六合商业综合楼基坑方案

1 设计原则和编制依据本工程施工组织设计方案是根据本工程项目有关设计图纸及国家现行有关设计、施工规范、规程、行业标准及建设工程安全生产标准化管理手册（河北省建设工程安全生产监督管理办公室编著），并经现场实地踏勘、调查、调研，在充分考虑施工现场周围建筑环境情况下，进行设计和编制的。其设计原则和编制依据如下：1.1 设计原则安全可靠、经济合理、技术可行、因地制宜、施工便利。1.2 编制依据文件、图纸及资料本工程编制主要依据为秦皇岛市六合公司提供的文件、图纸及资料如下：1）六合商业综合楼总平面图、基础平面布置图、地下车库平面图（电子版）；2）秦皇岛市建筑设计院勘察公司二一三年三月提交的岩土工程勘察报告（详细勘察）；3）国家颁布的有关建设法律、法规：中华人民共和国建筑法（施行日期：1998-03-01）；中华人民共和国产品质量法（施行日期：2000-09-01）；中华人民共和国计量法（施行日期：1986-07-01）；中华人民共和国环境保护法（施行日期：1989-12-26）；中华人民共和国安全生产法（施行日期：2002-11-01）；建设工程质量管理条例（施行日期：2000-01-30）；建质200987号（危险性较大的分部分项工程安全管理办法）。4）公司企业标准、程序文件、作业指导书、类似工程成功施工经验等。1.3 编制主要引用的规范、规程及标准本工程施工组织设计方案编制主要引用的规范、规程及标准（包括但不限于表中所列规范和标准）见表1.1-1和表1.1-2所示。表1.1-1 规范、规程类 别序号规范、规程名称规范、规程编号国家1岩土工程勘察规范GB 50021-2001（2009年版）2建筑地基基础设计规范GB 50007-20113建筑抗震设计规范GB 50011-20104建筑边坡工程技术规范GB 50330-20025建筑地基基础工程施工质量验收规范GB 50202-20026混凝土结构设计规范GB 50010-20107混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204-20028混凝土外加剂应用技术规范GB 50119-20039锚杆喷射混凝土支护技术规范GB 50086-200110工程测量规范GB 50026-200711供水水文地质勘察规范GB 50027-200112供水管井技术规范GB 50296-9913建筑基坑工程监测技术规范GB50497-2009行业1建筑基坑支护技术规程JGJ 120-20122建筑桩基技术规范JGJ 94-20083建筑基桩检测技术规范JGJ 106-20034建筑与市政降水工程技术规范JGJ/T 111-985管井工程施工技术规范JGJ/T 100-986建筑地基处理技术规范JGJ 79-20127高层建筑岩土工程勘察规范JGJ 72-2004 J366-20048建筑变形测量规范JGJ 8-20079施工现场临时用电安全技术规范JGJ 46-200510建筑施工高处安全技术规范JGJ80-9111普通混凝土配合比设计规程JGJ 55-200012混凝土泵送施工技术规程JGJ/T 10-9513钢筋机械连接通用技术规程JGJ 107-200314钢筋焊接及验收规程JGJ 18-200315预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程JGJ 85-2002 J219-200216建筑机械使用安全技术规程JGJ 33-2001 J 119-2001协会1土层锚杆设计与施工规范CECS 22 ：902基坑土钉支护技术规程CECS 96 ：973喷射混凝土加固技术规程CECS 161 ：20044岩土锚杆（索）技术规程CECS 22 ：20055加筋水泥土桩锚支护技术规程CECS 147 ：2004地方1建筑工程技术资料管理规程DB13（J）35-20022河北省建筑地基承载力技术规程（试行）DB13（J）/T 48-2005表1.1-2 标准类 别序号规范、规程名称规范、规程编号国家1岩土工程基本术语标准GB/T 50279-982土的工程分类标准GB/T 50145-20073建筑工程施工质量验收统一标准GB 50300-20014建筑结构可靠度设计统一标准GB 