基坑支护方案.docx
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基坑支护方案
第一部分方案设计综合说明
一、工程概况
**市**区行政中心工程由**区旧城改造项目建设指挥部筹建，拟建场地位于**市**区招贤大道以西，规划二路和规划三路之间。
拟建物为5层建筑物，局部9层；采用人工挖孔桩基础，框架剪力墙结构，设地下室二层。
地下室基坑开挖深度为8米。
二、周边环境条件
本基坑工程主要为地下室坑壁支护，地下室开挖深度为8米。
基坑周边环境较好，各段均距既建有建筑物较远。
但基坑开挖深度为8米左右，地层大部分为回填土，边坡稳定性较差。
为此该必须采取有效的安全支挡措施，确保基坑的安全。
三、工程水文地质条件
（一）工程地质条件
拟建场地地貌属山前盆地地貌，地势较平坦，原地势较低，现填平，现场地地面高程为37.97～38.71米，最大高差为0.74米。
根据核工业**工程勘察院提供的岩土工程勘察报告，场地主要岩土层自上而下叙述如下：
①素填土：
上部为黄色，黄褐色，松散，稍湿，主要由全风化片麻岩岩粉所填，局部夹强风化片麻岩岩块和碎砖，下部为灰色充填物，主要成分为泥夹砂，松散，饱和。
该层层厚为5.0～6.8m，全场分布。
②粉质粘土：
分布于全场地。
灰.灰黄色为主局部黄褐色，呈可塑状。
干强度中等，无摇震反应，切面稍有光泽，层顶埋深5.0～6.8米，层厚0～2米。
③粗砂：
灰色，稍密，饱和，颗粒矿物成分只要为石英.长石风化物，顶部少量细沙，底部含少量石英角砾，层顶埋深5.7～7.6米，层厚0.2～2米。
全场分布。
④卵石：
白色为主，间夹灰色，灰黄色，中密，饱和，主要矿物成分为石英，极配差，1-3CM颗粒占50%以上，砾径大者达6CM，磨圆度差。
充填物主要为中粗砂，层厚0.30～0.90M，层顶埋深7.60～8.30M。
全场分布。
⑤全风化片麻岩：
全场地分布。
灰色。
褐黄色，风化剧烈，原岩结构基本破坏，尚有残余结构强度，芯呈砂土装，手捻易散，干钻可钻进，用镐可挖，岩体破碎，岩体基本质量为V级，为见洞穴，层顶埋深8.2～8.90m，层厚6.30～7.30m。
⑥强风化片麻岩：
褐黄色.灰黄色，风化剧烈，原岩结构大部分破坏，风化裂隙很发育，岩芯呈半土状岩状。
碎块状，干转不易转进，用镐可挖，岩体破碎，岩体基本质量为V级，无洞穴，揭穿层厚2.00～5.1米，层顶埋深15.00～15.80m，层底高程22.57～23.55米。
全场分布。
（二）水文地质条件
该场地勘察时地下潜水主要赋予填土的底部，稳定水位略高于初见水位，稳定水位埋深一般为4.70～6.80米，稳定水位高程一般为31.49～33.61米，水量一般，水位年变化幅度1.0～2.0米，场地地下水主要受大气降水及地表水补给。
四、基坑支护设计参数
基坑支护设计参数
层
号
岩土名称
重度
抗剪强度标准值
土体与锚固体粘结强度特征值
岩石与锚固体粘结强度特征值
r
KN/m3
C
（kpa）
φ
（度）
frb
（kpa）
frb
（kpa）
①
杂填土
18.0
8
10
18.0
--
②
粉质粘土
19.1
11.9
12.7
60.0
--
③
粗砂
20.0
0
25.0
80.0
--
备注
表内数据依据<岩土工程勘察报告》及《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）查得；
五、设计依据
1、本工程的岩土工程勘察报告。
2、地下室建筑基础平面图等。
3、有关设计计算规范及规程：
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
④《基坑土钉支护技术规程》（CECS96:
97）
⑤《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）
⑥《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）
⑦《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）
⑧《理正岩土计算软件》（北京理正软件设计研究院）
六、设计思路
1、结合本工程地质、环境、挖深等诸方面因素；
2、为基坑土方开挖、地下室施工创造一个安全干燥的施工条件；
3、参照类似边坡支护工程的成功经验；
4、考虑基坑离局部周围环境较好，以控制基坑本身的“位移变形”来进行支护设计。
七、支护方案选型
综合考察现场的周边环境及岩土层组合等条件，根据建设单位对基坑支护工程的具体要求，为尽可能避免基坑开挖对周围道路及建筑物的影响，本着“安全可靠，经济合理，技术可行，方便施工”的原则，经过细致分析、计算和方案比较，对基坑边坡采用土钉墙支护方案是比较经济合适的。
土钉墙支护结构具有经济性好、施工方便、施工工期短、安全可靠等优点，目前已在许多基坑工程中取得了成功的经验。
