基坑围护方案.docx

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基坑围护方案

舟山市大昌建筑公司办公楼地下室

基坑支护方案设计说明

二〇〇四年九月

第一节基础围护设计的合理性及可行性

一、工程概况

舟山市大昌建筑公司办公楼主体结构九层，地下室一层，北面距定海区解放东路约9米，南面距城区河道约4米，西边距五层砖混结构居民楼6米，东边距五层砖混结构办公楼6米，东西面建筑物均为浅基础，地基承载力80KPa。

现该场地内原建筑物已全部拆除。

本工程±0.000相当于绝对标高2.95m，场地相对标高为-1.20M。

坑底相对标高为-5.07（局部-7.05），则基坑实际开挖深度为3.87米（局部5.85米）

场地内无管线。

本工程工程桩采用钻孔灌注桩。

地下水位相对标高-1.80~-2.60，上部孔隙潜水其富水性差，水量小，以及土层渗透系数小。

采用明沟排水井方式。

本工程场地土层以第2层粉质粘土以及第3层淤泥质粉质粘土为主，土的粘聚力及内摩擦角较小。

本工程周边环境较复杂，经过比较，决定采用钻孔灌注桩支护。

为减少基坑暴露时间，开挖到底后，应立即进行地下工程作业，减少坑壁暴露时间。

二、地质状况

根据甲方提供的由海军东海工程设计院勘察队完成的岩土工程勘察报告及现场实际情况，本工程地基土层分布状况如下（由上至下）：

1、杂填土：

层厚0.6~1.2米。

以砼地坪、块石、碎石为主，含少量粘性土。

2、粉质粘土：

层厚2.0~2.6米。

无层理，可塑至软可塑。

3、淤泥质粉质粘土：

层厚4.4~11.9米，灰色，流塑状态，较均匀，局部还将有粉细砂。

层底标高-11.88~-4.40米。

4、粘土：

层厚6.8~11.3米。

可塑至硬可塑状态，无层理，局部含泥质结核。

5、粉质粘土混砾砂，层厚0.9~2.7米。

可塑至硬可塑状态。

6、全风化流纹岩。

层厚1.8~9.8米。

全风化岩以下部分因对围护结构及基础无较大影响，故不予考虑。

本工程基坑设计要求开挖尺寸L×b=55400×16300，基坑底位于粉质粘土层及淤泥质粉质粘土层上，根据基坑及地质情况，该基础施工应采用围护结构。

三、常用围护结构比较

1、放坡开挖及简易围护

放坡开挖是选择合理的基坑边坡以保证在开挖过程中边坡的稳定性，包括坡面的自主性和边坡整体稳定性。

放坡开挖适用于地基土质较好，开挖深度不深，以及施工现场有足够放坡场地的工程，但本工程受场地限制无法放坡，且挖土深度达到3.87米（局部5.85米），因此，本工程不宜采用放坡开挖方式。

2、悬臂式围护结构

悬臂式围护结构常采用钢筋砼桩，此结构是依靠桩足够的入土深度和桩的抗弯能力来维持整体稳定和结构安全。

悬臂结构所受土压力分布是开挖深度的一次函数，其剪力是深度的二次函数，弯矩是深度的三次函数，水平位移是深度的五次函数。

悬臂结构对开挖深度很敏感，容易产生较大变形，对临近建筑容易产生不良影响。

此结构形式适用于土质较好，开挖深度较浅的基坑工程。

本工程根据地质报告，地质变化多，地形起伏较大，部分孔基底进入粉质粘土层，部分孔基底仅至淤泥土，因此很难保证桩进入某层土深度，亦即保证桩入土有足够深度有一定困难。

同时，此种围护方式变形较大（水平位移大），会对东边五层办公楼和西边五层宿舍产生不利影响。

而且工程费用较高，对本工程使用时，应慎重考虑。

由于采用悬臂式围护结构，会加快工程进度，便于施工开展，因此若要使用，必须在沿基坑开挖边线增加地质钻探孔，间距15米，以充分保证桩入土深度。

3、水泥土重力式围护结构

水泥土重力式结构在工程中使用得较多，常采用深层搅拌法，有时亦采用高压喷射注浆法形式，水泥土与其包围的天然土形式重力式挡土墙支挡周围土体，保持基坑边坡稳定，深层搅拌水泥土桩重力式围护结构常用于软粘土地区，开挖深度约在6.0以内的基坑工程，由于水泥抗拉强度低，变形较大。

本工程中，由于基岩较深，不宜采用重力式围护结构。

4、内撑式围护结构

内撑式围护结构由围护体系和内撑体系两部分组成，围护结构体系常采用钢筋砼桩，内撑体系可采用水平撑和斜支撑，根据不同开挖深度可采用单层、二层、多层水平支撑，当基坑平面面积较大，开挖深度不太大时，宜采用单层斜支撑。

