普罗旺斯围护方案d专家论证版.docx
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普罗旺斯围护方案d专家论证版
嘉兴市东方·普罗旺斯二期
基坑围护设计
（专家论证修改版）
浙江省地矿勘察院
（岩土工程研究所）
二〇一〇年三月三十日
岩土工程设计资质证书
（设计证书编号：
121007-ky，发证机关：
浙江省建设厅）
嘉兴市东方·普罗旺斯二期
基坑围护设计
设计：
陈跃
制图：
陈跃
校对：
汪雄平
项目负责：
潘德来
审定：
潘德来
浙江省地矿勘察院
（岩土工程研究所）
二〇一〇年三月三十日
地址：
杭州市杭海路218号二楼
E-mail:
嘉兴市东方普罗旺斯二期
基坑围护设计
一、工程概况及周边环境
二、设计依据与设计范围
三、工程地质条件
四、围护体系方案选择
五、围护体系受力与稳定分析
六、设计与施工要求说明
七、基坑开挖监测方案
八、基坑围护应急措施
九、基坑围护设计计算书
一、工程概况及周边环境
㈠、工程概况
拟建的嘉兴市东方普罗旺斯二期工程位于嘉兴市南湖新区，长水路北侧、文贤路南侧、富润路东侧、中环东路西侧，本次拟建的二期工程东侧紧临已建的一期工程（三层的低层别墅区），本二期工程规划建造10幢32层高层住宅楼、1幢2层沿街商铺和会所及社区服务中心、1幢2层幼儿园及一层地下车库，地上总建筑面积260939㎡，地下总建筑面积㎡，塔楼基础采用预应力混凝土方桩基础，地下车库基础采用预应力混凝土管桩基础。
本建筑工程由东南大学建筑设计研究院设计，浙江大学建筑设计研究院承担工程地质勘察。
本工程±相当于黄海高程，自然地面相对标高约为。
一区地下车库底板垫层底标高为（已包括150厚C15素砼垫层和100厚碎石垫层，下同），塔楼处条基垫层底标高。
二区地下车库底板垫层底标高为，南侧133#和134#塔楼条基垫层底标高,其余塔楼处承台垫层底标高。
基坑实际开挖深度：
地下车库按基坑底板垫层底计为和，塔楼处按条基垫层底为、和，塔楼内电梯井“坑中坑”相对开挖深度～，基坑周边约1600延长米。
㈡、周边环境
本工程建筑场地属长江三角洲冲湖积平原，地貌单一，场地原为农田、农民住宅、果园、高地、河流堤岸，场地内现原有房屋均已拆除、场地现状为荒地，场地西侧为已建富润路，场地北侧为已建文贤路，场地南侧和东侧为河流，河流宽度13～24m，水深一般为～，河流两侧河岸均为泥质河岸。
基坑边坡上坎线东侧为一期工程，距已建的三层低层别墅3～9m；基坑边坡上坎线南侧距用地红线（以下简称红线）0～1m，红线外为河流；西侧距用地红线最近处，红线外为富润路；北侧距用地红线～27m，红线外为文贤路。
二、设计依据与设计范围
㈠、设计范围
本方案设计为嘉兴市东方普罗旺斯二期基坑围护设计，内容涉及该围护工程的方案选择，围护结构的受力和稳定性分析，围护结构的具体做法和设计图，以及基坑开挖监测方案和应急措施等。
㈡、设计依据
1、本工程的《岩土工程勘察报告（详勘）》；
2、本工程的《总平面图》、《一区地下室桩基结构》、《二区地下室承台及底板平面布置图》、《承台详图》等有关本工程建筑和结构设计图纸；
3、建设部标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；
4、冶金部标准《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；
5、中国工程建设标准化协会标准《基坑土钉支护技术规程》（CECS96:
97）；
6、浙江省标准《建筑基坑工程技术规程》（DB33/T1008-2000、J10036-2000）；
7、国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）；
8、浙江省标准《建筑地基基础设计规范》（DB33/1001-2003、J10252-2003）；
9、国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）。
三、工程地质条件
㈠、地层土质特性
根据本工程的《岩土工程勘察报告》，基坑围护可能影响范围内的场地土层结构自上而下分述如下：
第①2层素填土：
灰褐色、灰黄色、深灰色，主要由粘性土组成，含大量有机质和植物根系，夹少量碎石砖块，部分为建筑垃圾，本层土结构松散，性质差，下部性质趋好。
层厚～米，全场分布。
