1、高层住宅楼基坑支护、降水设计方案第一部分 概述1.0设计依据1*高层住宅楼岩土工程勘察报告2建筑基坑支护技术规程JGJ120-993理正建筑深基坑支护软件4建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-20025建筑地基基础设计规范GB50007-20026.岩土工程施工手册7.预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程JGJ85-20028.基坑工程施工手册2.0工程概况*，省委第一招待所院内，拟建建筑物包括一栋24层商业住宅楼、一幢28层高层住宅楼、一幢12层住宅楼以及附属地下停车场，周边构筑物特征见下表：表11场地周围环境距拟建建筑物距离一览表所在场地位置名称距基坑距离层数备 注场地东部
2、经六路5.5m地下管网复杂场地东北部住宅楼2.4m3天然地基场地东南部住宅楼7-8m20桩基础3.0场地工程地质条件及水文地质条件3.1场地工程地质条件场地地层分布较为规律，地层具体分层描述如下： 第层：填土，杂色，含建筑垃圾等，局部为原有建筑基础，属新近堆填，密实度不均，厚度不增多，层平均厚度1.3m。第层：新近沉积粉土，褐黄色，稍湿，稍密，含云母、植物根，震摇反应无，光泽反应无，干强度低，韧性低，层平均厚度1.4m。第层：新近沉积粉土夹粉质粘土，褐黄色，湿，稍密，含云母、蜗牛壳，局部夹褐黄色粉质粘土，摇震反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低，层平均厚度1.2m。第层：新近沉积粉土夹粉质粘
3、土，褐黄色，湿，稍密，含铁质氧化物、蜗牛壳等，摇震反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低，层平均厚度1.5m。第层：新近沉积粉土，褐黄色，湿，中密，含铁质氧化物、云母等，摇震反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低，层平均厚度2.2m。第层：粉土，黄灰色，湿，中密，含大量蜗牛壳，少量有机质，摇震反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低，层平均厚度2.3m。第层：粉砂夹粉土，灰色，饱和，中密，含石英、长石等，颗粒级配较好，局部夹薄层粉土，层平均厚度3.4m。第-1层：粉质粘土，灰色，饱和，可塑，含有机质、质均，局部分布，光泽反应中等，摇震反应迅速，干强度中等，韧性中等，层分布不均，仅个别区域分布，导
4、平均厚度1.1m。第层：粉砂，灰黄色，饱和，密实，含石英、长石及其他暗色矿物，局部少量粉土，颗粒级配一级，层平均厚度3.9m。3.2场地水文地质条件场地在勘探深度内地下水分两套含水层，第一套含水层为潜水含水层，地下水稳定水位在天然地面下3.7m左右，地下水补给来源主要为降水及地表径流；第二套含水地层为Q3Q2沉积粉质粘土、粉土层，地下水补给主要为上部水层的渗流，含水层具有弱承压性。降水影响范围内上部粉土层综合渗透系数采用0.6m/d，下部砂层的渗透系数采用5m/d。第二部分 基坑支护工程1.0要点分析与方案选择1.1要点分析本工程基坑挖深-6.1m,因施工场地有限，不能大放坡开挖，而且基坑四周
