郑东新世界基坑支护降水方an.doc

郑东新世界三期（3#、5#楼）基坑支护降水方案 郑州大力神基础工程有限公司2011年7月13日目 录1. 工程概况及周边环境条件 22.场地主要土层参数及工程水文地质条件23.降水、支护方案分析与选择 24.设计依据 35.基坑降水方案 46.基坑支护方案 57.基坑土方开挖、截桩及渣土外运 98.基坑监测及周边环境变形监测方案 109.基坑工程施工应急处理预案 11附件一：基坑支护计算书附件二：基坑工程施工图郑东新世纪三期（3#、5#）基坑支护降水方案1.工程概况及周边环境条件拟建建筑位于郑州市中牟白沙镇恒通路与青年路交叉口东北角，拟建建筑3#楼基坑开挖深度为-5.6米、5#楼基坑开挖深度为-7.0米，直立边坡开挖的极限高度（3.08m）小于基坑开挖深度，边坡不能自稳，因此需对基坑边坡进行有效支护。地下水位为地面下5.5米左右，3#楼需将水位降至自然地面标高下6.1米，5#楼需将水位降至自然地面标高下7.5米。2.场地主要土层参数及工程水文地质条件2.1场地主要土层参数 场地主要土层参数表 表一 表一序号土类型土层平均厚度(m)容重(kN/m3)粘聚力(kPa)内摩擦角(度)1杂填土1.118.010152粉土5.018.61120.33粉质粘土2.819.19.816.72.2 工程水文地质条件本场地勘察期间地下水位埋深为5.5米左右，年变幅1米；历史最高水位埋深在2.5米左右。本场地环境类型为二类。3. 降水、支护方案的分析与选择根据基坑周边环境开挖深度工程地质与水文地质条件，基坑侧壁安全等级可按照二级考虑。该工程基坑工程的重点为：1.确保被支护基坑边坡的安全稳定，为后续的主体施工创造良好的施工条件；2.预防并控制因基坑开挖、降水、施工期间地面堆载等因素引起边坡、道路变形。3.1 降水方案的分析与选择3#楼基坑开挖深度为-5.6米、5#楼基坑开挖深度为-7.0米。在降水实施过程中，首先要保证将基坑里的水位降至坑-0.5m，其次保证降水在达到设计要求的同时，合理控制水位降深，以减少因降水而引起场地过度沉降（尤其是对邻近建筑物的影响）。基坑降水方案选择原则：在满足基础施工安全的条件下，本着节省降水工程造价、提高施工效率、减小降水工程对其他工序的影响。根据对场地内的地质情况分析，本工程采用管井降水。在河南地区目前基坑降水施工中，管井降水方案应用比较广泛，而且有比较成熟的经验。由于本场地基坑降水深度较小，从有利于安全经济施工角度等综合考虑，采用管井降水方案较为合适。因基坑降水和开挖对周边道路管线等有影响，会使边坡产生变形而引起道路管线的破坏；为减少基坑施工对周边环境的不良影响应进行预降水，以分解降水沉降与开挖变形所产生的叠加效应，从而提高了降水施工的安全性预降水工程应在土方开挖工程前15天进行。3.2支护方案的分析与选择3#楼基坑开挖深度为-5.6米、5#楼基坑开挖深度为-7.0米。本着安全、经济、方便施工等综合考虑，依据本工程岩土工程勘察报告提供的场地工程地质、水文地质条件及周边环境条件， （1）基坑1-1剖面拟采用1：0.3放坡土钉墙支护方案, （2）基坑2-2剖面拟采用1：0.3放坡土钉墙支护方案。采用土钉墙支护方案的优点为：1、土钉墙可显著提高边坡整体稳定性和承受坡顶超载的能力；2、土钉墙工程造价低，工期短；3、施工时噪声低及污染小。4.设计依据4.1岩土工程勘察报告4.2钢筋焊接与验收规程JGJ18-964.3建筑基坑支护技术规程JGJ120-994.4混凝土结构工程质量验收规范GB50204-20024.5建筑边坡工程技术规范GB50330-20024.6建筑基坑工程技术规范YB9258-974.7建筑地基基础设计规范GB50007-20024.8理正深基坑6.0版支护设计软件5.基坑降水方案5.1、降水平面布置（计算过程略） 根据对场地内的地质情况分析，场地内各土层的参数变化较小，本工程采用管井降水施工方案。根据施工手册及施工经验，整个降水工程共设置降水管井16口，5#楼布置6口管井， 3#楼各布置10口管井，井深为自然地面下20.0米，内径300毫米，外填碎砾滤料，降水设备功率1.5 KW，管井内水位应控制在地面下8.0米。（具体布置见施工图）降水工程运行前，应进行测试抽水，检查出水是否正常，有无淤塞等现象。