基坑支护设计总说明

基坑支护设计总说明

一、工程概况

本工程为新川科技园污水泵站提升泵房项目基坑支护施工图设计。

（一）基坑位置及建设规模

场地位于污水泵站提升泵房位于新川科技园二组团内，东临洗瓦堰及B线道路，北面为规划220KV变电站，西面为地铁一号线红星站场站用地，之间有规划10m宽防护绿地，南面为规划市政绿地及华阳大道，该建筑物为1F，设一层地下室，设计+0.00=480.30m。

（二）使用年限

本工程场地地面标高在481.0m左右，因此基坑设计时高度按481.0m考虑，地下室基坑开挖深度西边按16.5m考虑（即基坑开挖底面标高为464.50m），东边按13.8m考虑（即基坑开挖底面标高为467.2m）。基坑安全等级为一级，结构重要性系数为1.1。

本项目基坑支护结构设计使用年限为一年，从基坑开挖之日起算。超过使用年限后未回填，支护体系需进行安全鉴定。

（三）基坑对周边影响

本工程地下室开挖深度为场地面标高(481.0m)以下13.8-16.5m,基坑开挖底面标高为464.5-467.2m。根据业主提供的周边道路及地下管线资料及现状周边建（构）筑物情况，场地周边环境情况如下：

1、周边建构筑物及市政道路

基坑现在场地周围无建筑物分布。

2、地下管线

基坑的东侧和南侧有军用电缆分布电缆埋深约3m，距离本工程地下室边线约10~16.7m，不会对其造成影响。

3、地面沉降

本工程拟采用管井降水与明排水相结合。明挖顺作法施工时，工程施工可能引起地面不均匀沉降，应预防周边建（构筑）物下沉、倾斜、开裂，甚至造成破坏性影响。

施工前应对周边进行摄像取证，并在建筑物周边布设观测点，进行系统、全面的跟踪测量，信息化施工。根据监测结果及时调整施工方案，如出现异常情况，应立即停止施工，及时采用补救措施，确保建（构）筑物安全。

二、设计依据

1、《新川创新科技园污水泵站及配套管网市政工程岩土工程勘察报告》

2、业主提供的《新川创新科技园污水泵站建筑设计图》

3、设计采用的规范：

《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009版)

《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)

《混凝土结构设计规范》(GBJ50010-2010)

《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)

《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-2012)

《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)

《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98)

《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)

《岩土锚杆（索）技术规程》(CECS22:2005)

《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)

《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012)

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)

《工程测量规范》(GB50026--2007)

《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204--2002)

《混凝土质量控制标准》(GB50164--2011)

《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)

《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46--2009)

《建筑施工安全检查标准》(JGJ59--2011)

《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300--2013)

《建设工程文件归档整理规范》(GB/T50328--2011)

《四川省建筑地基基础检测技术规范》（DBJ51/T014-2013）

4、设计采用的计算软件：北京理正《深基坑支护结构设计软件F-SPW》7.0版

三、工程地质与水文地质条件

1、地形地貌

拟建场地位于成都市天府新区，现高新区境内新川创新科技园。泵站所处地地势平坦、开阔，交通较便利；场地高程481.00m左右。场地地貌单元属成都平原岷江水系一级阶地。

2、工程地质条件

场地钻孔深度范围内所揭露地层自上而下依次为第四系全新统人工填土（Q4ml）、第四系全新统坡残积层（Q4dl+el）粉质粘土、第四系上更新统冲积层（Q4al）粉质粘土、粉土、细砂土、淤泥及第四系上更新统冲洪积层（Q4al+pl）的砂卵石夹土及中生界白垩系上统灌口组（K2g）砂岩及泥岩等组成，各层地基土特性自上往下分述如下：

第四系全新统人工填筑土层（Q4ml）

杂填土：杂色、灰色、灰黄色，松散，稍湿，以碎石、碎砖块和砂岩等建筑垃圾回填为主，另含有少量粘性土，局部夹块石。主要分布在泵站区域及管道经过的道路一带，层厚0.50～8.20m；工程性质较差，未经处理不宜利用。

