基坑支护施工组织设计编制内容参数

1、基坑支护施工组织设计编制内容参数一、编制依据1 建设方提供的有关文件（1） 施工招标文件（2） 施工合同文件（3） 工程地质勘察资料（应满足基坑支护设计要求）（4） 拟建工程建筑总平面图（主体结构包括地下结构类型及基础类型）（5） 基坑2倍范围内建筑物基础图、红线范围、地下管线等需保护对象的相关资料和情况描述，包括已有位移及沉降情况调查记录。2 与基坑围护设计有关的规范规程一栏表。下列规范规程可供参数：（1） 建筑地基基础设计规范GB500072002。明确了基坑支护设计应从稳定、强度和变形等三个方面满足设计要求。（2） 建筑基坑支护技术规程JGJ12099。本行业规范适用于一般地质条件下建构

2、筑物基坑工程勘察、支护设计、施工、检测及基坑开挖监控。（3） 建筑地基基础工程施工质量验收规范GB502022002。明确了基坑工程开挖前的工作要求、开挖顺序及基坑变形的监控值。对排桩墙、水泥土墙、锚杆及土钉墙、钢与砼支撑系统、地下连续墙等支护工程提出了质量检验标准。（4） 锚杆喷射砼支护技术规范GB500862001。本规范使用于矿山井巷、交通隧道、水工隧道和各类洞室等地下工程喷锚支护设计与施工，也适用与各类岩土边坡喷锚支护施工。（5） 建筑边坡工程技术规范GB503302002。本规范适用于建（构）筑物及市政工程的边坡工程，也适用于岩石基坑工程。（6） 建筑基坑工程技术规范YB925897

3、。本规范有冶金建筑研究总院主编。适用于建筑物于构筑物有地下室或地下结构的基坑工程。（7） 上海市标准基坑工程设计规程DBJ086197。适用于上海地质建筑物和构筑物以及市政工程中沟槽基坑的设计。苏州与上海临接，有些地区地质条件较为相似，可作为基坑设计参数。（8） 岩土锚杆（孛）技术规程CFCS22：2005。本规程适用于各类土层中临时性与永久性锚杆的设计与施工。（9） 基坑土钉与支护技术规程CECS96：97。本规程适用于基坑直立开挖或陡坡开挖时临时性土钉支护的设计与施工，规程对土钉现场试验方法作了具体规定。（10） 加筋水泥土桩锚支护技术规程CECS147：2004。本规程适用于工业与民用建

4、筑和隧道、地下铁道、水利、港口、道路、机场等工程基坑支护的设计、施工和验收。适用于砂土、粘性土、粉土、杂填土、黄土、淤泥以及淤泥质土等土层才用加筋水泥土桩锚支护技术的工程。二 场地条件综述（一） 基坑安全等级确定1 为了确定基坑安全等级，应协助建设方基坑两倍开挖深度（必要是扩展到34倍深度）范围内的人文环境，包括建（构）筑物性质、建筑年限、结构特征、基础类型及埋置深度作周密调查（包括上、下水、电缆、煤气、污水、雨水、热力管道等）材质、规格及埋深作调查，对周围道路性质、道路路面结构载重情况、流量等作出调查。以及这些建（构）筑物、地下管线、道路等的现有状态，包括现有位移、开裂沉降情况。必要时应作出

5、现有位移或变形状态的实地量测、摄象及公证记录。2 将基坑开挖周边线与规划红线、周边建筑物，地下管线与设施、道路、高压电缆或电杆等的相对位置，凡在两倍开挖深度范围内均应在基坑施工平面图上准确标出。3 将基坑各部位的开挖深度地面（由自然地面起算）、自然地面标高、土0.00标高、地梁底标高等在基坑平面图上作出标注，应注意标注的标高必须统一，并在文字中交代土0.00与黄海标注的关系。4 应说明临近基坑工程或桩基施工工程的施工进度可能对本工程产生的影响，并通过与临近工程有关方的协商，对本工程基坑施工措施和进度作出妥善安排。5 通过14条工作，已对本基坑施工特点和难度有了较深刻的了解，在此基础上可以确定基

