1、基坑支护方案设计及计算书第一部分 基坑支护设计方案说明1 工程概况 1.2 项目概况 主体建筑总用地面积约11654.00m2左右，总建筑面积约54193.66m2左右，拟建建筑物共有5栋，地上634层，地下一层，结构形式为钢筋混凝土框架结构。基坑规模基坑大致呈矩形。地下室外墙周长约425m，面积约8087m2。开挖深度本工程结构0.00对应绝对标高+16.23m；场地整平后地面标高： ABC段场地相对标高-0.90m，底板标高-4.50m，底板厚600mm，垫层以100mm计； CDEA段场地相对标高-1.30m，底板标高-4.50m，底板厚600mm，垫层以100mm计； 经计算，计算挖深
2、为3.90/4.30m。 1.3 环境概况基坑东侧基础外包线距用地红线3.00m，红线外为道路及多层建筑；基坑南侧基础外包线距用地红线10.00m,红线外为多层建筑；距离基础外包线1.50m的地下埋有两根水管，水管埋深2.00m，管径0.60m；基坑西侧距基础外包线用地红线6.00m，红线外为道路，距基坑边线最小距离10.00m；基坑北侧距基础外包线用地红线6.00m，红线外为河滨南路，距基坑边线最小距离7.50m；距离基础外包线1.00m的地下埋有一条煤气管道，埋深2.00m；1.4 基坑安全等级综合基坑挖深，周边环境等因素，本基坑安全等级为二级，重要性系数1.0。2 地质资料 本场地地质资
3、料描述如下。2.1 地形地貌场地地貌类型属秦淮河上游二级阶地河漫滩地貌单元，场地地面相对标高在14.8516.26米(1985国家高程基准)之间，相对高差在1.41米。2.2 工程地质 根据勘察报告，影响基坑开挖的场地岩土层分布自上而下叙述如下： 素填土：杂色，湿，松散，夹有植物根茎及碎砖，局部地表含较多建筑垃圾，填龄达35年左右。底部0.301.00米为灰褐色可塑状粉质粘土，场地普遍分布，厚度2.204.60m,层底标高9.6911.81 m； 粉质粘土：灰褐色，可塑，含铁锰质浸染及灰白色铝土条带。无摇震反应，切面有光泽，干强度、韧性中等，12号楼北部缺失，厚度03.90m，层底标高8.76
4、10.93m。 粉质粘土夹粉土：灰色，软塑，稍有摇震反应，切面有光泽，干强度、韧性中等，厚度4.007.00m，层底标高2.765.96m。其余土层详见勘察报告。2.3 水文概况勘探深度地下水主要为孔隙潜水，赋存于层填土层中。勘察期间场地初见水位埋深在3.205.20米之间，标高10.7812.17米，稳定水位埋深在0.503.40米，标高12.5814.86米，场区地下水主要受大气降水、地表水、北部句容河道及东部一在建工程基础施工影响，蒸发为地下水的主要排泄方式。据区域资料，水位随季节不同有1.00米左右的变化幅度。2.4 不良地质条件根据现场调查了解，场地地形起伏不大，未发现岩溶、土洞和滑
5、坡等影响场地稳定性的不良地质作用和地质灾害存在，建设场地稳定性较好，适宜工程建设。2.5 地质参数基坑支护设计参数详见表1基坑支护设计参数表 表1层号重度直剪（固快）渗透系数c（kPa）（度）垂直水平19.43915.5310-4410-419.54915.8510-7610-719.32116.0810-7810-73 支护方案设计 3.1设计使用规国家标准建筑地基基础设计规 (GB50007-2011)；国家标准混凝土结构设计规 (GB50010-2010)；国家标准建筑结构荷载规 (GB50009-2012)；国家标准建筑基坑支护技术规程 (JGJ120-2012)；国家标准建筑地基基础
6、工程施工质量验收规 (GB50202-2002)；国家标准混凝土结构工程施工质量验收规 (GB50204-2002)；国家标准钢筋焊接及验收规程 (JGJ18-2003)；国家标准建筑基坑工程监测技术规 (GB50497-2009)；其他有关规及规程。3.2设计资料依据3.3 支护方案 基坑ABCD段采用一级放坡支护土钉墙支护，坡比1:0.7，坡面挂网喷浆护坡； 基坑DE段采用二级放坡土钉墙支护，坡比1:0.4，坡面挂网喷浆护坡； 基坑EA采用一级放坡土钉墙支护，其中一级坡坡比1:0.7，坡面挂网喷浆护坡； 基坑部电梯井采用1:1放坡开挖； 采用集水明排方式降、排基坑施工中的地下水。4 基坑支
