深基坑支护方案.docx
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深基坑支护方案
工程名称：
工程基坑围护设计
审核：
审定：
设计、计算：
第一部分围护方案设计说明
一、设计依据与设计范围
二、工程概况
三、工程地质概况
四、围护体系方案选择
五、围护体系具体做法
六、基坑开挖及施工要求
七、基坑工程现场监测及应急措施
第二部分围护结构计算说明
一、基坑围护体系计算分析内容
二、计算方法及软件说明
三、计算参数及土工指标
四、围护结构计算结果
第三部分图件
基坑周边环境布置图
基坑开挖边线尺寸图
基坑围护平面布置图
基坑围护剖面图
第一部分围护方案设计说明
一、设计依据与设计说明
XXXXXXXX工程基坑围护设计内容涉及：
围护体系方案选择、基坑开挖的施工及要求、基坑工程现场监测及应急措施、围护结构计算说明、围护结构设计图等。
本围护工程设计依据：
1.苏州大地勘察工程有限公司编制的《汾湖支行及苏州分行培训中心勘察报告》；
2.苏州伟业建筑设计有限公司设计的本工程地下室建筑施工图、结构施工图等；
3．《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；
4.《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；
5.《建筑地基基础设计规范》（GBJ5007-2002）；
6.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
7.其它有关设计计算规范及规程。
二、工程概况
本工程位于XXXXX开发区，北侧为城司路，东侧为中山路，南侧为甘溪河。
地势较为平坦。
本工程场地自然地面约为-1.00米。
工程施工前场地标高应进行复核。
地下室基坑外形尺寸如基坑周围环境布置图所示。
桩顶标高为-5.800，取基坑开挖深度为5米。
基坑西侧距场地及桥梁不足6米，场地西侧主桥墩采用桩基础，南、北侧桥堍均采用人工地基。
基坑开挖过程中，基坑内土体极易发生土体回填，以及四周土体在主动土压力作用下向基坑内侧蠕变位移，导致北侧大桥堍坍塌，路面及桥身开裂，同时，致使基坑内靠近坑壁的四排工程桩向内侧偏移、倾斜。
综合本工程基坑开挖深度，地质条件和周边环境，根据规范，本工程基坑属二级基坑。
三、工程地质概况
根据勘察报告，基坑开挖影响范围内的土层分布依次为：
①层素填土：
灰黄～灰色，松软，高压缩性土，以粘性土为主回填而成，含植物根茎，偶见碎石石块，堆积年限较长，场地内有分布。
②-1层淤泥：
浅灰色，流塑，高压缩性土，含腐植物，具淤臭味，呈潜流状态，在地下水渗透力作用下，可呈流动状态，
②-2层淤泥质粉质粘土：
灰色，流塑，高压缩性土，含腐植物，具淤臭味，切面较光滑，无摇震反应，干强度与韧性中等偏低，场地内均有分布。
③层粉质粘土：
深灰色，软塑，中等压缩性土，见铁锰质浸染，夹灰白色条纹，底部偶夹薄层粉土，切面较光滑，无摇震反应，干强度与韧性中等，场地内均有分布。
下表为各土层的物理力学指标：
各土层的物理力学指标：
表1
层号
岩土名称
含水量（%）
地层厚度（米）
孔隙比
天然重度（KN/m3）
粘聚力（kPa）
内摩擦角
（度）
①
素填土
/
2.15
/
/
/
/
②-1
淤泥
65
3.9
1.811
16.1
10.1
7.9
②-2
淤泥质粉质粘土
42.3
6.4
1.190
17.8
11.8
9.2
③
粉质粘土
30.7
1.85
0.883
19.0
30.4
14.4
④-1
粉质粘土
31
5.05
0.931
18.8
25.1
13.7
④-2
粉质粘土
33.3
4.2
0.884
19
30.3
14.6
本场地地下水主要来自周边地表水（包括生活用水、雨水）的渗入，潜表部的淤泥及淤泥质粉质粘土层的室内渗透试验结构表明其本身近乎不透水，但受其间存在的虫孔及腐殖物空隙等影响，实际具一定渗水能力。
基坑开挖时，基坑周围及坑内的地下水水位逐渐增大，因此，以水泥土搅拌桩兼作止水帏幕时，桩端嵌固深度不但应满足抗滑、抗倾覆及整体滑动的稳定验算，还应满足与地下水渗流相关的抗渗、抗隆起等的验算。
基坑内降、排水措施可采用集水井抽排地下水的方式。
考虑基坑底部为塑流状淤泥层，必要时可采取超挖并回填道渣垫层，并及时用素混凝土封闭，硬化基坑底部，以保护坑底土层、确保良好作业面。
本基坑稳定水位在自然地面下0.5m左右。
四、围护方案选择
