测次数。
当有危险事故征兆时应进行连续监测，并及时相业主及监理提交监测成果。
基坑开挖间歇期，观测时间为3～4天，进行维护阶段时间为7～10天。
此监测方案仅作参考，基坑监测工程应由监测单位进一步细化监测方案。
9.基坑工程施工应急处理预案
9.1观测预警值
连续三天位移速度达2毫米/天或地表位移量累计增加15毫米；地面累计沉降超过基坑深度的3‰（或累计沉降超过30毫米）。
9.2应急处理措施
本基坑工程周边环境复杂，施工中要加强观测加强信息化施工，施工中要有应急处理措施，以防范于未然。
根据本工程的特点，基坑施工过程中可能出现的危险情况和相应的应急处理措施如下：
（1）施工中若出现涌水涌砂现象，应迅速施喷砼或采用花管高压注浆止水、止砂，严禁视为小事而造成大事故发生。
（2）施工中若出现位移速率过大，应迅速用挖土机挖基坑中央的土进行回填反压并加长加密土钉，确保基坑支护的稳定。
在地下室施工过程若出现险情，迅速用编织袋装土坡底主动区堆载。
（3）特别注意挖土时间和顺序，若地面沉降过大速率过大并有坑底隆起现象，应迅速回填反压，并采用静压注浆等措施迅速加固坑底及被动区土体。
（4）发现临近建筑物变形过大时，及时查明原因，加强支护结构。
（5）雨季来临之前做好边坡防雨工作，在坡顶设置排水沟及设计好排水流向，严防雨水浸泡边坡。
雨天安排专人值班，在边坡四周巡视，及时用水泵对边坡积水进行排除。
有限公司
2012年月日
附件一
御景龙庭1#、2#楼、车库基坑工程施工方案
基坑支护工程计算书
1、1#、2#楼1-1剖面计算
----------------------------------------------------------------------
验算项目:
土钉墙支护
----------------------------------------------------------------------
[验算简图]
----------------------------------------------------------------------
[验算条件]
----------------------------------------------------------------------
[基本参数]
所依据的规程或方法：
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
基坑深度：
10.000（m）
基坑内地下水深度：
11.000（m）
基坑外地下水深度：
3.500（m）
基坑侧壁重要性系数：
1.100
土钉荷载分项系数：
1.250
土钉抗拉抗力分项系数：
1.300
整体滑动分项系数：
1.300
[坡线参数]
坡线段数1
序号水平投影（m）竖向投影（m）倾角（°）
13.00010.00073.3
[土层参数]
土层层数4
序号土类型土层厚容重饱和容重粘聚力内摩擦角钉土摩阻力锚杆土摩阻力水土
（m）（kN/m^3）（kN/m^3）（kPa）（度）（kPa）（kPa）
1杂填土1.10010.020.015.023.018.018.0合算
2碎石1.90022.018.025.018.0100.0100.0合算
3粘性土3.80019.819.820.012.070.070.0合算
4粘性土8.20019.919.947.019.075.075.0合算
[超载参数]
超载数1
序号超载类型超载值（kN/m）作用深度（m）作用宽度（m）距坑边线距离（m）形式长度（m）
1局部均布15.0000.0006.0001.870条形
[土钉参数]
土钉道数6
序号水平间距（m）垂直间距（m）入射角度（度）钻孔直径（mm）长度（m）配筋
11.6501.5009.01009.0001E18
21.6501.5009.015012.0001E20
31.6501.5009.01009.0001E18
41.6501.5009.015012.0001E20
51.6501.5009.01009.0001E18
61.6501.5009.01004.5001E18
[花管参数]
基坑内侧花管排数0
基坑内侧花管排数0
[锚杆参数]
锚杆道数0
[坑内土不加固]
[内部稳定验算条件]
考虑地下水作用的计算方法：
总应力法
土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数：
0.500
*******************************************************************
[验算结果]
*******************************************************************
[局部抗拉验算结果]
工况开挖深度破裂角土钉号土钉长度受拉荷载标准值抗拔承载力设计值抗拉承载力设计值满足系数
（m）（度）（m）Tjk（kN）Tuj（kN）Tuj（kN）抗拔抗拉
12.00047.00
23.50046.019.0005.9189.391.623.44111.347
35.00045.019.0000.0165.791.6999.000999.000
212.0009.9273.4113.120.0848.307
46.50044.519.0000.0141.791.6999.000999.000
212.00010.0248.8113.118.0938.224
39.00045.6131.091.62.0901.461
58.00044.619.0000.0119.891.6999.000999.000
212.00010.0225.6113.116.4628.252
39.00045.4115.491.61.8481.466
412.00078.3285.4113.12.6501.050
69.50044.919.0000.098.691.6999.000999.000
212.0009.9203.0113.114.8808.288
39.00045.2100.291.61.6111.473
412.00078.0262.3113.12.4461.055
59.00020.6140.891.64.9803.239
710.00044.919.0000.091.591.6999.000999.000
212.0009.9195.6113.114.3488.298
39.00045.295.291.61.5321.475
412.00077.9254.7113.12.3781.056
59.00020.5135.391.64.7913.243
64.50049.170.491.61.0431.357
[内部稳定验算结果]
工况号安全系数圆心坐标x（m）圆心坐标y（m）半径（m）
13.1751.71714.3676.403
22.1340.65812.0135.662
31.614-0.95012.4507.842
41.301-2.56312.85510.028
51.408-3.20514.49012.034
61.301-10.59519.69321.996
71.325-10.36618.37921.101
[外部稳定计算参数]
所依据的规程：
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
土钉墙计算宽度:
9.250（m）
墙后地面的倾角:
0.0（度）
墙背倾角:
90.0（度）
土与墙背的摩擦角:
10.0（度）
土与墙底的摩擦系数:
0.300
墙趾距坡脚的距离:
2.900（m）
墙底地基承载力:
280.0（kPa）
抗水平滑动安全系数：
1.300
抗倾覆安全系数：
1.600
[外部稳定计算结果]
重力:
959.0（kN）
重心坐标:
（5.419,5.294）
超载:
65.7（kN）
超载作用点x坐标:
7.060（m）
土压力:
-72.5（kN）
土压力作用点y坐标:
3.400（m）
[喷射混凝土面层计算]
[计算参数]
厚度：
80（mm）
混凝土强度等级:
C20
配筋计算as:
15（mm）
水平配筋:
d6@250
竖向配筋:
d6@250
配筋计算as:
15
荷载分项系数:
1.200
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