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设计文字091128
武汉清江山水2.1期1号地下室
基坑支护设计方案
湖北中南勘察基础工程有限公司
二００九年十二月一日
武汉清江山水2.1期1号地下室
基坑支护设计方案
计
算
书
湖北中南勘察基础工程有限公司
二００九年十二月一日
武汉清江山水2.1期1号地下室
基坑支护设计方案
设计编写：
设计审核：
设计审定：
总工程师：
总经理：
湖北中南勘察基础工程有限公司
二００九年十二月一日
目录
第一章工程概述1
1、工程概况1
2、基坑周边环境状况1
第二章工程地质与水文地质2
1、工程地质条件2
2、水文地质条件2
第三章设计思路与方案比选3
1、对场地条件的综合分析3
2、设计方案及方案比选3
第四章基坑支护设计5
1、设计依据5
2、支护结构设计参数选取5
3、支护结构设计计算6
4、地下水控制6
第五章基坑支护施工方案7
1、排桩施工7
2、喷锚施工要求7
3、锚杆施工8
第六章 土方开挖施工及排水要求9
1、土方开挖施工要求9
2、基坑排水要求9
3、基坑支护设计的有效期9
第七章基坑监测要点10
1基坑支护结构和土方开挖对基坑安全的监测要求10
2监测目的10
3、基坑监测原则10
4、监测内容及监测方法10
5、信息反馈11
6、基坑监测预警值11
第八章 应急抢险措施12
附件：
1、天汉深基坑设计计算书
2、施工图纸
武汉清江山水2.1期1号地下室基坑支护设计
第一章工程概述
1、工程概况
拟建地下室位于武汉市洪山区光谷地区高科技园区内，洪山区曙光软件园西侧，东靠曙光大道，南临铁路线，西面为高压走廊，北面为南湖南路，地下室呈刀把形状。
场地整平标高约为31.00ｍ，建筑±0.00为31.00m，基坑周长约287米，开挖面积约3900㎡。
根据建设方提供地下室设计图纸，筏板底标高为25～22.4米，开挖深度为6.0～8.6ｍ。
本项目建筑结构设计由中南建筑设计院承担，场地岩土工程勘察报告由湖北中南勘察基础工程有限公司提供。
本工程以基础底面及筏板底面为支护结构设计计算依据。
2、基坑周边环境状况
地下室北侧为拟建35#楼，其基础形式为人工挖孔桩基础，地下室底板外边线距离35#楼3.6米，基坑开挖前普挖至29.2m。
东侧为曙光大道，地下室底板外边线距用地红线约5.4m。
南侧为拟建36号楼，其基础形式为人工挖孔桩基础，地下室底板外边线距离36#楼2.8米,基坑开挖前普挖至30.2m。
西侧为规划道路，可放坡。
拟建地下室基础形式为筏板基础（板下设独立基础）。
南北两侧拟建35、36#楼人工挖孔桩尚未施工，但挖孔桩距基坑较近，应先进行人工挖孔桩施工，桩形成强度后方可进行基坑开挖。
第二章工程地质与水文地质
1、工程地质条件
根据勘察报告拟建场地勘探深度范围内，上覆第四系土体，由上而下主要由填土（主要为素填土）、第四系全新统冲积一般粘性土、中更新统冲积粘性土及残积土组成。
底部基岩为志留系泥岩，各岩土层基本特征描述见下表。
岩土层埋藏分布及岩性特征统计表 表１
层号及
土名
成
因
层
厚
（m）
层顶
埋深
（m）
层顶
标高
（m）
岩性描述
分布
特征
①
素填土
QmL
0.4
～
3.5
0
28.00
～
33.68
灰褐色、黄褐色，主要为粘性土，含少量碎石、建筑垃圾、腐植物等组成。
松散，堆填期约2年。
局部
分布
②
粉质粘土
