1、基坑降水支护设计报告基坑降水支护设计报告 基坑降水支护设计报告 6、基坑降水支护设计方案 一工程概述 *。 由一幢29+1层主楼及一幢2层商业用房组成，框架结构，设一层地下室，埋深约4.5米，由广东华方工程设计有限公司设计。 受业主委托，我单位对该地段基坑降水和支护作方案设计。 二、场地工程地质条件 （一）工程地质条件 根据信息产业部电子综合勘察研究院提供的*岩土工程勘察报告，该场地地层分布如下表所示。 场地地层分布及工程地质条件 表1 指 标 土 名 层 厚 （m） 重 度 （kN/ m3） 内聚力 C （kPa） 内摩擦角 （） 承 载 力 特 征 值 fak(kPa) 素填土（1） 松
2、散 1.0-2.4 粉质粘土（2-1） 可 塑 5.5-11.7 19.8 30 15 220 粉质粘土（2-2） 软 塑 2-7.1 19.0 10 20 140 粉砂（3） 松散稍密 1.2-3.9 18.5 10 20 130 含圆砾细砂（4-1） 稍密 0.4-2.9 20 10 20 140 卵石 稍 密（4-2） 0.9-2.4 21.0 0 35 320 中 密（4-3） 1.1-4.1 22.0 0 40 550 密 实（4-4） 1.2-2.8 24.5 0 45 1000 泥 岩 强风化（5-1） 1.8-3.0 22.0 250 中等风化（5-2） 23.0 800 （二
3、）水文地质条件 根据勘察报告，该场地地下水类型为上层滞水和孔隙型潜水。 上层滞水赋存于素填土中，水量丰富，大气降水和城市生活用水为主要补给源，本次勘察得其静止水位埋深为0.50.9m，绝对标高276.64277.55m。 孔隙型潜水主要赋存于卵石和粉砂层中，微具有承压性，水量丰富。 粉质粘土为相对隔水层，粉砂为弱透水层，大气降水河水为主要补给源。 本次勘察得其静止水位埋深8.0-9.0m，绝对标高为288.50-289.50m。 勘察单位建议场地卵石土渗透系数K值为20m/d。 降水深度约控制在12.0m左右。 三、本方案编制基本依据 1、场地岩土工程勘察报告； 2、建筑基坑支护技术规程（JG
4、J120-99）； 3、土钉喷射砼支护技术规范（GB50086-2001）； 4、基坑土钉支护技术规程（CECS96：97）； 5、建筑基坑工程技术规范(YB9258-97)； 6、建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/111-98）。 四、降水设计及施工组织方案 （一）降水技术要求 设计抽降水位：基坑抽降地下水位降至自然地面以下21.0m左右。 （二）设计依据 1、现场踏勘资料、场地地形图、岩土工程勘察中间资料、基坑四周环境资料及业主要求； 2、建筑基坑工程技术规范(YB9258-97)； 3、建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/111-98）； 4、基坑工程手册； 5、工程地质手册。 （三）
5、降水设计基本参数 1、渗透系数：按勘察单位建议取k20m/d，地下水位埋深按9.0m计算。 2、基坑等效半径(r0)计算: r00.29(a+b） 式中: a、b分别为降水范围的长度与宽度。 3、基坑涌水量计算: 根据场地工程地质条件，用承压水完整井计算方法： 式中: Q 基坑涌水量(m3/d)； k 渗透系数（m/d)； M 承压水含水层厚度(m)，取10m； S 基坑设计水位降深(m)，取11m； R 降水影响半径(m)，； r0 基坑等效半径(m)； 4、管井的出水量（q）计算: q 式中: rs过滤器半径(m)，取0.15m； l 过滤器进水部分长度(m)，取3.0m； k 含水层渗透
6、系数 (m/d)； 5、井点数目计算: n=1.1Q/q 6、降水井深度计算: HsHwHo 式中: Hs降水井深度(m)； Hw从地面到自然水位的深度(m)； Ho含水层揭露厚度(m)； （四）降水设计结论概述 将以上有关数据运用理正降水沉降分析软件分析计算，并结合场地实际，对场地降水方案布置如下： 1、降水井数量：根据计算需要降水井12口，沿主楼周边布置。 2、降水井深度：h=25.0m，进入泥岩层深度不小于2.0m。 3、井孔直径600mm，井管内径300mm，管井沿拟建主楼外围轮廓线布置，管井位置距离拟建主楼轮廓线边缘不小于1m。 4、降水井排水采用管道内排水系统，并在现场设沉砂池。
