深基坑支护工作总结.docx
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深基坑支护工作总结
深基坑工程总结
工程概况
本工程位于武汉王家墩中央商务区建设投资股份有限公司拟在中央商务区进行泛海城市广场商业综合体项目，该项目位于武汉王家墩中央商务区北面，东临303路，西临101路，南临202路，北临301路。
拟建建筑物由1幢36层酒店、1幢22层办公楼及5-6层商业楼体及地下满铺三层地下室组成，建筑面积298494平方米，地下室面积约34000平方米。
该项目由中南建筑设计院设计，武汉华中岩土工程有限责任公司承担岩土工程勘察工作,武汉京冶地基基础工程有限公司施工。
本工程设计±＝21.40m，场区周边标高约～21.27m，整平地面标高约20.50m。
地下室底板面标高-14.70m，板厚900mm。
基础梁截面尺寸400mm×800mm，单桩、双桩承台厚度1200mm，其它承台厚度1600mm，酒店主楼筏板厚2400mm，办公楼筏板厚2000mm。
基坑周长约800m，开挖深度～16.20m，基坑面积约39000m2。
地下结构标高与±标高、自然地面深度及绝对标高的相互关系：
地下结构名称
±标高
（m）
自然地面（-0.9m）下
深度（m）
绝对标高
（m）
地下一层楼面（1F）
地下二层楼面（B1）
地下三层楼面（B2）
地下室底板面（B3）
地下室底板底（含垫层）
基础梁底板底（含垫层）
酒店ZHA-3工程桩顶
办公楼ZHA-1（ZHA-2）工程桩顶
（）
（）
ZHC1～ZHC3工程桩顶
～
～
～
ZHB1～ZHB3工程桩顶
～
～
～
场地岩土工程条件
一、周边环境状况
表2
方位
地下室外侧环境
北侧
地下室轮廓线距用地红线10.0m，红线外为301规划道路。
东侧
地下室轮廓线距用地红线10.0m，红线外为303规划道路。
南侧
地下室轮廓线距用地红线7.0m，红线外为202规划道路。
西侧
地下室轮廓线距用地红线9.0m，红线外为101道路，规划西边地铁U6线清江路站距地下室轮廓线约37m。
二、工程地质条件
拟建场地地处武汉市青年路以西，建设大道以北,发展大道以南,汉西路以东，为待建设区域，地势平坦、开阔。
地貌属长江一级阶地。
根据勘察报告，场区土层除上部填土层外，其下主要由第四系全新统冲洪积的粘性土、淤泥质粉质粘土及砂层组成。
层号及
名称
地层年代及
成因
分布范围
层面
埋深（m）
层厚
（m）
颜色
状态或
密度
压缩性
包含物及其它特征
①填土
Qml
全场地
自然地面
~
杂色
松散
不均
表层为砼路面,填土以粘性土为主，含少量的砖渣、碎石等建筑垃圾.
②粘土
Q4al
全场地
~
~
黄褐
可塑
中等
土质均匀，切面光滑,含铁锰氧化物。
③-1淤泥质粉质粘土
全场地
~
~
灰/褐色
软塑
高
土质均匀，切面光滑,含少许粉土。
③-2淤泥质粉质粘土夹粉土
局部
缺失
~
~
灰色
流塑
高
以流～软塑的淤泥质粉质粘土为主,内夹薄层粉土及粉砂颗粒。
④粉砂夹粉土
局部
缺失
~
~
青灰
松散~
中密
中等
以粉砂为主,砂质较均匀,,局部夹有薄层状粉土及少许的粘性土。
⑤-1粉细砂
全场地
~
~
青灰
稍密
中等
偏低
砂质均匀,主要有石英,长石等矿物组成,内可见未完全腐化的植物根系.夹有薄层状的粉土及粘性土。
⑤-2粉细砂
全场地
~
/
青灰
中密
低
砂质均匀,主要有石英,长石等矿物组成,无规律的夹有不连续的透镜体状的粘性土。
局部含有少量的砾砂颗粒。
⑤2a粉质粘土夹粉土
全场地
分布
无规律
~
灰色
可塑
中等
该层分布在粉细砂层中,分布不均匀,土质偏粉,韧性较差,内夹粉砂颗粒。
