襄樊市某小区基坑支护设计.docx
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襄樊市某小区基坑支护设计
目录
一、工程概况………………………………………………………………1
二、工程地质及水文地质条件…………………………............................1
（一）地形地貌…………………………………………………………1
（二）工程地质条件……………………………………………………1
（三）水文地质条件……………………………………………………3
（四）各土层设计参数选取…………………………............................3
三、基坑及周边环境状况………………………………………………...3
四、基坑特点及支护方案选定………………………………...................4
（一）基坑特点…………………………………………........................4
（二）基坑支护及地下水控制方案选择…………................................5
五、基坑支护设计……………………………...........................................5
（一）设计依据………………………………………............................6
（二）支护工程总体布置…………………………................................6
（三）分项工程设计………………………………................................7
六、场地地下水处理……………………………………...........................9
七、基坑支护施工…………………………………………………...........9
（一）基坑施工顺序及周期……………………………………………9
（二）主要工艺施工方法……………………………………………..10
八、环境监测与应急措施……………….................................................13
（一）基坑开挖环境监测………..........................................................13
（二）应急抢救措施…………………………………………………...16
九、工程质量检查及验收……………………………………………….17
附件：
1、基坑支护工程预算表
2、设计计算书
3、设计施工图册
襄樊市檀溪湖居住小区
基坑支护设计
一、工程概况
襄樊市溪苑实业总公司在襄城区檀溪路以北，虎头山路与唐家巷路之间拟建唐溪湖居住小区，该小区拟建四幢高层商住楼，分别为l#、2#楼，包括两幢l0层、两幢l5层、2层裙楼，中部塔楼设地下室与3撑楼地下车库连为一体。
拟建建筑物拟采用框架结构，长螺旋钻孔压灌桩基础，根据设计资料，主楼部分承台开挖深度6.OOm，其余部分裙楼和地下室部分承台开挖深度4.80m。
为保证周边建筑物的安全，需对拟建基坑进行支护，受襄樊市溪苑实业总公司委托，鄂西北工程勘察总公司承担了该工程基坑设计任务。
二、工程地质及水文地质条件
（一）地形地貌
拟建场地地貌单元为汉江左岸一级阶地，地形相对平坦，相对高差为1.OOm左右，场区原为旧城区，现已折迁。
（二）工程地质条件
根据襄樊市建筑设计院提供的岩土工程勘察报告，拟建场区地层主要为第四系全新统Q4粘性土层及砂性、砾卵石土层。
按其岩性构成及物理力学性质指标分层，拟建场区从上至下共分为五大层。
表层为素填土，向下为粉质粘土，粉质粘土、粉土、粉细砂互层，中粗砂夹圆砾，中粗砂夹砾卵石。
各土层的特征分述如下：
