1、第一部分 围护方案设计说明一、 设计依据与范围本设计为xx市xx一期工程基坑围护工程设计，内容涉及：围护体系方案选择、围护体系具体做法、基坑围护结构的施工顺序、基坑开挖的施工及要求、基坑工程现场监测及应急措施、围护结构计算说明、围护结构设计施工图等。本次围护工程设计依据1、 xx省地质勘探设计院提供的岩土工程勘察报告勘：07276A；2、 博意设计院有限公司设计池洲xx一期施工设计图3、 施工组织设计； 4、 建筑基坑工程技术规程JGJ120-99；5、 中华人民共和国行业标准建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）；6、 中国工程建设标准化协会标准基坑土钉支护技术规程（CECS96:97）2、；7、 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；8、 建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）；9、 现行其他有关设计计算的规范及规程。二、工程概况池洲xx一期工程位于池洲市站前区齐山大道西侧。共有二幢十八层住宅、二幢十一层及地下车库，总建筑面积近70000m2。本项目75#、76#楼为二幢十一层住宅楼及地下车库。地下车库和主楼按照原图纸施工，基坑开挖后垫层和砖胎模基本成型，有一部分砖胎模上未浇灌砼、防水。现按照总平图重新定位后基坑将扩大，长期浸泡在水中的砖胎模和垫层将全部挖除。原现场的基坑标高-5.60m,现设计的垫层上标高为-5.95m，土方开挖的量不大，但施3、工难度远远超过一次性开挖的工程量。本场地地貌单元类型属丘岗间坳沟地貌，坐落区域有西侧为待建77#楼、78#楼、南侧为已建的别墅楼。地势较为平坦，标高为10.8-10.9m之间。综上所述，本基坑周围环境条件比较复杂。三、 工程地质概况工程地质条件土质情况：本工程地基持力层为2层，地基承载力标准值为280KPa,要求基础进入持力层深度大于100mm，建筑场地土类别为类。地下水位标高平均为5.78m,勘察期间测得其稳定水位埋深为0.101.55m，水位变化受大气的影响有升降变化，年变化约为0.8m；根据环境水文地质条件分析，该地下水对砼无侵蚀性。池洲xx一期各钻孔点所揭露的土层按其成因可分为七层和分4、属不同层次的亚层，具体各层地基土的地质时代、成因类型、分布状况及按国家标准岩土工程勘察规范（GB50021-2001）第3.8.7条及条文说明“土层描述等级”各土层的土性描述与特征见土层特性表。地质年代成因类型层号土层名称层厚（m）土层描述第四纪素填土0.002.50填方的花岗岩碎屑及少量岩块；西部局部为耕表土，含植物根。1淤泥0.001.20此层局部分布在原水塘底部，黑灰色，流塑状态，含有机物。1粉质粘土0.002.70灰绿色、灰色。湿，软塑可塑状态。2淤泥质粉质粘土0.004.70青灰色，湿，流塑软塑状态，含有机质、腐殖质及贝壳。粉质粘土0.003.10黄灰色，棕黄色，湿，可塑状态，含氧化5、铁、铁锰结核。1粉质粘土0.002.10棕黄色，黄褐色，稍湿湿，可塑硬塑状态，含氧化铁、铁锰结核。2粘土0.409.50灰黄色，黄褐色，棕色，稍湿，硬塑坚硬状态，局部呈可塑状态，含氧化铁、铁锰结核。粘土0.003.70灰黄色，黄色，稍湿湿，可塑状态，含氧化铁、铁锰结核。1粘土0.000.9灰黄色，湿、软塑状态，含少量灰岩碎屑。中风化0.007.60灰黄色、黑色，湿稍湿、含坚硬状态。灰岩大于10m岩体表面呈块状，其间充填灰黄色、棕黄色可塑硬塑状态的粘性土，向下渐趋完整。 围护体系方案选择综合场地地理位置、土质条件、基坑开挖深度和周围环境条件，我们认为本基坑具备如下特点：1.基坑开挖面积较大，整个6、基坑周长约412M；2.在软土地基中开挖，但开挖深度较浅，一般为-6.30；3.场地地基土质情况差，基坑开挖影响范围内存在深厚的软粘土层，物理力学性质较差，但对于基坑抗管涌稳定较为有利；4.本基坑周围环境条件比较复杂，对基坑围护变形要求较高。基坑周边有多幢浅基础建筑，距基坑边的距离较近，对基坑的变形较为敏感。根据本基坑工程开挖深度、环境条件和地质条件，可考虑的围护方案包括：（1）放坡开挖；（2）水泥搅拌桩重力式挡墙围护结构；（3）土钉墙围护结构；（4）锚杆排桩墙围护结构。放坡开挖具有施工速度快，造价低等优点，但一般侧壁变形较大。水泥土重力式挡墙也具有施工速度较快，支护结构宽度较小，土方开挖方便7、等优点，且本工程地处城市生活密集区，生活用水较丰富，地基土上部为杂填土，透水性较强，水泥土重力式挡墙止水效果较为有利。但方案造价一般不低。土钉墙围护结构具有经济性好、施工方便、施工工期短等优点。