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1、第一部分 圍護方案設計說明一、 設計依據與范圍本設計為xx市xx一期工程基坑圍護工程設計，內容涉及：圍護體系方案選擇、圍護體系具體做法、基坑圍護結構的施工順序、基坑開挖的施工及要求、基坑工程現場監測及應急措施、圍護結構計算說明、圍護結構設計施工圖等。本次圍護工程設計依據1、 xx省地質勘探設計院提供的巖土工程勘察報告勘：07276A；2、 博意設計院有限公司設計池洲xx一期施工設計圖3、 施工組織設計； 4、 建筑基坑工程技術規程JGJ120-99；5、 中華人民共和國行業標準建筑基坑工程技術規范（YB9258-97）；6、 中國工程建設標準化協會標準基坑土釘支護技術規程（CECS96:97）2、；7、 建筑地基基礎設計規范（GB50007-2002）；8、 建筑地基基礎工程施工質量驗收規范（GB50202-2002）；9、 現行其他有關設計計算的規范及規程。二、工程概況池洲xx一期工程位于池洲市站前區齊山大道西側。共有二幢十八層住宅、二幢十一層及地下車庫，總建筑面積近70000m2。本項目75#、76#樓為二幢十一層住宅樓及地下車庫。地下車庫和主樓按照原圖紙施工，基坑開挖后墊層和磚胎模基本成型，有一部分磚胎模上未澆灌砼、防水。現按照總平圖重新定位后基坑將擴大，長期浸泡在水中的磚胎模和墊層將全部挖除。原現場的基坑標高-5.60m,現設計的墊層上標高為-5.95m，土方開挖的量不大，但施3、工難度遠遠超過一次性開挖的工程量。本場地地貌單元類型屬丘崗間坳溝地貌，坐落區域有西側為待建77#樓、78#樓、南側為已建的別墅樓。地勢較為平坦，標高為10.8-10.9m之間。綜上所述，本基坑周圍環境條件比較復雜。三、 工程地質概況工程地質條件土質情況：本工程地基持力層為2層，地基承載力標準值為280KPa,要求基礎進入持力層深度大于100mm，建筑場地土類別為類。地下水位標高平均為5.78m,勘察期間測得其穩定水位埋深為0.101.55m，水位變化受大氣的影響有升降變化，年變化約為0.8m；根據環境水文地質條件分析，該地下水對砼無侵蝕性。池洲xx一期各鉆孔點所揭露的土層按其成因可分為七層和分4、屬不同層次的亞層，具體各層地基土的地質時代、成因類型、分布狀況及按國家標準巖土工程勘察規范（GB50021-2001）第3.8.7條及條文說明“土層描述等級”各土層的土性描述與特征見土層特性表。地質年代成因類型層號土層名稱層厚（m）土層描述第四紀素填土0.002.50填方的花崗巖碎屑及少量巖塊；西部局部為耕表土，含植物根。1淤泥0.001.20此層局部分布在原水塘底部，黑灰色，流塑狀態，含有機物。1粉質粘土0.002.70灰綠色、灰色。濕，軟塑可塑狀態。2淤泥質粉質粘土0.004.70青灰色，濕，流塑軟塑狀態，含有機質、腐殖質及貝殼。粉質粘土0.003.10黃灰色，棕黃色，濕，可塑狀態，含氧化5、鐵、鐵錳結核。1粉質粘土0.002.10棕黃色，黃褐色，稍濕濕，可塑硬塑狀態，含氧化鐵、鐵錳結核。2粘土0.409.50灰黃色，黃褐色，棕色，稍濕，硬塑堅硬狀態，局部呈可塑狀態，含氧化鐵、鐵錳結核。粘土0.003.70灰黃色，黃色，稍濕濕，可塑狀態，含氧化鐵、鐵錳結核。1粘土0.000.9灰黃色，濕、軟塑狀態，含少量灰巖碎屑。中風化0.007.60灰黃色、黑色，濕稍濕、含堅硬狀態。灰巖大于10m巖體表面呈塊狀，其間充填灰黃色、棕黃色可塑硬塑狀態的粘性土，向下漸趨完整。 圍護體系方案選擇綜合場地地理位置、土質條件、基坑開挖深度和周圍環境條件，我們認為本基坑具備如下特點：1.基坑開挖面積較大，整個6、基坑周長約412M；2.