5、均有建筑物或地下管网设施。根据建设单位提供资料及地勘报告所述：距北边2.4m左右有3层住宅楼，其基础为天然地基，基础埋深不超过2m，天然地基抵抗变形能力较差，是本基坑防护工程的重点。东边坡离经六路约6米，地下管网复杂。需重点防护。根据以上场地具体情况，考虑到拟建高层住宅楼施工周期较长，采取安全可靠的边坡支护方式是该项工程的施工重点，特别是保护北边建筑物的安全；另外路面及地下管网、市政设施成为东侧支护重点保护对象。该工程基坑支护的重点为：由于基坑开挖较深、水位降深较大，所以、预防、控制因基坑降水及土方开挖、地面附加荷载等引起不均匀沉而降造成的住宅楼、路面及地下管网破坏是关键。1.2支护方案选择
6、基坑北边坡（11）剖面：采用止水帷幕桩锚杆联合支护，因北边坡紧邻一三层住宅楼，降水引起建筑物附加沉降比较大，需采用帷幕桩止水，减少降水对建筑物的影响。设置预应力锚杆一排能有效控制因基坑开挖引起的基坑顶部变形。 基坑西边坡（33）剖面：小放坡（1：0.2）结合土钉墙支护，因东边坡离道路比较近，地下管网复杂，土钉应适当加长加密。 基坑其他边坡（22）剖面：其他边坡周围无重要建筑物和构筑物，采用小放坡土钉墙支护即可。2.0设计参数选择与结构计算2.1参数选择 表21土层力学参数指标 参数序号 土 层层厚（m）（KN/m3）ILe（KPa）（度）qsik（Kpa）杂 填 土1.318.0101520粉
7、 土1.417.200.859101845粉质粘土1.218.20.590.842151848粉质粘土1.519.10.480.778152060粉 土2.218.950.670.801132150粉 土2.318.780.680.8351825502.2结构计算（详细计算见报表）止水帷幕桩验算抗渗透稳定验算依据建筑基坑支护技术规程JGJ120-99hd1.20（h-hwa） （规范4.1.3） 式中 hd帷幕桩的嵌固深度；h基坑开挖深度； hWa自然水位埋深； 0基坑侧壁安全等级重要性系数，取 0=1.1经计算得出最小嵌固深度为3.168m。考虑降水对周边环境的影响，本设计选用嵌固深度为5.
8、9m，能满足安全、抗渗透要求。基坑底部 抗渗流稳定验算依据建筑地基基础设计规范GB50007-2002 临界水力梯度取Re=1.1；渗透水力梯度J=（H1-H2）/ L （规范W.0.2） 要求J Re=1.1时，才能满足规范 要求。本设计帷幕桩选用嵌固深度为5.9m，J =0.57能满足抗渗流要求。 3.0方案设计3.1基坑北边坡（11剖面）共设计两排止水帷幕桩四排锚杆详细参数见下表及附图。3.1.1止水帷幕（深层搅拌桩）设计表2-2止水帷幕桩参数桩 型桩径（mm）有效桩长（m）桩间距（mm）桩顶标高（m）喷灰量（Kg/m）水灰比复搅（m）深层搅拌桩50012350-0.50600.45-0
9、.57m50012350-0.50600.45-0.57m施工要求500深层搅拌桩施工时基坑底面以上2m、以下5m复搅。假设场地自然地表标高为0.003.1.2土钉墙设计表2-3土钉参数表孔 号1234说 明孔口标高-1.5m-2.8-4.1m-5.4m1.土钉呈梅花型布置。2俯角可根据实际情况进行调整。3.自然地表为-0.5m。土钉长度10m12m(25予)9m8m水平间距Sx=1.3m俯 角5-10孔 径100mm土钉规格20螺纹钢钢 筋 网6.5,200200mm加 强 筋10,X型焊牢注 浆0.45-0.5水泥浆喷 砼C20,厚80-100mm3.2基坑东边坡（33剖面）采用小放坡（1