第四系全新统坡残积层（Q4dl+el）

粉质粘土：褐色～黑色，稍湿～饱和，可塑；主要由粘粒和粉粒组成，含铁、锰质结核及钙质结核，局部地段含铁锰氧化物较多，在场地内局部分布，层厚0.50～4.00m。

第四系上更新统冲积层（Q4al）

粉土：灰黄色～褐黄色，稍密，稍湿，主要由粉粒组成，含少量的粉砂土及少量锰质氧化物。该层在泵站区域普遍分布，层厚0.50～3.70m；其中zk27已演变成淤泥，约1m厚。

细砂土：黑色~灰黄色，湿，松散，局部为粉砂土夹低液限粉土。主要由石英、云母、长石等组成，该层在泵房站局部分布，层厚0.40～1.00m。

第四系上更新统冲洪积层（Q4al+pl）

卵石夹土：灰色、灰黄色，成分以岩浆岩为主，变质岩次之。多呈次圆形，弱风化，局部地段表层0.1～0.7m的强风化，卵石粒径一般为3～8cm,最大不大于19cm。湿～饱和。充填物以砂土为主，混少量砾石及粘性土。根据N120击数和卵石含量，卵石层按密实度分为四个亚层：

松散卵石：主要分布于卵石层顶部，很多地层夹砂较重，卵石含量50～55%，排列十分混乱，绝大部分不接触，N120锤击数2～4击/10cm。

稍密卵石：主要分布于卵石层上部及中部，有中砂充填，卵石含量55～60%，N120锤击数4～7击/10cm。

中密卵石：主要分布于卵石层下部及中部，卵石含量60～70%，N120锤击数7～10击/10cm。

密实卵石：主要分布卵石层中下部，卵石含量大于70%，N120锤击数大于10击/10cm。中生界白垩系上统灌口组（K2g）

全风化砂岩：紫红色，湿，可塑，岩石蚀变强烈，原岩结构不清晰，岩心呈砂土状。工程性质较好。

强风化砂岩：紫红色，湿，风化裂隙发育，岩芯呈碎块状，易折断，工程力学性质较好。

中风化砂岩：紫红色，干，风化裂隙一般发育，岩心呈短柱状，工程力学性能较好。

3、地下水

场地地下水主要为赋存于第四系冲洪积砂卵石层中的孔隙潜水，受大气降水及地下径流补给，并通过地下径流、地面蒸发等方式排泄；测得场地地下水埋深7.50～8.50m，相应高程为472.1～473.0m，水位平均高程472.6m。根据相邻建筑区域水文地质资料表明，地下水年变化幅度为1.50～2.50m。结合区域水文地质资料和已有成功的降水设计与施工经验分析，砂卵石层富水性和透水性均较好，属强透水层。上部的人工填土及粘性土透水性较弱，属弱透水层。该场地地下水渗透系数K取22m/d。场地环境为二类。

4、岩土工程特性指标建议值

根据岩土工程勘察资料，以及附近场地的地质资料和我院深基坑设计经验，基坑坑壁土体岩土工程特性指标建议值参数见下表。

四、支护设计

（一）设计概述

（1）围护结构安全等级为一级，结构重要性系数为1.1；

（2）围护结构采用荷载结构模式，按荷载“增量法”进行计算；

（3）围护结构满足整体稳定性、抗滑移、抗倾覆验算要求；

（4）分段选择最不利位置进行计算。

（二）荷载取值

1、永久荷载

（1）岩土自重：按竖向全土重计，地层重度根据地勘资料取值；

（2）水土侧压力：按朗肯公式计算其主动侧土压力；考虑基坑开挖及主体结构施工阶段均进行降水，因此在围护结构设计中不考虑水压力作用；

（3）本工程基坑开挖深度2倍范围内无建筑物存在。基坑周边荷载仅考虑一般地面荷载，按10KPa考虑。

（三）支护选型

本项目地下室基坑开挖深度约13.8-16.5mm。基坑开挖深度2倍范围内可不考虑周边建筑物的影响，东侧和南侧有军用电缆分布。

本基坑设计关键点在于一方面是控制基坑开挖变形，另一方面是基坑降水。基坑围护结构要求有较大的刚度，降水要求达到基坑降深，防止基坑开挖导致周边地下水位下降产生不均匀沉降。

