深基坑降水和钢板桩支护施工方案.docx

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深基坑降水和钢板桩支护施工方案

深基坑降水边坡支护施工方案

一、工程概况

（一）工程项目及设计勘察单位

1、项目名称盛世豪庭住宅小区二期6#7#8#号楼基坑工程

2、项目地点江苏省金湖县

3、建设单位江苏家天下房地产开发有限公司

4、建筑设计单位上海新建设建筑设计有限公司

5、基坑支护设计上海新建设建筑设计有限公司

6、岩土勘察南京勘察工程有限公司

（二）工程概况

盛世豪庭住宅小区二期工程基坑工程项目位于江苏省金湖县金湖西路与衡阳南路交汇处东南角。

本工程拟建筑物主要为12-17层分6#7#8#整体均设计一层地下室。

本工程开挖面相对标高-6.700米，场地勘察资料显示地坪相对标高约为-1.100m。

本工程基坑开挖深度为3500—5.600米，整个地下室基坑的开挖面积约12500m²。

本基坑工程等级为三级基坑。

二、环境概况

本工程基坑周围环境如下:

西北角靠近金湖西路与衡阳南路交汇处为旱喷泉下沉广场，该区域无地下室。

西侧靠近衡阳南路地下室边线距离用地红线约10米，北侧靠近金湖西路地下室边线距离用地红线约10米。

三、工程地质条件

1、南京勘察有限公司提供的《岩土工程勘察报告》；

2、场地现为空地，地形较平坦。

最大高差0.78米。

地貌类型属冲积平原。

3、浅部地下水主要为孔隙潜水，其主要赋存在第①层素填土、第②层粘土层中。

地下水位变化主要受大气降水、地面蒸发及地表迳流控制。

年平均水位埋深一般为0.40~1.10m。

设计计算时地下水位采用0.5m。

4、基坑影响深度内分布有第①层杂填土、第②层粉质粘土、第③层粉质粘土层，基底位于第三层粉质粘土层。

场地工程地质条件及基坑维护设计参数见下表。

表1土层参数

土层

层底标高（m）

厚度（m）

重度（KN/m³）

φ（。

）

C（kpa）

渗透系数（m/d）

压缩模量（Mpa）

1

-1.7

0.6

18.5

12.9

22

2

-6.6

4.9

19.1

17.1

35

3

-16.6

10

19.5

21.6

54

注：

有关参数为勘察报告中所推荐的基坑支护设计参数。

二、轻型井点施工

1、井点布置

井点分别分布在6#、7#、8#基坑外围，深基坑轻型井点降水，井点为矩型布置，井点管埋6.4m，其中滤管长1.5m，井点间距为1m左右，降水水位标高比基坑底标高低0.5m。

矩形单排水井点降水，其降水曲线坡度（依据土质渗水率，地下水流量等因素）选择1/10。

2、井点施工工艺程序

测量定位放线→铺设总管→冲孔→安装井点管→添砂砾→上部口添粘土密封→井管与井管联通→安装抽水设备总管接通→安装集水箱和排水管→接通电源，开真空泵排气→开启离心泵抽水→测量观测井店中地下水变化。