锚杆排桩墙围护结构具有可靠性好，围护结构受力合理，变形易控制、对环境影响小等优点，但方案造价较高。综合上述分析，根据“安全、经济、方便施工”的原则，确定本工程西、北侧侧壁，环境条件较为开阔，采用放坡开挖较为合理。南侧坑壁距离地下管线较近，采用放坡开挖较为合理。东侧侧壁可采用土钉墙围护结构，但坑壁较短，考虑施工方便，本方案也采用水泥土重力式挡墙围护结构。由于本基坑深度6.3米，表层土以下各土层透水性较弱，8、因此可不必采用降水措施，但仍需采取坑内外排水措施。对于地表处的雨水和施工用水，在基坑周边地面处设置贯通的地面排水沟，并沿排水沟一定距离处设置集水井。将地面雨水、污水集中后，排入地下管网。基坑内根据现场情况设纵横向排水沟，并每隔20m设坑底集水井，做好坑内外有组织的排水工作。排水沟与基坑下坎线的距离应不小于1.0m。四、 围护体系具体做法根据以上分析，基坑围护体系做法如下：1. 放坡开挖方案，坡度1：0.75，坡面采用60厚素混凝土（C20）护坡。2.水泥土重力式挡墙围护结构，水泥搅拌桩采用600mm直径，布设三排，搭接150mm，水泥掺入比15%，为提高挡墙的抗拉强度，在外围一排水泥土桩隔桩，9、长度同搅拌桩桩长。3.坑内集水井及消防池采用梢径不小于150松木桩密排支护。4.地表排水对于地表处雨水和施工用水，在基坑周边地面设置贯通的地面排水沟，并在沿排水沟一定距离处设置集水井。将雨水、污水集中后，排入地下管网。5.基坑内排水基坑内根据现场情况设置纵横向排水沟，并每隔20m左右设坑底集中排水井，做好基坑内有组织的排水工作。五、 基坑围护体系的施工顺序基坑围护体系的施工顺序如下：1.场地普查、清障及修整至设计地表标高，然后施工围护桩（水泥搅拌桩）；2.水泥搅拌桩施工28天（强度达到80%）后，分层分段开挖土方；3.开挖至设计标高上0.3m，采用人工修土，同时打设集水井及消防池支护松木桩，后10、开挖至基底标高。六、 基坑开挖的施工及要求（一）水泥土重力式挡墙围护结构施工要求1.水泥土重力式挡墙水泥搅拌桩采用三排3600450水泥搅拌桩，有效桩长6.3m。2.水泥掺入量15%,即每米76kg，水泥采用强度为32.5MPa的普通硅酸盐或早强型硅酸盐水泥，外加早强剂为氯化钙(CaCl2，掺入量为水泥总量的1.5%）或生石膏粉（掺入量为水泥总量的2.0%）。3.应采用 “两上两下”、两次喷浆复搅，水泥浆液水灰比0.50.6，提升速度1m/min。4.桩身以上部分加喷高度0.50m。5.需插筋的搅拌桩，插筋在搅拌桩施工结束后立即操作，以防搅拌桩桩体硬化，增加插筋难度。 (二)放坡开挖施工要求111、.放坡开挖坡面采用60厚素混凝土（C20）护坡。2.喷射砼前，对表层松散杂填土应采用水泥浆液抹面硬化。3.喷射砼的配合比可按如下配合比进行：水泥：砂：石=1：2：2。粗骨料最大粒径不宜大于12mm，水灰比控制在0.45左右，宜加入适量的速凝剂和减水剂，调节所需的工作度和早强时间。4.喷射砼面层的顺序要求自上而下，喷头和受喷面距离宜在0.81.5m范围内，喷射方向宜垂直指向喷射面。（三）土方开挖施工要求1.基坑开挖中挖土机应按指定的路线进入基坑，严禁挖土机在基坑侧壁土体上方直接反复碾压或碾压坑边进行挖土操作，严禁运土卡车在坑边任意行走。2.土方开挖应结合后浇带位置分块分层进行，以充分发挥基坑的空12、间效应，缩短基坑的全面暴露时间。但在土方开挖过程中应注意土坡的高差（不宜大于1.5m）和坡度，防止坑内土体滑坡。3.基坑挖至底板标高后，再分批挖出地梁、消防池与集水井位置，距底板30cm土方以及集水井应人工开挖。4.土方开挖结束后，应尽快施工基础垫层，坑底无垫层暴露时间不宜超过48小时，并应尽快施工基础地板，减少基坑暴露时间。5.施工单位应制订详细的作业计划，并根据建质2004213号文件经专家论证后方可实施。6.混凝土泵车、出土口及塔吊位置的基坑围护结构根据实际情况必要时作进一步加强措施。八、基坑工程监测及应急措施本围护工程开挖深度一般，但基坑周围环境条件复杂，因此除进行安全可靠的围护体系设13、计、施工外，尚应进行现场观察，作信息化施工。 （一）施工监测要求1.施工监测包括以下内容：a、周边建筑物、道路、地下管线、边壁顶部水平位移和垂直沉降量观测；b、周边建筑物、道路、地表开裂状态（位置、裂宽）的观测；c、深层土体位移观测。2.水平位移监测时，可用经纬仪和前视固定点形成测量基线，测量墙顶和相邻建筑物个测点和基线距离变化，精度1mm。沉降监测用水准仪监测，精度不低于1mm。深层土体位移用钻孔侧斜仪进行：本工程共设计深层土体位移监测孔5个，孔深10米，测斜孔必须在土方开挖前一周埋好且在开挖前测得初始值。3.在基坑开挖、支护施工施工阶段，每天检测不少于12次；雨天和雨后或位移速率较大时应增14、加监测频次；当有施工征兆时应连续监测。