在軟土地基中開挖，但開挖深度較淺，一般為-6.30；3.場地地基土質情況差，基坑開挖影響范圍內存在深厚的軟粘土層，物理力學性質較差，但對于基坑抗管涌穩定較為有利；4.本基坑周圍環境條件比較復雜，對基坑圍護變形要求較高。基坑周邊有多幢淺基礎建筑，距基坑邊的距離較近，對基坑的變形較為敏感。根據本基坑工程開挖深度、環境條件和地質條件，可考慮的圍護方案包括：（1）放坡開挖；（2）水泥攪拌樁重力式擋墻圍護結構；（3）土釘墻圍護結構；（4）錨桿排樁墻圍護結構。放坡開挖具有施工速度快，造價低等優點，但一般側壁變形較大。水泥土重力式擋墻也具有施工速度較快，支護結構寬度較小，土方開挖方便7、等優點，且本工程地處城市生活密集區，生活用水較豐富，地基土上部為雜填土，透水性較強，水泥土重力式擋墻止水效果較為有利。但方案造價一般不低。土釘墻圍護結構具有經濟性好、施工方便、施工工期短等優點。錨桿排樁墻圍護結構具有可靠性好，圍護結構受力合理，變形易控制、對環境影響小等優點，但方案造價較高。綜合上述分析，根據“安全、經濟、方便施工”的原則，確定本工程西、北側側壁，環境條件較為開闊，采用放坡開挖較為合理。南側坑壁距離地下管線較近，采用放坡開挖較為合理。東側側壁可采用土釘墻圍護結構，但坑壁較短，考慮施工方便，本方案也采用水泥土重力式擋墻圍護結構。由于本基坑深度6.3米，表層土以下各土層透水性較弱，8、因此可不必采用降水措施，但仍需采取坑內外排水措施。對于地表處的雨水和施工用水，在基坑周邊地面處設置貫通的地面排水溝，并沿排水溝一定距離處設置集水井。將地面雨水、污水集中后，排入地下管網。基坑內根據現場情況設縱橫向排水溝，并每隔20m設坑底集水井，做好坑內外有組織的排水工作。排水溝與基坑下坎線的距離應不小于1.0m。四、 圍護體系具體做法根據以上分析，基坑圍護體系做法如下：1. 放坡開挖方案，坡度1：0.75，坡面采用60厚素混凝土（C20）護坡。2.水泥土重力式擋墻圍護結構，水泥攪拌樁采用600mm直徑，布設三排，搭接150mm，水泥摻入比15%，為提高擋墻的抗拉強度，在外圍一排水泥土樁隔樁，9、長度同攪拌樁樁長。3.坑內集水井及消防池采用梢徑不小于150松木樁密排支護。4.地表排水對于地表處雨水和施工用水，在基坑周邊地面設置貫通的地面排水溝，并在沿排水溝一定距離處設置集水井。將雨水、污水集中后，排入地下管網。5.基坑內排水基坑內根據現場情況設置縱橫向排水溝，并每隔20m左右設坑底集中排水井，做好基坑內有組織的排水工作。五、 基坑圍護體系的施工順序基坑圍護體系的施工順序如下：1.場地普查、清障及修整至設計地表標高，然后施工圍護樁（水泥攪拌樁）；2.水泥攪拌樁施工28天（強度達到80%）后，分層分段開挖土方；3.開挖至設計標高上0.3m，采用人工修土，同時打設集水井及消防池支護松木樁，后10、開挖至基底標高。六、 基坑開挖的施工及要求（一）水泥土重力式擋墻圍護結構施工要求1.水泥土重力式擋墻水泥攪拌樁采用三排3600450水泥攪拌樁，有效樁長6.3m。2.水泥摻入量15%,即每米76kg，水泥采用強度為32.5MPa的普通硅酸鹽或早強型硅酸鹽水泥，外加早強劑為氯化鈣(CaCl2，摻入量為水泥總量的1.5%）或生石膏粉（摻入量為水泥總量的2.0%）。3.應采用 “兩上兩下”、兩次噴漿復攪，水泥漿液水灰比0.50.6，提升速度1m/min。4.樁身以上部分加噴高度0.50m。5.需插筋的攪拌樁，插筋在攪拌樁施工結束后立即操作，以防攪拌樁樁體硬化，增加插筋難度。 (二)放坡開挖施工要求111、.放坡開挖坡面采用60厚素混凝土（C20）護坡。2.噴射砼前，對表層松散雜填土應采用水泥漿液抹面硬化。3.噴射砼的配合比可按如下配合比進行：水泥：砂：石=1：2：2。