基坑支护设计方案.docx

1、基坑支护设计方案河南省人民检察院侦察技术和通讯指挥中心大楼扩建工程基坑支护与降水 设 计 方 案 河南省地矿建设工程（集团）有限公司二一一年四月河南省人民检察院侦察技术和通讯指挥中心大楼扩建工程基坑支护与降水 设 计 方 案 总 经 理： 王道乐 总工程师： 谢军成 审 核： 何留记 校 对： 高雪梅项目负责： 梁坤祥 方案编写： 李世民 河南省地矿建设工程（集团）有限公司二一一年四月 1、工程概况1.1工程概况1.2周边环境条件1.3基坑侧壁安全等级2、基坑支护设计原则、规范及技术标准2.1基坑支护设计原则2.2设计使用规范及技术标准3、场地工程地质条件3.1地形、地貌3.2场地地层条件3.

2、3水文地质条件4、支护方案设计5、降水方案设计6、土方开挖设计7、变形监测工作设计8、施工组织设计9、技术要求9.1锚杆施工技术要求9.2土钉墙施工技术要求9.3微型钻孔灌注桩施工主要技术要求9.4高压旋喷桩施工技术要求9.5降水井施工技术要求9.6观测孔施工技术要求 10、其他附件：基坑支护与降水计算书 附图：1、河南省人民检察院技术楼扩建工程基坑支护结构平面布置图2、基坑降水及观测点平面布置图3、基坑支护剖面图4、基坑支护面层结构图5、基坑降水剖面图及管井大样图河南省人民检察院侦查技术和通讯指挥中心大扩建工程基坑支护与降水方案评审意见时间：2011年4月21日地点：河南省人民检察院议题：河

3、南省人民检察院侦查技术和通讯指挥中心大扩建工程基坑支护与降水方案评审本工程基坑深度7.5米，地下水位3.5米左右，支护采用复合土钉墙支护形式，降水采用管井降水方案，总体上选型比较合理，但应对下列几个方面进行修改和完善：1、应进一步了解周边建筑和管线的实际情况，并根据实际情况选取合理的计算参数(如周边超载土体力学指标、基底承载力、渗透系数、漏水情况对土性参数的影响、杂填土层情况等)对支护进行计算校核，并分析施工的可行性，提出施工不可行的预案。2、调整锚杆的间距及下排土钉的排距，避免形成群锚效应，及确保破脚的稳定性。3、计算的模型应合理选取，锚杆不能重复参与计算，并建议进行二次放坡，微型桩、止水帷

4、幕可放于放坡平台上。4、建议调整降水井的位置并补设渗水、观察井。5、建议将1-1剖面的微型桩减短，并根据周边建筑情况确定是否设置止水帷幕，如设止水帷幕，建议缩短入土深度，并加强止水帷幕的布置。6、对周边杂填土厚度较大的地段应考虑渗水的影响及施工的可行性，并有施工预案。7、设计图纸表达应规范，完善设计手续，并按规定委托第三方进行必要的检测和监测。专家签字见附表 2011年4月21日1、工程概况1.1工程概况河南省人民检察院拟建的河南省人民检察院侦察技术和通讯指挥中心大楼扩建改造项目位于郑州市郑汴路与英协路交叉口西北侧。原中心大楼主楼19层，裙房2层，地下1层，基础埋深7.8m，基础形式筏板基础，

5、钻孔灌注桩有效桩长36.5m；因为原办公楼不能满足目前工作需要，现在原中心大楼两侧实施扩建工程，扩建工程紧邻中心大楼主楼，对称分布于主楼两侧；扩建工程设计基础形式为筏板基础，钻孔灌注桩有效桩长35m，地上17层，地下1层，基坑轮廓为矩形，东西方形宽度16.0m，南北方向约31.0m，开挖深度7.5m。需采取基坑支护措施，以保证边坡及邻近建筑物的安全。1.2周边环境条件拟建建筑场地周边环境条件较复杂，基坑周边环境条件情况见下表：场地周围环境条件一览表 表1-2所在场地位置周围环境名称距离（m）备注东侧扩建部分场地东部已有机关服务中心22.3m19层、筏板基础、灌注桩场地南部草坪绿地8m绿化用地场

