基坑支护土钉墙方案.docx

1、基坑支护土钉墙方案土钉墙基坑支护设计方案设计院二一六年八月*基坑支护设计方案设计单位：设计院项目负责： 设 计 人： 审 核： 审 定： 总工程师： 院 长： 提交单位：设计院提交时间：二一六年六月附件1：计算书附 图 目 录序号图 名编号图幅1设计总说明A22支护平面布置图A23周边环境及监测布置图A24支护剖面布置图A25支护结构大样图A26集水、排水沟大样图A27降水井大样图A2第一部分 设计说明一、工程概况1、基本情况位于*县*路与*路交汇处，拟建工程主要由2栋18层，1栋17层，8栋9层住宅、2栋6+1层住宅及2层商业楼组成。高程设计拟采用框剪结构，小高层及多层拟采用框架结构，北侧8

2、-13#楼区设地下室一层，地下室面积约20450m2。场地室内0.00标高为52.50-53.00m（黄海高程）不等，北侧8-13#楼区设地下室一层，底板底绝对标高为47.45m，基坑周边自然地面标高约51.23-52.2m，在现地面标高的基础上基坑开挖深度为4.40-4.76m。基坑工程概况汇总见表1。拟建场地原属禾水河阶地，原始地貌为种植地，地面标高48.3-49.0m不等，地面平坦开阔，现场地已基本被回填土整平。 基坑工程概况汇总表 表1场地情况设计标高0.00(m)自然地面高程(m)基坑开挖时地面高程(m)52.753.0最高最低东边南边西边北边52.251.2152.2151.955

3、2.2051.85地下室规模层数面积(m2)层高( m)顶板顶设计标高底板底设计标高距离红线(m)一层20450第一层第二层第三层4.0/51.4547.452基坑开挖规模开挖深度(m)局部挖深度(m)周长(m)面积(m2)各开挖工况深度4.40-4.76/74420450周边环境描述内容：平面距离为3倍基坑深度范围内的房屋建筑（结构类型、基础、埋深、状况）、道路（类别、等级、负荷）、管线（通信、电力、给排水）、地铁、塔吊、坡道等现状，包括距离、完损东侧1、基坑东侧为*路市政道路(*路)，距离基坑边线约8m。地下管线主要有电力线，电力管线距地下室外墙边线距离为8.0m，埋深约为1.0m。南侧2

4、、基坑南侧为空地(本工程建设用地)，无地下管线。西侧3、基坑西侧为水渠，控制水位标高约51m，距离基坑边线约30m，无地下管线。北侧4、基坑北侧为市政道路（*路），距离基坑边线约22m。距基坑开挖边线15m处埋设有一供电管线，埋深1.50m。基坑特点基坑开挖深度深土层情况差，存在软弱夹层周边环境复 杂地下水丰 富水位变化幅度大工期紧地面荷载大否否否否否是否二、设计依据1、设计执行的规范、规程及标准建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)；建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)；建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013）；建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）；复合土

5、钉墙基坑支护技术规范（GB50739-2011）；建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）。 2、岩土工程勘察报告我院2016年4月提交的*岩土工程勘察报告（详细勘察阶段）。3、建设单位提供的基坑周边环境图及地下室建筑基础平面图等。三、设计标准1、支护结构安全等级本基坑开挖深度为4.40-4.76m，基坑北侧及东侧为市政道路，依据建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)第3.1.3条规定，本基坑支护结构安全等级为二级。2、基坑侧壁重要性系数依据建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)规定：基坑结构重要性系数为1.0。3、基坑支护适用年限本基坑支护设计使用年限为不超过12

6、个月。4、基坑周边堆载要求：距离坡顶0.0-2.0米范围内不得进行堆载和车辆行驶。2.00-5.00 米范围内堆载和车辆荷载15kPa。5、稳定性验算安全系数基坑安全等级为二级，放坡及土钉墙整体稳定性安全系数为1.30。6、计算采用的软件本次设计采用理正岩土计算软件7.0版进行计算。四、岩土工程条件1、各岩土层分布根据本工程岩土工程勘察报告，拟建场地分布地层有第四系人工填土（Q4ml）、第四系全新统冲积层（Q4al）及白垩系上统南雄群（K2n），以下分别予以阐述：1、第四系人工填土（Q4ml）素填土：褐黄色，结构松散，成分主要为黏性土，局部夹少量碎石、块石，揭露最大块径达0.5m，堆积时间短，