内撑常采用钢筋砼支撑和钢支撑两种。

钢筋砼支撑刚度好，变形小，目前华东地区采用钢筋砼支撑体系较多。

内撑式围护结构适用范围广，可适用各种土层和基坑深度。

本工程基坑开口面积较大，基底下土质分布复杂，采用内撑式围护结构方式，可充分避免不利因素带来的各种影响，保证工程顺利进行。

5、其它围护结构形式

其它常用结构围护形式有拉锚式围护结构，土钉墙围结构等，由于它们均不宜在软粘土、淤泥土中使用，故均不予考虑。

鉴于以上情况，本工程围护结构形式经过多方面的考虑，经粗略计算后，最后采用了单层砼支撑，φ600钻孔灌注桩围护结构，主要采用φ500深层水泥搅拌桩止水，局部采用压密注浆止水。

该结构能确保基础工程施工期的安全，又能合理控制工程费用。

施工操作方便易行。

综上所述，本工程的基础围护结构采用内撑式围护结构是合理、可行的。

第二节基坑围护方案和围护方案概算

一、设计依据

1、建设单位提供的设计图纸

2、建设单位提供的工程地质勘察报告

3、<<建筑基坑支护技术规程>>JGJ120-99

4、<<浙江省建筑基坑支护技术规程>>DB33/T1008-2002

5、建设地基基础设计规范（GB50007-2002）

6、建筑结构荷载规范（GB50009-2001）

7、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）

8、其它与之相关的国家现行规范

9、深基坑工程设计施工手册

二、工程概况与环境条件及分析

本工程总开挖面积约900m2，实际开挖深度为3.85米（电梯井5.85m）。

北边为解放东路，车流量不大，且距离较远。

南面为城区河道，距离基坑2m。

西边为五层砖混结构居民楼，距基坑4M。

东边为五层砖混结构办公楼，距基坑4M。

三、地质状况

具体详见1#~5#孔地质状况图。

四、支护结构选择

由于在本工程场地内，地质状况起伏变化不大，根据地质报告，围护支撑宜分段采用同一支护方式，经多层次方案比较，采用φ600钻孔灌注桩另加砼支撑的支护方式，并采用水泥搅拌桩及压密注浆防水。

五、支护结构计算：

（一）设计参数

1、计算假定：

（1）根据总图、地质报告及施工图，绝对标高2.95米为相对标高±0.000。

（2）根据地质报告，本工程地下水属地表孔隙潜水，直接受大气降水补给，主要以蒸发方式排泄，受季节性变化影响明显，实测稳定水位埋深为0.60~1.40m。

故仅做基底排水沟即可，不考虑水压力影响。

（3）施工中严格控制临时堆放货物，基坑边5米范围内不得堆载。

（4）以最不利孔号3#地质状况作为钻孔灌注桩支护结构计算依据，本工程开挖深度为3.87米（局部5.85米），钻孔灌注桩为φ600，水泥搅拌桩桩径φ500，压顶梁为700×500，砼C25。