3、井点管，埋设：

井点管埋设方法，可根据土质情况、场地和施工条件，选择水冲方法和机具成孔，基本工艺方法基本都是用高压冲刷土体，用冲管扰动土体助冲，将土层冲成园孔后埋设井点管。

所有井点管在地面.以下0.5m的深度内，用粘土填实封闭，以防漏气。

井点管埋设完毕，应接通总管与抽水设备，所有接头要严密，并进行试抽水，检查有无漏气、堵塞等情况，出水是否正常，如有异常情况，应检修好方可正常运转使用。

4、井点管使用

（1）井点管使用，应保证连结不断地抽水，并备用双电源，以防突然停电。

（2）抽水时期，必须派有专业人员值班操作和观测，并且作好降水变化情况记录

（3）正常出水规律，“先混后清”，观测真空度不够，管上口漏气，通过听管内水流声，手扶管壁感到震动，手摸管子冷热、潮干等简便检测方法进行检查，判定抽水是否正常。

（4）每组井点降水必须设置1~2个观测井管，以便观测地下降水动态，观测每隔1—2小时检测一次，降水水位满足施工要求可以每隔4小时检测一次，日夜不能间断。

（5）地下构筑物竣工后并进行回填土后，方可拆除井点系统，拨管可借助于倒链或杠杆式起重机具。

所用孔洞用砂或土堵塞。

地面水防护措施

1、基坑上边口或者轻型井点管网外侧距1m，土坝0.3~0.5高度，防止雨天地面水流入基坑内，土坝必须四周封闭设置。

（或者挖排水明沟，阻止地面水流入基坑）。

2、基坑底四周设置明沟排水，明沟人工挖土沟，沟宽为300mm，沟深300~500mm，流水方向每隔20m设置集水坑，坑尺寸为600~1000，深度1m，，每个集水坑备一台潜水泵（或污水泵），坑内水满抽水之用。

四、基坑钢板桩支护结构施工

现状介绍：

因6#（S-1轴）－（S-j轴）位置有市政线路在我施工区域，现如果按照正常施工方法无法进行施工，考虑到工期紧要求高，我方建议采用钢板桩支护方法对此区域进行支护。

钢板桩施工前准备

（1）钢板桩种类选择，本工程采用封闭拉森钢板支护结构；

（2）钢板桩的设置位置应便于基础施工，即在地下结构边缘之外，并留有支、拆模板的操作面；（1.8M－2.5M）

（3）钢板桩不直的平面位置，应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便充分利用标准钢板和便于设置支撑

（4）打设钢板Eχ100液压打压机，将封闭式拉森钢板桩压入

（5）钢板桩长度选择为12m

3、钢板桩的打入

（1）钢板桩打入方式选择，板桩打设方式采用“单独打入法”。

这种方法是从板桩墙一角开始，逐根大入，直至打桩工程结束；

（2）钢板桩打设工艺程序：

测量定位放线→桩机导架安装机就位→测建桩机垂直和水度→吊车板桩就位插桩→套上桩帽→轻轻加以捶击→桩打设至标高→桩机移位→重度施工程序至打桩结束→桩上部支撑安装；

钢板桩打设技术要求：

a、在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度以内用两台经纬仪在两个方向加以控制；

b、、打设桩前，测量定位放线，桩按线插入就位；

c、为防止锁口中心线平面移位，可在打桩进行方向的钢板桩琐口处设卡板，阻止板桩移位；

d、、钢板桩墙的设计长度尽力按钢板桩标准码数的整倍数，最终合拢带来不必要的难度；

e、封闭式拉森钢板桩缝搭接法打设板桩墙的封闭，皎接；

f、、打桩时，开始打设的第一、二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度，它可以起样板导向作用，一般每打入1m应测量一次。