三、水文地质条件
根据勘察报告，场地内的地下水有上层滞水和孔隙承压水二种类型。
1．上层滞水主要赋存于①填土层，无统一自由水面，大气降水渗入是其主要的补给来源。
基础施工过程中，是基坑内积水的主要来源，必须予以处理。
2．孔隙承压水为赋存于④粉砂夹粉土层及以下的砂层中，水量丰富，具承压性，与长江水有一定水力联系。
武汉市承压水位年变幅为3-4m,抽水试验孔中测得场区承压水水头16.28m，渗透系数为8.38米/天，影响半径为200米。
3.基坑特点
（1）基坑平面形状大致呈矩形,尺寸262m×147m,面积达38500平方米，地下室三层，基坑开挖深度～15.9m，属超大超深基坑。
施工中将会遇到支护、降水、土方开挖、结构施工及相互交叉施工的各种复杂问题。
（2）基坑侧壁地层主要为①填土；②可塑状态粘土；③-1、③-2流～软塑状态淤泥质粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土层；④粉砂夹粉土；⑤-1粉细砂层，坑侧壁上部土层均较软弱,③-1、③-2层淤泥质粉质粘土承载力65-70kPa，强度很差，故基坑开挖后边坡极易发生滑移、失稳、坍塌事故。
基坑开挖深度-16.0m，坑底落在⑤-1粉细砂上，⑤-1粉细砂层属强透水层，若不采取降水措施，坑底高承压水将会产生突涌，故需要疏干降水,将地下水降低至基坑底部下不少于1.0m。
（3）地下室轮廓线距用地红线7-10m，红线外为商务区规划道路（其中西侧101道路已形成），西侧规划地铁U6线清江路站距地下室红线水平距离约37m。
在距用地红线7-10m区间内，支护设计时可考虑对边坡上部土体采取一定宽度和高度的放坡卸载。
4.基坑重要性等级
根据基坑所处环境条件、工程地质与水文地质条件和基坑开挖深度，依据湖北省地方标准《基坑工程技术规程》（DB42/159-2004），本工基坑边坡重要性等级划分为一级。
基坑工程设计有效期为一年半。
支护形式
本工程场地位于汉口地质条件较差的王家墩一带，从地质剖面看，基坑开挖深度范围内主要由松散的人工填土、可塑的粘土层、流～软塑淤泥质粉质粘土、松散～稍密的粉砂、粉细砂层等组成，坑底位于稍密粉细砂层中。
基坑开挖深度大，基坑周边环境有一定的放坡卸载空间可利用。
根据场地地质和环境条件，本基坑支护需严格控制支护结构的变形，以免影响周边道路、地铁的建设和安全，影响基坑的开挖等。
需采取合理的降水措施，确保基坑开挖期间基坑底部不产生突涌，无水，不影响地下室正常施工。
本基坑主要采用排桩+内支撑支护，上部采用放坡挂网喷砼支护。
支护桩为钻孔灌注桩，支护桩顶设冠梁；支撑为钢砼支撑，支撑节点处设立柱。
桩撑支护
桩排+内支撑是控制边坡侧向变形最有效的手段之一，在开挖较深且狭长的基坑中经济性较好。
①优点
桩撑支护刚度大，边坡变形小，可有效保护基坑环境安全，特别适宜变形控制十分严格的基坑工程。
②缺点
a内支撑结构，对土方开挖会造成一定干扰，会对工期造成一定的影响。
b立柱会引起基础防水问题。
c支护拆除时需采取换撑等措施,相应增加工程成本。
本工程的场地工程地质条件、周边环境及经济合理等因素，本基坑支护形式选择排桩+内支撑支护方案。
⑵地下水控制方案选择
本场地地下水主要为分布于①填土层中的上层滞水,赋存在④层以下砂土地层中的孔隙承压水，②粘土和③淤泥质粉质粘土层属隔水层。
上层滞水主要赋存于填土中，土方开挖后，上层滞水将以间歇方式渗出，对于上层滞水，可采取利用排水沟、集水井汇集集中抽排等明排方式，坡面采取喷射砼止水护坡。