7、护结构设计计算4.1 计算方法本工程基坑支护方案的设计计算，采用“理正深基坑支护结构设计软件F-SPW版”，按照建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）中的有关基坑支护结构设计要求和标准进行的。4.2 计算条件 基坑安全等级为二级，重要性系数为1.0。 土的c、值均采用勘察报告提供的固结快剪标准值指标。 按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据，计算时，不考虑支护结构与土体的摩擦作用，且不对主、被动土压力系数进行调整，仅作为安全储备处理。 地下水位取值：基坑外地下水位位于自然地面下0.5m；基坑地下水位位于坑底1m。 地面计算超载取20kPa，道路超载取30kPa，建筑物超载每
8、层取15kPa。4.3 计算结果详见计算书。5 支护结构施工技术要求5.1 施工流程 场地整平，测量放线； 土方开挖、放坡喷面、土钉墙跟进施工； 开挖至基坑底标高，及时施工基础垫层，垫层浇筑至支护结构边，养护至设计强度； 结构施工至0.00后基坑回填。5.2 土钉施工技术要求 钻孔土钉墙施工工序：开挖工作面修整边坡（20mm）,埋设喷射混凝土厚度标志喷射第一层混凝土钻孔安设土钉、注浆、安设连接件绑扎钢筋网，喷射第二层混凝土。 钢管土钉采用483.5钢管，倾角20；施工前将钢管前端封闭，每延米钻孔68四个（梅花形布置）;土钉水平间距为1500，注浆体外径不小于120mm。 土钉钻孔后应进行清孔检
9、查，对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土应立即处理；成孔后即时安设土钉并注浆。 注浆时，注浆管应插至距孔底250500mm处，孔口部位宜设置止浆塞及排气管。 土钉沿钉长每隔2m设对中定位支架。 土钉注浆用水泥砂浆等级M20，水灰比不大于0.4，灰砂比1：11：2，并视情况添加高效减水剂，不得任意加大用水量。 土钉采用二次注浆：第一次注浆材料采用水泥砂浆，注浆压力为0.30.5MPa，注到浆液从孔口溢出；第一次注浆结束后4小时进行二次注浆，第二次注浆材料选用水泥浆，水灰比为0.40，注浆压力为0.81.0MPa，使浆液冲破初凝浆液，浆液注入到水泥浆和土体之间，达到注浆压力35分钟，即可结束注浆。
10、注浆体的3d强度不得低于6MPa，28d强度不应低于12MPa。土钉须避开周边地埋管线施工，局部遇障碍物时，允许微调土钉位置和方向。土钉钢筋连接采用短钢筋焊接，焊接应符合规要求。土钉超挖深度不超过0.5m；每层开挖水平宽度不宜大于20m。土钉应随土体开挖逐层施工，土方严禁超挖。土钉孔位允许误差为100mm;钻孔土钉孔径允许误差为20mm（-5mm）;钻孔土钉孔深允许误差为200mm（-50mm）;倾角允许误差为5。施工开挖与土钉、喷射混凝土施工紧密配合，土方开挖后立即进行土钉及喷射混凝土的施工，待上一层土钉注浆体和喷射砼面层强度达到设计强度的70后，方可进行下层土体开挖及土钉的施工。5.3 喷
11、射混凝土施工技术要求 喷射混凝土强度等级C20；水泥：砂：石重量比宜为1:2.0:2.0；水灰比宜为0.400.50；石子粒径不宜大于12mm。 喷射混凝土可掺入适量外加剂来调整工作度和早强时间，其添加量应符合有关技术标准的要求，并通过试验确定。 放坡开挖段喷射混凝土面层厚80，待安放钢筋网后一次喷射到位。钢筋网采用8200钢筋网片，钢筋网与坡面间间隙宜为2030mm；钢筋网通过插入土中的钢筋固定。土中钢筋通过井字加强筋直接焊接在钢筋网上，连接牢固；钢筋保护层厚度不小于20mm。 喷射作业应分段分片依次进行，喷射顺序应自下而上。 喷射时喷头与受喷面保持垂直，距离宜为6001000;喷射砼终凝2
12、h后喷水养护，养护时间57天。 喷射混凝土1天强度不得低于5MPa，3天强度不得低于10MPa。 坡面设置适量泄水孔：PVC管，=75，L=500，外倾坡度5%，水平间距2000。 基坑顶部设置1m宽喷射混凝土护顶，视现场情况与混凝土路建筑物墙脚或围墙根部连接。5.4 土方开挖技术要求 土方开挖前施工单位须编制详细的土方开挖施工组织设计，对各种可能发生的情况进行预估和对策分析，并取得基坑支护设计单位和相关部门的认可后严格遵照实施。 深搅桩达到设计强度后方可进行土方开挖。 在开挖工程中，应充分考虑时空效应，遵循分区、分层、对称、平衡的原则。 基坑部临时坡体坡率应不大于1：1.3；土方开挖过程中挖
