临沂市文化广场工程基坑支护及降水施工方案山东天元第二建筑工程有限公司2010.04.02一、基坑工程概况临沂市艺术中心位于北城新区城市中轴线，景观湖南侧，西侧与孝圣巷相邻，南临算圣巷，东临茶山巷，北靠府前巷，所处地势平坦，交通便利。
工程用地南北宽247m ，东西长240m-449m，占地面积100亩。
主楼20层，裙楼4层，地下1层，主楼高80m，东西长190m，南北宽160m。
地下面积37199m2，中心地下29177m2，左、右两个车库共计8022m2。
该工程场地为拆迁场地，地形起伏不大，基坑四周场地较为开阔，无重要建筑物。
基坑根据建设布局分1、2、3、4个区域，其中1区设游泳馆。
2、3、4区开挖深度约5m-6m,1区局部开挖深度约为8m,低于地下水位约5m。
工程设计基底标高为-5.5m， -6.9m，-8.1m不等。
基坑开挖平均深度在6.0米左右。
基坑安全等级为二级。
由于施工现场受场区施工道路及规划布置，压缩了放坡空间，基坑开挖前应对支护及降水作出安全、经济、合理的方案。
二、参照规范和标准本工程基坑支护方案的制定主要参照以下规范标准及相关资料：1、《临沂市艺术中心岩土工程勘察报告》2、临沂市艺术中心基础总平面图3、《岩土工程勘察规范》（GB500021-2001）4、《建筑基坑支护技术规程》（JBJ120-99）5、《基坑土钉支护技术规程》（CECS96:97）6、《建筑基坑工程监测技术规范》 (GB50497-2009)三、场地工程地质条件场地地貌形态主要是沂河冲积1级阶地。
根据场地钻探揭露，场地内底层分布为回填土、粉质土和膨胀土。
由于受周边河道影响，在下挖3-4m时有明显的含水层，地下水位高于基坑底标高1.5m至2m。
工程地层结构情况如下：1层素填土：黄褐色，松散，成分以耕土为主。
该层场区分布较普遍，厚度：0.40-2.00m；层底标高：67.72-69.23m；层底埋深0.40-2.00m。
2层粉质粘土：褐黄-黄褐色，可塑，场区普遍分布，厚度：1.20-2.40m，层底标高：66.65-67.58m,层底埋深：1.70-2.90m。
该层具有中等压缩性。
3层粘土：灰褐色，可塑-硬塑，该层场区普遍分布，厚度：1.10-2.60m；层底标高：64.45-65.93m；层底埋深：3.10-5.00m。
该层具有中等压缩性。
4层粉质粘土：黄褐色，可塑-软塑，含砂较多约占10%。
场区普遍分布，厚度：0.30-2.30m；层底标高：63.58-65.42m；层底埋深：3.80-5.50m。
该层具有中等-高压缩性。
四、基坑支护施工方案1、基坑支护设计参数：为简洁计算上部粘性土的重度取20.0KN/m3内聚力c取29.4KPa内摩擦角φ取8.8度取60.0KPa;钉土摩阻力极限值qsik下部强风化岩层的重度取21.0KN/m3内聚力c取100KPa内摩擦角φ取20.0度取100.0KPa。
钉土摩阻力极限值qsik2、该工程场地周围环境条件较简单，考虑本工程的重要性且基础施工周期较长，基坑长时间暴露，并受周围场地限制，基坑开挖后，边坡距离施工道路太近，西侧和北侧部分基坑紧邻施工道路，必须支护后方可进行施工道路的施工。
因此，重点部位采用维持降水条件下的土钉墙支护方案，放坡系数1：0.5。
一般部位采用挂网喷砼方案，放坡系数1：0.8。
具体情况参见基坑平面图与下表。
基坑土方开挖必须分层进行，严禁一次挖土到底。
（一）挂网喷砼（1-1区段）钢筋网采用φ4的钢筋，间距200×200mm，基坑顶部同时进行硬化、挂网喷射混凝土处理，处理长度自基坑边沿外延2m。
钢筋网的锚固采用1.5mφ18钢筋。
上排钢筋沿基坑顶部钢筋网居中布置。
按水平间距2m，打入长1.0mφ18钢筋,挂网后，喷射混凝土护顶。
坡面设置3排钢筋，沿基坑底部布置，按水平间距2m，垂直距离1.5米，用1.5m长φ18钢筋钉打入坑壁土中，固定钢筋网（见一区支护详图）。
喷射混凝土面层厚度为80mm。
施工中，应先喷射一层素混凝土，然后绑扎钢筋网（放置绑扎好的钢筋网片），用锚固钢筋固定牢固后，再喷射面层的混凝土，喷射混凝土的强度等级为C20。
坡面应同时设置泄水孔，泄水孔水平间距3m，纵横设置。
采用直径50mm，L=500mm的PVC塑料管，管壁进行打孔。
一端插入土中，另一端外露砼面层0.1m。
钢筋网距面壁误差不超过±5mm，面层喷砼厚度误差不超过±10mm。
（二）土钉墙施工工艺（2-2区段）土钉墙支护施工时在基坑开挖坡面，采用击入的方法将钢筋土钉打入土中。
在坡面安装钢筋网，喷射强度等级为C20的混凝土，使土体、土钉及喷射混凝土面层结合。
土钉：成孔直径110mm，孔距允许偏差±100mm、孔深允许偏差±50mm、成孔倾角允许偏差±5%。
坡面采用三排土钉，具体参数见下表：绑扎钢筋网采用φ8㎜钢筋，间距为260㎜×260㎜，用击入土中的钢筋土钉固定，用加强筋压紧，加强筋与土钉头焊接，加强筋采用直径14㎜螺纹钢筋。
横向设置，将各土钉焊接连接。
绑扎钢筋网前，应先喷射一层混凝土，将坡面面层硬化，再绑扎钢筋网，同时，焊接加强筋。
待土钉、挂网、加强筋焊接施工完成后，一次喷射完成。