基坑开挖深度-15.9m，坑底落在⑤-1粉细砂上，⑤-1粉细砂属强透水层，若不采取降水措施，坑底高承压水将会产生突涌，故需要提前进行管井疏干降水,将地下水降低至基坑底部下不少于1.0m。
根据武汉市超深基坑工程的施工降水经验,本次基坑降水拟采取中深井降水技术进行降水。
另外，为防止基坑施工过程中基坑侧壁出现流土流砂,需在支护桩外侧设置竖向止水帷幕，坑内采用中深管井疏干降水。
支护结构及地下水控制
一、支护结构
1、设计参数
根据《岩土工程勘察报告书》和湖北省地方标准《基坑工程技术规程》（DB42/159-2004），结合地区经验，确定场地与基坑支护设计相关的土层参数，如表4所示：
基坑支护设计土层参数表4
地层编号及名称
重度
（kN/m3）
主动区
fak值（kPa）
f值（kPa）
C（kPa）
φ（○）
①填土
10
8
25
②粘土
23
12
120
35
③-1淤泥质粉质粘土
11
4
65
20
③-2淤泥质粉质粘土夹粉土
10
6
70
20
④粉砂夹粉土
4
21
95
35
⑤-1粉细砂
0
28
150
40
⑤-2粉细砂
0
32
200
60
2、计算模式
⑴基坑设计开挖范围：
以地下室承台外边线外扩0.5m为坡脚线。
⑵计算剖面：
根据周边地层分布情况及基坑开挖深度分段计算，共分13个段面。
基坑设计开挖深度:
按周边连梁底标高-15.9m深度约15.0m考虑,并考虑距离坑边较近承台挖深,按坑中坑情况计算。
⑶场地地层变化详见地层概化剖面图。
⑷坡顶周边超载按15kPa考虑。
⑸土压力分布模式，按朗肯土压力理论。
⑹计算软件：
“天汉V2005.1”软件。
⑺本基坑采取钻孔灌注桩＋二道钢筋砼支撑。
3、支护设计计算
支护形式：
钻孔灌注桩＋二道钢筋砼支撑。
⑴上部边坡（高度3.0m）设计：
①西侧因考虑保护艺术围墙，在边坡顶部设置水泥土挡墙保护；
②其它段对顶部高约3.0m,宽3-6m土体卸荷,边坡坡比1:
1,对坡顶挂钢筋网喷射砼支护。
⑵下部采用钻孔灌注桩＋二道钢筋砼支撑。
钻孔灌注桩桩顶标高:
-4.60m，冠梁截面尺寸1400mm×1200mm（宽×高）
第一层、第二层支撑中心轴线标高分别为:
-4.15m、-8.9m。
钻孔灌注桩、冠梁及第一层、第二层支撑砼强度:
C30
桩身砼伸入冠梁100mm，主筋伸入锁口梁35d
各段桩撑计算、支撑构件验算结果见表5、表6、表7和计算书。
桩撑计算结果表5
边坡
桩身弯矩设计值
（正工况/逆工况）
最大位移
（正工况/逆工况）
（MM）
支撑1轴向设计值
（正工况/逆工况）
KN/m
支撑2轴向设计值（正工况）
KN/m
桩主筋
（HRB400）
计算桩长
m
ab
2555/2554
38/40
392/451
701
34Φ25
Bc
2530/2529
34/35
357/417
712
32Φ25
Cd
2092/2092
27/28
415/464
617
30Φ25
De
1968/1968
26/26
359/412
618
28Φ25
Ef
2343/2266
33/35
361/419
740
30Φ25
Fg
2231/2097
28/28
371/428
649
30Φ25
Gh
2202/2137
23/23
299/351
635
26Φ25
Hi
2102/2102
27/27
315/347
681
28Φ25
Ij
2004/1887
20/20
266/309
529
28Φ25
Jk
2199/2038
29/29
281/335
642
28Φ25
Kl
2121/1953
26/27
275/325
605
28Φ25
Lm
2124/1962
27/27
278/325
613
30Φ25
ma
2437/2436
