基坑设计方案

基坑设计方案目录1、工程概况 12、基坑周边环境及安全等级 13、工程与水文地质 13.1场地工程地质条件 13.2场地水文地质条件 23.3各土层设计参数选取 24、设计思路与方案比选 24.1基坑特点分析 24.2支护方案选择 35基坑支护设计 35.1设计依据 35.2支护设计计算 46、地下水治理设计 57、支护系统施工及基坑开挖施工 57.1喷锚支护施工 57.2挖孔桩施工 67.3地面硬化及地表排水沟施工 127.4基坑开挖施工 128、监测及应急措施 148.1监测的目的 148.2监测方案 148.3监测方法 158.4应急应变措施 16基坑设计方案全文共1页，当前为第1页。基坑设计方案全文共1页，当前为第1页。1、工程概况武汉市汉阳城建综合开发公司拟建在十升路以东，墨水湖路以北兴建十里和府经济适用房项目。该项目由2栋18层及1栋23层住宅楼组成，结构类型拟采用框剪及剪力墙结构，，该项目由武汉中合建筑设计事务所设计，机械工业第三勘察设计研究院完成并提交了岩土工程勘察报告。本工程±0.000标高为25.30m，根据地下室基础平面图在AB段布置较密，故深度以基础底算（即-7.5），其余段以基础顶算（即-6.5）。AB段自然地坪标高为23.50m,BC段自然地坪标高为22.80m,CD段自然地坪标高为22.70m,DE段自然地坪标高为23.30m,EA段自然地坪标高为24.00m,故开挖深度为3.9～5.7m。基坑面积约7543.0m2，周长约407.0m。2、基坑周边环境及安全等级拟建场地位于武汉市汉阳十升路以东，墨水湖路以北，属于长江Ⅲ级阶段，勘察期间，场地已拆迁整平。 结合本工程周边环境及开挖深度，确定本工程基坑安全等级为二级，基坑重要性系数γ=1.0。3、工程与水文地质3.1场地工程地质条件基坑设计方案全文共2页，当前为第2页。根据场地的勘察资料，场地岩土地层由上至下主要由杂填土、粉质粘土、粘土等组成。基坑设计方案全文共2页，当前为第2页。各土层特征详见《十里和府经济适用房岩土工程勘察报告》（机械工业第三勘察设计研究院，2008.1）3.2场地水文地质条件本场地地下水类型主要为赋存于（1）杂填土层中的上层滞水，勘察期间，各钻孔中均有地下水，测得稳定水位埋深0.4～1.4m。周边无污染源存在，地下水对混凝土及混凝土中的钢筋不具腐蚀性，对地下钢结构具弱腐蚀性。3.3各土层设计参数选取依据勘察资料，并参照《湖北省深基坑技术规定》（DB42/159-2004）附录二的参考数据，该场地各土层基坑支护设计参数按下表选取：各土层参数设计值一览表土层名称天然重度r（KN/m3）C(kPa)Ф(度)m(kPa)杂填土18.1818548粉质粘土19.223134380粘土19.3451785804、设计思路与方案比选4.1基坑特点分析4.1.1本工程周边环境相对开阔，且红线范围内无任何管线存在，有放坡的空间。4.1.2基坑侧壁土层分别为：基坑设计方案全文共3页，当前为第3页。（1）杂填土，主要与砖块碎石混少量建筑垃圾及生活垃圾组成，结构松散，土质不均，工程性质较差。基坑设计方案全文共3页，当前为第3页。（2）粉质粘土，可塑状态，强度较低，仅局部分布，且分布不均，工程性质一般。（3）粘土，呈硬塑～坚硬状态，强度较高，呈中偏低压缩性，整个场地均有分布，厚度较大，分布较稳定，工程性能好。4.2支护方案选择根据场地的周边情况和地质条件，拟采用支护方案为：采用放坡土钉挂网和支护桩。5基坑支护设计5.1设计依据5.1.1设计采用标准规范《湖北省深基坑工程技术规定》（DB42/159-2004）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）《武汉市深基坑工程设计文件编制规定》（WBJ-1-2001）5.1.2设计依据资料《十里和府经济适用房岩土工程勘察报告》（机械工业第三勘察设计研究院，2008.1）《基础结构平面布置图》（武汉中合建筑设计事务所）《桩位平面布置图》（武汉中合建筑设计事务所）基坑设计方案全文共4页，当前为第4页。