基础支护方案王保其.docx
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基础支护方案王保其
基坑支护方案
一、编制依据
1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99。
2、《建筑桩基技术规范》JGJ94-94。
3、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001。
4、武汉市建筑设计院设计的全套图纸。
5、河北省建设勘察研究院2002年12月提供的《河北省广播电视培训中心岩土勘察报告》。
二、工程概况
广电综合业务楼工程，建筑占地面积3270m2，由四层裙房及十六层主楼组成，设二层地下室，地面以上为20层，建筑高度为90.1m，总建筑面积为39858m2，主体结构采用框架剪力墙结构。
本工程设二层地下室。
二层地下室面积1116m2，长自1轴-14轴53.6m，宽从A轴-D轴20.6m，开挖深度为-12.050m，一层地下室长从A轴-L轴71.6m，宽从1轴-14轴53.6m，开挖深度为-5.330m。
见图1平面图见图2剖面图
因设计二层地下室基底地坪为-12.050m，北侧一层地下室基底标高为-5.33m，南侧、西侧没有施工场地，而且南侧面1-14轴、西侧、东侧A-D轴为深边坡，为确保基础稳定不变形，保证安全施工，需进行边坡加固措施。
三、周边环境
工程位于建华南大街省电视台院内，南临市人大住宿楼20米，西侧距原有建筑物距离10米，北侧为电视台主楼距离25米，东侧为施工区。
四、地质情况
1、本工程±0.000相当于黄海高程系统绝对标高69.550m。
2、本工程基础为人工挖孔扩底，灌注混凝土桩。
3、该场地地下水位埋深在38.5m左右，地质报告判为不液化层，拟建场地为非湿陷性地基。
4、场地土层的分布及野外特征表，分述如下：
（见表）
场地土层的分布及野外特征表分述如下：
土层
序号
土层名称
层面埋深
层厚
（m）
Fk
（kpa
Es
（Mpa）
扩底桩
状态
湿度
qm
（Kpa）
Qpk
（Kpa）
（2）
粉质粘土
1.5-2.0
0.4-1.0
120
可塑高压缩性
饱合
（3）
粉土
3.0-4.1
1.7-2.6
150
密实~中密`
稍湿~湿
（4）
粉质粘土
4.0-5.3
0.5-2.0
160
可塑~中压缩性
（5）
粉土
6.2-8.0
0.1-3.5
180
30.29
密实~中密
稍湿~湿
（6）
粉沙
7.0-8.2
0.2-1.6
180
12.0
40
中密
稍湿
（7）
粉土
8.2-12.3
0.3-5.3
200
34.62
62
密实~中密`
稍湿~湿
（8）
细砂
12.4-13.4
0.2-5.2
210
25.0
50
1300
密实~中密
稍湿~湿
（9）
粉土
13.5-15.8
0.2-2.4
180
20.68
40
800
中密
稍湿
（10）
细中沙
22.7-24.2
1.0-10.5
240
25.0
60
1900
密实~中密
稍湿
（10-1）
粉土
16.5-16.7
0.2-0.6
210
21.0
55
中密
湿
（11）
中粗沙
25.0-29.5
2.0-6.2
300
36.0
90
3500
密实
稍湿
（12）
中沙
35.0-37.0
5.5-8.4
300
35.0
90
3300
密实
稍湿
根据土层特征及平面布置，确定在主楼南侧（1-14轴），西侧、东侧（A-D轴），采用土层锚杆喷浆进行支护（如图3所示）；
主裙楼交接处（D轴位置）采用护坡桩护坡（如图4所示）；
其裙房一层地下室西侧、东侧（D-L轴），北侧（1-14轴）处开挖坡面挂20号六角钢，锚6.5钢筋钉长200mm，竖向间距2000mm，水平间距2000mm，坡面喷射C20混凝土，厚50mm（如图5所示）。
现重点介绍土层锚杆支护技术的应用。
五、锚杆支护参数的确定
土层锚杆的作用就是增加下滑体与固定体综合力，保持边坡开挖后的应力平衡，使下滑体与固定体形成整体，不发生位移和变形。
锚杆长度越大，在土体中形成的压缩带厚度越大，愈有利于土体保持稳定，但锚杆长度往往受到生产技术条件和施工条件的限制，不可能很长。
锚杆长度最短，应深至土体主动滑动面5m以外，锚杆在水平方向向下倾斜25°角，其支护参数确定如下：