7、井内排水由泵管就近接入沉砂池，最终排入市政雨水管道。 （五）施工组织方案 1、采用CZ-22型冲击钻机成井，泥浆护壁工艺成孔，其工艺流程如下： 测放井位钻机就位埋护壁管冲击成孔捞渣换浆下井管填砾洗井（活塞与空压机联合洗井）交验放置水泵所有降水井施工完毕后降水。 2、施工过程控制措施 （1）成孔直径控制：检查成孔直径是否达到600mm，确保下井管无阻碍。 （2）成孔深度控制：成孔后施工人员应现场测量成孔深度，成孔深度达到设计深度后，宜多钻进0.3-0.5m，用大泵量冲洗泥浆，减少沉淀，并应立即下管，严禁井管强行插入坍塌孔底，滤料填至含水层顶板以上3米左右，改用粘土回填封孔不少于2m。 （3）井管
8、质量控制：检查每孔是否用设计数量的光壁管和缠丝管焊接成井。 缠丝管在下，光壁管在上，管与管之间应焊接牢固，保证垂直度。 （4）井管结构及填砾： 15.0m以上为光壁管，15.0m22.5m为缠丝滤水管，22.5m25.0m为光壁管，井管均为36030mm水泥管，每根长2.5m）。 滤料均采用豆石，分段填充密实，顶部2.0m填塞粘土。 （5）洗井：用活塞结合空压机洗井，洗至井管通畅、水清，含砂量小于1/20000，以保证降水质量。 （6）降水过程控制：结合井位地质情况，井位附近无细砂层的井先降水，井位处有细砂时，待井内水位下降至砂层下面后，再开始降水。 控制出砂量，以保证降水不改变基础的持力层原
9、状土结构。 确保基础施工质量符合设计要求。 （7）严格以上各个环节的过程控制，以满足施工用的降水深度，确保建筑物基础和地下室的顺利施工。 3、安全保证措施 （1）现场配备专职安全员,负责施工场地安全。 （2）严格按照安全规范用水、用电、机械操作。 （3）操作工、电焊工、电工等严格按照相关操作规程操作。 （4）所有施工人员及操作人员进场后，均必须进行安全及技术交底。 4、预防对周边环境造成影响的措施 （1）管井在含水层内采用缠丝滤水管，有效阻隔砂层进入管井，如果在滤水管区域遇有粉细砂，在滤水管外用塑料网包裹不少于3层。 同时滤水管进水孔隙尽量控制在能阻碍砂层涌出的程度。 （2）管井井点间距采用小
10、间距布井，降水采用20T40T/小时的水泵，严格控制单井出水量。 （3）开始降水时，视具体地层情况采用缓慢抽降法，以后再逐渐加大单井出水量至设计出水量，可使周边建筑物沉降变形平缓进行，避免出现过大变形。 （4）整个降水过程须由专人或专业单位进行基坑及周边各建筑物的沉降观测工作，一旦出现不利于建筑物稳定的变形，及时采取措施进行补救，以免造成不良后果。 5、施工机具、材料及人员安排 （1）、施工机具 序号 机具名称 单位 数量 备注 1 CZ-22型冲击钻机 台 2 2 6立方空压机 台 2 3 电焊机 台 2 4 活塞 个 2 （2）、施工人员组成 工 种 人数（个） 工 种 人数（个） 工 种
11、 人数（个） 项目副经理 1 技术负责 1 质检员 1 技术员 1 施工工长 1 操作工 2 施工员 1 安全员 1 电焊工 2 电工 1 普工 4 6、降水控制 （1）降水井排水管采用管道内排水系统，并在现场设置沉砂池不少于2个。 （2）沉砂池采用C20砼底板（板厚150200mm，配筋8 200200），M5水泥砂浆砖砌池壁，池壁内外两层用防水砂浆抹灰一遍，水池内侧采用防水处理。 （3）抽水采用每井每泵排管（可采用3寸钢管）降水，地面排管集中到沉砂池，抽出的水经过沉砂池沉淀过滤后，再集中排入市政管道中，沉砂池制作位置靠近城市管网接入口的下水道（具体位置现场确定）。 （4）为保证基坑的安全，
12、沉砂池及排水管道应严格防渗防漏。 7、施工进度计划 我单位将精心策划，认真组织，计划总工期18天（日历天数），如遇人力不可抗力等因素影响，则工期顺延。 五、基坑支护设计及施工组织方案 （一）护壁方案比选 根据建筑基坑支护技术规范（JGJ120-99），并结合现有技术看，基坑支护措施很多，主要包括如下形式，具体参见下表。 支护结构选型表 表2 结构型式 适用条件 排桩或地下 连续墙 适于基坑侧壁安全等级一、二、三级 悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m 当地下水位高于基坑底面时宜采用降水排桩加截水帷幕或地下连续墙 水泥土墙 基坑侧壁安全等级宜为二、三级 水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150
