四川某工程基坑降水及喷锚支护设计施工方案

1、xx名城B、D区基坑降水及喷锚支护设计施工方案1、工程简介1.1工程概述四川xx地产有限公司拟在成都市东北角二环路外拟建xx名城住宅小区。本工程由xx建筑设计有限责任公司设计，四川xx岩土工程公司提供岩土工程勘察报告。本项目的B区均建高层住宅，框架结构，设一层地下室，D区均建多层住宅，框架结构，设一层地下室地下室，地下室基坑开挖深度约为自然地坪下6m。场地内无自然放坡开挖的施工条件，必须采取有效的基坑支护措施。我公司本着技术可行、安全可靠、经济合理的原则，根据对场地周围环境和场内工程地质资料的分析研究后，结合在成都地区的大量工程实践，确定采用喷锚护壁方式的支护方案。场地降水采用管井降水。1.2

2、场地工程地质及水文地质条件1.2.1工程地质条件根据四川xx地产有限公司xx名城B区中间勘探资料，拟建场地表土为新近堆积填筑土，由杂填土与素填土层组成，下伏为第四系中更新统、冲积层，由粘土、粉质粘土和下部卵石层组成。场地地基土自上而下可分为：（1）填筑土土层杂填土：杂色。主要由建筑垃圾混粘性土等组成。结构杂乱，厚0.51.3m。素填土：黄灰色。主要由粘性土混少量卵石等组成，稍密，湿。厚度0.41.4m。（2）粘土可塑,稍湿湿，局部可塑，边续分布,厚度1.04.7m。（3）粉质粘土可塑，稍湿湿，分布较连续，厚度2.24.5m。（4）粉土湿，稍密，厚度为0.32.4m。（5） 卵石层：灰色，稍密密

3、实，稍湿饱和。以花岗岩、石英砂岩为主，中等微风化，呈亚圆形，磨圆度较好。该层按密实度可分为稍密密实。卵石层顶板埋深67m。场地杂填土中局部存在上层滞水，水位埋深约1.2m。1.2.2水文地质条件根据四川xx地产有限公司xx名城B区中间勘探资料，场地地下水主要属第四系孔隙潜水类型，砂卵石层为主要含水层。地下水受上游地下水及大气降水补给，且有随季节变化的特点，变化幅度在11.5m左右。地下水水位埋深7m。卵石层渗透系数K=20m/d。1.3基坑周边环境状况 基坑周边无紧邻建筑物。基坑距周边建筑物均在15米外。地下管线的分布情况有待业主提供。2、降水工程设计方案2.1降水设计依据（1）建筑与市政降水

4、工程技术规范（JGJ/T 111-98）（2）供水管井技术规范（GB 50296-99）（3）建筑基坑支护技术规程(JGJ 120-99) （4）四川xx地产有限公司xx名城B区中间勘探资料（四川准xx工程公司）（5）xx名城总平面图（四川省xx设计有限责任公司）（6）基坑开挖深度为6m。2.2降水技术要求（1）降水面积：B区约1800m2；D区约5500m2（2）降水深度：自然地面下8.0m（3）降深要求：按目前地下水位5m设计，则：S3.0m 2.3降水方案设计 （1）计算参数因场地范围内未作水文地质试验，故取其附近降水工程资料的水文地质参数为本场地的参数。渗透系数K=20m/d导水系数T

5、=350m2/d导压系数A=98670m2/d （2）基坑等值园半径（Ro）计算Ro=(L+B)/4 (1) 式中： L、B分别为降水范围化为相似矩形的长度与宽度 系数，取=1.16 （3）基坑涌水量计算 用非稳定流方法 Q=2T（2Ho-S）S/HoW(u) (2) U=R2o/4ato 式中： Q 基坑涌水量（m3/d） W(u)井函数 Ho 含水层度（m） S 基坑设计水位下降值（m） T 导水系数（m2/d） a 导压系数（m2/d） to 预期的基坑中心点水位到达设计水位下降值的抽水时间（d） Ro 基坑等值园半径（m） （4）过滤器比排水性能=1203 （3）式中： 过滤器比排水性

