建筑深基坑支护的设计与施工

　　摘要：本文针对建屋工程的周边环境、坑深情况和施工条件，对深基坑支护方案的设计、施工方法等测进行了探讨，并提出应急措施。

　　关键词：建筑工程;基坑支护;设计与施工

　　1工程概况

　　1、本工程±0.00相当于黄海高程4.050m。场地及周边自然地面绝对标高约2.500m，相对标高为-1.550mm(南侧惊驾路-0.350～-1.050，其它道路标高约为-1.400～-1.600)。地下室二层，建筑面积16648m2。

　　2、本工程采用大直径钻孔灌注桩,采用钢筋砼承台、地梁、筏板式基础，筏板厚为600-800mm，承台高有1.00米～2.77米。设地下室二层，地下室底板面标高为-9.38m，底板厚,600mm。电梯井底板最深处面标高为-10.85m，底标高为-12.45m。

　　2周边环境(小学数学教学论文)

　　本工程位于宁波市东部新城，场地南侧紧靠惊驾东路，东、西、北侧为规划道路。场地北侧临设布置较密集，但距离基坑较远除钢筋堆场外基本没影响。场地南侧由于紧靠惊驾东路，因未通车过往车辆较少，但周边地下管线较多，须密切关注安全。惊驾东路临近基坑一侧人行道上主要有以下管线：①煤气管线，埋深 1.2m，相对标高约-1.20m;②自来水管线，埋深0.9m，相对标高约-1.60m;③电信线，埋深0.6m，相对标高约-1.30m;④电气管埋深1.0米，相对标高约-1.60m。上述管线尚未投入使用。周边环境较复杂。

　　东西两侧由于各设置了一个出土口，因此亦须多关注基坑安全。同时为最大限度减少开挖时的影响，采取限制堆载的方法。施工道路≤30kn/m2，基坑边5m内≤5kn/m2，材料堆场≤20kn/m2，钢筋加工场≤15kn/m2。

　　3编制依据

　　(1)本方案设计依据为建设方提供的建筑总平面图、基础底板平面图和桩位图等有关本工程建筑和结构设计图纸;

　　(2)国家标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—1999);

　　(3)国家标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002);

　　(4)国家标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94—1994);

　　(5)浙江省标准《建筑基坑工程技术规程》(DB33/T1008—2000、J100036—2000);

　　(6)浙江省标准《建筑地基基础设计规范》(DB33/1001—2003、J10252—2003);

　　(7)本工程地下室基坑支护设计方案及其施工图纸;

　　(9)基坑围护工程施工专项方案专家论证会议纪要。

　　4基坑支护体系方案与设计

　　4.1地质条件

　　1、地质情况

　　依据浙江华展工程研究设计院有限公司地下工程院编制的《宁波东部新城核心区B4-6地块岩土工程勘察报告》。该场地基坑开挖影响深度范围内的土层分布如表1：

　　表1地基土层分布

　　

　　4.2基坑支护方案特点

　　本基坑属于超大和超深的基坑，周边环境对支护不利，土质条件较差，根据本基坑特点，采用了钻孔灌注桩排桩结合二道现浇钢筋混凝土支撑体系：第一道围梁及支撑面标高为-3.8m，第二道围梁及支撑面标高为-7.6m。支护桩采用φ850、φ800、和φ750的钻孔灌注桩，支撑体系采用角撑与围梁组合的形式布置。

　　自然地坪标高-1.550m至第一道围梁面-3.8m放坡1:1，基坑外侧至施工道路边地坪及护坡采用80厚C15素砼垫层。

　　坑外侧嵌缝桩经φ500的高压旋喷桩，桩长为12-13.5m。

　　电梯井开挖采用多排φ700@500高压旋喷桩进行二次围护，并加固坑底;在靠近惊驾东路一侧坑底采用多排φ700@500高压旋喷桩进行二次围护。桩顶标高-10.08～-11.08m。

　　内支撑的平面形式为角撑与围梁组合，基坑开挖面积约9600㎡。基坑开挖深度内土层渗透性较差不易发生基坑渗透，坑内不采用大面积降水措施，对局部坑内积水、含水量大的地段采取排水明沟(或盲沟)、集水坑排水措施。。

　　4.3基坑外形与开挖深度

　　1、基坑外形:本基坑平面基本呈正方形如图1所示，围梁四周延长米为392米，南北方向长度约104米，东西方向平均宽约92.4米。

　　2、基坑计算开挖深度：自然地坪面标高约-1.55m，底板垫层底为-10.23m，基础梁垫层底为-11.43m～-11.73m，承台垫层底为 -11.23m～-12.70m，坑中坑垫层底为-12.15～-12.70m，即计算开挖深度：底板8.68m，基础梁9.88-10.18m,承台 9.68-11.15m，坑中坑10.60-11.15m。