第②层粉质粘土：
褐黄色、灰黄色，可塑～软塑，饱和，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，具中偏高压缩性，具有上硬下软特征，该层土工程力学性质一般，属表部硬壳层，场地内分布稳定，层厚～米。
第③层淤泥质粉质粘土：
灰色，流塑，底部为软塑，饱和，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，具高压缩性，含较多有机质和半腐烂植物根茎，夹少量贝壳碎片，物理力学性质较差场地内分布稳定，层厚～米。
第④1层粘土：
灰绿色、褐黄色，可塑～硬塑，饱和，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高，具中等压缩性，含较多铁锰质氧化结核，厚层状构造，该层土工程力学性质较好，场地内分布稳定，层厚～米。
第④2层粉质粘土：
灰黄色，可塑～软塑，饱和，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，具中等偏高压缩性，含铁锰质氧化斑纹及斑点，与④1同属区域第一硬土层，场地内分布稳定，层厚～米。
第④3层砂质粉土：
灰黄色、褐黄色，湿、中密，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低，具中等压缩性，含大量铁锰质氧化斑块，与④1和④2层同属区域第一硬土层，场地内分布稳定，层厚～米。
基坑开挖深度影响范围内土层主要物理力学性质指标见下表所示：
土层主要物理力学性质指标表
层号
土层名称
含水量
（ω%）
容重
（γ、kN/m3）
孔隙比
（e0）
液性
指数
（IL）
压缩
模量
（MPa）
抗剪强度指标
（固快）
地基承载力
特征值
（fakkPa）
c（kPa）
（°）
①2
素填土
（10）
（15）
②
粉质粘土
（25）
91
③
淤泥质
粉质粘土
（13）
（6）
62
④1
粘土
（35）
（15）
160
④2
粉质粘土
（27）
（10）
120
④3
砂质粉土
（6）
（28）
200
注：
抗剪强度指标采用固结快剪指标，括号内为设计经验值。
㈡、水文地质简况
场地浅部地下水属孔隙潜水，赋存于浅部土层中，勘察期间地下水位埋深～米，地下水位受大气降水和地表水影响，随季节和气候变化而升降，一般年变幅为～米。
场地深部地下水属承压水，赋存于④3砂质粉土，稳定水位标高为黄海，场地内第一硬土层（粘土和粉质粘土层），均属性质较好的隔水层，一般情况下场地承压水对本工程基坑开挖影响不大，但基坑塔楼内部电梯井开挖深度较深，应考虑其不利影响并做好降水应急措施。
四、围护体系方案选择
㈠、基坑围护特点
本基坑围护具有如下特点：
1、基坑开挖面积较大；
2、基坑开挖深度为～6.55m，基坑安全等级为二级；
3、基坑开挖范围内浅部和深部土质较好，中部存在软土（淤泥质粉质粘土）层。
㈡、围护体系方案的选择
可以考虑采用以下几种围护方案：
大放坡开挖，土钉墙围护，水泥搅拌桩土钉墙复合围护、钻孔排桩围护等形式。
综合考虑本基坑的开挖深度、工程地质条件、周围环境等因素，参照类似工程经验，基坑边坡采用如下组合围护形式：
1、基坑四周采用土钉墙围护；
2、塔楼内部电梯井处采用放坡开挖；
3、基坑降排水采用地表和坑内明沟加集水坑排水方案。
五、围护体系受力及稳定分析
围护体系受力、变形与稳定分析采用理正深基坑支护结构设计软件版。
计算时一般考虑了15kPa的均布荷载,基坑南侧河道边考虑了10kPa的均布荷载，基坑北侧文贤路一侧考虑了20kPa的均布荷载。
六、设计与施工要求说明设计
㈠、土钉墙围护施工说明
1、土钉墙面层采用喷射混凝土，强度等级为C20。
喷射混凝土采用干喷法，宜分二层施工，基坑边坡土体稳定时可一次喷射施工。
3、在喷射混凝土施工中，可根据坑壁土层含水量及土方开挖速度，必要时添加2～5%的速凝剂。
加水量以回弹量最小为准。
4、土钉注浆材料采用纯水泥浆，水灰比为。
水泥浆应搅拌均匀，随拌随用。
终止压力不小于。
水泥采用强度为的普通型或早强型硅酸盐水泥，锚管水泥注浆量≥20kg/m。
5、土钉采用打入式注浆锚管，锚管制作：
Φ48×钢管前端敲成扁平状，管身上每隔50cm设两个φ8mm注浆孔，便于注入水泥浆液，孔洞从离边坡面1.5米处开始设置，直至管底。