6、础安全等级。建筑基坑按其损坏后可能造成的后果（危及人的生命、造成经济损失、产生社会不良影响）的严重性划分为三级。（1） 一级基坑：支护结构破坏，土体失稳或过大变形，对基坑安全、周边环境和地下主体结构的施工影响很严重。属于一级基坑的有： 重要工程或支护结构为主体结构的一部分； 在软土地区开挖深度大于10m（GB502022002）或开挖深度大于9m（CECS147：2004）； 距基坑边两倍开挖深度范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护时（GB502022002、DBJ086197、CECS147：2004）； 与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑（GB50202200

7、2）或在1倍开挖深度的平面范围内有非嵌岩桩基础，且其埋深小于坑深的建筑物（CECS147：2004）； 基坑位于地铁、隧道、地下商场等大型地下设施安全保护区范围内（CECS147：2004，DBJ086197）。（2） 二级基坑：支护结构破坏、土体失稳或过大变形，对级坑安全、周边环境影响一般，对地下土体结构施工影响严重属于二级基坑的通常是指开挖深度在7至10米之内，不列为一级或二级的基坑。（3） 三级基坑：支护结构破坏、土体失稳或较大变形，对基坑安全、周边环境。（二） 拟建场地的工程地质与水文地质条件1 基坑挖深3倍深度范围内的土层应详细描述尚应对暗、填土、地下障碍物等不良地质现象描述清楚。常

8、规物理试验指标，土的抗剪强度指标，室内或现场测试土的渗透系数。对软土地区勘探深度应穿越软土层。基坑周边勘探范围应保证查清坑边外相当与两倍开挖深度的土层分布规律。勘探点间距应视地层条件在1530m之内。2 开挖范围及临近场地地下水含水层和隔水层的层位的、埋深和分布情况，各含水层（包括上层滞水、潜水、承压水）的补给条件和水力联系。三 基坑围护设计（一） 设计原则基坑围护设计应充分考虑场地工程地质条件、基坑平面特征、周边环境、时空效应，本着“安全可靠、技术先进、经济合理、方便施工”的原则，对挡土、支护、防水、挖土、监测和信息化施工作总体设计，针对各部位的特点作分段设计。一级基坑工程采用动态设计法，应

9、提出对施工方案的特殊要求和监测要求），应掌握施工现场地质状况、施工情况和变形、应力监测的反馈信息，必要时对原设计做校核、修改和补充。二级基坑宜采用动态设计法。（二） 基坑支护设计选型与参数选择1 支护（围护）体系选型：通过技术经济比较，在适合本工程的23个方案中选择经济合理、安全可靠、方便施工的最佳方案。2 荷载取值：除考虑地面荷载外，尚应考虑车辆、材料堆放、运输、临近建筑及地下结构荷载。地面超载通常指坑边的临时荷载一般按20kpa计算。3 土压力计算方法：对粘性土一般采用水土渗透系数在10-4以上，应采用水土分算。抗剪强度指标c、值对粘性土一般取固结快剪指标，地下水位以下取直接快剪或木排水三

10、轴剪指标。内聚力c值通常去勘探报告提供的平均值的0.8倍，摩阻角通常取勘察报告提供的平均值的0.9倍。4 基坑支护结构设计重要性系数0按基坑安全等级取值：基坑安全等级 支护结构重要性系数一级 1.10二级 1.00三级 0.90(三)支护结构设计内容1 基坑支护设计应具备以下几个基本条件：（1） 水、土压力及地面荷载取值合理，首先选用计算参数正确；（2） 工况选择正确；（3） 计算位移值应小于基坑允许位移值；（4） 围护结构构造合理、计算过程正确；（5） 选用计算软件可靠，当土钉墙遇基坑附近有重要设施并对支护提出严格限制时，尚宜采用有限元方法做变形分析；（6） 计算中考虑了水、土条件、温度变化