7、自重固结尚未完成，承载力低。全场地分布，层厚为2.8-7.2m，平均厚度3.64m。2、第四系全新统冲积层（Q4al）粉质黏土：褐黄色，可塑为主，局部硬塑，成分以黏粒、粉粒为主，刀切面光滑，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。全场地分布，层顶埋深2.8-7.2m，层顶高程45.94-49.94m，厚度2.0-6.1m，平均厚度4.41m。圆砾：褐黄色，饱和，稍密-中密，砾石成分以中风化砂岩、硅质岩为主，呈亚圆形，中粗砂充填。全场分布，层顶埋深5.5-10.2m，顶板高程42.28-46.78m，厚度2.3-6.2m，平均厚度3.77m。3、白垩系上统南雄群（K2n）强风化泥质粉砂岩：紫红色，岩芯

8、呈碎块状，泥质胶结，岩体结构清晰，岩体风化强烈，极破碎，为极软岩。全场地分布，层顶埋深10.3-13.9m，层顶高程38.78-41.99m，厚度0.5-2.1m，平均厚度1.10m。中风化泥质粉砂岩：紫红色，粉砂质结构，厚层状构造，泥质胶结，岩体较完整，岩芯多呈柱状、长柱状，局部呈短柱状。全场地分布，层顶埋深10.9-14.7m，层顶高程37.60-41.12m。2、水文地质条件根据勘察报告，拟建场地地下水主要为上层滞水、第四系松散岩类孔隙承压水两种类型。上层滞水主要赋存于上部杂填土中，勘察期间水位初见水位埋深0.5-3.3m，稳定水位埋深为48.31-51.88m，粉质黏土为其相对隔水层底

9、板。主要接受大气降水的入渗补给，向低洼地段排泄，勘察期间部分钻孔见及该层地下水，水量小。第四系松散岩类孔隙承水主要赋存于圆砾层中，其上部粉质黏土为隔水顶板层，下部为强风化泥质粉砂岩为隔水底板，含水层属强透水层，水量较丰富。勘察期间实测该层初见水位埋深为5.2-10.2m，初见水位标高为42.28-46.78m，稳定水位埋深为4.0-6.2m，稳定水位标高46.20-48.12m，承压水头高度一般为2.0-4.0m，最大为4.8m，水位年变幅23m左右。地下水对混凝土结构具有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。根据区域资料及本地区经验值，场地含水层综合渗透系数采用50m/d。五、基坑

10、支护设计原则1、按照动态设计，信息化施工的方法进行，基坑支护结构施工应与现场监测相吻合根据现场监测反馈信息及时进行分析，达到动态设计和信息化施工的目的。2、支护结构应有效地控制变形，使之处在建（构）筑物处在安全使用范围内，确保基坑内安全。3、基坑土方开挖遵循分层、平衡、适时的原则。4、施工前施工单位应做好施工组织设计，并获得相关单位认可。 六、基坑支护设计参数该基坑支护设计采用的岩土物理力学参数为地勘报告提供的建议值与类似工程经验值，其取用参数见表2：各岩土层基坑设计参数表表2岩土名称重度凝聚力内摩擦角土钉的极限粘结强度标准值锚杆的极限粘结强度标准值CqskqskkN/m3kPakPakPa素

11、填土18.11082225粉质黏土18.828.513.74050七、支护方案（一）基坑开挖深度根据建设方提供的资料，开挖深度计算如下：地下室区建筑室内0.00标高为52.7-53.0m（黄海高程），设一层地下室，地下室底板绝对标高为47.45m，基坑周边自然地面标高约51.23-52.2m，在现地面标高的基础上基坑开挖深度为4.40-4.76m。 (二)设计思路1、结合本工程地质、环境、挖深等诸方面因素；2、为基坑土方开挖、地下室施工创造一个安全干燥的施工条件；3、参照本地区此类基坑工程成功的经验；（三）支护方案的的选择1、环境分析拟建基坑北侧及东侧为市政道路，距基坑边线8-22m不等，道路

12、两侧分布少量管线，已电力线为主；基坑西侧为水渠，距基坑边线30m；基坑南侧为空地。 基坑周边环境条件复杂程度为中等。2、地下水分析根据勘察报告，工程场地地下水主要为赋存于圆砾层中的第四系松散孔隙承压水，勘察区间为丰水期，地下稳定水位标高46.20-48.12m，地下水大部接近或略高于地下室底板，需采取降水措施。据区域资料显示，地下水年变幅为2.0-3.0m，平水期和枯水期地下水位于地下室底板以下，地下水对基坑影响不大。3、方案选择根据本工程基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节等条件进行方案选择时应着重考虑的因素：综合考察现场的周边环境及岩土层组合等条件，根据建设单