13、土高差不得大于2.0米，慎防土体的局部坍塌造成工程桩位移、破坏及现场人员、机械损坏等工程事故。 土方开挖期间，挖土机械不得碰撞支护桩、支撑及降水设施。 坑底土方留300厚人工开挖，不得超挖，尽量减少对基底土体的扰动。 开挖到底后及时满堂浇筑底板垫层至支护桩边（或坡脚），待垫层普遍达到设计强度后再进行局部承台、地梁及集水井、电梯井等坑中坑开挖，基坑边承台逐个开挖，砖砌外模护壁，不得大面积开挖；挖土完成后及时浇筑地下室底板，严禁坑底土地暴露时间过长。 机械进出口通道处应铺设路基箱扩散压力，或设置配筋混凝土面层，不得在支护结构顶部直接碾压。 基坑顶部严禁堆载，土方开挖时，在基坑边10m围，严禁堆放弃
14、土及其他大体积大面积的重物。并严格控制坑边大型机械荷载和重车便道动力荷载。对场土方出土口作局部加强加固。5.5 基坑降排水 根据该场地的地质条件，选用明沟加集水井的方法进行排水；明沟、集水井位置视现场情况而定，明沟离坡角距离不小于1000mm；及时将集水井中水排到排水沟、市政管线或基坑影响围外。 坑顶设截排水导流明沟，防止雨水、地表水汇入基坑。6 其它注意事项 本图所注尺寸除特别说明外，标高以米为计，其余均以毫米计，尺寸大小均以图中所注为准，不得按比例量取。 设计与施工说明中所规定的容若在施工图中另有说明，则以施工图中说明为准。 施工单位再施工前按照基坑周边管线分布情况，核实管线位置与埋深，为
15、管线保护作好准备工作。 施工单位在支护结构施工前，须核对基坑开挖深度、基础底板、支护结构的平面尺寸，如主体结构与支护结构相冲突，需报基坑支护设计单位，待对设计方案作相应调整后方可施工。 施工单位严格按照设计要求施工，确保基坑安全稳定；施工过程中应重视基坑监测数据，实行动态信息化施工，根据基坑监测数据，及时调整施工方案及施工进度；如监测数据达设计报警值，应分析原因做好相应抢险工作，确保基坑安全稳定。 基坑开挖及安设土钉时应时刻注意煤气管道和雨污水管道的位置，确保其安全；未尽事宜须参照相关规、规程进行。7 监测要求及容根据本工程周边环境条件，基坑工程侧壁安全等级为二级；为指导设计与施工、反映基坑侧
16、壁土体真实力学效应、检验设计施工的可靠性和开挖后基坑土体的稳定状态，确保工期的顺利进行，需对本基坑进行各项监测。7.1 监测技术要求 本工程应加强信息化施工，施工期间应根据监测资料及时控制和调整施工进度和施工方法，对施工全过程进行动态控制。 监测仪器的选型，要考虑最大可能需要的量程并根据基坑工程只在地下施工期间使用的性质选用满足安全监测要求、合适的仪器。 仪器安装埋设前要进行检验和率定，绘制监测点，安装埋设详图，并按照方案和埋设要求做好埋设准备。 所有监测点安装埋设完成后，及时绘制监测点位置图，并加强对现场测点保护，以监测测点被破坏。 监测数据必须做到及时、准确和完整，发现异常现象，加强监测。
17、监测数据未达到报警值期间，应向设计单位每周提交一次书面监测结果，监测材料上应注明对应的施工工况及工况平面分布图等施工信息，便于相关各方分析监测结果所反映的情况。 监测数据如达到或超过报警值应及时通报有关各方，以期尽快采取有效措施保证本工程的顺利进行。 监测方案须得到设计单位的认可，监测得到的数据必须及时提供给设计单位，施工总包单位根据监测数据及时调整施工进度和施工工况，以保证本基坑工程的信息化施工。7.2 监测容建议本次监测的具体项目如下： 支护结构顶部水平、垂直位移的监测：沿基坑坡顶每隔1015m设置一监测点。 土体深层水平位移监测：在坡体外侧土体中埋设侧斜管，侧斜管长度不小于1.5倍开挖深
18、度。 临近道路、建筑沉降监测：沿大路每隔1015m设置一观测点。7.3监测要求 要求由专业监测单位进行监测，在土方开挖前，需测得初读数。 在基坑降水开挖期间，须做到一日一测。在基坑施工期间，可视测得的位移及力变化情况加密或减少。 底板浇筑完毕后，须做到两三日一测。 测得的数据应及时上报业主及支护设计单位。 报警值： 支护结构顶部水平位移：位移速率10mm/d，位移总量25（35）mm。 支护结构顶部竖向位移：位移速率5mm/d，位移总量25（35）mm。 深层土体水平位移：位移速率10mm/d，位移总量35mm。临近道路、建筑物位移：位移速率2mm/d，位移总量25mm。 注：基坑挖深4.3m