11、的影响。2 根据工程类比法和当地施工经验初步选定支护结构的细部构造和截面尺寸。充分利用基坑的平面特征及周边环境特点对基坑的平面布置选择最佳方案，体系分段设计特点，尽可能消除和减少不利结构稳定的摩阻角。以此，做为基坑支护结构分析验算的依据，通过验算进行调正。支护的构造要求应符合相应的规范或规程要求，例如：（1） 土钉喷锚支护结构：应标明土钉尺寸 （钻孔直径、钢筋直径、断面、长度 ）、土钉材料、土钉墙体坡度、土钉倾角和竖向水平向间距；标明喷射混凝土面层厚度、钢筋网尺寸、焊接要求，与土钉的固定方式；标明钢材、砂采、混凝土等材料的规格与深度等级，灌采与喷射混凝土施工工艺，土钉墙坡度一般为1：0.21：

12、0.7，不宜大于1：0.1。（2） 格栅式水泥重力挡土墙：应说明墙体施工工艺、采用机械，通常宜用电机功率不少于5575KW的三轴或多轴搅拌工艺；标明墙体宽度和插入深度，当基坑开挖深度不大于5m时，墙宽取0.60.8倍开挖深度,插入深度相当于挖深的0.81.2倍,标明水泥搅拌桩的水泥掺量(采喷一般为1518%,粉喷为1316%)直径、桩长、搭接宽度、格栅断面形状。格栅状断面设计应符合以下要求：格栅长宽比不宜大于2.0，纵向肋之净距不宜大于1.3，横向肋净距不宜大于1.8，桩雨桩搭接宽度不小于0.2m。格栅断石中水泥的置换率不宜小于0.60.7,淤泥土中不少于0.8，淤泥质土中不少于0.7，一般粘

13、性土和砂土中不宜小与0.6。宜采用425硅酸盐水泥，一个月龄期无侧限抗压强度应不低于1.0mpa,其他支护结构的构造要求均应满足相应的规范要求。3 支护结构设计验算支护结构计算应采用相应的软件计算，目前主要有三种软件：理正深基坑支护结构设计软件、同济启明星深基坑支护结构分析计算软件、中国建科院地基所基坑于边坡支护结构设计软件。根据基坑平面布置、开挖深度、支护结构类型、编制各主要断面的施工工况分别进行验算。 基坑支护设计验算应从稳定、强度、变形三个方面满足设计要求，稳定是指基坑周围土体的稳定性，即不发生土体的滑动破坏，因渗流造成流砂、流土、管涌现象，并保证支护结构及支撑体系不失稳。因此，要根据支

14、护体系的具体特征，要进行整体稳定性验算、抗倾覆、抗滑移验算。要考虑对地下水的作用，对基坑底要进行抗隆起、抗渗流或管涌验算，要对地下结构或地坪进行抗浮验算。强度是指支护结构，包括支撑体系或锚杆土钉结构的强度应满足构件强度设计的要求。变形是指基坑开挖造成的地层移动及地下水位变化引起的地面变形，不能超过基坑周围建筑物、地下设施的允许变形值，不得影响基坑工程基桩的安全和地下结构的施工。变形控制是建立在基坑基本稳定、支护体系强度满足设计要求的基础上的，通过变形监控和监测，数据调整和修改设计，以控制基坑工程施工与周边建筑物的安全。基坑稳定性验算和围护结构内力、变形计算中所选择的安全系数，各地采用的值相差较

15、大，这是由于我国地域广大，气候变化大，基土物理力学性质差距大所决定的。即使同一地区，由于支护结构型式不同，基坑所处的地质条件不同，及基坑设计方经验不一致，验算时取用的安全系数是不一致的。根据苏州地区的特点，结合各地的经验，基坑稳定性验算参数见表1所示。支护结构稳定性验算参数安全系数 表1安全 验算系数 参 数支护条件圆弧滑动整体稳定性抗倾覆抗滑移基底抗隆起基底抗渗流水泥土挡墙1213111211121.31.11.2砂类土（水土分算）1.51.4粘性土（水土合算）排桩支护1.21.31.31.31.41.3(有承压水)不计渗流力作用1.1(无承压水)桩墙支护（地下连续墙）1.21.31.31.

