基坑喷锚网设计与施工方案A3.doc

UT斯达康通讯有限公司杭州生产研发中心工程基坑围护方案设计与施工方案 基坑围护开挖设计与施工方案1浙江省一建建设集团有限公司 浙江省地质矿产工程公司（岩土工程研究所） 围护设计与施工方案 一、设计依据与设计范围二、工程概况及周边环境三、工程地质条件四、围护体系方案选择五、围护体系受力与稳定分析六、喷锚网支护七、基坑降水及排水八、基坑开挖协调九、应急措施十、基坑开挖监测方案十一、附计算书十二、附施工图十三、施工组织十四、施工进度计划十五、施工主要机具十六、质量保证措施十七、特别注意事项 基坑围护开挖设计与施工方案一、设计依据与设计范围本方案设计为 基坑围护开挖工程方案设计，内容涉及该围护工程的方案选择，围护结构的受力及稳定性分析，围护结构的具体做法及施工图，基坑降水和排水，以及基坑开挖监测及应急措施等。本围护工程设计依据：1、 中心工程地质勘察报告；2、 有关本工程建筑设计图纸；由于正式的施工图纸尚未出，目前本方案以现有的设计资料为依据；3、冶金部标准建筑基坑工程技术规范(YB9258-97)；4、建设部标准建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)；5、浙江省标准建筑基坑工程技术规程（J10036-2000）。6、现场实际情况。二、工程概况及周边环境（一）工程概况本工程为35层厂房，框架结构，总建筑面积227111m2。设一层地下室，地下室地板为梁板筏基。基坑分北、南两个。北楼地下室开挖面积约24000 m2，自然地面相对标高约为-2.00米，挖土深度LK/610轴底板处为4.95米，承台处挖深为6.75米；5/S轴左上角底板处挖深3.65米；1113/V轴底板处挖深4.45米，其余底板处挖深均为2.55米。南楼地下室深基坑开挖面积约3722 m2，最大开挖深7.60米；南楼浅基坑开挖面积约5089 m2，最大开挖深4.40米；南楼自然地面相对标高约为-2.80米。 （二）周边环境本工程距 江边约60米，南楼与北楼之间有一条20米宽的河流穿过。本场地原为蔬菜地和苗木地，地形基本平整，四周较空旷，场地内无特别需要保护的其它建筑物。三、工程地质条件（一）地层土质特性根据 城建勘测工程有限公司提供的工程地质勘察报告，场地地层结构自上而下分述如下： 层 素填土：灰褐色、褐色，性质不均，夹有少量碎石、砾石等，松散，土性为粉土。-1 层 粉土：黄褐色、灰黄色，很湿，稍密中密，含云母及氧化铁，局部夹少量块石。-2层 淤泥质粉土：灰黄色、灰色，很湿，稍密，含云母屑及少量有机质。-1层 粉土：黄褐色、灰黄色，很湿，稍密中密，含云母及氧化铁。-2层 粉土：褐黄色、灰黄色，湿，稍密中密，含云母及白色贝壳碎屑。-1层 粉砂：灰黄色，饱和，稍密中密，含云母及少量粘性土。-2层 粉土：灰黄色、灰色，很湿，稍密中密，含云母及白色贝壳碎屑。基坑开挖深度影响范围内土层主要土工指标见表1所示。表1 土层主要土工指标层 号土层名称层厚（m）重度（kN/m3）含水量（）%内摩擦角（度）内聚力（kPa）粘结强度（kPa）1素填土2.018.9631.53011402-1粉 土1.719.0831.1339402-2淤泥质粉 土0.718.9931.7346403-1粉 土3.219.1629.8348403-2粉 土3.019.3528.6348405-1粉 砂3.420.224.2367405-2粉 土6.619.2728.633740（二）水文地质简况施工场地内浅部地下水属孔隙潜水类型，地下水位受大气降水影响，勘探期间水位埋深在1.102.95米左右。