降水及基坑支护施工组织设计方案25

目录

第一章 工程概况 ........................................... 2 第二章 土钉墙设计与施工 ................................... 3 第三章 降水井设计与施工 .................................. 19 第四章 施工监测 .......................................... 26 第五章 项目经理部主要人员组成 ............................ 第六章 施工计划 .......................................... 第七章 安全文明施工措施 .................................. 第八章 竣工验收 ..........................................

31 32 33 35 工程概况

本工程位于西安市三付湾，华清路与长缨路交口的西北角，基坑深度11.20m。

基坑边界条件：基坑东边线距华清路约20m； 南侧距长缨路lOm； 北侧距2 层民房3～8m；距基坑西北角约1 5～20m 处有一幢8 层住宅楼：

基坑西侧边线距3 层客运站3～4m， 本基坑的坡道准备留于基坑西侧。其平面位置见图1/3。

支护范围内土层情况：本场地地层情况详见《岩土工程勘察报告书》。 各层土的主要物理力学指标详见表l。 支护土层计算参数 表1 指标 指标值 层号 ①人工填1.5 土 ②黄工 ③黄工 2.8 7.5 4.3 11.8 14.8 16.80 18.30 18.50 25.00 21.00 35.00 21.00 12.00 18.00 1.5 17.00 10.00 15.00 厚度(m) 深度(m) Y(kN/) C（kPa） φ(°) ④古土层 3.0 陕西储备物资管理局职工培训中心基坑大致呈长方形为71.6m3

33.1m，开挖深度约11.2m； 基坑支护采用放坡（1∶0.2）＋ 土钉墙支护。

基坑底总边长约为209m。支护范围内土层主要为黄土类土，地下水位埋深5.50m， 根据勘察报告提供及地区经验，降水范围内土层的综合渗透系数K 取7m／d 。基坑尺寸及其与相邻建筑的相对位置详见降水井平面位置图。 土钉墙设计与施工 2.1.1 现场踏勘资料；

2.1.2《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-97)； 2.1.3《基坑土钉支护技术规程》(CECS96：97)； 2.1 设计依据及所执行的技术标准

2.1.4《建筑深基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。 2.2 设计与计算

计算首先对未支护基坑的稳定性进行了验算， 其计算安全系数： 基坑南侧为0.650， 基坑北侧为0.603， 均小于1.00， 说明未支护基坑边坡根据现场具体条件及西安地区基坑支护经验选择土钉墙方案比较经

2.3 施工方案的选择及技术措施

基坑支护总体上采用土钉墙支护方案， 即基坑分层开挖分层支护，其主要靠设置于坡体中的土钉被动受力(主要是受拉作用)，提高土体的抗剪切强度，同时混凝土面层则起到限制和约束基坑土体侧向变形的作土钉墙施工应与土方开挖交叉或平行施工。基坑开挖与支护应分

层

2.4 土钉及混凝土面层设计 2.4.1 土钉

土钉墙坡度80°，墙高北侧6.20m，南侧为6.50m，土钉按梅花形布置，间距1.40m，共布9 排，各排距地表分别为1.20m、2.4m、3.6m、4.8m、6.0m、7.2m 、8.4m、9.6m、10.8m 。土钉直径130mm，与水平向夹角15°，长度自上而下分别为9.0m、9.0m 、9.0m 、9.0m、11.7m 、11.7m 、11.7m 、11.7m和9.0m. 土钉钢筋分别为1φ20、1φ20、1φ20、1φ20、1φ25、1φ25、1φ25、1φ25 和1φ20。每2m 设一组船形定位支架（扶正筋），按120°布置，焊接在主筋上锚孔内注M15 水泥砂浆。

南侧加固后边坡稳定验算(Bishopit)

式中Fs—土坡的稳定安全系数。

式中bi—第i 条土条的宽度；

Ci—第i 条土条滑裂面上的土层黏聚力标准值(kPa)； Li—第i 条土条滑裂面处弧长(m)； Wi—第i 条土条自重(KN/m)；

θi—第i 条土条滑裂面处中点切线与水平面夹角；

Φi—第i 条土条滑裂面处土层内磨擦角标准值。

土钉墙内部整体稳定性分析

将各数据代入求得Fs=1.6＞1.4 安全 土钉抗拔力验算可采用下式计算：

式中 Kdi－第i个土钉抗拔强度安全系数；Tti－第i个土钉设计极限抗拔力（kN）； Ean－第i个土钉处主动土压力（kN/m2）；Sx，Sy－土钉的水平，垂直间距（m）。 外部整体稳定性验算 抗滑移安全系数

