基坑边坡支护施工方案【基坑支护设计方案】

基坑边坡支护施工方案【基坑支护设计方案】 *工程 基坑支护及地下水控制工程 设 计 方 案 *有限公司 *年*月 目 录 第一章 工程概况 . . 1 1. 工程概况 . . 1 2. 工程地质条件 . . 1 2.1地形地貌 . . 1 2.2场地地层简述 . . 1 2.3基坑设计影响范围内地层各层土物理力学性能指标 . . 3 3. 水文地质条件 . . 3 3.1水文地质条件 . . 3 3.2地下水腐蚀情况 . . 3 第二章 基坑支护与降水方案设计 . . 4 1. 设计依据 . . 4 2. 基坑支护与降水方案设计及总体思路 . . 4 3. 基坑支护及地下水控制设计 . . 5 3.1基坑支护结构的设计 . . 5 3.1.1支护结构设计参数的确定 . . 5 3.1.2 区支护桩加锚杆设计 . . 5 3.1.3 区支护桩加锚杆设计 . . 6 3.1.4 区支护桩加锚杆设计 . . 7 3.2地下水控制设计 . . 8 3.2.1隔水帷幕设计 . . 8 3.2.2降水井设计 . . 9 3.2.3辅助降水措施 . .11 4. 土方开挖 . .11 第三章 监测方案设计 . . 12 第一章 工程概况 1. 工程概况 邯郸矿山宾馆区域改造工程位于邯郸市朝阳路以南，向阳路以北，光明大街以西。本工程主要建筑物为办公、酒店楼，住宅楼及地下车库。拟建办公、酒店楼，为地上26层，地下3层，裙楼5层，剪力墙结构，筏板基础，筏板底标高-16.00m ；拟建住宅楼，为地上31层，地下3层，裙楼2层，剪力墙结构，筏板基础，筏板底标高-14.50m ；中间绿化区域地下3层，筏板基础，筏板底标高-16.00m 。 根据岩土工程勘察报告可知，本工程地面相对标高+0.40m（坐标及高程引测点位于场地西侧路面，引测点绝对标高55.5m ），因此，地面绝对标高为55.9m 。 本工程0.00相当于绝对标高56.00m ，1#筏板底标高-16.00m ，2#筏板底标高-16.00m ，3#筏板底标高-14.50m ，北侧紧临基坑开挖线集水坑底标高-15.50m ，集水坑处筏板厚1.2m ，垫层厚度暂按0.15m 考虑。因此，本次设计根据各区域筏板底标高及集水坑底标高不同，将基坑分为三个区域，分别为区、区、区，区开挖深度16.05m ，区开挖深度14.55m ，区开挖深度16.75m 。 2. 工程地质条件 2.1地形地貌 邯郸市位于丘陵向平原的过渡带，华北平南部的西部边缘，地貌单元属华北冲洪积平原的中南部，地势相对平坦。邯郸矿山宾馆区域改造工程位于邯郸市区光明大街与朝阳路交叉口西南角。 2.2场地地层简述 据钻孔揭露，场地地层为第四纪全新统新近沉积粘性土、一般粘性土和砂土层，各土层性质与评价自上而下分述如下： 层杂填土Q42ml : 主要以砖块、混凝土块、素填土为主。层厚0.505.50m ，平均厚度1.80m ；层底埋深0.505.50m ，平均埋1.80m 。 层粉质粘土Q42(al+pl)：黄褐色，可塑硬塑，稍有光泽，含粘土团块。压缩系数平均值为0.29MPa -1，为中等压缩性。层厚0.503.404.30m ，平均厚度2.44m ；层底埋深：2.105.40m ，平均埋深4.04m 。 层粉土Q42(al+pl)：褐黄色，中密密实，湿，局部稍湿、很湿，摇振反应中等。层厚0.803.30m ，平均厚度2.28m ；层底埋深4.307.20m ，平均埋深6.25m 。 层粉质粘土Q42(al+pl)：灰黑色，可塑，局部硬塑、软塑，稍有光泽，含有机质、青砖瓦片，夹粉土薄层，压缩系数平均值为0.28MPa -1，为中等压缩性。层厚1.005.30m ，平均厚度2.35m ；层底埋深6.708.90m ，平均埋深8.16m 。 层粉土Q4 1(al+pl) ：褐黄色，中密密实，稍湿湿，摇振反应中等。层厚0.60 2.80m ，平均厚度1.49m ；层底埋深8.6010.50m ，平均埋深9.64m 。 