《建筑总平面图》（武汉中合建筑设计事务所）层平面图（武汉理基坑设计方案全文共4页，当前为第4页。5.1.3设计采用程序“天汉”（V2005.1）深基坑工程设计系列软件；5.2支护设计计算1、AB、EA段采用支护桩，桩径：800mm，桩间距：1.5m,AB段桩长：6.0m，EA段桩长：5.0m。桩芯混凝土强度等级为C30，通长配筋：主筋为HRB335（二级钢），直径22mm（Φ22），配筋为：10Φ22，加配2Φ16@2000，螺纹筋为φ8@200；冠梁：截面尺寸为500mm×1000mm，混凝土强度等级为C25，主筋为14Φ22，S筋2Φ8@200，箍筋为φ8@200。2、BC段采用放坡土钉挂网支护，自然地面整平标高为22.80m，故开挖深度为4.0m，基坑安全等级为二级，坡顶设计荷载10kPa，采用放坡喷锚支护。按1：0.75放坡开挖，内铺100×50的钢板网，坡面喷射厚度为60～80mm混凝土，强度等级为C20。3、CD段可采用放坡土钉挂网支护，自然地面整平标高为22.70m，故开挖深度为3.9m，基坑安全等级为二级，坡顶设计荷载10kPa，采用放坡喷锚支护。按1：0.6放坡开挖，内铺100×50的钢板网，坡面喷射厚度为60～80mm混凝土，强度等级为C20。3、DE段可采用放坡土钉挂网支护，自然地面整平标高为23.30m，故开挖深度为4.5m，基坑安全等级为二级，坡顶设计荷载10kPa，采用放坡喷锚支护。按1：0.6放坡开挖，内铺100×50的钢板网，坡面喷射厚度为60～80mm混凝土，强度等级为C20。基坑设计方案全文共5页，当前为第5页。基坑设计方案全文共5页，当前为第5页。6、地下水治理设计为防止地表水或雨水渗（流）入基坑内，对基坑四周3m范围内地面硬化，硬化厚度为60～80mm厚，C10素砼，坡肩硬化宽度为1.0m,并在距坡肩1.5m范围外设排水沟，以方便基坑内向外排水，排水沟到基坑坡肩宜做成反坡。7、支护系统施工及基坑开挖施工7.1喷锚支护施工7.1.1施工工艺流程施工工艺流程图如下：监测点布置与监测→四周排水沟及硬化路面施工→开挖→喷砼施工→开挖至基坑底。7.1.2施工工艺（1）土方开挖基坑要按设计要求严格分层分段开挖，每层超挖深度为0.5m，每层开挖不可超过设计深度，在完成上一层作业面土钉与喷射混凝土以前，不得进行下一层深度的开挖，确保施工过程中边坡稳定。开挖时铲头不得撞击支护结构，开挖时在坡壁留出厚10cm左右土由人工修至规定坡度，在确保边坡幅员尺寸的情况下，尽量保持边坡壁面的平整，以便避免造成喷射混凝土不必要的浪费。（2）喷射底层砼基坑设计方案全文共6页，当前为第6页。每步开挖后应尽快做好面层，即对修整后的边壁立即喷上一层薄壁混凝土。应尽量缩短边壁土体的裸露时间。基坑设计方案全文共6页，当前为第6页。（3）喷射面层砼喷射砼为C20细石砼，砼面层厚60～80mm，喷射砼水灰比为0.40～0.45，砂率为45%～50%，水泥与砂石重量比为1:4～1:4.5。喷射砼内掺速凝剂，喷射砼所用水泥为P.O.325水泥，喷射砼内粗骨料最大料径不宜超过15mm。为保证喷射混凝土厚度均匀，并达到的设计值，可在边壁上隔一定距离打入垂直短钢筋段作为厚度标志。喷射混凝土的射距宜保持在0.8～1.5m范围内，并使射流垂直于壁面。（4）每施工300m2喷锚网墙面层，应制作一组喷射用砼试块，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。7.2挖孔桩施工7.2.1施工工艺流程根据人工挖孔桩施工一般特点制定出如下工艺流程：基坑设计方案全文共7页，当前为第7页。