50068-20015建筑工程施工质量评价标准GB/T 50375-20066建筑气候区划标准GB 50178-937混凝土质量控制标准GB 50164-928普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T 50081-20029混凝土强度检验评定标准GBJ 107-8710建筑工程抗震设防分类标准GB 50223-2008行业1建筑施工安全检查标准JGJ 59-992施工企业安全生产评价标准JGJ /T 77-20033普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ 52-20064混凝土用水标准JGJ 63-20065钢筋焊接接头试验方法标准JGJ /T 27-20012 工程总论2.1 基本情况1）工程名称：六合商业综合楼基坑工程。2）工程地点：秦皇岛火车站东，北环路北。3）建设单位：秦皇岛市六合建设开发项目管理有限公司。4）设计单位：秦皇岛广建工程项目管理有限公司。5）勘察单位：秦皇岛市建筑设计院。2.2 设计概况根据设计图纸说明，本工程设计概况如下：六合商业综合楼项目有三部分组成，主楼为16层，高59.0m，裙楼为4层，高16.05m，地库与主楼、裙楼地下室相连，地下一层，地下部分形成一个大基坑。地库东西长约70.39m，南北长约52.16m，框架结构，独立柱基础。拟建综合楼0.00的绝对标高为14.3m，与大部分现状地面基本一致，场地东侧地面约低于0.00标高1.0m。根据基础结构图纸计算，基坑深度分别为：东侧6.26.6m，北侧6.67.6m，西侧7.67.2m，南侧7.26.2m。集水坑深度8.28.6m。根据建筑场地环境及基坑特征，基坑侧壁安全等级为二级，重要性系数为1.0。2.3场地工程地质及水文地质条件2.3.1 场地位置及地形地貌建筑场地位于秦皇岛站东侧，北环路北侧。地面高程变化在13.3-14.54m之间，相对高差1.24m。本次勘察采用GPS放点，高程采用绝对高程。地貌属冲积平原。2.3.2 地层岩性据钻探揭露，建筑场地内第四系土层为杂填土、粉质粘土、粗砾砂，下伏太古界混合花岗岩全、强风化层。按成因类型及力学性质划分为5个层位。各岩土层特征分述如下：杂填土（Q4ml）：全场分布,层厚约1.02.5m。杂色，松散，稍湿，含少量粘性土和砂性土，含建筑垃圾。粉质粘土（Q4al）：全场分布，层厚约0.83.0m。黄褐色，可塑硬塑，局部坚硬，切面略有光泽，干强度和韧性中等，无摇震反应。粗砾砂（Q4al）：全场分布，层厚约1.13.9m。黄色，稍湿饱和，中密，颗粒不均，长石石英质次棱角状。9#孔底部0.6m为残积砾质粘性土。混合花岗岩全风化层(Ar)：全场分布，层厚约0.51.4m。黄褐色，中粒结构，块状构造;矿物成分以石英、长石、云母为主，风化程度极强;除石英外，其它矿物已风化分解，锤击易钻进。岩芯易碎手捻呈砂土状。属极软岩，岩体基本质量等级为级。混合花岗岩强风化层(Ar)：全场分布，最大揭露厚度27.9m。褐黄色，中粒结构，块状构造，矿物成分以石英、长石、云母为主，风化程度强，锤击钻进困难，岩芯易掰碎，手捻呈碎块及砂状;冲洗液回转钻进时均取不出块状岩芯，呈岩粉状及砂状随冲洗液流出。属软岩，岩体基本质量等级为级。2.3.3 水文地质条件本场地稳定地下水位在钻探工作完成后统一观测，据观测结果，稳定地下水位埋深3.14.0m；稳定水位高程9.5211.15m。主要含水层为粗砾砂。按埋藏条件属潜水，局部具弱承压性，地下水主要来源于大气降水和侧向渗流的补给，排泄方式主要为侧向渗流，受季节性降水的影响，年水位变化幅度约2m。据2#、 12#钻孔水质分析报告，地下水PH6.776.86，属弱酸性水，地下水化学类型属MgCa - SO4HCO3CL型。本场地环境类型为类，地下水质对混凝土结构具微腐蚀性；在干湿交替的情况下，对钢筋混凝土中结构的钢筋具弱腐蚀性。在长期浸水环境下，对钢筋混凝土中结构的钢筋具微腐蚀性。场地附近无污染源，场地土对混凝土结构及混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。根据地勘报告本场地综合渗透系数取K=20 m/d。