4、钢板桩打设质量验收标准。

按目前国家规定打设钢板桩允许误差：

桩顶标高±100mm，拔桩轴线偏差±100mm。

板桩垂直度为1%；

5、钢板桩的拔除：

在地下结构桩施工完成后，进行基坑回填土时，要拔除钢板桩，以便修整再重复使用。

拔桩前要考虑拔桩顺序，拔桩时间以及桩空处理方法。

（1）基坑内先回天夯实，为了工程施工总进度，加速回填和拔桩工期，基坑采用砂回填，浇水沉实；

（2）对于封闭式钢板桩墙，拔桩的开始点宜离开角正装5根以上，必须时还可用跳拔的方法间隔拔除；

（3）拔桩的顺序一般对打设桩顺序相反‘

（4）拔除钢板桩宜用振动和振动锤一起重机共同拔除。

振动锤产生强大振动破坏拔桩一周围土体间的粘结力，依靠附加的起吊力克服拔桩阻力将桩拔除；

（5）、对较难拔的桩，亦可先用柴油锤先振先，然后再与振动锤交替进行振打和振拔。

为了考虑施工条件，施工工期，钢板桩露头割除，余留部不拔埋入土层内；

（6）、当将桩拔出后，及时用砂子回填孔洞，或者用振动几分钟，让土孔填实。

拔桩的空洞必须及时回填，减少对邻边基础的影响。

回填方法有振动法、剂实法及填入法。

也可在桩拔时间灌水，边振边拔并回填砂子；

6、钢板桩加固支撑设置：

（1）钢板桩墙上部设置通环钢梁（用240槽钢双拼组合成钢梁），梁顶标高为桩墙顶标高低50~100mm。

环钢与钢板桩焊接牢固。

（2）在墙转角处双拼240槽钢设置钢梁斜撑，斜撑与水平环梁焊接牢固。

（3）钢板桩墙中间每隔6m设置300X300钢梁的水平支撑，与环梁长边焊接牢固；

（4）中间水平支撑，可在基坑至标高，跟着逐根加设焊接。

不影响基坑土方开挖。

五、基坑施工安全措施

1、基坑上部边缘安装安全栏杆，栏杆上涂刷安全标设。

2、基坑施工人员上下设置安全梯1~2座，梯双面设扶手栏杆。

3、操作人员下坑施工必须带好安全帽，不允许把安全帽放在旁边操作。

4、基坑上下运送材料及工具，不允许向下抛送，必须传运或机吊运输。

5、机具电源电线经常检查，凡是脱皮、裂缝等电缆线必须修理完整，一防止漏电。

6、机械挖基坑土方，挖至桩顶标高部位，留余100~200mm厚土方配合人工处理，挖土机不能冲击桩头和桩身。

7、挖基坑土方时必须有专业施工人员现场直接指挥，配合测量人员，严格控制基坑标高，超挖标准用松土回填。

五、基坑喷锚护坡

基坑喷锚（土钉）施工方案

1.施工状况介绍

一．因本项目有部分区域紧邻，现紧邻位置的有许栋号已经开始施工，如我对6#7#8#进行挖掘必会对紧邻已开始施工的栋号产生影响。

综合考虑后我方建议采用此方案进行施工。

2.1支护方式的选择

按不同条件选择不同的支护方式，详见表1。

（表1）

基坑周边环境及保护安全等级

放坡

条件

土层条件

基坑深度

支护方式

支护结构

基坑周围20m范围内无需保护的建筑物及管线。

基坑周边无较大的堆载及动荷载。

保护安全等级为三级。

>1：

0.6

土层工程性能良好,无不良土层在。

≤6m

喷锚护坡。

Φ20~25钢筋钉挂钢筋网喷浆护坡。

>6m

基坑浅部喷锚护坡；

基坑深部喷锚护坡辅以打入式锚杆支护。

浅部同上；

深部打入Φ48钢管注浆锚杆，间距1~1.2×1~1.2m。

存在厚度>3m的松散状杂填土或>1m的流塑状淤泥、淤质土。

深部存在微承压型含水层。

≤6m

喷锚护坡辅以打入式锚杆。

在不良土层部位打入Φ48注浆锚杆，增加坑壁挡土强度。

>6m

喷锚护坡辅以打入式锚杆。

配合井点降水，使地下水位顶面降至坑底以下。

打入Φ48钢管注浆锚杆，间距1~1.2×1~1.2m。

基坑周围，基坑深度范围内有建筑物及管线。

场地无>1：

0.6放坡条件。

保护安全等级为三级。

1：

0.2

~1：

0.4

土层工程性能良好，无不良土层存在。

≤6m

喷锚（打入式锚杆）支护。

打入Φ48钢管注浆锚杆，间距1~1.2×1~1.2m。

可~硬塑粘土部位可用Φ25钢筋钉代替锚杆。

>6m

基坑浅部喷锚（打入式锚杆）支护。

同上。

基坑深部喷锚（打入式锚杆）辅以成孔式锚杆。

锚杆杆体钢筋直径按抗拔力设计值计算确定。

成孔式锚杆，孔径100~130㎜，间距1.2~1.5×1.2~1.5m。

存在厚度>3m的松散状杂填土或>1m的流塑状淤泥、淤质土。

深部存在微承压型含水层。

≤6m

喷锚（打入式锚杆）支护辅以成孔式锚杆。

同上。

>6m

喷锚（成孔式锚杆）支护。

配合井点降水，使地下水位顶面降至坑底以下。

同上。

2.2、填土、淤泥计算参数及支护结构整体稳定系数取值

（1）、填土、淤泥计算参数

工程地质勘察报告往往无杂填土、素填土、淤泥等支护结构计算所需的重度（γ）、粘聚力（c）、内摩擦角（φ）参数，我们统计了大量的γ、c、φ参数后，得出金湖地区的经验数据，经注浆加固处理后，上述土层的c、φ值提高10～30%，以杂填土c值提高最明显。

