1、基坑支护技术1、工程概况本工程呈较规则的四方形，南北长140m，东西宽123m，地下二层，槽底标高为-11.2m，地下一层，槽底标高为-6.1m。1.1环境条件工程环境条件严峻，管道多，临近城市主干道，北侧离城市主干道12m；东侧离城市主干道仅仅4 m，西侧离围墙1.5m；南侧离三层办公楼5m；场地北侧和东侧离市政供热管线仅1m，详见下图。-6.1m工 程 位 置 图 1.2工程地质状况根据地质勘测报告，深度在80.5m范围内，土层均为第四系全新统（Q4）、上更新统（Q3）和上中更新统（Q23）的河流相及海相交互沉积的粘性土及砂性土。各层土质分布如下：（1）人工填土：杂色、松散、由大量砖块，石2、子组成，厚度0.5m1.6m；下部为素填土，分布均匀，由褐色粉质粘土及粘土组成，软可塑，厚0.5m1.2m。 2a、粉质粘土：黄褐色，由大量粘土及粘性较大的粉质粘土组成，呈软塑，可塑状态，厚1.1m2.7m。2b、淤泥质粉质粘土：黄褐色，软塑状态，厚1.2m1.9m。3a、粉质粘土及淤泥质粘土：褐灰色，软塑，属高压缩性土，夹0.4m左右粉土薄层，厚3.8m6.3m。3b、淤泥质粉土：褐灰色，呈软塑状态，含有机质，属高压缩性土，偶有淤泥质夹层。层厚5.1m8.4m。3c、粉质粘土：灰色软可塑，有层理，属中压缩性土，底部粘性较大，厚1.2m4.7m。4a、粘土：黑灰浅灰色，无层理，可塑，属中压缩性3、土，水平方向分布均匀，厚0.6m2.0m。4b、粉质粘土：灰黄黄褐色，可塑，无层理，属中压缩性土，水平方向分布均匀，厚1.3m3.0m。5、粉质粘土、灰黄黄褐色，可塑，无层理，属中压缩性土，水平方向分布均匀，厚7.0m8.0m。6a、粉质粘土：黄褐色，可塑，无层理，属中偏高压缩性土，厚1.3m3.0m。6b、粘土：黄褐色，可塑，无层理，属中偏高压缩性土，厚2.0m3.2m。7a、粉质粘土：灰色，硬可塑，无层理，属中压缩性土，厚3.2m5.4m。7b、粉砂：灰色，中密，无层理，属低压缩性土，水平方向分布不稳定，厚0.5m1.8m。7c、粘土：灰色，硬可塑，无层理，属中偏低压缩性土，厚0.8m2.4、3m。7d、粉质粘土：灰黄色棕褐色，硬可塑，无层理，砂性大，属中偏低压缩性土，厚1.2m2.7m。8a、粉质粘土：黄褐色，硬可塑，砂性大，属低压缩性土，厚1.0m2.5m。8b、粉细砂：灰黄色，呈密实态，土质均匀，局部夹粉土透镜体，属低压缩性土，厚9.0m1.08m，工程性质较好，为桩基持力层。1.3工程水文概况据勘察报告，场地地下水初见水位埋深2.3m左右，标高7.9m左右，静止水位埋深0.80.9m。标高9.19.3m，地下水属潜水类型，主要由大气降水补给，水位随季节有所变化，年变幅在0.51.0m之间。地下水为弱碱性，PH值为7.78，对砼结构物的腐蚀等级为弱腐蚀。2、基坑支护设计基坑支5、护设计应遵循“安全、经济、合理、可行”的原则。基坑支护设计就是依据基坑工程要求（平面尺寸和深度）、场地工程地质条件和水文条件，以及场地周边环境条件等资料，首先对影响基坑工程围护体系安全的主要矛盾进行量化分析，据此进行方案合理性选择和结构稳定性的理论计算分析，并参考地区性经验判断，最终确定基坑围护体系类型。基坑围护体系一般包括挡土体系和止水降水体系两个部分，要求基坑支护结构体系一般能够承受土压力和水压力，且具有一定的刚度和整体稳定性。目前本地区常用的基坑围护形式按结构力学模型分主要有放坡开挖、悬臂支护结构、重力式挡墙结构、内支撑支护结构、组合支护结构等几种形式。本工程基坑支护方案设计时重点考虑以6、下几个因素：安全可靠性；技术先进性、合理性；施工可行性；经济节约；工期合理。针对本工程特点：场地小，挖土深度较深（最深处槽底标高为-11.20m），土质又很差，现场又无拉锚条件，支护桩必然出现很大变形。经多方论证和计算，采用水泥土深层搅拌桩和钢筋混凝土钻孔灌注桩复合式支顶支护结构，即深层搅拌桩采用双联格栅式形成止水帷幕，灌注桩形成挡土结构，桩顶卸一定范围的土并用609钢管在桩顶支撑，形成可靠的支护结构。