基坑降水支护设计报告.docx

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基坑降水支护设计报告

基坑降水支护设计报告

基坑降水支护设计报告6、基坑降水支护设计方案一﹑工程概述*****************。

由一幢29+1层主楼及一幢2层商业用房组成，框架结构，设一层地下室，埋深约4.5米，由广东华方工程设计有限公司设计。

受业主委托，我单位对该地段基坑降水和支护作方案设计。

二、场地工程地质条件

（一）工程地质条件根据信息产业部电子综合勘察研究院提供的《*************岩土工程勘察报告》，该场地地层分布如下表所示。

场地地层分布及工程地质条件表1指标土名层厚（m）重度γ（kN/m3）内聚力C（kPa）内摩擦角ф（°）承载力特征值fak（kPa）素填土

（1）松散1.0-2.4粉质粘土（2-1）可塑5.5-11.719.83015220粉质粘土（2-2）软塑2-7.119.01020140粉砂（3）松散～稍密1.2-3.918.51020130含圆砾细砂（4-1）稍密0.4-2.9201020140卵石稍密（4-2）0.9-2.421.0035320中密（4-3）1.1-4.122.0040550密实（4-4）1.2-2.824.50451000泥岩强风化（5-1）1.8-3.022.0250中等风化（5-2）23.0800

（二）水文地质条件根据勘察报告，该场地地下水类型为上层滞水和孔隙型潜水。

上层滞水赋存于素填土中，水量丰富，大气降水和城市生活用水为主要补给源，本次勘察得其静止水位埋深为0.5～0.9m，绝对标高276.64～277.55m。

孔隙型潜水主要赋存于卵石和粉砂层中，微具有承压性，水量丰富。

粉质粘土为相对隔水层，粉砂为弱透水层，大气降水河水为主要补给源。

本次勘察得其静止水位埋深8.0-9.0m，绝对标高为288.50-289.50m。

勘察单位建议场地卵石土渗透系数K值为20m/d。

降水深度约控制在12.0m左右。

三、本方案编制基本依据1、场地岩土工程勘察报告；2、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；3、《土钉喷射砼支护技术规范》（GB50086-2001）；4、《基坑土钉支护技术规程》（CECS96：

97）；5、《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；6、《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/111--98）。

四、降水设计及施工组织方案

（一）降水技术要求设计抽降水位：

基坑抽降地下水位降至自然地面以下21.0m左右。

（二）设计依据1、现场踏勘资料、场地地形图、岩土工程勘察中间资料、基坑四周环境资料及业主要求；2、《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；3、《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/111-98）；4、《基坑工程手册》；5、《工程地质手册》。

（三）降水设计基本参数1、渗透系数：

按勘察单位建议取k＝20m/d，地下水位埋深按9.0m计算。

2、基坑等效半径（r0）计算:

r0＝0.29（a+b）式中:

a、b──分别为降水范围的长度与宽度。

3、基坑涌水量计算:

根据场地工程地质条件，用承压水完整井计算方法：

式中:

Q──基坑涌水量（m3/d）；k──渗透系数（m/d）；M──承压水含水层厚度（m），取10m；S──基坑设计水位降深（m），取11m；R──降水影响半径（m），；r0──基坑等效半径（m）；4、管井的出水量（q）计算:

q＝式中:

rs──过滤器半径（m），取0.15m；l──过滤器进水部分长度（m），取3.0m；k──含水层渗透系数（m/d）；5、井点数目计算:

n=1.1Q/q6、降水井深度计算:

Hs＝Hw＋Ho式中:

Hs──降水井深度（m）；Hw──从地面到自然水位的深度（m）；Ho──含水层揭露厚度（m）；（四）降水设计结论概述将以上有关数据运用理正降水沉降分析软件分析计算，并结合场地实际，对场地降水方案布置如下：

1、降水井数量：

根据计算需要降水井12口，沿主楼周边布置。

2、降水井深度：

h=25.0m，进入泥岩层深度不小于2.0m。

3、井孔直径≥600mm，井管内径300mm，管井沿拟建主楼外围轮廓线布置，管井位置距离拟建主楼轮廓线边缘不小于1m。

4、降水井排水采用管道内排水系统，并在现场设沉砂池。

井内排水由泵管就近接入沉砂池，最终排入市政雨水管道。

（五）施工组织方案1、采用CZ-22型冲击钻机成井，泥浆护壁工艺成孔，其工艺流程如下：

测放井位——钻机就位——埋护壁管——冲击成孔——捞渣换浆——下井管——填砾——洗井（活塞与空压机联合洗井）——交验——放置水泵——所有降水井施工完毕后降水。

2、施工过程控制措施

（1）成孔直径控制：

检查成孔直径是否达到600mm，确保下井管无阻碍。

（2）成孔深度控制：

成孔后施工人员应现场测量成孔深度，成孔深度达到设计深度后，宜多钻进0.3-0.5m，用大泵量冲洗泥浆，减少沉淀，并应立即下管，严禁井管强行插入坍塌孔底，滤料填至含水层顶板以上3米左右，改用粘土回填封孔不少于2m。