6、地西部已有中心大楼0m19层、筏板基础、灌注桩场地北部已有会议中心楼13.1m2层基础结构形式不详西侧扩建部分场地东部已有中心大楼0m19层、筏板基础、灌注桩场地南部草坪绿地8m绿化用地场地西部检察院西围墙12.8m范围内为原有建筑基础场地北部中心大楼右配楼新址13.1m5层、筏板基础、静压桩本场地内主楼供、排水管道及电缆线，周边地下管线待查，基坑开挖前应做好详细调查。1.3基坑侧壁安全等级本建筑工程重要性等级为二级，场地的复杂程度等级为二级，地基的复杂程度等级为二级，建筑的抗震设防类别为丙类，基坑开挖深度约7.5m，周围环境较复杂，主楼及附近会议中心受降水地面变形影响较大，按照建筑边坡工程技

7、术规范（GB50330-2002）规定，基坑边坡侧壁安全重要性等级为二级，安全重要性系数取值1.0。2、基坑支护设计原则、规范及技术标准2.1基坑支护设计原则安全第一；确保基坑开挖和基础施工全过程中基坑边坡和邻近建筑物安全稳定。环境保护；基坑支护设计尽量减少对周边建筑物和地质环境的影响，严格控制基坑邻近建筑物、道路的沉降变形。经济合理；在确保基坑安全的前提下，尽可能减少基坑支护的施工成本，降低工程造价。有利施工，节省工期；设计中将基坑支护、降水和土方开挖有机结合起来，有效缩短工程工期。2.2设计使用规范及技术标准建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）建筑边坡工程技术规范(GB5033

8、0-2002)建筑基坑工程技术规范(YB9258-97)建筑基坑支护技术规程(JGJ 120-99)锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）基坑土钉支护技术规范（CECS 96:97）土层锚杆设计与施工规范（CECS 22:90）建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）民用建筑可靠性鉴定标准（GB50292-1999）建筑与市政降水工程技术规范(JGJ/T 111-98)河南省人民检察院侦查技术和通讯指挥中心大楼扩建改造项目岩土工程勘察报告 基坑设计计算软件：理正深基坑支护软件5.33、场地工程地质条件3.1

9、地形、地貌拟建工程场地黄河冲积平原，地形平坦，场地岩性以人工填土及黄河新近堆积土为主。3.2场地地层条件根据2011年1月河南省人民检察院侦察技术和通讯指挥中心大楼扩建改造项目岩土工程勘察报告资料，场地在揭露深度范围内为第四系沉积层和第四系上更新层，根据其物理力学特征共划分为9个地质单元层，而对基坑开挖支护和降水工作有影响的地层主要为上部6层，其各地质单元层的岩土特征如下：第层：杂填土，色杂，湿，松散，主要由砖块、灰渣、填土、水泥块等建筑垃圾组成。该层主要为原办公楼施工时基坑放坡开挖回填及原鱼塘回填所成，局部以粉土回填为主，含水量较高，土质较软。该层由于受原有主楼基坑开挖影响，厚度变化较大，回

10、填物成分差异较大。层厚3.808.60m,平均厚度5.31m;层底标高88.8693.50m,平均标高91.88m。第层：粉质粘土，灰色灰黑色，软塑可塑，稍密，切面光滑，干强度中等，韧性中等。该层为原鱼塘底部，含蜗牛壳碎片，偶见铁质氧化物斑点。层厚1.103.20m,平均厚度2.48m;层底标高89.8890.59m,平均标高90.23m；层底埋深6.407.40m,平均埋深6.93m。第层：粉质粘土夹粉土，灰色，软塑流塑，干强度中等，韧性中等。含铁质氧化物斑点，含蜗牛壳碎片，偶见小姜石。局部夹灰色稍密粉土及灰色淤泥质粉质粘土。层厚1.403.70m,平均厚度3.05m;层底标高86.6887