Q4al
1.2
～
8.3
0
～
3.1
25.47
～
32.05
黄褐色、灰褐色，可塑。
含少量铁、锰质氧化物,易钻进。
干强度较高，无摇振反应，具中压缩性。
局部
分布
③
粉质粘土
Q2al
0.9
～
8.2
0
～
6.6
23.52
～
35.07
棕褐色、黄褐色，硬塑。
含少量铁、锰质氧化物及灰白色高岭土，易钻进。
干强度较高，无摇振反应，具中低压缩性。
局部
缺失
④
残积粘性土
Qel
1.0
～
5.8
0.9
～
7.3
22.29
～
30.88
黄褐色、灰褐色，硬塑，见少量铁、锰质氧化物，局部高岭土化，含少量次棱角状泥岩碎屑。
具中压缩性。
局部
分布
⑤1强风化泥岩
S2f
1.7
～
11.0
2.2
～
10.5
19.21
～
23.40
灰绿色、黄灰色，散体状结构，风化裂隙发育，裂面多为铁质、泥质充填。
岩芯呈碎块状，土状，手用力可捏散，钻进较容易。
主要成分为绿泥石、石英、绢云母等，属极软岩，岩体完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
全场
分布
2、水文地质条件
场地地下水类型主要为上层滞水。
上层滞水主要赋存于地表填土中，地下水补给来源为大气降水，通过蒸发排泄。
场地无地表径流，仅有水塘零星分布，大气降水一般顺地面坡向流走。
地下水位、水质、水量变化主要受日常气候影响，动态不稳定，无统一地下水位，赋水量变化较大，总体水量较小。
勘察期间测得地下水水位埋深0.40～1.60m（标高28.08～26.97m）。
其它各土层均为相对隔水层。
第三章设计思路与方案比选
1、对场地条件的综合分析
1.1场地条件
根据拟建场地周边环境，场地较为宽阔，由于南北两侧不能对拟建建筑的基础底地层破坏，但北侧可卸土至29.2m，东侧临近道路，只有AB、BC、GA段可以直接放坡开挖。
1.2场地地层条件分析
基坑开挖深度范围内土层性质较好，填土较薄，总体来说有利于基坑支护。
1.3关于地下水的处理
由于场地填土层较薄，其余土层为隔水层，故对上层滞水可在坑顶设截水沟、坑底设集水井、坡面填土层中设泄水管进行疏排处理。
1.4基坑工程安全等级
根据《湖北省基坑工程技术规程》（DB42/159-2004）的4.0.1条规定，本基坑工程安全等级为二级。
2、设计方案及方案比选
2.1各支护体系的比较
结合实际情况与本工程类似的基坑支护工程中，武汉地区运用较多的支护体系方式大致有以下几种（见下表）：
支护形式比较分析表 表２
桩锚支护
技术成熟，应用广泛，安全可靠，对土方开挖和地下结构施工无影响。
锚杆施工对临近建筑地下设施有影响，造价较高。
造价太高，不适用本工程
悬臂桩支护
悬臂高度不宜超过6m，使用双排桩时高度可稍大，对深度大于6m的基坑可结合顶上放坡使用，坑底以下软土层厚度很大时不宜采用
造价较高，局部空间较小处可采用此方案
水泥土重力式挡墙支护
水泥土搅拌桩施工需要一定的场地，造价适中。
造价适中，本基坑开挖深度较浅，场区内周围环境简单、开阔，可采用此方案。
微型钢管桩喷锚支护
适用于填土及坑底无软弱土层地区。
造价低，施工简单、快速，可采用此方案。
自稳放坡喷砼支护
基坑周边开阔，建筑物距离较远，坑底无软弱土层。
造价低，基坑周边开阔，宜采用此方案。
2.2各支护体系的选定
本着基坑支护安全可靠、经济合理、缩短工期的原则，经过试算，本基坑支护方案宜采用以下设计思路：
