高新嘉园地下室基坑支护工程设计书.doc

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1、单位名称 证书号 高新嘉园5#、6#楼地下室基坑支护工程设计 高新嘉园5#、6#楼地下室基坑支护工程设计设 计： 审 核： 审 定： 院 长： 目 录一、综合说明书1、工程概况12、场地岩土工程条件12.1场地周边环境12.2场地工程地质条件12.3场地水文地质条件43、基坑支护方案的依据43.1设计依据43.2设计参数53.3 基坑特点分析53.3.1基坑开挖深度53.3.2 周边环境53.3.3 场地地层条件63.3.4地下水63.3.5基坑工程重要性等级64、深基坑支护方案的选择74.1本支护设计目标74.2支护方案选择74.3地下水控制方案85、支护结构设计85.1 设计计算模型85.

2、1.1基坑设计开挖范围85.1.2基坑设计开挖深度95.1.3坡顶超载95.1.4 土压力分布模式95.2 支护方案95.3 支护设计95.3.1自然放坡95.3.2放坡设计95.3.3坡面设计105.3.4锚杆115.3.5坡顶硬化、泄水孔116、上层滞水处理方案116.1封闭废弃管道116.2坡顶硬化、设置排水沟126.3坡面泄水孔127、基坑开挖施工127.1信息法施工127.2基坑施工工序127.3土方开挖127.4支护施工方法147.4.1喷砼147.4.2 锚杆成孔157.4.3锚杆加工157.5基坑开挖施工方案157.6坑边堆载要求157.7塔吊基础要求167.8施工注意事项16

3、8、环境监测与应急措施178.1 基坑开挖环境监测178.1.1监测目的178.1.2监测项目178.1.3监测要求188.1.4 监测点的布设188.2 应急抢救措施188.3其他措施19二、计算书三、施工图纸一、综合说明书1、工程概况拟建湖北孝感高新嘉园5#、6#楼工程位于孝感市城东孝汉大道以北，崇礼路以东魏站村附近。根据建设单位提供的有关资料，0.00=34.550m，自然地面取33.55m（-1.00m），由于地下室承台布置较密集，计算深度按地下室基础承台垫层底标高（-7.0m）计算，基坑开挖深度为5.90m。本设计使用期限为1年。各段开挖计算深度详见表1-1。基坑各段设计深度一览表

4、表1-1段号0.00(m)地面标高（坡顶）（m）坑底标高（m）开挖深度(m)AB34.5533.45（-1.00）-7.005.90BCDE34.5533.45（-1.00）-7.005.90EFG34.5533.45（-1.00）-7.005.902、场地岩土工程条件2.1场地周边环境拟建基坑位于业主征地范围，基坑场地开阔。基坑开挖前需对基坑周边地下管线的埋藏情况进行调查，并加以保护。2.2场地工程地质条件2.2.1区域地质构造及地形地貌据区域地质资料，孝感市位于扬子准地台与秦岭地槽的复合部位，为云应盆地的次一级断陷盆地，地质构造均属于隐伏构造，埋深大于200米，场地及周边不存在强发震构造带

5、。工程位于孝感市城东孝汉大道以北崇礼路以东魏站村附近。场区地形部分地段因取土开挖形成土坑，现在已回填，回填部分主要为黏性土。地面标高最大值37.24m，最小值31.90m，地表相对高差5.34m。地形呈南高北低之势。地貌单元为场地所处地貌类型为环水河流域二级阶地。2.2.2场地地层结构1、场区岩土地层的分布：在场地勘探深度范围内，根据钻探揭露的地层岩性、成因时代特征揭示，构成场地的地层主要为第四系填土、黏性土，上第三系半胶结状的含粉质黏土砂及卵石。依据地层时代成因及岩土体的物理力学性质，可将场区地基土划分为7层（组），各岩土层特征分述如下： 第层杂填土(Qml): 松散,新近堆填,以黄色、灰褐

