安徽时代广场深基坑支护施工方案土钉墙.docx
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安徽时代广场深基坑支护施工方案土钉墙
一、工程概况
二、本工程基坑开挖时须着重解决的问题
三、基坑支护结构方案选择
四、基坑支护施工及建议
五、应急预案
六、基坑工程安全监测
七、注意事项及有关问题
八、项目部人员组成及劳动力安排
九、投入本工程的主要机械设备
十、工程质量保证体系
十一、确保工程工期的技术组织措施
十二、确保安全文明施工的技术措施
十三、雨季施工的技术措施
十四、施工配合
十五、注意事项
十六、附图
基坑支护平面布置图
基坑支护剖面图
一、工程概况
1.1拟建场地位于颍上县城北新区、解放路与颍阳路交叉处西北。
南苑时代广场二期工程为框架-剪力墙结构，基础形式为桩基处理复合地基筏板基础，裙楼筏板梁基础，地上十七层，局部十五层。
整个场地东西长约168.13m，南北宽约92.69m。
基坑深度为-5.60m，局部-7.30m，需要采取深基坑支护措施，以保证基坑边坡和邻近建筑物的安全
1.2场地岩土工程条件
根据提交的《颍上县南苑时代广场二期工程岩土工程勘察报告》，拟建场地比较平坦，所在地貌单元为河间平地。
1.2.1场地地层条件
第
层：
杂填土层（Q4ml），上部以建筑生活垃圾为主，下部素填粉质粘土，夹砖块；稍湿，松散，高压缩性。
该土层全场地分布；最薄处为0.80米，最厚处1.80米，平均厚度为1.19米；层面最高处标高为26.95米，层面最低处标高为25.66米，平均标高为26.26米
第
层：
粉质粘土层（Q3al），黄色，湿，可塑。
含少量铁锰结核，中等压缩性。
该土层全场地分布；最薄处为4.10米，最厚处5.10米，平均厚度为4.70米。
层面最高处标高为25.50米，层面最低处标高为24.56米，平均标高为25.07米。
第
层：
粉质粘土层（Q3al+pl），黄-棕黄色，湿，可塑，夹粉土薄层，层状，中等压缩。
该土层全场地分布，最薄处为0.70米，最厚处为1.60米，平均厚度为1.02米。
层面最高处标高为20.54米，层面最低处标高为20.17米，平均标高为20.37米。
第
层：
粘土层（Q3al+pl）,棕黄色，局部灰黄色，湿，夹粉土薄层，中等压缩性。
该土层全场地分布，最薄处为2.30米，最厚处为3.50米，平均厚度为3.06米。
层面最高处标高为19.57米，层面最底标高为18.90米，平均厚度为19.35米。
第⑤层：
粉土层（Q3al+pl），黄色，黄-棕黄色，湿，密实，夹棕色粘土薄层，夹小砂礓，中等压缩性。
该土层全场地分布，最薄处为3.00米，最厚处为4.90米，平均厚度为3.92米。
层面最高处标高为17.12米，层面最低处标高为15.83米，平均标高为16.29米。
第⑥层：
粉质粘土层（Q3al+pl），黄灰色，局部灰色，湿，可塑，局部软塑，含砂礓，中等压缩性，
该土层全场地分布，最薄处为2.30米，最厚处为4.00米，平均厚度为3.01米。
层面最高处标高为13.10米，层面最低处标高为11.51米，平均标高为12.36米。
第⑦层：
粉质粘土层（Q3al+pl），灰黄色，湿，硬塑，含砂浆及少量铁锰结核，中等压缩性。
该土层全场地分布，最薄处为1.10米，最厚处为2.00米，平均厚度为1.61米。
层面最高处标高为9.62米，层面最低处标高为9.07米，平均标高为9.36米。
第⑧层：
粉土与粉质粘土互层（Q3al+pl），粉土互层黄色，湿，密实，见粉砂薄层，中等压缩性；粘土互层，棕黄色，湿，可塑，夹浅灰色粉质粘薄层，中等压缩性。
局部粉土互层厚度较大，平均互层厚度比约1:
1。
该土层全场地分布，最薄处为1.00米，最厚处为6.30米，平均厚度为5.66米。
层面最高处标高为8.10米，层面最低处标高为7.33米，平均标高为7.74米。
第⑨层：
粉质粘土层（Q3al+pl），褐黄-黄色，湿。
硬塑，含少量铁锰结核，中下部夹砂礓，中低压缩性。
1.2.2场地水文地质条件
根据勘察报告，拟建场地在钻探深度范围内，地下水属潜水，勘察期间潜水地下水位埋深在地表下24.4米。
1.2.3场地土的抗剪强度指标
场地土的抗剪强度指标平均值如下
层号
岩土名称
厚度
（m）
重度r
（kN/m3）
粘聚力c（kPa）
内摩擦角ф（度）
1
素填土
1.19
2
粉质粘土
4.70
20.0
73.1
14.33
3
粉质粘土
1.02