6、能 井的半径（m）（5）井点数目计算用非稳定流方法：Yo=Ui=X2i/4ato (4)nYoQ/(n-1)Yo式中： Yo井点处的水柱高度（m） N井点数 W（Ui）井函数 Xi各井点中心至某一井点外壁处的距离（m） （6）降水井深度计算Hs=HW+Ho (5)式中： Hs降水井深度（m） HW从地面到自然水位的深度（m） Ho含水层（揭露厚度m）以上公式，已编为计算机程序，计算结果：B区：n=12，Hs=15.0，r=0.30D区：n=8，Hs=15.0，r=0.30针对该场地及周边环境实际情况，综合考虑计算结果及成都地区降水经验，作出降水设计方案如下：（1） B区降水井井数共计12口(详

7、见B区降水井平面布置示意图)；D区地块降水井井数共计8口(详见D区块降水井平面布置示意图)；（2） 降水井井深，单井深度均为15.0m；（3） 降水井井径300（管外径350，成孔孔径600mm）；（4） 有效过滤器长度不少于7. 5m，井壁采用水泥井管。3、 降水工程施工组织方案3.1凿井施工工艺流程采用CZ-22型 冲击钻机成井，泥浆护壁工艺成孔，其工艺流程如下：测放井位钻机就位埋护壁管冲击成孔捞渣换浆下井管填砾洗井（活塞与空压机联合洗井）交验放置水泵所有降水井施工完毕后降水。3.2 凿井施工过程控制措施 成孔直径控制：检查成孔直径是否达到600mm以上，主要控制钻头直径是否达到450mm

8、，钻头直径为450mm就能保证成孔直径达到600mm以上。如果钻头直径达不到450mm，就应焊钻头保证钻头直径为450mm。 成孔深度控制：成孔后施工人员应现场测量成孔深度，成孔深度达到设计深度15.0m后，停止钻进。否则，必须继续钻进，以保证成孔深度为15.0m。 井管质量控制：检查每孔是否用3根光壁管和3根缠丝管焊接成井。缠丝管在下，光壁管在上，管与管之间应焊接牢固，保证垂直度。 井管结构及填砾：0.07.5m为井壁管（井管均为36030mm水泥管，每根长2.5m），7.515.0m为缠丝滤水管。分层填滤料：0.07.5m填410mm砾石，7.515.0m填1015mm砾石。 洗井：用活塞

9、结合空压机洗井，洗至井管通畅、水清，含砂量小于1/20000，以保证降水质量。 降水过程控制：结合井位地质情况，井位附近无细砂层的井先降水，井位处有细砂时，待井内水位下降至砂层下面后，再开始降水。控制出砂量，以保证降水不改变基坑的持力层原状土结构。确保基础施工质量符合设计要求。 凿井施工中主要注意事项冲击速均匀，掌握好井内泥浆浓度，保持井孔中浆液水位高度，防止井壁跨塌。井管焊接牢固，铅正居中。滤料均匀，含泥量小于5%。洗井彻底，直至水清砂净达规范要求为止。砂层位置地段的井壁管用缠丝管,如果砂层较厚，井壁管外用纱布进行第二次缠丝。 严格以上各个环节的过程控制，以满足施工用的降水深度，确保建筑物基

10、础和地下室的顺利施工。3.3 凿井施工机具、材料及人员安排 施工机具：CZ-22型冲击钻机4台；6立方空压机4台；电焊机4台；活塞4套；斗车8辆；其它配套器具及管线若干。 施工材料序号材料名称单位数量备注1黄 泥T102410砾石m31831015砾石m3124缠丝滤水管根605井壁管根606井口盖个20施工人员组成项目经理：1人、 技术负责：1人、 技术员：1人、 施工工长：1人、施工员：1人、安全员：1人、质检员：1人、操作工：4人、电焊工4人、电工：2人、普工：8人。3.4抽降地下水（1）降水井排水管采用管道内排水系统，并在现场设沉砂池 (沉砂池位置应靠近城市下水通道)，沉砂池采用C20

