高层建筑基坑支护降水施工组织设计Word文档格式.docx

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拟建高层建筑为地上27层，地下2层；

裙房2层，分布在高层建筑之间；

地下车库分布在高层建筑物围合区域以及南北两侧。

拟建高层建筑物基础埋深为-10.40米（±

0.00下），裙房和地下车库基础埋深均为-9.40米（±

0.00下），本次设计基坑深度按10.0m考虑。

具体建筑物特征见表1.1所示（略）。

1.2场地工程地质条件

场地地貌单元属黄河山前洪积平原，地貌单一，地形平坦。

根据业主提供的该工程勘察报告，场地内与基坑支护有关的工程地质层如下所述。

工程地质条件详见表1.2。

根据钻探、静力触探、标准贯入试验结果，结合室内土工试验资料，仅将与基坑支护有关的地层从上到下描述如下：

第1层：

杂填土（Q4-3ml），杂色，主要有建筑垃圾组成，含砖块、水泥块、植物根、煤渣等。

在场地内普遍分布有该层。

层底埋深0.60～1.50米，平均层底深度1.07米，厚度0.60～1.50米，平均厚度1.07米。

第2层：

粉土（Q4-3al），褐黄色，干-稍湿，稍密，局部夹粉砂薄层。

该层在场地内分布均匀。

层底埋深2.10～3.10米，平均层底深度2.82米，厚度1.00～2.30米，平均厚度1.75米。

第3层：

粉土（Q4-3al），褐黄色，稍湿，稍密，该层在场地内分布均匀。

层底埋深3.60～6.00米，平均层底深度4.61米，厚度1.20～3.00米，平均厚度1.78米。

第4层：

粉质粘土（Q4-3al），黄褐色，湿，可塑，该层在场地内分布均匀。

层底埋深5.20～6.70米，平均层底深度5.84米，厚度0.50～2.20米，平均厚度1.30米。

第5层：

粉土（Q4-3al），褐黄色，稍湿，中密，局部夹粉砂薄层。

层底埋深6.00～7.50米，平均层底深度6.86米，厚度0.50～2.10米，平均厚度1.05米。

第6层：

粉质粘土（Q4-3al），黄褐色，很湿-饱和，可塑，该层在场地内分布均匀。

层底埋深6.70～8.20米，平均层底深度7.79米，厚度0.50～1.30米，平均厚度0.93米。

第7层：

粉土（Q4-1al+pl），黄褐色，湿，中密-密实，局部夹粉砂薄层。

层底埋深7.50～12.00米，平均层底深度10.24米，厚度0.80～4.00米，平均厚度2.42米。

第8层：

该层仅在场地南部揭露。

层底埋深10.50～12.80米，平均层底深度11.92米，厚度1.30～2.50米，平均厚度1.77米。

第9层：

粉砂（Q4-1al+pl），褐黄色，饱和，密实，局部为细砂；

该层局部见粉土薄层；

层底埋深13.40～16.40米，平均层底深度14.78米，厚度1.50～7.90米，平均厚度4.15米。

第10层：

粉土（Q4-1al+pl），褐黄色，湿，中密-密实，干该层在场地内分布不均匀。

层底埋深16.40～19.70米，平均层底深度18.06米，厚度1.90～5.50米，平均厚度3.29米。

第11层：

粉砂（Q4-1al+pl），褐黄色，饱和，中密-密实。

局部夹粉土薄层。

该层在场地内分布不均匀。

层底埋深20.00～22.10米，平均层底深度21.12米，厚度1.80～4.50米，平均厚度3.06米。

岩土物理性质指标统计表表1.2（略）

根据含水层的埋藏条件和水理特征,场地内勘探深度范围内地下水类型为潜水。

主要赋存在约8.20-31.40m深度范围内的粉土、粉质粘土层和粉砂层中。

勘测期间实测地下水稳定水位在地表下8.20-8.30米。

勘探深度内的地下水为潜水；

潜水水位主要受季节性降雨、地表水体补给影响，从7月中旬至10月上旬是每年地下水丰水期，每年12月至来年2月为枯水期，水位年变化幅度在2.0米左右。

在不受周边降水影响的情况下，近3-5年，场地内地下水最高水位约为地表下2.50米。

根据勘察报告，建议土的综合渗透系数0.5m/d；

下部砂土层的综合渗透系数7.0m/d。

因属老城区，基坑有否下水管线及漏水情况，尚需进一步调查。

1.3场地环境条件

拟建xx市xx路176号院改造工程场地位于xx市劳卫路与同乐路交叉口东北角，场地南侧为河南省体育局全民健身楼和训练馆，北侧为体育公园，东侧为体育局家属楼。

场地原为运动场，地表有草坪，四周为跑道，场地平整规则。

拟建建筑物东侧边线距离现有七层家属楼6.0m，南侧边线距离训练馆7.2m、距离全民健身楼13.3m，西侧边线距离劳卫路边线4.0m，北侧场地开阔。

具体场地周围环境见场地总平面图。

1.4支护方案设计

1.4.1设计依据

1、中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；

2、冶金部《建筑基坑工程技术规范》（YB9258—97）

3、《土钉支护技术规程》（CECS96：

97）

4、《土层锚杆设计与施工规范》（CECS22：

90）

5、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）

6、《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）

7、理正支护软件4.31版.

8、有关本工程基坑支护工程的招标书及相关要求；

9、本工程设计图纸；

10、我公司在类似场地类似工程的设计施工经验。

1.4.2设计原则

根据场地实际情况和建筑单位的要求，本工程主要设计原则有：

1、保证该场地深基坑变形在规范允许的合理范围内，保证四周建筑物、道路、管线安全使用。

2、安全第一，经济合理，节省工期，方便施工。

1.4.3基坑支护方案分析与确定

（一）本基坑工程具有以下特点

1、基坑较深，除北侧外，基坑周围环境条件复杂,距离已有建筑物或道路较近，身处闹市。

2、地质条件差，基坑虽然地下水埋藏较深，但上部约2.0-m为杂填土，基坑东西两侧约7.7.0m以下为粉砂，这种地层直立性差，施工稍有不慎，极易导致出现基坑塌方事故。

因此应高度重视。

（二）基坑工程支护等级的确定

拟建高层建筑物为地上27层，地下车库为地下2层，基坑边沿支护深度约为10.0米,支护结构一旦破坏，土体失稳对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重。

根据场地工程地质、水文地质条件、周边环境及基坑开挖深度，按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）第3.1.3条及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）第7章规定，因本基坑工程深达10.0m，故确定本基坑工程支护等级为一级。