11、.28m,平均标高86.96m；层底埋深10.0010.50m,平均埋深10.23m。第层：粉土，灰色，湿，稍密，摇振反应迅速，干强度低，韧性低。含蜗牛壳碎片，偶见小颗粒姜石。层厚3.904.60m,平均厚度4.15m;层底标高82.4783.26m,平均标高82.81m；层底埋深14.0014.70m,平均埋深14.38m。第层：淤泥质粉质粘土，灰色黑色，软塑流塑，切面稍有光滑，干强度中等，韧性中等，含蜗牛壳碎片及腐植质，有机质含量较高，局部夹泥炭质土。层厚4.505.50m,平均厚度5.01m;层底标高77.3778.30m,平均标高77.80m；层底埋深19.0019.80m,平均埋深1

12、9.39m。第层：粉砂，灰黄色黄褐色，饱和，中密密实，颗粒级配不良，颗粒成分主要由石英、长石组成。该层层底局部见厚约40cm胶结层。层厚10.5011.90m,平均厚度11.21m;层底标高66.1766.99m,平均标高66.59m；层底埋深29.2030.50m,平均埋深30.20m。河南省人民检察院侦察技术和通讯指挥中心大楼扩建改造项目岩土工程勘察报告给出各层土的承载力特征值及压缩模量值见表3.2-1；同时提供的基坑支护设计参数见表3.2-2。各层土建议的承载力特征值及压缩模量值 表3.2-1层号fak(kpa)90100130100240260Es0.1-0.2(mpa)3.53.98

13、.13.922.010.6压缩性高高中高低中基坑边坡设计所用各层土的设计参数 表3.2-2层序岩性粉质粘土粉质粘土夹粉土粉土淤泥质粉质粘土粉砂粉质粘土天然重度(kN/m3)19.217.919.217.619.719.6粘聚力（kPa）24.025.012.029.02534.2内摩擦角（）10.09.520.09.617.112.3 3.3水文地质条件（1）地下水类型： 拟建场地在勘察期间测定的稳定水位埋深3.43.7m，地下水属孔隙潜水类型。其补给来源以大气降水和侧向迳流为主，动态变化受季节性变化控制，水位年变幅约1.0m，历史最高水位1.0 m左右.（2）水质：勘察报告对地下水测试结果为

14、场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋（干湿交替带）有微腐蚀性。 4、支护方案设计 针对该场地地层条件和环境条件，主楼东侧基坑北侧壁及东侧壁北端10.2m拟采用土钉墙、锚索竖向护坡桩+高压旋喷桩止水帷幕支护方案，其余部分拟采用土钉墙、锚杆微型桩支护方案；主楼西侧基坑北侧壁及西侧壁北端6m拟采用土钉墙、锚索竖向护坡桩+高压旋喷桩止水帷幕支护方案，其余部分拟采用土钉墙、锚杆微型桩支护方案。共分2个基坑支护剖面段进行支护，主要支护设计方案如下：1-1剖面部分：支护拟采用土钉墙、锚杆竖向微型桩+止水帷幕支护方案。结合该工程地质条件，经综合分析，主楼东侧基坑北侧壁及东侧壁北端10.0

15、m采用土钉墙、锚杆竖向护坡桩+高压旋喷桩止水帷幕支护方案，上部2m采用1：0.7放坡,土钉墙支护，下部采用土钉墙+预应力锚索+竖向护坡桩+高压旋喷桩止水帷幕支护，桩顶为截面600600mm冠梁。主要技术参数见表4-1。 土钉墙布置1、 土钉、锚索基坑边壁垂向设置1排锚杆和5排土钉，在深度3.2处，设一道锚索，水平间距2.4m，中间1.2处为土钉，锚杆锚固体直径150mm，采用3s15.2的钢绞线。2、 混凝土面层在基坑开挖线外侧0.8m位置的坡顶沿坡边布置竖向挂网钢筋1排，长度1.2m，间距1.5，采用18的钢筋，打入方式施工。面层网筋采用8250 编织成网，加强筋采用12菱形布置,加强筋与土