16、31.3同上土钉体6m为1.2612m为1.312m为1.41.31.2现有基坑支护结构分析软件均不能对土钉墙的墙顶位移进行计算，当基坑附近有重要的设施并对支护变形提出严格限制时，尚宜采用有限元方法作变形分析，并采取加密土钉或加大土钉长度，将第一排土钉改为锚杆等措施限制墙顶位移。（三） 降水及止水帷幕设计根据基坑开挖深度，内可能对基坑稳定性有直接影响的地下水分布情况选择降排水措施。通过降排水措施消除基坑开挖过程中可能出现的管涌、流砂、坑底隆起地面沉降、围护结构位移或周边建筑物及设施产生不安全的因素。1 降水方法选择及降水系统设计宜根据地质条件、围护结构型式、基坑开挖深度及平面尺寸，以及对临近点

17、建筑物的安全要求确定。通常采用的降水方法有明排水法，井点降水和管井降水等。在基坑开挖影响深度内，只存在渗透系数110-5cm/sec弱透水或不透水土层时，一般只采用明排水方法。降水设计包括以下内容：（1） 采用工程类比法及本地区的施工经验，结合地下水分布布井间距的基本要求，确定降水井井深、井距井管直径及井点系统平面与高程布置、井管数量及平面布置，包括出水管路排列及走向、抽水泵数量及位置；（2） 降水井结构、降水范围、降水深度、降落漏斗及降水周期设计及排水位置等；（3） 通过涌水量计算验证降水系统布设效果，必要时通过调正使降水达到最佳效果。（4） 提出降水历程控制、停止降水的要求及降水井封闭的方

18、法。2 三角水量计算方法（1） 按大井法估算：流入基坑内的渗水量与土的种类、渗透系数、水头、坑底面积等有关，可通过抽水试验或凭经验估计，或按大井发估算。按大井法估算时，就是把矩形基坑（其长、短边的比值不大于10）假想为一个半径为0圆形大井，其引用半径0可按下式近似计算：0 = （a +）/4 （1） 值 表2/ 0020040060080100100112114116118118基坑引用半径（0）计算公式 表3基坑平面形状计算公式附注 椭圆形 a0 = （a +）/4 不规则形 aa/23 0=/A 基坑面积 基坑长度a、 为矩形基坑的边长；系数，由表17-4-1查得。对于不规则及椭圆形基坑，

19、其引用半径也可按表14-4-2计算。这时，流入坑内的涌水量Q(m3/d)为从四周坑壁和坑第流入的水量之和，即Q = 1.366ks(2H-s)/log(R/0)+6.28ks0/(1.57+(1+1.185log(R/(4m0) （2）式中k土的渗透系数，m/d；s抽水时坑内水位下降值，m；H抽水前坑底以上的水位高度，m；0引用半径，m；m0从坑底到下卧不透水层的距离，m。抽水影响半径R的经验值 表4土的种类极细砂细砂中砂粗砂极粗砂小砾石中砾石大砾石粒径（mm）所占重量（%）R（m）0.050.170501000.250.5501002000.51.0502004001.02.05040050

20、02.03.05006003.05.060015005.010.015003000虽然，实际上流入集水坑内的水量比理论计算值小，但在选择水泵考虑水泵流量时，应把按式17-2-2计算得出的涌水量增加1020%。(2)当矩形基坑的长宽比小于5，或基坑宽度小于抽水影响半径R的二倍的时，可按无压完整井单井三角水量公式（3）计算基坑的总涌水量Q(m3/d):Q = 1.366k(H2-h2)/log(R/0)Q = 1.366k(2H-s)s/log(R/0)式中 k土的渗透系数，m/d；H含水层的厚度，m；h抽水系统中心的降水厚度到不透水层顶面的高度，即H-s,m；s抽水时井点系统中心的降水深度，也就

21、是地下水位到基坑底面以下0.51.0m间的距离，m；按上式算得Q值应乘以安全系数1.101.35。2 止水帷幕设计止水帷幕可以采用支护结构与止水合一方式，也可以采用单一的止水帷幕。单一的止水帷幕有相互搭接的水泥搅拌桩、旋喷桩、压密法等等。二者合一的止水中有灌注桩排桩间隙处插搅拌桩止水，地下连续墙等。应标明止水中帷幕类型、结构构造、入土深度，止水桩桩径搭接封闭方式，桩身材料、配比及强度要求。止水帷幕与围护结构间关系应用剖面图说明。止水帷幕的效果应通过抗基底抗隆起验算及抗渗验算进行验证。3 必要时为免除坑外地下水位下降引起临近建筑物沉降，应设置回灌井，包括回灌井构造、使用、停用及封闭方法。四 施工