10、：0.2）结合土钉墙支护。详细参数见下表及附图。表2-4土钉参数表孔 号1234说 明孔口标高-1.5m-2.8-4.1m-5.4m1.土钉呈梅花型布置。2俯角可根据实际情况进行调整。3.自然地表为-0.5m。土钉长度8m7m5m4m水平间距Sx=1.3m俯 角5-10孔 径100mm土钉规格18、20螺纹钢钢 筋 网6.5,200200mm加 强 筋10,X型焊牢注 浆0.45-0.5水泥浆喷 砼C20,厚80-100mm3.3基坑其他边坡（22剖面）：采用小放坡（1:0.2）结合土钉墙支护。表2-5土钉参数表（三）孔 号1234说 明孔口标高-1.6m-2.9-4.2m-5.5m1.土钉呈
11、梅花型布置。2俯角可根据实际情况进行调整。3.自然地表为-0.5m。土钉长度7m6m5m5m水平间距Sx=1.3m俯 角5-10孔 径100mm土钉规格18、20螺纹钢钢 筋 网6.5,200200mm加 强 筋10,X型焊牢注 浆0.45-0.5水泥浆喷 砼C20,厚80-100mm4.0施工工艺与施工质量要求4.1深层搅拌桩施工工艺及质量验收标准4.1.1施工工艺施工前应准确测放轴线和桩位，并用竹签或钢筋标定桩机对位，误差不应大于50mm，调节钻机支腿油缸，使导向架和搅拌轴垂直度偏差不超过1%。钻机就位：每次钻机就位后：（a）钻头对准桩位，保证成桩偏差不大于50mm。（b）双向垂直校正钻杆
12、，保证钻杆垂直度在1%以内。（c）检查钻头喷嘴是否畅通。钻进成孔：按设计要求，在钻头到预定深度时，经验证后，才能进行提升。高压注浆：（a）在钻机钻进过程中开始送浆、升压。（b）在钻头到达桩底标高时，脱档原地搅拌、送浆半分钟，以后开始提升。返浆回灌：每根桩施工结束后，多留余浆及时加灌。4.1.2质量验收标准桩位偏差50mm垂直度1%H喷浆量3%桩间距偏差20mm，土方挖开后不漏水、不流沙。4.2土钉墙支护施工工艺及质量验收标准土钉墙支护要与基坑开挖紧密配合，各道工序实行平行作业，依次有序地进行。4.2.1土钉墙支护施工顺序： 凿孔 安装土钉 注浆 挂钢筋网 焊加强筋 喷射砼 予应力锚杆的安装及张
13、拉。4.2.2凿 孔：采用洛阳铲或钻机成孔，按设计的孔位布置进行测量画线，标出准确的孔位，然后按设计要求的孔长、孔的俯角和孔径进行凿孔，严格注意质量，逐孔进行验收记录，不合格者为废孔，重打。4.2.3土钉安放：按照设计规定的土钉的长度、直径，加工合格的杆体，为使土钉处于孔的中心位置，每隔1.52m焊结一个居中支架，将土钉体安放在孔内。4.2.4注 浆：在安好土钉钢筋的孔内注入0.45-0.5纯水泥浆，压力不低度于0.4MPa，以确保土钉与孔壁之间注满水泥浆，注浆采用由里向外注，需将注浆管插入孔内距孔底约0.5-1.0m处，用废编织袋封堵孔口，防止浆液外流。4.2.5挂 网：在修好的边坡坡面上，
14、按各坡面设计要求，铺上一层6.5200200钢筋网，网筋之间用扎丝间隔绑扎，钢筋搭接要牢。4.2.6加强筋焊结：等注浆、绑扎网片施工完成后，用10圆钢将土钉头部连接起来，焊在杆体上，各焊接点必须牢固。4.2.7喷砼：在上述工序完成后，即可喷射砼，厚度按设计要求喷60mm80mm，配合比为水泥：石：砂=1：2：2，水泥标号32.5普通水泥，强度达到C20，要求表面基本平整。 4.2.8予应力锚杆注浆完成后达到设计强度的75方可张拉，张拉的锁定值为8t。4.2.9施工质量及验收标准认真讨论支护技术方案，做好向施工人员技术交底工作，使大家明确施工工艺，技术要领和质量标准。对土钉的安装、注浆、喷砼、焊
