保福大厦基坑支护方案.docx
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保福大厦基坑支护方案
保福大厦基坑支护方案
（北京市城拓建设工程有限公司）
第一章 工程概况
一. 工程概况
拟建保福大厦写字楼、办公楼、住宅楼位于北京北四环路保福寺桥东南角，分别为A座、B座、C座及裙房，整个建筑均设4层地下室，筏板基础，基坑开挖深度21.7M，建筑±0.000待定。
基础边线临近建筑红线，本基坑支护工程属深、大、难工程。
二. 工程地质、水文地质条件
1. 工程地质条件
根据北京城建勘测设计研究院提供的《保福大厦岩土工程勘察报告》，拟建场地地形较平坦，地面标高为51.02m~52.19m之间。
拟建场地地基按沉积年代、成因类型分为人工堆积层（填土）和第四纪冲击层（粘性土和卵砾性）。
自上而下为：
粘质粉土粉质粘1土填土：
黄褐色，稍湿，可塑，含砖头、水泥块、灰渣等；杂填土1层，杂色，松散，稍湿，以建筑物垃圾为住，夹生活垃圾。
总厚度约1.40m~3.60m，层底标高48.13m~50.11m。
2沙质粘土粘质粉土：
褐黄色~灰黄色，很湿，含氧化铁、云母；粉质粘土重粉质粘土2层，灰黄色，可塑，含氧化铁、有机质。
总层厚约3.40m~6.50m，层地底高43.03m~45.59m
3粉质粘土粘质粉土：
褐黄色，可塑，很湿，含氧化铁、云母、有机质。
31砂质粉土：
褐黄色，密实，很湿，含氧化铁、云母，夹粉细砂、中砂透明体。
总层厚约4.7m~8.20m，层底标高36.54m~39.17m。
4沙质粘土重粘质粉土：
褐黄色，可塑，很湿，含氧化铁、云母、有机质。
41砂质粉土粘质粉土：
褐黄色，密实，很湿，含氧化铁、云母。
总层厚约6.20m~8.70m，层底标高28.99m~31.07m。
5圆砾：
杂色，湿，密实，砾径最大7mm，一般5~20mm，亚圆形，砾径大于2的颗粒含量约占70％。
层间夹粉细砂51：
褐黄色，饱和，密实，总层厚约4.2m~5.90m，层底标高24.24m~26.77m。
6粘质粉土粉质粘土：
褐黄色，可塑，很湿，含氧化铁、姜石。
总层厚约0.6m~3.4m，层底标高22.14m~24.44m。
7卵石：
杂色。
密实，饱和，含圆砾，卵石砾径大于2cm，平均2~4cm总层厚约9.8m~13.3m，层底标高10.5m~14.11m。
2. 水文地质条件
根据工程勘察报告，本场区测得一层地下水上层滞水，初见水位47.16~48.07，水位埋深3.40~4.77m，含水层为砂质粉土粘质粉土2；勘察报告认为本场地还应在5圆砾中存在一层潜水，自然条件下水位标高可按31.50m考虑。
第二章 基坑降水、护坡方案设计
二、设计依据
1.甲方提供《保福大厦岩土工程勘察报告》及该工程基础平面图
2.甲方提供的相关参数
3.《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）
4.《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）
5.《混凝土结构设计规范》（GB50002002）
6.邻近工程施工资料
三、基坑降水、护坡方案设计原则
1.符合现场施工条件和环境要求，施工技术优化、可行；
2.保证基坑干槽、安全；
3.施工工期合理；
4.维护邻近建筑物的安全与稳定；
5.在保证安全、可行的基础上，尽量降低工程造价。
四、降水方案设计
1、.降水方法的选择：
根据《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）第6.2.1条要求：
井点降水方法和设备选择，应根据土层的渗透系数、要求降低水位的深度及工程特点，作技术经济和节能比较后确定。
北京城建勘测设计研究院提供《保福大厦岩土工程勘察报告》认为本工程除涉及上层滞水外，还存在一层潜水，根据我公司在附近施工资料（包括邻近场地的工勘报告）表明，本场地可能存在第二层层间潜水，水位埋深约在15m左右，含水层主要为砂砾石层。
上层滞水含水层主要为砂质粘土、粘质粉土层，含水层渗透性较差，地下水位高。