　　图1工程现场示意图

　　5基坑开挖

　　5.1支护设计对基坑开挖施工的要求

　　基坑开挖施工是整个地下工程施工的关键工序，施工时必须严格按设计、现行国家施工质量验收规范、规程及《宁波市软土深基坑支护设计与施工暂行技术规定》要求进行。

　　5.1.1支护施工要点

　　1、根据本基坑的特点，本基坑主要采用排桩结合两道内支撑的支护结构形式，支护桩采用钻孔灌注桩，支护桩排列为单一字形布置。

　　2、在基坑外侧设排水明沟，根据实际施工情况每隔30米内距离设一个集中排水井;基坑内设纵横向排水沟，根据实际施工情况每隔一定距离设一个集中排水井，坑内排水沟与集水井应尽量远离支护桩。在基坑施工期间做好基坑内外有组织的排水工作，确保基坑内土体不受水浸泡。

　　3、基坑土体开挖施工期间，加强对基坑支护结构、基坑内工程桩、临近建(构)筑物及地下室管线的观察，发现异常情况立即反馈，以便及时采取有效措施，消除隐患，确保工程顺利进行。

　　4、机械挖土至底板底标高后，立即进行人工修土和设垫层，并在12小时之内完成，为减少支护结构变形，按设计支护桩内侧9M范围内底板垫层改为250厚C20砼并要求在3小时内完成;严禁基坑内土体长期暴露。

　　5、本基坑暂定深层土体位移观测孔8个，支护结构水平位移观测点21个，轴力监测点12个，其余观测点位置根据实际情况另定。

　　5.2基坑开挖施工

　　基坑开挖施工是整个地下施工的关键工序，施工时必须严格设计及《宁波市软土深基坑支护设计与施工暂时技术规定》的有关要求进行。本工程采用留中心岛分层开挖的方法，具体详见附件的基坑挖土交通图。[!--empirenews.page--]

　　挖土施工参照《宁波市软土深基坑支护设计与施工暂时技术规定》中的第5.3.1~5.3.7条要求进行，具体要求如下：

　　1、按设计要求挖冠梁或围梁外侧土体，设好坑外侧土体护坡面层，地表排水及集水井。

　　2、待冠梁砼强度达到70%标准值，以大于1：2放坡开挖至一道围梁及支撑面标高。

　　3、挖地槽至一道围梁及支撑底标高，设一道围梁及支撑。

　　4、待一道围梁及支撑砼强度达到80%标准值以大于1：2放坡分层开挖土体至二道围梁面标高，每层厚度不宜大于1.5M。

　　5、挖地槽至二道围梁及支撑底标高，设二道围梁及支撑。

　　6、待二道围梁及支撑砼强度达到90%标准值，以大于1：2放坡分层开挖，每层厚度不宜大于1.5米，挖至各区域底板底标高后及时设垫层至支护桩边。

　　7、板底垫层施工完毕后，方可二次开挖地槽至承台及地梁底标高;开挖时要求分段挖地梁、间隔挖承台，且边挖边设垫层及砖模。

　　8、设好二次围护措施，挖坑中坑土体至设计标高，并立即设好垫层。

　　9、基坑各阶段挖土施工遵循“开槽设坑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。

　　10、挖土以机械为主，人工为辅，底板底以下土体用人工开挖。机械挖土至底板底标高后，立即进行人工修土和设垫层，并在12小时内完成。为减少支护结构变形，支护桩内侧9M范围内底板垫层为300厚C25砼并要求在3小时内完成。

　　11、在用机械挖土时必须注意，挖土深度严禁超过设计标高，不得损坏工程桩、支护桩、围梁、支撑及立柱;避免扰动开挖面以下的坑内土体。

　　12、坑内土体开挖时不得留陡坡，以免基坑内土体滑移而引起工程桩及立柱桩的偏位。

　　13、挖土的土体及时外运，不得堆放在基坑四周及坑内，否则会使支护变形过大，危及基坑及邻近建筑物的安全或引起工程桩的偏位。

　　14、基坑挖土施工应做到“五边”施工，即：边挖、边凿、边铺、边浇、边砌，保证基体土坑不长期暴露，确保基坑稳定。

　　5.3施工要点

　　1、在基坑土体开挖至基础底板施工结束期间，除出土区域外，基坑坡顶外侧四周6.0m范围内不得通车及堆载，6m-20m范围内不得大面积堆载，局部堆载不得超过15Kpa，20m外局部堆载不得超过20Kpa.

