【深基坑支护施工方案】(放坡).doc

宿迁恒大悦龙台25#楼工程

深
基
坑
开
挖
方
案

博尔建设集团有限公司
2018年8月2日
基坑支护施工方案审批表
施工单位：博尔建设集团有限公司 2018年8月5日
工程名称
宿迁恒大悦龙台花园工程
基坑深度
9m

尺寸
50*30
方案审批内容

施工单位审批意见
方案编制人

职务

方案执行人

职务

方案审核人

职务

方案审批人

职务

审批意见

监理单位审批意见
总监理工程师

执行总监

审批意见

主管部门备案签收
主管部门签收人

目 录
第一章 工程概况 - 4 -
1.1 基本情况 - 4 -
1.2 地质情况 - 4 -
第二章 基坑支护方案 - 5 -
2.1 基坑要求 - 5 -
2.2 排水方案 - 6 -
2.3 土钉墙支护计算书 - 6 -
2.4 土钉墙支护方案及施工要求 - 15 -

第三章 土方开挖施工方案 - 16 -
3.1 施工准备 - 16 -
3.2 开挖路线 - 17 -
3.3 开挖方案 - 17 -
3.4 成品保护 - 17 -
3.5 安全措施 - 18 -

第一章 工程概况
1.1 基本情况
序号
项 目
内 容
1
工程名称
宿迁恒大悦龙台花园25#工程
2
建设单位
宿迁苏宁置业有限公司
3
设计单位
南京中哲国际工程设计有限公司
4
勘察单位
江苏省地质工程勘察院
5
尺 寸
50*30m
6
工程地点
宿迁市宿城区渔市口路与幸福中路交叉口
7
基坑深度
9m
8
基础形式
旋挖灌注桩-桩筏基础

1.2 地质情况
1、绝对标高与相对标高
① 25#楼±0.00相当于绝对标高为：22.30m
② 25#楼现场自然地面绝对标高为：21.00-20.10m
③ 25#楼筏板基础顶面相对标高为：-10.00m
④ 筏板厚度为：1.30m；垫层厚度为：0.10m；
⑤ 基坑开挖深度约为：9.20-10.10m
2、周边环境 :
基坑西北角10m处有文物保护建筑；其余方位均为拟建楼房及地库。
3、地质情况
土质及厚度分别为：杂填土 0.50-5.70m、粘土 0.7-3.5m、全风化砂岩 1.50-6.20m、强风化砂岩 1.20-9.90m、强风化泥质砂岩 6.00-19.00m、中风化泥质砂岩 ＞3.00m。
4、地下水位：
水位最高一般在7-8月份，最低多出现在旱季12月份至翌年3月份。野外勘探时间为2017年11月-2018年1月，勘探期间量测的潜水水位及承压水水头分别为：
1、上层滞水：初见水位埋深1.10-3.50m，稳定水位埋深0.80-3.40m。水位为17.65-21.46m左右,水位起伏和地型起伏基本一致。水位受季节性变化及附近河水位影响较大，年变化幅度一般在1.0-2.0m左右。
2、承压水：勘察期间未测得水位，考到该层地下水与上层滞水的水力联系密切，建议该层水位参考上层滞水水位。
3、基岩裂隙水：主要赋存于基岩强风化岩层的风化裂隙和中风化岩层的构造裂隙中，水量较贫乏。
设计时常年最高水位可按场地整平后埋深0.50m考虑。