四、围护体系方案选择（一）基坑围护特点根据工程地质报告等资料，本基坑围护具有如下特点：1、基坑开挖面积较大；2、基坑大面积开挖深度为2.553.0m，南楼局部为6.75米，北楼局部为7.60米，属一般深度；3、基坑开挖深度及影响范围内土性较好，主要为填土层及粉土；4、场地土渗透性较好，属易引起管涌的地质条件；（二）围护体系和基坑开挖方案的选择基坑围护开挖方案1：基坑周边全部采用加固型和支挡型围护，开挖深度在3米以内的大面积处采用水泥搅拌桩加固型支护基坑开挖，开挖深度大于3米的采用混凝土灌注桩和水泥搅拌桩支挡型支护基坑开挖；同时基坑内外局部设置降水设施。基坑围护开挖方案2：基坑大面积这部分区域（开挖深度为2.553.0m）采用1:0.75放坡大开挖加设二级轻型井点降水系统，基坑边坡采用喷射混凝土（内配置6.5200200钢筋网）技术方案；局部深基坑支护采用喷锚网支护技术加设三四级轻型井点降水系统，结合地表明沟集水井排水围护技术方案。综合考虑本工程基坑的开挖深度、周围环境、工程地质条件、投资和工期因素，我公司会同浙江省地质矿产工程公司岩土工程研究所认为，第一个基坑围护开挖方案虽然要比第二个方案更保险，但是造价经我们测算要比第二个方案高出30%，工期要比第二个方案延迟60天（主要受施工工艺、大量的混凝土灌注、混凝土和水泥搅拌桩的养护令期等因素的影响），而且基坑外局部仍还需要设置深井降水设施，费用将达到250万元。决定基坑围护开挖采用第二个方案。五、围护体系的受力及稳定分析围护体系受力、变形与稳定分析，采用 岩土工程研究所基坑围护设计“围护大全”软件。各项安全系数满足规范要求，计算结果见附录。六、喷锚网支护1、基坑开挖前应结合本设计方案编制出具体的挖土施工方案，制定挖土和运土路线，指定挖土机及运土车辆的进出口，制定严格的现场监督制度，控制挖土施工，控制坑边堆载。2、严禁在基坑边6m范围内超载，严禁挖土机和车辆在坑边碾压，严禁堆土和建筑材料。3、土方开挖必须分层分段进行，每层开挖深度不大于1.50m，每个施工段开挖长度不大于20m，严禁超挖或在上一层未加固完毕就开挖下一层。即下层土在上层土喷锚网支护施工后一天（至少24小时）方可继续开挖。4、土钉墙面层采用喷射混凝土，强度等级为C25，喷射混凝土厚度为100mm。喷射混凝土采用干喷法，分二层施工。5、在喷射混凝土施工中，可根据坑壁土层含水量及土方开挖速度，适当添加25%的速凝剂。加水量以回弹量最小为准。6、土钉注浆材料采用水泥砂浆或纯水泥浆，水泥砂浆的配合比为1:0.2（重量比），水灰比为0.5。水泥砂浆应搅拌均匀，随拌随用。终止压力不小于0.4MPa。7、锚管制作及成孔：本工程第一、二排采用打入注浆式锚管代替螺纹钢筋。483钢管前端敲成扁平状，管身上按梅花型每80cm钻出8mm孔洞，便于注入水泥浆液，打入角515，向下。锚杆制作：采用483钢管，按梅花形打孔，孔径8，间距800，每隔1.5米放置一道对中环。采用洛阳铲人工造孔至设计深度，孔径不小于100mm。8、钢筋网片采用6.5200200 单层满布。9、锚管（管）头相互连接：均用214钢筋横向焊接，并和钢筋网相焊接。10、基坑四周采用轻质材料安全围栏。七、基坑降水及排水根据地质情况及有关经验，本工程基坑开挖及地下室施工时降水和排水是很关键工作之一，务必引起高度重视。本工程降水采用轻型井点方案。基坑开挖影响深度内土层主要为人工填土和粉土，地下水渗透系数较大，需要加插全封闭井点降水系统降水。A-A剖面设三级井点降水管，井点管长度7米，水平距离1.00米，设置深度位置见围护-05；B-B、C-C剖面位置处境基坑内部孤岛，故只设置相当于A-A剖面的第二、三级井点管，参数同A-A剖面；D-D、D-D剖面设一级井点降水管，井点管长度7米，水平距离1.00米，设置深度位置见围护-06。F-F剖面位置处境基坑内部孤岛，设二级井点降水管，井点管长度7米，水平距离1.00米，设置深度位置见围护-06。E-E剖面位置处境基坑内部坑中坑，故只设置相当于F-F剖面的第二级井点管，参数同F-F剖面。由于本工程基坑面积特大，基坑边部周边的井点降水是无法使基坑中部的潜水面降至坑底面下至少0.50米，因此在基坑内要增设一级井点降水管，其布置位置参见附图。