6、色黏性土为主，下部局部含薄层耕植土，局部地段堆砌建筑砖渣。场区普遍分布，厚度:0.506.10m,平均2.16m；层底标高:29.1534.30m，平均31.75m；层底埋深:0.506.10m，平均2.16m。第层粉质黏土(Q4al+pl): 褐黄色，灰黄色，可塑状态，无摇振反应，稍有光泽，干强度高，高韧性，切面光滑。分布在Z1、Z2、Z4、C17、C18、C19、C24、C25孔中，厚度:0.602.00m，平均1.01m；层底标高：28.6032.28m，平均30.69m；层底埋深:1.703.30m，平均2.63m。 第层粉质黏土(Q4al+pl) 褐黄色，灰黄色，可塑硬塑状态，含灰白

7、色矿物团块及铁锰质结核，无摇振反应，稍有光泽，干强度高，高韧性，切面光滑。分布在Z2、Z3、Z5、Z8、C20、C21、C22、C23、Z28、C29、C31孔中，厚度:0.702.40m，平均1.35m；层底标高:27.2531.22m，平均29.24m；层底埋深:2.708.50m，平均4.28m。 第层粉质黏土(Q4al+pl): 褐黄色,灰黄色,硬塑坚硬状态,含灰白色矿物团块及铁锰质结核,无摇振反应,稍有光泽,干强度高,高韧性,切面光滑。场区普遍分布，厚度:10.0016.60m,平均13.06m;层底标高:17.0819.17m,平均18.25m;层底埋深:13.8019.40m,平

8、均15.73m。第层含粉质黏土砂(N1)：青灰色、灰黄色,密实。本层上第三系半成岩,泥质胶结。主要成分为粉细砂、中细砂与粉质粘土。场区普遍分布，厚度:6.308.50m,平均7.51m;层底标高:9.3412.51m,平均10.73m;层底埋深:22.0027.90m,平均23.31m。第层卵石(N1)：浅黄色、灰黄色,灰白色,饱和,中密,含云母,砂粒矿物主要成分为砾卵石、石英、长石,钻孔可见砾卵最大粒径一般为25-80mm,含量大于50%。砾石的分选性较差,磨圆度中等,本层越往下部卵砾石含量越高。场区普遍分布，厚度:10.7012.80m,平均11.73m;层底标高:-1.690.27m,平

9、均-0.82m;层底埋深:33.4038.80m,平均35.06m。第层含粉质黏土砂（N1）：青灰色、灰黄色，密实。本层属第三系半成岩，泥质胶结。主要成分为粉细砂、中细砂与粉质黏土，局部夹灰白色黏土充填物。该层未穿透。详细地层见地层剖面图。2.3场地水文地质条件1、地下水类型本次勘察深度范围内含水层：层填土含上层滞水，水量小，水位浅，且不稳定，本次勘察未测得其稳定水位；层粉质黏土、层粉质黏土、层粉质黏土为相对隔水层；含粉质黏土砂、层卵石、层含粉质黏土砂含孔隙潜水，水位埋深较大。勘察期间测得混合水位为17.8-22.9m 。2、地下水对建筑材料的腐蚀性评价：根据勘察报告，该场区地下水对砼结构具微

10、腐蚀性；对砼结构中的钢筋具微腐蚀性。3、基坑支护方案的依据3.1设计依据1 “高新嘉园5#6#岩土工程勘察报告”湖北核工业岩土工程勘察设计院2湖北省深基坑工程技术规程（DB42/T159-2012）3建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）4混凝土结构设计规范（GB50010-2002）5建筑基坑支护技术规范（YB9258-97）6土层锚杆设计与施工规范（CECS22：90）7 业主提供的场地条件等资料。3.2设计参数根据勘察报告提供的基坑支护设计有关参数见表3-1。基坑支护参数建议值表 表3-1土层编号土层名称天然重度r(kN/m3)黏聚力C(kPa)内摩擦角(度)杂填土18.887粉