1、锚杆需维护的荷载
边坡土层结构从地质条件可看出，主要以粉土为主，粉土的休止角为50°，结合边坡高度为12.050m，需维护的荷载按照力学原理计算如下；
Q=（1/2*BHLPsin50°-HLC/sin50°）/（cos25°*sin50°*tgθ）式中Q-需维护的荷载
H-边坡假定破裂面距边坡垂直开挖线距离12.050m
C-土的粘聚力22Kpa
B-滑动体的最大深度B=Htg50°=14.3m
θ-土的内摩擦角18°
L-边坡的水平长度53.6m
P-粉土的深度1300kg/m3
得出：
Q=15860KN
2、锚杆布置
根据所确定的荷载，锚杆的承载力，设计锚杆的布置方式，为方便土锚杆施工，选用单根锚杆，锚杆直径选用φ18mm螺纹钢，锚杆允许拔力为196KN，锚杆的数量确定为：
n=Q/fq
式中：
n-锚杆数量
f-安全系数，根据多年施工经验取3.0
q-锚杆的允许拉拔力196KN
得出n=255个
因此，锚杆的总数确定为255个，锚杆的布置方式为水平间距1.3m，锚杆的竖向间距1.5m，梅花型布桩，此布置方式能满足荷载要求。
3、锚固长度、锚杆长度
砂浆强度与钢筋的粘结力远远大于水泥浆与土层的粘结力，因此以水泥浆与土层的粘结计算锚固长度，锚固用水泥浆，水泥浆与土层的粘结强度为220kpa，孔径根据钻机确定为120mm，则锚固长度计算如下：
Lm=q/2πRP
式中：
Lm-锚固长度
q-锚杆允许拉拔力196KN
R-锚孔半径60mm
P-水泥浆与土层的粘结力220Kpa
得出：
Lm=2365mm
根据锚杆长度超过最大滑动面5m的规定，确定出6层锚杆分别为L1=8.0mL2=9.0mL3=8.0mL4=6.0mL5=6.0mL6=5.0m
4、土层锚杆注浆材料的确定
锚固材料选用525号素水泥浆，水泥灰的水灰比为1：
1，水泥浆掺加0.3%的木质碳酸钙外加剂。
六、土锚杆施工工艺
1、作业面开挖
开挖前，做好坡顶和坡脚排水沟，这样即能使坡面上体稳定，又便于土体内地下水排渗。
开挖时按1：
0.25放坡。
第一步开挖深度为-2.5m，而后施工第一层、第二层锚杆相应面层，土方开挖面平整。
第二步开挖深度为-7.00m，施工第三、第四层锚杆，依序开挖。
第三步开挖深度为-12.05m，施工第五层、第六层锚杆，并留15cm土，人工清挖。
2、成孔
成孔机具采用XY-1型钻机施工，钻孔倾角25°，孔径120mm，孔口设置护正架，以防锚孔下垂。
3、锚杆灌浆
采用二次压力注浆工艺灌浆。
第一次压浆兼作换浆洗孔双重作用，成孔后插入19mm，注浆管至距孔底不大于30cm处，待孔内泥浆全部置换，孔口流出纯水泥浆为止，压力一般达0.3-0.5Mpa，压浆量0.5m3左右，然后拔出注浆管，用清水清洗。
4、安放锚杆
上述工序完成后，即可插入锚杆，将自由段表面涂抹一层油脂，再用聚脂溥膜缠扎好或用软质塑胶管封套，使自由段与灌浆液相离开。
第一次水泥浆初凝时即采用特制封堵器封堵孔口，进行第二次压力注浆，掺早强剂，压力在1-1.5Mpa为宜，压浆量为0.6m3，以压力控制为主，水灰比≤0.5。
5、锚杆的张拉
第二次注浆7天后，水泥浆强度达到设计要求，使用穿心式千斤顶采用“跳两拉一”法进行锚杆张拉，张拉值200KN，预应力为设计拉力的70%。
张拉程序如下：
初应力为设计承拉力的20%，通过初应力张拉，使锚杆拉直，各部位紧贴。
正式张拉采用分级加载，每级加载50KN，加载后稳定5分钟，直至加载到设计要求。
当锚杆预应力没有明显衰减时，可锁住锚杆，将锚头的螺帽紧固，锁定应力为设计的70%，每次加荷后要测量锚头的变位值，并与性能试验的结果对照，若有应力损失，应补拉至设计值，锚杆之间采用ф6mm的钢筋相互联接，使表面形成钢筋网。
七、钢筋网喷混凝土面层
1、土钉支护的面层一般为50mm厚的网喷混凝土，钢筋网为正方形，边长2000mm，钢筋直径为ф6，在喷射混凝土前，面层内钢筋网应牢固，固定在边壁上，并符合规定的保护层厚度要求，钢筋网片可用插入土中的钢筋固定，在混凝土喷射下应不出现振动。
2、喷射混凝土的射距宜在1米的范围内，并从底部逐渐向上部喷射，射流方向一般应垂直指向喷射面，但在钢筋部位，应先喷射填钢筋后，然后再喷填钢筋前方，防止在钢筋背面出现空隙。
3、为了保证施工时喷射混凝土厚度达到规定值，可在边壁上垂直打入短的钢筋作为标志，当面层厚度超过120mm时，应分二次喷射。