基坑周边轻型井点布置根据经验和计算按25米一组来设置。井点管长度为67米，井点管间距为1.00米，管径为50mm，其下端为1米的滤管，滤管壁上的孔眼呈梅花状布置，间距为30mm左右，孔的直径为10mm，滤管外包二层滤网，外面再包裹棕絮或土工布。填砂厚度为2.83.3m,砂采用中粗砂。集中总管采用100mm的双法兰钢管，每节长6米，干管壁上焊内径为50mm的刺管，间距为1米，总管与真空泵或集水罐及井点立管连续。井点管埋设采用水冲法。井孔应垂直，孔深比滤管底要深50cm，把包有滤网的井点管插入孔内、扶正，并灌入足量的砂，边灌边用竹杆插捣。在地面下1米的范围内用粘土封堵孔口，以确保抽水时不漏气。井点管用抽水胶管和总管接通，并将总管及抽水设备连接完整，要求所有胶管接头一律用铁丝拧紧，每个真空泵系统抽吸的井点立管及集水总管为一组。总管的法兰接头要垫好胶垫，拧紧罗栓，保证全部接头坚固、严密。轻型井点正常出水应是先混后清。基坑降水与地下室施工同步进行，自基坑挖土前一周开始，至地下室0.00施工完回填土完毕结束。由于本工程在地下室设置后浇带，基坑内井点管设置又考虑布置在后浇带处，如果要在地下室0.00施工完结束井点降水工作，则后浇带处应设有临时防水构造措施。一旦井点降水开始，就必须正常连续运行。为防止突发停电，要配备四台柴油发电机。井点降水时，要对周边的建筑物、道路、管线、钱塘江涨潮时的水位进行观测，及时采取一些如回灌等防护措施。在基坑外侧挖300300断面水槽，在近河道附近设集水坑，及时将地表积水排走。在基坑内适当位置挖集水坑，及时将坑内积水排走，保持坑内作业面及坑底干燥。八、基坑开挖协调为了便于施工及有利于边坡稳定，开挖坡度一般定为1:0.501:0.75。土层需分层、分段开挖，第一层深1.5米，其它各层基本按锚管排距实施。分段长度一般1520米，视具体情况而定。下层土在上层土喷锚网支护施工后一天(至少24小时)才可继续开挖。一定要严格按照喷锚网支护的要求深度和长度进行开挖，绝对不能超挖。九、应急措施围护工程极为复杂，影响安全的因素很多，必须随时做好应付可能出现的不利情况，确定合适的应急措施。现场应备有应急措施用材料及设备，如松木桩、水泥、钢管、注浆机等；发现渗水或流砂时，应立即停止开挖，用锚管注浆止水或喷射砼网，止住渗水或流砂后再开挖。在基坑开挖施工过程中，如出现局部位移量过大，可采取加密和加长土钉、增打松木桩或超前锚管、局部放坡卸土等方法解决。对局部由于降水不到位而出现管涌情况，必须采取一定的技术措施。可采用抛大块石，注干粉水泥等一些技术措施。十、基坑开挖监测方案基坑开挖围护是项风险工程，地下工程极其复杂，在基坑开挖整个过程中进行全过程监测，实行信息化管理，对指导开挖施工确保安全是很有必要的，而且是非常重要的。建议做如下的监测：1、深层水平位移观测：在基坑边坡外侧按图示埋设3根测斜管。侧向位移在基坑开挖过程中是很敏感的，是确定围护体系是否安全的一个重要数据；2、沉降：在基坑外侧地面每边设2个常观沉降观测点，监测开挖过程中基坑外侧土体的沉降，沉降点具体设置位置现场定；3、基坑监测预警指标：水平位移值达到4.0cm，位移速率达5mm/d，连续2天。4、基坑围护监测须由专业的监测队伍进行，并及时将监测资料反馈围护设计方，以便及时分析处理。十一、附计算书见附件。十二、附施工图围护-01 基坑围护设计方案说明围护-02 基坑土钉支护平面图(北区一)围护-03 基坑土钉支护平面图(北区二)围护-04 基坑土钉支护平面图(南区)围护-05 基坑剖面A-A、B-B 土钉支护立面、锚头做法围护-06 基坑剖面C-C、D-D、E-E、F-F十三、施工组织为了确保基坑顺利施工，确保工程质量和施工进度，由项目部一位常务副经理和技术负责人负责此项全面工作，并分别由南区北区二位施工负责人负责具体工作，对施工质量及设计方案的实施负责，并有权处理施工中有关的技术问题。