11、素砼或钢筋砼底板（板厚150200mm，沉沙池位置距坑边距离小于3.0m时底板需配筋,采用配筋8200200），M7.5水泥砂浆砖砌池壁，池壁内外两层用防水砂浆抹灰一遍，水池内侧采用防水处理。（2）抽水采用每井每泵排管（可采用3寸钢管）降水，地面排管集中到沉砂池，抽出的水经过沉砂池沉淀过滤后，再集中排入市政管道中，沉砂池制作位置靠近城市管网接入口的下水道（现场确定具体位置）。（3）为保证基坑支护结构的安全，沉砂池及排水管道应严格防渗防漏。（4）抽水采用规格20T扬程20m的深井潜水泵使用,具体设置根据凿井时每口井的洗井出水情况以及抽水时动水位变化情况现场调整。（5）降水时间段目前暂未确定，降水

12、台班计算方式为：每井每天3台班。4、喷锚护壁设计方案4.1 基坑支护方案的选择通过对方案的技术可行性、经济合理性、安全可靠性及施工工期的综合比较分析,结合本场地岩土工程勘察资料,本基坑采用的支护方案为：喷锚(土钉墙)护壁。4.2 基坑喷锚支护设计方案概述4.2.1支护设计说明（1）喷锚支护设计理论采用：喷射砼钢筋网锚杆支护土壁设计计算方法，考虑支护与土体联合作用，并以注浆土钉设计作为参考后加以综合；工程类比法-根据我院实际项目设计施工实例类比；信息反馈法-根据现场施工实测位移值（即时监控）对本方案设计进行修正。（2）喷锚护壁面积：B区约为3300 m2；D区约为1740 m2；（3）基坑开挖深

13、度： 6.0m；（4）基坑顶部水平位移符合有关国家规范要求。4.2.2设计依据和设计理论（1）建筑基坑支护技术规程JGJ 120-99（2）锚杆喷射砼支护技术规范（GB 50086-2001）（3）基坑土钉支护技术规范（CECS 96：97）（4）钢筋焊接及验收规程（JGJ 18-96）（5）成都地区建筑地基基础设计规范（DB51/T5026-2001） 4.2.3支护设计参数取值（1）场地内主要土层的物理力学参数在地勘报告的基础上考虑降水因素的影响，进行了经验修正。（2）支挡高度设计值： H0 =6.0m（3）填土厚度设计值Hz =1.5m粘土厚度设计值Hf =3.0m粉质粘土厚度设计值Hf

14、 =1.0m细砂或粉土层设计值Hf =0.5m砂卵石层厚度设计值HL=15m （4）附加荷载：q = 10kN/m2（5）基坑顶面水平位移：小于2 cm（13H0）4.2.4喷锚支护设计方案概述 参照软件计算结果，结合成都地区大量的工程实践经验，根据本工程具体地质条件及周边环境实际情况，喷锚设计方案如下：锚杆列距：Sx = 1.50m锚杆行距：首排距地表1.5m，其余Sy =1.7mH0 =6.0m，锚杆排数：N = 3排，锚杆施工参数：排数入射角深度长度钢管直径L110201.5m6.5m48mmL210203.2m5.0m48mmL310204.9m3.0m48mm 锚杆钢材：48、2.5