（3）基坑支护方案的分析与确定

根据本基坑工程开挖深度较大的特点并结合我公司在类似场地的设计经验，确定基坑西侧即DA段采用排桩+锚索方案；

基坑东侧、南侧即BC、CD段采用排桩+锚索方案；

基坑北侧因场地较开阔，采用土钉墙方案，即AB段，。

详见本工程支护结构平面图及1-1、2-2、3-3剖面图。

（1）基坑西侧排桩+锚索方案：

DA段（1-1剖面）

采用二级放坡，4.0m以上80度放坡，做土钉墙。

以下6.0m直立放坡，采用桩锚支护。

因临近道路，根据以往经验，地面荷载按20KPa考虑。

计算结果如下：

排桩直径为600mm，长度为12.0米，桩顶标高-4.00米，桩间距为1.2米，C30混凝土。

桩顶设置压顶梁；

自上而下设置4排土钉和一排锚索。

土钉倾角10度，锚固体直径100mm，长度依次为10.0、11.0、12.0、11.0米，直径为Ⅱ级钢筋，依次20、25、25、25mm。

横向间距为1.5m。

第3排为锚索，倾角15度，锚固体直径150mm，内置3×

7φ5钢绞线，锚索长度不小于17.0米且锚固段长度不小于11.0米。

横向间距为2.0m，施加预应力120kN。

进行二次注浆。

（2）基坑东、南侧排桩+锚索方案：

BC、CD段（2-2剖面）

因临近建筑物，根据以往设计经验，地面荷载按7层楼，条形基础，基础埋深1.5m。

距离4.5m，荷载98KPa考虑。

对基坑东南角的训练馆，因距离较远，仍按98KPa，不另行出计算书。

但计算结果偏于安全。

土钉倾角10度，锚固体直径100mm，长度依次为10.0、11.0、13.0、12.0米，直径为Ⅱ级钢筋，依次20、25、25、25mm。

7φ5钢绞线，锚索长度不小于18.0米且锚固段长度不小于12.0米。

（3）基坑北侧土钉墙方案：

AB段（3-3剖面）

采用二级放坡，4.0m以上80度放坡，以下6.0m按70度放坡，做土钉墙。

共布置六排土钉。

土钉倾角10度，锚固体直径100mm，长度依次为10.0、9.0、10.0、12.0、11.0、9.0米，直径为Ⅱ级钢筋，直径20mm。

（1）土钉墙：

采用分层开挖挂土钉，每层开挖高度1.5m，每段开挖长度不超过20m。

注浆采用水泥比0.55～0.65的纯水泥浆。

（2）、面层：

挂Φ10钢筋网@300X300mm，加强筋为Φ14，间距2m，然后喷射细石砼C20厚80mm护面，喷射砼经验配合比为水泥：

砂：

石子=1：

2：

2～2.5，并根据坡面喷射情况进行适当调整。

（三）3-3剖面土钉墙内部稳定性分析

土钉墙内部稳定性分析是指边坡土体中可能出现的破坏面发生在支护内部并穿过全部或部分土钉。

取单位长度采用条分法进行分析，按照理正基坑支护软件4.31版进行验算，结果表明，基坑土钉墙支护体稳定安全系数在1.31-2.36，满足规范要求，详见计算书。

（四）3-3剖面土钉墙外部稳定性分析

按照“CECS96：

97”第5.3.3条，土钉支护的外部整体稳定性分析与重力式挡土墙的稳定性分析相同，可将由土钉加固的整个土体视作重力式挡土墙，并分别验算下述安全系数，详见计算书。

1、抗水平滑移稳定性安全系数为1.42，大于1.2，满足设计要求。

2、抗倾覆稳定性安全系数为1.37，大于1.3，满足设计要求。

3、抗隆起稳定性验算：

按照“GB50007—2002”附录V，因基坑底部持力层为⑦层粉土，该层土属密实土，故不必验算。