1、素填土Q4ml（层号①）
由灰褐色～黄褐色粉质粘土组成，呈湿的、松散～中密状态。
含少量碎砖块、碎石等杂物，表层局部为砼地坪或堆有建筑垃圾。
该层厚度1．00～1．50m左右。
场区普遍分布。
2、粉质粘土Q4ml（层号②）
黄褐色，呈很湿～湿的、软塑～可塑状态。
含少量黑色氧化铁薄膜及少量灰白色条纹。
该层厚度4.00～6.50m左右。
场区普遍分布。
3、粉质粘土、粉土、粉细砂互层Q4ml（层号③）
黄褐色，呈很湿～湿的、软塑～可塑状态。
含少量黑色氧化铁薄膜及少量灰白色条纹，局部含有少量云母片。
该层底部偶夹有少量圆砾。
该层底部呈灰褐色。
该层厚度4.50～6.50m左右。
场区普遍分布。
4、中粗砂夹圆砾Q4ml（层号④）
黄褐色～灰褐色，呈饱和、稍密～中密状态。
含大量云母片，含30%～50%左右圆砾，并含少量卵石。
该层厚度3.50～5.OOm左右．场区普遍分布。
5、中粗砂夹砾卵石Q4ml（层号⑤）
灰褐色～黄褐色，呈饱和、稍密～中密状态。
含大量云母片，含50%左右砾卵石。
卵石粒径一般2～4cm，偶见4～6cm及水粒径卵石。
卵石成分主要由石英、燧石、硅质岩及少量基性岩、灰岩、砂岩等组成。
卵石磨圆度较好，层位稳定。
该层厚度未揭穿。
场区普遍分布。
根据区域地质资料显示，该层厚度大于20.OOm。
（三）水文地质条件
拟建场区地下水主要为层间承压水，勘察期间地下水稳定水位埋深在自然地表面下6.50～7.00m左右，相对高程在一6.20～一6.70m左右。
受季节及人为因素以及汉江水位影响水位时有升降。
根据襄樊市水文站观测资料，年变化幅度为1.30m～2.80m左右。
水位埋深大于基坑开挖深度。
基坑底板不会发生隆起、管涌、甚至突涌问题。
（四）各土层设计参数选取
根据拟建场地岩土工程勘察报告，结合本类型基坑支护经验，并参照《湖北省深基坑工程技术规定》DB42/159-2004，该场地基坑支护设计参数见表：
基坑支护设计参数表
地层名称
r
（KN／m3）
C、Ф值
摩阻力
备注
C（KPa）
Φ（o）
t（KN）
①素填土
18.0
10
12
20
②粉质粘土
18.7
17
10
30
③粉质粘土、粉土、
粉细砂互层
19.9
9
14
45
三、基坑及周边环境状况
1、基坑概况
建筑物地下室布置于1#楼B塔、2#楼A塔之间，以及北部空旷地段（3#地下室），根据设计资料，主楼部分承台底标高为-5.70m，开挖深度6.00m，裙楼及纯地下室部分承台底标高-4.50m，开挖深度4.80m。
地下室总体呈“上”形，长约49～94.75m，宽73.5m，地下室面积4928m2。
2、基础结构概况
本工程采用中600长螺旋钻孔压灌桩基础，以5层中粗砂夹卵石为桩端持力层，预计桩长l5．5～16．0m，单桩竖向承载力特征值为l700KN。
3、邻近建筑物情况
场区位于檀溪路与唐家巷交汇地段，为新建的住宅小区，根据建设单位提供资料及现场踏勘情况，基坑周边环境如下：
1#、2#主楼南部临近檀溪路，距离22.9m；1#、2#主楼在中部的塔楼间设置地下室，地下室东西两侧靠近裙楼基础，轴线间距7．80m。
3#地下室西部为在建4#楼，高7层，距离9．51m，采用长螺旋钻孔灌注桩基础；3#地下室东部为同期拟建的5#楼，高7层，距离8．86～11．35m，采用长螺旋钻孔灌注桩基础；3#地下室以北为车库入口，距离已有建筑物20m以上，场地较为空旷。
据建设方提供基坑周围无管线分布，基坑周边环境详见基坑周边环境图。
四、基坑特点及支护方案选定
（一）基坑特点
1、基坑位于闹市区繁华地段，一旦基坑失稳社会影响巨大。
2、基坑位于新建小区内，总体而言场地相对宽敞，有一定的放坡空间，但需考虑周围其它建筑物的施工要求。