降水深度达18m多（降水层厚度大于4m），水位要降至22.3m（21.77+0.50m），轻型井点难以发挥作用。
根据本场地含水层之间的水力联系并充分考虑本基坑周边正在进行基础施工之现状，同时结合我公司降水成功经验，本基坑必须进行封闭降水。
具体采用将需疏干的含水层的隔水底板揭穿，使上层滞水利用其重力作用及水头差作用下渗到消纳层⑦卵石层中，用大口径管井抽取混合水头，达到最终降低水位的目的。
故本基坑采用大口径管井封闭降水方案.。
2.降水计算
1）.计算参数选取
1. 降水面积101m+55×36，基坑深度H=22m，
2. 降深S=18m
3. 水头高度H=11.9m
4. 渗透系数k=1.2m/d
5. 影响半径R=60m
6. 滞水R1=26m
7. 潜水R2=208m
8. 井管半径r=0.2m
9. 降落漏斗水力坡度I=1/10
2）.坑总涌水量
按潜水完整井公式计算整个基坑涌水量：
Q=1.366K（2H-S）S/lgR0-lgr0
Q1=208.5m³/d
Q1==142.2m³/d
Q=Q11+Q2=3020m³/d
a） 井深计算
h≥H´+l+L·I+a
式中：
h：
井深m
L：
井管至基坑中心距离，取45m
a：
泵体及沉砂管高度总和，取2m
故：
h≥H´+0.5+L•I+a=28.7m
实际井深取29m
b） 单井最大出水量
q=2π·r·L·k
式中；q：
单井最大出水量
L：
动水位下滤水管浸没长度，取12m
q=3m³/d
c） 井数计算
n=1.1Q/q´=49（口）
d） 井间距计算
B=D/n=8.1m
考虑周边施工状况及勘察报告的建议，实际取8.1m。
3）井点布置（见附图）
在基坑开挖上口线（桩外皮）1.2m外间隔布置管井，间距8.1m，共布井56口。
4）.井点设计
抽水井井深29.0m，井径600mm，全孔下入无砂水泥砾石滤水管，滤水管直径400mm。
均匀回填Φ4～7mm豆石滤料至孔口下1.0m,滤料以上回填粘土至孔口，滤水管内下入潜水泵。
5）抽水方案设计；
采用潜水泵抽水，直接排入集水池，进地面排水管系统。
地面排水系统设计；沿基槽顶外1。
5m，埋设Φ150排水管，水力坡度3‰，埋于地下0。
5m深处，每2孔设一个砖混集水池或用钢板焊制的集水箱，再由总排入雨、污水口。
场地狭窄的部分，可利用抽水井倒水，最后再由总管排入雨、污水口。
6）降水对邻建的影响及技术措施
根据本场地的地层和水利关系并结合理论分析，降水不会对现有建筑造成影响，但在降水期间应进行连续观测，万一有意外之影响当可及时采用措施：
减少抽水量，增设回灌井
7）.降水效果预测及对策
四周设置2口观测井，随时观测水位下降速度据此预测水位降至槽底时间。
据水位变化调整降水井开泵抽水的数量。
五、基坑支护方案设计
1．基坑支护方案的选择
基坑支护采用锚拉钢筋混凝土灌注桩桩排支护结构为主体，上部土钉墙支护为铺的联合支护体系，支护设计采用《同济启明星软件》计算。
2．基坑支护方案设计：
具体支护型式如下：
1）基坑东坡南段（1/12轴至22轴）为BC段，段长56.6m，挖深22m，为保护地面上六层住宅楼，而控制地基的变形量，采用由地面做起的桩锚支护，在地面做800mm钻孔灌注桩，设4道予应力锚杆，为第一类支护。
（见1-1剖面）
2）西坡和南坡为CD段全长201.2m，采用第二类支护，上部9.m做土钉支护，按1：
0.1放坡，下部13m采用直径800mm钻孔灌注桩，设三道预应力锚杆组成锚拉桩支护结构，（见2-2剖面）
3）东坡北段（1/12轴—1轴）为AB段，段长112.9m，上部9.0m，做土钉墙按1：
0.2放坡,9.0m以下钻孔灌注桩，仍设3道锚杆；（见3-3剖面）
4）北坡中段（E轴—K轴）为FG段，段长19.2m，挖深22.0m，下部6.0m，做直坡土钉,上部16.0m，按1：
0.3放坡做土钉支护，并设置两道预应力锚杆，（见4--4剖面）。
5） 端即（B—E轴）与（K—N轴）之间15.2m和19.2m两段，DE、AH段，挖深仅16.0m，与大基坑形成直角台阶。
高差6.0m，按第五类支护设计,全部采用土钉支护型式,其上部16.0m，按1：