坡面设置泄水孔，泄水孔间距3m，纵横设置，垂直采用两排，距离坡顶为2.0m、4.0m。
（三）、技术要求1、施工时注意事项：（1）开挖过程中若发现地质资料同勘测报告出入较大或地下管线、构筑物、尤其是上下水管等情况与设计条件差异较大时，应及时报告设计人员以便对本设计作出调整。
（2）对边坡局部渗水段，在施工过程中可作泄水孔处理，插入导管进行排水。
（3）基坑应按设计深度分层分段开挖，每层超挖深度不大于设计深度0.5m。
发现异常情况时，应立即停止挖土，查清原因并采取措施后，方可继续开挖。
2、土钉抗拉力试验不少于土钉总数的1%，且不少于3根，土钉区段喷射砼宜每100㎡检测一组面层厚度。
六、基坑降水根据勘察报告提供资料，基坑场地水位稳定在地下3-4m时，高于基坑底标高1.5m至2m。
依据岩土勘察报告，建议采用明沟降水。
根据本工程场地的地层情况，降水方案拟采用明（盲）沟降水结合管井降水。
管井降水主要在游泳池及集水坑部位采用。
其他部位采用明（盲）沟降水。
因该工程基础面积大，基底标高复杂。
故在基础内部设置盲沟进行降水，因势利导，将地下水引至基础内部集水井内，最后单独对集水井的降水进行处理。
6.1施工工艺6.1.1明沟施工工艺：挖设明沟→施工集水井→安放水泵→架设主分水管→开挖沉淀池→降水→根据现场实际调整方案→成品保护→降水监测→待地下回填、底板覆土完毕且施工至主体四层封顶后，停止降水。
6.1.2盲沟施工工艺：开挖内部集水井→挖设盲沟→安放水泵→降水→在盲沟内置入预先制作好的PVC管→回填20-40mm 石子→盲沟上覆盖TS防水卷材→降水→根据现场实际调整方案→成品保护→降水监测→混凝土垫层施工。
1、明沟设置根据开挖实际情况，沿基坑坑底垫层边沿外300mm处周圈设置800mm宽、深800mm的排水沟，排水沟坡度为3%。
每20m处设置1.5m×1.5m×1.5m集水坑。
坑壁采用M10水泥砂浆砌筑机制粘土砖240厚，排水沟侧壁采用M10水泥砂浆砌筑机制粘土砖120厚，坑底、排水沟底部铺填20-40mm碎石100厚。
2、盲沟的设置因该工程基底占地面积大。
在基础内部设置盲沟。
盲沟宽度500mm，深度800mm，排水坡度为3%。
中间埋设110mmPVC管，在PVC管外壁每间隔100mm进行取孔。
孔的直径5mm。
外壁周圈采用滤网封裹。
盲沟内，PVC管周围采用20-40mm碎石进行回填。
待浇筑垫层混凝土时，采用350gTS卷材覆盖盲沟，然后浇筑垫层混凝土（见详图）。
盲沟做法示意图3、集水井（基础内部）的降水根据设计要求，在基础内部深挖集水坑2、在靠近施工道路，基坑内无法布置排水沟的部位、重点加强部位以及开挖深度在8m以下的部位采用管井降水，井距8-12m左右，按基坑平面每边外延2米布置降水井，降水井井径600mm，深度13m （或进入基岩1m）。
场区地下水的排放，采用直径300mm的钢管，沿基坑周圈设置。
基坑的地下水经由水泵抽入排水管中，有组织的将排水管中的地下水就近排入市政管网。
3、基坑顶面在1.5m外设置30cm高的挡水墙，阻止地面积水进入基坑内。
七加强安全监控及应急预案由于土性及施工工程的复杂性，施工过程中存在许多影响安全的不可知因素，基坑稳定安全，集中体现在土体的变化情况，因此加强信息化动态跟踪，以数据分析对比观测值指导和控制进度，必要时采取措施以确保基坑和周围建筑物的安全。
1、建立日常巡视制度，每天定人定时巡视基坑坡顶，检查坡顶及坡体的变形情况；2、由建设单位委托第三方对基坑进行变形观测。
变形观测要求应按照《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)的要求进行。
当基坑坡顶水平变形值或竖向变形值达到基坑即时深度的0.7%h时，观测单位应立即向监理、建设、施工、设计等单位报警。
3、在基坑开挖与使用中，一旦出现异常变形，应立即停止施工，采取反压堆土等措施，阻止变形的继续发展，同时立即通知有关各方会商情况，采取相应的技术措施。
4、加强公共用水和地表用水的管理工作，杜绝基坑周围水管及地表水的入渗，严禁基坑地面附近出现积水和基坑内积水。
挖土时，应备有排水泵，以确保顺利施工5、工程施工在保质保量完成的前提下，全体施工人员要严格遵守“安全第一，预防为主”的方针，做到安全生产、文明施工。
6、基坑施工及使用时，本说明未及部分，应按相应规范、规程的要求执行。
临沂市艺术中心基坑支护设计计算书----------------------------------------------------------------------[ 支护方案 ]1-1区段人工放坡（面层挂网喷砼硬化处理）----------------------------------------------------------------------天然放坡支护----------------------------------------------------------------------[ 基本信息 ][ 放坡信息 ]----------------------------------------------------------------------[ 