场地整平－→放线、定桩位－→砌1/4红砖井圈－→挖第一节桩孔土方－→砌筑第一节护壁－→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线－→安装活动井盖、设置垂直运输钢架、钢辘轳、吊土桶、水泵、鼓风机、照明设施等－→ 第二节桩身挖土－→清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径－→砌筑第二节砖护壁－→重复第二节挖土、护壁等工序，循环作业至设计深度－→检查持力层后进行扩底－→对桩孔直径、深度、扩底尺寸、持力层进行全面检查验收－→清理虚土、排除孔底积水－→吊放钢筋笼就位－→浇筑桩身混凝土。基坑设计方案全文共7页，当前为第7页。施工前，搞好图纸会审及材料、技术准备工作，会同监理等有关部门进行具体桩位编号并确定桩的施工顺序。7.2.2主要工序施工方法施工测量（1）平面控制测量①精度要求根据本工程的特点，平面控制采用轴线网及矩形控制网相结合，其精度要求见下表（《工程测量规范》GB50026-93）建筑物方格网的主要技术要求等级边长（M）测角中误差（”）边长相对中误差Ⅰ级100-3005≤1/30000Ⅱ级100-3008≤1/2000②人员项目部设3名操作熟练、经验丰富的测量人员，并配备普工3-4名。③轴线网及矩形控制网根据建设单位和规划局提供的红线控制点及建筑总平面图、轴线平面图，用坐标法放样，根据地形情况首先放出控制点，控制点要求在本区的中心位置，前后左右的距离不超过100m，控制点设控制桩。控制桩采用混凝土墩，内埋Φ25钢筋制作，基坑设计方案全文共8页，当前为第8页。钢筋上锯十字交叉点作为控制点，混凝土墩尺寸为0.6m宽、0.6m长、1.0m深。轴线网点及矩形控制网点经过平差计算，误差校正后，精度符合要求再定位其他轴线控制点，并在条件允许的情况下将轴线方向用三角形红漆标在相邻构筑物上，轴线控制采用经纬仪三测回投测轴线，保证所有轴线误差控制在5mm以内。基坑设计方案全文共8页，当前为第8页。（2）高程控制①水准基准点建立水准基点，在施工现场最安全、通透性能较好的地方，做五至六个深埋式的水准点，供标高控制使用。②引测水准路线 根据建设单位提供的场地水准高程点，按四等水准测量的精度要求用精密水准仪进行观测，闭合差不超过f差=±12K1/2（K为水准路线长度KM）并进行误差分配。③桩顶标高控制 在桩基的井圈护壁上用精密水准仪定出标高水平线，再以此水平线控制桩面标高。④误差要求 轴线水平位移误差5mm，高程精度：±5mm。⑤注事事项：a、所有轴线高程传递均以控制点和水准点为基准，所以要加强对控制点和水准点的保护。b、仪器经常检核，检核资料齐全及时。C、操作时遵守有关安全操作规程。挖孔与护壁（1）挖孔施工前作好作业面排水工作，按照桩位及桩径砌筑井圈，井圈作法要求高10cm，用C20混凝土浇筑，保证牢固稳定，桩位及桩径符合设计要求，同时作好轴线及十字标志和井口标高测设。基坑设计方案全文共9页，当前为第9页。根据已定出的桩位进行人工挖孔。挖土从上至下逐层用镐、锹进行，遇坚硬土层或进入持力层后用风镐挖掘。挖土次序为先挖中间后周边，按设计桩直径加护壁厚度控制截面，允许尺寸误差为+3cm。扩底部分采取先挖桩身圆柱体，再按扩底尺寸从上至下削土修成扩底形。弃土装入活底吊桶内，垂直运输采用在孔口安装支架，工字钢轨道，孔较深时用慢速卷扬机提升；挖孔较浅时，采用辘轳用Φ18的尼龙绳提升。基坑设计方案全文共9页，当前为第9页。弃土运至地面后，用机动翻斗车以及手推车随时运出至指定堆土地点。挖土过程中遇地下水采取随挖随用吊桶将泥水一起吊出。大量渗水时，在一侧挖集水坑，用高扬程水泵排出桩孔外，同时加强对孔壁土层涌水情况的观察，发现异常情况，及时采取处理措施。（2）护壁护壁严格按双层1/4红砖护壁施工，确保护壁的安全与稳定。逐节施工，层层交圈，并随时检查其垂直度是否符合要求。（3）挖孔中的测量控制桩位轴线采取孔口设十字控制点、基准点来控制。护壁中心线控制，系将桩控制轴线高程引到第一节护壁上，每节以十字线对中，吊线锤作检查中心垂直度控制用，以基准点测量孔深，以保证桩位、孔深和截面尺寸正确。