19、处采用较大报警值。 若测试值达到上述界限须及时报警，以引起各有关方面重视，施工单位应会同设计单位一起进行分析，并考虑采用相应的控制位移及沉降的措施。8 质量检测 喷射混凝土。喷射混凝土厚度、强度采用钻孔检测。面层厚度检测钻孔数每100m2一组，每组不少于3点；面层强度检测钻孔数每500m2一组，每组不少于3点。9 应急措施针对本基坑特点及可能出现的不利情况确定具体应急措施，避免在土方开挖过程中出现较大变形，影响基坑及周边环境的安全稳定。9.1支护结构体系方面的应急处理措施 若土方开挖过程中出现局部坑壁位移过大，坑边出现裂隙等情况，应及时暂停土方沿基坑纵向的开挖围，采取增加土钉等措施控制变形开展
20、；如变形发展迅速，应立即回填土方，阻止变形进一步扩大，待查明原因并采取相应措施后方可继续开挖。 若基坑侧壁出现局部滑坍，应先查明原因，消除产生滑坍因素，同时进行修补加固；一般将坑壁外采用土袋或碎石袋回填充实，并可在坍方处口部打垂直锚管、焊接横向网筋，并及时喷射混凝土面层。 若土方开挖至基坑底标高时支护结构监测数据已达报警值，应加快垫层混凝土及方体结构底板施工进度，并将垫层和底板浇筑至支护桩边。 对于发生变形较大的区段，应及时卸除相应区段基坑顶部的材料堆载，并合理安排施工机械的停滞位置，控制支护结构变形的发展。9.2地下水方面的应急处理措施 由于大气降水或因上、下水管破裂造成地表浅层水量较多时，
21、应首先查明水源，进行修复、截断、改道或停用，同时在地面沿坑壁四周，距坑壁1.01.50m处设置排水沟，将雨水其它地面水引流至远离基坑处排水，在坑壁的顶部地面喷射混凝土，防止坑边地面渗水；对地面开裂等情况应及时采用水泥浆封闭，防止雨水渗入。 如在坑壁发生局部渗漏现象，应在渗漏点设置长度为1.52.0m的引流管，并将渗水集中至坑排水沟或降水井，统一疏排，以减少坑壁水压和保持坑壁干燥，便于施工。9.3环境保护方面的应急处理措施 土方开挖前应按照要求预先设立观测点，对周边环境变形以及地下水位等容进行观测，并在施工过程中密切关注基坑监测数据，切实做到信息化指导施工。 当通过沉降监测发现地面建筑物沉降已达
22、到预警标准时，应及时查明引起沉降的具体原因：如确认是因坑降水所引起的，应马上采取回灌措施，回灌方案的具体设计根据构筑物沉降的情况确定；由于基坑支护结构变形所引起时，应根据实际情况采取压密注浆等加固措施。9.4应急资源施工单位应根据基坑监测情况作好应急措施的资源准备，应急材料包括水泥、土袋、木桩、型钢等。基坑开挖过程中，应成立基坑工程应急指挥部，统一管理协调，做好作业人员、机具、器材等方面的应急准备，如坑壁失稳征兆或位移过大时，可立即实施补强加固施工。10 备注 本次设计图纸以建设单位提供的结构图作为基坑支护设计的依据，如地下室平面及开挖深度发生变化，基坑支护图纸需作相应调整。 场区主要通行道路
23、荷载需根据施工单位交通组织设计确定，并根据具体各区段车辆荷载情况对支护结构设计进行复核。 鉴于本工程的重要性，请施工单位在进行施工组织设计时，应对支护结构施工方法、质量控制要求及土方开挖方案进行仔细研究并预先做好应急抢险预案，确保基坑顺利施工及周边环境的安全稳定。 支护结构施工完成后应按照建筑地基基础工程施工质量验收规（GB50202-2002）进行相应的检测及验收工作。本说明未尽事宜应严格按照国家、地方相关规、规程执行。第二部分 基坑支护设计计算书1.AB段剖面计算 -验算项目: - 验算简图 - 验算条件 - 基本参数 所依据的规程或方法：建筑基坑支护技术规程JGJ 120-2011基坑深
24、度： 4.300(m)基坑地下水深度： 5.300(m)基坑外地下水深度： 0.500(m)基坑侧壁重要性系数： 1.000土钉荷载分项系数： 1.250土钉抗拉抗力分项系数： 1.300整体滑动分项系数： 1.300 坡线参数 坡线段数 1序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角() 1 3.711 5.300 55.0 土层参数 土层层数 3层号 土类名称 层厚 重度 浮重度 粘聚力 摩擦角 与锚固体摩阻力 与土钉摩阻力 水土 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) (kPa) (kPa) 1 素填土 5.200 19.4 9.4 39.0 15.5 20.0 25.
