××住宅楼基坑土钉(锚喷)支护、降水与土方开挖工程施工方案

筑龙网××住宅楼基坑土钉（锚喷）支护、降水与土方开挖工程施工方案中国××工程公司2000/07/05筑龙网目录一、土钉支护二、土钉支护技术简介三、土钉支护的特点四、工程概况五、本工程设计指导思想六、土钉支护设计七、土钉支护施工组织设计八、基坑降水方案设计九、基坑监测方案设计十、全封闭垂直90°模板墙土钉支护工程实例十一、土方开挖十二、工期十三、报价筑龙网一、土钉支护土钉支护有时也被称为喷锚网或锚喷，为了与国际接轨，1996年9月在清华大学召开的全国土钉支护技术研讨会上才被正式定名为土钉支护。中国工程建设标准化协会标准《基坑土钉支护技术规程》于1997年12月在全国颁布实施。二、土钉支护施工简介土钉支护是以土钉作为主要受力构件的边坡支护技术，它由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射混凝土面层和必要的防水系统组成。作为临时性支护功能使用时，一般可达到18个月。目前我国利用纯土钉垂直支护最深的基坑可能是北京王府井的万富大厦，基坑深18m。土钉支护施工流程图：图2－11.开挖：土层开挖时，应按照设计要求进行，一次开挖深度一般最深不超过1.8m，土层差时，要减少开挖深度。根据现场情况，筑龙网可分为分段开挖、预留缓冲段开挖、预置超前挡件开挖等形式。2.钻孔：钻孔形式分为人工成孔和机械成孔。靠近地表最好使用人工成孔，人工成孔能够根据手感来探测到基坑周围地下埋藏物的存在，从而对其实施保护。钻孔角度一般为水平或稍向下倾斜。3.灌浆：成孔之后就可以把土钉主筋送入孔中灌浆，灌浆时最好保持有一定的压力，而且要把孔中的水、气、泥浆等物排除干净。4.修整坡面：根据设计方案，修整坡面，达到坡度要求。5.面层网筋设置：面层网筋设置时，必须离开坡面不少于5cm，网筋连接可用点焊和绑扎形式。网筋与土钉相连，必须置于井字架或压板与坡面相靠近的一面。6.喷射混凝土：网筋设置好以后就可以喷射混凝土，这是该层作业的最后一道工序。喷射混凝土要根据强度设计要求，根据配比来进行，而且冬期和夏期所使用的添加剂也不一样。7.监测：监测是土钉支护施工过程中一道很重要的工序，它贯穿于土钉支护的整个过程，及时准确地为边坡的稳定性、下一步的开挖提供可靠的信息。监测的内容一般包括边坡的水平位移、沉降及土钉的抗拔力。8.反馈设计：根据监测得来的信息以及开挖情况针对下层的支护，对原设计方案进行修改。反馈设计是土钉支护整个过程的核心内容。三、土钉支护的特点筑龙网土钉支护与常用的护坡桩相比，其优势是比较明显的。1.安全可靠北京地区深基坑边坡支护采用常用的带拉锚的护坡桩是一种被动支挡形式，依靠桩结构体系的支挡能力，并没有改变土的边坡位移增大到一定程度后可能产生脆性破坏的性质。所以一旦产生桩体倾斜破坏，位移速率很大，很难及时采取有效措施补救，会对安全及工期产生较大影响。土钉支护是依靠土钉体与土体之间的摩擦力将边坡土体内不稳定区土体的侧压力，通过土钉的水平推力作用传递到稳固区。它将护坡桩不合理的抗弯抗剪悬臂式受力形式，改为水平受力，使支护体系的受力形式更加合理化。在土钉支护体系中，土钉与土体共同作用，充分利用土的自承能力和土钉与土体之间的摩擦力，约束土体的侧向变形，形成一种自稳性结构，既增强了土的主动受力能力，又增强了土体破坏的延性。由于土体延性的增加，即使土钉支护体系发生破坏，也是渐进性的，有一个较长的时间过程，能够有时间对其采取补救措施。2.适应性强土钉支护适应于环境复杂的城市地区。1）周围环境比较狭窄的场地城市建设地面紧张，地价昂贵，许多建设用地，连打护坡桩的地方都没有，只有紧贴红线开挖，土钉支护却能很好的解决这一问题，筑龙网它能够不占地表空间，紧靠红线垂直支护。2）周围地下环境比较复杂的地段城区地段，地下埋藏物比较多，各种管线、各种地下建筑物，随处可见。