粗骨料最大粒徑不宜大于12mm，水灰比控制在0.45左右，宜加入適量的速凝劑和減水劑，調節所需的工作度和早強時間。4.噴射砼面層的順序要求自上而下，噴頭和受噴面距離宜在0.81.5m范圍內，噴射方向宜垂直指向噴射面。（三）土方開挖施工要求1.基坑開挖中挖土機應按指定的路線進入基坑，嚴禁挖土機在基坑側壁土體上方直接反復碾壓或碾壓坑邊進行挖土操作，嚴禁運土卡車在坑邊任意行走。2.土方開挖應結合后澆帶位置分塊分層進行，以充分發揮基坑的空12、間效應，縮短基坑的全面暴露時間。但在土方開挖過程中應注意土坡的高差（不宜大于1.5m）和坡度，防止坑內土體滑坡。3.基坑挖至底板標高后，再分批挖出地梁、消防池與集水井位置，距底板30cm土方以及集水井應人工開挖。4.土方開挖結束后，應盡快施工基礎墊層，坑底無墊層暴露時間不宜超過48小時，并應盡快施工基礎地板，減少基坑暴露時間。5.施工單位應制訂詳細的作業計劃，并根據建質2004213號文件經專家論證后方可實施。6.混凝土泵車、出土口及塔吊位置的基坑圍護結構根據實際情況必要時作進一步加強措施。八、基坑工程監測及應急措施本圍護工程開挖深度一般，但基坑周圍環境條件復雜，因此除進行安全可靠的圍護體系設13、計、施工外，尚應進行現場觀察，作信息化施工。 （一）施工監測要求1.施工監測包括以下內容：a、周邊建筑物、道路、地下管線、邊壁頂部水平位移和垂直沉降量觀測；b、周邊建筑物、道路、地表開裂狀態（位置、裂寬）的觀測；c、深層土體位移觀測。2.水平位移監測時，可用經緯儀和前視固定點形成測量基線，測量墻頂和相鄰建筑物個測點和基線距離變化，精度1mm。沉降監測用水準儀監測，精度不低于1mm。深層土體位移用鉆孔側斜儀進行：本工程共設計深層土體位移監測孔5個，孔深10米，測斜孔必須在土方開挖前一周埋好且在開挖前測得初始值。3.在基坑開挖、支護施工施工階段，每天檢測不少于12次；雨天和雨后或位移速率較大時應增14、加監測頻次；當有施工征兆時應連續監測。4.基坑施工完成，變形趨于穩定的情況下，可適當減少監測次數。施工監測過程應持續至基礎地板澆筑完成為止。5.雨天和雨后應加強監測和周邊巡視，并對各種可能危及支護安全的水害來源進行仔細觀測。（二）施工監測預警及應急措施1.監測預警水平位移預警值：基坑位移累計40mm或位移變化速率連續三天大于3mm/d；坑側地表最大沉降預警值：基坑位移累計40mm或沉降變化速率連續三天大于3mm/d；支護結構嚴重開裂變形，有破壞跡象。周邊建筑物及道路沉降觀測，鄰近的西側廁所，北側、西側鄰近的數幢建筑應予以重點監測2.應急措施施工開挖過程中，施工監測臨近以上報警值時，應增加監測次15、數，加強觀測，分析原因，必要時對支護結構采取以下應急措施。a、編織袋裝砂石在坑內快速回填、坑內土方直接回填、或者有條件部位坑外卸土；b、支護結構采用斜撐加固；c、為確保基坑和周邊建筑物的安全，現場準備一定數量的木樁、鋼管、編織袋、砂袋料等應急搶險材料，以備應急。d、若護坡混凝土面層面層出現滲漏，則應及時進行補漏處理，現場應配置注漿等材料，以備后用。e、監測的設計與施工應由有經驗的監測隊伍進行。第二部分 圍護結構的計算說明一、 基坑圍護體系計算分析內容1.各工況下圍護結構的內力、變形分析；2.基坑整體穩定驗算；3.基坑抗傾覆穩定驗算；4.抗滑移穩定性驗算；5.基坑抗隆起穩定驗算。二、計算方法說明16、1.圍護體系側壓力計算根據朗金土壓力理論，按土層分布進行分層計算。2.圍護結構設計根據國家有關規程（范），采用北京理正深基坑支護結構設計軟件。3.基坑整體穩定驗算采用瑞典圓弧條分法。三、設計參數及土工指標1.基坑計算深度取3.0m；2.