13、kPa 基坑深度不宜大于6m 土钉墙 基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地 基坑深度不宜大于12m 当地下水位高于基坑底面时应采取降水或截水措施 逆作拱墙 基坑侧壁安全等级宜为二三级 淤泥和淤泥质土场地不宜采用 拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8 基坑深度不宜大于12m 地下水位高于基坑底面时应采取降水或截水措施 放坡 基坑侧壁安全等级宜为三级 施工场地应满足放坡条件 可独立或与上述其他结构结合使用 当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施 根据施工经验和四川地区常用基坑支护措施的调查、研究、分析、对比，结合本工程场地实际情况，并参考本场地勘察报告中的建议，我们认为，采用土钉墙支护措施具有不占用基
14、坑周边空地、支护工程造价相对较低，可与基坑土方开挖同时进行、节省工期、质量可靠等优点。 但是因为场地西侧距离已有建筑物太近（约4m），不允许放坡开挖，为确保已有建筑物，该地段拟采用护壁桩支护方案。 综上所述，本方案设计的基坑支护措施拟采用土钉墙支护和局部护壁桩方案。 （二）基坑支护设计 1、护壁技术要求 （1）基坑开挖深度：根据地勘报告，平均约为4.50m。 （2）基坑顶部水平位移小于80mm。 2、基坑支护设计参数 1）岩土参数 根据业主提供的拟建场地的岩土工程勘察快报并结合邻近场地资料，本设计采用地基计算参数如下表： 地基计算参数表 表3 岩 土 名 称 天然重度 （kN/m3） 钉土摩阻
15、力 （kPa） 内 聚 力 c（kPa） 内 摩 擦 角 （） 素填土 18.0 16 10 15 粉质粘土 19.8 40 10 20 2）支挡高度设计值：4.5m； 3）基坑边坡除西侧外按照1：0.3放坡，西侧临近已有建筑物区域不放坡； 4）基坑顶面水平位移警示值：25mm。 5）基坑安全等级为2级，基坑支护有效期为6个月。 3、土钉墙支护设计计算书 - 设计项目: 超级土钉 1 - 设计简图 - 设计条件 - 基本参数 所依据的规程或方法：建筑基坑支护技术规程JGJ 120-99 基坑深度： 4.500(m) 基坑内地下水深度： 20.000(m) 基坑外地下水深度： 20.000(m)
16、 基坑侧壁重要性系数： 0.900 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 1.350 4.500 73.3 土层参数 土层层数 4 序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 水土 (m) (kN/m) (kN/m) (kPa) (度) (kPa) 1 素填土 1.800 18.0 20.0 15.0 10.0 10.0 合算 2 粘性土 1.200 19.8 18.0 50.0 16.0 45.0 分算 3 粘性土 1.000 19
17、.0 18.0 21.0 10.0 15.0 分算 4 粘性土 7.000 19.8 18.0 40.0 15.0 40.0 分算 超载参数 超载数 1 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 1 局部均布 60.000 2.000 12.000 1.624 条形 土钉参数 土钉道数 2 序号 水平间距(m) 垂直间距(m) 入射角度(度) 钻孔直径(mm) 1 2.000 2.000 15.0 60 2 2.000 2.000 15.0 60 坑内土不加固 施工过程中局部抗拉满足系数: 1.000 施工过程中内部稳定满足系数: 1.000
18、 内部稳定设计条件 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： 0.500 圆弧滑动坡底截止深度(m)： 0.000(m) 圆弧滑动坡底滑面步长(m)： 1.000(m) - 设计结果 - 局部抗拉设计结果 工况 开挖深度 破裂角 土钉号 设计长度 最大长度(工况) 拉力标准值 拉力设计值 (m) (度) (m) (m) Tjk(kN) Tj(kN) 1 2.500 42.3 0 2 4.500 42.6 1 5.271 5.271( 2) 16.0 18.0 3 4.500 42.6 1 1.568 5.271( 2) 0.0 0.0 2 3.424 3.42