第二章 基坑支护方案
2.1 基坑要求
25#楼工程基坑西侧及北侧紧靠隔水帷幕灌注桩防护墙，南侧10m左右为8m宽的施工道路，东侧为施工场地。根据施工平面总图的布置，基坑南侧路边及东侧采取放坡开挖，坡面采用土钉墙防护，东侧设置8m宽、25m长出土坡道，坑内雨水明沟排水。
2.2 排水方案
针对本工程的特点，土方采取分层、分块、对称、均衡开挖，第一阶开挖深度为：3m；第二阶开挖深度为：3m；第三阶开挖深度为：3m。基坑底的长度和宽度为：基坑西侧、北侧根据图纸开挖到防护墙边；南侧坡脚开挖到边轴线A轴外加5m，作为施工作业面和挖排水沟用；东侧坡脚开挖到边轴线30轴外加8m，作为施工作业面和挖排水沟用。
排水采取基坑外排水和基坑内集排水。基坑外在离坡顶1.0米外自然地坪处设置500×300的排水沟，顺施工道路边自西向东顺坡向排水到最低处集水井，集水井直径为1500mm，井底比沟底深1000mm，并配置水泵，不让地面水流入基坑内。在基坑底距坡角500mm处设500×500排水沟，每隔30米设一集水井。层土内含水和自然雨水及极弱透水层渗水可通过基坑内排水沟和集水坑泵至基坑外排水沟内，由潜水泵排至城市排水管网，具体情况如图所示。
2.3 土钉墙支护计算书
宿迁恒大悦龙台花园25#工程；属于剪力墙结构；地上29层；地下2层；建筑高度：88.2m；标准层层高：3m ；总建筑面积：16357.02平方米；总工期：410天；施工单位：博尔建设集团有限公司。
本工程由宿迁苏宁置业有限公司投资建设，南京中哲国际工程设计有限公司设计，江苏省地质工程勘察院地质勘察，江苏泰华项目管理咨询有限公司监理，博尔建设集团有限公司组织施工。
本计算书参照《建筑基坑支护技术规程》 JGJ120-2012 中国建筑工业出版社出版《建筑施工计算手册》江正荣 编著 中国建筑工业出版社、《实用土木工程手册》第三版 杨文渊 编著 人民教同出版社、《地基与基础》第三版 中国建筑工业出版社、《土力学》等相关文献进行编制。
土钉墙需要计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性。

一、参数信息:
1、基本参数：
侧壁安全级别：二级
基坑开挖深度h(m)：9.00；
土钉墙计算宽度b'(m)：25.00；
土体的滑动摩擦系数按照tanφ计算，φ为坡角水平面所在土层内的内摩擦角；
条分块数：6；
考虑地下水位影响；
基坑外侧水位到坑顶的距离(m)：3.000；
基坑内侧水位到坑顶的距离(m)：12.000；

2、荷载参数：
序号 类型 面荷载q(kPa) 基坑边线距离b0(m) 宽度b1(m)
1 局布 5.00 2 6

3、地质勘探数据如下：
序号 土名称 土厚度 坑壁土的重度γ 坑壁土的内摩擦角φ 内聚力C 极限摩擦阻力 饱和重度
(m) (kN/m3) (? (kPa) (kPa) (kN/m3)
1 填土 2.40 17.00 14.00 10.00 112.00 20.00
2 风化岩 6.20 18.00 25.00 22.50 112.00 20.00
3 风化岩 6.00 19.50 32.50 30.00 112.00 20.00

4、土钉墙布置数据：
放坡参数：
序号 放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m)
1 4.50 2.00 1.00
2 4.50 2.00 15.00
土钉数据：
序号 孔径(mm) 长度(m) 入射角(度) 竖向间距(m) 水平间距(m)
1 90.00 5.00 15.00 1.50 1.50
2 90.00 4.00 15.00 1.50 1.50

二、土钉(含锚杆)抗拉承载力的计算:
单根土钉受拉承载力计算，根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99，
R=1.25γ0Tjk
1、其中土钉受拉承载力标准值Tjk按以下公式计算：
Tjk=ζeajksxjszj/cosαj
其中 ζ --荷载折减系数
eajk --土钉的水平荷载
sxj、szj --土钉之间的水平与垂直距离
αj --土钉与水平面的夹角
ζ按下式计算：
ζ=tan[(β-φk)/2](1/(tan((β+φk)/2))-1/tanβ)/tan2(45?φ/2)
其中 β--土钉墙坡面与水平面的夹角。
φ--土的内摩擦角
eajk按根据土力学按照下式计算：
eajk=∑{[(γi譻zj)+q0]譑ai-2c(Kai)1/2}
2、土钉抗拉承载力设计值Tuj按照下式计算
Tuj=(1/γs)πdnj∑qsikli
其中 dnj --土钉的直径。
γs --土钉的抗拉力分项系数，取1.3
qsik --土与土钉的摩擦阻力。根据JGJ120-99 表6.1.4和表4.4.3选取。
li --土钉在直线破裂面外穿越稳定土体内的长度。
层号 有效长度(m) 抗拉承载力(kN) 受拉荷载标准值(kN) 初算长度(m) 安全性
1 3.24 78.98 3.08 0.29 满足
2 3.23 78.76 0.00 0.77 满足
第1号土钉钢筋的直径ds至少应取：3.614 mm；
第2号土钉钢筋的直径ds至少应取：0.000 mm；
三、土钉墙整体稳定性的计算:
根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99要求，土钉墙应根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法如下图，按照下式进行整体稳定性验算：