19.4
55.8
12.38
4
粘土
3.06
19.6
74.0
14.40
5
粉土
3.92
19.7
26.2
36.35
6
粉质粘土
3.01
19.1
60.0
13.70
7
粉质粘土
1.61
20.14
92.2
14.85
8
粉土互层
5.66
19.7
27.1
36.46
8
粉质粘土互层
5.66
19.4
72.1
16.58
9
粉质粘土
4.98
20.1
112.4
19.90
二、本工程基坑开挖时须着重解决的问题
根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质条件，基坑侧壁安全等级为二级。
（1）预防并控制因基坑开挖、降水等因素引起周边楼不均匀沉降。
（2）预防并控制因基坑开挖等因素引起基坑边坡的过大位移。
（3）确保基坑周边的土体安全稳定，确保基坑周边建筑物安全，基坑开挖时上述建筑地基承载力的稳定。
（4）为后续的主体施工创造良好的施工条件。
三、基坑支护结构方案选择
3.1设计原则
（1）安全第一，确保基坑开挖及地下室施工全过程基坑边坡的安全稳定，严格控制基坑周边管线、路面的变形。
（2）在确保安全完成基坑工程施工的前提下，尽可能降低工程造价。
（3）将基坑支护、土方开挖有机的结合起来，有效缩短边坡支护和土方开挖的工期。
3.2设计依据
（1）颍上县南苑时代广场二期基础平面图。
（2）《颍上县南苑时代广场二期工程岩土工程勘察报告》。
（3）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—99）。
（4）《土层锚杆设计与施工规程》（CECS22—90）。
（5）《基坑土钉支护技术规程》（CECS96:
97）。
（6）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086—2001）。
（7）《建筑基坑工程技术规范》（YB9258—97）。
（8）《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）。
3.3基坑支护方案论证选择
按照设计原则及设计依据，考虑本工程现状及需要着重解决的问题，根据本工程基坑的具体情况，可采用的支护方式有：
（1）桩锚联合支护。
（2）超前微型桩复合土钉墙支护。
（3）土钉墙支护等。
结合安徽省目前较成熟的作业设备方法，根据本工程地质条件、环境条件和施工期间可能的气候条件，考虑施工可能性，经过理论计算和分析，从安全、经济、工效几方面考虑，确定本基坑工程支护结构采用复合土钉墙支护和土钉墙联合支护结构。
基坑降水由其它单位设计施工,不再叙述
四、基坑支护施工及建仪
4.1土钉墙支护设计参数
按照规范利用理正软件对土钉墙支护结构抗拉、内部稳定、外部稳定性、抗隆起稳定性进行了验算，安全系数均满足规范要求。
计算土钉参数如表：
放坡系数0.5（0.6），-3.5m处设一平台
排号
埋置深度
（m）
土钉长度
（m）
钢筋配置
水平间距
（m）
倾角
（度）
成孔直径
（mm）
第一排
-1.6
7.0
1D16
1.5m
5~15
100
第二排
-3.1
7.0
1D16
1.5m
5~15
100
第三排
-4.6
6.0
1D16
1.5m
5~15
100
施工时若有异常情况可进行调整
4.2土钉墙施工工艺要求
4.2.1土钉造孔要求
（1）分层分段开挖，每层开挖深度不得大于1.5米。
对开挖出的边坡进行人工修整，确保边坡的平整度。
对土钉位置作出标记。
（2）本工程采用人工成孔，成孔直径100mm，孔深宜大于设计孔深10cm，成孔倾角5o～15o。
4.2.2土钉制作安装
（1）土钉采用φ16钢筋。
（2）土钉杆接头应采用焊接的搭接接头,焊接必须符合规范要求。
（3）土钉杆体应沿土钉轴线方向每隔2.0米左右设置一个居中支架，居中支架采用φ6.5HPB235钢筋制做,并将用作居中支架的钢筋弯成弧形与土钉杆焊接。
（4）土钉孔造好后应尽快放置土钉，土钉放入前应认真检查杆体质量。
4.2.3注浆
（1）根据本工程条件注浆采用纯水泥浆,水泥采用P.C32.5级普通硅酸盐水泥。
（2）注浆水灰比为0.5-0.6。
（3）注浆应从孔底开始灌填，当孔口有浆液流出并加压稳定后，方可停止注浆。
4.2.4编扎钢筋网
（1）钢筋网采用D6.5HPB235调直钢筋，双向间距均为300mm。