我们一直以经验数据取值参于支护结构计算，实践证明改用经验数据接近土层实际的，可以采用。

（2）、整体稳定系数

支护结构计算最后获得整体稳定系数如何取值？

我们认为：

条分法作稳定分析，整体稳定系数取K=1.2~1.3为妥，基坑深、土质差取高值，反之取低值；基坑支护施工期受大气降水、地下管道渗漏水及土体徐变等不良因素作用，设计时整体稳定系数宜增加0.1~0.2。

（3）、地面荷载对基坑影响的分析

喷锚支护设计前应对基坑周边地面荷载详细调查，尽量使地面荷载取值接近实际，对紧邻基坑边的建筑物基础埋深、距离、荷载值调查清楚。

基坑东向与9#10#11#紧邻此三栋楼为多层砖混结构、浅基础，其荷载影响基坑，我们在浅部设计3排灌浆孔、超前锚杆及第一排锚杆为加固杂填土，保护9#10#11#楼基础，限制水平位移；深部锚杆起基坑支护作用，成功地控制变形在20㎜以内，确保9#10#11#楼安全（图1）。

（图1）

地面荷载值参加支护计算，是确定支护结构的重要数据；就是在离基坑边的距离大于基坑深度的建筑物荷载，以扩散角法则对基坑壁虽无直接影响，但其仍影响到基坑整体稳定性，降低稳定系数，所以支护设计时仍要进行验算其对整体稳定系数的影响程度。

2.3、时空效应在喷锚支护技术中应用

时间、空间效应广泛应用在基坑支护技术中，我们喷锚支护设计施工中也应了时空效应，对基坑安全、节约支护结构用材，降低成本起到良好效果。

2.3.1空间效应

（1）、改变基坑空间形状，缩短基坑边长，增加基坑角点，减少变形量。

如将矩形改成八角形，减少支护工作量，减少长边变形（图2）。

（图2）

（2）、在场地条件许可下，改一级放坡为二级台阶式放坡开挖，减少土压力，减少支护工作量，降低工程造价（图3）。

（图3）

（3）、场地无法满足土体放坡条件时，可以采取坑壁不同坡度开挖。

如对上部松散状杂填土及软~流塑状淤质土采用缓坡，下部可~硬塑粘性土采用陡坡开挖（图4）。

（图4）

2.3.2时间效应

（1）、先注浆加固土体后，一般应需停歇养护3~4天，达到一定强度才能开挖。

（2）、一层喷锚支护施工结束，切忌立即向下开挖，应在其它地段开挖，养护1~2天才能向下开挖。

（3）、开挖坡面暴露应加快支护施工，一般要求坡面暴露后在16小时内完成支护施工，对未经加固的杂填土、淤质土宜在8小时内完工，若遇大雨应在坡面暴露后立即喷射砼面，并在5小时内完成支护施工。

（4）、基坑开挖支护施工后，土体仍在徐变，喷锚支护抗徐变力量弱于其它支护手段，所以要求在地下结构工程施工过程中应及时夯实回填土。

2.4、无天然粘（内）聚力的杂填土加固处理

无天然粘聚力的松散状杂填土，其破坏往往没有征兆，会突然塌下来，喷锚支护在杂填土中发生塌跨事故屡见不鲜，所以对杂填土需先加固处理后开挖。

建议采用注浆法处理杂填土，其粘聚力可从无提高到10Kpa以上，又降低杂填土渗透系数起到防渗作用。

2.5、支护结构的优化

喷锚支护结构施工时往往千篇一律按常规实施，我们在组织施工实践中认为可以按基坑深度不同、坑壁侧压力大小优化支护结构，（因有土质与维护要求不同）现讨论如下：

（1）、喷锚护坡用于缓坡开挖、土质较好、土压力较低、坑壁侧压力较小，我们探索钢筋网从Φ6.5双向@200×200放稀为双向@250×250，加强筋Φ12，挂网钢筋钉Φ20@1000×1000菱形，翻边宽1m，使坑边做成硬化地坪。