公式中：
γk --滑动体分项系数，取1.3；
γ0 --基坑侧壁重要系数；
ωi --第i条土重；
bi --第i分条宽度；
cik --第i条滑土裂面处土体固结不排水(快)剪粘聚力标准值；
φik--第i条滑土裂面处土体固结不排水(快)剪内摩擦角标准值；
θi --第i条土滑裂面处中点切线与平面夹角；
αj --土钉与水平面之间的夹角；
Li --第i条土滑裂面的弧长；
s --计算滑动体单元厚度；
Tnj--第j根土钉在圆弧滑裂面外锚固与土体的极限抗拉力，按下式计算。
Tnj=πdnj∑qsiklnj
lnj --第j根土钉在圆弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度
把各参数代入上面的公式，进行计算
可得到如下结果：
---------------------------------------------------------------------------------
计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)
第1步 2.729 29.556 -0.219 2.236 2.247
示意图如下：

计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)
第2步 1.651 29.556 -0.438 4.472 4.494
示意图如下：

计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)
第3步 1.366 29.556 -0.657 6.709 6.741
示意图如下：

计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)
第4步 1.888 29.619 -0.131 13.263 13.264
示意图如下：

--------------------------------------------------------------------------------------
计算结论如下：
第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 2.729>1.30 满足要求! [标高 -1.500 m]
第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.651>1.30 满足要求! [标高 -3.000 m]
第 3 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.366>1.30 满足要求! [标高 -4.500 m]
第 4 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.888>1.30 满足要求! [标高 -9.000 m]

四、抗滑动及抗倾覆稳定性验算

(1)抗滑动稳定性验算
抗滑动安全系数按下式计算：
KH=f'/Eah≥1.3
式中，Eah为主动土压力的水平分量(kN)；
f'为墙底的抗滑阻力(kN)，由下式计算求得：
f'=μ(W+qBaSv)
μ为土体的滑动摩擦系数；
W为所计算土体自重(kN)
q为坡顶面荷载(kN/m2)；
Ba为荷载长度；
Sv为计算墙体的厚度，取土钉的一个水平间距进行计算
1级坡：KH=5.74>1.3，满足要求！
2级坡：KH=27.85>1.3，满足要求！
(2)抗倾覆稳定性验算
抗倾覆安全系数按以下公式计算：
KQ=MG/MQ
式中，MG--由墙体自重和地面荷载产生的抗倾覆力矩，由下式确定
MG=W譈C譹Ba?B'-B+b譈a/2)
其中，W为所计算土体自重(kN)
其中，q为坡顶面荷载(kN/m2)
Bc为土体重心至o点的水平距离；
Ba为荷载在B范围内长度；
b为荷载距基坑边线长度；
B'为土钉墙计算宽度；
ME--由主动土压力产生的倾覆力矩，由下式确定
Mk=Eah譴h
其中，Eah为主动土压力的水平分量（kN）；
lh为主动土压力水平分量的合力点至通过墙趾O水平面的垂直距离。
1级坡：KQ=146.99>1.5，满足要求！
2级坡：KQ=551.25>1.5，满足要求！

2.4 土钉墙支护方案及施工要求
根据施工总平面图布置、基坑施工要求、地质条件、土钉墙防护计算书及土钉墙构造要求确定具体土钉墙施工方案如下：
1、25#楼基坑南侧、东侧留台放坡开挖，台阶标高为：-5.5m；台阶宽为：-1.00m；土钉墙体坡度为：1：0.5；
2、 土钉墙宜采用洛阳铲成孔的钢筋土钉；软土宜采用打入式钢管土钉；对洛阳铲成孔或钢管土钉打入困难的土层，宜采用机械成孔的钢筋土钉。
3、 土钉水平间距和竖向间距为：1.5*1.5m；土钉倾角为150；土钉长度为：6m；
成孔直径为100mm；土钉钢筋采用HRB400；钢筋直径￠22；
4、 沿土钉全长设置对中定位支架，其间距取2m；土钉钢筋保护层厚度不宜小于20mm；
5、 土钉孔注浆材料采用水泥砂浆，其强度不低于20MPa；
6、 喷射混凝土面层厚度为100mm；混凝土强度为：C20；
7、 喷射混凝土面层中配置钢筋网和通长的加强钢筋，钢筋采用HPB235，钢筋直径￠8；钢筋网间距为200*200；钢筋网间的搭接长度为300mm；加强钢筋的直径为：18mm；
8、 土钉与加强钢筋采用焊接连接；
9、 根据土钉墙存在滞水情况在含水层部位的墙面设置泄水孔。
10、 土钉墙应按每层土钉及混凝土面层分层设置、分层开挖基坑的步序施工。
11、 土钉墙上部与水沟接通。