抽水过程中应经常对抽水设备进行检查，并对井内水位下降和流量进行观测记录，合理开启降水设备，保证降水质量，减少降水工程对其它设施的附加影响。6.基坑支护方案6.1基坑支护方案参数计算：1-1剖面拟采用1：0.3放坡土钉墙支护，2-2剖面拟采用1：0.3放坡土钉墙支护。计算书参见附件一。6.1.1 1-1剖面支护计算 三排土钉，锚固体直径100mm，倾角510，孔内高压注入P.C32.5纯水泥浆，水灰比为：0.450.5。土钉墙计算参数见表二1-1剖面土钉墙支护参数 表二项目排号土钉长度(米)竖向间距(米)水平间距(米)土钉直径(毫米)土钉倾角钢筋类型第一排7.51.41.5100515级118第二排6.01.41.5100515级118第三排6.01.41.5100515级1182-2剖面支护计算： 四排土钉，锚固体直径100mm，倾角510，孔内高压注入P.C32.5纯水泥浆，水灰比为：0.450.5。2-2剖面土钉墙支护参数 表三项目排号土钉长度(米)竖向间距(米)水平间距(米)土钉直径(毫米)土钉倾角钢筋类型第一排6.01.41.5100515级118第二排9.01.41.5100515级118第三排9.01.41.5100515级118第四排6.01.41.5100515级1186.2、施工参数设计6.2.1土钉墙施工参数设计（1）土钉注浆设计土钉成孔直径为100毫米，倾角510，孔内高压注入P.C32.5纯水泥浆，水灰比为：0.450.5。（2）面板设计材料：P.C32.5水泥，中砂，粒径510 毫米石子。比例为1：2：2。混凝土面板设计强度C20，面板平均厚度80毫米;设计坡面压顶外翻边1.5米。 （3）面板布筋设计钢筋网采用双向HPB235级6.5 300300钢筋网片；加强筋： HRB335级10 14001500。（4）综合设计指标A、施工工期与土方工程同步进行；B、地下车库完成后请及时回填基坑。6.3 施工工艺和方法6.3.1土钉墙施工工艺和方法 杆件制作修理边坡造孔土钉安设注浆挂网固定加强筋喷射砼养护（1）修理边坡：采用人工清坡，坡度按设计要求控制。（2）造孔：按设计土钉间距标出准确孔位,用洛阳铲成孔，成孔角度为下倾515度，孔径100毫米。（3）土钉安设：土钉按设计要求的长度进行制作，为保证其在孔内居中,土钉设置居中支架，支架间距为1.52.0米;土钉安设时孔外伸出150200mm长以方便焊接加强筋。（4）注浆：在安设好土钉的孔内注入0.450.5 P.C32.5纯水泥浆 ,以确保土钉与孔壁之间注满水泥浆，注浆采用由里向外注，需将注浆管插入孔内距孔底约0.5米处，孔口部位设置止浆塞（水泥袋）。宜采用二次注浆法，一次注浆完成30min后进行二次注浆，孔内注满水泥浆为止。（5）挂网：在修整好的边坡坡面上，按设计间距要求，绑扎一层钢筋网片，网筋之间用扎丝扎牢，坡面上下段钢筋网搭接长度应大于300mm。（6）固定加强筋：用HRB335级10钢筋将各土钉头部连接起来，各焊接点必须牢固。应设置锚头，锚头采用与土钉同直径的钢筋，锚头长度不应小于50mm，且双面焊接。面层钢筋保护层厚度控制在1520mm。（7）喷射砼：在上述工序完成后，即可喷射C20砼，在工作面情况不好时可先进行初喷。在喷射混凝土过程中喷枪应与受喷面垂直，与受喷面的距离为0.61.0米。面层喷射混凝土平均厚度不应少于80mm。（8）养护：喷射混凝土终凝后2小时应喷水养护，保持混凝土表面湿润，养护期宜为37天。（9）设置排水系统：在坡顶、坡脚处设置排水系统，如：挡水墙、排水沟等。此部分由土建单位根据实际情况进行施工。7.基坑土方开挖及渣土外运7.1设计原则工程经验表明，由于受地下工程不可知的因素影响较多，因此基坑开挖工程是一项风险性较大的工程，即使从已知的条件设计出安全、可靠的基坑边坡围护方案，在施工中也要采用信息化施工。由于该基坑工程土质较差，所以基坑开挖要与基坑支护密切配合，要采用安全可靠的措施，严密组织，科学施工，尤其是要坚持“慎开挖、快支护、勤监测、早处理”的原则，方能确保基坑边坡的稳定和基坑工程的安全。基坑土方开挖及渣土外运设计应遵循以下原则：7.1.1基坑土方开挖方案必须与基坑支护设计方案保持一致，充分考虑基坑支护设计工况，选择分层、分段、对称、均衡开挖的顺序；上下基坑道路设置、设备选择等，尽量方便基坑支护工作。