在管身孔洞靠前端侧焊上角铁切片（L30×30×或用钢管斜向切割下的铁片，避免泥土挤入孔洞。
打入角向下10°。
遇地下障碍物时土钉位置和角度可每当调整。
6、钢筋网片采用φ＠250×250单层满布。
7、土钉头（或锚管头）相互连接：
均用2Φ14钢筋横向焊接，并和钢筋网相焊接。
8、应根据实际情况在坡面的素填土与粉质粘土交界处设置泄水孔（水平间距约2m），插入φ50mmPVC塑料短管。
㈡、水泥搅拌桩
1、水泥搅拌桩水泥掺入量为15%，28d无侧限抗压强度≥。
2、水泥采用强度为的粉煤灰或矿碴硅酸盐水泥（下同），根据实际情况必要时外加早强剂为氯化钙（CaCl2），掺入量为水泥重量的%。
3、应采用“两下两上”、两次喷浆复搅，水泥浆液水灰比～，提升速度≤0.8m/min。
㈢、降水及排水
1、基坑开挖深度范围内土层属弱透水层土，降排水采用地表和坑内明沟加集水坑排水方案。
2、基坑外侧挖300×400断面水槽（砖砌或喷射砼），每隔30米设一只集水坑，及时将地表积水排走。
3、基坑内侧，可利用基坑四周已施工好垫层和砖胎模的地梁和承台，作为排水沟和集水坑，及时将坑内积水排走，保持坑内作业面及坑底干燥。
4、因深部④3砂质粉土层中地下水属承压水，坑底承台或电梯井开挖若发现渗水或流砂时，应立即停止开挖，加插井点管或增设短管井辅助降低承压水水头，止住渗水或流砂后再开挖。
㈣、基坑开挖
为了便于施工及有利于边坡稳定，土层需分层、分段开挖，第一层深约，其它各层高度为。
分段长度一般15～20m，可视具体情况作适当调整。
下层土在上层土喷锚网围护施工后一天半（至少36小时）才可继续开挖。
一定要严格按照喷锚网围护的要求深度和长度进行开挖，绝对不能超挖。
基坑开挖过程中应注意工程桩的保护，挖土过程中挖土机铲斗不得敲击、碰撞工程桩桩头。
坑底留300mm余土采用人工清理，挖土至基坑底后，应立即进行垫层施工，垫层做到坡脚边。
㈤、土方开挖施工要求
1、施工单位应编制详细可行的土方开挖施工方案，并组织组织专家进行论证审查。
施工现场临时设施、建材堆放场地、土方运输通道应合理布置，避免对围护体系造成不利影响。
2、土方开挖施工前应对基坑边地下管线进行详细调查，并制订地下管线保护方案。
3、在基坑开挖过程中，应根据监测信息及时调整挖土程序，开挖过程中要严格遵循“大基坑、小开挖”的原则进行。
4、基坑开挖过程中应注意工程桩的保护，挖土过程中挖土机铲斗不得敲击、碰撞工程桩桩头。
5、坑底留300mm余土采用人工清理，挖土至基坑底后，应立即进行垫层施工，垫层做到坡脚边。
坑底无垫层暴露时间不超过24小时。
㈥、基坑回填
在地下室外墙与基坑侧壁间隙回填土前，应排除积水，清理虚土和建筑垃圾，填土应按设计要求选料，分层夯实，对称进行。
㈦、其它要求
1、施工前应对周边建筑物、道路及地下管线再进行一次全面调查，对建筑物和道路已有裂缝应照相留存。
2、基坑挖土施工放样应结合建筑和结构施工图进行，若本设计基坑定位尺寸与建筑或结构施工图有矛盾时，应以建筑或结构施工图为准，并及时与我方联系。
3、基坑边四周临空面应设钢管材料安全护栏，施工人员上下基坑处设置固定梯子。
4、基坑开挖前应由总包方、围护施工方等共同制定挖土和运土路线，指定挖土机及运土车辆的进出口，制定严格的现场监督制度，控制挖土施工进度。
5、严禁在基坑边6m范围内超载（设计限值≤15kPa），严禁堆土和建筑材料。
6、根据建设部建质[2009]87号文件《关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知》，本基坑土方开挖前，施工单位必须编制"专项安全施工方案"，组织专家进行论证审查，并报政府有关部门批准、备案。
7、基坑坡顶边4m范围内的砖砌围墙建议改为轻质围栏或采取可靠措施进行加固。
8、土钉超用地红线事宜请建设单位到建设主管部门审批。
七、基坑开挖监测方案
基坑开挖围护是一项风险性较大的地下工程，在基坑开挖整个过程中进行全过程监测，实行信息化管理，对指导开挖施工确保安全是很有必要的，而且是非常重要的。
1、应对基坑周边15米范围内的所有建筑物（含道路）以及有关地下管线进行沉降监测，每座建筑物或每条地下管线至少设置四个观测点，具体设置现场确定。
2、深层土体水平位移观测孔：
在基坑边坡外侧按图示布置测斜管，侧向位移在基坑开挖过程中是很敏感的，是确定围护体系是否安全的一个重要数据。
3、地面常观沉降观测点：