31/31
282/332
637
30Φ25
支护桩表6
边坡
桩径
（m）
桩间距
（m）
主筋
（HRB400）
加强筋（HRB335）
箍筋
（HRB235）
有效桩长
（m）
ab
34Φ25
16@2000
φ8@200
Bc
32Φ25
16@2000
φ8@200
Cd
30Φ25
16@2000
φ8@200
De
28Φ25
16@2000
φ8@200
Ef
30Φ25
16@2000
φ8@200
Fg
30Φ25
16@2000
φ8@200
Gh
26Φ25
16@2000
φ8@200
Hi
28Φ25
16@2000
φ8@200
Ij
28Φ25
16@2000
φ8@200
Jk
28Φ25
16@2000
φ8@200
Kl
28Φ25
16@2000
φ8@200
Lm
30Φ25
16@2000
φ8@200
ma
30Φ25
16@2000
φ8@200
支撑表7
支撑名称
截面尺寸
宽×高（m×m）
左右每侧配筋（HRB400）
上下各面配筋（HRB400）
箍筋
（HRB235）
备注
第一层撑
L1冠梁
×
12Φ22
4Φ22
φ8@200
1、拐角、节点处1.5m范围内箍筋加密
φ8@100（HRB235）
2、第一层、第二层支撑中心轴线标高分别为:
-4.15m、-8.9m。
L2主撑
×
12Φ22
12Φ22
φ8@200
L3支撑
×
10Φ22
10Φ22
φ8@200
第一层撑
L1冠梁
×
12Φ22
4Φ22
φ8@200
1、拐角、节点处1.5m范围内箍筋加密
φ8@100（HRB235）
2、第一层、第二层支撑中心轴线标高分别为:
-4.15m、-8.9m。
L2主撑
×
12Φ22
12Φ22
φ8@200
L3支撑
×
10Φ22
10Φ22
φ8@200
L4支撑
×
6Φ22
8Φ22
φ8@200
第二层撑
L5围梁
×
20Φ22
4Φ22
φ8@200
L6主撑
×
16Φ22
16Φ22
φ8@200
L7支撑
×
12Φ22
12Φ22
φ8@200
L8支撑
×
10Φ22
12Φ22
φ8@200
⑶立柱结构：
立柱为由钢格构与钻孔灌注桩组合形式。
下段采用钻孔灌注桩。
主对撑梁下立柱桩桩径φ1000mm，有效桩长38.5m；其它支撑梁下立柱桩桩径φ800mm，有效桩长32m。
桩顶标高-16.5m。
配筋:
主筋16Φ18（HRB335），加强筋16@2000（HRB335）,箍筋φ8@200（HRB235），砼强度C30。
第一层支撑梁与第二层支撑梁间立柱钢格构采用4×1L160×16角钢钢格构组合构件，第二层支撑梁与底板间立柱钢格构采用4×2L160×16角钢钢格构组合构件。
钢格构伸入钻孔灌注桩为5.0m。
钢构截面b×h=430×430mm，材质为A3钢。
4、换撑与拆撑
⑴拆除第二道支撑前应做的工作：
①基坑周边开挖到基底,浇筑第三层地下室底板砼，在支护排桩与第三层地下室底板间的空隙用C15素砼填实；
②浇筑第二层地下室底板及第三层地下室侧墙砼,在第二层地下室底板标高处,楼板与支护桩间用C15素砼填实（第二层地下室底板下侧墙与支护桩间空隙可用C15素砼填实）；
③在第二层地下室底板砼、第三层地下室侧墙砼及回填C15素砼养护达80％强度后，可拆除第二道支撑。
⑵拆第一道支撑前应做的工作：
①浇筑第一层地下室底板及第二层地下室侧墙砼,在第一层地下室底板标高处,楼板与支护桩间用C15素砼填实（第一层地下室底板下侧墙与支护桩间空隙可用C15素砼填实）；
②在第一层地下室底板砼、第二层地下室侧墙砼及回填C15素砼养护达80％强度后，可拆除第一道支撑。
⑶拆撑施工注意事项:
①拆撑前必须先应进行换撑；
②拆撑时，应先拆辅撑，再拆主撑；
③拆撑过程中应加强监测。
二、地下水控制
1.上层滞水控制
上层滞水主要贮存在上部填土层中。
⑴设置坡顶排水沟，排水沟尺寸为300×300。
排水沟用1/2红砖砌筑，水泥砂浆抹面。
对坡顶反坡层之外地面采用C15砼作地面硬化处理防止地表水下渗。
沿基底边缘设置一道简易排水沟和集水坑，坑内集水通过抽水泵抽到坡顶排水沟流入市政下水道。
坡顶排水沟、地面硬化、抽排坑内积水工作宜由土建单位统一布置，统一施工。
⑵在基坑开挖前，对已查明的废弃管道均应进行封闭，在基坑开挖过程中，密切观察地下水渗漏情况，及时查清其来源并进行必要的封堵处理。
⑶为对上层滞水进行有效疏导，对挂网放坡坡面设置若干泄水孔，一般按3m左右安装一个，根据坡面出水量适当加密。
2.承压水控制
孔隙承压水赋存在④层及以下砂土地层中，②粘土和③淤泥质粉质粘土层为相对隔水顶板。
本基坑开挖深度-16.2m，坑底落在⑤-1粉细砂上，⑤-1粉细砂属强透水层，若不采取降水措施，坑底高承压水将会产生突涌，故需要提前进行管井疏干降水,将地下水降低至基坑底部下不少于1.0m。
根据武汉市超深基坑工程的施工降水经验,本次基坑降水拟采取中深井疏干降水技术进行降水。
对基坑侧壁采取二排三头搅拌桩隔渗,防止出现流土、流砂。
⑵基坑涌水量计算
基坑开挖面长约262m，宽约147m，基坑面积约38500㎡，概化半径R0=（F/1/2=110m。
承压水初始水头取18m，目标降深至坑底下1.0m（绝对标高2.85m），水位降深S=15.15m，承压含水层渗透系数K按经验取15.0m/d，影响半径R=200m，突涌时坑底处渗透系数概化值K0=8.5m/d。
按大井法估算基坑涌水量Q=89000m3/d。
⑶降水井数量计算
取单井流量q=1920m3/d计，布井数量n=q=56眼，后增加了5口。
⑷承压水位降深及地面沉降预测
某观测点水位降深为群井在该点水位降深的叠加，单井流量q=1920m3/d，承压含水层渗透系数K=15.0m/d,影响半径R=200m，承压水自然水位取18.0m，含水层厚取36.0m。
利用Duplit公式计算56眼中深井同时干扰抽水情况下的承压水水位降幅满足设计要求，均满足基坑降水设计要求。
基坑开挖及降水后，承压水位降低将使基坑周边土层产生附加荷载而导致相应的地面沉降，对周边建筑物及管线设施等会构成不同程度的危害。
故对可能发生的危害程度做出正确的评估是非常必要的。
根据相关规定，估算因降水而引起的地面最大沉降量可以按下式计算：
式中
--为承压水水位下降引起的地面最大沉降量；
--取经验值～；
--为承压水下降引起土层的附近应力（kPa）；
--为土层厚度（cm）；
--为土层的压缩模量（MPa）；
经计算，降水导致基坑周边100m范围内地面沉降量20～24mm，不均匀沉降系数小于规范允许值4‰。
基坑开挖过程中，应根据挖土程序、地下室施工进度和水位动态的监测情况，合理调整降水井的开启数量，减小基坑周边水位降幅。
⑸场区降水井布置考虑的几个原则
a、必须保证基坑内每一点降水深度特别是电梯井处满足设计要求；
b、根据裙楼、主楼承台开挖深度不一的要求，合理布置；
c、尽量避开承台、地梁的位置；
d、不影响基坑及地下室结构施工，便于铺设排水管；
e、尽量减少因基坑内抽水对周边环境的不利影响。
⑹中深井结构
根据有关规范，结合成功工程经验，为满足设计降深要求，降水井必须满足以下要求，井结构详见设计大样图。
①中深降水井井深35.0m,管径Φ300，井径Φ600；
②实管与滤管同径，0～20m设壁厚δ＝4mm钢质实管，20～34m设滤管，34～35m采用钢质实管作为沉淀管；