7.1.2基坑土方开挖设计应充分考虑时空效应，合理确定土方开挖层数、每层分段数量、分段开挖时间限制及护壁土留置宽度和高度等；7.1.3基坑土方开挖采用机械大开挖和人工清挖基底相结合，开挖顺序按先四周、后中间、先北向南的流向进行。7.1.4、基坑土方开挖机械、截桩施工和渣土外运不得碰撞支护结构和监测系统。 7.2基坑土方开挖、渣土外运方案根据地质情况、周边环境和基坑支护设计，对基坑开挖要求如下：7.2.1严格按照支护设计坡度和深度开挖；每层开挖间隔时间大于3天。7.2.2基坑开挖时将地面附加荷载减到最小，严禁在坑边堆载或通行重载车；7.2.3开挖下层土时，保护上层支护的边坡，不得碰撞支护结构；7.2.4土方开挖后及时施工支护结构，尽量减少土体变形，保证基坑安全；7.2.5先开挖周边土体，出现紧急情况时便于回填反压，土钉墙支护部分第一层开挖深度不得超过2.5m，以下每层开挖深度不超过1.5米，每次每段开挖长度不大于30米。土方开挖过程中均须分层分段开挖，密切配合基坑支护施工，以分步卸载，减小基坑变形。7.2.6在机械开挖出支护坡面后，要求人工及时修整边坡，土钉成孔后完成钢筋网布设工作，土钉注浆后及时布设加强筋并喷射面层，尽可能缩短边坡暴露时间。 7.2.7在雨期施工前应检查现场的排水系统，做好基坑周边地表水及基坑内积水的排汇和疏导，防止基坑暴露时间过长或被雨水浸泡。8.基坑监测及周边环境变形监测8.1变形监测的目的在基坑开挖施工中会引起土体发生水平位移，如盲目施工可能造成土体滑坡，甚至会导致地上建筑物破坏，形成重大安全隐患。为确保基坑施工安全顺利进行，施工中应进行边壁土体监测，及时掌握围护结构、周围土体的受力与变形情况，使基坑处于安全稳定监控中。基坑开挖过程中，为确保基坑及周围建筑、道路的安全，业主应委托具有相应资质的第三方进行观测，以监测数据指导基坑施工。8.2监测内容基坑边坡坡顶支护结构的位移，周边道路、管线的变形，周边建筑物的位移。 8.3资料整理 8.3.1资料整理（1）使用工整划一的监测记录表格，原始记录必须有相应的工程情况描述（如：天气、施工进展等）；原始记录数据须及时整理，并有记录人、校核人签字。（2）每次观测成果对基坑的发展趋势作出评价，当发现异常突变情况或接近报警值时（最大位移15毫米）及时通报业主、监理。8.3.2信息反馈观测间隔时间应根据施工进程确定。观测周期及频率：在基坑开挖前应测定初始数据，且不少于两次。开挖初期观测时间间隔为23天，开挖卸载急剧阶段为12天，当测试数据超过有关控制标准时应加密观测次数。当有危险事故征兆时应进行连续监测，并及时相业主及监理提交监测成果。基坑开挖间歇期，观测时间为34天，进行维护阶段时间为710天。此监测方案仅作参考，基坑监测工程应由监测单位进一步细化监测方案。9.基坑工程施工应急处理预案9.1观测预警值 连续三天位移速度达2毫米/天或地表位移量累计增加15毫米；地面累计沉降超过基坑深度的3。9.2 应急处理措施本基坑工程周边环境不太复杂，但施工中仍要加强观测加强信息化施工，施工中要有应急处理措施，以防范于未然。根据本工程的特点，基坑施工过程中可能出现的危险情况和相应的应急处理措施如下：（1）施工中若出现涌水涌砂现象，应迅速施喷砼或采用花管高压注浆止水、止砂，严禁视为小事而造成大事故发生。（2）施工中若出现位移速率过大，应迅速用挖土机挖基坑中央的土进行回填反压并加长加密土钉，确保基坑支护的稳定。在地下室施工过程若出现险情，迅速用编织袋装土坡底主动区堆载。（3）特别注意挖土时间和顺序，若地面沉降过大速率过大并有坑底隆起现象，应迅速回填反压，并采用静压注浆等措施迅速加固坑底及被动区土体。（4）发现临近建筑物变形过大时，及时查明原因，加强支护结构。（5）雨季来临之前做好边坡防雨工作，在坡顶设置排水沟及设计好排水流向，严防雨水浸泡边坡。雨天安排专人值班，在边坡四周巡视，及时用水泵对边坡积水进行排除。