3、基坑侧壁主要由素填土和粉质粘土组成，素填土主要呈松散状态，粉质粘土呈软塑～可塑状态，基坑底部主要为软塑～可塑状的粉质粘土夹粉土、粉砂，其物理力学性质较差，不利于基坑边坡稳定。
4、基坑浅部开挖范围内无地下水分布，基坑下部砂卵石层中赋存承压水，基坑开挖不会产生基坑突涌，有利于基坑施工。
5、本基坑开挖深度4．80～6．00m，基坑土质条件较差，水文地质条件简单，根据《基坑工程技术规程》DB42／159—2004，基坑工程重要性等级为二级。
（二）基坑支护及地下水控制方案选择
1、基坑结构形式选择
根据周边环境情况及场地地质条件，结合当地已有工程的施工经验，经过认真分析，从安全可靠、经济合理的角度出发，我方建议采用如下支护方案：
纯地下室和裙楼部分基坑开挖深度4．80m，场区有一定的放坡空间，
建议采用放坡+喷锚支护方案；主楼部分地下室开挖深度6．00m，由于基坑侧壁及底板土质条件较差，考虑到基坑边坡的整体稳定性和安全性，采用复合喷锚支护方案，即以水泥喷粉桩形成加固体兼作竖向止水帷幕，可较好地解决士体的自稳性，由水泥土加固体及锚杆组成复合型喷锚支护墙体。
2、地下水控制
根据勘察资料，场区地下水主要为层间承压水，勘察期间地下水稳定水位埋深在自然地表面下6．50～7．00m左右，水位年变化幅度为1．30m～2．80m左右。
水位埋深大于基坑开挖深度，基坑底板不会发生突涌问题，承压水对基坑施工无影响，不需进行专门的管井降水，实际施工解决好地表浅层排水问题即可。
五、基坑支护设计
（一）设计依据
1、设计采用标准、规范
（1）《湖北省深基坑工程技术规定》DB42/159-2004；
（2）《建筑基坑支护技术规程》JGJl20-99；
（3）《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97；
（4）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；
（5）《建筑地基基础设计规范》GB50004-2002；
（6）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
2、设计依据资料
（1）建设单位提供的檀溪湖居住小区基坑支护设计委托书；
（2）建设单位提供的总平面图、承台布置平面图、地下室平面图；
（3）襄樊市建筑设计院《襄樊市檀溪湖民房改造工程H小区岩土工程勘察报告》。
3、设计基础数据
基坑主楼桩基施工作业面及防水施工方便，基坑开挖边线按距地下室轴线2．0m设计。
地面超载值取值为15Kpa。
（二）支护工程总体布置
根据基坑的水文工程地质条件、基坑开挖深度及周边环境状况，对本基坑采取分区设计，支护工程布置详见下表：
基坑支护工程布置表
表2
支护类型
布置部位
基坑平均
支护长度（m）
基坑深度（m1）
支护类型
1型支护
3撑地下室北侧及裙
楼南侧
93.10
4.80
放坡+喷锚支护
2型支护
3#地下室东西两侧
55.90
4.80
放坡+喷锚支护
3型支护
l#、2拌主楼南北两侧
101.75
6．O0
放坡+复合喷锚支护
4型支护
1撑、2#主楼地下室与非地下室部分交界部位
69.4
3.15
放坡支护
5型支护
3#地下室车库
进出口通道
72.7
0.00一4.80
放坡+喷锚支护
（三）分项工程设计
1、放坡设计
1#楼B塔楼及2#楼A塔楼下设地F室，承台开挖深度6．Om，其中1#楼西部A塔楼及2#楼东部B塔楼未设地下室，地下室与无地下室部分承台相对高差为3．15m，基础轴线距离为7．80m，相邻承台边的净距为5．60m。
由于开挖的相对高差不大，且有一定的放坡空间，因此该段采用放坡方案（4型支护），放坡坡比按l：
1的坡率。
为防止基坑坡面暴露冲刷，坡面采用铁丝网喷射C25混凝土防护，铁丝网用中14LlOOOmm@1000X2000短钢筋固定，喷射混凝土厚度50～80mm。