3、支护结构计算根据地质勘察报告提供的土壤各参数（加权平均值）为：C=11.03Kpa，=12.04度，r=18.9KN/m3。（直接快剪值）。经与天津地勘院协商，土壤各种参数取固结快剪值乘0.7、9折减，即取C=13.8Kpa, =15度，r=18.9KN/m3。根据以上参数，按照布鲁姆理论设计计算支护桩：桩径1000，最大弯矩Mmax=1372KN.m，入土深度16.9m，桩总长22.0m，主筋1625，箍筋8200，砼强度等级为C30。支护桩顶设帽梁1000500，主筋1220，箍筋8200，砼强度等级为C30。深层搅拌桩止水帷幕为双排格栅式，格栅尺寸4m3.5m，单桩直径700，桩桩相咬200；钢筋混凝土灌注桩分四种桩型（桩1、桩2、桩3、桩4），桩径均为800，桩距1000，混凝土强度C30。在-6.7m位置处，钢筋混凝土灌注桩由1000500帽梁连接，609（壁厚12）钢管顶8、撑，形成内支撑。其中桩1、桩3底标高-20.7m，桩长14m；桩2底标高-18.7m，桩长12m；A区基坑西侧支护桩为桩4，桩4底标高-18.7m，桩长15.5m。支护止水结构如图示： 支 护 支 撑 情 况 4、基坑降水、排水设计4.1、降水方案设计根据勘察地质报告各土层的渗透系数，该工程水平和垂直渗透系数都很小，而且因本工程降水主要涉及到人工填土层、粉质粘土、淤泥质粘土三层地表浅层土体，故考虑降水采用19口500大口径无砂砼管坑内降水，在基坑北侧和东侧设四口水位观测井，兼做回灌井。待基础浇筑垫层时，用素混凝土将基坑内的井封死，4.2、降水井技术要求1、降水井布置基坑内部布置降水井， 1#09、0井深16m，共计19口降水井。 另外，在基坑外布置4口观察井，以便于观察地下水情况。2、降水井结构大口径无砂混凝土管井由无砂混凝土滤水管、吸水管和潜水泵等部分组成，降水井孔径为800，无砂砼管下端1/3过滤部分包裹棕皮两层，尼龙窗纱两层。井管出地面500mm。潜水泵采用QY25型潜水泵，流量为15m3/h，扬程为25m。4.3、排水方案设计 无砂砼管施工完成后，进行试抽水和正式抽水，抽出的地下水用Dg75塑料管有组织地排入临时集水池，然后统一排入大连道的雨水井。4.4、降水稳定性分析根据地质勘察报告和降水方案分析，本工程采用在基坑内降水，基坑采用水泥搅拌桩止水帷幕进行止水，而且止水帷幕深入地10、下不透水层，这样基坑降水不会对基坑四周的建筑物、道路产生较大的沉降影响，而且由于本场地内地表浅层土质垂直和水平渗透系数都较小，都属于弱微透水性，根据以往工程经验，本降水不会对基坑外围物体产生十分明显的、严重的影响，降水安全性和稳定性较好。5、基坑监测设计5.1、基坑监测理论概述由于基坑自开挖就处于动的状态，支护结构的受力状态、大小、位移变形都随着开挖深度的增加而增加，而且由于土体的特殊性，随着基坑暴露时间越久，基坑支护体系的位移变形越大，随时可能都会发生事先估计不到的事故。为了对基坑在开挖过程中支护体系的安全可预测性，对基坑周围环境进行有效的保护，以及对支护设计、施工措施正确性进行检验和技术资11、料的总结，对基坑进行施工监测是很有必要的。由于本工程基坑深度相对较大、周边有市政管道、道路等，另外从施工安全考虑和国家规范规定，进行基坑监测是很重要的。依据国家规程建筑基坑支护技术规程JGJ20-99，结合本基坑工程实际情况，在基坑施工及地下结构施工期间，应对周边环境和支护结构进行监测。通过监测，可以及时掌握降水、基坑开挖及施工过程中支护结构的实际状态及周边环境的变化情况，做到及时预报，为基坑边坡和周边环境的安全与稳定提供监控数据，防患于未然；通过监测数据与设计参数的对比，可以分析设计的正确性与合理性，科学合理的安排下一步工序，必要时及时修改设计，使设计更加合理，施工更加安全，作到工程可预控性12、；通过信息反馈，总结工程经验，促进基坑工程技术的进步。5.2、基坑监测设计5.2.1、监测目的及监测项目1、基坑施工监测目的就是及时掌握降水、基坑开挖及施工过程中支护结构的实际状态（位移、倾斜变化值及变化速率）及周边环境(建筑物、地下管道、道路)的变化情况，为基坑施工和周边环境的安全与稳定提供监控数据，为基坑安全施工提供佐证，做到施工可预控性和防患于未然，采取必要的工程措施；另外通过施工监测的结果，可以指导现场施工，确定和优化施工参数，进行信息化施工。