综合场地地理位置、土质条件、基坑开挖深度和周围环境条件，本基坑围护具有如下特点。
1、基坑开挖深度约5米。
2、基坑开挖遇到土层主要为素填土、淤泥，坑底为淤泥质粉质粘土，该土层含水量大，厚度大，性质差，基坑开挖后易产生流动，影响基坑安全。
3、待建建筑物和本基坑的工程桩采用预制管桩，该桩型属挤土性桩，打桩工程中挤土效应明显，开挖后易产生位移。
4、基坑西侧距道路及桥梁不足6米、北侧6.5米左右有高压铁塔，南侧12米左右为甘溪河。
针对本工程上述特点，对基坑支护可选择方案作如下分析：
水泥搅拌桩重力式挡墙支护采用重力式挡墙施工较为方便，且在吴江地区该方法施工经验较为成熟。
重力式挡墙同时可起到止水和挡墙的双重作用。
放坡开挖支护形式该方案经济，施工简单，挖土速度快。
该形式结合水泥搅拌桩使用可减轻主动土压力，减小水泥土墙宽度。
悬臂式排桩支护形式对于基坑西侧受道路桥体及场地限制，基坑西侧距道路及桥梁不足6米，实际支护距离仅为5米，且基坑开挖对桥堍道路影响较大。
可考虑采用配筋钻孔灌注桩支护，再配合一道水泥搅拌桩止水。
基坑降（止）水为防止地表水流入基坑，在基坑坡顶四周设地面排水沟300×300，拦截地表水。
地表填土层部分渗水较多地段可采用引水管引水方式。
坑内挖土时，可视实际开挖情况在坑内设置临时的排水沟和集水坑进行抽排水，坑底排水沟应离开坑底边线一定距离，且排水沟设置不得影响垫层对围护结构的支挡作用。
经过上述分析，本工程基坑采用重力式挡土墙、放坡开挖、悬臂式排桩的支护形式。
五、围护体系具体做法
水泥搅拌桩施工：
1、水泥搅拌桩桩径为600㎜，采用粉喷法施工，桩长及搭接长度见各剖面图；
2、设计桩长范围内采用三搅两喷（即三上三下，第1、2次提升时喷粉）提升工艺，下沉、提升速度在0.5m/min左右，不得大于0.8m/min。
桩身垂直偏差不得大于L/150（L为桩长，自沟槽面算起）。
成桩应均匀、持续、无颈缩和断层。
特殊情况造成堵管应重新成桩。
桩位偏差不大于5㎝，桩身垂直偏差不得大于L/150（L为桩长，自沟槽面算起）；
3、搅拌桩水泥采用32.5普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为15%（被加固土体重，按18KN/m3）,上部截除部分水泥掺入量减半；
4、相邻搅拌桩施工间隔时间应不大于24小时，否则认为已出现冷缝，必须采取补救措施，施工过程中应确保搅拌均匀及水泥掺量的要求；
5、水泥搅拌桩28填单轴无侧限抗压强度不低于1.0Mpa；
6、水泥搅拌桩施工过程中要加入适量的早强剂（水玻璃等，掺入为水泥用量2%）；
7、其它施工参数参照规范要求。
灌注桩施工：
1、灌注桩排桩应间隔施工，且混凝土浇筑完毕72h方可施工相邻的桩；
2、灌注桩钢筋笼的制作、焊接、吊装应符合规范要求，对非均匀配筋或有预埋件的钢筋笼必须严格控制其方向性和定位标高；
3、灌注桩桩位允许偏差为100㎜，垂直度偏差不大于1%；
4、混凝土在浇灌时需严格按施工工艺施工，保证桩身混凝土质量，宜采用商品混凝土灌注。
混凝土配合比应通过试配确定，配置的混凝土应具有良好的和易性和流动性，并能满足设计强度计施工工艺要求；
5、灌注桩施工质量检验主要包括钢筋笼制作及混凝土施工，应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）和《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的有关规定，如有特殊规定，则按要求执行。
喷射砼施工：
1、喷射作业应分段分片进行，并在坡面上垂直打入短钢筋作为控制厚度的标志，同一段内应自下而上进行喷射，射流应垂直喷射面，射距宜在0.8～1.5m范围之内；
2、当面板设置有钢丝网时，应分二次进行喷射，第二次喷射前应清除表面上的松散碎屑，并喷水使之湿润；
3、挂网：
钢筋网片用插入土中的钢筋固定，与坡面间隙3～4cm，不应小于3cm，搭接时上下左右一根对一根搭接绑扎，搭接长度应大于30cm，并不少于两点点焊。
4、喷射混凝土：
喷射混凝土：
采用C20喷射砼，厚度δ=100mm，配双向钢筋网片Φ6.5@200。
分层分段施工，底层厚δ1=60，外层厚δ2=40，要求坡面平整、美观。
喷射作业时，空压机风量不宜小于9m3/min，气压0.2~0.5MPa，喷头水压不应小于0.15MPa，喷射距离控制在0.6~1.0m。
喷射混凝土终凝2小时后，应喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为3～7小时。