16、钉和锚杆钢筋连接;坡顶面层翻边1000mm，并高出地面500mm，做好清洁防护。土钉墙面层采用砼喷射，强度等级C20,喷射厚度80mm。11剖面土钉设计参数 表4-1土钉排号位置（m）倾角（）长度（m）自由段长度（m）钢筋配置水平间距成孔直径11.015101181.2m100mm22.015131181.2m100mm3（锚索）3.2151863s15.22.4m150mm44.415111181.2m100mm55.615101181.2m100mm66.81591181.2m100mm高压旋喷桩+护坡桩布置止水帷幕采用高压旋喷桩+护坡桩；护坡桩桩径600mm，间距1200mm，有效桩长1

17、3m，桩顶标高-2.0m，桩顶加冠梁，冠梁600600mm；高压旋喷桩桩径600mm，桩间距400mm，咬合200mm，有效桩长13m，桩顶标高-2.0m；施工时应先做高压旋喷桩，再做护坡桩，保证桩位准确，充分咬合；西侧基坑西侧壁位置有原建筑物基础桩，在施工过程中应注意依据实际情况适当调整。2-2剖面部分：支护拟采用土钉墙、锚杆竖向微型桩支护方案。结合该工程地质条件，经综合分析，主楼东侧基坑南侧壁及东侧壁采用土钉墙、锚杆竖向微型桩支护方案，上部2m采用1：0.7放坡，土钉墙支护，下部采用土钉墙+预应力锚杆支护+微型桩支护，2m深处放0.6m宽的台阶。主要技术参数见表4-2。 土钉墙布置3、 土

18、钉、锚杆基坑边壁垂向设置1排锚杆和5排土钉，在深度3.2处，设一道锚杆，水平间距2.6m，中间1.3处为土钉，锚杆锚固体直径150mm，采用22的钢筋。4、 混凝土面层在基坑开挖线外侧0.8m位置的坡顶沿坡边布置竖向挂网钢筋1排，长度1.2m，间距1.5，采用18的钢筋，打入方式施工。面层网筋采用8250 编织成网，加强筋采用12菱形布置,加强筋与土钉和锚杆钢筋连接;坡顶面层翻边1000mm，并高出地面500mm，做好清洁防护。土钉墙面层采用砼喷射，强度等级C20,喷射厚度80mm。22剖面土钉设计参数 表4-2土钉排号位置（m）倾角（）长度（m）自由段长度（m）钢筋配置水平间距成孔直径11.

19、015101181.3m100mm22.015131181.3m100mm3（锚杆）3.2151551222.6m150mm44.415111181.3m100mm55.615101181.3m100mm66.81591181.3m100mm微型桩布置采用150的钻孔灌注钢管桩，布置在坡台边处，有效桩长8.5m，桩顶标高-2.0m，桩嵌固长度3.0m，桩间距0.8m，布设一排，开孔口径150mm，孔内插入1根893的钢管，钢管头部采用横向钢管用锁扣或直接焊接，使其刚性连接。5、降水方案设计 因扩建部分两侧基坑情况较为相似，现根据东侧基坑情况设计，西侧对称布置。根据区内地层情况，本次设计采取管井

20、降水方案进行基坑降水。基坑降水计算按照潜水-承压水混合井（管井）模式，远离边界条件，水位埋深3.4m，水位降深5.0m；根据勘察报告资料结合场地情况综合渗透系数：1.5m/ d。依据理正深基坑支护降水分析计算软件分析计算，因此降水施工过程中由于水位降较大，对周边环境有一定的影响。根据周边已有施工经验，结合降水分析计算结果，东侧基坑管井布置考虑到场地为矩形场地，且采取控制水位降水，以降低对周边环境的影响，按照东西9m、南北14m间距布设（见平面布置图），根据降水计算结果，在场地基坑内布设4眼管井，基坑外靠南侧布置2口井，管井深度28m，可以使坑内水位降至基坑底部0.51m左右，在降水初期基坑内的