该支护结构型式具有如下特点：
1、基坑开挖作业面宽敞，施工速度快，施工工期短。
由于基坑内无支撑等障碍物，基坑开挖时能全面铺开作业，大型施工挖土机具，运输车辆均能直接下坑作业。
土钉墙施工与基坑挖土同时进行，交叉作业，边开挖边支护。
2、支护结构造价低，经济性好。
土钉墙是较经济的一种支护结构型式。
3、土钉墙施工设备轻便，方法简单，对场地适应性强，无需大型、复杂设备。
施工所占场地小，对周围环境干扰少，施工噪音小，无振动，施工文明。
4、土钉墙支护结构有较好柔性，自重轻，能承受较大变形，并具有良好抗动荷载的能力。
5、在基坑开挖过程中，可根据现场情况和测试结果，随时调整土钉间距和长度或采取加固措施，保证基坑顺利开挖。
为此，本基坑采用土钉墙支护。
八、支护方案说明
（一）土钉墙支护
1、坡高：
8米；
2、放坡坡率：
1：
1.25
3、土钉布设：
A、垂向布设：
共分六排
第一排：
距地面0.5米，土钉长度6.00米，与水平夹角15度；
第二排：
距地面2.0米，土钉长度4.50米，与水平夹角15度；
第三排：
距地面3.5米，土钉长度4.50米，与水平夹角15度；
第四排：
距地面4.50米，土钉长度4.50米，与水平夹角15度；
第五排：
距地面6.00米，土钉长度3.50米，与水平夹角15度；
第六排：
距地面7.50米，土钉长度3.00米，与水平夹角15度；
B、水平布设
土钉水平间距为1.50米，上下层分别错开呈梅花形。
4、土钉定位及成孔：
土钉长度为6.00-3.00米，土钉按设计要求采用钢卷尺定位，孔距允许偏差为10mm。
土钉采用风动冲击器成锚，土钉采用Ф48×2的钢管制作，管头2m范围内每隔0.5m对称钻一组φ5mm孔，每组错开90°。
5、土钉注浆：
土钉施工结束后，然后采用压力注浆，注浆浆液采用水灰比为0.38-0.50的纯水泥浆（强度为M15），必要时掺入适量的膨胀剂和速凝剂，注浆压力为0.20-0.50Mpa。
确保孔内浆体饱满。
6、坡面挂网：
网筋采用φ6.5Ⅰ级钢制作，构造尺寸为@250mm×250mm，网筋加强筋采用Ф14Ⅱ级螺纹钢，沿水平向及斜向交叉布设，网筋及加强筋与土钉牢固焊接，钢筋网上下网片搭接长度为300mm。
7、混凝土面层：
采用C20细石混凝土，喷射法施工，面层厚度为80-100mm。
喷砼终凝2小时后，喷水养护5-7天。
8、坡顶加固及散水
坡面网筋反铺至坡顶地面长度为1500mm，钢筋网边缘设置锚固筋。
网片加强筋与锚固钢筋焊接牢固，锚固筋长度为1000mm，采用Ф48钢管制作。
为防止雨水及施工用水流入基坑内部，坑顶应铺设散水坡面。
散水坡采用C20砼浇筑，宽度1500mm，坡度宜为3％左右。
9、基坑内外排水
对于地表处的雨水、施工用水，在基坑边设排水沟截流，引至下水管道的方法解决。
具体做法是：
在基坑边设置贯能通的地面排水沟，并在沿排水沟一定距离处设置集水井。
将地面雨水、污水集中后，排入下水管道。
基坑内根据现场施工情况设纵横排水沟，并每隔20m左右设坑底集中排水井，做好基坑内外有组织的排水工作。
排水沟与基坑下坎线的距离应不小于0.3m。
另外，在基坑边坡上还应设置PVC排水管排出坑壁积水，排水管采用PVC管制作，埋设角度为5-15°。
排水管具体数量可根据现场情况调整。
九、基坑工程现场监测及应急措施
本支护工程开挖深度较大，因此除进行安全可靠的支护体系设计、施工外，尚应进行现场监测，做到信息化施工。
（一）基坑工程现场监测
基坑支护体系随着开挖深度增加必然会产生侧向变位，关键是侧向变位的发展趋势如何。
一般支护体系的破坏都是有预兆的，因而进行严密的基坑开挖监测非常重要。
通过监测可及时了解支护体系的受力状况，对设计参数进行反分析，以调整施工参数，指导下步施工，遇异情可及时采取措施。
应该说，基坑开挖监测是保证基坑安全的一个重要措施。
本基坑建议监测内容主要为基坑开挖过程中基坑周边土体的深层水平位移观测、基坑周围市政设施及建筑物沉降观测。
1、基坑水平位移及沉降监测
土方开挖前根据设计要求及基坑周边环境设置若干个水平位移和沉降观测点，控制点要视线畅通，易于保护，监测点位置能体现基坑的变形特征。
监测间隔时间：
基本按设计要求，应在每一层土方开挖前后观测一次；基坑施工期间每天监测一次；地下室回填前每周监测不少于两次。
但如果出现这种情况：
侧向位移的绝对值或位移增长速率明显趋于增大，应加密监测次数，监测结果供基坑施工参考。
2、基坑周边市政设施和建筑物的沉降监测
在基坑工程中，基坑开挖是卸荷的过程，随着基坑内土休开挖，坑内外形成一个压力差，因而在变形明显的部位及敏感部位布设沉降监测点。
监测间隔时间：
基坑施工期间每天监测不少一次；地下室回填前每周监测一次；但如果出现这种情况：
垂直位移的绝对值或位移增长速率明显趋于增大，应加密监测次数，及时提供数据，供施工参考。
3、基坑工程监测须由专业的监测队伍进行，并委托有资质的监测单位编制监测专项方案，经设计、监理和业主等共同认可后实施。