基坑的开挖，对周围地上地下的各种管线和各种建筑物的保护是非常重要的。土钉支护施工利用洛阳铲成孔时，可利用洛阳铲准确地探测到地下埋藏物的所在，而又不使其损坏，从而引导土钉避开地下各种管线。对于地上地下建筑物的保护：土钉支护在施工时，可以通过土钉孔压力注浆，使建筑物的基础得到灌浆加固，而且土钉又可以使基础下边的土体形成整体，如果在施以微桩联合支护，则能更好地控制变形，使得一些比较复杂的问题得以解决。3）适应多种地层土钉支护不仅适应杂填土、黏土、粉土、砂土等，而且在流沙地段、淤泥质土中已有成功的先例。3.节省工期与护坡桩相比，土钉支护是边开挖边支护，土方开挖完，支护也告结束，而护坡桩却还有一个桩体强度上升的时间，如果护坡桩还有腰梁，则又需要加上锚杆施工的时间。4.土钉支护的面层可直接作为结构外模板墙使用现在土钉支护结构的表面，已可做成垂直90°，利用其直接作为外模板使用，将防水层做在上面，既节约了工序，又节约了时间，还提高了经济效益。5.造价低廉筑龙网土钉支护与同等条件的护坡桩相比，可节约造价10%～30%。四、工程概况××拟建工程场区位于北京市××大街前、××胡同，场区地形基本平坦，基坑槽深14.0m，3层地下室。基坑占地面积约4800m2，土方约65000m3，支护面积约4000m2。本工程本次任务为土方开挖、基坑支护和降水。1.地质概况根据北京市勘察设计研究院提供的地勘报告，场区地质情况为：表层为厚度为3.20∼5.70m的人工堆积之房渣土①层，粉质黏土、黏质粉土①1层，炉灰①2层；其下为第四纪沉积的粉质黏土、黏质粉土②层，砂质粉土②1层，砂质粉土②2层；于标高36.02∼36.92m以下为粉细砂③层，黏质粉土③1层，圆砾③2层，黏质粉土③3层，卵石混凝土③4层；于标高28.33∼30.72m以下为卵石、圆砾④层，标高25.56∼26.22m以下为黏质粉土、粉质黏土。2.地下水根据北京市勘察设计研究院提供的地勘显示，影响本次工程的有两层地下水，第一层上层滞水标高为39.18∼41.46m，第二层为层间潜水，埋深在14.2~15.1m。筑龙网五、本工程设计指导思想1．基坑支护根据北京市勘察设计院提供的地质勘察报告结合××工程的实际情况，××的基坑支护决定采用土钉（锚喷）、微桩复合支护。采用土钉支护在××基坑工程中使用应注意的几个问题。1）地面荷载××基坑周围还算比较开阔，没有大的地面荷载，但基坑西面和南面有一些破旧民房，这些民房不能有任何变形和开裂。基坑东侧有一条小马路，是我们工地施工的重要通道，也是我们工地对外的窗口，无论是从表面还是从内部都不能有任何破坏的迹象，否则影响工地和单位的形象。基坑北侧距基坑11m左右有1个半地下七层住宅楼，根据验算，此住宅楼在基坑的滑移线之外，但为了保证万无一失，在此处必须引起高度重视，加强设计。综合以上各种情况，为了保证整个基坑的安全稳定，设计中的安全系数计取1.5。此外为了保证施工车辆（混凝土罐车、混凝土输送泵、吊车、土方运输车辆等）能够在基坑周围正常行驶，以及施工期间在基坑周边一些材料的少量堆放，取地面荷载20kN/㎡配合施工。2）土钉支护和上层滞水的问题根据施工经验，一般情况下，地表中的上层滞水降水效果都不太理想，因为上层滞水的底部都有一隔水层黏土，而上层滞水的降水仅靠降水井的直径空间自由疏漏排泄，由于上层滞水一般埋深较浅，所筑龙网以上层滞水影响的降水面积不大，但土钉支护中的土钉一般较长，很可能要伸进超出上层滞水降水范围的土层中，致使土钉的抗拔力降效。因此，这要求土钉支护中的注桨工序要采取压力灌浆，并且施工时要将孔中的泥水排除干净。3）9m以下粉砂层的施工采用土钉施工，必须分层开挖，而且下层又未支护，有时难免在地层较差时出现局部小面积失稳。在本工程9m以下粉砂层开挖时更是如此。所以此次开挖时可采用分段、预留坡面开挖形式，或者在开挖下层前预置超前垂直短土钉。