（1）基坑支护采用喷锚支护及自稳放坡喷砼支护形式；
（2）本工程不需要降水。
第四章基坑支护设计
1、设计依据
（1）《武汉清江山水2.1期岩土工程勘察报告书》，湖北中南勘察基础工程有限公司提供；
（2） 基础平面布置图、桩平面布置图、承台平面布置图等，中南建筑设计院提供；
（3）《基坑工程技术规程》（DB42/159-2004）；
（4）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）；
（5）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086－2001）；
（6）《建筑桩基技术》（JGJ94-2008）；
（7）《武汉市深基坑工程设计文件编制规定》（WBJ－1－2001）；
（8）现场勘察及业主、监理方工程技术人员咨询。
2、支护结构设计参数选取
２.１岩土参数的选取
根据本工程的岩土工程勘察报告，结合武汉地区经验，本基坑支护工程所涉及各土层的有关参数按下表中数值采用：
基坑支护设计有关参数 表3
层号及名称
指标
天然重度
γ（kN/m3）
c（kPa）
φ（°）
①素填土
10
8
18.0
②粉质粘土
26
11
19.4
③粉质粘土
47
12
19.8
④残积粘性土
30
11
19.4
⑤1强风化泥岩
60
16
19.5
２.２基坑周边环境参数选取
整个场地地面均布超载按q=15kPa考虑。
２.３基坑开挖深度
基坑支护设计计算开挖深度为自然地面下6.00m～8.60m。
3、支护结构设计计算
支护结构计算采用《天汉软件2005》。
各项计算结果均满足安全要求，具体见计算书（附件1）。
4、地下水控制
本场地上层滞水主要赋存于上部填土层中，根据其补给、径流、排泄特点，结合本基坑的具体情况，其上层滞水采用明排处理。
第五章基坑支护施工方案
1、排桩施工
（1）、排桩为人工挖孔桩，施工前应进行技术交底，精心编制施工组织设计，精心组织，精心施工。
（2）、甲方必须提供准确无误的现场定位坐标点，施工误差不超过30mm，垂直度偏差不大于1%，每根桩开挖前应复查桩位。
（3）、进场材料要符合规范要求，按规定送检，施工方法要正确，确保排桩质量，每个施工环节要有责任人，钢筋笼定位上下误差不超过50mm，I类桩必须达到98%，不允许出现III类桩。
（4）、未尽事宜按《建筑桩基技术规定》（JGJ94－2008）执行。
（5）、冠梁施工必须按《混凝土结构工程施工及验收》（GBJ50204－92）对梁的施工的要求进行。
2、喷锚施工要求
（1）喷射砼材料采用P.S.A32.5水泥，中粗砂，5～15mm粒径瓜米石。
喷射砼强度等级为C20,水灰比为0.5,重量比为水泥：
砂：
石=1：
2：
2。
砼掺8604型速凝剂，含量为3～5‰；
（2）喷射砼厚度为80-100mm，初喷砼厚度30mm，一次连续完成，复喷砼厚度70mm,原则上一次连续完成，必要时可分二次完成；满足80％的厚度保证率，并保证平均厚度不小于设计厚度；
（3）网筋为φ6.5圆钢，间距@200双向。
网筋上沿每层锚杆设一根横向14b槽钢（Φ16加强筋），每一列竖向锚杆设一根竖向Φ16螺纹钢（加强筋）。
锚杆头部通过Φ16螺纹钢横、竖向交叉连接。
（4）检查确认待喷坡面的形状、尺寸，利用竹签或钢筋等设置好控制喷射砼厚度的标志；
（5）开挖后应立即施喷，缩短坡面的暴露时间，以保证坡面局部稳定性；