15、焊管 面层厚度为5080，面层喷射砼强度为C20 锚杆泄浆孔：钻眼36间距50左右，在锚杆入土端头1.53.0m处设置 锚杆倒刺：角钢20203护焊于泄浆孔处或用12螺纹钢护焊于泄浆孔处 锚杆倾角：a =10200 钢筋网布置：6.5300300 加强筋：1215001500 锚杆与喷射砼面板连接处用12螺纹钢筋焊接堵头加强锚固。 5、喷锚护壁施工组织方案5.1施工方案概述（1）喷锚支护方案详见支护设计图，共布置锚杆：3排，锚杆采用48钢管，钢管留有泄浆孔（36），便于灌浆。施工程序如下： 人工修整壁面：按有限放坡量修整平直； 锚杆施工：用专用锚杆机将锚杆顶入地层中； 挂网：在每一段锚杆施工完

16、成后，将编制好的钢筋网片挂在已修整好的壁面上； 焊接主筋：在钢筋网片的外面铺设主筋，并与锚杆焊接起来； 喷射混凝土：在上述工作完成后，向壁面喷射细石混凝土，喷射厚度5080mm； 灌浆：对锚杆进行压力注浆，使锚杆周围形成锚固体，增加抗拔力。（2）基坑壁表面采用喷射砼和钢筋网支护，土体内部采用锚杆压力灌浆，通过压力灌浆使支护结构与土体形成整体，共同承担土压力。锚杆参数应根据开挖过程中地质实际情况和基坑位移情况调整。（3）喷锚支护施工与土方开挖交叉同步进行整个基坑分层分段开挖，每层土方机械开挖挖深作业面高度1.8m左右,。遇局部土层较差时，为1.50m左右，砂层开挖深度不得大于1.0m，且每段长度

17、不得超过20m，并可按如下工序进行施工：修面、素喷砼挂钢筋网喷射砼打锚杆、焊接主筋补喷砼、锚杆压力灌浆继续土方开挖。（4）为防止地表水的渗漏对护壁土体的浸蚀，在基坑四周竖向护壁中设置排水孔，排水孔间距根据现场情况确定。在施工过程中，出现渗水处应立即增设排水孔。（5）如有必要，分别在周围建筑设沉降观测点及位移观测点，利用反馈信息检查支护结构的合理性和安全性。5.2机具设备及人员组织计划 （1）施工人员组织计划表序号工种名称人数备注1技术管理人员5工程项目经理：1人工程技术负责：1人责任工长：1人现场技术员：2人2普工303机修工24砼喷射工35电焊工36钢筋工107电工28机操工6（2）施工机具

18、设备计划表：序号机具名称单位数量备注1经纬仪台12水准仪台13电焊机台24锚杆机台25空压机台16喷射机台17压浆机台15.3施工质量及安全保证措施该工程将由我公司总工程师进行技术总管，项目部主任工程师，工程负责人和现场技术人员组成质量管理小组，对工程质量进行把关，每道工序按全面质量管理要求进行，施工中严格按混凝土结构施工及验收规范、土层锚杆设计与施工规范、锚杆混凝土支护技术规范等相关规范进行，对施工中的各个工序，由施工工长负责监督完成，并由专项技术人员检查、验收及做好记录工作。设专职安全员一名，负责建立各种安全制度，对工人进行安全教育，做好各种安全警示标志,监督各工种持证上岗、严格认真地做好

19、技术安全交底工作。5.4喷锚护壁施工质量控制措施5.4.1关键工序质量控制措施 （1）修整面壁质量控制措施A、按有限放坡线修整到位。B、 修成倒坡。C、 质较差时，可先挂网、喷射砼，及时封闭作业面，再进行锚杆施工。D、 壁面上有浸水时，应用排水管疏导。E、 每次作业面高度宜控制在1.52.0m，不宜过短、也不得超高。（2）锚杆制作质量控制措施A、同一根锚杆上钢管与钢管之间必须采用焊接，可采用2根以上14螺纹钢梆焊，双面焊5d，焊缝必须饱满、焊接牢固。B、锚杆入土端头1.52.0m范围必须设置泄浆孔36500，保持泄浆孔通畅。C、卵石层锚杆施工时，必须加焊锥形锚头；土层锚杆施工时，入土端头必须封