2、基坑施工监测包括周边环境监测、支护结构监测、支护结构变形监测，以及包括周边建筑物、重要道路及地下管线等保护对象进行系统的监测，如下：A、支护13、桩顶部变形（位移、沉降）；B、基坑周边主要道路的沉降；C、管线的水平位移、沉降；D、地下水位变化监测。5.2.2、监测报警值基坑监测警戒值的大小应根据基坑等级（重要性程度）、设计要求和保护对象的重要性来确定，如何确定报警值是一个非常重要和慎重的问题，报警值包括两个部分：总的允许变化量和变化速率。为此参考地质状况较为相同的有关省市规程或标准，结合本工程实际情况和施工经验，确定的报警值如下：支护体系监测报警值项目桩顶位移（cm）监测值设计值本基坑13.111.7对于各种观测值的变化速率报警值，规程要求基坑设计和监测的控制标准23mm/d，本工程要求如下：1）、桩体的最大位移达到0.05%H（H为基14、坑开挖深度）时，变化速率超过2mm/d时，可提出报警。2）、地下管道的水平位移或沉降达到20mm时，沉降或位移速率超过2mm/d可提出报警。5.2.3、监测方法及精度要求1、沉降观测采用精密的水准仪进行量测。主要采用精密水准测量方法进行，沉降观测点直接设置在被观测对象上，在远离基坑，不小于35m（35H）范围之外设置基准点。观测点应布置在具有特征点的地方。2、水平位移观测采用精密电子经纬仪进行量测。采用轴线投影法在两个稳定的基准点之间连线为基准线，量测差值和累计位移量。观测点直接布置在支护桩顶。3、肉眼巡检由于支护结构的施工质量、施工条件的改变、基坑边堆载的变化、施工用水不适当排放、管道渗露以15、及气候条件的改变，还有工程隐患如地面裂缝、支护结构的失稳、临近建筑物裂缝等都可在巡检工作中及时发现，因此巡检是十分重要和很有必要的，应由有经验的工程师按期进行巡检，巡检工作应列入观测计划，按期进行，并保持记录。4、观测精度沉降观测中，水准仪i角10，每测站基辅读数高差0.3mm，水准路线闭合差0.3（n）1/2。5.2.4、监测点布置及监测周期1、监测点的布置应满足监控要求，通常基坑开挖时的影响范围为开挖深度的12倍，从基坑边缘以外12倍开挖深度范围内的需要保护的物体或建筑物均应做监控对象。监测点布置：1）、管线观测点的数量宜是23节设置一个观测点；2）、位移观测的测点间距宜为13m，而且应根16、据理论预测的分布规律来布置，变化越大的地方，测点布置越密；离基坑点也越密；2、监测周期是要求在整个基础工程施工之内进行基坑所有项目的监控。基坑工程的监测应与施工过程紧密配合，根据施工速度、监测结果、环境状况（如雷雨天气等）的绝对数值及变化速率来调整监测时间间隔，必要时进行跟踪监测。监测频度规定如下表所示：基坑施工监测频度监测内容监测频度初始基坑开挖阶段基础施工阶段基坑监测测斜2次2次/天1次/2天桩体沉降2次2次/天1次/2天桩体位移2次2次/天1次/2天环境监测管线沉降2次1次/天1次/2天管线位移2次1次/天1次/2天水位测量2次1次/天1次/2天5.3、监测制度及信息反馈基坑监测由专职的17、具有中级职称的测量人员负责，监测数据、资料要及时整理分析，并做出观测结果过程曲线，及时反馈给项目总工程师负责，发现异常现象要及时汇报。当测试值大于设计要求和规范要求时，要立即组织有关人员分析原因、研究对策，必要时采取果断措施，以防发生意外。这种“现场监测信息反馈方案修正监测验证”的基坑动态地信息化施工方法，可及时发现施工中的问题，从而及时改进施工技术措施或调整设计，以取得良好的工程效果和保持周边环境的效果；通过资料总结和分析，可以为今后改进设计、施工提供实测的数据。基坑施工期间，项目工程师应根据实际制订相应的监测制度、巡检制度、监测责任制、信息化监测技术等制度，确保监测工作顺利、如实的开展。6、实施效果本支护设计是在本着“技术安全、经济合理”的原则下进行的设计，是一次成功的支护技术实践，而且取得了较为丰富详实的技术资料，必将推进公司在基坑支护技术领域的发展。9