根据上述考虑，经综合分析计算：基坑北侧和西侧采用二级放坡+喷锚支护，基坑东侧和南侧采用放坡+锚拉桩支护，基坑降水考虑采用管井降水与明排相结合。

(四)支护体系说明

1.本工程设一层地下室，基坑设计+0.00=481.00m，本基坑分为两段，EAB段和BCDE段，基坑深度分别按16.5m和13.8m考虑。

2.基坑周长:166.0m,基坑开挖线距地下室轮廓线预留1.0m工作面。

3.根据场地的工程地质和环境条件，本基坑采取分段支护。

3.1 EA段：该段基坑开挖深度为16.5m，采用放坡+锚拉桩支护，支护桩桩径为1.0m，桩中心距为2.0m，桩顶标高为478.0m，单根围护桩不含冠梁桩长为18.9m,共计10根，该段设置两排锚索，设置于-5.0m和-10.0m处，锚索倾角25°,第一排锚索长16m（自由段长6m，锚固段长10m），第两排锚索长13m（自由段长5m，锚固段长8m），该段围护桩桩号为16#~25#桩。

3.2 AB段：该段基坑开挖深度为16.50m，采用二级放坡+喷锚支护，在基坑设计+0.00=481.00m下7m处设置2m宽的平台，一级坡的放坡系数为1:0.6，二级坡的放坡系数为1:0.5。共布10层锚杆，按梅花形布置，间距为2.0×1.5（1.7）m。

3.3 BC段：该段基坑开挖深度为13.80m，采用二级放坡+喷锚支护，在基坑设计+0.00=481.00m下6m处设置2m宽的平台，一级坡的放坡系数为1:0.6，二级坡的放坡系数为1:0.5。共布9层锚杆，按梅花形布置，间距为2.0×1.5m。

3.4 CDE段：该段基坑开挖深度为13.8m，采用放坡+锚拉桩支护，支护桩桩径为1.0m，桩中心距为2.2m，桩顶标高为478.0m，单根围护桩不含冠梁桩长为15.2m,共计15根，该段设置两排锚索，设置于-5.0m和-8.0m处，锚索倾角25°,第一排锚索长16m（自由段长6m，锚固段长10m），第两排锚索长13m（自由段长5m，锚固段长8m），该段围护桩桩号为1#~15#桩。

（一）总体施工流程安排

1、定位放线，施工全部降水井；

2、施工放坡开挖到-5m，施工锚杆及网喷支护；

3、施工全部支护桩，支护桩冠梁；

4、开挖基坑，设置桩间网喷面层，开挖基坑到首层锚索标高下0.5m，施工锚索；

5、继续开挖至设计底标高；同时设置桩间挂网喷射砼面层；

6、放坡开挖基坑，开挖到首层锚杆标高下0.5m，按放坡比率清除边坡面，施工首排锚杆并灌浆养护；重复该过程直到开挖至设计标高。

（二）建筑材料

1、钻孔灌注桩混凝土强度等级：水下C30。

2、桩顶冠梁：C30。

3、锚索水泥标号：普硅32.5R。

4、钢筋：钢筋直径≤8mm采用HPB300级；8＜钢筋直径≤20mm采用HRB335级，钢筋直径＞20mm采用HRB400级。HPB300、HRB335级钢筋采用双面搭接焊时，搭接焊长度大于5d；采用单面搭接焊时，搭接焊长度大于10d。HRB400级钢筋采用闪光对焊。

5、锚索：采用预应力钢绞线，抗拉强度1860Mpa，每束为1×7Фs，d=15.2mm。

（三）施工工艺

1、排桩：场地平整→测量放线、定位→埋设护筒→制备泥浆、旋挖钻就位→钻进作业→清孔→桩孔深度、桩径、垂直度验收→钢筋笼制作、吊装→安放导管→灌注混凝土→养护成桩。

2、桩间护壁：基坑支护范围内地下管线探明→土方开挖→修整壁面--铺设钢筋网及加强筋-钢筋网与加强筋焊接-喷射砼-（挖土至下一层，本工程宜按1.5m分层开挖）-重复以上工作直至设计基坑深度。