0.3放坡，与第四类支护的上部做平，其下部6.0米做垂直坡土钉支护，并将做防水混凝土喷射面层，留作防水后当外模板用。
6） 消防水池与车库基坑底部相差6.0m的部位，EF和GH段采用第六类支护，用直立坡土钉支护，面层用喷射混凝土留做防水外模板用（见6-6剖面）。
2、设计参数总表：
（一）第一类（1-1）剖面（BC段）
桩长
（m）
桩顶标高（m）
桩间距（mm）
桩径
（mm）
桩砼强度
梁高
（mm）
梁宽
（mm）
梁砼
强度
桩配筋
16Φ25
梁配筋
8Φ22
27
-0.4
1600
800
C25
500
900
C25
环筋
Φ14@2000
螺旋筋:
Ø8@300
锚杆道号
锚杆标高（m）
倾角
锚杆直径（mm）
锚杆长（m）
锚固段长（m）
锚杆间距（mm）
设计
轴力（KN）
钢绞线（1860）
工字钢
1
-4.6
15
150
25
20
3200
462
3
2I25b
2
-9.4
15
150
27
22
1600
636
4
2I28b
3
-14.4
15
150
27
22
1600
835
5
2I28b
4
-18.9
15
150
18
14
1600
3
2I25b
（二）第二类（2-2剖面）（CD段）
土钉支护2-2剖面土钉参数
土钉道号
直径
横向间距（mm）
竖向间距（mm）
土钉长度（m）
倾角
（度）
配筋
1
100
1500
1400
5
5
Φ20
2
100
1500
1400
7
5
Φ20
3
100
1500
1400
9
5
Φ20
4
100
1500
1400
7
5
Φ20
5
100
1500
1400
5
5
Φ20
6
100
1500
1400
3
5
Φ20
支护桩2-2剖面土钉参数
桩长
（m）
桩顶标高（m）
桩间距（mm）
桩径（mm）
桩砼强度
梁高（mm）
梁宽（mm）
梁身强度
桩配筋14Φ25
梁配筋
8Φ22,
20．5
-9.4
1600
800
C25
500
900
C25
环筋
Φ14@2000
螺旋筋:
Ø8@300
锚杆道号
锚杆标高（m）
锚杆
倾角
（度）
锚杆直径（mm）
锚杆长（m）
锚固段长（m）
锚杆间距
（mm）
设计轴力（KN）
钢绞线（1860）
工字钢
1
-9.4
15
150
22
17
3200
387
3
2I25b
2
-14.4
15
150
26
22
1600
702
5
2I28b
3
-18.9
15
150
26
22
1600
754
5
2I28b
（三）、第三类（3-3剖面）（东坡AB段）
土钉支护3-3剖面参数
土钉道号
直径
（mm）
横向间距（mm）
竖向间距（mm）
土钉长度（m）
倾角
（度）
配筋
1
100
1500
1400
5
5
Φ20
2
100
1500
1400
7
5
Φ20
3
100
1500
1400
9
5
Φ20
4
100
1500
1400
7
5
Φ20
5
100
1500
1400
5
5
Φ20
6
100
1500
1400
3
5
Φ20
桩支护3-3剖面参数
桩长
（m）
桩顶标高（m）
桩径（mm）
桩间距
（mm）
桩砼强度
梁高（mm）
梁宽（mm）
梁砼强度
桩配筋
14Φ25
梁配筋
8Φ22
17．5
-9.4
800
1600
C25
500
900
C25
环筋
Φ14@2000
螺旋筋Ø8@300
锚杆道号
锚杆标高（m）
锚杆倾角（度）
锚杆直径（mm）
锚杆长
（m）
锚杆间距（mm）
锚固段长（m）
设计轴力（KN）
钢绞线
1860
工字钢
1
-9.4
15
150
19
2400
14
296
2根
2I25b
2
-14.4
15
150
20
1600
16
499
3根
2I25b
3
-18.9
15
150
20
1600
17
567
4根
2I28b
（四）第四类支护（4-4）剖面（北坡HG段）
土钉支护4-4剖面参数
土钉道号
直径
（mm）
横向间距（mm）
竖向间距（mm）
土钉长度（m）
倾角
（度）
配筋
1
100
1500
1500
9
5
Φ22
2
100
1500
1500
12
5
Φ22
3
100
1500