（6）喷射机供料应保持连续均匀；喷射机工作风压应满足喷头处为0.1MPa左右；喷头与受喷面应垂直，喷头与受喷面的距离宜保持在0.8～1.5m左右；严格控制水灰比，喷头处水压应不小0.2MPa。
保持喷射砼表面平整，呈湿润光泽，无干斑或流淌现象；
（7）喷射砼时应从开挖层底部逐渐向上、螺旋式进行；钢筋网片可焊接或绑扎而成，网格允许误差为±10mm。
铺设时每边的搭接长度应不小于210mm，如为搭焊则焊接长度不小于70mm；
（8）混合料宜随拌随用，采用人工搅拌时，搅拌次数不少于三次。
采用机械搅拌时，搅拌时间不少于2分钟；当喷射砼终凝两小时后，采用洒水进行养护；
（9）喷射砼的抗压强度试块应在施工中抽样制做。
试块数量，每喷50～100m3混合料或小于50m3混合料的独立工程不少于一组，每组不小于三个。
3、锚杆施工
（1）钻孔，孔径110mm,孔径偏差控制在20mm以内，倾角偏差小于2度，孔深偏差小于30mm。
（2）放置钢筋，应先进行除锈，按要求设置对中支架。
（3）、注浆材料应根据设计要求确定，宜选用纯水泥浆，水泥采用P.S.A32.5水泥，水灰比0.4～0.5，必要时可加入一定量的外加剂或掺合料。
（4）、浆液应搅拌均匀，过筛，随搅随用，浆液应在初凝前用完，注浆管路应经常保持畅通。
注浆量不得小于计算量，其充盈系数为1.1～1.3。
浆液硬化后不能充满锚固体时，应进行补浆。
（5）、部分锚杆施工时如土层含水量过大，则在浆液中添加速凝剂。
（6）、靠近南侧36#楼处，施工锚杆时应注意避开工程桩，根据工程桩具体位置，选择锚杆合理施工位置，尽量避开工程桩，以防对工程桩造成破坏。
阳角处锚杆施工时可倾斜一定角度，避免锚固段临边。
第六章 土方开挖施工及排水要求
1、土方开挖施工要求
（1）.土方开挖前必须编制施工组织设计，并经监理，基坑设计施工单位审核认可，针对本工程应着重考虑锚杆及喷锚施工要求，必须分层开挖，每层厚度应控制在1.5m左右，应避免土压力差过大造成土体变形,放线定位要准，坑口线误差小于50mm。
（2）.土方开挖前必须做好坡顶硬化和排水设施施工，以防止地面水进入边坡土体及基坑。
（3）.严禁坡顶堆放超载、行走运土车辆，边坡处超载不得超过15kpa。
（4）.先开挖基坑边坡处土方，待支护施工完成后集中清运基坑中部土方，按规范应留有100mm的土层待结构施工时用人工清除。
（5）.每层土方开挖时留出约5～6m宽支护施工作业面，开挖后边坡坡面预留10cm厚土层，由人工清理。
（6）.每层土方开挖完成后应及时进行喷砼处理，防止边坡土体裸露时间过长，喷射砼支护施工结束后，再进行相邻段开挖。
（7）.开挖下部土体时运土车辆应从GA段出土。
2、基坑排水要求
（1）.基坑开挖过程中，应在坑内坡脚0.5m以外设排水沟、集水坑，对坑内积水进行抽排，坡脚不得有积水。
（2）.基坑支护施工结束后,由主体结构施工单位在坑内设立建筑施工期间排水沟。
（3）.基坑土方开挖开始后,应由主体结构施工单位对顶地面进行硬化,在硬化地面边缘设排水沟,防止地表水流入坑内，硬化地面宽度最小不要窄于2.0m。
3、基坑支护设计的有效期
本基坑工程的有效使用期限为3个月。
第七章基坑监测要点
1基坑支护结构和土方开挖对基坑安全的监测要求
依据基坑的平面形状及周边环境，本基坑监测要求如下：
支护体系的安全信息，基坑边坡支护结构顶部沉降观测、位移观测。
2监测目的
在基坑开挖及地下室施工过程中，及时掌握周边环境：