11、质黏土18.12514粉质黏土19.52815粉质黏土19.43015含粉质黏土砂20.320303.3 基坑特点分析3.3.1基坑开挖深度根据业主提供的资料基坑拟开挖深度：5.90m。3.3.2 周边环境拟建基坑位于业主征地范围，整个基坑，条件较宽松。基坑开挖前需对基坑周边地下管线的埋藏情况进行调查，并加以保护。3.3.3 场地地层条件基坑开挖深度范围内土层为：层杂填土为新近堆填土，土质不均匀，工程性能差。层粉质黏土：可塑状态，工程力学性能一般。层粉质黏土：可塑-硬塑状态, 工程力学性能较好。层粉质黏土：硬塑-坚硬状态，中等偏高强度，工程力学性能好。层含粉质黏土砂：属第三系半成岩，泥质胶结，

12、工程力学性能好。基坑底基本都坐落在土层中。整个基坑土层要做好边坡防水设计。3.3.4地下水本次勘察深度范围内含水层：层填土含上层滞水，水量小，水位浅，且不稳定，本次勘察未测得其稳定水位；层粉质黏土、层粉质黏土、层粉质黏土为相对隔水层；含粉质黏土砂、层卵石、层含粉质黏土砂含孔隙潜水，水位埋深较大。勘察期间测得混合水位为17.8-22.9m。经验算，本基坑不存在突涌现象，但需做好对上层滞水的防护与排泄工作。3.3.5基坑工程重要性等级根据湖北省深基坑工程技术规程（DB42/T159-2012），结合该基坑工程的实际情况，可综合判断该基坑工程重要性等级为三级。4、深基坑支护方案的选择4.1本支护设计

13、目标4.1.1根据勘察报告提供的资料，基坑支护需对边坡土层防水设计，以防止边坡遇水软化。4.1.2支护设计保护好基坑周边已有建筑物，确保其在基坑开挖期间的安全。4.1.3在满足安全可靠、技术可行、工期短的前提下，充分利用一切有利条件，优化支护设计方案，尽可能降低造价、节约投资。4.2支护方案选择近年来，房地产开发的力度不断加大，高层建筑越来越多。伴随着房地产业的飞速发展，深基坑支护技术也取得了长足进步。基坑支护方式趋向多样化，多种支护方式并用的联合支护被采用得越来越多，基坑支护造价也趋向于更经济合理。根据与本工程类似的基坑支护设计经验，该基坑可以采用的支护方式有以下几种：(1)放坡；(2)喷锚

14、；(3)排桩；本次基坑支护方案比选的原则为：首先根据地层、开挖深度、周边环境的不同，详细地对基坑支护分段，然后对每一段按由简单到复杂、由低价到高价的先后顺序进行试算、比较，同时兼顾工期及其它工程条件，最后选择最佳的方案。经计算、比较分析后，本工程支护结构拟采用自然放坡+土钉挂网喷砼的支护体系。4.3地下水控制方案赋存于上部土层中的上层滞水，无统一地下水位，水量不大，其主要补给来源为大气降水和生活用水。对该层地下水主要采用明排方式排水，即通过泄水孔、排水沟、集水井将水在坑内汇集，然后用水泵外排。开挖前应对勘探孔进行有效的封堵，防止地下水通过勘探孔涌入基坑。经验算，本基坑不存在基坑突涌，对于深层地

15、下水的处理，可遵循信息法施工，根据基坑开挖至基坑底部时毛细水是否对基坑产生影响，如果产生影响，再根据现场实际情况进行降水。5、支护结构设计5.1 设计计算模型5.1.1基坑设计开挖范围本方案是根据业主提供的图纸进行设计的。基坑开挖边界考虑基础及施工工作需要，基础外边以外0.8m作为基坑开挖内边线。具体开挖范围见设计图。5.1.2基坑设计开挖深度根据业主提供的资料，实际开挖的深度： 5.90m。5.1.3坡顶超载基坑环境荷载取15kPa，道路荷载20kPa，建筑荷载按20kPa/层。5.1.4 土压力分布模式按朗肯土压力理论，水土压力合算，被动土压力折减系数取1.0。5.2 支护方案根据本基坑工