（2）根据作业面层分层、分段铺设钢筋网，钢筋网之间的连接可采用搭接，搭接长度不宜小于200mm,并随壁面随坡就势铺设。
（3）钢筋网铺设好后，应在其上面焊接加强筋，使土钉、钢筋网、加强筋连成一体。
4.2.5喷射混凝土
（1）喷射混凝土采用P.C32.5级普通硅酸盐水泥，砂子采用中砂，且砂的含水率宜控制在5％-7％，石子应用坚硬、耐久的碎石，其最大粒径一般不应大于10mm。
（2）喷射混凝土的面层强度C20，配合比一般采用水泥：
砂：
碎石重量比为1:
2:
2，水灰比为0.40-0.50。
4.3基坑工程施工建议
4.3.1施工顺序
（1）场地清理。
（2）基坑放线。
（3）降水井成井，开始降水；
④降水一定时间后，分层分段开挖、支护到基坑底。
第一层开挖深度为2.0m，其余每层开挖深度不大于1.5米
4.3.2土方开挖
土方开挖宜采用分层（挖深1.5米左右）分段（每段20米左右）进行，若在三、四层砂质较纯的情况下每次开挖深度不能超过1.0m，开挖过程中做好安全监测、基坑支护的协调配合工作。
4.3.3支护施工
土钉施工时，应注意观察坑壁土质情况，对局部松软的填土，应加密土钉，加大注浆量。
同时及时反馈信息。
4.3.4基础施工
基坑开挖到底后，应迅速进行基础底板施工，并紧接其后将基础周边回填密实。
4.4基坑支护锚杆工程施工方案计算书
4.4.1工程概况
基坑东侧和南侧采用三层φ140锚杆支护。
锚杆间距1.5米，排距东侧1.4米，南侧1.2米。
锚杆分锚1和锚2两种，要求抗拔力分别为10T和20T。
锚杆总计733条，8964延米。
4.4.2锚杆施工方案
1.锚杆大样
采用4φ25做成井字架与锚杆头焊接，焊缝的宽度和厚度必须达到规范要求。
2.锚杆一览表
锚杆位置
条数
类型
长度（m）
角度（°）
20MnSi钢筋
东侧上层
198
锚1
12
30
1φ25
中层
197
锚1
12
30
1φ25
下层
196
锚1
10
30
1φ25
北侧上层
49
锚1
12
30
1φ25
中层
47
锚2
20
20
1φ40
下层
46
锚2
16
20
1φ40
总计
733
8964
4.4.3施工工艺及参数
施工前根据设计要求准备好钢筋、水泥和砂。
1.成孔
钻孔直径为φ140。
南侧上、中两排用人工成孔。
东侧三排及南侧下排用300型地质钻机成孔。
2.插入锚杆
锚杆采用20MnSi钢筋。
插入钻孔的锚杆要求顺直，并应除锈。
插入锚杆时应将灌浆管与锚杆钢筋同时放至钻孔底部，锚杆插入孔内长度不得小于设计规定的95%。
3.灌浆
灌浆采用425#普通硅酸盐水泥配制的水泥砂浆，采用中砂，要过筛，配比为：
水:
灰:
砂=0.4:
1:
0.2（重量比）
砂浆强度不低于20MPa。
灌浆前应先洗孔。
砂浆自孔底向外灌注，随着砂浆的灌入，应逐步地灌浆管向外拔出直至孔口，拔管过程中应保证管口始终埋在砂浆内。
4.4.4施工设备
地质钻机6台，钢筋切断机1台，电焊机3台，砂浆搅拌机5台（2台备用），压浆泵6台（3台备用）。
施工场地布置如下图：
4.4.5施工人员安排
工地负责1人:
工程师
技术负责3人：
高级工程师
工程师
工程师
施工员5人：
工程师
工程师
工程师
助理工程师
助理工程师
质安员1人：
助理工程师
试验员1人：
助理工程师
材料员2人。
电工2人。
电焊工3人。
机修工3人。
钻机每台4人，6台共计24人。
浆液搅拌机每台3人，3台共计9人。
灌浆机每台3人，3台共计9人。
人工成孔40人。
4.4.6安全施工措施
为了保证施工安全，设置专门的质量安全员，建立安全制度，严格按国家有关安全规程施工，管理人员要带头以身作责，杜绝安全事故，现场工作人员穿戴必须符合安全要求，成立以工地负责人为组长的安全防火领导小组，以便安全、顺利地完成施工工作。
4.4.7质量检验
每批材料到达工地后，应进行质量检验，合格后方可使用。
按《锚杆喷射混凝土支护技术规范GBJ86-85》进行验收试验。
验收应按1.2倍设计荷载作抗拔试验。
共抽3组，每组3条，锚杆质量的合格条件为：
PAn≥PA
PAmin≥0.9PA
即：
每组试验锚杆抗拔力平均值≥该组锚杆设计锚固力
每组试验锚杆抗拔力最小值≥0.9倍该组锚杆设计锚固力
锚杆抗拔力不符合要求时，应加密予以补强。
4.4.8施工进度计划
全部工程在28个工作日内完成。
01020
施工准备
-
-
-
南侧上层（12m）
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