抗拉倾覆验算

垂直打入短的钢筋段作为标志。在继续进行下步喷射混凝土作业时，仔细清除预留施工缝接合面上的浮浆层和松敞碎屑，并喷水使之潮湿。

2.8.20 喷射混凝土强度采用边长100mm 立方试块进行测定，每批至少留取3 组(每组3 块)试件。 2.9 土钉墙设计

图1 计算参数及简图

图 2 计算参数及简图 2．9．1 土钉墙计算结果 技术参数表2 土坡高度 坡角（°） 土钉倾角（°） 地表荷载Pｑ(kPa) 由支护土体自重引起的侧压力最大11.60 值Pm(kPa) 土钉垂直间距Sｖ(ｍ) 土钉水平间距Sh(m) 平均黏聚力(kPa) 平均内磨擦角（°） 1.2 1.4 20.6 14.5 11.7 80 15 O 土钉墙稳定安全系数（1.2～1.4） 1.25 土钉钢筋的直径(mm) 钢筋抗拉强度标准值（MPa） 土钉的孔径(ｍ) 土钉与土体之间的界面粘结强度 土的平均重度r(kN/m3) 无外荷时土钉所受的最大拉力N72.36 （kN） 22 310 O．13 34.7 17.8 土钉之抗拉强度算 2．9．2 计算土钉长度及配筋 计算土钉长度及配筋表3

满足要求 第一第二第三第四第五第六第七第八第九 排 第ｉ层土钉距 坑底10.5 9.3 8.1 6.9 5.7 的距离 （ｍ） 第ｉ层土钉处0.41 0.82 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 土压力系数 土钉所受29.659.372.372.3105.9105.9105.9105.9105.9拉力8 （ｋ7 6 6 1 1 1 1 1 4.5 3.3 2.1 0.9 排 排 排 排 排 排 排 排 N） 第ｉ层土10.3钉长7.75 9.78 1 度不小于 Iｉ/H 0.66 0.84 0.88 0.83 1.04 0.99 0.94 0.89 0.84 根数 1 土钉钢筋20 的直径 土钉之抗满足满足满足满足满足 满足 满足 满足 满足 拉强 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 度验算 外荷信息 表4

外荷距坑边外荷(kPa) （m） 40.00 2．OO 1.00 33.55 作用深度-（m） 外荷引起的侧压力(kPa) 20 20 20 25 25 25 25 25 1 1 1 1 1 1 1 1 9.75 10.12 11.53 10.91 10.36 9.77 地层岩性表5

黏内摩层号 厚度 重度 聚力 22.l 1.5 17 25.5 lO 15 15 5 58.2 3 总深度 2.8 7.5 11.8 16.8 47.04 25 18.3 137.25 2l 0 20.17.8 权) 稳定性验算表6

O.599147 上钉墙平17.8 均重度r 士钉墙厚10 度B(m) Ea 1439.56 Ka = 5 规范第8.2.4条 6 14.5 34.7 70 2l 8 157.5 12 0 90 O 30 50 30 擦角 强度 粘结平均f^(按厚度加

抗滑动稳Ft 1041.77 Eax 729.09 M0 KH 1.43 KQ 4.41 1.87 2.12 定性验算 抗倾覆验12546.28 2843.43 算 Mw

图3 土钉墙正立面图

图4 I—I 剖面图

图5 lI—II 剖面图

图6 基坑支护平面图 说明：

l. 基坑A－B、C-D、E－A及D-E段采用土钉墙支护方案。 2. 土钉墙施工前应查清坡体影响范围内的管线情况，并检是否有渗漏等现象，如发现有异常情况及时报设计进行处理。

3. 基坑开挖与支护应分层进行，上层支护完毕后，支护结构达一定强度后，方可进行下一层的开挖，分层开挖的深度不大于2.0m(第一层视土质情况可开挖3.0m)。

4. 锚孔灌注M15水泥砂浆，面层为C20细石混凝土。

5. 如遇人工填土或其他易塌土层，应分段进行开挖与支护，分段长度不超过lOm。

6. 土钉墙及锚杆施工严格按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)之规定执行。

7. B－C段拟设置坡道，可根据实际情况单独考虑支护方案。 降水井设计与施工 3.1 降水设计 3.1.1 基本参数

据邻近场地抽水试验结果，降水深度范围内土层综合渗透系数k=7.0m／d。基坑设计水位降深S为7.70m(即地下水降至基坑底以下2．0m)，含水层厚度H为20.0m。降水井半径据地区经验取r=0.4m。 3.1.2 基坑涌水量( Q)估算

根据等代大井法估算了该基坑的涌水量，估算时采用下式：

式中

F——基坑面积（基坑面积为3440）。 计算结果： Q＝2936.01（/d） 3.1.3 单井出水量（ q）及降水井个数 q=243(1 d/ a′ )