层粉质粘土Q41(al+pl)：灰褐色，坚硬硬塑，局部可塑，含姜石、有机质，稍有光泽，压缩系数平均值为0.25MPa -1，为中等压缩性。层厚2.004.40m ，平均厚度3.11m ；层底埋深12.8015.70m ，平均埋深14.11m 。 层粉土Q41(al+pl)：褐黄色，中密-密实，稍湿-湿，摇振反应中等。层厚0.702.20m ，平均厚度1.36m ；层底埋深12.8015.70m ，平均埋深14.11m 。 层粉质粘土Q41(al+pl)：灰褐色，坚硬硬塑，局部可塑，稍有光泽，含姜石，夹粘土薄层，压缩系数平均值为0.24MPa -1，为中等压缩性。层厚2.506.70m ，平均厚度4.97m ；层底埋深17.8020.50m ，平均埋深19.08m 。 层细砂Q4 1(al+pl) : 褐黄色，中密，很湿。含圆砾，含量约5%，主要成分为长石、 石英砂岩。层厚1.205.10m ，平均厚度3.09m ；层底埋深19.4024.10m ，平均埋深22.13m 。 层粉质粘土Q41(al+pl)：灰褐色，坚硬硬塑，含姜石、有机质，稍有光泽，夹粘土薄层，压缩系数平均值为0.19MPa -1，为中等压缩性。层厚2.908.90m ，平均厚度6.09m ；层底埋深24.5029.00m ，平均埋深27.53m 。 层含砾细砂Q41(al+pl)：褐黄色，密实，很湿。含圆砾、卵石，含量约10%，主要成分为长石、石英砂岩，少量为花岗岩、大理岩，局部为粘土充填。层厚7.5015.90m ，平均厚度12.04m ；层底埋深36.4042.50m ，平均埋深39.58m 。 粘土Q4 1(al+pl) ：红褐色，坚硬硬塑，稍有光泽，含白色粘土团块，夹细砂薄层， -1 压缩系数平均值为0.16MPa ，为中等压缩性，具弱膨胀潜势。该层未揭穿，最大揭露厚度为23.60m 。 2.3基坑设计影响范围内地层各层土物理力学性能指标 各层土物理力学性能统计指标 表1-1 3. 水文地质条件 3.1水文地质条件 勘察范围内，稳定水位埋深为9.8010.60m ，场地内地下水主要受地表及降水补给，稳定水位随季节变化略有升降。据调查，本场地近年最高水位约3.7m ，抗浮水位可按3.7m 考虑。各地层渗透系数如表1-2所示。 各地层渗透系数 表1-2 本次勘察，对第层细砂层和第层含卵石细砂层进行了抽水试验，通过抽水试验，得出第层细砂层渗透系数为18.41m/d，第层含卵石细砂层渗透系数为3.94m/d。 3.2地下水腐蚀情况 据场地地下水水质分析结果，表明地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均为微腐蚀性，场地土对建筑材料为微腐蚀性。 第二章 基坑支护与降水方案设计 1. 设计依据 邯郸矿山宾馆区域改造工程岩土工程勘察报告； 北京龙安华诚建筑设计有限公司提供的总平面图； 基础及桩位平面图（结施-02）； 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）； 岩土锚杆（索）技术规程（CECS22：20005）； 混凝土结构设计规范（GB50010-xx）； 建筑桩基技术规范（JGJ94-xx）； 建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-xx）； 喷射混凝土加固技术规程(CECS161:xx)； 建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300-xx)； 钢筋焊接及验收规程（JGJ18-xx）； 建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-xx）； 建筑地基基础设计规范(GB50007-xx)； 理正深基坑支护结构设计软件； 我公司质量、环境、职业健康安全管理体系标准中的有关规定。 2. 