第三章 土方开挖施工方案
3.1 施工准备
1. 清除挖方区域内所有障碍物, 如地上高压、照明、通讯线路,电杆、树木、旧有建筑物及地下给排水、煤气、供热管道,电缆、沟渠、基础、坟墓等,或进行搬迁、改建、改线。
2. 制定好现场场地平整、基坑开挖施工方案,绘制施工总平面布置图和基坑士方开挖图, 确定开挖路线，基底标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置及土方堆放地点。
3. 完成测量控制网的设置, 包括控制基线、轴线和水准基点。场地平整进行方格网桩的布置和标高测设,计算挖填土方量,对建筑物做好定位轴线的控制测量和校核；进行土方工程的测量定位放线,并经检查复核无误后,作为施工控制的依据。
4. 在施工区域内做好临时性排水设施,场地向排水沟方向做成不小0.2%的坡度,使场地不积水,必要时设置截水沟、排洪沟。
5. 完成必需的临时设施,包括生产设施及生活设施及机械进出和土方运输道路、临时供水供电线路。
6. 机械设备运进现场,进行维护检查、试运转,使处于良好的工作状态。
3.2 开挖路线
本工程采用2台320挖掘机同时从西头向东头分步（层）开挖。
3.3 开挖方案
1、针对本工程的特点，土方采取分层、分块、对称、均衡开挖，第一阶开挖深度为：3m；第二阶开挖深度为：3m；第三阶开挖深度为：3m。挖土直接装汽车运走。
2）挖土过程中测量工配合测定标高，当挖土快接近槽底桩头时，停止开挖，桩间土采用小挖机清土，用水准仪在槽底测设3×3m的放格控制网，并撒上白灰点，以示标记。
3）开挖时机械挖土、人工修坡，开挖过程中，随时用标杆检查边坡坡度是否正确无误。当第一阶开挖深度达到3m时，清坡后及时施做上部土钉墙护坡；第二阶开挖深度达到6m时，清坡后及时施做中部土钉墙护坡。
4）挖土之前做好坑外排水,坑内明沟集排水。
5）挖土至设计标高，地基钎探后，尽快会同勘测、设计、甲方、质监站、监理等部门共同对基底进行验槽，办理验槽手续。
3.4 成品保护
1. 开挖时注意保护测量控制定位桩、轴线桩、水准基桩 , 防止被挖土和运土机械设备碰撞、行驶破坏。
2. 基坑四周设排水沟、集水井,场地设置一定坡度,以防雨水浸泡基坑和场地。
3. 夜间施工应设足够的照明,防止地基、边坡超挖。
3.5 安全措施
1. 开挖边坡土方,严禁切割坡脚,以防导致边坡失稳；当山坡坡度陡于五分之一,不得在挖方上侧堆士。
2. 机械行驶道路平整、坚实；底部应铺设钢板路垫道,防止作业时下陷；
3. 机械挖土分层进行,合理放坡, 防止塌方、溜坡等造成机械倾翻、淹埋等事故。用推土机回填,铲刀不得超出坡沿,以防倾覆。陡坡地段堆土设专人指挥, 严禁在陡坡上转弯。推土机陷车时,用钢丝绳缓缓拖出,不得用另一台推土机直接推出。
4. 多台挖掘机在同一作业面机械开挖,挖掘机间距应小于10m; 多台挖掘机械在不同台阶同时开挖,应验算边坡稳定,上下台阶挖掘机前后应相距 30m 以上,挖掘机离下部边坡有一定的安全距离,以防造成翻车事故。
5. 机械施工区域禁止无关人员进入场地内。挖掘机工作回转半径内不得站人或进行其他作业。挖掘机、装载机卸土,应待整机停稳后进行, 不得将铲斗从运输汽车驾驶室顶部越过；装土时人都不得停留在装土车上。
7. 挖掘机操作和汽车装土行驶要听从现场指挥； 所有车辆必须严格按规定的开行路线行驶,防止撞车。
8. 挖掘机行走和自卸汽车卸土时, 必须注意上空电线,不得在架空输电线路下工作;如在架空输电线一侧工作时,垂直与水平距离分别不得小于 2.5m 与 4~6m(110~22OKV 时 ) 。
9. 基坑四周做1.2米高的临时围栏，并用密目网封闭，1米以内不得堆土堆料。夜间设红色警示标志。