中层（12m）
-
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-
-
-
-
-
-
-
-
-
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-
-
-
下层（10m）
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-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
东侧上层（12m）
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
中层（20m）
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
下层（16m）
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
4.5基坑锚杆计算书
4.5.1设计规范
锚杆计算根据中国工程建设标准化协会标准《土层锚杆设计与施工规范》，编号为CECS22:
90。
4.5.2安全系数
锚杆安全系数根据临时锚杆破坏后危害程度取用，结合现场情况，20T锚杆取K=1.8，10T锚杆取K=1.6。
4.5.3锚孔参数
锚孔直径d=140mm。
10T锚杆角度α=30°，20T锚杆角度α=20°。
灌浆用水泥砂浆，水:
灰:
砂=0.4:
1:
0.2（重量比），砂浆强度不低于20MPa。
4.5.4土层参数
10T锚杆锚固段土层有粉土、可塑粉质粘土及砂层，有小部分入强风化粉砂岩和砾岩，土体与锚固体粘结强度qs取40KPa。
20T锚杆锚固段有小部分入中风化粉砂岩和砾岩，土体与锚固体粘结强度qs取50KPa。
4.5.5锚杆钢筋
锚杆钢筋选用20MnSi钢,fy=335N/mm2。
（d≤25mm）
=315N/mm2。
（d≥28～40mm）
10T锚杆钢筋截面积
A=K·Nt/fy=1.6×100×1000/335=477.6mm2
选用1φ25。
20T锚杆钢筋截面积
A=K·Nt/fy=1.8×200×1000/315=1142.9mm2
选用1φ40。
4.5.6锚杆长度
10T锚杆锚固段长
La=K·Nt/（π·d·qs）
=1.6×100/（3.14×0.14×40）=9.09m
上、中层锚杆自由段
Lf=3.0m
总长
L=La+Lf=9.09+3.0=12.09m
上、中层锚杆长取12m，下层锚杆长取10m。
20T锚杆锚固段长
La=K·Nt/（π·d·qs）
=1.8×200/（3.14×0.14×50）=16.38m
中层锚杆自由段
Lf=3.5m
总长
L=La+Lf=16.38+3.5=19.88m。
中层锚杆长取20m，下层锚杆长取16m。
五、应急预案
根据有关工程经验，提出有关应急预案及技术措施
5.1边坡渗水处理
查明水源，根据情况，及时疏导或堵漏，及时处理，以免基坑边壁被渗水所浸泡，影响安全。
5.2砂层处理
若第三、四层砂质较纯的情况下每层开挖深度不能超过1.0m，否则易出生坍塌
5.3基坑变形超过警戒限值
采用被动区压重，支撑等手段控制基坑变形。
具体方法有：
调整分层、分段开挖施工方案、预留土墩支挡、坑内堆沙袋、回填土等。
5.4周围路面、管网土体水平位移或沉降超过限值
及时观测，从降水施工开始，就要做好观测记录，控制水位降深，如水位降深过大，首先要控制抽水量，即关闭部分抽水设备，必要时组织实施回灌方案及对市政路面、管网地基进行压力注浆加固地基。
六、基坑工程安全监测
6.1基坑安全等级
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—99）第3.1.3条本工程基坑安全等级为“二级”。
6.2基坑安全监控内容
本基坑工程按二级基坑观测，根据基坑周边环境条件，监控内容包括：
（1）支护结构水平位移观测。
（2）基坑西侧建筑物沉降观测。
6.3仪器及方法
根据《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）中的有关规定，选择安全监测仪器及施测方法。
（1）基坑侧壁的水平位移采用精度不低于DJ2级经纬仪观测，按视准线法施测。
（2）建筑物的沉降监测采用精度不低于DS1级水准仪观测，按测微法施测。
6.4允许变形控制