3、锚索：护壁桩灌注完毕→土方开挖至锚索标高位置以下500mm→锚索测量定位→施工锚索，施加预应力→施工桩间挡土板，喷射混凝土。

4、放坡+锚杆支护：基坑支护范围内地下管线探明→土方开挖至首排锚杆下0.5m→锚杆施工→侧壁面铺设钢筋网及加强筋→钢筋网与加强筋焊接→喷射砼→挖掘至下一层锚杆（本工程宜按1.5m分层开挖）→重复以上工作直至设计基坑深度。

（四）旋挖钻孔桩施工注意事项：

1、旋挖钻孔桩施工放线时，应对桩位坐标、各项高程数据进行仔细核算，确保准确无误。

2、桩位偏差不应大于50mm，桩身垂直度偏差不应大于0.5%。

3、施工钻孔时应做好地质层面记录，如发现地质情况与钻孔资料相差较大时，应及时与设计单位联系，协调处理。

4、桩主筋锚入冠梁长度550mm，主筋采用对焊连接或采用机械连接，同一断面接头数量

不超过钢筋总数的50%。桩身钢筋保护层厚50mm。允许误差：网筋间距±20mm，主筋间距±10mm，桩主筋长度±100mm，桩径±50mm。

5、钢筋笼安放就位前，必须清除孔底沉渣，桩底沉渣不大于100mm。清孔完成后应立即吊放钢筋笼，浇灌桩身混凝土。首批混凝土拌和物下料后，混凝土应连续灌注。

6、钻孔灌注桩应采取隔桩施工，在相邻桩混凝土达到70%的设计强度后，方可成孔施工。

7、钢筋笼露出桩顶设计标高不宜小于30d，浇注标高应比设计标高增加500mm，浇注冠梁前，必须清理桩顶的残渣、浮土和积水，凿毛清洗至设计标高。

8、施工单位应尽可能采用先进技术和先进设备，确保施工质量。

（五）冠梁施工工艺及要求

1、冠梁施工前应清除支护桩顶的浮浆松软层，梁底部应坐落在支护桩顶新鲜混凝土面上，支护桩钢筋露出长度应符合设计要求。浇注砼前，必须清理干净残渣、浮土和积水，保证桩与梁牢固连接。

2、冠梁应同时现浇，桩锚入冠梁的钢筋应保证有足够的锚固长度。

3、钢筋保护层厚度50mm。冠梁施工缝不应设置在转角及其附近15m范围。

4、冠梁主筋采用双面搭接焊，搭接焊长度大于5d；采用单面焊接时，搭接焊长度大于10d。（六）预应力锚索及腰梁施工参数及要求

1、锚索施工遵照《岩土锚杆（锚索）技术规程CECS22:2005》进行，设计未特别指明处均按有关规范施工。施工前需再次详查锚索射入范围内各种地下管线及邻近建(构)筑物桩基础详细埋设位置并予以避让，以免发生意外。

2、预应力锚索采用预应力钢绞线，抗拉强度1860MPa，每束为1×7Фs，d=15.2mm。自由段套管采用直径适中的塑料管（波纹管）。锚杆（索）制作时应做好防锈措施，每1～2米设一定位器和隔离支架。

3、锚杆施工采用专用锚杆钻机成孔，成孔孔径为150mm。卵石层内采用跟套管钻孔工艺，以防止成孔期间塌孔。

4、预应力锚索注浆采用纯水泥浆，水灰比宜采用1:1，注浆体强度M30，施工时加适量早强剂和速凝剂。采用二次注浆工艺。初次注浆压力为0.5Mpa，水泥砂浆初凝后进行二次注浆，注浆压力2.0MPa。

5、待注浆体达到设计强度的70%方可进行锚杆（索）张拉。张拉力为设计拉力的1.1倍，然后卸荷至锁定拉力值进行锁定。锚索张拉后，如发现张拉力达不到设计要求时，必须通知设计复核，在采取必要补偿措施后方可继续开挖基坑土方。

6、施工过程中若发现地质情况与原地质报告明显不符，必须及时通知设计人员，以便修改设计，保证基坑的安全。

7、所有试验锚杆（索）、工作锚杆（索）外露张拉段（外露长度不少于1米）严禁剪断，已便于后期补偿张拉、复检使用。

（七）桩间网喷护壁工艺及要求

1、面层采用喷射混凝土与钢筋网组成的钢筋混凝土板结构型式。土方开挖时，应确保网喷支护作业面平整，壁面喷射混凝土厚度为80mm。桩间喷射应分层及时支护，避免桩间土垮塌，分层厚度一般不超过2.0m。