21、所有井可同时抽，水位降到设计要求后，抽水井内维持水位埋深在11m，可以根据情况关停部分井，采取控制水位法降水。另外，因为该场地上部土层粘性土渗透性较差，所以在基坑的四角及中间布置5口自渗井，自渗井井深22m，井底进入粉砂层3m左右，以有效降低基坑地下水水位；自渗井位置见降水井平面布置图。管井结构：成孔直径600mm，滤管采用无砂砼滤管，内径350mm，外径400mm，孔隙率大于30%，滤料采用1mm-3mm干净石英砂，外包80目滤网，以保证降水井内不会产生大量涌砂，确保降水效果。为确保基坑降水不对附近建筑造成危害，准确观测降水期间周边水位变化，在本建筑基坑外的东、南、北三面可布设水位观测井，以

22、便了解基坑外围的地下水位降深情况及对邻近道路的影响情况。抽水期间用电测水位计量测水位，及时记录并反馈信息，为基坑施工服务。 6、土方开挖设计 本工程基坑土方开挖的施工顺序与安排，是对基坑安全、工期和质量的重要制约因素，支护结构施工与土方挖运须交叉进行并严格遵循分层分段开挖、支护的原则，分层高度一般为1.4m左右，分段长度根据现场情况一般为1520m。土方开挖应围绕支护施工工作进行，并受控于支护，根据支护工作需要决定开挖进度。本次土方开挖施工顺序控制：第一次开挖-1.2m施工第一排土钉，喷射面层混凝土第二次开挖-2.4m施工第二排土钉，喷射面层混凝土第三次开挖-3.6m施工第一排锚杆，喷射混凝土

23、面层第四次开挖-4.8m施工第三排土钉, 喷射混凝土面层，然后直至开挖至设计标高上部0.3m由人工清除至设计标高。土方开挖施工线路由土方施工单位、建设单位和主体施工单位确定，并应将施工线路通知支护施工单位，做好统一安排；具体的土方开挖施工，应由土方开挖单位按照有关规范、规程及管理规定，做好施工组织设计工作，合理安排合适的挖土方式和挖土设备，并及时与业主协调作好土方运输处理工作，确保与基坑支护工作协调、同步进行，保证质量，确保工期。 7、变形监测工作设计 本次变形监测的目的是依据设计要求，通过在基坑施工过程中对基坑和邻边建筑物、道路、管线等进行同步变形监测和基坑内外水位监测，指导基坑开挖支护和降

24、水工程的正常施工，确保基坑、邻近建筑物、道路、各类管道的安全和基础工程的正常施工，同时，根据监测工作数据分析，及时反馈信息，验证设计，并为作好信息化设计施工服务。 监测主要包括以下内容：对基坑支护体系进行水平位移监测；对周边建筑房屋等进行变形观测；对基坑内、外地下水位进行监测；对平面及高程控制测量等。 监测工作主要依据：建筑基坑支护技术规程、建筑变形测量规范、工程测量规范、国家水准测量规范、城市测量规范等国家规范要求进行。本次监测工作要求以仪器监测为主，目视测量为辅，多视点综合观测为原则，应用全站仪、经纬仪、水准仪等仪器，全面监测。根据本次监测工作要求，本次监测工作范围主要控制区域为基坑开挖深

25、度2-3倍平面范围。共布置建筑、道路、基坑、降水监测点约31点，见监测工作平面布置图。 基坑沉降位移控制标准支护结构顶位移支护结构最大位移地面最大沉降支护结构内力一级控制值3cm5cm3cm设计值的80%二级控制值6cm8cm6cm报警值水平位移速率连续3天超过控制值2mm/d或沉降速率连续3天1mm/d应急处理措施：由于地下工程隐蔽性较大且本基坑挖土深度主要在杂填土和粉质粘土中，施工中要加强观测加强信息法施工，施工中要有应急处理措施，以防范于未然。施工中若出现涌水涌沙现象，应迅速施喷砼或采用花管高压注浆止水；施工中若出现位移速率过大， 应增加长预应力锚杆及土钉长度；若地面沉降速率过大并有坑底