2、喷锚支护设计
基坑喷锚支护布置于3#地下室、I#B塔楼及2#A塔楼的南北两侧，场区有一定的放坡空间，各区喷锚支护参数如下表：
喷锚支护参数表
表3
支护型式
锚杆
长度（m）
水平间距
（f11）
垂直间距
（m）
孔径（舢）
配筋
坡比
1
8.0
1.2
1.8
120
1φl8
1型
2
5．O
1.2
l_2
120
1φ18
1:
1.O
3
5．O
1.2
1.2
120
1φ18
l
9．O
1.1
1.8
120
1φ18
2型
2
5．O
1.1
1.2
120
1φ18
1:
0.75
3
4．O
1.1
1.2
120
1φ18
1
9.0
1.1
1.5
120
1φl8
上部l:
1，
下部为直立
2
8．O
1.1
1.1
120
1φ18
3型
3
7．O
1.1
1.1
120
1φl8
4
7.0
1.1
1.1
120
1φ20
l
8．O
1.2
1.8
120
1φ18
1:
1，斜
5区
2
5．O
1.2
1.2
120
1φ18
坡道
3
5．O
1.2
1.2
120
1φ18
锚杆设计为梅花形布置，锚孔直径由l20mm，锚杆杆体采用Il级螺蚊钢，采用直径中184由20钢筋，锚孔倾角15。
。
面层钢筋网采用中8@200×
200mm，每排锚杆设l根中14加强筋连接，局部设400ram加强筋。
喷砼厚度lOOmm，设计强度C25，配合比为水泥：
砂：
石=1：
2：
2，注浆用水泥采用32．5级，水灰比O．45左右。
在易坍塌地层中如锚杆无法成孔，则用锚管代替锚杆，锚管采用中48
×3.5mm钢管，一端制成桩尖状，在管壁上呈梅花形开设10mm小孔，孔
口设防沙筋，管口2m左右不开孔，钢管击入后按锚杆的注浆方法注浆，
注浆压力为0．6--0．8Mpa。
喷锚支护结构顶部地面设1．Om宽混凝土护项，厚l00mm，护顶外侧设l排中14@2．OmL=1．Om竖向士钉锁定。
2、喷粉桩设计
基坑主楼的南北两侧承台开挖深度6．Om，为加强支护的整体稳定性，采用复合喷锚支护，坡体前缘设置单排水泥喷粉桩，支护长度98．30m，总计桩数250根。
喷粉桩桩径550ram，桩端进入承台底以下3．Om，桩长9．Om，上部3．0m为空桩，实桩长6．Om。
相邻桩位搭接宽度150ram，桩净距400ram。
喷粉桩采用干法二喷四搅工艺，水泥采用32．5级复合硅酸盐水泥，水泥掺入量55k9／m，桩体28天无侧限抗压强度l．OMpa。
六、场地地下水处理
1、基坑浅部无含水层分布，对基坑施工有影响的为大气降水，可采用封堵与疏导相结合的办法处理。
2、为防止地表水或雨水渗（流）入基坑内，沿基坑四周上口线外应作1．Om宽挂网喷射混凝土硬化层，厚度为lOOmm。
硬化层宜作成反坡，硬化层外设300mmX300mm的截水沟，采用红砖砌筑。
3、在基坑坡面上按问距1500mmXl500mm设置PVC管泄水孔，坡脚处设汇水沟，四角设集水井，以方便基坑内向外排水，排水沟和集水井设置在距地下室基础边线0．4m，沟底处比挖土面低0-3～O．4m，集水井比排水沟低0．5m以上，随基坑开挖逐步加深。
基坑至设计深度后，集水井采用红砖干砌，井底反滤层铺0．3m左右的卵碎石。
七、基坑支护施工
（一）基坑施工顺序及周期
襄樊市檀溪湖居住小区基坑支护采用放坡开挖+喷锚支护方案及复合喷锚方案，其中复合喷锚方案在水泥喷粉桩强度达到设计的80％后，方能
进行土方开挖和锚杆施工，因此基坑施工顺序为先施工喷粉桩，后施工喷锚。
为节约喷粉桩的施工和养护时间，喷粉桩可以和工程桩同期施工，喷粉桩施工时间l5天，基坑土方开挖及喷锚施工时间25天，总有效工期40天。
（二）主要工艺施工方法
1、水泥土喷粉桩施工
1）水泥土搅拌桩施工采用粉喷桩，二喷四搅工艺，成桩工艺为：