15、结等关键工序实行工程技术人员跟班作业，确保质量符合设计要求。实行全面质量管理，对每一道工序要严把质量关，符合以下质量标准：凿孔：孔的水平、垂直间距，允许误差150mm，孔径允许误差10mm，孔深允许误差100mm。挂钢筋网：网格允许误差20mm，经、纬筋搭接点用扎丝扎牢，搭接长度不小于150mm。土钉制作：按设计选准材径、长度下料，误差允许值为20mm，稳中架间距1.5m2.0m一个，焊牢。土钉安装：检验材径，长度和稳中架要符合本孔要求，对号入座。搅拌浆液：严格按设计要求0.45-0.5的水灰比配料，搅拌均匀。注浆作业：首先，将符合孔深要求的注浆管插入孔内（距孔底0.5-1.0m），从里向外逐
16、步回撤注浆，达到孔口稍有溢流现象，浆液背压不小于0.4MPa，即行堵口封死。喷 砼：严格按设计要求比例配料搅拌均匀，喷砼时喷浆手要垂直层面喷，注意观察料的水量（不得有干料现象）和回弹情况，及时调整喷浆水量和距离，抽取砼试块。严格掌握喷层厚度，表面平整度要求30mm。喷砼前，由专人负责检查土钉制作、注浆、挂网等质量是否符合设计要求，下达喷砼指令后才能开始喷砼。5.0施工组织计划 为了确保施工进度和施工质量，工程实行项目经理负责制，设经理一人，工程师一人，工长一人，负责现场工作的指挥、调度、设计方案的实施、工程质量、工程进度、测量验收，及时平衡解决存在的问题。施工设备、人员组织如下：5.1主要机械
17、设备 序号 规格名称 型号规格 数量（台/套） 1 空压机 VY-9/8 1 2 喷浆机 PZ-5B 1 3 注浆机 CJZ-30 2 4 砂浆搅拌机 3KW 1 5 电焊机 Q/AABP001-92 4 6 钢筋调直机 1 7 洛阳铲 10把 8 切割机 2 9 搅拌桩机 1 10 泥浆泵 1 11 锚杆钻机 25.2现场施工人员组织：凿孔组： 6人注浆组： 3人喷砼组： 12人土钉制作挂网组： 6人材料员、机电工、空压机操作员： 各1人管理、机动人员 1人合 计： 30人施工人员和施工机具可根据现场作业面的情况随时调整。6.0施工应急措施 基坑支护过程中，由于地质条件比较复杂，往往会出现各
18、种各样的危险情况，施工前必须做好预防及各种准备工作。现将可能出现的险情分析如下：6.1土钉成孔遇到砂层在土钉成孔过程中如果遇到砂层，应先喷射混凝土封闭，避免长期暴露，土钉无法成孔，要采用花管代替土钉，花管打入土中后应马上注浆。6.2土钉成孔困难、无法施工 支护过程中往往会遇到电缆沟、房屋基础、或其他地下构筑物，此时应尽量了解、查清地下埋藏物情况，如埋藏较浅，可调整土钉倾角，穿越障碍物；如遇到废弃房屋基础或其他构筑物，可采用钻机或潜孔冲击器成孔；如遇到正在使用的、且埋藏较深的构筑物时，应避免强行成孔，造成地下设施破坏，此时最好采用微型排桩支护，即采用微型钢管沿边坡垂直打入土中，注入砼或灌浆，形成
19、排桩支挡体系，必要时可与予应力锚杆相结合支护；如遇到软泥层无法成孔则用花管注浆代替土钉。6.3土方超挖造成塌方土方开挖过程中，可能会产生超挖而造成塌方，这时、应及时回填土方，或用沙袋反压坡脚，及时抢险支护，待土体稳定后再进行下一步开挖。另外、特别强调：土方开挖每层挖深不允许超过1.7m。7.0施工位移监测7.1观测点布设要求沿基坑周边每隔15m设置一个观测点，观测点位置尽量选在基坑边缘或临近建筑物的外墙上。观测点要作好保护措施或做出明显的标记及序号。对已经有裂隙的建筑或管道等地下设施，要配合有关单位提前测量记录、做出标记，或拍摄照片记录。7.2位移观测要求采用经纬仪或钢尺，或百分表做观测仪器。