4.基坑施工完成，变形趋于稳定的情况下，可适当减少监测次数。施工监测过程应持续至基础地板浇筑完成为止。5.雨天和雨后应加强监测和周边巡视，并对各种可能危及支护安全的水害来源进行仔细观测。（二）施工监测预警及应急措施1.监测预警水平位移预警值：基坑位移累计40mm或位移变化速率连续三天大于3mm/d；坑侧地表最大沉降预警值：基坑位移累计40mm或沉降变化速率连续三天大于3mm/d；支护结构严重开裂变形，有破坏迹象。周边建筑物及道路沉降观测，邻近的西侧厕所，北侧、西侧邻近的数幢建筑应予以重点监测2.应急措施施工开挖过程中，施工监测临近以上报警值时，应增加监测次15、数，加强观测，分析原因，必要时对支护结构采取以下应急措施。a、编织袋装砂石在坑内快速回填、坑内土方直接回填、或者有条件部位坑外卸土；b、支护结构采用斜撑加固；c、为确保基坑和周边建筑物的安全，现场准备一定数量的木桩、钢管、编织袋、砂袋料等应急抢险材料，以备应急。d、若护坡混凝土面层面层出现渗漏，则应及时进行补漏处理，现场应配置注浆等材料，以备后用。e、监测的设计与施工应由有经验的监测队伍进行。第二部分 围护结构的计算说明一、 基坑围护体系计算分析内容1.各工况下围护结构的内力、变形分析；2.基坑整体稳定验算；3.基坑抗倾覆稳定验算；4.抗滑移稳定性验算；5.基坑抗隆起稳定验算。二、计算方法说明16、1.围护体系侧压力计算根据朗金土压力理论，按土层分布进行分层计算。2.围护结构设计根据国家有关规程（范），采用北京理正深基坑支护结构设计软件。3.基坑整体稳定验算采用瑞典圆弧条分法。三、设计参数及土工指标1.基坑计算深度取3.0m；2.土压力计算采用土体固块指标，根据本工程地质勘察报告适当调整后取值。四、围护结构内力及稳定分析结果1.设计项目：1-1剖面图计算简图- 支护方案 -天然放坡支护- 基本信息 -规范与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)5.800放坡级数 0.75超载个数 1- 放坡信息 -坡号台宽(m)坡高(m)坡17、度系数11.0005.8001- 超载信息 -超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)115.000- 土层信息 -土层数 3坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)5.800外侧水位深度(m)1.000- 土层参数 -层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)水下(kPa)水下(度)1杂填土2.5018.58.514.0012.0014.0012.002粘性土0.5018.98.924.0011.0024.0011.003淤泥质土10.0018.28.2-13.409.10-18、 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: 2.00m条分法中的土条宽度: 1.00m天然放坡计算结果: 道号整体稳定半径圆心坐标圆心坐标 安全系数R(m)Xc(m)Yc(m)12.7002.5504.6684.39721.9728.6351.6239.13531.6404.8483.3184.2572.设计项目：2-2剖面图计算简图- 支护方案 -水泥土墙支护- 基本信息 -内力计算方法增量法规范与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数0119、.00基坑深度H(m)5.800嵌固深度(m)6.800墙顶标高(m)-1.300截面类型及参数实心墙.放坡级数 1超载个数 1- 放坡信息 -坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数10.5000.7001.000- 超载信息 -超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)115.000- 土层信息 -土层数 3坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)6.5外侧水位深度(m)2.500弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法m法- 土层参数 -层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土2.501820、.58.514.0012.002粘性土0.5018.98.924.0011.003淤泥质土10.0018.28.2-层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度 