2．降水根据北京市勘察设计院提供的地勘报告中，本场地有2层地下水，第一层上层滞水埋深在3.55~5.30m，第二层层间潜水埋深在14.2~15.1m主要赋存于下面的砂卵石层中。由于基坑开挖较深，而且第二层水又刚好接近槽底，为了保证基坑的正常开挖和基础正常施工，必须进行降水施工。结合××工程的特点，适合本工程的降水方法一种是采用轻型井点和大井点相结合的方法，轻型井点用来降取上层滞水，大井点用来降取第二层水，保证槽底干燥无水，保证基础正常施工。这种降水效果较好，但成本较高。我们决定采用大井点与辅助井点相结合的降水方案。降水中需注意的几个问题；1）上层滞水；筑龙网上层滞水的降水效果一般都不太好，为了增加滞水的渗透途径，我们采用增加辅助井点的办法，以弥补大井点对上层滞水降水效果的不足。在基坑中间匀布一些大井点，尽可能将上层滞水降取走，保证土方的正常开挖，一些残留滞水不会有多大影响，挖土时一起挖走即可。2）第二层潜水第二层层间潜水，它刚好位于槽底附近，由于地质的千变万化很难保证在槽底某一处或几处有水面超出槽底，但为了保证基础顺利施工，不留后患，必须对第二层水有所准备。根据实际情况，在槽底以下含水的砂卵石层仅有3~4m，而砂卵石中的透水性较好，其下又为透水性差的粉质黏土，根据经验大井点有18m深即可，这样做可做到可进可退。3．关于降水对地面周围建筑物的影响上层滞水的降水主要靠降水井空间自由渗漏，由于它不可能透过其下的不透水层渗流到下面去，因此它的影响面不大，不会对周围构成威胁。第二层层间潜水，由于它主要赋存于砂卵石的空隙中，而且没有形成压力水，砂卵石以及其上部土体的荷载主要靠土颗粒的骨架来承担。在含水的砂卵石层中，无压力的潜水不是构成砂卵石结构重新组合的主要因素。因此，我们只要在降水过程中，注意不要把过多的粉细颗粒物带走，不引起土体结构的重新排布，那么在本工程中降水对地面的影响，不会有太大的危害。筑龙网．支护与降水对地面周围影响的监测关于支护和降水对地面已有建筑物的影响有多大，靠什么来说明来证明，为此我们在基坑工程中形成了一套完整的监测体系。针对本工程，我们在基坑北侧土体中埋设有一组测斜管，专门用来监测由于支护和降水引起的离开基坑不同距离的土体中不同深度范围内的变形和位移，从而来分析判断由于支护和降水所带来的位移、沉降影响的范围有多大。此外在土钉体上还安装有传感器，用来监测基坑的滑移面及安全系数，在基坑北侧的居民楼上设1个水平位移沉降观察点，来监测对居民楼的影响。六、土钉支护设计基坑支护设计采用土钉、微桩复合支护，坡度1：0.1。采用土钉支护，它对保证地面施工荷载、控制基坑变形、基坑边坡的沉降及边坡上部回填土的处理都起着主要作用。特别是上部回填土部分，在土钉施工的注浆流程中，要采用加压注浆，使回填土层中的空隙充满水泥浆体，挤满空隙，挤走滞水，使土体的整体性得到加强，保证施工过程中施工车辆在基坑边行走的安全。另外它可很好的防止土层中残留滞水的渗漏。支护中微桩的作用，则是为整个边坡的整体性提供一个可靠的保证，它对防止地面沉降、减少水平位移、防止土方开挖过程中局部出筑龙网现坍塌以及抗倾覆方面都有着重要的作用。1．支护参数的选取土钉支护中的土钉，一般呈梅花形分布，本工程取排间距为1.5m。考虑施工过程中施工车辆的行走问题及施工用材料的少量堆载情况，选取地面荷载20kN/㎡较合适。具体参数选取如下：土钉主钢筋取Ⅱ级螺纹钢φ。=22mm地面荷载取q=20kN/㎡边坡坡角1：0.1基坑深度H=14.0m内摩擦角Φ=26°黏结强度τ=75KPa土重度ｒ=19.6kN/m3土钉与水平角度θ=0o土钉孔径do=100mm土钉排距、列距Sv=Sh=1.5m安全系数K=1.56.2计算土钉计算公式参照《基坑土钉支护技术规程》（CECS96：97）。N=PSvShP=P1+PqPq=KaqP1=0.55KｒH筑龙网