20、闭。（3）喷射作业质量控制措施A、作业前必须先对机械设备、风管、料管、水管及电线电路进行检查并试运转。B、喷射时，喷头与喷面应垂直，宜保持1.0m左右的距离；喷射手必须控制好水灰比，宜保持砼表面平整、湿润光泽。C、 网与坡面的间隙宜大于20mm。钢筋网与下层钢筋网必须搭接25d以上D、 砼浇筑2h后，必须洒水养护37d。（4）锚杆压浆质量控制措施A、压浆是喷锚施工的关键工序，必须严格、认真。B、压力控制根据土层情况确定，本工程压浆量按100400控制。C、压浆纯水泥浆液水灰比按1：12：1控制,稳定水灰比为1：1。（5）锚杆成孔施工质量控制措施：A、保证成孔深度：允许偏差50mmB、保证孔距：

21、允许偏差100mmC、保持锚杆施工倾角：允许偏差5%,为避开障碍物时角度可以加大。5.4.2特殊工序质量控制措施本基坑护壁工程特殊工序为网片焊接，其质量控制措施：A、纵横加强筋均应与锚杆焊接牢固；B、锚杆与喷射砼面板连接处用12螺纹钢焊接堵头加强；C、对6.5钢筋焊接时,单面焊搭接长度不小于52mm(8d)，双面焊搭接长度不小于26 mm（4d）；D、14螺纹钢焊接时，单面焊搭接长度不小于140 mm (10d)，双面焊搭接长度不小于70 mm（5d）；E、接网的长度、宽度及网格尺寸的允许偏差均为10 mm；网片两对角线之差不得大于10 mm；F、焊接网交叉点开焊数量不得大于整个网片交叉点总数

22、的1%，并且一根钢筋上开焊点数不得大于该根钢筋交叉点总数的1/2。5.4.3重要部位控制措施(1)填土层填土层锚杆制作时, 严格用角钢20203制作倒刺护焊于泄浆孔处，压浆施工时,控制好压浆量，如果一次压浆量超过400Kg，必须采取间歇式二次压浆，以确保整体压浆质量。 （2）邻近建筑物及对变形较为敏感的护壁段根据空间效应理论，确定出变形敏感护壁段，同时邻近房屋的护壁段对变形控制要求很严，在此部位施工锚杆时，根据现场实际情况先施工一排竖直超前锚杆，增加土的抗剪强度指标，改变滑移面位置，并将竖直锚杆用14主筋与喷锚体主筋焊接在一起，填土层的喷锚面层加强筋采取双筋与锚杆焊接，保证基坑的稳固安全。5.

23、5喷锚施工中有关问题的影响及处理措施（1）地下管网在城区施工锚杆时，由于地下管网较多且分布复杂，容易损伤破坏地下管网,从而对基坑质量及环境保护带来危害，因此施工前必须查清地下管网的走向、埋深及管网质量现状。一方面按程序请求甲方提供场地四周详细的管网资料，另一方面采取专用雷达探管仪探清楚管线实际的走向及埋深，确保喷锚施工时不伤及地下管网。 （2）施工噪音为避免噪音过大影响周围环境，我公司将有噪音的工序施工时间尽量安排在白天。同时采用电动式空压机,从而进一步降低噪音。（3）环境保护如果不加以管理控制，喷锚施工时会伴有大量的灰尘产生,将影响到城市环境及市民的生活，因此在喷锚施工时应随时注意用清水吸取