22、主要措施和技术措施1 围护结构的施工方法及技术要求常用的围护结构型式有土钉（复合土钉）墙、悬壁桩、水泥土动式、挡土墙、土层锚杆、地下连续墙SMWZ法和内支撑等。土钉墙施工包括开挖工作面、修整边坡、喷第一层砼、挂纲、喷射第二层砼等。施工土钉墙应使土钉支护与挖土施工由上而下分层进行，应严格按设计要求掌握喷射的厚度、配合比，钢片与土钉的连接方式。悬壁桩可采用钢板桩、预制方桩、钻孔灌注桩等。应遵守建筑桩基技术规范JGJ94-94的有关规定执行，钻孔孔径、孔深、清孔砼浇注质量灌注桩施工应控制桩位和垂直度偏差，对泥采比重、护筒埋设、进行严格挖制。土层锚杆施工包括钻孔、安放拉杆、灌采、张拉和锁定等工序，钻孔

23、轴线的偏斜率 不应大于锚杆长度的2%，钻孔深度不应小于设计长度，也不宜大于设计长度500mm。沿杆体轴线方向每隔1.52.0m应设置对中支架，止浆密封装置应设置在自由段与锚固段的分界处。一次灌采法宜采用灰砂比1:0.51:1的水泥砂采或水灰比0.450.50的纯水泥采注采压力在0.40.6Mpa之内，二次高压注采请采用纯水泥采，注采在一次注采形成的水泥结石体强度达到5Mpa时进行，注采压力宜控制在2.54.0Mpa之间。锚杆快拉前应取0.10.2轴向拉力设计值Nt才能拉12次,锚杆张拉至1.051.10Nt值对粘性土保持15mm，然后卸载至轴向拉力设计值的0.500.65倍锁定，锁定值应根据地

24、层条件及支护结构变形要求确定。水泥土重力式墙是靠桩与桩的搭接宽度控制形成抗渗帷幕，是止水与挡土支护体的固护结构。施工中桩体的垂直度搅拌均匀性和连续性即上下升降三次，提升时搅拌又喷采，保证施工质量，通常采用湿法施工，三搅二喷工艺，水泥掺量不宜小于15%，在粘性土中一般采用1518%。采用格栅布置时水泥土的置换率，肋间净距、插入深度等应符合相应规范要求。支撑结构的安装与折除顺序，应与基坑支护结构的设计工况相一致。支撑可随开挖进度分区安装，同一区段内的支撑应形成整体。支撑安装采用升槽架设，先撑后开挖的原则。在现浇钢筋砼支撑代支撑系统，也可以采用主体结构换撑。SMW工法克服了一般水泥土搅拌桩强度低、连

25、续性差的缺点，采用三轴或多轴搅拌钻机套大施工。桩体搅拌均匀，桩间搭接不留间隙，形成了一体的水泥土连续墙。做到桩墙合一，围护和止水合一，通过土深度控制，可防止管三角和隆起。2 降水及止水帷幕施工方法及技术措施（1） 明排水、降水井施工及质量控制。降水井施工工序包括抽水设备就位、下管、滤层制作、洗井、试抽水等。降水井结构示意图。（2） 止水帷幕施工及质量控制。经常采用的止水帷幕有三轴水泥搅拌桩，其施工程序包括设备定位、预搅下沉、提升喷采搅拌、重复喷采等。确保施工质量的关键是在水泥掺量达到设计要求的前提下，搅拌机功率不小于55kw，搅拌机叶片为3层6片，出采口位于叶片中部。同时搅拌次数充足，采用不少