式中 q－管井单井出水量（m3/d）； l－过滤器浸没长度，取2.0（m）； d－过滤器外径，取500mm；

a′－与含水层渗透系数有关的经验系数，查表取70； 计算结果： q=514.29/d。

干扰井抽水条件下，计算的单井出水量为247.94／d。 3.1.4 井点间距及降水井布置

在基坑周边共布设降水井12 个，井点间距20～25m。降水井的凿井深度为26．5m，井底标高为-27．5m；井径为800mm：无砂混凝土管内直径为500mm，其孔隙率不小于15％：降水井下端设1.0m的沉淀管；

井管外采用天然圆砾填，圆砾的粒径为5 至l0mm。降水井的平面位置详见图7。 3.1.5 水位降低检验

本次采用基坑中部设置降水井法进行降水，水位降低检验的重点是基坑中心点的水位降低情况。

用等代井法进行计算，等代大井面积F=3440m2，等代井的半径

39. 基坑等效半径r0（m） 33.10 215.3 8 R0（m）=R+ r0 1 基坑涌水量Q（/d）2921. =1.366k(2H-S)S/log24 (R0/r0) 管井的出水量q(514.2 q=1.366k(2H-s)s474./lg(R δn/nr δ 9 37 (n-x)r) 6 12 24 2846.n* /d)=12033.143q rslk1/3 （/h） 心点水位降深S(m) 滤 (m)L=a2q/D

施工监测

4.1 施工监测的内容

管的长度 实际井点抽水基坑中 降水井数量n(个) 单井每小时出水量21.43 7.88 1.45 a= 70 施工监测包括下列内容： （1）支护结构位移的量测；

（2）地表开裂状态(位置、裂宽)的观察：

（3）邻近建筑物和重要管线等设施的变形测量和裂缝观察： （4）基坑渗、漏水和基坑内外的地下水位变化。

在施工开挖过程中，基坑顶部的侧向位移与当时的开挖深度之比如超过O.3％～O.5％时，即加密观察、分析原因并及时对支护采取加固措施，必要时增用其他支护方法。 4.2 监测点布置

（1）土钉墙位移观测点10 个； （2）周围建筑物沉降观测点20 个。 具体见监测施工方案。 4.3 监测方法及实施 4.3.1 监测方法

监测方法以仪器观测为主，仪器观测和目测调查相结合。 4.3.2 前期准备

(1) 建立监测控制系统，埋设控制点，测放位移测线(点)，固定并标记、保护。施工水位观测井。

(2)熟悉有关技术资料（支护、降水、监测），进行技术交底，分工分责，落实到人。

(3)建立监测制度，明确观测周期、记录制度、测点保护，资料汇总以

及信息返馈等。

4.3.3 监测实施

(1) 观测、记录原始值和初期状态

(2) 观测周期：现场监测时间间隔按下表执行（可根据具体情况适当加密）。 观测周期表 表8 施工阶段 开挖阶段 第一周 地下工程 施工阶段 第二周 第三、四周 ＞四周 观测周期 12h 次每天2 次 12h 次每天2 次 1 天1 次 2 天1 次 1 周1 次 (3)监测警戒：当遇到以下情况时应减缓施工速度并加密、加强观测，有异常情况时应停止施工并采取相应措施。

1）变形实测值接近或达到（估）算值或发生突变时； 2）基坑水位达到或超过设计降深，应停止降水；

3）基坑周围环境水位下降接近或超出计（估）算值时，应采取加灌措施；

4）遇到异常情况时。 4.4 抽水监测与管理

(1)降排水之前观测一次自然水位，在抽水开始的5～lO 天内，要求每早晚各观测一次水位、流量；以后改为每天观测一次，并作好记录。进入雨季或出现新的补给源时，应增加观测次数。

(2)对观测记录应及时整理，绘制Q～t(抽水量与时间)与S～t(水位

下降值与时间)关系曲线图，分析水位下降的趋势与流量变化，预测水位下降达到设计要求的时间；根据实际抽水情况，研究降水设计的可靠程度或提出调整措施：查明抽水过程中的不正常状况及其产生的原因，及时组织排除。

(3)对抽水设备应建立定期检修保养制度，保持设备的正常运行。降水期间不得停泵。

(4)抽出的水应排至降水区以外，不应产生回渗。遇有大雨或暴雨，应及时排除地面和基坑积水，以减少下渗，保证降水。 降水引起地面附加沉降 表9 距坑边距0 离(m) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5大井半径33.133.133.133.133.133.133.133.133.133.133.13(m) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0距坑中33.138.143.148.153.158.163.168.173.178.183.18心:ri(m) 0 计算0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 07.70 6.96 6.35 5.83 5.37 4.97 4.61 4.28 3.98 3.71 3.46 3si=(m) 疏干4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 区:Es=(M4 Pa) 水下影响深度(m) 40.00 0.74 1.35 1.87 2.33 2.73 3.09 3.42 3.72 3.99 4.24 4

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