方案应包括监测项目、监测目的、测试方法、测点布置、监测项目报警值、信息反馈制度和现场原始状态资料记录等内容。
（二）应急措施
1、切实加强基坑施工期间的变形监测工作，包括围护体系自身的稳定性和对周边环境影响的程度两个方面；
2、当任何监测对象的允许位移值达到警戒值时，必须立即停止施工，分析原因，及时采取相应对策，可采用加长、加密土钉及放慢挖土速度的方法处理；
3、在基坑开挖过程中，施工单位应编制合理的挖土方案，规定运输车辆的行走线路，场地内应备有一台挖土机可以随时调用，以便于应急抢险时及时调用；
4、火警电话119，急救电话120，报警电话110。
十、基坑边坡支护工程质量检验及验收
1、边坡支护工程质量检验
本边坡支护工程安全等级为二级，因此严把边坡支护工程质量关至关重要；以下对各工序质量检验要点简述如下：
（1）严把边坡支护结构的原材料质量检验：
工程原材料进场时应具有原材出厂合格证明，并对材料进行二次抽检测试、并对土钉浆体和混凝土进行配比试验。
（2）土钉的质量检验：
土钉施工时应严格按设计图纸要求进行，锚固体灌浆强度达到设计强度的90%后，应对土钉进行试验，每种土钉试验数量均不应少于3根，土钉最大试验荷载不宜超过土钉杆体承载力标准值的0.9倍。
（3）喷射混凝土护壁厚度和强度检验：
面层护壁厚度检测可用凿孔法或钻孔法进行检验，孔数量为每100m2抽检一组。
芯样直径为100mm时，每组不应少于3个点；芯样直径为50mm时，每组不应少于6个点。
厚度平均应不小于设计厚度。
直径100mm芯样加工后，其抗压强度试验值可用作混凝土强度等级评定，直径为50mm，芯样经加工后，其抗压强度试验结果的统计值，可供混凝土强度等评定参考。
2、边坡支护工程质量验收
边坡支护工程质量验收应包括下列资料：
（1）施工记录和竣工图；
（2）基坑工程与周边建筑物位置关系图；
（3）原材料出厂合格证明，场地材料复检报告或委托试验报告；
（4）混凝土强度试验报告、砂浆试块抗压强度等级试验报告；
（5）基坑工程和周边建筑物监测报告；
（6）各工序质量验收记录；
（7）设计变更通知、重大问题处理文件和技术洽商记录。
第二部分支护结构计算说明
一、计算方法
1、按《建筑边坡工程技术规程》（GB50330-2002）和《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）有关章节进行计算。
2、基坑侧壁安全等级为二级，重要性系数γo=1.2。
采用圆弧滑动法，边坡稳定性系数计算公式：
KS=∑Ri/∑Ti
Ni=（Gi+Gbi）cosθi+Pwisin（αi-θi）
Ti=（Gi+Gbi）sinθi+Pwicos（αi-θi）
Ri=Nitgφi+cili
式中KS----边坡稳定性系数；
ci----第i计算条块滑动上岩土体的粘结强度标准值（kPa）；
φi----第i计算条块滑动上岩土体的内摩擦角标准值（0）；
li----第i计算条块滑动面长度（m）；
θi，αi----第i计算条块底面倾角和地下水位面倾角（0）；
Gi----第i计算条块单位岩土体自重（kN/m）；
Gbi----第i计算条块滑体地表建筑物的单位宽度自重（kN/m）；
Pwi----第i计算条块单位宽度的动水压力（kN/m）；
Ni----第i计算条块滑体在滑动面法线上的反力（kN/m）；
Ti----第i计算条块滑体在滑动面切线上的反力（kN/m）；
Ri----第i计算条块滑动面的抗滑力（kN/m）；
3、计算软件：
采用理正岩土设计软件进行计算。
二、基坑支护体系计算分析内容
1、土钉强度、长度验算；
2、基坑边坡整体抗倾覆稳定验算；
3、基坑边坡整体抗滑移稳定验算；
4、基坑边坡外部整体稳定验算。
三、计算书
本边坡支护工程计算严格控制周围环境变形和边坡稳定性，并本着技术安全、经济合理的设计理念，严格按照《建筑边坡工程技术规程》和《建筑基坑支护技术规程》中的有关基坑支护结构设计要求进行。
以下为钻孔灌注桩和土钉墙支护计算如下：
1、基坑计算书
----------------------------------------------------------------------
设计项目:
----------------------------------------------------------------------
[设计条件]
----------------------------------------------------------------------
[基本参数]
所依据的规程或方法：
石家庄一土钉法
基坑深度：
8.000（m）
基坑内地下水深度：
6.800（m）
基坑外地下水深度：
6.800（m）
基坑侧壁重要性系数：
1.000
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（°）