场地抗浮设计水位为绝对高程13.15m。2.3.4 岩土工程设计参数根据勘察报告和附近岩土施工经验，建议本基坑设计采用以下参数：表2.31 岩土设计参数表地层编号岩土名称承载力特征值fak（kPa）压缩模量Es（Mpa）粘聚力C(kPa)内摩擦角 ()重度杂填土 4.0*10.0*20.0*18.0*粉质粘土1203.9433.337.2519.2粗砾砂22026*038*19.0*混合花岗岩全风化层35030*40*20*20.0*混合花岗岩强风化层45045*40*20*22.0*注：带*为本地区经验值2.4 周围建筑环境根据建设单位提供的总平面图及总包单位工作人员介绍，并经现场实地踏勘，本工程基坑周围环境为:北侧地库外墙距待建的多层三号楼最近距离约24m，但该部位以超出征地红线，并且该场地为主要的材料堆放和加工场地，应尽量缩小开挖范围；东侧地库外墙距征地红线仅4.25m，距现有道路最近距离约20m，该场地为建筑施工方的办公区和生活区，基坑开挖没有自然放坡条件；南侧地下室外墙距征地红线最小距离3.95m，红线已砌筑2.5m高砖围墙，基坑开挖没有放坡条件；西侧地库外墙距待建的高层二号楼最近距离约14.5m，但该部位紧邻用地红线，应尽量缩小开挖范围；根据现场调查及施工场地要求，基坑周围虽没有已有建筑物、地下管线，但施工场地狭窄，建筑施工环境复杂。详见附图：基坑周围建筑环境简图。2.5 工程基本目标工期目标：严格按照业主要求的工期完成本工程基坑支护与基坑降水工程施工任务。质量目标：确保工程质量合格，达到设计图纸、现行有关技术规范及施工验收规范标准。安全目标：施工过程中无伤亡事故，基坑支护体系及降水系统安全可靠，后续工程顺利施工。文明施工：各工序施工应达到工完场清，不影响文明工地的目标实现。消防保卫：遵守施工现场消防、保卫管理规定，不发生火灾，不出现偷盗、丢失及施工成品破坏现象。2.6 工程内容概述2.6.1本次工程需要完成的工作内容：根据业主要求，本次工程需完成如下工作内容：1）基坑降水设计与施工；2）基坑边坡支护设计与施工。2.6.2 需业主协助完成的工作内容：1）施工现场“三通一平”工作，清理地上地下障碍物；2）基坑降水排放位置及向当地地下水资源管理部门申请办理有关手续、并承担相应的费用；3）施工现场最近位置提供至少两个测量放线控制点；4）提供施工现场临建及加工场地。3 方案设计概述根据国家的技术经济政策（安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境），依据本场地工程地质条件、拟建场地周围建筑环境，本工程的具体特点、基坑侧壁安全等级（二级），按照建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-2012）第3.3.1条，参照类似工程经验经过安全、经济、工效等的比较，本工程基坑降水与支护结构选型确定为：3.1基坑降水方案本地区地下水基本性质为潜水，主要含水层为层粗砾砂，属强透水层。根据降水要求和地下水、地层分布及组成的特点，本工程采用基坑外管井井点围降法，基坑内根据需要以明排集水坑井内残余水。根据计算，本工程需布置降水井29眼，井间距8.010.0米，井深约1215米。观测井2眼，井深12m。明排集水坑井约10个，施工中根据残余水量增减施工期间，地下水位降至基底以下不小于0.5米。3.2基坑支护方案3.2.1基坑支护方案设计原则1）护坡方案要科学合理，切实可行，确保深基坑边坡支护的安全可靠性；2）护坡工程必须与土方工程一体化安排，要为土方工程的顺利施工创造其快捷和良好的前提条件；3）护坡工程要充分考虑到其经济合理性等。3.2.2护坡方案的选择基坑四周建筑环境复杂，均无自然放坡的空间，经方案比较，南侧采用支护桩加锚杆垂直支护，东侧、北侧和西侧采用土钉墙支护。支护桩均采用冲积成孔灌注桩，桩径800mm，砼等级为C25，桩间距为1.3m，桩长为12m，共62根；预应力锚杆设计1道（深度2.0m），单长度为15m，两桩一锚，水平间距2.6m，共30根。土钉墙支护长度约200m，支护面积约1760。3.3其它安全方案1）基坑边缘设置护栏，坡顶设置围堰和地表排水系统，防止雨水、雪水等流入基坑。