基坑支护与降水方案设计及总体思路 根据本工程周边环境和工程地质条件，本工程基坑支护设计及地下水控制重点考虑以下几方面因素： 本工程稳定水位埋深为9.8010.60m ，场地内地下水主要受地表及降水补给，稳定水位随季节变化略有升降。 该拟建工程基坑开挖深度14.5516.75m ，该工程基坑开挖时应进行地下水控制。 本工程场地东、南、西三侧为多层住宅办公区，北侧为朝阳路，基坑周边环境复杂。因此，基坑支护设计及地下水控制设计时应考虑对其的影响，确保其安全。 根据以上因素及当地的经验，本工程基坑支护设计及地下水控制思路为： 在保证基坑安全的前提下，为了节约工程造价，基坑支护采用排桩+锚杆联合支护 结构。 基坑四周区域考虑设置隔水帷幕，隔水帷幕采用高压旋喷桩，基坑内周边及中间区域设置管井降水。 基坑支护、降水设计详见平面设计说明（KSBG-01）、基坑支护平面布置图（KSBG-02）、支护桩、锚杆、冠梁、旋喷桩、管井施工详图（KSBG-03）。 3. 基坑支护及地下水控制设计 3.1基坑支护结构的设计 3.1.1支护结构设计参数的确定 基坑侧壁安全等级及重要性系数的确定 根据拟建筑物的周边环境及工程地质、水文地质条件，本工程基坑侧壁安全等级确定为一级，基坑侧壁重要性系数取1.1。 基坑开挖深度：基坑分为三个区域，分别为区、区、区，区开挖深度16.05m ，区开挖深度14.55m ，区开挖深度16.75m 。 荷载按分布荷载考虑，无建筑物区域取20kPa ，有建筑物区域根据建筑物荷载大小、距坑边距离取值。 计算影响范围内土体名称、层厚、重度、内摩擦角、内聚力指标取值见表1-1。 3.1.2 区支护桩加锚杆设计 基坑开挖区：指1#、2#筏板区域，除北侧偏东集水坑紧临基坑开挖边线区域，具体位置详见基坑支护平面布置图（KSBG-02）所示。 基坑开挖深度16.05m 。荷载按2级荷载考虑，第1级荷载为分布荷载，取20kPa ，作用宽度8m ，距坑边距1m ；第2级荷载为分布荷载，取45kPa ，作用宽度35m ，距坑边距9m 。第2级荷载主要为西侧3层砖混结构住院宅楼荷载（区支护设计在试算过程中发现，东北侧2栋5层楼距离基坑边约19.821.0m ，荷载按分布荷载100kPa ，作用宽度50m ，距坑边距19.8m ，按东北侧100 kPa 分布荷载计算计算结果比按45kPa 分布荷载考虑锚杆受力偏小，因此，在确保基坑整体安全的前提下，考虑到基坑较小的实际情况，区整体按西侧3层楼荷载考虑）。 方案描述 开挖深度16.05m ，采用支护桩+锚杆支护方式，桩径800mm ，桩顶标高为-1.70m ， 有效桩长24.8m ，嵌入基坑底10.45m ，桩中心距1.2m ，混凝土强度等级C30。 800mm 支护桩配筋：主筋2025，加强筋162000，箍筋8200。 锚杆 设置四道锚杆，成孔直径均为200mm ，倾角为15。每道锚杆参数详见表2-1所示。 锚杆参数一览表 表2-1 每道锚杆施工时，按设计长度对自由段涂抹黄油并用塑料布或橡胶套包裹后置入孔内并加以固定。 冠梁 桩顶设置钢筋混凝土冠梁，冠梁断面尺寸1000mm(宽) 800mm （高），混凝土强度等级为C30，冠梁配筋1025+416，箍筋8200。 基坑开挖过程中支护桩之间外露的土体拟采用挂网喷砼方式予以保护。 位移、沉降及稳定性验算 基坑最大位移：d=34.5； 周边建筑物局部倾斜：0.0034，满足0.004的要求； 基坑稳定性安全系数K s =1.401，满足规范要求； 抗倾覆安全系数K s =1.407，满足规范要求。 3.1.3 区支护桩加锚杆设计 基坑开挖区：指3#筏板区域，具体位置详见基坑支护平面布置图（KSBG-02）所示。 基坑开挖深度14.55m 。荷载按2级荷载考虑，第1级荷载为分布荷载，取20kPa ，作用宽度19m ，距坑边距1m ；第2级荷载为分布荷载，取100kPa ，作用宽度20m ，距坑边距20m 。 