13、位对基坑支护工程的具体要求，为尽可能避免基坑开挖对周围道路、地下管线的影响，本着“安全可靠，经济合理，技术可行，方便施工”的原则；经过细致分析、计算和方案比较，本工程支护方案主要采用放坡+土钉墙支护开挖，部分采用放坡开挖。（四）支护方案1、支护分段根据本工程周边环境情况及地质报告综合分析，将本基坑支护分为4段进行设计。本方案基坑开挖边坡深度均按自然地面起算，设计方案计算与验算均以上述原则执行。按上述原则，结合相关建筑设计参数，本基坑开挖深度如表3。支护设计分段与开挖深度一览表表3分段名称边坡长度（m)地面标高(m)基坑底板标高(m) 基坑深度(m)AB15751.8547.454.40BC12

14、652.2147.454.76CD17851.9547.454.50DA10852.2047.454.752、设计成果1）AB段本剖面支护段长度分别为157m，开挖深度为4.40m,设计开挖坡度55；设计采用型断面土钉墙支护，共设计管钉4排，平面上呈梅花型布置，管钉水平间距为1.30m，竖向间距分别为1.0m、1.0m、1.0m、1.1m，各排土钉直径与长度详见下图；管钉之间用14级螺纹钢连接；网片为级盘圆钢筋8200200；加强筋钢筋型号为HRB335，网片钢筋型号为HPB300。根据计算结果，其垂向分布位置与设计土钉长度如下：第一排：距坡顶1.0m，管钉规格48钢管、=3.0，L6.0m，

15、与水平夹角15度；第二排：距坡顶2.0m，管钉规格48钢管、=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；第三排：距坡顶3.0m，管钉规格48钢管、=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；第四排：距坡顶4.0m，管钉规格48钢管、=3.0，L4.0m，与水平夹角15度。图1 AB段支护剖面示意图2）BC段本剖面支护段长度别为126m，开挖深度为4.76m,设计开挖坡度55；设计采用型断面土钉墙支护，共设计管钉4排，平面上呈梅花型布置，管钉水平间距为1.30m，竖向间距分别为1.0m、1.0m、1.225m、1.225m，各排土钉直径与长度详见下图；管钉之间用14级螺纹钢连接；网片为级盘圆钢筋8200

16、200；加强筋钢筋型号为HRB335，网片钢筋型号为HPB300。根据计算结果，其垂向分布位置与设计土钉长度如下：第一排：距坡顶1.0m，管钉规格48钢管、=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；第二排：距坡顶2.0m，管钉规格48钢管、=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；第三排：距坡顶3.225m，管钉规格48钢管、=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；第四排：距坡顶4.45m，管钉规格48钢管、=3.0，L4.0m，与水平夹角15度。图2 BC段支护剖面示意图3）CD段本剖面支护段长度为178m，开挖深度为4.50m。设计采用型断面支护，设计开挖坡度39(坡率1:1.25)，护面挂钢

17、筋网片为级盘圆钢筋8200200。图3 CD段支护剖面示意图4）DA段本剖面支护段长度别为108m，开挖深度为4.75m,设计开挖坡度55；设计采用型断面土钉墙支护，共设计管钉4排，平面上呈梅花型布置，管钉水平间距为1.30m，竖向间距分别为1.0m、1.0m、1.225m、1.225m，各排土钉直径与长度详见下图；管钉之间用14级螺纹钢连接；网片为级盘圆钢筋8200200；加强筋钢筋型号为HRB335，网片钢筋型号为HPB300。根据计算结果，其垂向分布位置与设计土钉长度如下：第一排：距坡顶1.0m，管钉规格48钢管、=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；第二排：距坡顶2.0m，管钉规格4

18、8钢管、=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；第三排：距坡顶3.225m，管钉规格48钢管、=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；第四排：距坡顶4.45m，管钉规格48钢管、=3.0，L4.0m，与水平夹角15度。图4 DA段支护剖面示意图护面混凝土喷层厚度100mm；喷层混凝土标号为C20；设计土钉注浆体强度不小于M20，水灰比为1:0.5-1: 1.0。采管钉采用外径为48钢管，壁厚为3.00mm，钢管的注浆孔应设置在钢管末端的2m范围内，每个注浆截面的注浆孔2个，注浆的间距为300mm，注浆孔直径为10mm，注浆孔外设保护倒刺，花管采用击入法施工。土钉墙内设置泄水孔，埋设规格为50的