定位一一预搅下沉——提升喷粉搅拌——重复搅拌下沉——重复喷粉提升搅拌——成桩结束。
2）施工前应平整场地，并测量施工范围的自然地面标高，放出水泥墙位置的灰线，确定桩位，插入竹签。
喷粉桩要求定位准确，桩机开行到指定桩位对中，调平。
3）由于喷粉桩位是密排布置的，桩的密度较大，施工中会出现涌土现象，施工前应在成桩施工范围内开挖0．5～i．Om的深槽。
4）施工前应清除搅拌桩施工范围内的一切障碍物，如砖石及建筑垃圾，清障工作与挖槽同步时行。
5）水泥应采用新鲜、不受潮、无结块的合格水泥，拌制时应注意搅拌时间、水灰比及外掺剂用量，严格称量下料。
6）在施工前应进行工艺性试成桩，熟悉施工区的土质情况，确定施工工艺参数，如钻进及提升速度、喷粉压力等。
7）控制喷粉桩下沉及提升速度，一般预搅下沉速度应控制在0．8m／min。
喷粉提升速度不宜大于0．5m／min，重复搅拌下沉速度应控制在O．5～0．8m／min。
8）应经常性地检查搅拌叶片磨损情况，当发生过大磨损时，应及时更换或修补钻头，钻头直径偏差不超过3％。
9）施工过程中必须及时做好成桩记录，不得事后补记或事前先记，成桩记录反映真实的施工情况。
2、土方开挖
1）土方开挖与坡体加固相互配合，应分层分段对称跳挖，一次开挖深度不得超过土钉位置0．5m，分段宽度15～25m。
2）采用机械开挖与人工开挖相结合的方式，一般情况采取机械开挖，坑面和坑角处宜采用人工开挖。
基坑开挖距离坑底20cm时宜改为人工清理坑底，严禁超挖。
3）在基坑开挖至地下室底板后，基坑外侧承台必须跳挖，内侧承台可一次开挖。
4）基坑开挖施工应遵循“信息法”施工的原则，勤监测、勤巡视，及时反馈信息，根据变化的情况指导施工。
5）整个基坑开挖宜采取分层分段开挖的方式。
开挖时，先挖坑边，为支护施工提供场地，再开挖基坑中间岛，用以节省支护施工工期。
6）要保证该基坑顺利开挖成功，土方开挖施工队伍一定要与基坑支护施工队伍严密配合，协调施工。
同时还应根据环境监测所反馈的信息随时调整挖土顺序、挖土速度。
7）支护施工过程中的排出物可能会使自然地面抬高，其排出物在施工完成后必须及时清除出场，以保证自然地面标高不超过设计地面标高，以免增加支护结构的额外土压力负担，使支护结构出现超载现象。
8）基坑开挖过程中，土方应随挖随运，不得随意堆置于基坑周边。
施工用材尽量不要堆置于基坑周边，堆放位置应在坑顶l．5m以外，且不得超过规定的堆载值20Kpa。
9）土方开挖进程中，挖土机不得碰撞支护结构构件，并应注意保护好观测标志。
10）基坑开挖期间，基坑内的少量渗水，可采用排水沟加集水井的办法用潜水泵明排至坑外。
基坑内的排水沟和集水坑在基坑回填前，应用粘土或素混凝土振捣填实。
11）开挖后的基坑应尽量减少暴露时间，及时清边检底，尽快进行垫层施工。
垫层应做到基坑内满封闭，以改善支护结构的受力状态。
12）基坑开挖应选在汉江枯水季节，避开雨季和汛期地下水水位上涨引起基坑突涌。
3、锚杆施工
1）锚杆施工工艺为：
分层开挖修坡——初喷混凝土——打设锚杆——注浆——挂网——终喷混凝土——重复上一工序。
2）锚杆施工前应搜集周围管网资料，人工探明管网的埋藏深度，根据情况调整第一排锚杆的位置。
3）锚杆施工采用洛阳铲成孔，钻孔前应根据设计要求定出孔位并作出标记及编号。
在易坍塌地层中如锚杆无法成孔，则用锚管代替锚杆。
4）基坑土方开挖到位后，应清除初喷面层上的浮浆和松散碎屑，并喷水使之湿润，以保证喷射面层与初喷面层可靠、牢固结合。
5）钢筋网按设计尺寸制作，横竖钢筋交叉处用细丝绑扎固定，网片之间的搭接长度不小于20cm，搭接处均须点焊。
6）锚杆外端部采用由l4水平加强筋连接，局部加强钢筋长度400mm，锚杆与加强钢筋之间设锚固筋固定，锚固筋与锚杆纵向双面焊接，锚杆每隔2m设定位支架。