2）根据稳定性分析，基坑坡顶3米内禁止堆放重物或行使车辆，并且要严格控制基坑坡顶的地面荷载，不得大于15kPa（当地面荷载大于15kPa时，对边坡稳定性有较大的影响）。3）根据现场出入口的位置，基坑出土车道宜设在基坑东北角（地库设计坡道位置）。开挖土方时，应对该处边坡进行单独处理。详见附图：基坑工程施工总平面图3.4基坑支护结构使用年限本支护结构使用年限为一年。4 基坑降水方案设计与降排水系统施工4.1 基坑降水方案设计根据本场地水文地质条件及本地区施工经验，基坑降水方案采用基坑外管井降水和基坑内集水井明沟排降方案。基坑挖深6.27.6m，集水坑最大深度8.6m，水位降至基坑底板0.51.0m以下。基坑降水设计参数见表4.1-1。表4.1-1 基坑降水设计参数一览表序号项 目参 数备 注3基坑最大深度 HW18.6m4最高水位标高10.9m 5水位埋深3.4m6水位降深S6.2m降至垫层底下0.5m7含水层渗透系数k20m/d各层综合渗透系数值8潜水含水层厚度H10m以井底为隔水层9过滤器进水部分长度L0.50m经验值10影响半径 R282mR =2Sw11基坑等效半径 r034mr0= ，A=36205.1.1 降水井深度降水井深度采用建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）之中6.3.2式进行计算：HW=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5+HW6 （6.3.2）式中 HW-降水井深度（m）； HW1-基坑深度（m），取8.6m； HW2-降水水位距离基坑底要求的深度(m)，取0.5m； HW3-ir0；i为水力坡度，在降水井分布范围内宜为1/101/15，r0降水井分布范围的等效半径，取34m，本设计取i=1/10；取3.4m； HW4-降水期间的地下水水位变幅（m），取1m； HW5-降水井过滤器工作长度（m）取0.5m； HW6-沉砂管长度（m），取2.0m；计算可得 HW=16 (m) 由于基底以下主要为强风化岩，根据附近降水施工经验，实际井深可取1215m。5.1.2 降水涌水量计算1）管井的出水量根据建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-2012）之中8.3.4式经验公式进行估算：q= （8.3.4）式中 q-管井的出水量（m3/d）； -过滤器半径（m），取=0.19m(混凝土管直径为380mm)； L -过滤器进水部分长度（m），取0.5m；k-含水层渗透系数（m/d），取20m。 计算可得 q=97（m3/d）2） 基坑涌水量根据本场地的水文地质条件，基坑降水形成的降落漏斗，露出了隔水底板，其水文地质计算模型简化为承压水转为潜水完整井。采用建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）之中附录F.0.5式进行计算：Q=1.366K （F.0.1-1）计算可得： Q = 2491 （m3/d）5.1.3 降水井数量计算根据建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-2012）第8.3.3条降水井数量n计算公式：n=1.1Q/q （8.3.3）式中 n-降水井数量（眼）； Q-基坑总涌水量(m3/d)； q-单井涌水量(m3/d)。计算可得 n =28.2（眼井）根据基坑具体形状及考虑上述计算结果，根据类似工程施工经验，降水井数量取29眼，降水井间距8.010.0m。由于基坑局部（电梯井集水坑位置）深度较大，大于普遍基坑深度约1m，因此，基坑开挖后，根据水量大小增加明排坑井数量。5.1.4 降水效果及影响范围1）基坑中心点水位降深基坑中心点水位降深采用建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-2012）中（7.3.5-1）计算公式进行估算： 采用理正降水沉降分析软件（LZJSFX）（V6.0）对管道最深位置降水进行估算，基坑内外水位降深估算结果见基坑各点降深图及降深等值线图。由各点降深图及降深等值线可以看出，降水井数量29眼时，基坑内最小降深均大于6.5m，残余水采用明排方式，因此，降水设计能满足本工程基坑降水疏干要求。