5、钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺设，钢筋与坡面间距不宜大于30㎜，喷射混凝土厚度可通过凿孔检查。
六、基坑开挖及施工要求
1、施工前应调查场地内的地下障碍物情况、各管线埋深情况、场地周边环境情况以及复核场地标高，如有异常情况应及时与围护设计联系。
2、施工顺序：
工程桩沉桩完毕、静置一段时间→水泥搅拌桩、灌注桩施工。
搅拌桩养护→土方开挖，喷射砼施工，基坑降水→垫层铺设，基础施工。
3、土方开挖必须待水泥搅拌桩达到28天养护龄期后，围护结构强度达到70%设计值以上方可开挖土方。
基坑实际开挖标高应严格按地下室结构图施工，当结构图与本图标高有出入时，以结构图为准，并及时通知业主和维护设计。
4、开挖时应遵循分层、分段、间隔跳挖的原则进行，每层开挖深度不得超过1.0m；并根据位移情况调整开挖方式，每次开挖长度不得超过10m。
基坑开挖必须与垫层同步进行，开挖后立即施工基础垫层，基坑底的暴露时间不得超过24小时，如垫层跟不上则应停止开挖，垫层应铺至基坑边。
5、围护体施工时应注意避开周边临近工程桩。
如遇工程桩，水泥搅拌桩可采取绕大措施。
土方开挖应注意对基坑外工程桩的保护。
6、最后30㎝土方及地梁、承台等局部处宜人工开挖，尽量减少对坑底土的扰动，承台处应跳挖。
开挖后一定要立即砌筑砖胎模及垫层封底，同时注意排水。
7、土方开挖后必须外运出去，不得堆在坡顶30米范围内。
8、本围护体系不允许作塔吊基础之用，塔吊基础应另行专门设计。
9、基坑外场地堆载不得超过20kpa。
泵车位置、出土口位置及施工通道布置确定后，施工单位视实际情况作适当加固处理。
10、基坑外边线20米以内严禁堆放施工材料以及重车通行，如用作施工通道另作地基处理。
11、基坑放坡处如发现位移偏大，不能满足要求，应增大放坡坡度或增打松木桩或钢板桩等措施。
12、如发现坑壁局部涌水或涌土时应停止挖土，及时处理方可重新开挖。
13、为了基坑安全施工，方便管理，在距基坑边线向外1.5m处采用脚手架安全围栏,竖立钢管每隔1.5m，同时用二道横杆钢管，同竖管连结，用扣件夹紧牢固。
在钢管围护栏杆上钉上彩钢板，彩钢板之间咬缝紧密，并用Φ12铅丝同钢管牢固，彩钢板高度不得低于2m，同时在上面标明施工现场安全。
七、基坑工程现场监测及应急措施
基坑工程除进行安全可靠的围护体系设计、施工外，尚应进行现场监测，做到信息化施工，根据监测数据及时采取措施及调整开挖方式。
1、基坑工程现场监测
基坑围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与控制。
一般围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基坑围护体系的受力状况，可达到校正、修正设计和指挥现场施工的目的。
本工程建议监测内容如下：
（1）、放坡土体顶部、支护结构顶部水平位移；
（2）、放坡土体、支护结构的深层水平位移观测；
（3）、周围道路、构筑物沉降观测；
（4）、地下水动态观测，地下管线变形观测。
监测要求如下：
（1）、基坑工程监测应委托专业的监测队伍进行；
（2）、开挖前，应对周围环境作一次全面调查，记录观测数据初始值；
（3）、各观测项目一般应每天观测，根据实际情况增加观测次数；
（4）、每天数据应整理成有关表格并绘制成相关曲线，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。
（5）、在基坑开挖期间，对上述监测内容应每天测试，并及时将观测资料反馈给建设、设计、监理、施工等单位，以便及时分析处理。
（6）、工程结束时应有完整的检测报告，报告应包括全部监测项目，监测值全过程的发展盒变化情况、相应的工况、监测最终结果及评述。
监测警报值如下：
水平位移：
日位移连续三天超过3㎜，水泥搅拌桩、灌注桩剖面累计位移30㎜，放坡剖面累计位移40㎜；
当日位移一天超过5㎜时，应停止挖土，现场视情况采取措施。
并加密监测频率；
坡顶沉降超过20㎜。
当超过报警值时，应及时通知相关单位，以便采取应急措施。
2、应急措施
（1）、如地面出现裂缝，应及时灌浆修补，防止地表水渗入；
（2）、发现土体位移过大，应马上停止挖土，并且在相应位置采取加强措施，现场根据需要采取回填土等措施，同时加密监测频率，以便根据监测数据及时采取措施；
（3）、若发现支护边坡严重漏水情况，应马上回填土，并在相应位置增设引水管引水或采取注浆等其他措施；
