基坑支护技术方案之一

××××××基基础础工工程程基基坑坑支支护护施施工工方方案案编制：审核：批准：编制单位：XXXX建筑工程有限公司（章）二00八年四月二十四日2基坑支护专项施工方案一、工程概况×××工程位于西城区复兴门外，工会大楼后院，天宁寺西侧，主楼26层，地下室3层；西侧裙楼4层，地下室3层；南侧裙楼4层，地下室2层。基坑深度有5种即：15.15m、13.95m、11.95m、9.40m、6.45m。基坑南侧紧邻×××工之家大楼，南侧西段有一座高层塔楼，塔楼有一层半地下室，深约7米，南裙楼基坑距塔楼16.38m，西裙楼基坑距塔楼13.4m，南侧有污水管和雨水管，相距5-8m；基坑北侧有一座4层楼，基础埋深约3.0m，距基坑13.7m，并有地下电力线（距基坑7m），污水管（相距6.5m）；基坑东侧距真武庙路3.5m，并有通讯电缆（相距6.5m）；基坑两侧有污水管、热力管、雨水管，相距3.0-4.5m，地下水深度-14米，具体基坑布局情况见附图一。二、深基坑支护方案的选择由于本工程场地狭小，周边环境复杂，中标承诺工期短（共计848天），开工日期为1998年12月16日，此时正值北京冬季，土方及垫层能否在春节前施工完，将影响春节后的工程进度，弱采取常规的放坡开挖，由于基坑深，场地小，基坑的稳定安全性将受到影响，且放坡开挖后将超过施工红线，因此此方案被排除；若采用护坡桩施工，则基坑开挖时间将推后，春节总体控制计划将受到影响，且按此方案存在土方回填和费用较高的特点；经过各种方案的认真讨论，结合工程的实际情况，本工程基坑支护采取喷锚支护，喷锚的边壁作为地下室外墙的外侧模板，选择此种方式进行3基坑支护，可边开挖边支护，不影响工程进度，且无回填量，大大节约成本和工期。喷锚网支护技术（新型土钉）原理是利用沿途介质的自承能力，借助锚杆与周围土体的摩擦力和粘聚力，将外部不稳定土体和深部稳定土体联在一起，形成一个稳定的组合体。锚杆端部互相连接的喷射混凝土面板，由于紧密嵌固于土体中，它不仅能很好的调节锚杆相互之间的应力分布，而且可以很好的起到防水作用。一是防止水冲刷边坡给基础施工带来不便，二是可以有效地防止地下水的渗漏，避免周围地面沉降，影响建筑物的安全。喷锚网由于采用水平压力灌浆新技术，大大加强了地面的承载能力。重型施工机械、车辆可在边坡地面任意行走。喷锚网支护方法的施工不单独占用施工工期，它和土方开挖同时进行，边开挖边支护,无污染，噪声低。到最后的收口时，灵活机动，可以开口放坡、降低马道或者台阶开挖，以便最大限度提高开挖功效，但土回填马道后，再用锚杆将出口加固复原，对边坡无任何影响。三、喷锚支护的设计方案3.1锚杆参数设计边坡支护采用土钉支护边坡支护方案如下：（1）设计参数1）坡顶附加荷载按20kPa考虑。2）φk=35°，ka=0.273）γ=20kN/m34）dnj=150mm，аj=5°—10°45）qsik填土=20kPa；qsik粘质粉土=60kPa；qs园砾、砂=150kPa。（2）土钉墙护坡方案：1）土钉墙墙面坡度设计为85°。2）布孔:基坑土钉分4步，第1步在地表下1.5m，土钉纵、横间距1500×1500，呈矩形布设。3）成孔:孔径φ150，下倾角5°—10°。4）插筋:插入1Φ20Ⅱ或2Φ20级热轧螺纹钢筋，端部作90°弯钩。5）注浆:常压灌注普硅32.5纯水泥浆，水灰比0.50—0.60，强度M20，初凝后补浆1—2次。6）挂网:挂φ6钢筋网片，间距@200×200，网片距坡面应不小于40mm，网片搭接长度应不小于300mm，贴网片挂Φ16加强筋，横向置于土钉弯钩内侧，纵向与土钉弯钩焊接连接；7）喷砼:喷射细石砼，强度C20，厚度100mm。8）土钉墙顶应用混凝土护面，宽度1.5m，坡顶、坡脚应设排水措施，坡面上可根据具体情况设置泄水孔。（3）质量检验：1）要求所有钢材、水泥、砂石料等原材作复检。2）喷射砼要求每台班取一组试块，作1—2组7天强度，其余作28天强度。3）土钉作3根张拉试验。