4、墙底承载力验算，按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）应用指南，只要满足抗隆起验算，墙底承载力即可满足上部土钉墙荷载，故不必验算。

5、整体稳定性安全系数为1.21-1.25，满足设计要求。

1-1、2-2剖面计算书附后。

（五）排水设施

1、施工中在上部边坡（5m以上）设置少量排水管及时排出边坡渗水；

2、根据工程现场的场地条件在坡顶位置设置一道断面尺寸不小于200X300排水沟截断地表水；

3、必要时在坑脚可设置一道断面尺寸不小于200×

300或更大截面的排水沟抽取坑内积水，在基坑转角处设集水井并水泥砂浆抹面防止渗水，必要时安装水泵抽水。

抽取的地下水排入城市管网。

第二章深基坑工程平、剖面图

1、深基坑工程支护平面图

2、深基坑工程土钉墙支护剖面图1-12-2、3-3

3、深基坑工程支护监测平面布置图

4、细部结构放大图

5、深基坑降水工程平面布置图

第三章降水工程设计

4.1设计依据的规范及有关资料

①《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）

②《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）

③《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）

④《供水管井设计施工与验收规范》

⑤《基坑工程手册》2009.12

⑥《本工程的岩土工程勘察报告》和业主提供的设计图纸

4.2降水方案设计原则

⑴基坑深度为10m，则基坑内水位降水应在12.00m以下；

⑵基坑周边水位下降深度应尽量减少，以减少对周边建筑物、道路及地下管网的影响；

⑶基坑降水应尽量降低造价。

4.3降水方案的选择

据勘察报告本工程地下水位最浅埋深为8.0-10.0m，设计时可按8.00m考虑。

基坑开挖深度10.0m，局部12.0m，降水水位应在13.0-14.0m，水位降深约为5.0m以上。

结合本工程的实际情况，水位最大降深值约为5.00m根据国家有关规范、规程及本工程的特点、环境条件及我公司在xx地区的降水经验，确定以下降水方案。

（1）根据基坑周边环境采取开放式降水。

（2）选择管井降水的降水方案。

4.4基坑四周敞开降水对周边环境影响分析方案

降水开始后，周围含水层的水不断流向滤管，形成降水漏斗，降水漏斗范围内的地下水位下降必然会造成地面固结沉降，其沉降是不均匀的。

（1）理论公式计算：

按照分层总和法对粉土层、粘土层进行沉降量估算，公式为：

S=

式中S：

计算的粉土层、粘土层沉降量（mm）；

α：

压缩系数（为中等压缩性土取

=0.35；

e0：

土层原始孔隙比取e=0.850；

H：

计算土层厚度（m）；

ΔP：

由于地下水位下降施加于土层上的平均荷载（kPa）；

经初步计算，当基坑外水位下降5.0m时，估算沉降量9.4mm；

（2）类似场地土类似基坑监测资料：

事实上我公司在临近场地的监测经验表明，当地下水位下降1m，会使上部软土产生固结沉降约1.5-2mm，当基坑外水位下降5m时，估算沉降量约9.4mm。

考虑到近年来xx市区大面积长时间基坑降水已使现有地面以下约6-8m深度内软土层已经排水固结，而现有的疏干降水为8-13m范围内的土层，这些土层为中等压缩性，其排水固结后的变形量将不会太大。