（4）、施工单位应备用应急物质，包括挖机、土包等，并注意灾害气象等危害，发现有不安全因素等应及时采取措施；
（5）、应加强坑边巡视，发现有位移增大迹象应及时采取措施；
（6）、较差土质的局部剥离坍塌的处理：
迅速采用摩擦锚杆挂网固定，施喷快凝砼；
（7）、边坡局部渗水的处理：
迅速用特种止水材料缩小距离，埋管引流，注浆封堵；
（8）、土方开挖过程中如出现围护体系变形过大或变形发展速率过快时，应立即停止相应范围内的土方开挖，必要时设置应急支撑以控制围护桩的变形发展；
（9）、出现其他异常情况，应及时通知有关各方，以便采取有效的应急措施。
第二部分围护结构计算说明
一、基坑围护体系计算分析内容
1、坡体稳定验算；
2、水泥挡土墙、钻孔灌注桩在各开挖工况下的隆起、整体稳定验算；
二、计算方法及软件说明
1、围护体系侧压力计算根据朗金土压力理论，按土层分布进行分层计算；
2、围护结构根据国家有关规程（范）进行设计；
3、计算采用北京理正深基坑辅助设计软件（V5.3版）进行分析计算。
三、计算参数及土工指标
1、地面超载西侧靠桥堍处及北侧高压铁塔处取值荷载300kpa，北侧高压铁塔处取值荷载150kpa，其余取值荷载20kpa；
2、土层计算参数参考表1数据。
四、围护结构计算结果
钻孔灌注支护设计剖面1-1----------------------------------------------------------------------
[支护方案]
----------------------------------------------------------------------
排桩支护
----------------------------------------------------------------------
[基本信息]
----------------------------------------------------------------------
内力计算方法
增量法
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
基坑等级
二级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.00
基坑深度H（m）
5.000
嵌固深度（m）
15.000
桩顶标高（m）
0.000
桩直径（m）
0.700
桩间距（m）
1.000
混凝土强度等级
C25
有无冠梁
无
放坡级数
0
超载个数
2
----------------------------------------------------------------------
[超载信息]
----------------------------------------------------------------------
超载
类型
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
序号
（kPa,kN/m）
（m）
（m）
（m）
（m）
1
100.000
0.000
20.000
5.500
---
---
2
200.000
0.000
20.000
5.500
---
---
----------------------------------------------------------------------
[土层信息]
----------------------------------------------------------------------
土层数
6
坑内加固土
否
内侧降水最终深度（m）
6.000
外侧水位深度（m）
0.500
弹性法计算方法
m法
----------------------------------------------------------------------
[土层参数]
----------------------------------------------------------------------
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
（m）
（kN/m3）
（kN/m3）
（kPa）
（度）
1
素填土
2.15
18.0
8.0
10.00
8.00
2
淤泥
3.90
16.1
6.1
10.10
7.90
3
淤泥质土
6.40
17.8
7.8
---
---
4