郑州大力神基础工程有限公司 2011年7月13日-验算项目: 1-1- 验算简图 - 验算条件 - 基本参数 所依据的规程或方法：建筑基坑支护技术规程JGJ 120-99基坑深度： 5.600(m)基坑内地下水深度： 6.000(m)基坑外地下水深度： 6.000(m)基坑侧壁重要性系数： 1.000土钉荷载分项系数： 1.250土钉抗拉抗力分项系数： 1.300整体滑动分项系数： 1.300 坡线参数 坡线段数 1序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角() 1 1.680 5.600 73.3 土层参数 土层层数 3序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 锚杆土摩阻力 水土 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) (kPa) (kPa) 1 素填土 1.100 18.0 18.0 10.0 15.0 20.0 20.0 分算 2 粉土 5.000 18.7 18.0 11.0 20.3 50.0 60.0 分算 3 粘性土 2.800 19.1 18.0 9.8 16.7 45.0 50.0 分算 超载参数 超载数 1序号 超载类型 超载值(kN/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边线距离(m) 形式 长度(m) 1 满布均布 15.000 土钉参数 土钉道数 3序号 水平间距(m) 垂直间距(m) 入射角度(度) 钻孔直径(mm) 长度(m) 配筋 1 1.500 1.400 10.0 100 7.500 1D18 2 1.500 1.400 10.0 100 6.000 1D18 3 1.500 1.400 10.0 100 6.000 1D18 花管参数 基坑内侧花管排数 0基坑内侧花管排数 0 锚杆参数 锚杆道数 0 坑内土不加固 内部稳定验算条件 考虑地下水作用的计算方法：总应力法土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数： 0.500* 验算结果 * 局部抗拉验算结果 工况 开挖深度 破裂角 土钉号 土钉长度 受拉荷载标准值 抗拔承载力设计值 抗拉承载力设计值 满足系数 (m) (度) (m) Tjk(kN) Tuj(kN) Tuj(kN) 抗拔 抗拉 1 1.900 45.3 0 2 3.300 45.9 1 7.500 27.1 77.3 76.3 2.281 2.253 3 4.700 46.2 1 7.500 7.4 67.8 76.3 7.294 8.215 2 6.000 24.1 59.3 76.3 1.972 2.536 4 5.600 46.3 1 7.500 7.4 61.7 76.3 6.651 8.232 2 6.000 24.0 53.2 76.3 1.771 2.542 3 6.000 69.8 62.9 76.3 0.721 0.876 内部稳定验算结果 工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m) 1 1.186 -2.022 9.000 6.157 2 1.406 -3.729 9.331 8.305 3 1.310 -6.868 11.027 12.390 4 1.315 -6.137 8.612 10.575 外部稳定计算参数 所依据的规程： 建筑地基基础设计规范GB50007-2002土钉墙计算宽度: 10.000(m)墙后地面的倾角: 0.0(度)墙背倾角: 90.0(度)土与墙背的摩擦角: 10.0(度)土与墙底的摩擦系数: 0.300墙趾距坡脚的距离: 0.000(m)墙底地基承载力: 140.0(kPa)抗水平滑动安全系数： 1.300抗倾覆安全系数： 1.600 外部稳定计算结果 重力: 952.7(kN)重心坐标: ( 5.405, 2.698）超载: 124.8(kN)超载作用点x坐标: 5.840(m)土压力: 93.4(kN)土压力作用点y坐标: 1.904(m)基底平均压力设计值 109.4(kPa) 140.0基底边缘最大压力设计值 133.2(kPa) 1.300抗倾覆安全系数: 34.500 1.600 喷射混凝土面层计算 计算参数 厚度： 80(mm)混凝土强度等级: C20配筋计算as: 15(mm)水平配筋: d6300竖向配筋: d6300配筋计算as: 15荷载分项系数: 1.200 计算结果 编号 深度范围 荷载值(kPa) 轴向 M(kN.m) As(mm2) 