（4）所需机械设备5序号设备名称规格数量1钢筋弯曲机40mm1台2钢筋调直机40mm1台3钢筋切割机GQ401台4电焊机30KW2台5配电箱5个6注浆泵ZSN637-111台7挂网喷浆机1台8空压机9m31台9洛阳铲φ150mm20把10锹镐20把11小推车0.1-0.2m34辆12台称200kg1台13解放汽车8T1辆（5）质量标准：1）坡面平整度允许偏差±20mm。2）土方开挖逐步进行，严禁超深开挖。3）孔位允许偏差±100mm。4）孔深允许偏差≥设计深度。5）孔径允许偏差≥设计直径；6）土钉钢筋每2000mm设一组定位支架，钢筋保护层厚≥25mm。7）土钉倾角偏差±5％；68）钢筋网搭接长度应≥300mm,其它钢筋焊接与绑扎应符合《钢筋焊接及验收规程》JGJ18－97；9）面墙喷射（或抹）砼厚度应80％达到设计厚度，其它要求执行《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ90－95。（7）质量保证措施：1）边坡开挖与修整：首先按设计要求由测量人员放出基坑开挖边线，并应有专人验线并作预检记录。边坡采用机械逐步开挖，然后采用人工修整，经专人检查合格后进入下道工序。2）土钉放线：由现场技术人员按设计要求放线，经专人检查，做好施工记录。3）土钉成孔：采用人工洛阳铲成孔，成孔过程中注意控制倾角及孔径。成孔后对孔深、孔径、倾角进行检查验收，做好施工记录及隐蔽工程检查记录，请监理验收合格后进入下道工序。4）土钉杆制作及下入：对复检合格的钢筋按设计要求制作杆件，钢筋焊接满足双面焊5d，单面焊10d，并按要求加焊定位支架，下入前做隐蔽工程检查记录。5）注浆：浆液搅拌必须严格按配比进行，不得随意改变，水泥应不含杂质，不用过期或受潮水泥，用注浆管注浆，注浆管距孔底250－500mm，孔口设置止浆塞及排气管，边注边外拉浆管，直至浆液溢出孔口后停止注浆。注浆后7过半小时再补浆一次，若渗浆严重，可补浆2－3次。6）钢筋网制作与安装①钢筋网一般用I级钢筋，复检合格后先除锈、调直（用冷拉机），拉伸率不大于2％，根据场地情况及开挖步骤下料，网结点采用点焊或绑扎。网片挂在坡面内侧，距坡面40－50mm，网片搭接长度300mm。②在网片外侧土钉纵横向部位按设计要求加焊主筋，端部处理符合规范要求。③网片安装好后，应作隐蔽工程检查记录，并请监理验收。（7）面墙喷射混凝土：①一般工程按《锚杆喷射砼支护技术规范》给定的配比执行。②喷射施工过程中严格计量配比,特别是水灰比控制。③喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不宜小于40mm。④喷射时，喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0.60-1.00m。⑤喷射砼终凝2小时后，喷水养护，养护时间宜为3－7天。由于基坑环境不同，深度不同，将基坑边壁共分成7类进行支护，采用极限平衡法计算分析基坑边壁整体稳定性和锚杆参数。计算条件：①锚杆支护后的基坑边壁滑移面为数螺旋曲线②考虑土体为变形体，锚杆同时受到抗拉和抗剪作用③荷载为土体自重、地面建材堆载15KN/m，30吨砼罐车、北侧楼房等对基坑边壁产生的侧向压力，不考虑地下静水压力作用。8④计算极限平衡条件下所需总锚固力和总不平衡力矩⑤分析局部稳定性、施工过程稳定性和整体稳定性。最终锚杆设计参数及安全系数见附表一3.2网喷砼护面设计网喷砼护面的作用主要是限制锚杆之间土体的变形，将土体侧压力有效地传递给锚杆，并调整相邻锚杆的受力状态。根据全长注浆锚杆的受力分析，锚头和面层受力较小，面层的厚高不必太厚。各类支护网喷砼护面参数为：Ⅰ-Ⅲ类支护：网筋Φ6@200×200,喷层厚度Ⅰ、Ⅱ类为8.0cm，Ⅲ类为6.0cm，强度C20。Ⅳ-Ⅵ类支护：钢筋Φ6@200×200，喷层厚度6.0cm，强度C20。Ⅶ类支护，网筋Φ6@250×250，喷层厚度5.0cm，强度C20。喷射砼配合比为：水泥：砂：石：水=1：2：2：0.43.3注浆设计因为注浆砂浆体的强度远比土体强度为高，因此土层锚杆设计中砂浆体强度不是控制参数。