综上所述，估计疏干降水产生的附加沉降约在15mm内，远小于一级基坑对地面沉降的要求。

因此，基坑敞开降水对周边环境影响较小。

4.5降水工程方案设计

（1）管井降水方案设计

管井在基坑中呈方格网布设。

每排6-8眼管井，间距一般20m，设计深度26m，成孔直径650mm，管井采用无砂水泥滤水管，水泥管内径350mm，外径430mm，底部设沉淀管2m，水位以下（4.5m以下）至沉淀管以上为水泥滤水管。

滤料为1-3mm石英砂。

降水井布置详见图纸，具体井位可根据现场情况进行调整。

（2）、基坑涌水量计算

根据场地水文地质条件、基坑尺寸，结合工程类似经验，按照“JGJ120-99”附录F，按均质含水层潜水非完整井基坑远离边界条件进行计算。

Q总=1.366K（H2-hm2）/㏒（1+R/r0）+（hm-l）/l㏒（1+0.2hm/r0）

式中：

H=32-8=24.0mh=32-13=19m;

hm=（H+h）/2=（24+19）/2=21.5m;

l=10m;

Q总——基坑总涌水量（m3/d）

K——含水层渗透系数（取8m/d）

R——降水影响半径，对潜水含水层R=2S

=2×

（5）

=138m;

r0——条形基坑等效半径r0=0.29（a+b）=0.29（124.1+89.6）=62.1m

S——水位下降值，S=13-8.0=5.0m

把以上数据代入得：

Q=7106.2m3/d

根据xx地区深基坑降水经验，本工程单独采取管井降水型式。

在开挖过程中，如果单独使用管井不能达到满意效果，则可根据实际情况在北侧和东侧布设轻型井点配合降水。

对局部要求降深较大的地方（如电梯井部位）可环插一级轻型井点进行局部降水。

（3）确定管井数量

（4）根据xx地区深基坑降水经验，长期降水时，单井出水量按照280吨/小时考虑。

管井应设置：

，n取28。

根据xx地区深基坑降水经验，结合本工程具体情况，布置管井28眼。

第四章土方开挖方案

由于该基坑工程开挖较深，基坑开挖施工要与基坑支护密切配合，所以基坑开挖要采用安全可靠的措施，严密组织，科学施工，要确保桩的质量和基坑边坡的稳定，尤其是要坚持“慎开挖、快支护、勤监测、早处理”的原则，严密组织，科学施工，确保安全。

根据地质情况，周边环境和支护设计，根据该工程特点，采用以反铲挖掘机大开挖为主，小钩机与人工开挖为辅的挖土计划。

至基坑底采用小钩机进行局部开挖。

具体基坑开挖要求如下：

（1）土方开挖的顺序、方法必须结合支护的需要，遵循“先支后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，施工过程中基坑边堆置土方不应超过设计荷载。