16、程特点和工程经验，本基坑围护总体方案是土钉墙、自然放坡支护体系。具体方案见下述。5.3 支护设计5.3.1自然放坡基坑AB、BCDE、EFG段开挖5.90m，均采用二级自然放坡，一级坡高2.9m，坡比1:1.20，坡面采用喷锚网支护。平台宽1.50m，二级坡高3.00m，坡比1:1.0，坡面采用短土钉挂网喷砼支护。基坑GA段与前期地下室接通。平面布置及设计详见施工大样图。5.3.2放坡设计各段放坡参数见表5-1。段号开挖深度(m)一级坡参数平台设计参数二级坡参数坡高(m)坡率支护措施标高(m)平台宽(m)坡高(m)坡率支护措施AB5.902.901:1.20喷锚网-3.101.503.01:1

17、.05土钉挂网喷面BCDE5.902.901:1.20喷锚网-3.101.503.01:1.05土钉挂网喷面EFG5.902.901:1.20喷锚网-3.101.503.01:1.05土钉挂网喷面放坡参数一览表 表5-15.3.3坡面设计1、喷锚网二级放坡平台以上采用喷锚网支护，设多排锚杆，喷面采用喷射砼，砼设计强度为C20，厚度8cm，配比为水泥：砂：石子1：2：1.5，水灰比为0.40.5，采用标号为42.5MPa的普通硅酸盐水泥、粒径不大于2.5mm的中细砂和粒径小于5mm的瓜米石。坡面采用钢筋网。2、土钉挂网二级放坡平台及平台以下坡面采用短土钉挂网喷面支护，喷面采用喷射砼，砼设计强度为

18、C20，厚度8cm，配比为水泥：砂：石子1：2：1.5，水灰比为0.40.5，采用标号为42.5MPa的普通硅酸盐水泥、粒径不大于2.5mm的中细砂和粒径小于5mm的瓜米石。坡面采用规格为50mm100mm的钢板网， 土钉为16螺纹钢，长度为1.0m。平面布置及设计详见施工大样图。5.3.4锚杆在一级坡喷锚网段设计多排锚杆，采用机械或洛阳铲成孔，置入120螺纹钢，成孔直径110mm。在钢管或螺纹钢置入完成后采用水灰比为0.40.5的水泥浆进行注浆。详细设计参见施工图。5.3.5坡顶硬化、泄水孔为防止地表水从坡顶渗入边坡，坡顶以外围墙范围内用水泥砂浆硬化，硬化面设计成顺坡，地表水流入坡顶排水沟，

19、后集中外排。坡底排水沟沿坑底坡脚设置，且应在基坑开挖至基底前形成，主要为疏排坑内积水、保护基底土层。排水沟为300mm300mm。坑底排水沟以满足主体施工单位基坑排水需要为准，建议坑底排水沟由主体施工单位施工。坡底设计集水井，集水井规格为400mm600 mm600mm。集水井位置由施工单位根据现场具体情况设置。喷锚网支护体内部排水采用在支护面层背部设置长为400mm600mm的水平塑料排水管，管壁带孔外包滤水材料。详细设计见大样图。6、上层滞水处理方案6.1封闭废弃管道在基坑开挖前，对已查明的废弃管道均应进行封闭。在基坑开挖时，密切观察地下管涵渗漏情况，及时查清其来源并进行必要的封堵处理。6

20、.2坡顶硬化、设置排水沟对基坑周边一般要求沿上口1.5m范围内进行硬化处理。坡顶硬化要求见前述。基坑周边沿硬化面外缘施工排水沟一道，排水沟要求见前述。6.3坡面泄水孔为对上层滞水进行有效疏导，坡面及桩间喷锚面设置多个泄水孔。一般要求1.5m左右即安装一个，现场可根据出水量情况应进行适当加密。7、基坑开挖施工7.1信息法施工基坑开挖施工应遵循“信息法”施工原则，勤监测，勤巡视，及时反馈信息，并根据信息指导施工。7.2基坑施工工序放坡开挖设置第一排泄水孔钢板网施工喷砼养护基础施工基坑开挖之前，应将各边坡顶浮土、泥浆等清理掉。基坑周边场地平整至设计标高。7.3土方开挖1、土方开挖必须分层进行，共分3