11.5541.500040.0
[土层参数]
土层层数3
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6.50018.020.08.010.018.018.0合算
2粘性土1.00020.118.011.922.760.060.0分算
3粗砂2.00020.018.00.025.080.080.0分算
[超载参数]
超载数2
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20.000
2局部均布350.0002.0002.00010.446条形
[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）
11.5000.50015.0100
21.5001.50015.0100
31.5001.50015.0100
41.5001.00015.0100
51.5001.50015.0100
61.5000.50015.0100
[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
[坑内土加固参数]
厚度（m）宽度（m）重度（kN/m~3）饱和重度（kN/m~3）粘聚力（kPa）内摩擦角（度）
2.0006.00018.00018.00020.00030.0
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）
11.70049.80
23.10050.511.1271.127
（2）0.81.1
34.50050.811.9831.983（3）0.81.1
21.0511.051（3）0.00.0
46.00051.012.8952.895（4）0.81.1
21.9671.967（4）0.00.0
31.1071.107（4）0.00.0
57.50051.013.8153.815（5）0.81.1
22.8882.888（5）0.00.0
32.0282.028（5）0.00.0
43.5933.593（5）24.233.3
[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
11.155-3.03214.3646.211
22.337-8.21118.97414.575
16.000
32.175-9.11218.59415.858
14.500
24.500
41.969-9.59817.90916.722
14.5000
24.5000
34.5000
51.651-8.56816.21415.893
14.5000
24.5000
34.5000
43.5000
61.622-20.48827.88433.486
13.500
23.500
33.500
43.000
53.000
[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
122.636.7235.31D18254.34
220.632.5225.21D18254.34
318.226.8245.71D18254.34
422.636.7235.31D18254.34
520.632.5225.21D18254.34
618.226.8245.71D18254.34
[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
[计算结果]
编号深度范围荷载值（kPa）轴向M（kN.m）As（mm^2）实配As（mm^2）
10.001.408.2x0.593188.6（构造）141.4
y0.593188.6（构造）141.4
21.402.8016.7x1.204188.6（构造）141.4
y1.204188.6（构造）141.4
32.804.2031.7x2.285188.6（构造）141.4
y2.285188.6（构造）141.4
[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:
200.0（kPa）
抗水平滑动安全系数：
1.200
抗倾覆安全系数：
1.300
[外部稳定计算结果]
重力:
646.7（kN）
重心坐标:
（5.370,2.763）
超载:
-71.1（kN）
超载作用点x坐标:
23.412（m）
土压力:
171.5（kPa）
土压力作用点y坐标:
1.972（m）
基底平均压力设计值100.5（kPa）<200.0
基底边缘最大压力设计值166.9（kPa）<1.2*200.0
抗滑安全系数:
1.786>1.300
抗倾覆安全系数:
12.777>1.600
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