基坑四周每15m布置一个。
应设监测点对基坑南侧河道水位进行监测。
4、土钉试验拉拔极限标准值淤泥质土中暂按锚杆长度4kN/m计，待试验单位确定后具体商定。
5、基坑监测预警指标：
⑴、水平位移值达到40mm，或位移速率达3mm/d，连续3天，或单日位移5mm；
⑵、地面沉降值达到30mm，或沉降速率达3mm/d，连续3天，或单日沉降5mm；
6、基坑围护及天然气管线监测须由专业的监测单位进行，并及时将监测资料反馈围护设计方，以便及时分析处理。
7、施工阶段每天监测1次，非正常情况下增加观测次数；基坑底板浇筑完成后与监测值相对稳定时，可适当降低监测频率。
监测应进行到地下室外墙土方回填为止。
8、每天的观测数据应绘制成相关曲线，如位移沿深度的变化曲线，位移及沉降随时间的变化曲线等，根据其发展趋势分析整个基坑的稳定情况，以便及时采取安全措施。
9、施工中每天有专人收听气象预报，提早做好预防大瀑雨等恶劣天气的准备。
应特别加强雨天和雨后的监测，以及对各种能危及围护安全的水害来源进行仔细观测，严防坑外水流入坑内。
10、本基坑施工和使用期内，每天均应由专人进行巡视检查。
巡视检查内容为开挖后的土质情况与勘察报告有无差异、施工工况是否符合设计要求、周边地面道路有无裂缝沉陷、周边管线有无破损泄漏、基坑周边地面有无超载、场地地表水地下水排放是否正常、监测点是否完好等。
11、巡视检查以目测为主，可辅以锤、钎、量尺、放大镜等工具以及摄像、摄影等设备进行。
12、对自然条件、支护结构、施工工况、周边环境、监测设施等的巡视检查情况应做好记录，检查记录应及时整理，并与仪器监测数据进行综合分析。
13、巡视检查如发现异常和危险情况，应及时通知建设方、设计方及其他相关单位。
八、基坑围护应急措施
围护工程极为复杂，影响安全的因素很多，必须随时做好应付可能出现的不利情况，确定合适的应急措施。
1、现场应备有应急措施用材料及设备，如水泥、钢管、钢筋、注浆机、潜水泵、轻型井点设备、编织袋等；
2、在基坑开挖施工过程中，如局部位移量过大，可采取加密和加长土钉、增打超前锚管或松木桩、局部放坡卸土等方法解决。
3、如坡顶附近地面出现裂缝，应及时采用水泥浆灌浆修补，防止地表水渗入。
4、坑底承台或电梯井开挖若发现渗水或流砂时，应立即停止开挖，加插井点管或增设短管井辅助降低承压水水头，止住渗水或流砂后再开挖。
5、如出现其他异常情况，应及时通知相关部门，以便采取有效的应急措施。
九、基坑围护设计计算书
㈠、1-1剖面计算结果
验算项目:
[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：
（m）
基坑内地下水深度：
（m）
基坑外地下水深度：
（m）
基坑侧壁重要性系数：
土钉荷载分项系数：
土钉抗拉抗力分项系数：
整体滑动分项系数：
[坡线参数]
坡线段数3
序号水平投影（m）竖向投影（m）倾角（°）
1
2
3
[土层参数]
土层层数5
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素填土分算
2粘性土合算
3淤泥质土合算
4粘性土合算
5粘性土合算
[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满布均布
[土钉参数]
土钉道数3
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
1801D16
2801D16
3801D16
[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：
[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
10
21
31
2
41
2
3
[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）
1
2
3
4
[外部稳定计算结果]
重力:
（kN）
重心坐标:
（,）
超载:
（kN）
超载作用点x坐标:
（m）
土压力:
（kN）
土压力作用点y坐标:
（m）
基底平均压力设计值（kPa）<
基底边缘最大压力设计值（kPa）<*
抗滑安全系数:
>
抗倾覆安全系数:
>
㈡、2-2、2a-2a剖面计算结果
验算项目:
[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：
（m）
基坑内地下水深度：
（m）
基坑外地下水深度：
（m）
基坑侧壁重要性系数：
土钉荷载分项系数：
土钉抗拉抗力分项系数：
整体滑动分项系数：
[坡线参数]坡线段数5
序号水平投影（m）竖向投影（m）倾角（°）
1
2
3
4
5
[土层参数]土层层数6
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素填土分算
2粘性土合算
3淤泥质土合算
4粘性土合算
5粘性土合算
6粉土分算
[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）形式长度（m）
1满布均布
[土钉参数]土钉道数5
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
1801D16
2801D16
3801D16
4801D16
5801D16
[花管参数]
基坑内侧花管排数0基坑内侧花管排数2
序号横向间距（m）纵向间距（m）入射角度（度）钻孔直径（mm）长度（m）发挥系数抗拉力（kN）
1600
2600
[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：
[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
10
21
31
2
41
2
3
51
2
3
4
61
2
3
4
5
[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）
1
2
3
4
5
6
[外部稳定计算结果]
重力:
（kN）
重心坐标:
（,）
超载:
（kN）
超载作用点x坐标:
（m）
土压力:
（kN）
土压力作用点y坐标:
（m）
基底平均压力设计值（kPa）<
基底边缘最大压力设计值（kPa）<*
抗滑安全系数:
>
抗倾覆安全系数:
>
㈢、3-3、4-4剖面计算结果
验算项目:
[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：
（m）
基坑内地下水深度：
（m）
基坑外地下水深度：
（m）
基坑侧壁重要性系数：
土钉荷载分项系数：
土钉抗拉抗力分项系数：
整体滑动分项系数：
[坡线参数]坡线段数3
序号水平投影（m）竖向投影（m）倾角（°）
1
2
3
[土层参数]土层层数6
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素填土分算
2粘性土合算
3淤泥质土合算
4粘性土合算
5粘性土合算
6粉土分算
[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）形式长度（m）
1满布均布
[土钉参数]
土钉道数4
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
1801D16
2801D16
3801D16
4801D16
[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：
[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
10
21
31
2
41
2
3
51
2
3
4
[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）
1
2
3
4
5
[外部稳定计算结果]
重力:
（kN）
重心坐标:
（,）
超载:
（kN）
超载作用点x坐标:
（m）
土压力:
（kN）
土压力作用点y坐标:
（m）
基底平均压力设计值（kPa）<
基底边缘最大压力设计值（kPa）>*
抗滑安全系数:
>
抗倾覆安全系数:
>
㈣、5-5剖面计算结果
验算项目:
[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：
（m）
基坑内地下水深度：
（m）
基坑外地下水深度：
（m）
基坑侧壁重要性系数：
土钉荷载分项系数：
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