　　2、砼泵车应停放在施工平台或出土口位置。

　　3、基坑开挖前必须把钢筋笼及立柱格构件上浮的详细数据上报给业主、监理及设计单位，经审查通过后方能割除上浮部分的钢筋笼。

　　4、基坑开挖前，对场内自然地坪标高进行复核，如有不符，立即通知有关单位进行处理。

　　5、基坑开挖时，若发现各区域土性变化较大，及时通知有关各方进行处理。

　　6、开挖过程应注意对立柱和支撑的保护;支撑上严禁堆载，挖土机不直接在支撑上行走，先在支撑两侧填土，填土高度高出支撑顶面500以上，然后再其上方铺设路基箱，再通行车辆。

　　7、在基坑开挖过程中，定时定人对基坑进行巡视，若发现裂缝及其他安全隐患，立即采取补缝等措施并汇报给有关单位进行处理。

　　8、开挖过程中若发现有管涌或流砂现象，应立即停止开挖，设降水管井降水(最后封堵)。

　　9、支护结构施工前与主体结构图纸进行核对，确认无误后方能进行施工。

　　6基坑开挖监测方案

　　为确保施工安全和周围环境的安全，从土方工程施工开始至地下室外墙完工，应进行全过程的施工监测，实行信息化施工。通过施工监测，及时掌握施工全过程围护结构、周围土体的受力与变形情况，及时掌握基坑开挖对周围环境的影响，以便有效指导施工，及时调整施工方案，采取有效的措施。

　　6.1基坑围护监测项目及监测点布设

　　在基坑开挖过程中应密切监测围护结构、工程桩水平变位、土体和邻周房屋道路管线及地表的变形，根据这些变形的发展情况，及时调整施工工艺，实行信息化施工。本工程各监测项目布置如下：

　　6.1.1深层土体位移监测

　　在基坑支护结构较薄弱和较重要的部位，设置一定的数量和深层土体位移观测孔，测斜共8个，埋深21-23M，观测孔位置见基坑支护平面布置图，测斜管在土体开挖前10天埋设完成.

　　6.1.2水平位移监测

　　在支护结构工程桩上设点进行水平位移观测，随时掌握监测对象的水平变位情况，水平围梁上观测点位置见基坑支护平面布置图，其余观测点位置根据实际情况另定。

　　6.1.3沉降监测

　　在支护结构及基坑内外土体上设点进行沉降观测，以掌握基坑开挖过程中支体系竖向变位、基坑内土体隆起及基坑外土体沉陷等情况。

　　6.1.4支撑轴力监测

　　在关键支撑设置应力计进行轴力监测，以掌握基坑开挖过程中支撑轴力的变化。

　　6.1.5周边环境监测

　　设点对基坑外侧工程桩变形进行监测，周边道路及管线沉降进行监测。

　　6.2基坑监测控制如表2

　　表2基坑监测控制报警值一览表

　　监测项目 报警值

　　累计变化量(mm) 连续三天变化速率(mm/d)

　　深层土体位移 50 5

　　水平位移 40 4

　　道路水平位移及沉降 30 3

　　支撑轴力 第一道支撑为10000KN，第二道支撑为12000KN。

　　注：速率指土体开挖至坑底时连续3次的日平均变化值。

　　6.3基坑监测要求:

　　6.3.1各监测项目在基坑监测施工前测读初始值不应少于2次。

　　6.3.2各项监测的时间间隔可根据施工进程确定。当观测指标超过警戒值或场地条件变化较大，应及时报警并加密观测次数。

　　6.3.3监测结果必须附数据和图表说明，标明变化速率和累计变位值，发现异常情况必须分析报告。施工监测过程应持续整个基坑结束。

　　7应急措施

　　在基坑工程施工中，围护结构失稳是主要的危险源。为确保基坑工程的顺利施工和施工安全，应认真实施如下应急预案：

　　1、成立由项目经理任组长、由项目部技术负责人、安全员、施工员、监测员、工段长组成的应急领导小组，负责领导和指挥危险源的监控、应急预案的落实和抢险工作。[!--empirenews.page--]

　　2、围护结构渗漏：可根据渗漏程度的大小用收缩水泥或压力注浆机进行封堵。

　　3、坑底渗水：渗水处设置简易管井，抽水降水。

　　4、地表裂缝：及时裂缝灌浆修补，防止地表水渗入。

　　5、内外降排水，防止基坑在水中浸泡。

　　6、工程桩侧面渗水：将在有渗水的工程桩边进行压力注浆，以使桩周边区域内的土体同化，堵住渗水通道，从而起到隔水效果。

　　7、支护结构滑移：

　　(1)坑外卸荷，尽可能在坡顶减载或削坡;

　　(2)在坑内紧急垒堆砂(土)袋。当支护结构的位移增大时，必要时可使用挖土机迅速回填土方反压，以阻止位移的进一步发展，并在位移较大处设置超前支护，待稳定后方可继续开挖;

　　(3)位移较大并有发展趋势时，可在坑内设置内撑。内撑可为水平撑或斜撑、对顶撑，可用型钢或坚固的木料支撑;

　　(4)必要时可采取增加或加长水平土钉的措施，可酌情在松动的围护体内设置竖向土钉(注浆);

　　(5)如基坑外侧有足够的空间，可设置拉锚。

　　8、施工现场设备准备：必要的注浆、堵漏、抽水设备以及沙包、钢管、木材等，以备急需：

　　(1)交通车一台;

　　(2)反铲挖掘机一台、吊车一台;

　　(3)储备一定数量的土钉材料和施工设备;

　　(4)储备足够数量的黄砂、编制袋、雨布。

《建筑深基坑支护的设计与施工》

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