（4）挖孔与护壁注意事项①多根桩同时成孔，间距未满足桩径3倍的采取间隔跳挖措施，以减少水的渗透和防止土体滑移。基坑设计方案全文共10页，当前为第10页。②对桩的垂直度和直径分段检查，发现偏差，随时纠正，保证误差控制在允许值之内。基坑设计方案全文共10页，当前为第10页。③扩底要求支承在设计的持力层上，严格控制扩头分段施工扩高，并清除底部虚土，逐根进行隐蔽验收。④遇塌孔，在塌孔处采取砖砌外模，配置适量钢筋，再支钢内模浇筑一段混凝土护壁。⑤相邻桩不能同时扩底，分批跳开扩底，待先扩底的桩混凝土浇灌七天后再扩底。⑥已扩底的桩，尽快浇筑，不能很快浇灌混凝土的桩，暂不扩底，待浇灌混凝土前扩底，以保证桩孔稳定。⑦挖孔质量要求：桩孔位中心线允许偏差±10mm，桩垂直度偏差0.5%桩长，孔底不允许留有虚土。钢筋笼的制作与安装①所有的钢筋原材料必须是大厂生产的合格钢材，钢筋按计划分批进场，进场时必须有出厂质量证明书，并根据同一规格、型号、批量，每60T以内取一组试件进行原材料物理性能检验。合格后分类挂牌架空堆放整齐。②钢筋的下料与放样：加劲筋、箍筋的成型，采取加工同箍直径的圆盘以插销连接成专门制作圆箍的圆盘模具，加工人员根据圆盘模具将所需加强筋、箍筋逐根弯曲成型。基坑设计方案全文共11页，当前为第11页。③钢筋笼的成型组装：钢筋笼的组装在加工场地平卧制成所需的长度的钢筋笼，在地面设二排轻轨，先将加强箍按间距排列在轻轨上，按划线逐根放上主筋并与之点焊连接，控制平整度误差不大于50mm，上下节主筋接头错开50%，箍筋每隔一箍与主筋按梅花形用电弧焊点焊固定。主筋接长采用单面搭接焊，焊缝长度要求不小于10d，焊接完毕后，随手将药皮敲掉。组装成形的钢筋笼验收后，编号挂牌，并按桩号分类堆放整齐备用。基坑设计方案全文共11页，当前为第11页。④对大直径钢筋笼的加固，因钢筋笼直径较大，加工难度大，为防止钢筋笼吊放时扭曲弯形，除设计要求的钢筋外，在内部设Φ16@2000的井字型加劲支撑与主筋焊接牢固，组成骨架，吊放入孔后，支模时拆除加劲支撑。⑤钢筋笼保护层的控制在钢筋笼四侧主筋上每隔5m设置4个Φ16耳环作定位铁，使保护层保持5cm，钢筋笼外形尺寸严格控制比孔小100mm。⑥钢筋笼就位钢筋笼就位：对桩径较大的笼子，采用12T履带式吊车进行，钢筋笼起吊后，正对桩孔内就位。用二根16号槽钢横担穿过钢筋笼顶部加强箍，搁在桩上部混凝土井圈上，抽出横担后，缓慢放入桩孔内就位。用2根Φ22钢吊钩钩住笼顶加强箍，用槽钢横担悬挂在井圈上，脱钩后借自重可保持钢筋笼标高、垂直度和保护层正确；对于桩径小的桩，可现场用独脚拔杆起吊。桩芯混凝土浇灌基坑设计方案全文共12页，当前为第12页。本工程桩芯砼采用C25混凝土，施工必须投入大量的人力、物力及机械设备。计划投入人力:混凝土浇灌劳力共2个班组，投入主劳动力加辅助人员共20人以满足施工需要。基坑设计方案全文共12页，当前为第12页。（1）混凝土的浇灌混凝土浇灌前将井孔底部积水和泥土以及被水浸泡的软弱土处理干净，混凝土用漏斗和串筒向孔内浇灌。串筒末端离孔底高度不大于2m，保证混凝土不分层、不离析。混凝土要垂直灌入桩孔内，避免混凝土斜向冲击孔壁，造成塌孔。混凝土必须连续浇灌，每层浇灌高度不得超过1m便应该用插入式振动棒进行振捣。振捣时每次穿透于下层不小于0.3m，振捣至泛浆为止，不得欠振、过振和漏振。振捣时要求快插慢抽，确保混凝土浇灌的质量，桩顶标高以上混凝土表面在混凝土初凝前抹平整，避免出现塑性收缩裂缝或环向干缩裂缝，表面有浮浆层应凿除，以保证与上部承台有良好的连接口。（2）混凝土试块留置按要求，施工时每根桩留置一组混凝土试块，试块上标明混凝土成型日期、混凝土标号、桩号等，进行标准养护，并及时送试验室，达到龄期后进行抗压试验，根据混凝土抗压强度报告，作混凝土强度分析。7.3地面硬化及地表排水沟施工基坑开挖前在基坑坡顶作表面硬化处理，并在硬化层中设置排水沟，表面硬化层宜作成反坡，排水沟应不漏水，排水沟作成后，可方便基坑内向外排水。