土壓力計算采用土體固塊指標，根據本工程地質勘察報告適當調整后取值。四、圍護結構內力及穩定分析結果1.設計項目：1-1剖面圖計算簡圖- 支護方案 -天然放坡支護- 基本信息 -規范與規程建筑基坑支護技術規程 JGJ 120-99基坑等級二級基坑側壁重要性系數01.00基坑深度H(m)5.800放坡級數 0.75超載個數 1- 放坡信息 -坡號臺寬(m)坡高(m)坡17、度系數11.0005.8001- 超載信息 -超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)115.000- 土層信息 -土層數 3坑內加固土 否內側降水最終深度(m)5.800外側水位深度(m)1.000- 土層參數 -層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內摩擦角粘聚力內摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)水下(kPa)水下(度)1雜填土2.5018.58.514.0012.0014.0012.002粘性土0.5018.98.924.0011.0024.0011.003淤泥質土10.0018.28.2-13.409.10-18、 設計結果 - 整體穩定驗算 -天然放坡計算條件: 計算方法：瑞典條分法應力狀態：總應力法基坑底面以下的截止計算深度: 0.00m基坑底面以下滑裂面搜索步長: 2.00m條分法中的土條寬度: 1.00m天然放坡計算結果: 道號整體穩定半徑圓心坐標圓心坐標 安全系數R(m)Xc(m)Yc(m)12.7002.5504.6684.39721.9728.6351.6239.13531.6404.8483.3184.2572.設計項目：2-2剖面圖計算簡圖- 支護方案 -水泥土墻支護- 基本信息 -內力計算方法增量法規范與規程建筑基坑支護技術規程 JGJ 120-99基坑等級二級基坑側壁重要性系數0119、.00基坑深度H(m)5.800嵌固深度(m)6.800墻頂標高(m)-1.300截面類型及參數實心墻.放坡級數 1超載個數 1- 放坡信息 -坡號臺寬(m)坡高(m)坡度系數10.5000.7001.000- 超載信息 -超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)115.000- 土層信息 -土層數 3坑內加固土 否內側降水最終深度(m)6.5外側水位深度(m)2.500彈性計算方法按土層指定彈性法計算方法m法- 土層參數 -層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1雜填土2.501820、.58.514.0012.002粘性土0.5018.98.924.0011.003淤泥質土10.0018.28.2-層號與錨固體摩粘聚力內摩擦角水土計算方法m,c,K值抗剪強度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (kPa)120.014.0012.00合算m法3.50-230.024.0011.00合算m法4.00-318.013.409.10合算m法2.00- 水泥土墻截面參數 -水泥土墻截面示意圖水泥土墻厚度b(m)1.500水泥土彈性模量E(104MPa)1.750水泥土抗壓強度P(MPa)1.100水泥土抗拉/抗壓強度比0.120水泥土墻平均重度(kN/m3)19.110水泥土21、墻底摩擦系數0.300- 土壓力模型及系數調整 -彈性法土壓力模型:經典法土壓力模型:層號土類名稱水土水壓力主動土壓力被動土壓力被動土壓力 