实配As(mm2) 1 0.00 1.40 1.8 x 0.129 188.6(构造) 94.2 y 0.152 188.6(构造) 94.2 2 1.40 2.80 12.7 x 0.907 188.6(构造) 94.2 y 1.062 188.6(构造) 94.2 3 2.80 4.20 28.0 x 1.991 188.6(构造) 94.2 y 2.332 188.6(构造) 94.2 4 4.20 5.60 43.2 x 3.074 234.5 94.2 y 3.602 276.8 94.2-验算项目: 2-2- 验算简图 - 验算条件 - 基本参数 所依据的规程或方法：建筑基坑支护技术规程JGJ 120-99基坑深度： 7.000(m)基坑内地下水深度： 7.500(m)基坑外地下水深度： 7.500(m)基坑侧壁重要性系数： 1.000土钉荷载分项系数： 1.250土钉抗拉抗力分项系数： 1.300整体滑动分项系数： 1.300 坡线参数 坡线段数 1序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角() 1 2.100 7.000 73.3 土层参数 土层层数 3序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 锚杆土摩阻力 水土 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) (kPa) (kPa) 1 素填土 1.100 18.0 18.0 10.0 15.0 20.0 20.0 分算 2 粉土 5.000 18.7 18.0 11.0 20.3 50.0 60.0 分算 3 粘性土 4.400 19.1 18.0 9.8 16.7 45.0 50.0 分算 超载参数 超载数 1序号 超载类型 超载值(kN/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边线距离(m) 形式 长度(m) 1 满布均布 15.000 土钉参数 土钉道数 4序号 水平间距(m) 垂直间距(m) 入射角度(度) 钻孔直径(mm) 长度(m) 配筋 1 1.500 1.400 10.0 100 6.000 1D18 2 1.500 1.400 10.0 100 9.000 1D18 3 1.500 1.400 10.0 100 9.000 1D18 4 1.500 1.400 10.0 100 6.000 1D18 花管参数 基坑内侧花管排数 0基坑内侧花管排数 0 锚杆参数 锚杆道数 0 坑内土不加固 内部稳定验算条件 考虑地下水作用的计算方法：总应力法土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数： 0.500* 验算结果 * 局部抗拉验算结果 工况 开挖深度 破裂角 土钉号 土钉长度 受拉荷载标准值 抗拔承载力设计值 抗拉承载力设计值 满足系数 (m) (度) (m) Tjk(kN) Tuj(kN) Tuj(kN) 抗拔 抗拉 1 1.700 45.1 0 2 3.100 45.9 1 6.000 22.9 60.6 76.3 2.112 2.662 3 4.500 46.2 1 6.000 7.4 51.0 76.3 5.487 8.211 2 9.000 24.1 97.0 76.3 3.220 2.535 4 5.900 46.3 1 6.000 7.4 41.5 76.3 4.480 8.236 2 9.000 24.0 87.4 76.3 2.912 2.543 3 9.000 42.0 97.0 76.3 1.849 1.455 5 7.000 46.2 1 6.000 7.4 33.7 76.3 3.623 8.211 2 9.000 24.1 79.6 76.3 2.645 2.535 3 9.000 42.1 89.3 76.3 1.697 1.450 4 6.000 106.3 59.0 76.3 0.444 0.575 内部稳定验算结果 工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m) 1 1.243