26、于二喷三搅工艺，喷采提升速度不超过0.50.9m/秒，最后一次提升速度控制在0.330.5m/秒左右，桩体强度应不低于1.0Mpa。（3） 水位观测井、回灌井施工工艺同降水井。3 土方开挖选择适应现场条件的挖土机械，并注意以下几点：（1） 降水水位达到设标高（基底面以下0.51.0m）后方能挖土，土方开挖顺序与设计工况一致。为改善坑内土体性质，宜提前二周将降水位达到设计标高。（2） 宜从线基坑首先开挖，待线基基坑底板浇筑后，在开挖基坑土方。局部加深部位（电梯井、水池等）土方开挖前应作边坡加固处理。（3） 大面积基坑可采用中心到或预留中心土墩的开挖方式。（4） 分层开挖厚度应与支护作业相配衬，对

27、于粘性土不超过2.5，对称软土 不超过1m。设置多级平台开挖时，每级平台的宽度不宜小与1.5m.（5） 挖土运行路线、堆土位置应作统一部署，严禁挖土机械撞击支撑、立柱、井点管、围护墙和工程桩。严禁在坑边5m内堆土。（6） 基坑围护施工，包括支护结构施工与土方开挖等应统一组织管理，尽量缩短基坑暴露时间。五 基坑监测与变形控制（一） 基坑监测内容与方法基坑现场检测是指基坑在开挖、支护、地下结构施工过程中，对基坑内外土体性状、支护结构变位和周边环境（相当于2倍挖深范围内的建构筑物、地下管线和设施）的变形和位移以及坑内外地下水位变化等，进行系统观测和分析工作，并将观测结果及时反馈，对设计参数及设计方案

28、进行验证，及时补充修改设计，以便指导基坑工程，实现对基坑工程信息化施工。1 监测项目：选择根据设计要求、监测目的、支护结构型式及周围环境保护要求确定。主要监测项目有围护墙（边坡）顶水平位移和竖向位移、地面沉降和土体深层位移、支撑或锚杆轴力、立柱竖向位移、墙体土压力土体孔隙水压力、坑内外底下水位、坑底隆起、临近构筑物沉降缝观测、临近道路与地下管线水平或竖向位移等。2 监测方法：围护结构施工期间一般每天观测一次，当出现变形值或变形速率达到或接近报警值时应加密观测次数。应以仪器观测为主，并以目测调查相结合。一般基准点不少于2个设在施工影响范围外，离基坑开挖边线不小于3050m。沿基坑边坡坡顶或支护结

29、构顶部周边布置水平和垂直位移监测点，一般每边的中、端部应布监测点，间距不宜大于20m。在基坑边外13倍开挖范围内的建构筑物、地下管线等均列为监测对象。（二） 监控标准监控值即通常所指的报警值（警戒值），设计值为设计允许值。通常变形量处在警戒值之内的建构筑物是安全的，超过警戒值而小于设计值（允许沉降量）内的建筑物是值得警惕的。应加强量测与监控，随时注意其安全性。这里所指的监控标准，主要是针对基坑支护结构变位而言的，根据建筑地基基础工程施工质量验收规范GB502022002规定，并参考上海市基坑工程设计规程DBJ086197,基坑工程的监空值、设计值与监控值变化速率应满足表5规定。 （三）应急施工

30、措施 当基坑变形观测值或变形速率已达到或超过相应基坑安全等级的监控值,应立即启动应急抢险措施,迅速制止基坑支护结构变形。应急措施具有针对性，迅速有效的特点。例如遇到下述情况时，便采取相应措施：1. 当悬臂支护结构（如排桩，板墙等）向基坑倾斜或变形破坏时，首先应停止挖土，可采取桩墙前堆筑砂石袋反压或尽快回填超挖土方，或采取桩顶土体卸载，或增设撑锚结构，或在坑底被动区打入短桩或对被动区采取加固等有效措施。2. 当土钉墙或喷锚边坡出现大量滑塌破损，应立即停止坑内降水，有条件时进行坑外降水或坑内回填制止继续滑塌。针对事故的主要原因修改支护措施。当局部边坡出现滑塌，可采取坡顶卸载、坡脚堆土或短桩加固或设置砼挡坪等。3. 有内撑或锚杆支护的桩墙，产生较大