19、PVC管，泄水孔水平间距1.0m，竖向间距1.0m，每根长度约0.50m，埋入土钉墙后深度不小于0.30m，周围设置卵石反滤层。外倾角度约15度。坡顶、底各设排水沟1条，位置现场选择，坡底排水沟宜靠地下室外墙一侧设置。3、施工主要技术要求1、土钉墙施工工艺流程如下：土方开挖测量定位成孔土钉制作安装（或风动冲击器成锚）灌浆浆液配置挂网制作与安装注浆喷射混凝土。具体详见设计总说明。2、由于基坑工程施工的特殊性，施工程序相对复杂，因此，在施工过程中，应切实做好各方面的协调工作，群策群力，确保本工程的安全。3、施工队伍必须制定规范的施工组织设计。工程开工前，应由具有监测资质的单位编制基坑监测方专项方案

20、，并预先埋设好监测点，测取初始数据，其它监测测试工作随基坑围护工程进展同步进行。4、根据建设方提供的红线坐标点，按建筑设计单位提供的建筑总平面图，测量放样，经建设方和监理方验收认可后开始施工。如果与基坑设计尺寸相差较大，应通知设计人员变更施工图设计。5、基坑支护成功与否，与开挖方式及开挖顺序关系密切，因此开挖过程中必须密切配合，开挖要求分层进行：按要求每层开挖深度只能低于土钉位置的0.5m，并且要留3050cm厚度土层采用人工修坡，实际开挖时，应根据开挖情况在保证安全的前提下可做适当的调整。其它要求如下：(1)上层土钉浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工。(

21、2)基坑开挖和土钉墙施工应按设计要求自上而下分段分层进行。在机械开挖后，应辅以人工修整坡面，坡面平整度的允许偏差为20mm，在坡面喷射混凝土支护前，应清除坡面虚土。(3)孔深允许偏差50mm，孔径允许偏差5mm，孔距允许偏差100mm，成孔倾角偏差5%。(4)喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不宜小于40mm。(5)喷射混凝土时，喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0.61.0m。(6)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37天。(7)钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设，钢筋保护层厚度不宜小于20mm。(8)钢筋网与土钉应连接牢固。(9)注浆前应将

22、孔内残留或松动的杂土清除干净；注浆开始或中途停止超过30分钟时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路；(10)注浆时，注浆管应插至距孔底250500mm处。孔口部位宜设置止浆塞及排气管；本方案在实际施工中，如遇特殊情况时可作相应的工作量调整，以便保证该方案在实施过程中的安全性。八、基坑地下水及地表排水控制方案（一）基坑地下水控制方案根据勘察报告，工程场地地下水主要为赋存于圆砾层中的第四系松散孔隙承压水，勘察区间为丰水期，地下稳定水位标高46.20-48.12m，地下水大部接近或略高于地下室底板，需采取降水措施，降水深度1-2m，可沿基坑周边设降水井。据区域资料显示，地下水年变幅为2.0-3.0m

23、，平水期和枯水期地下水位于地下室底板以下，地下水对基坑影响不大。（二）坑内、坡面及坡顶排水1、坡顶加固及散水坡面网筋反铺至坡顶地面长度为1000mm，钢筋网边缘设置锚固筋。网片加强筋与锚固钢筋焊接牢固，锚固筋采用141000钢筋，长度1500mm。为防止雨水及施工用水流入基坑，基坑坡顶应设置呈散水坡面，坡度宜为5%左右。散水坡采用C20砼浇筑，厚度80100mm。2、坡体排水随着基坑向下开挖和支护，应从上到下布设浅表排水管。水平间距2米，竖向间距2.0米。采用50 PVC 管制作，长度1100mm，管端钻眼并包裹纱网，埋设的下倾角度为515。排水管需伸出混凝土面层外100mm。3、坡顶排水在坡

24、顶散水外侧开挖排水沟一条（场地条件允许），机砖砌筑，内空尺寸400mm350mm，内壁及顶面15mm厚M10水泥砂浆抹面。若因场地限制无法施工，则在散水外边缘采用机砖砌筑导水墙，高度200mm，两端与排水沟连接。坡顶排水沟与场地外下水管道连通或在末端设置集水井，将水流排出。4、坑内排水为防止局部渗水影响坑内施工作业，在基坑底部边缘开挖排水沟一条，内空尺寸400 mm350mm，机砖砌筑，内壁及顶面15mm厚M10水泥砂浆抹面。每隔6080m及在基坑阳角部位布置一口集水井，规格1000 mm1000 mm1000mm，水流通过坡顶排水沟导出场地外。必须保证基坑开挖过程中及开挖至基坑底板后不得有积