井点降水和基坑喷锚工作将组织专业施工单位来实施。也就是说，明确专业施工单位后，由我总承包方组织专业施工单位将会同监理单位再讨论明确实施方案。十四、施工进度计划该基坑边坡喷锚网支护施工工期主要由挖运土方时间及喷锚网养护时间决定，因此施工中应密切配合，做到交叉平行作业，这样既可以保证边坡稳定又可以缩短工期。基坑降水进度计划原则上与地下室施工同步进行。降水自基坑挖土前一周开始，至地下室0.00施工完回填土完毕结束。十五、施工主要机具空压机 2 台砼喷射机 2 台 注浆机 1 台水泥浆搅拌机 1 台 打管机 2 台切割机 1 台 电焊机 1 台动力电缆 300米 高压输料管 250米 高压水管 200米 洛阳铲 20把 其它工具 若干十六、质量保证措施 1、严格按照锚管的设计参数和图纸进行精心施工。 2、加强现场管理，关键部位，技术人员必须轮流跟班作业，把好每道工序关，确保工程质量。 3、严格把好材料质量关，不使用不符合标准的建筑材料。 4、进行动态施工，加强对基坑边坡的位移监测，发现问题及时采取措施。5、为了防止积水的干扰，应做好场地四周及坑内排水。十七、特别注意事项 1、近坑边不准堆积废土， 2、近坑边不准堆放钢筋。 3、近坑边不准存放水泥罐。4、近坑边不准停放挖土机附件：喷锚网支护计算书一、基坑支护A-A剖面计算结果（一） 原 始 数 据1、 基本信息：开挖深度(m) 地下水位(m) 地面荷载(kPa) 放坡阶数 6.8 2 15 12、局部超载：局部超载(kPa) 局部超载距坑边距离(m) 超载宽度(m) 0 0 草药 03、土层信息：土层号 厚度(m) 粘聚力(kPa) 内摩擦角(度) 重度(kN/m3) 粘结强度(kPa) 1 2.0 11 30 18.96 35 2-1 1.7 9 33 19.08 352-2 0.7 6 34 18.99 35 3-1 3.2 8 34 19.16 353-2 3.0 8 34 19.35 355-1 3.4 7 36 20.20 355-2 6.6 7 33 19.27 354、放坡信息：阶数 高度(m) 坡率 平台宽(m) 1 6.8 0.4 坑底平面5、土钉信息：道数 水平 垂直 长度 下倾角 孔径 钢筋 钢筋抗 超挖 间距 间距 直径 拉强度 深度 (m) (m) (m) (度) (mm) (mm) (MPa) (m)1 1.2 1.4 8 8 100 22 310 0.3 2 1.2 1.2 8 8 100 22 310 0.3 3 1.2 1.2 8 8 100 22 310 0.3 4 1.2 1.2 8 8 100 22 310 0.3 5 1.2 1.2 8 8 100 22 310 0.5（二）计 算 结 果 1、土钉强度与长度验算结果： 第1道土钉：土钉强度安全系数Ks=15.93 1.4强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=8m 要求值=5.63m，长度验算满足要求！ 第2道土钉： 土钉强度安全系数Ks=6.02 1.4强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=8m 要求值=5.45m，长度验算满足要求！ 第3道土钉： 土钉强度安全系数Ks=3.49 1.4强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=8m 要求值=6.50m，长度验算满足要求！ 第4道土钉： 土钉强度安全系数Ks=2.90 1.4强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=8m 要求值=6.71m，长度验算满足要求！ 第5道土钉： 土钉强度安全系数Ks=2.31 1.4强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=8m 要求值=6.30m，长度验算满足要求！