20、 测量精度要求二等精度，精确到0.01mm。 位移量控制要求S22.3mm。7.3观测方法在远离基坑边线20m外选定基准点，在基坑周边设定观测点，并记录观测点到基准点之间距离的原始数据。 每次观测结果与原始数据的差值即为总的位移量。 根据时间与位移增量绘制位移曲线。8.0施工安全及文明施工措施8.1施工安全工地施工应遵照国家颁发的建筑安装工程技术规程，确保安全，并注意以下安全事项：施工现场要平整，脚手架搭设要牢靠。防止钻机及其它机械设备工作时发生倾斜、滑动等现象。进入工地须戴好安全帽、穿劳保鞋，高空作业还须系好安全带。机器设备须有专人负责，非操作人员禁止上机操作。工地拆接电必须由电工操作。机械
21、设备必须接地线避免发生漏电伤人现象。拆卸钻杆人员必须带手套工作，且绝对听从钻机操作工的指挥。注浆过程中，孔口操作人员必须带好防水镜，头部戴好防护罩、穿好工作衣，以免注浆管爆裂时浆体伤人。安检人员随时检查工地文明施工情况，并及时反馈到项目经理。 施工人员都必须服从命令听指挥，加强纪律，按操作规程作业。出现违章事故者，必须追查责任，赏罚严明。 8.2文明施工工地材料堆放要明确标示，严禁不同材料混放。材料与半成品要严格区分。交叉作业时要协调好，严禁从高空乱扔乱掷。遵守机械设备的操作程序和安全操作规则，严禁野蛮操作。遵守业主单位的各项规章制度，服从甲方和监理单位的管理。 第三部分 降水工程1.0技术难
22、点分析与方案选择1.1技术难点分析基坑开挖深度内以粉土和粉质粘土为主，根据地勘资料显示：水位埋深3.7m左右。基坑挖深6.1m，水位降深约3.5m。根据建设单位提供资料：基坑北面距建筑物比较近，为住宅楼，基础较差，东面临路，地下管网复杂。均是本基坑防护工程的重点。另外、该区域内的地质条件也比较复杂，根据地勘资料显示：第7层土为粉砂层，透水性较强，有发生流沙的可能性。所以，在这样复杂的地质条件和周边环境下采用什么方式降水、如何保障既能满足基坑开挖要求又要保护周边建筑物及市政设施不受损坏，是本工程的技术难点，也是降水工程成败的关键所在。1.2降水方案选择根据以上分析，在复杂的地质条件和周边环境下降
23、水，如果不采取止水措施，就会增加降水工作量及对周边建筑物的影响。因此对基坑临近建筑物的位置必须采取帷幕桩隔水、阻水措施（止水帷幕桩设计见支护方案）。为避免降水对周边建筑物的破坏，基坑内降水宜采用轻型井点为主、管井为辅的降水方案。根据水位降深，可适当的控制中间管井降水开停时间。另外,在帷幕桩外必须采取适当的回灌措施。2.0降水计算（详见降水计算书）降水模型：潜水非完整井井群干扰降水，基坑远离边界，圆形补给，各井点的井间距、抽水量、影响半径相等。根据基坑工程手册，基坑涌水量计算式及模型如下：基坑降水模型：基坑涌水量计算式：其中基本参数：水位降深 3.5(m)过滤器半径 0.35(m)水头高度 25
24、.0(m)渗透系数 0.6(m/d)，5(m/d)降水影响半径 R 78(m)基坑等效半径 r0 45(m) 根据计算结果，并结合工程地质勘察报告所提供的基坑涌水量，采用一级轻型井点为主、管井为辅的降水施工方案。3.0降水井设计采用基坑周边轻型井点和基坑内管井相结合降水，设计8组轻型井点，8眼管井辅助降水。3.1一级轻型井点设计：共8组（每组28根支管），支管长7米，管顶标高2.0m。详见降水平面布置图和剖面图。 3.2管井设计：共布置8口，井深18米，井径700，井口标高为0。详见降水平面布置图和剖面图。 3.3电梯井局部挖深的位置可考虑安装二级轻型井点降水，或者靠近布置管井。3.4降水井成