調整系數調整系數調整系數最大值(kPa)1雜填土合算1.0001.0001.00010000.0002粘性土合算1.0001.0001.00010000.0003淤泥質土合算1.0001.0001.00010000.000- 設計結果 - 結構計算 -內力位移包絡圖：地表沉降圖：- 截面計算 - 內力取值 序內力類型彈性法經典法號 計算值計算值基坑外側最大彎矩(kN.m)52.0617.211基坑外側最大彎矩距墻頂(m)4.913.28基坑內側最大彎矩(k22、N.m)0.000.00基坑內側最大彎矩距墻頂(m)0.130.13*截面1(0.00m6.30m)*一. 采用彈性法計算結果：1.水泥土墻截面承載力驗算： *基坑內側計算結果：* *計算截面距離墻頂 0.13m, 彎矩設計值 = 1.251.000.00 = 0.00kN.m 1). 壓應力驗算: 抗壓強度滿足! 2). 拉應力驗算: 抗拉強度滿足! *基坑外側計算結果：* *計算截面距離墻頂 4.91m, 彎矩設計值 = 1.251.0052.06 = 65.08kN.m 1). 壓應力驗算: 抗壓強度滿足! 2). 拉應力驗算: 抗拉強度滿足! 二. 采用經典法計算結果： 1.水泥土墻截23、面承載力驗算： *基坑內側計算結果：* *計算截面距離墻頂 0.13m, 彎矩設計值 = 1.251.000.00 = 0.00kN.m 1). 壓應力驗算: 抗壓強度滿足! 2). 拉應力驗算: 抗拉強度滿足! *基坑外側計算結果：* *計算截面距離墻頂 3.28m, 彎矩設計值 = 1.251.0017.21 = 21.51kN.m 1). 壓應力驗算: 抗壓強度滿足! 2). 拉應力驗算: 抗拉強度滿足! 式中cs水泥土墻平均重度(kN/m3); z由墻頂至計算截面的深度(m); M單位長度水泥土墻截面彎矩設計值(kN.m); W水泥土墻截面模量(m3); fcs水泥土抗壓強度(MPa)24、;- 抗傾覆穩定性驗算 -抗傾覆穩定性系數Ks = 2.251 = 1.2, 滿足規范要求。(Ks = 1.2)- 抗滑移穩定性驗算 -抗滑安全系數(Kh = 1.2):Kh = 2.810- 整體穩定驗算 -計算方法：瑞典條分法應力狀態：總應力法條分法中的土條寬度: 1.00m滑裂面數據整體穩定安全系數 Ks = 1.786圓弧半徑(m) R = 8.573圓心坐標X(m) X = 0.050圓心坐標Y(m) Y = 4.450- 抗隆起驗算 -Prandtl(普朗德爾)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系數取自建筑基坑工程技術規范YB 9258-97(冶金部):Ks = 1.909 25、= 1.1, 滿足規范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系數取自建筑基坑工程技術規范YB 9258-97(冶金部):Ks = 2.115 = 1.15, 滿足規范要求。 隆起量的計算 注意：按以下公式計算的隆起量，如果為負值，按0處理!式中基坑底面向上位移(mm);n從基坑頂面到基坑底面處的土層層數;ri第i層土的重度(kN/m3)； 地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的飽和重度(kN/m3);hi第i層土的厚度(m);q基坑頂面的地面超載(kPa);D樁(墻)的嵌入長度(m);H基坑的開挖深度(m);c樁(墻)底面處土層的粘聚力(kPa);樁(墻)底面處土層的內摩擦角(度);r樁(墻)頂面到底處各土層的加權平均重度(kN/m3); = 86(mm)