土层信息 ][ 土层参数 ][ 设计结果 ]--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[ 整体稳定验算 ]----------------------------------------------------------------------天然放坡计算条件:计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法基坑底面以下的截止计算深度: 0.00m基坑底面以下滑裂面搜索步长: 5.00m条分法中的土条宽度: 0.40m----------------------------------------------------------------------验算项目: 2-2区段土钉----------------------------------------------------------------------[ 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 120-99基坑深度： 5.000(m)基坑内地下水深度： 10.000(m)基坑外地下水深度： 10.000(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 2.439 5.000 64.0[ 土层参数 ]土层层数 2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锚杆土摩阻力水土 (m) (kN/m^3) (kN/m^3) (kPa) (度) (kPa) (kPa)1 粘性土 4.500 20.0 20.0 29.4 8.8 60.0 60.0 合算2 强风化岩 4.000 21.0 18.0 100.0 20.0 100.0 100.0 分算[ 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 局部均布 70.000 1.000 1.000 0.561 条形2 局部均布 15.000 0.000 5.000 1.061 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 15.0 110 6.000 1D182 2.000 1.500 15.0 110 6.000 1D183 2.000 1.500 15.0 110 3.000 1D18[ 花管参数 ]基坑内侧花管排数 0基坑内侧花管排数 0[ 锚杆参数 ]锚杆道数 0[ 坑内土不加固 ][ 内部稳定验算条件 ]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： 0.500*******************************************************************[ 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 2.000 36.4 02 3.500 36.4 1 6.000 8.0 74.7 76.3 7.509 7.6783 5.000 37.0 1 6.000 0.0 59.8 76.3 999.000 999.0002 6.000 12.6 77.4 76.3 4.911 4.8454 5.000 37.0 1 6.000 0.0 59.8 76.3 999.000 999.0002 6.000 12.6 77.4 76.3 4.911 4.8453 3.000 24.0 71.2 76.3 2.371 2.542[ 内部稳定验算结果 ]工况号安全系数圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m)1 1.613 1.854 5.664 2.6932 1.497 -0.561 7.013 5.6623 1.453 -0.746 5.407 5.0064 1.998 -4.571 9.571 10.607[ 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: 6.000(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: 0.500墙趾距坡脚的距离: 0.000(m)墙底地基承载力: 400.0(kPa)深基坑土方开挖及边坡支护专项施工方案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: 481.0(kN)重心坐标: ( 3.555, 2.275）超载: 107.5(kN)超载作用点x坐标: 3.936(m)土压力: -113.7(kPa)土压力作用点y坐标: 1.700(m)依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002规定所计算土压力为负值，外部稳定计算无法继续。