21、层。每层开挖深度为2.0m左右，最后层开挖至基础梁顶。2、基坑周边基础梁开挖过程中必须进行跳挖。并用人工挖除，不得采用机械开挖。3、土方开挖时，沿基坑各边线，应分段间隔进行开挖和支护，一次开挖长度不宜大于20.0m。4、施工挖方时，挖出土方不要堆在坑壁上缘。5、为了土方开挖与支护工作能够协调进行，土方开始开挖时，可以先沿基坑边线按要求开挖出支护的工作面，以保证支护的工作进度。6、土方开挖过程中严禁超挖，在挖下一层土时，应保护上层已经完成的支护部分。7、坑底应留0.2-0.7m厚的余土用人工清理，防止对筏板基础地基土扰动破坏。已挖好的基坑应及时清边检底，满封垫层保护基底，以利于改善支护结构的工作

22、状况。8、基坑边荷载不得超过支护设计规定的荷载值。9、基坑开挖过程中必须坚持信息化施工，注意监测信息的反馈资料，及时指导开挖工程。有充分的应急准备，遇有异常情况时，应及时调整施工措施。10、土方开挖及运土、出土应制定相应措施，减少对周边居民及环境的影响。11、土方开挖至设计标高时，施工单位应通知设计院、监理及勘察单位进行土层认定，以保证施工质量。7.4支护施工方法7.4.1喷砼1、喷射气压应控制在0.3MPa0.7MPa范围内进行，喷射距离为0.5m1.5m。2喷砼支护施工时，必须按设计开挖坡率、设计开挖深度分层开挖，开挖一层，施工一层，不得超挖。3每层土方开挖到位后，应使用人工在4.0小时内

23、将机械开挖成的边坡面修整，然后初喷一层，初喷层厚约50mm，接着施工土钉，挂钢筋网，喷射第二面层。二次喷射前应清除初喷面层上的浮浆和松散碎屑，并喷水使之湿润，以保证二次喷射面层与初喷面层可靠、牢固结合。以上全部工作须在每层土方开挖到位后12小时左右完成。4本支护设计所用喷锚网分为钢板网及钢筋网。5本支护设计所用喷射砼为C20细石砼，砼面层厚80mm。喷射砼水灰比为0.400.5，砂率45%50%，水泥与砂石重量比为1：41：4.5。喷射砼内掺速凝剂，喷射砼所用水泥为P.O42.5水泥，喷射砼内粗骨料最大粒径不宜超过15mm。6喷射作业时应分段分片进行，同一段内应自下而上进行喷射，射流应垂直喷面

24、，射距在1.0m左右，喷成后的面层要喷水养护。下层与上层喷砼网墙的加强筋及钢筋网应用焊接可靠联接。7喷砼施工时，若遇地下水较大，应加大速凝剂用量及提高水泥用量。喷砼面层上每隔一定距离设置泄水孔；泄水孔内应设置反滤层。上级坡坡面泄水孔的渗水量可能较大，其可以通过上级坡脚的汇水沟集中后用潜水泵外排（施工单位可根据现场实际需要确定集水井位置及数量）。7.4.2 锚杆成孔成孔采用锚杆钻机成孔，成孔前应根据设计要求定出孔位并作好标记，锚杆孔径为110mm，锚杆孔深不应小于设计长度，应比锚杆长约0.2m。7.4.3锚杆加工锚杆由水泥凝固体、杆体、钢筋架组成。锚杆体采用螺纹钢，单面邦焊搭接长度为10d。钢筋