基坑开挖必须分层分段开挖，每一层开挖高度2.0m，以下每层开挖高度1.5m，严禁超挖。

先开挖周边土体，每段开挖长度不超过20m，实施分段跳挖施工。

（2）每层土钉注浆、挂网完毕二---三天达到一定强度，方能进行该层下方下一层土开挖。

（3）采用机械大开挖至实际桩顶标高处后人工清土；

（4）凡桩净间距大于1.0m采用小钩机开挖；

其余部位采用人工清土。

（5）为防止雨水浸泡地基，土方开挖后，及时施工，尽量减少土体变形。

在垫层准备施工前再人工清除上部100mm地基土；

（6）出现紧急情况后，需要挖土单位配合时。

应配合业主、监理及护坡、降水单位，进行填土反压。

（7）基坑开挖过程中做好坡顶坡底及坡面的地下水排水工作。

在雨期施工前应检查现场的排水系统，做好基坑周边地表水及基坑内积水的排汇和疏导，防止基坑暴露时间过长或被雨水浸泡。

（8）基坑开挖过程中保护好工程桩、支护体、管井、电缆，水泵、排水管等设施的安全。

一般距离基坑底30cm或离支护体等设施30cm应采用人工开挖，防止损坏。

设立明显标志并派专人指导挖土。

第五章变形监测方案

（一）、基坑监测内容包括：

（1）坡顶支护体水平位移监测：

坡顶支护体水平位移每边不少于3个点，共计19个点。

（2）邻近建筑物与地面道路沉降观测：

邻近建筑物每栋不少于4个点；

地面道路每侧不少于3个点。

共计28。

（3）按规范要求进行土钉抗拔试验和锚索（杆）基本试验。

（4）进行地下水位监测。

（5）如经专家论证后，也可进行坑壁土体测斜，支护桩、锚索应力监测和支护桩后土压力监测。

（二）、监测标准为：

①按照“CE：

CS96：

97”第八章规定基坑顶部的侧向位移与当时的基坑开挖深度之比一般为3‰，该基坑深度为10.0m，基坑顶部的侧向位移应为30mm；

按照“GB50202—2002”第7章规定，对一级基坑，其围护结构墙顶位移监测值为3.0cm，围护结构墙顶最大位移监测值为5.0cm。

见表6.1（略）

综合上述规定，确定基坑坡顶支护体水平位移累计不大于30mm。

按照高大钊“深基坑工程”（2003年3月第2版）第9章有关规定确定每天位移速率不大于2mm/d。

②邻近建筑物沉降观测：

建议每天沉降不大于1mm，累计沉降量不大于30mm，且基础倾斜小于3‰。

或肉眼发现建筑物裂缝急剧扩张时。

③地面道路沉降观测：

每天沉降不大于1mm，累计沉降量不大于30mm。

对管道，发现漏水、漏气时，应立即查明原因，及时报警，采取合适的工程措施。

监测标准详见表6.2。

（略）

以上为常规要求必测项目。

经专家论证后如需增加可增加内容。

（三）、具体要求

①每20-30m设置一个检测点情况，控制网精度等级为二等。

②观测网的测量应在变形观测之前，且标石埋设混凝土龄期应大于10天进行。

通过进行2-3次监测，观察控制点的稳定性，并取得起算数据。

施工过程中，根据情况周期性校核，以保证起算数据的正确性。

③变形点每天观测1次，卸荷过大或天气突然变化或变形过大有可能出现险情时，每天观测2次。

④当出现以下情况之一时，应及时与甲方、设计和监理单位及时联系并采取相应措施：

土钉墙支护体位移、临近建筑物、地面道路沉降大于以上标准，或位移、沉降不稳定、不收敛且超过规范要求；

坡顶、地面或周边管线出现异常或较大裂缝等。

⑤按规范要求，应作好其它项目的检验和监测工作（如水泥、钢材试验等）。

另外通过目测、巡查等多种对基坑变形进行全面了解和监控。

④列表统计数据，分析原因，及时预报。

并通知有关方及时采取措施。

④列表统计数据，分析原因，并及时采取措施。

③观测孔每天观测1次，天气突然变化时，每天观测2-3次。

附：

变形监测平面布置图

应注意：

按照国家规范要求，应有建设单位委托有资质的第三方进行监测。

进行专门设计。

第六章基坑支护的主要（关键）技术问题

关键技术问题有：

1、准确放线；

2、钻孔长度要超过设计长度0.3m；

3、确保注浆压力和注浆量。

4、按照规范规定应进行锚索抗拔试验。

7.2土钉墙施工的主要技术问题

1、土钉长度必须满足设计要求；

2、灌浆必须饱满密实，确保水灰比及注浆压力达到设计要求，确保土钉注浆质量，必要时应进行补浆；

3、作好配合比试验；

4、基坑大阳角务必注意施工质量，必要时加长土钉；

5、坑中坑的处理：

因已到基坑底部，挖土时应小心开挖，及时支护。

基坑不宜暴露时间过长，必须加班加点作好垫层和承台。

6、按照规范规定应进行土钉拉力试验。

7、加强监测工作并及时预报；

发现异常情况必须立即采取措施。

7.3钻孔灌注桩施工的主要技术问题

1、准确放线，确保定位准确；

2、钻孔灌注桩长度、倾斜度必须满足设计要求。

2、确保成孔、灌注质量，防止浆体夹泥。

7.4与基坑支护密切相关的外部协作问题

1、土方开挖与基坑支护的协作问题

严禁超挖，每层开挖深度不超过1.5m，否则，极易导致基坑坍塌或变形较大，影响基坑安全。

2、基础施工与基坑支护的协作问题

若采用基础桩施工，应特别注意基础桩施工对周边环境及基坑支护的不利影响。

3、施工前及时与业主单位联系

先探明地下管线（上水、下水）、通信、电力、电缆具体分布位置，管线埋深及其他地上、地下设施的位置，防止因地下管线（上水、下水）渗水浸泡基坑导致基坑变形较大，同时应做好保护与监测工作。

4、基坑四周大阳角的处理

在基坑四周大阳角附近，采用加长土钉的方法进行处理，并应注意注浆质量。

第七章施工组织设计

8.1工程概况及设计图纸

具体详见第一章。

8.2编制依据

1、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）

2、《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）

3、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）

4、《锚杆喷射混凝土支护规范》（GB50086-2001）

5、《基坑工程手册》1997.4

6、《土钉支护技术规程》（CECS9