26、隆起现象， 应采用沙木桩、砂袋或静压注浆等措施迅速加固坑底；特别注意挖土时间和挖土顺序，严防因深层土体流动而使工程桩发生损坏， 若有深层土体流动迹象， 应立即停止挖土，采用进一步增加被动区土压力等方法加固坑底。若由于降水使北侧地面沉降过大，应在基坑外围施工注水井，对浅层地下水采取人工回灌，使基坑外侧地下水位保持在原来状态。主楼门庭部分的变形，因主楼门庭基础与主楼基础不在一个整体之上，在降水和基坑开挖期间应重点观测门庭部分的变形情况，防止因不均匀沉降造成变形破坏。8、施工组织设计 本次基坑支护与降水施工必须做好专门的施工组织设计工作，在未进行详细施工组织设计并取得建设单位、监理单位认可的情况下，

27、严禁施工，施工组织设计的编制应严格按照现有技术标准并结合行业特点及本工程特点编制。 9、技术要求9.1锚杆施工技术要求365交通站365交通站 施工允许偏差为孔深100mm，孔径5mm，孔距100mm。 成孔后及时安设锚杆及注浆，以防塌孔。 采用P.C42.5复合硅酸盐水泥，水灰比为0.50-0.60；采用二次注浆，预加应力70kN。9.2土钉墙施工技术要求 定位放线:按照设计图纸由测量人员准确放出每个土钉孔位，孔位误差小于5cm; 边坡修整:采用人工清理,为确保喷射砼面层的平整,此工序必须挂线定位; 用人工洛阳铲或螺旋钻机(国产锚杆机)成孔,钻孔后进行清孔检查,对孔中出现的局部塌孔或松落土立

28、即进行压浆处理,并及时安设土钉钢筋并注浆; 土钉主筋制作及安放:主筋按照设计长度下料,外端按照设计长度予留，以便锚头施工，土钉主筋每隔1-2m焊居中支架,防止主筋偏离偏离土钉中心,居中支架采用直径8mm的HPB235钢筋，每个支架有2-3个弯曲成弧形的钢筋组成，并与土钉或锚杆有效焊接; 造浆及注浆:采用P.C32.5级复合硅酸盐水泥，水灰比为0.5-0.60，注浆压力0.5-1.0Mpa,采用搅拌机造浆,应严格控制水灰比,注浆采用注浆泵,注浆时,将导管缓慢均匀拔出,但出浆口始终处于孔中浆体面之下,保证孔中气体能够全部排除; 挂网及锚头安装:钢筋网片用插入土中的钢筋或垫块固定,与坡面间隙3-4c

29、m,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; 钢筋网片与土钉交叉处，采用20020010mm的钢板，中间打孔焊接在土钉上，然后与纵横加强筋焊接； 喷射砼: 采用P.C32.5级复合硅酸盐水泥，混凝土强度C20，面层厚度80mm；水灰为0.45；喷射砼的顺序先锚后喷,喷射作业时空压机风量不小于9m3/min,气压0.2-0.4Mpa,喷头水压不小于0.15Mpa,喷射距离控制在0.6-1.0m； 养护:本工程施工期间应及时对面层砼进行洒水养护，施工过程中如发现滞水,可用PVC 管插入坡壁后再进行喷砼支护,可以将坡壁内滞水引出,在基坑四周设置用水点应做好防渗处理,在场地的所有用水点均应设置排水沟,将水引入下水管道。9.3微型钻孔灌注桩施工主要技术要求使用轻型钻机采用回旋钻进成孔，孔径为150，有效桩长8.5m，桩顶标高-2.0m。然后插入893的钢管距孔底0.5m处