道路的沉降和支护结构的变形、并就其变化情况进行及时综合分析，根据分析结果，设计人员可及时更改原设计以达到安全且经济之最终目的，施工单位可掌握工程的安全性，并可针对施工过程中的缺失加以改进，以监测信息指导施工的速度、顺序等，即以监测的信息指导施工。
3、基坑监测原则
基坑监测施工应遵循如下原则：
可靠性原则；多层次原则；重点监测关键区原则；方便实用原则及经济合理原则。
①可靠性：
监测系统应能真实地反映被监测对象的变形情况，以使所获得的信息可靠,故拟采用多层次监测。
②安全性：
监测系统主要为施工安全服务，应能对工程的安全性进行评估，并可预防因施工造成的灾害。
③经济性：
在保证上两项的前提下，力求经济合理，具体表现为根据不同地段重要性的不同，工作量的设置区别对待，并对其观测频率也加以区分，即重点监测关键区。
4、监测内容及监测方法
根据以上对本工程实际情况概述、《深基坑工程技术规程》及监测的基本原则，本次监测采取的监测方法、内容，分述如下：
支护体系的监测
支护结构沉降观测及侧向水平位移监测
支护结构顶部沉降观测采用高精度水准仪及铟瓦水准尺施测，其技术要求按《规程》中二等水准测量方法施测。
水平位移观测一般采用经纬仪视准线法观测支护结构顶部的位移量。
5、信息反馈
各项监测项目的观测间隔时间应根据施工进程变化量大小确定：
在基坑开挖卸载急剧阶段：
①支护结构体系的间隔时间：
沉降观测为3～4天；水平位移观测为2～3天。
②基坑周边环境监测间隔时间：
沉降水准观测为4～6天。
6、基坑监测预警值
基坑监测预警值
监测项目
坡顶沉降
坡顶位移
预警值
5mm/d
5mm/d
50mm
当基坑检测结果达到基坑检测预警值时，须24小时跟踪监测，并及时上报建设方、监理、施工方，确保信息反馈及时
第八章 应急抢险措施
由于深基坑支护设计与施工是一门综合性的岩土工程工作，基坑开挖后土体和地下水的自然平衡状态会发生巨大的变化，对环境或多或少的影响是不可避免的。
因而加强基坑开挖的环境监测，作好应急抢险准备以防患于未然是很有必要的。
基坑开挖前，应由建设单位组织协调好土方开挖施工单位、基坑施工单位的计划安排，尽量缩短基坑施工的工期。
基坑开挖应尽量避开雨季和长江洪水期。
基坑开挖施工时，应通过监测和现场观察，获得准确的数据并及时分析处理，严密注视是否有险情及险情发生发展情况。
当坡顶位移过大时，应停止开挖施工；当基坑周边坑壁出现渗水现象时，应停止该段开挖、及时查明原因并采取必要的封堵措施直至不再渗水为止；当边坡出现失稳或坍塌现象时应及时采取土包或其它材料反压坡脚，以防事态扩大，并尽可能在坡顶削坡减载，必要时应回填。
应充分了解基坑周边管线的分布、走向及位置，一旦出现管道开裂时，以便及时关闭阀门。
作好基坑四周地表水的排泄和下水管道的疏通，防止地表水或雨水对基坑的冲刷、浸润。
坡顶排水沟必须通畅。
现场应配备一定数量的抢险材料，包括钢管、编织袋、草包、水泵、砂、石料、钢筋等材料。
应避免在雨天开挖土方。
坡面开挖形成后，如遇大雨无法立即进行喷射砼处理时，应及时用彩条布等临时措施进行覆盖以保护坡面。
开挖期间挖土司机日夜值班，当出现变形速率增大、坡顶及坡面均出现有多条裂缝等现象时，应迅速用反铲对边坡进行回填反压，或沿坡脚打入钢管、木桩等，待边坡变形趋于稳定后再进行其他处理。
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