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- 水泥土墙截面参数 -水泥土墙截面示意图水泥土墙厚度b(m)1.500水泥土弹性模量E(104MPa)1.750水泥土抗压强度P(MPa)1.100水泥土抗拉/抗压强度比0.120水泥土墙平均重度(kN/m3)19.110水泥土21、墙底摩擦系数0.300- 土压力模型及系数调整 -弹性法土压力模型:经典法土压力模型:层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力 调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1杂填土合算1.0001.0001.00010000.0002粘性土合算1.0001.0001.00010000.0003淤泥质土合算1.0001.0001.00010000.000- 设计结果 - 结构计算 -内力位移包络图：地表沉降图：- 截面计算 - 内力取值 序内力类型弹性法经典法号 计算值计算值基坑外侧最大弯矩(kN.m)52.0617.211基坑外侧最大弯矩距墙顶(m)4.913.28基坑内侧最大弯矩(k22、N.m)0.000.00基坑内侧最大弯矩距墙顶(m)0.130.13*截面1(0.00m6.30m)*一. 采用弹性法计算结果：1.水泥土墙截面承载力验算： *基坑内侧计算结果：* *计算截面距离墙顶 0.13m, 弯矩设计值 = 1.251.000.00 = 0.00kN.m 1). 压应力验算: 抗压强度满足! 2). 拉应力验算: 抗拉强度满足! *基坑外侧计算结果：* *计算截面距离墙顶 4.91m, 弯矩设计值 = 1.251.0052.06 = 65.08kN.m 1). 压应力验算: 抗压强度满足! 2). 拉应力验算: 抗拉强度满足! 二. 采用经典法计算结果： 1.水泥土墙截23、面承载力验算： *基坑内侧计算结果：* *计算截面距离墙顶 0.13m, 弯矩设计值 = 1.251.000.00 = 0.00kN.m 1). 压应力验算: 抗压强度满足! 2). 拉应力验算: 抗拉强度满足! *基坑外侧计算结果：* *计算截面距离墙顶 3.28m, 弯矩设计值 = 1.251.0017.21 = 21.51kN.m 1). 压应力验算: 抗压强度满足! 2). 拉应力验算: 抗拉强度满足! 式中cs水泥土墙平均重度(kN/m3); z由墙顶至计算截面的深度(m); M单位长度水泥土墙截面弯矩设计值(kN.m); W水泥土墙截面模量(m3); fcs水泥土抗压强度(MPa)24、;- 抗倾覆稳定性验算 -抗倾覆稳定性系数Ks = 2.251 = 1.2, 满足规范要求。(Ks = 1.2)- 抗滑移稳定性验算 -抗滑安全系数(Kh = 1.2):Kh = 2.810- 整体稳定验算 -计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度: 1.00m滑裂面数据整体稳定安全系数 Ks = 1.786圆弧半径(m) R = 8.573圆心坐标X(m) X = 0.050圆心坐标Y(m) Y = 4.450- 抗隆起验算 -Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 1.909 25、= 1.1, 满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 2.115 = 1.15, 满足规范要求。 隆起量的计算 注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理!式中基坑底面向上位移(mm);n从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;ri第i层土的重度(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饱和重度(kN/m3);hi第i层土的厚度(m);q基坑顶面的地面超载(kPa);D桩(墙)的嵌入长度(m);H基坑的开挖深度(m);c桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);r桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3); = 86(mm)