方案描述 开挖深度14.55m ，采用支护桩+锚杆支护方式，桩径800mm ，桩顶标高为-1.70m ，有效桩长22.3m ，嵌入基坑底9.45m ，桩中心距1.2m ，混凝土强度等级C30。 800mm 支护桩配筋：主筋1825，加强筋162000，箍筋8200。 锚杆 设置三道锚杆，成孔直径均为200mm ，倾角为15。每道锚杆参数详见表2-2所示。 锚杆参数一览表 表2-2 每道锚杆施工时，按设计长度对自由段涂抹黄油并用塑料布或橡胶套包裹后置入孔内并加以固定。 冠梁 桩顶设置钢筋混凝土冠梁，冠梁断面尺寸1000mm(宽) 800mm （高），混凝土强度等级为C30，冠梁配筋1025+416，箍筋8200。 基坑开挖过程中支护桩之间外露的土体拟采用挂网喷砼方式予以保护。 位移及稳定性验算 基坑最大位移：d=32.34； 基坑稳定性安全系数K s =1.382，满足规范要求。 抗倾覆安全系数K s =1.552，满足规范要求。 3.1.4 区支护桩加锚杆设计 基坑开挖区：指北侧偏东集水坑紧临基坑开挖边线区域，具体位置详见基坑支护平面布置图（KSBG-02）所示。 基坑开挖深度16.75m 。荷载按2级荷载考虑，第1级荷载为分布荷载，取20kPa ，作用宽度19m ，距坑边距1m ；第2级荷载为分布荷载，取50kPa ，作用宽度50m ，距坑边距20m 。 方案描述 开挖深度16.75m ，采用支护桩+锚杆支护方式，桩径1000mm ，桩顶标高为-1.70m ， 有效桩长26.3m ，嵌入基坑底11.25m ，桩中心距1.2m ，混凝土强度等级C30。 1000mm 支护桩配筋：主筋2025，加强筋162000，箍筋8200。 锚杆 设置四道锚杆，成孔直径均为200mm ，倾角为15。每道锚杆参数详见表2-3所示。 锚杆参数一览表 表2-3 每道锚杆施工时，按设计长度对自由段涂抹黄油并用塑料布或橡胶套包裹后置入孔内并加以固定。 冠梁 桩顶设置钢筋混凝土冠梁，冠梁断面尺寸1200mm(宽) 800mm （高），混凝土强度等级为C30，冠梁配筋1025+416，箍筋8200。 基坑开挖过程中支护桩之间外露的土体拟采用挂网喷砼方式予以保护。 位移、稳定性验算 基坑最大位移：d=35.55； 基坑稳定性安全系数K s =1.422，满足规范要求。 抗倾覆安全系数K s =1.578，满足规范要求。 3.2地下水控制设计 3.2.1隔水帷幕设计 基坑四周区域设置隔水帷幕。隔水帷幕采用900高压旋喷桩，相邻桩搭接长度不宜小于300，垂直度控制在0.8%以内，每米水泥渗量不少于300。 根据该场地的水文地质条件，高压旋喷桩须穿透层细砂，进入层粉质粘土层不少于2m 。高压旋喷桩桩顶标高为-6.0m ，上部6m 为空孔，有效设计桩长不小于18m ，共计旋喷桩576根。 3.2.2降水井设计 经对工程地质和水文地质条件综合分析，结合我公司在当地施工经验，本工程拟采用管井降低地下水位。管井成孔直径为600mm ，下入外径为400mm 的滤水管，周围封填砾料，砾料直径为25mm ，成井后应立即进行洗井，并试抽水。管井施工时应制定严格的成井工艺，并认真执行，确保成井质量。 管井深度：根据该场地水文地质条件，降水管井需进入层含砾细砂不少于6m ，管井深度取35m （从地面算起）。管井施工过程中，成孔深度应结合勘探进行双控。 降深：本工程基坑开挖深度最深16.75m ，坑内地下水需降至地面下17.25m 可满足要求，因此，降深为7.45m 。 含水层水文地质参数的选取 根据各土层厚度、渗透系数加权平均求得，含水层综合渗透系数为3.64m/d。 引用影响半径采用下式计算 R 0=2?S w Hk 式中： R 0引用影响半径（m ）； 抽水井降深（m ）； 含水层厚度（m ）； S w H k 渗透系数(m/d)。 R 0经计算 = 143m。 r 基坑概化半径0 r 0=?l +B 4 式中： l ：基坑长度，l =97.5m； B ：基坑宽度，B =71.0m； ：系数，查表取=1.16。 r 经计算 0=48.9m。 