（3）井管质量控制：

检查每孔是否用设计数量的光壁管和缠丝管焊接成井。

缠丝管在下，光壁管在上，管与管之间应焊接牢固，保证垂直度。

（4）井管结构及填砾：

15.0m以上为光壁管，15.0m～22.5m为缠丝滤水管，22.5m～25.0m为光壁管，井管均为φ360δ30mm水泥管，每根长2.5m）。

滤料均采用豆石，分段填充密实，顶部2.0m填塞粘土。

（5）洗井：

用活塞结合空压机洗井，洗至井管通畅、水清，含砂量小于1/20000，以保证降水质量。

（6）降水过程控制：

结合井位地质情况，井位附近无细砂层的井先降水，井位处有细砂时，待井内水位下降至砂层下面后，再开始降水。

控制出砂量，以保证降水不改变基础的持力层原状土结构。

确保基础施工质量符合设计要求。

（7）严格以上各个环节的过程控制，以满足施工用的降水深度，确保建筑物基础和地下室的顺利施工。

3、安全保证措施

（1）现场配备专职安全员,负责施工场地安全。

（2）严格按照安全规范用水、用电、机械操作。

（3）操作工、电焊工、电工等严格按照相关操作规程操作。

（4）所有施工人员及操作人员进场后，均必须进行安全及技术交底。

4、预防对周边环境造成影响的措施

（1）管井在含水层内采用缠丝滤水管，有效阻隔砂层进入管井，如果在滤水管区域遇有粉细砂，在滤水管外用塑料网包裹不少于3层。

同时滤水管进水孔隙尽量控制在能阻碍砂层涌出的程度。

（2）管井井点间距采用小间距布井，降水采用20T～40T/小时的水泵，严格控制单井出水量。

（3）开始降水时，视具体地层情况采用缓慢抽降法，以后再逐渐加大单井出水量至设计出水量，可使周边建筑物沉降变形平缓进行，避免出现过大变形。

（4）整个降水过程须由专人或专业单位进行基坑及周边各建筑物的沉降观测工作，一旦出现不利于建筑物稳定的变形，及时采取措施进行补救，以免造成不良后果。

5、施工机具、材料及人员安排

（1）、施工机具序号机具名称单位数量备注1CZ-22型冲击钻机台226立方空压机台23电焊机台24活塞个2

（2）、施工人员组成工种人数（个）工种人数（个）工种人数（个）项目副经理1技术负责1质检员1技术员1施工工长1操作工2施工员1安全员1电焊工2电工1普工46、降水控制

（1）降水井排水管采用管道内排水系统，并在现场设置沉砂池不少于2个。

（2）沉砂池采用C20砼底板（板厚150～200mm，配筋φ8@200×200），M5水泥砂浆砖砌池壁，池壁内外两层用防水砂浆抹灰一遍，水池内侧采用防水处理。

（3）抽水采用每井每泵排管（可采用3寸钢管）降水，地面排管集中到沉砂池，抽出的水经过沉砂池沉淀过滤后，再集中排入市政管道中，沉砂池制作位置靠近城市管网接入口的下水道（具体位置现场确定）。

（4）为保证基坑的安全，沉砂池及排水管道应严格防渗防漏。

7、施工进度计划我单位将精心策划，认真组织，计划总工期18天（日历天数），如遇人力不可抗力等因素影响，则工期顺延。

五、基坑支护设计及施工组织方案

（一）护壁方案比选根据《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99），并结合现有技术看，基坑支护措施很多，主要包括如下形式，具体参见下表。

支护结构选型表表2结构型式适用条件排桩或地下连续墙适于基坑侧壁安全等级一、二、三级悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m当地下水位高于基坑底面时宜采用降水排桩加截水帷幕或地下连续墙水泥土墙基坑侧壁安全等级宜为二、三级水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa基坑深度不宜大于6m土钉墙基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地基坑深度不宜大于12m当地下水位高于基坑底面时应采取降水或截水措施逆作拱墙基坑侧壁安全等级宜为二三级淤泥和淤泥质土场地不宜采用拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8基坑深度不宜大于12m地下水位高于基坑底面时应采取降水或截水措施放坡基坑侧壁安全等级宜为三级施工场地应满足放坡条件可独立或与上述其他结构结合使用当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施根据施工经验和四川地区常用基坑支护措施的调查、研究、分析、对比，结合本工程场地实际情况，并参考本场地勘察报告中的建议，我们认为，采用土钉墙支护措施具有不占用基坑周边空地、支护工程造价相对较低，可与基坑土方开挖同时进行、节省工期、质量可靠等优点。