25、水现象。5、坑顶防护本基坑开挖深度4.40-4.76m，为保护施工人员的安全，在基坑坡顶部位设置钢管护栏。护栏高1.2m，埋入地面以下0.4m，采用50钢管。连接点焊接或用直角扣件连接。九、检测要求1、支护结构使用的水泥、钢筋、砼试块等原材料和加工的成品，应按现行有关施工验收规范和标准进行检验。2、土钉墙的检测：检测土钉应采用随机抽样的方法选取，检测试验应在注浆固结体强度达到10MPa或达到设计强度的70%后进行。（1）土钉抗拔承载力检测：检测数量不得少于总数的1%，且同一土层土钉不少于3根，对安全等级为二级土钉墙，抗拔承载力检测值为土钉轴向拉力标准值的1.3倍；（2）土钉墙面层喷射混凝土现场

26、试块强度试验：每500m2喷射混凝土面积的试验数量不少于一组，每组试块不少于3个；（3）土钉墙喷射混凝土面层厚度检测：每500m2喷射混凝土面积的检测数量不少于一组，每组检测点不少于3个；全部检测点的面层厚度平均值不应小于厚度设计值，最小厚度不应小于厚度设计值的80%。3、土钉承载力应通过试验确定，锚杆及土钉基本、蠕变试验前不应大面积施工。第二部分 监测方案一、概述基坑支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如何。一般支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支护体系的受力状况，对设计参数进行反分析，以调整施工参数，指导下步施

27、工，遇异情可及时采取措施。应该说，基坑开挖监测是保证基坑安全的一个重要措施。地下室基坑支护结构安危关系到本工程的安全,周边建筑的安全，因此必须采取信息施工的方法对基坑施工的全过程进行监测，监测未到位不得开挖。根据建筑基坑工程监测技术规范规定并给合本场地内外的实际情况，本次基坑工程应进行基顶、周边建构筑物、周围道路的位移的监测及地下水位的监测。二、基坑监测目的、要求与内容基坑开挖支护是一项风险较大的地下工程，在基坑开挖过程中应进行全过程监测，实行信息管理。由于现阶段工程基坑开挖施工对环境影响的理论及监测预报的理论还不够成熟，而实际上由于地质条件复杂多变，施工过程中又存在许多不确定的因素，有些因素

28、还随着时间而变化，因此，开展监测工作，提供准确的监测信息十分必要。目的：通过对工程基坑开挖施工期间的周边环境监测及基坑支护工程监测，获取工程基坑开挖施工对周围环境的影响信息，经分析后，对周边环境安全作出预报，同时以所获信息及时调整施工方案及施工技术参数，必要时为工程施工提供相关信息，确保施工期间邻近已有地下管线及建筑物的安全使用与稳定，为信息化设计、施工提供依据。要求：通过对地下管线和建筑物等设置变形监测点，进行系统监测，及时提供可靠的监测结果和分析意见及对策。所有测试点、测试设备需加强保护，以防损坏。量测周期：基坑土方开挖到地下室侧壁回填。监测方法、精度要求、监测频率、数据处理与信息反馈必须

29、符合建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）中的相关规定。基坑监测必须由基坑监测资质的单位严格按本设计要求制定详细的基坑监测方案，并报设计人员审定确认后方可执行。监测内容：根据本工程周边环境的具体情况，依据建筑基坑工程监测技术规范（GBJ50497-2009）（国家标准）与地方相关行政管理部门的规定，并结合同类工程监测惯例，确定本工程监测的内容有：1、水平与垂直位移：监测对象包括围墙顶、周边地表、道路、管线与建（构）筑等；2、地下水位：包括坑内与坑外两个部分，基坑内、外侧地下水位的监测；三、监测点的布置原则及技术标准1、布置原则监测点的布置范围为基础施工的影响区域，原则上按基坑开挖

30、深度的2倍计，综合取20m考虑；对于局部较敏感的部位可延伸至30m范围。2、监测技术标准建筑基坑工程监测技术规范（GBJ50497-2009）；建筑基坑支护技术规程（行业标准）（JGJ120-2012）；建筑变形测量规范（行业标准）（JGJ 8-2007）。四、监测工作周期及监测频率1、周期本监测周期为从基坑开挖施工开始至基础施工至0.00止。2、监测频率基坑开挖施工将对周边环境产生明显影响，考虑到本工程的特定情况，监测频率原则上暂定为开挖期间2天一次。底板浇注完成至地下室建到0.00每3天监测一次。以上监测频率是监测对象变形正常情况下的安排，当监测过程中，各监测对象出现异常变化时，应根据监测工作的需要随时调整监测频率。五、报