25、井钻机就位放线钻孔下 滤 管包扎滤管冲孔、换浆抽 水填 砾填土稳管洗 井配套安装成井工艺3.5管井布井参数及质量要求采用机械成井，参见降水平面图（具体位置由现场而定），管井定位偏差小于20mm。降水井孔径为700，滤管内径为350的无砂水泥管，周围滤料填充，滤料选用颗粒均匀、无泥砂污染的米石。井深按4.0中所述设计值而定。井口标高为场地自然地面下0m。自井口以下段均为滤水管，井管外壁与井孔之间填充滤料。抽出的水含砂量不超过1/5万，长期运行期间不超过1/10万。钻孔时一径到底不留沉渣，井孔要求正、圆、直、孔斜率1%，下管时井管居中，不偏不斜。严格控制水位，定期观测，使水位平稳，缓慢下降，防止过
26、快造成不均匀沉降，影响周边环境。3.6轻型井点注意事项及质量要求 轻型井点安装的准备工作，首先要洗净滤管部分，做好组装，检查抽水设备是否出水正常。 轻型井点安装用高压冲孔，至井点支管安装深度，冲孔孔径不小于200mm，然后放入支管，支管四周灌入粗砂，充填至支管上端向下1m处，封口处用粘土填满捣实。降水设备的主管及井点支管连接小胶管，用铁丝捆牢，防止漏气，影响降水质量。待各道工序完成后，送电试运行，发现问题及时处理。待抽水正常后，定时测量观测井水位下降情况，控制水位下降速度。 现场值班人员要24小时坚守岗位，做好台班记录。配备电机、水泵及其它电器设备零部件。4.0回灌井点基坑内长期抽水可能导致帷
27、幕外水位下降，造成临近建筑物沉降，因此、应提前采取回灌措施。尤其是北侧距楼房较近，回灌时要根据现场情况制定回灌方案。回灌井深为10.0m（自地面起），应低于帷幕外侧稳定水位2m，距帷幕的距离宜在3m左右。沿基坑北边布设6口回灌井，井深10m（自然地表0.00）井间距15m，具体位置根据情况而设。回灌井的使用可根据观测结果确定回灌时间。5.0水位观测孔观测孔设置要求：用洛阳铲成孔，孔径150mm，孔深11.0m，间距30.0m。周边要用砌砖围起来，封盖好，防止落入杂物堵塞。 观测要求： 录初始水位，每天观测一次并记录数据。标尺要垂直放如孔中，读数时视线与标尺刻度垂直。 6.0注意事项超前设置观测
28、孔，及时观测水位变化情况是否影响土方开挖；水位观测，每天记录观测数据，观察排水井水量，含砂量大小，如有异常，及时反馈信息，加以调整； 注意观察基坑边坡动态，及时反馈信息，修整方案，确保基础施工顺利进行。定期检修抽水设备，保障降水正常进行。第四部分 施工配合及进度1.0基坑降水、挖土、支护施工配合 基坑降水、挖土、支护三者紧密相关，施工时要密切配合，根据基坑深度及支护和降水的施工工艺，先进行帷幕桩和管井的施工，待帷幕桩施工完后进行超前降水，并进行第一层土方开挖(至2m)，此时，再进行轻型井点的安装和第一层支护施工。以下依次进行分层开挖、支护。土方开挖要严格按照降水及支护的要求进行，严禁超挖。每层开挖不允许超过1.7m。下一层土方开挖应待上一层支护完成并达到设计强度的75方可进行。2.0工期进度2.1施工工期支护净工期40天，降水净工期90天，不含其他因素，否则工期顺延。2.2工期计划横道图(见下页）