2）抽水引起的地面沉降估算根据场地的实际情况，分别对基坑周围地面进行估算。抽水引起的地面沉降估算采用建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-2012）中（7.5.1）计算公式进行估算：抽水引起的地面沉降估算见地表各点沉降等值线。由地表各点沉降等值线可以看出：在降水井抽水情况下，抽水引起的基坑外围地面沉降最大值不超过2cm，不会对周围环境引起危害，故本工程地下水控制采用管井降水施工方案可行。 当施工过程中遇到降水设计与现场实际情况不符时，应进行现场调查分析，预测可能出现的问题，并提出修改降水设计方案，在设计人员同意下由施工人员实施。4.2 降排水系统施工4.2.1水井工作量本工程设计水井数量、深度、结构等参数见表4.2-1和图4.2-1所示。表4.2-1 设计水井参数一览表名称数量（眼）深度（m）总深度（m）降水井291215436观测井21224图4.2-1 水井结构图4.2.2成井设备的选择根据本场地工程地质条件、设计井深要求等情况，决定采用CZ-22型冲击水文钻机成孔，成孔直径600mm。泥浆护壁，泥浆的制备选用高塑性粘土（对于本工程场地，可自造浆）。其冲击成孔操作要点见表4.2-2所示。表4.2-2 冲击成孔操作要点项 目操 作 要 点备 注在护筒刃脚以下2m以内小冲程1m左右，泥浆比重1.21.5，软弱层投入粘土块夹小片石。土层不好时提高泥浆比重或加粘土块。粘性土层中、小冲程12m，泵入清水或稀泥浆，经常清除钻头上的泥块。防粘钻可投入碎砖石。砂 层中冲程23m，泥浆比重1.21.5，投入粘土块，勤冲勤掏渣。4.2.3管材的选择根据本工程施工现场条件、施工可操作性及经济合理性等因素综合考虑，本工程管材选择确定情况详见表4.2-3所示。表 4.2-3 管材选择确定情况一览表管材种类管材外径(mm)壁厚(mm)透水性无砂混凝土管38050全断面透水4.2.4井管的安装4.2.4.1下管方法由于采用泥浆护壁成井，下管前应适当稀释泥浆，并清除井底的稠泥浆。根据采用的管材强度、下置深度和起重设备能力等因素，选定托盘下管法。即第一节外径380mm的无砂混凝土井管底部设置为不透水的托盘，托盘底部穿过钢丝绳，无砂混凝土井管之间的连接为三块宽5cm的竹板采用12号铅丝捆绑，井管连接部位采用塑料条封闭，以免该部位涌进砂粒，每接一节，下沉一节，至下完全部井管。4.2.4.2填置滤料1）井管安装后，应及时进行填置滤料，填滤料之前先将水管放入井底，边放水将泥浆返出，边下滤料，待滤料填到层粉质粘土后停止，然后采用粘土回填至井口。2）滤料数量按下式计算：V=0.785（DK2-Dg2）L式中：V-滤料数量(m3)； DK-填滤料段井径(m)； Dg-过滤器外径(m)； L-填滤料段长度(m)； -超径系数，一般为1.21.5。3）滤料中不应含土和杂物；4）填滤料时应沿井管四周均匀连续填入，随填随测，当发现填入数量及深度与计算有较大出入时，应及时找出原因并排除；5）成井后及时抽水洗井，洗井时应采用大流量水泵反复几次直至见清水为止，对出水量小的井及时采取相应补救措施。4.2.5 事故的预防和处理措施对于本工程采用的泥浆护壁冲击成孔降水井施工可能出现的质量通病及防治措施见表4.2-4所示。表4.2-4 基坑井点降水施工质量通病及防治措施名称、现象产生原因防治措施塌孔（在成孔过程中或成孔后孔口或孔下部孔壁塌落）1、井口未设护筒；2、泥浆密度不够；3、成孔后停留时间太久，未立即安装井点管。冲孔、钻孔应在井口设护筒；泥浆不能过稀，应有一定密度；成孔后应尽快埋设井点。 上部塌孔严重，可在孔口下设置一定深度护筒进行护壁；孔底个别处塌孔严重，可增加泥浆的密度护壁。出水不畅（井点出水不多，效果差或开始出水较多，后期逐渐衰退）1、井点沉放前未清孔，滤管被泥沙堵塞；2、滤料没有级配，不清洁；3、洗井时间停歇太长，护壁泥皮老化未被破坏影响井壁渗水；4、管井井点底部未设沉砂管或预留一段沉砂井；5、冲孔工艺不当。井孔在沉放井点前应进行一次清孔；砂砾料应符合设计要求，有一定级配；井点安装好后，应立即洗井，将井孔泥皮破坏，泥渣去净；井点下端应做一段3m长沉砂管，防止沉砂堵塞下部滤管，以克服后期降水衰退；采用套管冲枪冲孔，提高管井质量。