1500
14
5
Φ22
4
100
1500
1500
12
5
Φ22
5
100
1500
1500
12
5
Φ22
6
100
1500
1500
10
5
Φ22
7
100
1500
1500
9
5
Φ22
8
100
1500
1500
8
5
Φ22
9
100
1500
1500
6
5
Φ22
10
100
1500
1500
4
5
Φ22
桩支护（4-4）剖面参数
桩长
（m）
桩顶标高（m）
桩径
（mm）
桩间距
（mm）
桩砼强度
梁宽（mm）
梁高（mm）
梁砼强度
桩配筋:
14Φ22
梁配筋
8Φ22
10.5
-16.4
800
1600
C25
900
500
C25
螺旋筋
Ø8@300
环筋Φ14@2000
锚杆道号
锚杆标高（m）
锚杆倾角（0）
锚杆直径（mm）
锚杆长
（m）
锚固段长（m）
锚杆间距（m）
设计轴力（KN）
钢绞线（1860）
工字钢
1
-16.65
15
150
21
16
1600
494
3根
2I25b
（五）第五类（5-5剖面）支护（EF、IA段）
土钉道号
直径（mm）
横向间距（m）
竖向间距（m）
土钉长度（m）
倾角
（度）
配筋
1
100
1.5
1.5
9
5
Φ22
2
100
1.5
1.5
12
5
Φ22
3
100
1.5
1.5
14
5
Φ22
4
100
1.5
1.5
12
5
Φ22
5
100
1.5
1.5
12
5
Φ22
6
100
1.5
1.5
10
5
Φ22
7
100
1.5
1.5
9
5
Φ22
8
100
1.5
1.5
8
5
Φ22
9
100
1.5
1.5
6
5
Φ22
10
100
1.5
1.5
4
5
Φ22
（5-5）剖面消防水池基底与车库基底相临落差处支护设计
土钉道号
直径
（mm）
横向间距（m）
竖向间距（m）
土钉长度（m）
倾角
（度）
配筋
1
100
1.2
1.5
5
5
Φ22
2
100
1.4
1.5
6
5
Φ22
3
100
1.4
1.5
5
5
Φ22
4
100
1.4
1.5
4
5
Φ22
（六）、第六类（6-6剖面）支护（HI、FG）段
土钉道号
直径
（mm）
横向间距（mm）
竖向间距（mm）
土钉长度（m）
倾角
（度）
配筋
1
100
1400
1500
5
5
Φ22
2
100
1400
1500
6
5
Φ22
3
100
1400
1500
5
5
Φ22
4
100
1400
1500
4
5
Φ22
3、锚喷面层设计参数：
喷射砼设计强度C20，设计配比为水泥：
砂：
碎石；速凝剂=1：
2：
2（重量比），喷射厚度80mm；钢筋网Φ6.5@200×200mm，拉结筋Φ14，保护层厚度30mm，另外为保证坡顶稳定，在坡顶做0.8m的钢筋砼翻边。
4、预应力锚杆参数：
水泥浆强度等级为C20，锚杆张拉按设计值80%锁定。
5、桩间土护面设计：
桩间土采用挂20*20钢板网，喷射混凝土护面设计，喷射身砼厚30mm
6、挂网垂直锚喷做外墙模板工艺设计
方案设计：
从结构外墙返14cm做垂直锚喷，然后用水泥沙浆进行抹面找平。
为保证挂网垂直锚喷混凝土墙的稳定，设置小锚杆进行拉结。
挂网垂直锚喷参数：
喷射厚度以从结构外墙返14cm找平为准，高1层钢筋网，规格Φ6。
5@200×200mm，拉结筋Φ14，保护层厚度30mm。
拉结锚杆参数：
按垂直间距1.5m，水平间距1.4m设置，土钉倾角8º，成孔直径100mm，水泥体强度20Mpa，水泥浆配比（W/C）0.5，土钉主筋采用Φ20II级螺纹钢，锚杆主筋外端设90º的20cm的弯勾，与拉结筋焊接。
挂网垂直锚喷做外墙模板工艺设计应和设计届时须与、甲方、监理商定。
西坡遇地下管线、人防出口，可降低桩顶标高，具体由设计、甲方、监理确定。
第三章 施工总体布署
一.施工程序
当施工现场满足三通一平后，施工单位进场进料。
第一步进行降水井和西坡DE段，东坡BC段钻孔灌注桩的施工；地下水位降至设计标示后，土方开挖并配合做AB、CD及北坡DA段土钉墙的施工；开挖-9.5m时进行东坡、南坡、西坡南段和北坡土钉墙分层施工；同时在-9.5m平面上进行南坡和西坡CD段和东坡AB段钻孔灌注桩和桩顶连梁施工；土钉、钻孔灌注桩、锚杆等工序配合土方开挖至坑底。