当继续进行下步喷射混凝土作业时，应仔细清除施工缝接合面上的浮浆面和松散碎屑，并喷水使之潮湿。
4、钢筋网在每边的搭接长度至少不小于一个网格边长，如为搭焊则焊长不小于网筋直径的10倍。
5、喷射混凝土完成后至少养护七天，可根据环境条件采取连续喷水等养护方法。
6、喷射混凝土的粗骨料最大粒径不应大于12mm，水灰比不宜大于0.45，应通过外加减水剂和速凝剂来调节所需工作度和早强时间。
混凝土的初凝时间和终凝时间宜分别控制在5min和10min左右。
八、放坡面喷细石砼
根据地质勘探资料，按土的种类，物理力学性质，确定边坡坡度面喷细石砼，坡度为1:
0.25。
面层坡面挂20号六角网，用Φ6.5钢筋钉长200mm与坡面成直角插入土中，纵横间距2000mm，与面层钢筋网点焊，固定面筋、坡面喷射C20砼，厚50mm。
（如图5所示）
九、基坑支护施工的变形监测
1、支护的施工监测至少应包括支护整体位移的量测和附近地表，地沟的变形、开裂状态观察。
包括用测斜仪量测支护土体的水平位移，用应变仪量侧土钉钢筋的应力。
在支护施工阶段，每天监测不小于二次，在完成基坑开挖变形趋于稳定的情况下可适当减少监测次数。
施工监测过程应保持到整个基坑回填结束，支护退出为止。
2、支护整体位移的量测包括基坑边壁顶部的水平位移与垂直沉降，一般可用精密水准仪和精密经纬仪，测点位置应选在变形最大或局部地质条件最为不利的地段，测点总数不宜少于三个，当基坑附近有重要建筑物等设施时，也应在相应位置测点。
在可能情况下，宜同时测定基坑边壁不同深度位置处的水平位移，以及地表离基坑不同距离处的沉降，绘出地表沉降曲线。
当用经纬仪测量支护的水平位移有困难时，宜在支护面层后面设置测斜仪井孔，用测斜仪测量位移。
3、在整个施工开挖过程中，应连续观察邻近地表，地物的开裂变形情况，一般情况下，地表发生细小裂缝和紧靠基坑的一般建筑物出现装修层的轻微开裂可以视作正常，但必须密切追踪发展趋势。
当裂缝出现不断加速发展并延伸时必须停止原定施工过程，修改支护方案并及时加固。
4、在施工开挖过程中，基坑顶部的侧向位移与当时的开挖深度之比如超过3‰时，应密切加强观察并及对支护采取加固措施，必要时改用其它支护方法。
十、安全技术措施
1、土钉支护应按分层开挖深度按作业顺序施工，在未完成上层作业面的土钉与喷混凝土支护以前，不得进行下一层深度的开挖。
2、当用机械进行土方作业时，应防止边壁出现超挖或造成边壁土体松动。
基坑的边壁宜采用小型机具或铲锹进行切削清坡，以保证边坡平整并符合设计规定的坡面。
3、支护施工的作业顺序，应保证修整后的裸露边坡能在设计规定的时间内及时支护，即及时设置土钉或喷射混凝土。
4、为防止基坑边坡的裸露土体发生坍陷，对于易塌的土体可考虑采用以下措施：
（1）对修整后的边壁立即喷上一层薄的砂浆或混凝土，待凝结后再进行钻孔。
（2）在作业面上先构筑钢筋网喷混凝土面层，而后进行钻孔并设置土钉。
（3）在水平方向上分小段间隔开挖。
（4）先将作业深度上的边壁做成斜坡保持稳定，待钻孔并设置土钉再清坡。
（5）在开挖前，沿开挖面垂直击入钢筋或钢管或注浆加固土体。
十一、雨水施工排水措施
1、明沟排水
基坑坡顶四周设置截水沟，阻挡场地四周雨水流入基坑内，基坑壁设置泄水孔，以便排出土内积水，基底设置排水沟，根据基坑的大小，纵横交错布置，四周设集水井，集水井中水要及时抽排。
2、截水沟、排水沟：
宽30cm，深50cm，沟壁采用120墙面1：
2.5水泥砂浆粉刷。
泄水孔：
采用不小于Φ100塑料管或金属管，管壁带孔长50cm，间距2-5m，管壁下斜5%，周围填些滤水材料碎石等。
集水坑：
宽为0.6-1.0m，深0.8-1.2m，井壁砌240墙，底铺砂石滤水层。
（如图6所示）
目录
一、编制依据
二、工程概况
三、周边环境
四、地质情况
五、锚杆支护参数的确定
六、锚杆施工工艺
七、钢筋网喷混凝土面层
八、放坡面喷细石砼
九、基坑支护施工的变形监测
十、安全技术措施
十一、雨季施工措施
基坑支护方案
工程名称：
河北省广播电视局综合业务楼工程
编制人：
职务（职称）：
审批人：
职务（职称）：
施工单位：
河北建工集团有限责任公司
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