（2）、喷锚（打入式锚杆）支护，钢筋网一般采用Φ6.5双向@200×200，加强筋Φ14～16，挂网钢筋钉Φ25@1000×1000菱形，打入式锚杆（Φ48钢管）间距1～１.2×1～１.2m，焊牢于加强筋上（图5），翻边宽同为1～2m，施工实践得知苏州地区打入式锚杆设计长度大于10m时，因施工难于达到要求，我们将锚杆间距改为1×1m，则锚杆长度改短为小于10m，也可满足基坑整体稳定的要求。

在土质较好的粘土、粉质粘土（图4）处可将打入式锚杆改为Φ25的钢筋钉，同样达到整体稳定的要求，从而节省施工用材。

（图5）

（3）、喷锚（成孔式锚杆）支护一般用于坑壁土质较差或基坑深度大于6m的基坑，钢筋网采用Φ6.5～Φ8双向@200×200，加强筋Φ16，挂网钢筋钉Φ25@1000×1000方形，翻边宽1～2m。

孔径100～130㎜，锚杆杆体配筋直径按抗拔力设计值计算确定。

注浆材料宜用水泥浆或水泥砂浆，抗拔力小者用水泥浆，大者用水泥砂浆。

抗拔力设计值大者宜引进“注浆袋”加压法注浆，增加锚固体与土体面的粘结力，锚杆固定于锚板上（图6）或槽钢上。

（图6）

2.7、基坑开挖过程中土体有较大变化地段应调整支护结构

基坑开挖必须分层分段均衡开挖，且应留0.3～0.5m的原状土用手工挖至坑底标高。

在开挖过程中土体有较大变化应调整支护结构。

2.8、基坑变形监测及应急措施

2.8.1基坑变形监测

基坑开挖前在基坑边及邻近建筑物布置监测点，监测点间距一般不大于20m，在距基坑周边不小于2H（H为基坑深度）布置监测基准点，数量不少于两个，基坑开挖前进行监测点及基准点测量，测量至少两次，以取得初始值。

基坑开挖及支护施工期间每天监测一次，当监测结果变化速率较大时，每天监测两次，当有事故征兆出现时，应连续监测。

支护施工结束后，地下结构工程施工期间每周监测一次直至基坑回填土结束。

2.8.2基坑保护等级及警戒值

（1）、基坑保护等级

基坑变形控制保护安全等级标准表2

等级

地面最大沉降量及

基坑壁水平位移控制要求

环境保护安全标准

一级

最大沉降量≤0.2%H

最大水平位移量≤0.25%H

离基坑H范围内有重要干线、水管和正在使用的重要建筑物。

二级

最大沉降量≤0.5%H

最大水平位移量≤0.6%H

离基坑H范围内有管线和一般建筑物。

三级

最大沉降量≤1%H

最大水平位移量≤1.2%H

在基坑周围20m范围内没有需保护的管线和建筑物

注：

H为基坑开挖深度，一级基坑一般采用排桩等支护方式，只有在局部地段喷锚支护以辅助支护方式采用。

（2）、警戒值

二~三级基坑警戒值20~25㎜，一级基坑警戒值宜为8㎜；每天变形不超过2~3㎜，达到警戒值均应报警，研究措施，阻止变形发展，达到稳定，确保基坑安全。

2.8.3应急措施

（1）、地面出现裂缝，顺裂缝注入水泥与水玻璃混合液，防止地表水灌入增加坑壁压力，地面用水泥砂浆抹平，在裂缝外侧布置钢筋钉，增加抗拉力，稳固变形土体。

（2）、水平位移达到报警值，采用水平或斜支撑，在地下结构施工过程中，可采用脚手架加水平支撑，限制水平位移发展。

（3）、坡脚滑移，采用砂石草包堆叠坡脚，阻止坡脚继续滑移。

（4）、基坑底隆起，用砂石草包等增加坑底上覆荷载，平稳土压力，限止隆起。

（5）、基坑底发生管涌，加强井点降水，降低地下水位。