死井（井点出水极少或抽不出水，或开始能少量出水，以后完全停止出水）1、灌砂砾料不洁净，夹有泥砂；2、砾料级配不好，泥砂渗入堵塞滤孔；3、井点管埋设未在孔中间；4、井点滤管埋入渗透系数极小的土层内；5、未及时洗井和抽水，成孔时浮于水中的泥砂从内部或外部管井堵塞滤孔。砂砾料混有泥砂应洗净；滤料应有一定级配，不得混有大量粉砂；井点管埋设防止靠孔壁过近，砂砾层过薄，泥砂进入滤管；井点滤管必须埋入渗透性强的含水层内；井管安好后应及时洗井；对死井应逐个用高压水反复冲洗井点管或拔出重新埋设。抽出水较混（井点抽出的水较浑浊或出现清后又混等情况）1、滤管的孔眼过大，不能阻止土、细颗粒进入；2、砾料级配不良或无级配；3、埋管不对中，滤层过薄；4、工作水不清洁。无砂混凝土管制作要规格；砾料应有一定级配；埋井管必须在井孔中心部位，使过滤层厚度一致；工作水应保持清洁。4.2.6排水系统施工（1）基坑内排水系统根据场地地层岩性特征及附近的基坑施工经验，基底为风化岩，属弱透水层，不宜疏干，基坑开挖后会残留少量地下水，因此，基坑开挖至基底后，在靠近支护结构根部、坡脚处及基础筏板适当位置设置明排集水沟（尺寸：0.3m0.3m），在基坑拐角处设置坑井（尺寸：直径0.6m深度0.51.0m），依据水量大小安装污水泵排放到坡顶集水池内。（2）坡顶排水系统坡顶排水管线采用219钢管，法兰盘连接，经带有沉淀池的集水池后，按业主指定的排放地点进行排放。详见附图：基坑降排水系统平面图。4.2.7 施工监测与维护4.2.7.1降水监测1）降水检验前统测一次自然水位；2）抽水开始后，在水位未达到设计降水深度以前，每天观测三次水位、水量；3）当水位已达到设计降水深度，且趋于稳定时，每天观测一次；4）在雨季时，观测次数每天2-3次；5）水位、水量观测精度要求与降水工程勘察的抽水试验相同；6）根据水位、水量监测记录应及时整理，绘制水量Q与时间t和水位降深值S与时间t过程曲线图，分析水位水量下降趋势，预测设计降水深度要求所需时间；7）根据水位、水量观测记录，查明降水过程中的不正常状况及产生的原因，及时提出调整补充措施，确保达到降水深度。4.2.7.2降水维护1）降水期间应对抽水设备和运行状况进行维护检查，每天检查不少于3次，并应观测记录水泵的工作压力、电流、电压、出水情况，发现问题及时处理，使抽水设备始终处在正常运行状态；2）抽水设备应进行定期保养，降水期间不得随意停抽；3）注意保护井口，防止杂物掉入井内，经常检查排水管、沟，防止渗漏，冬季降水，应采取防冻措施；4）在更换水泵时，应测量井深，掌握水泵安装的合理深度，防止埋泵；5）当发生停电时，应及时更新电源，保持正常降水。4.2.8降水停止条件基坑降水停止时间和停止条件根据主体结构施工进度和设计要求确定，降水终止条件应满足建筑物荷载大于地下水浮力。5 基坑支护结构设计与施工5.1 桩锚支护结构分析计算根据基坑四周施工条件，并经方案比选及经济比较，基坑南侧采用灌注桩加锚杆支护方式，即保护基坑施工安全，又能节约施工场地。深基坑支护设计 (以10#钻孔为例)分析计算如下：- 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 JGJ 120-2012基坑等级二级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)7.200嵌固深度(m)4.800桩顶标高(m)0.000桩截面类型圆形 桩直径(m)0.600桩间距(m)1.100混凝土强度等级C25有无冠梁 无放坡级数 0超载个数 1支护结构上的水平集中力0- 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)120.0000.0004.0002.000- 土层信息 -土层数 4坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)8.000外侧水位深度(m)8.000内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m)-弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法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杂填土2.5018.0-5.0015.002粘性土1.1019.2-33.007.003粗砂3.6019.0-0.0038.004强风化岩8.0022.012.030.0030.00层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (kPa)120.0-m法4.00-250.0-m法3.58-3150.0-m法25.08-4150.030.0030.00合算m法18.00- 支锚信息 -支锚道数1支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号 (m)(m)()(m)长度(m)1锚索2.6002.00015.0015.009.00支锚预加力支锚刚度锚固体工况锚固力材料抗力材料抗力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号调整系数(kN)调整系数1100.008.1115021.00341.601.00- 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杂填土合算1.0001.0001.00010000.0002粘性土分算1.0001.0001.00010000.0003粗砂分算1.0001.0001.00010000.0004强风化岩合算1.0001.0001.00010000.000- 工况信息 -工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖2.500-2加撑-1.锚索3开挖7.200- 设计结果 - 结构计算 -各工况：内力位移包络图：地表沉降图：- 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)35桩的纵筋级别HRB335桩的螺旋箍筋级别HPB235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)12.00 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基坑内侧最大弯矩(kN.m)77.7974.6682.6582.651基坑外侧最大弯矩(kN.m)75.1921.5579.8979.89最大剪力(kN)68.9871.5486.2286.22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HRB33512D1830542696箍筋HPB235d8130773706加强箍筋HRB335D142000154- 锚杆计算 - 锚杆参数 锚杆钢筋级别HRB400锚索材料强度设计值(MPa)1320.000锚索采用钢绞线种类1 7锚杆材料弹性模量(105 MPa)2.000锚索材料弹性模量(105 MPa)1.950注浆体弹性模量(104MPa)3.000土与锚固体粘结强度分项系数1.300锚杆荷载分项系数1.250 锚杆内力 支锚道号锚杆最大内力锚杆最大内力锚杆内力锚杆内力 弹性法(kN)经典法(kN)设计值(kN)实用值(kN)1173.86128.03217.32217.32 锚杆自由段长度计算简图 支锚道号支锚类型钢筋或自由段长度锚固段长度实配计算面积锚杆刚度 钢绞线配筋实用值(m)实用值(m)(mm2)(MN/m)1锚索2s15.26.09.0280.0264.48.11- 整体稳定验算 -计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度: 0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数 Ks = 1.954 1.30 满足规范要求圆弧半径(m) R = 9.862圆心坐标X(m) X = -1.946圆心坐标Y(m) Y = 4.727- 抗倾覆稳定性验算 -抗倾覆安全系数:Mp被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma主动土压力对桩底的倾覆弯矩。