③滤管采用穿孔、钢骨架垫层、三层包网缠丝过滤器；
④井外0～18m用粘土球封填，18～35m管外环填Φ1-3mm圆砾作为反滤层；
⑤单井抽水量为80m3/h，开泵30分后含砂量1/5万，长期运行1/10万。
⑺水位观测井
①本基坑内设置8个观测孔，孔深35.0m,管径Φ300，井径Φ600；
②实管与滤管同径，0～20m设壁厚δ＝4mm钢质实管，20～34m设滤管，34～35m采用钢质实管作为沉淀管；
③滤管采用穿孔、钢骨架垫层、包网缠丝过滤器；
④井外0～18m用粘土球封填，18～35m管外环填Φ1-3mm圆砾作为反滤层。
⑻封井措施
中深井降水完毕后，采取有效的措施封堵井孔，避免地下承压水沿井孔和井壁上涌，其措施为：
a.承台底板施工时，在管壁加焊两层止水环；
b.降水工作完成后，采取“以砂还砂，以土还土”的原则，封堵井孔，并加焊封口板。
⑼基坑侧壁隔渗
为防止基坑施工过程中基坑侧壁出现流土流砂,在支护桩外侧设置二排三头搅拌桩竖向止水帷幕。
三头搅拌桩桩径450mm，桩间距325mm,桩排间距325mm，桩长18.0m,桩顶标高-3.9m。
⑽其它
承压水控制的总体原则是尽量减少降深和缩短抽水时间，降水井的启动应根据土方开挖、基础施工和水位观测情况确定。
从基坑内抽出的地下水将通过排水支管流入市政下水管道。
土方开挖、运输、工况要求及施工注意事项
一、测量放线要求
根据施工定位图上给定的坐标和标高,建立施工现场的测量控制网。
二、土方开挖施工要求
1、在土方开挖前施工支护桩、立柱桩、高压旋喷桩和降水井,支护桩、立柱桩砼养护达到70%强度要求。
2为确保支护体系施工质量，加快施工进度，要求土层开挖与支护施工相互配合。
3土方开挖分三次进行，土方需对称均匀开挖。
第一次土方开挖深度4.0m（标高-4.90m），进行上部边坡支护和锁口梁及第一道支撑梁施工；第二次土方开挖至深度9.2m处（标高-10.1m），进行第二道支撑梁施工；第三次土方开挖至基底,进行基础施工工作。
4土方开挖宜采取机械开挖和人工开挖相结合方式，一般情况下采取机械开挖，桩间土及周边基础承台、连梁，采取人工掏挖方式，并及时砌筑砖模，确保工程桩的安全。
基坑开挖至距坑底30cm时宜改为人工清理坑底，严禁超挖。
开挖过程中严禁碰撞基坑支护体系。
5严格按设计的要求进行土方开挖，土方随挖随运，不得随意堆置在基坑周边，引起基坑边坡超载。
6在坡顶或坡底设置排水沟，做好坡面、坡底的排水防水工作。
7开挖后期,基坑边坡顶面禁止堆载。
开挖至坡底后应尽快开展基础施工，以减少基坑暴露时间。
8开挖过程中及时抽排坑底积水。
三、锁口梁、钢筋混凝土支撑梁要求
1、锁口梁及支撑梁砼强度等级采用C30，主筋通长配置，锁口梁分段施工时应保持其整体性，分段面宜设置在弯矩和剪力均较小的位置。
2、锁口梁钢筋绑扎质量，模板制作质量应符合有关规范要求。
3、锁口梁砼浇筑时，应振捣密实。
4、未尽事宜按有关规范、规定执行。
四、挂网喷射砼支护要求
1、施工按照放线→开挖→护坡→开挖…顺序逐层分段开挖分层挂网喷砼施工流程作业，支护工艺流程为:
开挖→挂网→喷射砼厚50～80mm。
2、喷射砼强度为C20，水泥:
砂:
石子=1:
2:
2。
采用级普硅水泥，水灰比～。
3、挖土必须与挂网喷射砼相结合，分层开挖，分层支护，严禁超挖。
4、钢筋网绑扎必须牢靠，喷射砼必须达到设计要求。
五、降水井要求
1.降水井位置必须由专门测量人员施放，误差小于10mm。
2.严格按《供水管井设计施工及验收规范》要求
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