根据实际监测数据对基坑工程作出险情预报，是一个极其严肃的技术问题，必须根据工程的具体情况，综合考虑各种实际因素，在实测数据的基础上及时做出判断。
允许变形标准有两种指标，其一是变形容许值（累计变形），其二是变化速率。
这两种指标中任何一种达到警戒限值都应及时做出判断，形成决策。
6.4.1基坑边坡及地面变形监控
（1）基坑变形的监控值
根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002中第7.1.7条规定，基坑边坡及周边地面允许变形值应符合下表：
基坑变形的监控值表6.4.1-1
基坑类别
支护体顶位移
支护结构墙体最大位移
地面最大沉降
二级基坑
6cm
8cm
6cm
（2）水平位移速率控制
连续3日水平位移速率达到2mm/d；应预报警。
6.4.2邻近建筑物沉降控制
（1）根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中第5.3.4条规定，建筑物允许变形值应符合下表：
建筑物允许变形值表6.4.1-2
变形特征
中、低压缩性土
高压缩性土
砌体承重结构基础局部倾斜
0.002
0.003
（2）沉降速率控制
连续3日沉降速率达到1mm/d，或肉眼发现建筑物裂缝急剧扩张，应预报警。
6.4.3邻近管道变形控制
累计沉降达30mm（管道支架间距L的5‰），连续3日沉降速率达到1mm/d，或实际发现管道漏水、漏气。
6.4.4巡视发现各种严重的变形现象，如严重的基坑渗漏、管涌等。
七、注意事项及有关问题
（1）土方开挖应按照确定的基坑边界和坡率分层分段进行，边坡附近不留孤岛、土柱，每层开挖深度1.5米左右（砂层每层开挖深度不超过1.0m），绝不可超挖，随开挖随支护。
（2）加强安全监控。
由于土性及地下工程的复杂性，施工过程中常存在许多影响安全的不可知因素，然而基坑和周围环境的安全，集中体现在土体的变位情况。
因而必须在基坑开挖和基础施工期间，进行边坡土体及周边位移观测。
以分析对比观测值指导和控制施工。
（3）边坡浸水对边坡的稳定性危害极大，要求查明基坑周边上下水管道，切断可能侵蚀边坡的水源。
并做好基坑周边地表水的排水工作。
（4）基坑边沿严禁超载，以免导致支护结构较大变形而危及边坡及建筑物安全。
（5）基坑开挖到底后，应迅速做好垫层并尽快浇筑底板，避免基底暴露时间过长。
（6）本方案是在有限的资料下做出的，勘察报告也不可能完全反映场地每一处的地质情况，因此施工前应详细地了解周边建筑、管网情况，在施工期间应根据现场具体情况，反馈信息，调整施工方案，在设计人员的指导下实行信息化设计施工。
八、项目部人员组成及劳动力安排
项目部管理和技术人员全部由施工过深基坑有丰富实践经验的人员组成，每区安排人员如下：
项目经理：
1项目总工：
1
项目技术负责：
1质检员：
1
材料核算员：
1安全员：
1
支护队长：
1电工：
1
支护施工：
10-15人后勤服务：
4人
九、投入本工程的主要机械设备
主要施工机械设备表
设备名称
规格型号
数量
用途
自有/租赁
状况
空压机
VY-9/8
1台
支护
自有
良好
喷射机
PZ-5B
1台
支护
自有
良好
注浆机
CJZ-30
1台
支护
自有
良好
砂浆搅拌机
JH-350A
1台
支护
自有
良好
电焊机
BX-500
2台
支护
自有
良好
钢筋切割机
J3G-400
1台
支护
自有
良好
钢筋拉伸机
3W
1台
支护
自有
良好
经纬仪
J2
1台
监测基坑
自有
良好
水准仪
AC-20
1台
监测基坑
自有
良好
十工程质量保证体系
10.1工程质量目标
质量是企业的生命，根据公司质量手册的制定的质量方针和质量目标，制定本工程的质量目标：
10.1.1施工过程控制全部符合设计和规范有关规定；
10.1.2送检保证项目全部合格；
10.1.3基坑周边的沉降和位移在规定允许范围内，确保基坑和周边建筑物的安全。
10.2对工程质量的检测实验手段
10.2.1钢筋原材、焊件、水泥、砂、石子、砼配合比、试块送试验室检测；
10.2.2喷射砼厚度可凿孔用钢卷尺检测；
10.2.3土钉长度、土钉布置排距、水平间距可用钢卷尺检测；
10.3质量保证体系
见质量保证体系图：
（见附图）
10.3.1建立强有力的项目经理部，有施工多个大型工程、经验丰富的项目经理担任此工程项目经理，项目经理部领
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