25、架用6.5钢筋，沿杆体2.0m焊接一个。设置2根注浆管，注浆管应比锚杆长1.0m左右，用皮筋固定在锚杆上，止浆密封袋固定于锚杆体的孔口部位上，送锚杆时，止浆袋应完全进入孔中, 注浆压力应为0.4MPa左右，并进行二次压浆，材料为纯水泥浆，水灰比0.450.5左右。7.5基坑开挖施工方案土方开挖需满足分层施工的需要， 整个基坑土方分3层开挖，第一层采用机械开挖，每层开挖约1.5-2.0m左右，第3层为人工开挖。7.6坑边堆载要求基坑各侧坡顶2m范围内不得堆载、超载，其他侧2m范围外堆载不得超过设计荷载，现场材料堆放应远离基坑壁，施工方应制定可行措施，确保基坑安全。7.7塔吊基础要求本支护设计未考

26、虑对塔吊位置的支护。塔吊基础建议置于基础底板以下或采用桩基础，并应做专门设计。如塔吊基础设置在坡顶位置，则应对本段进行加固处理，并通知基坑支护设计单位出设计变更方案。7.8施工注意事项7.8.1要保证基坑顺利开挖成功，除了高质量的支护设计外，还需要土方开挖施工组织严密。土方开挖队伍一定要与基坑支护队伍严密配合，协调施工；同时还应根据环境监测所反馈的信息及时调整挖土顺序、挖土速度；土方开挖施工时应分层开挖。土方开挖施工队伍不听指挥、不遵守设计所要求的分层开挖深度、开挖顺序，随意超挖蛮干往往也是造成基坑事故的重要原因。7.8.2基坑开挖后，基坑边严禁集中堆放施工用材等重物，均匀堆放时亦不得超过设计

27、堆载值。7.8.3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；施工设备不得对支护体系产生碰撞。7.8.4坑底四周设置排水沟，周边少量渗水通过沟底明沟汇聚后排出。7.8.5施工方应专门制定基坑开挖施工方案并报相关部门审核，备案。7.8.6施工前建设单位应提供周边地下管线的分布埋藏情况的详细资料，以便指导施工。7.8.7基坑施工时在坡顶增设护栏，护栏要求以满足当地安监部门为准。7.8.8建议建设单位在基坑开挖边线外12倍开挖深度补充勘探孔，以便指导后续施工及调整设计。8、环境监测与应急措施8.1 基坑开挖环境监测要保证该基坑顺利开挖，除良好的设计及施工质量外，还需组织严密的环境监测做保

28、证。只有监测好，才能以正确的监测数据指导基坑开挖。8.1.1监测目的根据现场监测数据与设计值（或预测值）进行比较，如超过某个限值就采取工程措施，防止支护结构破坏和环境事故的发生。用监测数据指导现场施工，进行信息化施工，使施工组织设计得以优化。8.1.2监测项目基坑坡顶位移及沉降周边道路位移及沉降周边建（构）筑物的沉降8.1.3监测要求基坑开挖前作好布点，并取得基坑监测项目的基础数据。试运行期间每天监测一次地面沉降。试运行结束后在开挖第一层土之前每3天观测一次，开挖以下土层应每2天观测一次，基坑开挖至基底后可每周观测一次。每次观测的结果应当天通报给监理单位、基坑支护设计单位、施工单位及建设单位，

29、并且提出必要的建议。当坡顶位移变形速率超过5mm/天，或沉降速率超过3mm /天时，须24小时跟踪监测，并及时反馈监测结果。8.1.4 监测点的布设监测的布设应满足规范及设计要求，并由专门具有资质的监测单位完成。8.2 应急抢救措施由于深基坑维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。基坑开挖施工时，应通过监测和现场观

30、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、棉絮等材料。8.3其他措施1、应作好整个基坑开挖工程计划安排，协调好各方关系，尽量缩短基坑施工的工期。2、土方开挖和地下室结构施工时不得碰撞损伤支护构件。土方开挖随运随走，不得随意堆置于基坑周边。施工用材料必须放置于坑边时应均匀堆放不得超过堆载值。3、为防止坑底扰动，基坑挖好后应尽量减少暴露时间，及时进行下道工序施工，如不能立即进行下道工序施工时，应预留200mm厚覆盖土层，待基础施工前以人工挖除。4、基坑内的导水沟在基坑回填前应用粘土截断填实。二、计算书