锚杆注浆全部采用孔底加压注浆，注浆压力为0.5mPa，对于松散地层注浆压力为1.0-1.5Mpa。注浆配合比：水泥：砂：水=1：0.5：0.45。并加三乙醇胺等。四、具体施工措施土方喷锚支护的施工流程为：制锚→开挖基坑→钻孔送锚→注浆→修坡9编网筋→喷射砼→开挖下层土4.1制锚锚杆体：Φ22和钢管Φ48，技术质量要求：锚长允许误差-20cm锚杆体每隔3-4m做对中架锚杆体（钢筋）搭焊长度≥5d，双面焊4.2开挖喷锚网支护的特点是边开挖边支护。为保证基坑边壁在开挖工程中土体应力场和应变场不产生过大变化，因此，对土方开挖有严格要求，挖土必须分层分段开挖4.3钻孔用洛阳铲和空气冲击钻成孔。技术质量要求：孔径大于14cm，孔深允许误差-20cm打设角一般为3°-8°。孔位迂障碍物时允许变动。4.4注浆：一般为底部注浆技术质量要求：配比为水泥：砂：水=1：0.5：0.45，并加三乙醇胺0.3‰注浆压力大于0.5Mpa水泥普425#、中细砂。4.5修坡面注浆后进行修坡面，使坡面平整。严格控制坡面到地下室墙体距离。104.6编网及焊接技术质量要求：网筋Φ6@200×200,Φ6为Ⅰ级钢网筋搭焊长度≥10cm,多于3个焊点;锚头井字型,25×25cm,焊接充满空隙4.7喷射砼护面技术质量要求:材料:普通425#水泥、中砂、碎石或豆石(粒径小于15cm)配合比:水泥:砂:石:水=1：2：2：0.4，冬期加3%速凝剂（水泥重量比）配料的搅拌，上料后水砂石经过喷浆机和输送料管混合，即可达到均拌的目的。砼强度C20；喷射前坡面作喷射厚度标记，喷射砼面层厚度为8cm、6cm、5cm三种。喷射砼面层每天浇水养护2-3次，养护7天。4.8开挖下层开挖下层土方时间与上层喷射砼强度、注浆强度、地质条件，边壁位移量有关，一般上层砼面层喷射24-36小时后方可进行下层开挖。五、施工监测锚喷网支护监测是支护设计中的重要组成部分。通过监测手段可随时掌握基坑周边环境的变化及支护土体的稳定状态、安全程度和支护效果，为设计和施工提供信息。通过信息反馈体系，可及时修改支护参数，改善11施工工艺，预防事故发生，本工程基坑设以下监测项目：1、监测基坑边壁的位移，绘制位移时程曲线，分析变形速率和位移量，确定其对边坡稳定、对地面建筑物和地下管线的影响程度。监测点位置待开挖3m（两排锚杆）后确定监测结果见附图。2、监测基坑北侧4层楼房的沉降，绘制沉降时程曲线，分析沉降过程趋势和各测点的不均匀沉降量，确定其对楼房的影响程度，监测数据见附图。六、基坑降水及围护方案选择6.1降水设计方案因基坑开挖主要涉及上部潜水（地表水），基坑内有一定涌水量，故基坑内积水井及电梯井处需采取局部轻型井点降水（降水方案另行编制）。七、基坑排水考虑本工程地质条件，土方开挖后，底板下采用盲沟排水，盲沟采用300×300，内填充碎石，盲沟排水坡度采用3‰，每间隔10m设置一条盲沟，在基坑周围设置明排水沟及集水井500×500×800深砖砌筑。并在基坑顶部设置明沟截水，以防地表水流入基坑内，排水沟采用500×500，排水沟与厂区主排水相连。基坑上边缘设置3m通道，外侧开挖排水沟（600×500深）四周环通。且每隔30m设集水坑（1000×1000×1000深），坑内设潜水泵抽出，排向厂区总排水沟道，流入北侧河道。12排水沟通道、护坡做法：排水沟采用C20砼，厚100mm。通道宽度3m，路基采用300厚道渣、200厚C20砼，与排水沟连结。护坡采用100厚C20砼，配筋Φ8@200双向设置。八、基坑安全通道因本工程基坑面积大，深度较深，在生化处理站基坑内设置五座之字形爬梯作为施工及安全通道；钢管安全栏杆高度1.2m，基坑四周和道路四周各设一道。九、基坑安全监护在土方开挖及基础施工过程中，必须派专职监测人员和安全监督人员在基坑顶部进行巡视监护，主要观测周围土体、围护桩体、支撑及周围环境，如发现异常情况，立即鸣哨通知坑底施工人员及时撤离到安全区域。十、安全文明施工1、施工现场应严格执