3、设计参数：

粉质粘土（

层土）r=19.2φ=17.1C=31.63

淤泥质粘土（

层土）：

r=17.8φ=8C=13.2

粉质粘土（

层土）：

r=19.6φ=20.05C=48.25

取宽度等于1米板桩进行计算。

（二）支护桩及冠梁计算

1、支护桩-1计算（A轴、D轴外侧，除电梯井）：

见附件1

实际取桩长9.0米，配筋纵筋（HRB325）9D16，箍筋（HPB235）D10@150，加强箍筋（HRB335）D14@2000。

冠梁构造配筋。

2、支护桩-2计算（1轴、8轴外侧）：

见附件2

实际取桩长16.5米，配筋纵筋（HRB325）12D20，箍筋（HPB235）D10@150，加强箍筋（HRB335）D14@2000。

冠梁构造配筋。

3、支护桩-3计算（电梯井外侧）：

见附件3

实际取桩长19.0米，配筋纵筋（HRB325）14D18，箍筋（HPB235）D10@150，加强箍筋（HRB335）D14@2000。

冠梁构造配筋。

4、支撑拆除复核

考虑地下室底板施工完成后，可利用底板作为支撑点，故对围护桩悬臂2.42米部分进行复核。

M=190.27KN.M

Q=242.25KN

配筋均满足要求

（三）支撑结构计算：

1、L1（南北对撑，L>16M）：

截面尺寸500×500，砼C25，L=16.3M。

N=104.55×8.8=920KN

M=1/12×q×L2=1/12×7.5×16.32=166KN.M

L0/h=16.3/0.5=32.6

e0=M/N=0.18M

查表得配筋率为ρ=1.11%

As=As’=500×460×0.0101=2530

实配（HRB335）5D25（As=As’=2450）

2、L2（其余支撑，L<13.5M）：

截面尺寸500×500，砼C25，L=13M。

N=104.55×8.8=920KN

M=1/12×q×L2=1/12×7.5×13.52=114KN.M

L0/h=13/0.5=26

e0=M/N=0.115M

查表得配筋率为ρ=0.4%

As=As’=500×460×0.004=920

实配（HRB335）5D16（As=As’=1004）

第三节施工方案

一、施工步骤及方法

1、施工准备工作

（1）熟悉地质勘察报告，了解各土层的物理力学性能及地下水位情况。

（2）查明周边建筑物、构筑物和地下管线的位置和情况，研究基坑开挖及支护施工对其的影响。

（3）编制专项施工组织设计，保证供排水和动力的需要；安排设计单位进行技术交底，全面了解设计意图。

（4）按总图布置位置，沿基坑边线，重新进行钻探（作鉴别孔即可），以充分确定灌注桩桩端进入土层情况。

2、桩施工

桩施工中，应先施工钻孔灌注桩，待灌注桩砼达到一定强度后（7天），再施工水泥搅拌桩（不在同一部位时可不受限制）。

钻孔灌桩施工中应严格控制施工顺序，必须采用跳打方式，时间间隔要在48小时以上，严禁按顺序施工。

3、灌注桩压顶梁施工

在灌注桩施工到一定数量后，即可进行地槽开挖，施工压顶梁，大面积土方开挖必须在灌注桩压顶梁砼达到80%强度后可开始。

4、土方开挖

挖土视实际土质情况决定，若土质状况较好，对工程桩无影响，则可一次到位，否则应分两次进行。

5、排水系统施工

排水系统施工分二部分进行：

（1）地表排水系统：

即围护顶排水沟，此部分应在挖土前施工前施工完毕。

（2）基坑底排水：

在土方开挖后，基坑内应沿轴线方向纵横做排水盲沟，并设好集水井，基坑边严禁设排水沟，施工时必须要准备好一定数量潜水泵，以备随时使用。

6、施工注意事项

（1）做好专项施工组织设计，并在施工期间根据工程进展及时作出必要的调整。

（2）施工时要认真核对实际地质情况与地质报告和设计图纸，如有重大偏差及时向建设单位、勘察单位、设计单位通报，以便及时调整施工方案。

（3）应确定施工期间周边环境中的重点保护对象，制订周密的监测计划，实行信息化施工。

（4）重视地表排水、基坑排水措施，保障排水设备和动力，以保证排水畅通。

（5）基坑土方开挖时应注意对支护结构的保护，不得对其产生挠动，甚至破坏。

（6）挖出的土方以及建筑材料和大型施工机械不得堆放在坑边。

（7）机械开挖时，严禁野蛮施工和超挖，挖土机械和运输车辆应按要求路线行驶。

（8）基坑开挖应严格按照专项施工组织设计规定的挖土程序、速度进行，应做好应急措施。

二、施工监测

（1）支护施工监测包括以下内容：

A、支护位移测量

B、地表开裂（位置、裂缝宽度）的观察

C、临近建筑物和重要管线等设施的变形测量和裂缝观察

D、基坑渗、漏水和基坑内、外地下水位的变化在支护施工阶段，每天监测不得少于4次，并随时进行进行观测，完成基坑开挖、变形趋于基本稳定的情况下可适当减少次数，持续到整个基坑回填结束，支护退出工作为止。

（2）支护位移的量测有基坑边壁顶部的水平位移和垂直位移，测点位置应选在变形最大或局部地质条件最不利处，及附近有重要建筑物处，总数不小于3个，间距不大于30mm。

（3）应加强雨天和雨后的监测，并对各种可能危及支护安全的水害来源仔细观察。

（4）当基坑顶部侧向位移δh/H＜3‰时，应密切加强观察，分析原因并及时对支护采取加固措施。

三、工程事故预防对策

在基坑施工过程中，应着重注意观测以下宜发生的事故苗头。

（1）支护结构位移倾斜

（2）墙体破坏

（3）边坡失稳

（4）渗水、流砂、管涌、坑底突涌

（5）周围地面变形沉降导致的周边建筑物、构筑物开裂、倾斜。

工程事故苗头的预防与应急措施

1、加强观测，当基坑顶部侧向位移δh/H＜3‰时，应密切观察周边地面变形沉降及周边建筑物、构筑物的开裂、倾斜情况，并分析原因，及时对支护结构进行加固措施，如增加锚杆或锚索，在必要情况下，应增设其它支护结构如钢板桩支撑等。

2、应做好坑内外排水工作，防止地下水对土体力学性能降低，同时应密切注意观测降水对周围土体产生的变形沉降影响。

五、对工程地质勘察进一步深化的要求

本基坑围护方案因所需相关资料不够全面，故仅作在假定条件下的设计、计算，提供了具体的计算方法和计算过程，并得出了在假定条件下的计算结果，完整的、全面的设计须在施工前获得详尽的资料（指深基坑围护所需的地质水文资料及周边环境条件）后完成并通过认可。

故对工程水文地质勘察探作深化要求如下：

（一）应增设钻孔点并沿开挖线布置，并绘制沿开挖线的工程地质剖面图及垂直于基坑边线的地质剖面图。

（二）对基坑周边建筑物、构筑物、管线、道路的现状进行调查，判断基坑开挖对其的影响程度，提供其与基坑的相互关系、基础形式、埋置深度等内容。

（三）确定标高（按施工图）