基坑涌水量计算 Q =1. 366k (2H -S ) S lg(R 0+r 0) -lg r 0 式中： Q S H 基坑总涌水量(m3/d)； 水位下降值（m ）； 含水层厚度（m ）； 渗透系数(m/d)； k 经计算整个基坑涌水量2633m 3/d。 井点单井出水能力计算 单井出水量用下式计算： q =120r s l k 式中： r s ：过滤器半径(m)； l ：过滤器进水部分长度(m)； k ：含水层渗透系数(m/d). 经计算： q 88m 3/d 井点数量计算 n =1. 1?Q q 经计算：n 33 降水井布置：基坑内周边管井井间距约为15m ，基坑中间管井根据现场实际情况布置，井间距约为20m ，共布置管井33眼，实际位置根据现场情况调整。 基坑中心水位降深验算 潜水含水层浸润曲线的计算公式如下： h =H 2-1?()lg R -lg x ?x ?x 12n ?1. 366k ?n ?Q 式中： H 在井群抽水影响范围内某一点的水头值，即h=H-s； x1.x2.xn 从某点到井点中心的距离（m ） 其它符号意义同前。 最不利点选在基坑的中心点 经计算h=27.25m 水位降深为35-27.15=7.757.45m ，方案可行。 观测井：在基坑内外布置观测井，基坑内观测井井深20m ，共布置3眼；基坑外观测井井深22m ，共布置6眼。 3.2.3辅助降水措施 基坑开挖后，基坑底四周设一圈碎石盲沟，并根据渗水量的大小设置一定数量的集水坑与碎石盲沟相连。盲沟距坡角距离不小于50，深度为40。 若基坑底中间位置存在疏不干现象，根据需要设置纵横向的碎石盲沟和集水坑。盲沟间距15m 左右。 根据需要在集水坑内下入水泵明排抽水，以保证降水效果。 若坑壁存在渗水现象，可采用插管导流方式，将水导出。 4. 土方开挖 土方开挖工序与基坑支护工序相配合，每次需开挖至待支护结构标高以下0.5m ，支护完成且强度达到80%后方可向下继续开挖，严禁超挖。 第三章 监测方案设计 围护结构施工和基坑开挖过程中须对围护结构及周边建筑物进行环境监测，同时确保及时将反馈至建设、监理、设计、施工和相关职能单位。 监测应包括以下内容：地表沉降和水平位移监测，桩体钢筋应力、水平位移和冠梁钢筋应力监测、锚杆应力监测、地下水位观测、周围建筑物变形监测等。监测点布置详见基坑监测点平面布置图（KSBG-04）。 地表沉降和水平位移监测： 设置28个地表沉降监测点，分别布置在断面C1至C20，地表沉降监测点设置在坡顶土体中，其中断面C3、C13分别布置5个监测点，监测点分别布置在桩后1m 、2.5m 、4.5m 、7m 、10m ；设置20个水平位移监测点，分别布置在断面C1至C20，水平位移监测点设置在冠梁上。 桩体钢筋应力、冠梁钢筋应力监测 共选取6个断面处的典型支护桩做监测桩，分别为断面C3、C8、C10、C12、C13、C18。其中C8、C10、C13、C18每根典型桩上钢筋计布置在桩顶（-1.7m ）下1m ，3m ，5m ，7m ，9m ，11m ，13m ，15m ，17m ，19m ，21m ，23m ，即每根桩布置12对（间距2m ），共96支钢筋计；断面C3每根典型桩上钢筋计布置在桩顶（-1.7m ）下1m ，3m ，5m ，7m ，9m ，11m ，13m ，15m ，17m ，19m ，21m ，即每根桩布置11对（间距2m ），共22支钢筋计；断面C12每根典型桩上钢筋计布置在桩顶（-1.7m ）下1m ，3m ，5m ，7m ，9m ，11m ，13m ，15m ，17m ，19m ，21m ，23m ，25m ，即每根桩布置13对（间距2m ），共26支钢筋计。 支护结构水平位移监测 共布置深层水平位移监测点6个。在设置钢筋应力计的6根典型桩的桩身上埋设测斜管，测斜管底端伸至桩底，顶端需高出冠梁至少20，长度分别为23.2m 、25.7m 、27.2m 。 冠梁钢筋应力监测（布置点与桩体钢筋应力测试点对应） 共6个断面，对于