2、土钉墙内部整体稳定性分析结果： 计算步数 安全系数 滑弧圆心X坐标(m) 滑弧圆心Y坐标(m) 滑弧半径(m) 1 1.86 1.75 -1.61 3.18 计算步数 安全系数 滑弧圆心X坐标(m) 滑弧圆心Y坐标(m) 滑弧半径(m) 2 1.96 1.35 -1.34 2.85 计算步数 安全系数 滑弧圆心X坐标(m) 滑弧圆心Y坐标(m) 滑弧半径(m)3 2.20 2.12 -1.73 6.67 计算步数 安全系数 滑弧圆心X坐标(m) 滑弧圆心Y坐标(m) 滑弧半径(m) 4 2.04 3.21 -1.83 8.06 计算步数 安全系数 滑弧圆心X坐标(m) 滑弧圆心Y坐标(m) 滑弧半径(m) 5 1.76 4.49 -1.30 8.77 计算步数 安全系数 滑弧圆心X坐标(m) 滑弧圆心Y坐标(m) 滑弧半径(m) 6 1.94 4.49 -1.10 8.673、土钉墙外部整体稳定性分析结果： 抗倾覆稳定安全系数Kq=19.481.3，满足要求！ 抗滑移稳定安全系数Kh=4.081.2，满足要求！ 基底平均压力P=131.55kPa 地基承载力f=132.74kPa，满足要求！ 基底最大压应力Pmax=154.00kPa 1.2，满足要求！二、基坑支护C-C剖面计算结果（一） 原 始 数 据1、基本信息：开挖深度(m) 地下水位(m) 地面荷载(kPa) 放坡阶数 4.9 2 15 12、局部超载：局部超载(kPa) 局部超载距坑边距离(m) 超载宽度(m) 0 0 03、土层信息：土层号 厚度(m) 粘聚力(kPa) 内摩擦角(度) 重度(kN/m3) 粘结强度(kPa) 3-1 3.2 8 34 19.16 353-2 3.0 8 34 19.35 355-1 3.4 7 36 20.20 355-2 6.6 7 33 19.27 354、放坡信息：阶数 高度(m) 坡率 平台宽(m) 1 4.9 0.4 坑底平面 5、土钉信息：道数 水平 垂直 长度 下倾角 孔径 钢筋 钢筋抗 超挖 间距 间距 直径 拉强度 深度 (m) (m) (m) (度) (mm) (mm) (MPa) (m)1 1.2 1.3 4 8 100 22 310 0.3 2 1.2 1.1 4 8 100 22 310 0.33 1.2 1.1 6 8 100 22 310 0.34 1.2 1.1 6 8 100 22 310 0.3（二）计 算 结 果1、土钉强度与长度验算结果：第1道土钉： 土钉强度安全系数Ks=18.92 1.4强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=4m 要求值=2.52m，长度验算满足要求！ 第2道土钉： 土钉强度安全系数Ks=7.91 1.4强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=4m 要求值=2.99m，长度验算满足要求！ 第3道土钉： 土钉强度安全系数Ks=4.77 1.4强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=6m 要求值=3.58m，长度验算满足要求！ 第4道土钉： 土钉强度安全系数Ks=3.52 1.4强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=6m 要求值=4.06m，长度验算满足要求！ 