但是因为场地西侧距离已有建筑物太近（约4m），不允许放坡开挖，为确保已有建筑物，该地段拟采用护壁桩支护方案。

综上所述，本方案设计的基坑支护措施拟采用土钉墙支护和局部护壁桩方案。

（二）基坑支护设计1、护壁技术要求

（1）基坑开挖深度：

根据地勘报告，平均约为4.50m。

（2）基坑顶部水平位移小于80mm。

2、基坑支护设计参数1）岩土参数根据业主提供的拟建场地的岩土工程勘察快报并结合邻近场地资料，本设计采用地基计算参数如下表：

地基计算参数表表3岩土名称天然重度（kN/m3）钉土摩阻力（kPa）内聚力c（kPa）内摩擦角φ（º）素填土18.0161015粉质粘土19.84010202）支挡高度设计值：

4.5m；3）基坑边坡除西侧外按照1：

0.3放坡，西侧临近已有建筑物区域不放坡；4）基坑顶面水平位移警示值：

25mm。

5）基坑安全等级为2级，基坑支护有效期为6个月。

3、土钉墙支护设计计算书----------------------------------------------------------------------设计项目:

超级土钉1----------------------------------------------------------------------[设计简图]----------------------------------------------------------------------[设计条件]----------------------------------------------------------------------[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：

4.500（m）基坑内地下水深度：

20.000（m）基坑外地下水深度：

20.000（m）基坑侧壁重要性系数：

0.900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（°）11.3504.50073.3[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水土（m）（kN/m）（kN/m）（kPa）（度）（kPa）1素填土1.80018.020.015.010.010.0合算2粘性土1.20019.818.050.016.045.0分算3粘性土1.00019.018.021.010.015.0分算4粘性土7.00019.818.040.015.040.0分算[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1局部均布60.0002.00012.0001.624条形[土钉参数]土钉道数2序号水平间距（m）垂直间距（m）入射角度（度）钻孔直径（mm）12.0002.00015.06022.0002.00015.060[坑内土不加固]施工过程中局部抗拉满足系数:

1.000施工过程中内部稳定满足系数:

1.000[内部稳定设计条件]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圆弧滑动坡底截止深度（m）：

0.000（m）圆弧滑动坡底滑面步长（m）：

1.000（m）----------------------------------------------------------------------[设计结果]----------------------------------------------------------------------[局部抗拉设计结果]工况开挖深度破裂角土钉号设计长度最大长度（工况）拉力标准值拉力设计值（m）（度）（m）（m）Tjk（kN）Tj（kN）12.50042.3024.50042.615.2715.271

（2）16.018.034.50042.611.5685.271

（2）0.00.023.4243.424（3）16.018.0[内部稳定设计结果]工况号安全系数圆心坐标x（m）圆心坐标y（m）半径（m）土钉号土钉长度12.422-0.1815.8303.28821.4890.1545.6235.12315.27131.548-0.6007.0507.07515.27123.424[土钉选筋计算结果]土钉号土钉拉力（抗拉）土钉拉力（稳定）计算钢筋面积配筋配筋面积118.012.5111.71d12113.1218.017.5111.71d12113.1[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@200竖向配筋:

d6@200配筋计算as:

15荷载分项系数:

1.200[计算结果]编号深度范围荷载值（kPa）轴向M（kN.m）实配As（mm）10.002.000.0x0.000141.4y0.000141.422.004.006.6x0.970141.4y0.970141.434.004.500.0x0.000141.4y0.000141.4[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:

10.000（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:

0.000（m）墙底地基承载力:

220.0（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:

793.1（kN）重心坐标:

（5.330,2.156）超载:

420.0（kN）超载作用点x坐标:

6.500（m）土压力:

-72.6（kPa）土压力作用点y坐标:

1.530（m）基底平均压力设计值120.1（kPa）1.300抗倾覆安全系数:

1.750>1.6004、土钉墙设计结论概述1）土钉间距：

Sx=Sy=2.0m土钉排数：

N=2排，自上而下各排土钉长度为：

L1=6.0m，L2=4.0m2）土钉钢材：

φ48、δ2.8钢管3）土钉孔径：

D=60mm4）土钉倒刺：

角钢∠20×20×3护焊于泄浆孔处（也可用φ12短钢筋代替角钢），泄浆孔（φ6）间距500左右，在土钉入土端头1.5～2m处设置，倒刺也可用Φ12代替。

5）土钉倾角：

α=15°。

6）钢筋网布置：

φ6.5@200。

7）加强筋：

Φ14@2000×2000。

8）土钉与喷射砼面板连接处用φ14螺纹钢焊接加强，喷射砼强度等级为C20，厚度80mm，配合比：

32.5水泥：

砾石（5-10）：

细砂=1：

1.44：

3.36。

9）外加剂：

用速凝剂，按水泥用量的3～5%掺合。

10）砂子的含水率4-6%。

5、护壁桩方案设计概述（详见附图，计算书如下）原始条件:

墙身尺寸:

桩总长:

7.000（m）嵌入深度:

2.500（m）截面形状:

圆桩桩径:

0.350（m）桩间距:

1.500（m）挡土板的类型数:

1板类型号板厚（m）板宽（m）板块数10.1500.6000嵌入段土层数:

1柱底支承条件:

自由计算方法:

M法土层序号土层厚（m）重度（kN/m3）M（MN/m4）17.00019.8002.000初始弹性系数A:

0.000（MN/m3）初始弹性系数A1:

0.000（MN/m3）物理参数:

桩混凝土强度等级:

C25桩纵筋合力点到外皮距离:

35（mm）桩纵筋级别:

HRB335桩箍筋级别:

HPB235桩箍筋间距:

200（mm）桩配筋形式:

纵筋均匀配筋板混凝土强度等级:

C30板纵筋合力点到外皮距离:

35（mm）板纵筋级别:

HRB335挡土墙类型:

一般挡土墙墙后填土内摩擦角:

15.000（度）墙后填土粘聚力:

30.000（kPa）墙后填土容重:

19.000（kN/m3）墙背与墙后填土摩擦角:

10.000（度）土压力计算方法:

库仑坡线土柱:

坡面线段数:

1折线序号水平投影长（m）竖向投影长（m）换算土柱数120.0000.0001第1个:

距离4.000（m）,宽度10.000（m）,高度10.000（m）地面横坡角度:

0.000（度）墙顶标高:

0.000（m）钢筋混凝土配筋计算依据:

《混凝土结构设计规范》（GB50010--2002）注意：

内力计算时，库仑土压力分项（安全）系数=1.200=====================================================================第1种情况:

一般情况[土压力计算]计算高度为4.500（m）处的库仑主动土压力第1破裂角：

37.620（度）Ea=0.740Ex=0.729Ey=0.129（kN）作用点高度Zy=0.128（m）

（一）桩身内力计算计算方法:

m法背侧——为挡土侧；面侧——为非挡土侧。

背侧最大弯矩=1.024（kN-m）距离桩顶5.472（m）面侧最大弯矩=0.000（kN-m）距离桩顶0.141（m）最大剪力=1.346（kN）距离桩顶4.500（m）桩顶位移=6（mm）点号距顶距离弯矩剪力位移土反力（m）（kN-m）（kN）（mm）（kPa）10.0000.0000.000-60.00020.141-0.0000.000-60.00030.281-0.000-0.000-60.00040.4220.000-0.000-60.00050.563-0.0000.000-60.00060.7030.0000.000-50.00070.844-0.0000.000-50.00080.9840.0000.000-50.00091.125-0.0000.000-50.000101.266-0.0000.000-50.000111.4060.0000.000-50.000121.547-0.0000.000-50.000131.688-0.000-0.000-40.000141.828-0.0000.000-40.000151.969-0.0000.000-40.000162.109-0.000-0.000-40.000172.2500.0000.000-40.000182.391-0.0000.000-40.000192.531-0.000-0.000-40.000202.672-0.000-0.000-40.000212.813-0.000-0.000-30.000222.953-0.000-0.000-30.000233.094-0.0000.000-30.000243.234-0.0000.000-30.000253.375-0.0000.000-30.000263.516-0.0000.000-30.000273.656-0.000-0.000-30.000283.797-0.000-0.000-20.000293.938-0.0000.000-20.000304.078-0.000-0.000-20.000314.2190.006-0.129-20.000324.3590.051-0.562-20.000334.5000.181-1.346-20.000344.6390.367-1.308-2-0.448354.7780.544-1.201-1-0.820364.9170.701-1.038-1-1.119375.0560.832-0.830-1-1.344385.1940.932-0.590-1-1.496395.3330.996-0.331-1-1.575405.4721.024-0.065-1-1.583415.6111.0140.197-1-1.521425.7500.9690.443-1-1.389435.8890.8910.660-0-1.187446.