24、清理灰尘,在喷射砼的前台和后台设置一些隔离布或隔离板,尽量减少灰尘的产生。5.6喷锚护壁施工过程中的应急预备方案（1）在施工过程中发生局部垮塌时的应急方案：在护壁施工时，由于未及时封闭土壁，或由于渗水原因造成坑壁来不及支护就出现垮塌，此时用平时提前准备好的一些应急沙袋(用水泥空口袋装上土或砂)及时反压在坑壁上，如继续出现险情，应组织挖掘机或装载机回填部分土，然后重新施工，将分层高度减少至0.501.00m，且采取分段施工措施，此时应加密钢筋网，主筋直接与相邻的已施工完成的稳定锚杆焊接，待喷射面层砼完成后，再补打锚杆，锚杆施工完成后，应加大此段的压浆量。（2）坑边出现裂缝且发展接近报警值(本工程

25、基坑水平位移报警值为20mm)时的应急预案：坑壁踵部回填反压。变形过大不管是什么原因造成的，都必须先保证基坑暂时稳定，然后检查原因，根据不同的情况采取具体治理措施。对于基坑支护来说，保证基坑稳定的最有效的方法是在坑壁踵部堆载加荷，增加坑壁抗力；坑顶卸荷，如果是由于坑顶堆载过大引起的，则在坑顶卸荷，清除由此对坑壁产生的竖向附加应力，保证基坑稳定；立即施工超前锚杆,用14螺纹钢将超前锚杆与喷锚体有效焊接成整体，并对14拉筋施加预应力。采取以上措施后如果裂缝继续发展,则应搭设脚手架，从第一排锚杆开始补打锚杆，不打锚杆的长度应超过原来施工的锚杆12m，再将补打的锚杆之间以及与原锚杆之间均用主筋焊连在一

26、起，喷射砼形成腰梁，从而使基坑稳定安全；排水，水流活动是造成基坑变形过大的重要因素之一，地下水位回升，下水管道渗漏，雨水排泄不畅，使坑壁土体充水，进而强度降低，容重增加，导致土体失稳。若遇此中情况，须采取排水措施，消除由此产生的险情。（3）基坑开挖时遇到很厚的砂层时的应急预案：立即回填至砂层顶面,必要时在基坑内施工竖直锚杆(竖置深度穿过砂层进入卵石层0.50m以上),并将竖直锚杆与上几排已施工完成的锚杆焊接用。然后再分段(分段长度小于20m)分层(分层高度小于1.0m)开挖护壁，从而使基坑稳定安全。6、基坑护壁工程的使用及监控方案6.1基坑允许暴露时间及基坑边堆载要求（1）本基坑采用喷锚护壁方

27、式,为临时性支护，根据本工程具体地质条件及环境，基坑设计允许暴露时间为：5个月。（2）本基坑喷锚设计附加荷载为10KN/，在基坑未封闭之前，基坑周边1.5H范围内(H为基坑开挖实际深度)严禁超载。离基坑边1.5米范围内严禁堆载；6.2监测内容和基本要求基坑监测的内容及项目很多，针对本基坑深度较浅,结合成都地区的实际地质条件,本基坑护壁计划监测项目如下：（1）支护结构水平位移监测：基准点应设置在变形影响范围之外,并便于长期保存的稳定位置。至少应有3个可靠的点作为基准点；工作基点是变形监测中起联系作用的点,是直接测定变形观测点的依据,应设在靠近观测目标。在通视条件较好或观测项目较少的工程中,可不设工作基点,在基准点上直接观测变形观测点。变形观测点是直接埋设在变形体上,且能反映变形特征的观测点。（2）地下水位监测：降水10天内每天监测每口井内动水位,分析其下降速率,正常降水情况下,每周观测一次动水位。（3）地下水含沙量监控：每天均应进行含沙量的监控并做好施工日志,严格依照规范中的允许值控制,不得以肉眼的判断来评定含沙量是否符合规范。6.3基坑主要监测项目报警值要求监控值：是设计过程中的控制值，有时可以用最大允许值作为监控值。报警值：是在施工过程中需要采取处理应急措施的值。（1）基坑降水含沙量：监控值：1/1万；