粘性土
1.85
19.0
9.0
---
---
5
粘性土
5.05
18.8
8.8
---
---
6
粘性土
4.20
19.0
9.0
---
---
层号
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
水土
计算m值
抗剪强度
擦阻力（kPa）
水下（kPa）
水下（度）
（MN/m4）
（kPa）
1
23.2
10.00
8.00
合算
1.48
---
2
7.0
10.10
7.90
合算
1.47
---
3
8.1
11.80
9.20
合算
1.92
---
4
38.1
30.40
14.40
合算
4.00
---
5
19.9
25.10
13.70
合算
4.00
---
6
37.0
30.30
14.60
合算
4.00
---
----------------------------------------------------------------------
[土压力模型及系数调整]
----------------------------------------------------------------------
弹性法土压力模型:
经典法土压力模型:
层号
土类名称
水土
水压力
主动土压力
被动土压力
被动土压力
调整系数
调整系数
调整系数
最大值（kPa）
1
素填土
合算
1.000
1.000
1.000
10000.000
2
淤泥
合算
1.000
1.000
1.000
10000.000
3
淤泥质土
合算
1.000
1.000
1.000
10000.000
4
粘性土
合算
1.000
1.000
1.000
10000.000
5
粘性土
合算
1.000
1.000
1.000
10000.000
6
粘性土
合算
1.000
1.000
1.000
10000.000
----------------------------------------------------------------------
[设计结果]
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[结构计算]
----------------------------------------------------------------------
各工况：
内力位移包络图：
地表沉降图：
----------------------------------------------------------------------
[环梁选筋结果]
----------------------------------------------------------------------
钢筋级别
选筋
As1
HPB235
1d12
As2
HPB235
1d12
As3
HPB235
d12@1
----------------------------------------------------------------------
[截面计算]
----------------------------------------------------------------------
[截面参数]
桩是否均匀配筋
是
混凝土保护层厚度（mm）
50
桩的纵筋级别
HRB335
桩的螺旋箍筋级别
HRB335
桩的螺旋箍筋间距（mm）
150
弯矩折减系数
0.85
剪力折减系数
1.00
荷载分项系数
1.25
配筋分段数
一段
各分段长度（m）
20.00
[内力取值]
段
内力类型
弹性法
经典法
内力
内力
号
计算值
计算值
设计值
实用值
1
基坑内侧最大弯矩（kN.m）
4.69
0.00
4.99
4.99
基坑外侧最大弯矩（kN.m）
418.31
913.41
444.46
444.46
最大剪力（kN）
128.45
162.72
160.57
160.57
段
选筋类型
级别
钢筋
实配[计算]面积
号
实配值
（mm2或mm2/m）
1
纵筋
HRB335
16D22
6082[5942]
箍筋
HRB335
D12@150
1508[-626]
加强箍筋
HRB335
D14@2000
154
------------------------------------------
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