施工期间各工序尽量交叉作业。
1.降水井施工：
降水井的施工采用反循环钻机成孔、空压机气举法洗井工艺。
5台钻机每天成大井10眼，各工序交叉作业，计划工期8天。
2.土方开挖：
根据地下水的情况，土方开挖必须紧密配合土钉墙施工，为此建议基坑土方开挖应分别分层进行，第一步土方开挖优先为土钉墙创造工作面，并为上一步土钉墙施工留出10m宽的工作台面，同时应根据具体情况适当调整分层开挖深度和开挖长度；开挖-9.5m时进行大面积护坡桩、锚杆施工；最后配合人工清槽底。
根据土层稳定情况土方挖运施工过程中应注意基坑支护体系的安全，按计划方案有步骤地进行开挖，严禁超挖。
3.土钉墙施工：
工作面开挖出后，立即进行坡面修整、安设土钉、挂网并喷射混凝土。
各施工工序尽量平行交叉作业，保证工期。
4.护坡桩施工：
西坡B~E轴、东坡BC段护坡从地面施工，采用反循环钻机成孔，水下灌注成桩。
AB段和CD段采用螺旋钻成孔，采用静力压浆工艺。
5.锚杆、连梁施工：
两道工序在桩施工过程中穿插进行，不单独占工期。
二.施工组织
我公司基础组成施工项目部（简称基施项目部）,对基坑降水、支护和开挖土方进行全面管理并对基础施工阶段的安全、质量、工期、环保、文明施工等负责.
1、人员安排:
项目经理
↓
主任工程师
↓
责任工程师
↓
质检员
↓
安全员
↓
材料员
2.施工机构:
（略）
施工队由各专业施工队按统一的人员编制自行组建,设队长一人、工长一人.基础施工项目经理部设专人进行环保、文明施工、扰民及民扰问题处理等工 作.
三、施工准备
在基础施工前,由总包方项目经理部主持施工准备会议,听取基础施工项目经理部对整个工程的施工准备计划,该计划主要反映开工前、施工中必须做的有关工作,内容如下:
1. 技术准备;熟悉、审查施工图纸.
2. 施工现场准备工作:
第上地下各种管线及障碍物的勘测定位;施工现场平整;测量放线;临时道路;临时供水、供电等管线的铺设;临时设施的塔设;现场照明设备的安装.
3 劳动组织准备:
建立各施工部的管理组织,集结施工力量、组织劳动力进场,作好施工人员入场教育工作.
4. 材料机械准备:
根据相关的设计图纸和施工预算,编制详细的材料机械设备需要量计划;签定材料供应合同;确定材料运输方案和计划;组织材料按计划进场和保管
5.施工场外协调：
由基坑支护项目经理与土方挖运项目经理共同协调交通、环卫、市容的关系，扰民及民扰问题处理等工作。
四、各项资源需要量计划，该计划仅供参考可根据具体情况进行调查。
i. 水电需要量计划：
需500KVA电量，用水量200m3/天
ii. 劳动力需要量计划：
序号
部门
所需人数
1
基坑降水施工队
20
2
基坑支护施工队
80
3
土方施工队
70
d） 施工机械需要量计划：
1）施工设备
设备名称
设备型号
数量
反循环钻机
ZQ-50
4台
空压机
9m3
1台
潜水泵
JQ-32/5
80台
2）土钉墙施工机械设备一览表
设备名称
设备型号
数量
空压机
Atlac17m3
2台
砼喷射泵
Pz-5
4台
洛阳铲
50套
注浆设备
3套
3）桩锚施工机械设备一览表
设备名称
设备型号
数量
反循环钻机
60P45A
3台
长螺旋钻机
800型
4台
锚杆机
DHR80A
4
注浆设备
4套
导管
250m
2套
4）钢筋加工机械设备一览表
设备名称
设备型号
数量
卷扬机
1台
钢筋弯曲机
WJ40-1
1台
对焊机
1台
电焊机
Bx-300
7台
钢筋切割机
GJ51-32
1台
5）土方开挖设备表
设备名称
设备型号
数量
反铲
4
运输车
太脱拉
50
第四章 基坑降水施工
一、施工工艺流程
测量放线定孔位→ 成孔→清孔→投砾→洗井→下泵→排水准备→连管线→排水检测水位
二、降水施工
1、成孔:
管井成井采用反循环钻机成孔,自造泥浆护壁,井旁设置泥浆池或泥浆沟,深度不大于1.5m,成孔直径φ600㎜,
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