25、0 分算 2 粘性土 0.700 19.5 9.5 49.0 15.8 50.0 55.0 合算 3 粘性土 5.000 19.3 9.3 21.0 16.0 35.0 45.0 合算 超载参数 超载数 2序号 超载类型 超载值(kN/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边线距离(m) 形式 长度(m) 1 满布均布 20.000 2 局部均布 30.000 0.000 24.000 3.789 条形 土钉参数 土钉道数 3序号 水平间距(m) 垂直间距(m) 入射角度(度) 钻孔直径(mm) 长度(m) 配筋 1 2.000 1.500 20.0 120 5.000 1D22 2 2.
26、000 1.500 20.0 120 7.500 1D22 3 2.000 1.500 20.0 120 5.000 1D22 花管参数 基坑侧花管排数 0基坑侧花管排数 0 锚杆参数 锚杆道数 0 坑土不加固 部稳定验算条件 考虑地下水作用的计算方法：总应力法土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数： 1.300* 验算结果 * 局部抗拉验算结果 工况 开挖深度 破裂角 土钉号 土钉长度 受拉荷载标准值 抗拔承载力设计值 抗拉承载力设计值 满足系数 (m) (度) (m) Tjk(kN) Tuj(kN) Tuj(kN) 抗拔 抗拉 1 1.200 35.3 0 2 2.200 35.3 0 3
27、3.200 35.3 1 5.000 14.5 30.1 114.0 1.656 6.283 4 5.300 35.3 1 5.000 6.1 22.4 114.0 2.941 14.958 2 7.500 44.1 55.3 114.0 1.004 2.070 5 5.300 35.3 1 5.000 6.1 22.4 114.0 2.941 14.958 2 7.500 14.9 55.3 114.0 2.961 6.108 3 5.000 29.1 56.4 114.0 1.549 3.132 部稳定验算结果 工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m) 1 4.25
28、2 2.842 6.415 2.315 2 3.361 3.872 9.924 7.033 3 2.638 2.871 10. 8.219 4 1.994 -0.620 13.253 13.267 5 2.094 -0.620 13.253 13.267 外部稳定计算参数 所依据的规程： 建筑地基基础设计规GB50007-2002土钉墙计算宽度: 10.000(m)墙后地面的倾角: 0.0(度)墙背倾角: 90.0(度)土与墙背的摩擦角: 10.0(度)土与墙底的摩擦系数: 0.300墙趾距坡脚的距离: 0.000(m)墙底地基承载力: 130.0(kPa)抗水平滑动安全系数： 1.300抗倾
29、覆安全系数： 1.600 外部稳定计算结果 重力: 438.2(kN)重心坐标: ( 5.924, 2.640）超载: 200.8(kN)超载作用点x坐标: 7.563(m)土压力: -152.1(kN)土压力作用点y坐标: 1.802(m)水压力: 115.2(kN)水压力作用点y坐标: 1.598(m)依据建筑地基基础设计规GB 50007-2002规定，按库仑土压力理论计算由于土层c值相对过高，所计算土压力为负值，土压力结果不合理，外部稳定计算无法继续。 喷射混凝土面层计算 计算参数 厚度： 80(mm)混凝土强度等级: C30配筋计算as: 15(mm)水平配筋: d8200竖向配筋: d8200配筋计算as: 15荷载分项系数: 1.200