7.4基坑开挖施工基坑设计方案全文共13页，当前为第13页。7.4.1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。基坑设计方案全文共13页，当前为第13页。7.4.2该基坑支护开挖施工的顺序原则如下：①建立基坑开挖环境监测系统，并取得环境监测所需的基础数据→地面硬化→土方开挖→喷砼施工。②土方开挖必须分层进行，开挖一层，支护一层，然后进行下一层土方开挖。7.4.3要保证该基坑顺利开挖成功，除了高质量的支护设计外，还需要土方开挖施工组织严密，土方开挖施工队伍一定要与基坑支护施工队伍密切配合，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。随意超挖蛮干，往往是造成基坑事故的重要原因。7.4.4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，使支护结构出现过载现象。7.4.5基坑开挖过程中，土方不应随意堆置于基坑周边，施工用材必须堆置于坑边的应均匀堆放，不得超过规定的堆载值。7.4.6土方开挖进程中，挖土机不得碰撞支护结构件，并应注意保护好观测标志。7.4.7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。基坑设计方案全文共14页，当前为第14页。7.4.8在雨季开挖时，应注意地表水的疏排，防止地表水下渗造成边坡不稳，坡脚严禁积水。基坑设计方案全文共14页，当前为第14页。8、监测及应急措施8.1监测的目的深基坑施工监测的主要目的是充分掌握整个深基坑在开挖过程坑壁土体、邻近道路管线及建筑物的变形动态、变形大小及特征、地下水动态变化特征等，以达到预警效果，确保整个基坑工程的顺利进行。通过基坑监测及时提供施工信息，调整施工方案，及时采取合理的应急应变措施，信息化施工法是基坑安全进行的有力保证。8.2监测方案根据基坑周边的状况，布设基坑监测点（地面沉降和水平位移点），布置间距40～50m,监测周期：在土方开挖3～5天一次，地下室施工过程中7～10天一次，遇到异常情况适当加密监测频率。(1)整个基坑的监测包括位移监测，沉降观测。(2)为了精确实施监测方案，首先必须在施工场地进行影响范围外布设高精度平面控制网和精密水准基点网，以作为位移与沉降观测的基准点。(3)在基坑周边以及邻近建筑物上布设位移与沉降观测点，位移与沉降观测点除个别情况外，应合二为一，即沉降、位移观测点使用同一点，以利于监测资料的分析。(4)监测项目基坑设计方案全文共15页，当前为第15页。①基坑周边的地面土体位移及沉降。基坑设计方案全文共15页，当前为第15页。②基坑内土体的隆起变形。③地下管线变形监测及市政设施的沉降、变形监测。8.3监测方法（1）观测点的布设①控制基准点的布设：在基坑影响范围外（50米范围外）布设二个以上的基准点，该点经现场踏勘后具体确定位置，基准点必须是绝对固定点，确保其牢固可靠且通视性较好，基准点应设保护装置。②在围护结构顶部及基坑周围影响范围内布置监测点，按20-25m间距布置，且在阳角处适当加密监测点，监测点的具体位置见《基坑监测点平面布置图》。（2）观测方法①基坑周边地面的位移观测采用准直线法。②沉降观测采用往返闭合观测法。（3）监测仪器①位移观测仪器采用J2经纬仪和精度5+5PPm以上的测距仪。②沉降观测仪器采用N3水准仪和铟钢尺。（4）观测时间间隔及成果资料整理基坑设计方案全文共16页，当前为第16页。①基坑开挖在3m深度内，每隔2天观测一次，开挖深度在3m以下每天观测一次，其间可视观测成果的具体情况加密或适当延长观测时间间隔，开挖完成后7天内每半天一次，15天内一天一次，30天内二天一次，30天以后每5天一次，直至施工至基坑底面，其间视其变化情况适当加密或延长观测时间间隔。基坑设计方案全文共16页，当前为第16页。②每次沉降观测要求计算出各测点的高程、累计沉降量、本次沉降量、沉降速率等，每次水平位移观测