2、土钉墙内部整体稳定性分析结果： 计算步数 安全系数 滑弧圆心X坐标(m) 滑弧圆心Y坐标(m) 滑弧半径(m) 1 1.54 1.76 -1.28 2.88 计算步数 安全系数 滑弧圆心X坐标(m) 滑弧圆心Y坐标(m) 滑弧半径(m) 2 1.75 2.21 -1.75 3.49 计算步数 安全系数 滑弧圆心X坐标(m) 滑弧圆心Y坐标(m) 滑弧半径(m) 3 1.76 2.84 -2.23 6.03 计算步数 安全系数 滑弧圆心X坐标(m) 滑弧圆心Y坐标(m) 滑弧半径(m) 4 1.69 2.58 -2.24 7.28 计算步数 安全系数 滑弧圆心X坐标(m) 滑弧圆心Y坐标(m) 滑弧半径(m) 5 1.81 4.49 -3.06 7.963、土钉墙外部整体稳定性分析结果：抗倾覆稳定安全系数Kq=14.221.3，满足要求！ 抗滑移稳定安全系数Kh=3.201.2，满足要求！ 基底平均压力P=94.21kPa = 地基承载力f=115.103kPa，满足要求！ 基底最大压应力Pmax=114.60kPa 1.2，满足要求！ 五、基坑支护E-E剖面计算结果（一） 原 始 数 据1、基本信息：开挖深度(m) 地下水位(m) 地面荷载(kPa) 放坡阶数 3.2 2 15 12、局部超载：局部超载(kPa) 局部超载距坑边距离(m) 超载宽度(m) 0 0 03、土层信息：土层号 厚度(m) 粘聚力(kPa) 内摩擦角(度) 重度(kN/m3) 粘结强度(kPa) 3-1 3.2 8 34 19.16 35 3-2 3.0 8 34 19.35 35 5-1 3.4 7 36 20.20 35 5-2 6.6 7 33 19.27 354、放坡信息：阶数 高度(m) 坡率 平台宽(m) 1 3.2 0.4 坑底平面5、土钉信息：道数 水平 垂直 长度 下倾角 孔径 钢筋 钢筋抗 超挖 间距 间距 直径 拉强度 深度 (m) (m) (m) (度) (mm) (mm) (MPa) (m) 1 1.2 1.4 4 8 100 22 310 0.32 1.2 1.1 6 8 100 22 310 0.7（二）计 算 结 果1、土钉强度与长度验算结果：第1道土钉： 土钉强度安全系数Ks=16.80 1.4强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=4m 要求值=2.72m，长度验算满足要求！ 第2道土钉： 土钉强度安全系数Ks=7.52 1.4强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=6m 要求值=4.18m，长度验算满足要求！2、土钉墙内部整体稳定性分析结果：计算步数 安全系数 滑弧圆心X坐标(m) 滑弧圆心Y坐标(m) 滑弧半径(m) 1 1.52 1.91 -1.32 3.02 计算步数 安全系数 滑弧圆心X坐标(m) 滑弧圆心Y坐标(m) 滑弧半径(m) 2 1.74 2.11 -1.81 4.96 计算步数 安全系数 滑弧圆心X坐标(m) 滑弧圆心Y坐标(m) 滑弧半径(m) 3 2.08 1.91 -1.34 4.763、土钉墙外部整体稳定性分析结果：抗倾覆稳定安全系数Kq=21.571.3，满足要求！ 抗滑移稳定安全系数Kh=4.071.2，满足要求！ 基底平均压力P=61.31kPa = 地基承载力f=107.439kPa，满足要求！ 基底最大压应力Pmax=69.84kPa 1.2，满足要求！ 六、基坑支护F-F剖面计算结果（一） 原 始 数 据1、 基本信息： 开挖深度(m) 地下水位(m) 地面荷载(kPa) 放坡阶数 5.9 2 15 12、局部超载：局部超载(kPa) 局部超载距坑边距离(m) 超载宽度(m) 0 0 03、土层信息：土层号 厚度(m) 粘聚力(kPa) 内摩擦角(度) 重度(kN/m3) 粘结强度(kPa) 1 2.0 11 30 18.96 35 2-1 1.7 9 33 19.08 352-2 0.7 6 34 18.99 35 3-1 3.2 8 34 19.16 353-2 3.0 8 34 19.35 355-1 3.4 7 36 20.20 355-2 6.6 7 33 19.27 354、放坡信息： 阶