注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 工况1： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚索 0.000 0.000 Ks = 22.795 = 1.200, 满足规范要求。 工况2： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚索 131.385 241.384 Ks = 25.291 = 1.200, 满足规范要求。 工况3： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚索 131.385 241.384 Ks = 3.861 = 1.200, 满足规范要求。 - 安全系数最小的工况号：工况3。 最小安全Ks = 3.861 1.200, 满足规范要求。 5.2 设计结果分析由5.1节桩锚支护结构分析计算结果可知， 支护结构整体稳定安全系数均大于规范要求的1.30；支护结构的抗倾覆安全系数均大于规范要求的1.20。由此证明，设计的支护结构是稳定的，安全的。5.3桩间土护面施工（1）喷射混凝土工作量为防止雨水或地表水冲刷坡面，保持桩间土稳定，支护桩桩间土采用钢筋挂网喷射混凝土，护面工作量见表5.51。表5.51 护面施工一览表施工项目护坡面积（m2）混凝土标号护面厚度（mm）8钢筋长度（m/根）5*10mm钢丝网（m2）钢筋挂网喷射混凝土约660C2030500.51.0700（2）支护桩桩间土处理方法 在基坑支护桩内侧土方开挖后，采用人工清理桩间虚土，桩间土要求平整，以便进行钢筋挂网、喷射混凝土。当桩间土坍塌严重时，桩间采用堆砌砂袋方法，砂袋外侧采用14钢筋网，钢筋网格间距0.3m，两侧与支护桩焊接；砂袋内侧填充碎石屑或中粗砂滤料，并用水密法将回填土处理到密实状态。桩间如有残余水渗漏，根据水量大小设置泄水孔。（3）钢筋挂网喷射混凝土施工a）清理桩间土：基坑开挖后，采用人工清理桩间虚土，桩间土要求平整。b）铺设钢丝网片：钢筋网片可用5*10菱形钢丝网。在喷射混凝土之前，面层内的钢筋网片应牢固固定在边壁上并符合规定要求的保护层厚度。钢筋网片可用插入土中的钢筋固定，每1.5平米一根0.51.0米长的14钢筋，在混凝土喷射下应不出现振动。c）喷射混凝土时喷射顺序应自下而上，喷头与受喷面距离宜控制在0.81.5m范围内，射流方向垂直指向喷射面，在钢筋部位应先喷钢筋后方，然后再喷填钢筋前方，防止在钢筋背面出现空隙。也可在铺设钢筋网片之前初喷一次，铺设网片之后再进行复喷，一次喷射厚度不宜小于40mm，喷射混凝土前应先向边壁土层喷水润湿。 d)为保证喷射混凝土的厚度，可用插入土内用以固定钢筋网片的钢筋作为标志加以控制。进行下步喷射混凝土作业时，应仔细清除预留施工缝接合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水使之潮湿，为使施工缝搭接方便，每层下部300mm可喷成45的斜面形状。e)喷射混凝土终凝后2h，应根据当地条件，采取连续喷水养护57d。 喷射混凝土采用高压混凝土喷射机及空压机，混凝土强度采用C20，喷射厚度3050mm。 5.4支护桩施工5.4.1 支护桩施工参数本工程设计支护桩采用冲击成孔灌注桩，支护桩数量、桩径等参数见表5.4-1所示。表5.4-1 设计支护桩参数一览表位 置桩径（mm）桩间距（m）桩 数（根）桩长（m）基坑南侧8001.306212.05.4.2 施工机具的选择根据本场地的工程地质条件以及建筑桩基技术规范（JGJ 94-2008）的有关规定，本工程在成孔工艺、钻孔机具和钻进方法的选择上综合考虑了设计桩型、钻孔深度、土层情况、泥浆排放及处理等条件，确定以冲击成孔为主的成孔工艺，清孔方法采用抽渣筒设备进行排渣。其成孔工艺、钻孔机具和钻进方法见表5.4-2所示。表5.4-2 成孔工艺、钻孔机具和钻进方法选择表成孔工艺钻孔机具钻进方法冲击成孔CZ-22型泥浆护壁冲击钻进5.4.3施工工艺施工工艺流程：