19、4( 3) 16.0 18.0 内部稳定设计结果 工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m) 土钉号 土钉长度 1 2.422 -0.181 5.830 3.288 2 1.489 0.154 5.623 5.123 1 5.271 3 1.548 -0.600 7.050 7.075 1 5.271 2 3.424 土钉选筋计算结果 土钉号 土钉拉力(抗拉) 土钉拉力(稳定) 计算钢筋面积 配筋 配筋面积 1 18.0 12.5 111.7 1d12 113.1 2 18.0 17.5 111.7 1d12 113.1 喷射混凝土面层计算 计算参数 厚度： 80(mm)
20、 混凝土强度等级: C20 配筋计算as: 15(mm) 水平配筋: d6200 竖向配筋: d6200 配筋计算as: 15 荷载分项系数: 1.200 计算结果 编号 深度范围 荷载值(kPa) 轴向 M(kN.m) 实配As(mm) 1 0.00 2.00 0.0 x 0.000 141.4 y 0.000 141.4 2 2.00 4.00 6.6 x 0.970 141.4 y 0.970 141.4 3 4.00 4.50 0.0 x 0.000 141.4 y 0.000 141.4 外部稳定计算参数 所依据的规程： 建筑地基基础设计规范GB50007-2002 土钉墙计算宽度:
21、 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: 220.0(kPa) 抗水平滑动安全系数： 1.300 抗倾覆安全系数： 1.600 外部稳定计算结果 重力: 793.1(kN) 重心坐标: ( 5.330, 2.156） 超载: 420.0(kN) 超载作用点x坐标: 6.500(m) 土压力: -72.6(kPa) 土压力作用点y坐标: 1.530(m) 基底平均压力设计值 120.1(kPa) 1.300 抗倾覆安全系数: 1.7
22、50 1.600 4、土钉墙设计结论概述 1）土钉间距：Sx = Sy =2.0m 土钉排数：N =2排，自上而下各排土钉长度为： L1=6.0m，L2=4.0m 2）土钉钢材：48、2.8钢管 3）土钉孔径：D = 60mm 4）土钉倒刺：角钢20203护焊于泄浆孔处（也可用12短钢筋代替角钢），泄浆孔（6）间距500左右，在土钉入土端头1.52m处设置，倒刺也可用12代替。 5）土钉倾角：=15。 6）钢筋网布置：6.5200。 7）加强筋：1420002000 。 8）土钉与喷射砼面板连接处用14螺纹钢焊接加强，喷射砼强度等级为C20，厚度80mm，配合比：32.5水泥：砾石(5-10)
23、：细砂=1：1.44：3.36。 9）外加剂：用速凝剂，按水泥用量的35%掺合。 10）砂子的含水率4-6%。 5、护壁桩方案设计概述（详见附图，计算书如下） 原始条件: 墙身尺寸: 桩总长: 7.000(m) 嵌入深度: 2.500(m) 截面形状: 圆桩 桩径: 0.350(m) 桩间距: 1.500(m) 挡土板的类型数: 1 板类型号 板厚(m) 板宽(m) 板块数 1 0.150 0.600 0 嵌入段土层数: 1 柱底支承条件: 自由 计算方法: M法 土层序号 土层厚(m) 重度(kN/m3) M(MN/m4) 1 7.000 19.800 2.000 初始弹性系数A: 0.00
24、0(MN/m3) 初始弹性系数A1: 0.000(MN/m3) 物理参数: 桩混凝土强度等级: C25 桩纵筋合力点到外皮距离: 35(mm) 桩纵筋级别: HRB335 桩箍筋级别: HPB235 桩箍筋间距: 200(mm) 桩配筋形式: 纵筋均匀配筋 板混凝土强度等级: C30 板纵筋合力点到外皮距离: 35(mm) 板纵筋级别: HRB335 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 15.000(度) 墙后填土粘聚力: 30.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 10.000(度) 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数:
25、1 折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 20.000 0.000 1 第1个: 距离4.000(m),宽度10.000(m),高度10.000(m) 地面横坡角度: 0.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 钢筋混凝土配筋计算依据:混凝土结构设计规范（GB 50010-2002） 注意：内力计算时，库仑土压力分项(安全)系数 = 1.200 = 第 1 种情况: 一般情况 土压力计算 计算高度为 4.500(m)处的库仑主动土压力 第1破裂角： 37.620(度) Ea=0.740 Ex=0.729 Ey=0.129(kN) 作用点高度 Zy=0.128(m)
26、(一) 桩身内力计算 计算方法: m 法 背侧为挡土侧；面侧为非挡土侧。 背侧最大弯矩 = 1.024(kN-m) 距离桩顶 5.472(m) 面侧最大弯矩 = 0.000(kN-m) 距离桩顶 0.141(m) 最 大 剪 力 = 1.346(kN) 距离桩顶 4.500(m) 桩 顶 位 移 = 6(mm) 点号 距顶距离 弯矩 剪力 位移 土反力 (m) (kN-m) (kN) (mm) (kPa) 1 0.000 0.000 0.000 -6 0.000 2 0.141 -0.000 0.000 -6 0.000 3 0.281 -0.000 -0.000 -6 0.000 4 0.4
27、22 0.000 -0.000 -6 0.000 5 0.563 -0.000 0.000 -6 0.000 6 0.703 0.000 0.000 -5 0.000 7 0.844 -0.000 0.000 -5 0.000 8 0.984 0.000 0.000 -5 0.000 9 1.125 -0.000 0.000 -5 0.000 10 1.266 -0.000 0.000 -5 0.000 11 1.406 0.000 0.000 -5 0.000 12 1.547 -0.000 0.000 -5 0.000 13 1.688 -0.000 -0.000 -4 0.000 14
28、1.828 -0.000 0.000 -4 0.000 15 1.969 -0.000 0.000 -4 0.000 16 2.109 -0.000 -0.000 -4 0.000 17 2.250 0.000 0.000 -4 0.000 18 2.391 -0.000 0.000 -4 0.000 19 2.531 -0.000 -0.000 -4 0.000 20 2.672 -0.000 -0.000 -4 0.000 21 2.813 -0.000 -0.000 -3 0.000 22 2.953 -0.000 -0.000 -3 0.000 23 3.094 -0.000 0.00
29、0 -3 0.000 24 3.234 -0.000 0.000 -3 0.000 25 3.375 -0.000 0.000 -3 0.000 26 3.516 -0.000 0.000 -3 0.000 27 3.656 -0.000 -0.000 -3 0.000 28 3.797 -0.000 -0.000 -2 0.000 29 3.938 -0.000 0.000 -2 0.000 30 4.078 -0.000 -0.000 -2 0.000 31 4.219 0.006 -0.129 -2 0.000 32 4.359 0.051 -0.562 -2 0.000 33 4.50
30、0 0.181 -1.346 -2 0.000 34 4.639 0.367 -1.308 -2 -0.448 35 4.778 0.544 -1.201 -1 -0.820 36 4.917 0.701 -1.038 -1 -1.119 37 5.056 0.832 -0.830 -1 -1.344 38 5.194 0.932 -0.590 -1 -1.496 39 5.333 0.996 -0.331 -1 -1.575 40 5.472 1.024 -0.065 -1 -1.583 41 5.611 1.014 0.197 -1 -1.521 42 5.750 0.969 0.443 -1 -1.389 43 5.889 0.891 0.660 -0 -1.187 44 6.