7）喷射作业时应分段分片进行，同一段内应白下而上进行喷射，段片之间、层与层之间做成45度角的斜面。
射流应垂直喷面，射距在1．Om左右，喷成后的面层要喷水养护。
8）混凝土用料称量要准确，拌合要均匀，随拌随用，存放时间不超过2h。
9）每施工300m2喷射混凝土面层，应制作一组喷射混凝土试块，每组试块不少于3块。
制作试块时，将试模底面紧贴拟加固基坑坡面从侧向喷入混凝土。
八、环境监测与应急措施
（一）基坑开挖环境监测
要保证该基坑顺利开挖，除上述要求外，还需要设计仔细，组织严密的环境监测作保证。
只有监测好，以准确的监测数据指导开挖施工，才能保证基坑开挖顺利进行。
1、监测目的
指导基坑支护及开挖施工，同时起到预警的作用，以保证基坑支护及开挖施工顺利进行、保障基坑周边内外环境的安全运行。
2、监测项目
11边坡土体、支护结构水平位移和沉降；
2）周边建（构）筑物沉降；
3）地下设施变形观测；
4）裂缝监测。
3、监测前的调查
为确保基坑开挖及地下室施工安全、顺利的完成同时保证周边建（构）筑物的安全，在基坑开挖前组织业主、监理、设计、主体施工等相关各方对周边建筑物的情况进行调查，必要时应进行拍照、素描，并对上述调查结果进行详细描述记录，并由参与各方认同备案。
4、监测点布设
1）边坡土体顶部、支护结构顶部水平位移及沉降观测点布置在支护墙顶部或外侧土体、管网上，间距约20m，总计18个测点。
2）基坑周边建筑物变形以沉降观测为主，布置在建筑物外墙及角点，总计7个测点。
3）裂缝监测包括基坑周围地表裂缝、支护结构出现的裂缝及周边建筑物t的裂缝。
4）观测基准点要求稳固，应设在基坑开挖和降水影响半径以外，数量不小于3个。
5、监测方法
1）基坑观测方法应采取仪器观测为主，目测为辅，多种观测方法互为补充、互相验证，保证现场监测结果能够及时、真实、准确地反映基坑工程的运行状况。
2）监测仪器和设备除了灵敏度满足要求外，必须有良好的稳定性和可靠度。
计算器具必须在其标定的有效期内使用。
6、观测周期
1）各监测项目在基坑开挖前应测定初始数据，且不宜少于2次。
2）开挖初期观测时间间隔不宜超过5天，中期不宜超过2天，开挖后期应每天观测。
当测试数据接近监控报警值时，应加密观测次数。
当出现事故征兆时应进行连续监测，并及时向有关部门报告。
3）基坑开挖间歇期、变形趋向稳定时，观测时间间隔可为5～7天，基坑运行维护观测时间间隔可为l0～15天。
7、观测资料整理
1）每次沉降观测要求计算出各观测点的高程、累计沉降量、本次沉降量、沉降速率等，每次水平位移观测要求记录各个观测点的累积和本次位移量、位移速率等。
2）根据各个阶段成果绘制沉降——时间关系曲线图、水平位移——时间关系曲线图、水平位移——距离关系展开曲线图。
3）工程结束时应提交完整的监测报告，报告内容应包括：
①工程概况②监测项目和各监测点的平面和立面布置图③采用仪器和监测方法④监测数据处理方法和监测结果过程曲线⑤监测结果评价。
8、监控报警值
监测人员应及时提供监测信息，综合分析各种监测资料，并进行险情预报。
本基坑工程为二级基坑，按湖北省地方标准《基坑工程技术规程》DB42／159．2004规定，确定各项目的预警值和抢险值如下表：
基坑监控预警表
表4
观测项目
预警值抢险值
可能的补救措施
支护水平位移观测
30mm；连续三日大于3mm／d；
60mm
加撑、锚、压力注浆
建筑物沉降观测
砖混建筑20mm：
临建100mm：
砌体出现>3mm裂缝：
预警值1.25％
加固建筑物
表面沉降点观测
40mm；宽度>15mm的裂缝：
60mm
加固建筑物
建筑物倾斜观测
倾斜速率连续三Fl大于
0.001}t／d；1／500：
1／3
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