2、喷射混凝土采用细石混凝土，混凝土强度等级为C20。

3、面层横向加强筋与桩体的植筋焊接，间距为1000mm(砂层分布区域间距调整为0.5m)。

4、桩间喷射混凝土壁面施工完成后，及时在壁面上凿出直径50～80mm的小孔作为泄水孔，或在布设钢筋网时安放φ30的塑料管作为泄水管，孔深大于300mm，以保证壁内积水的畅通排放。

（八）锚杆的施工工艺及要求

1.锚杆成孔采用潜孔钻成孔，锚杆材料采用一根25HRB400钢筋；

2.注浆材料采用Po42.5R水泥，注浆水灰比0.5-0.55:1，注浆压力0.1-0.5MPa；

3、面层采用喷射混凝土与钢筋网组成的钢筋混凝土板结构型式。壁面喷射混凝土厚度为

100mm。

4、喷射混凝土采用细石混凝土，混凝土强度等级为C20。

5、喷射混凝土壁面施工完成后，及时在壁面上凿出直径50～80mm的小孔作为泄水孔，或在布设钢筋网时安放φ30的塑料管作为泄水管，孔深大于300mm，以保证壁内积水的畅通排放。

六、基坑开挖及回填注意事项

1、土方开挖前应先进行基坑内降水，在确定整个基坑止水桩效果良好条件下，降水至设计水位15天后即可开挖基坑土方。施工过程中必须做好坡顶地面截水措施，防止地表水流入基坑。基坑开挖到底后应及时施工坑内排水沟及集水井，及时排出坑内积水。如在雨季施工必须准备足够的抽水设备，保证基底不被长时间浸泡。

2、基坑土方开挖应采取分区分层均衡开挖，开挖至基坑底设计标高后，应及时铺设垫层并进行地下室结构施工。本基坑底主要位于卵石层上，基坑开挖到设计底面标高后，必须及时完成垫层混凝土施工，避免基底泡水，威胁基坑安全。雨季施工时，严禁在基坑底边5米范围设置汇水沟、积水坑等。

3、土方开挖期间必须严格进行基坑变形监测，及时将监测结果上报甲方、监理和施工单位，做到信息化施工。

4、地下室结构施工完成至±0.00后进行基坑土方回填，所有基坑回填步骤应在主体结构强度达到设计强度70%时方可开始。土方回填前应清除基底的垃圾、树根等杂物，抽除坑内积水、淤泥，验收基底标高。回填土要分层压实，分层厚度不大于30cm，密实度要大于90%。回填土宜采用粗砾砂、碎石类土，严禁用垃圾土回填。

5、基坑施工期间，要特别加强对本项目东侧及南侧靠军事电缆侧设施的保护。

七、降水井

本工程共布置11口降水井,井距约15m，井深为20.0m，井径600mm，管径300mm。井管混凝土管长20.0m,从上至下为10.0m井壁管+7.5m滤水管+2.5m沉砂管，底部封口。抽水设备根据计算结果和设计降深选择合适流量和扬尘的潜水泵。

洗井时，每班技工应作洗井记录，工程技术人员随时抽查监督，保证洗井时间，满足正常抽水时含砂量不大于1／20000，以保证抽水设备正常运行及井的正常使用时间，最终满足基坑开挖的需要。施工组织方案编制必须提出抽水时含砂量的控制措施。

八、基坑周边环境监测

本工程基坑监测等级为一级，监测由建设单位委托具有相关资质的第三方监测单位进行，最终监测点的布置以第三方监测单位编制的监测方案为准。监测项目初始值应在相关施工工序之前测定，并取至少连续观测3次的稳定值的平均值。

1、本基坑按照规范进行基坑水平位移及坡顶沉降监测，同时应特别加强对基坑边1.5倍基坑深度范围内地下空间道路及管网的监测。

2、本基坑变形监测限值为：围护桩顶水平位移为0.2H%与30mm的小值，取30mm，变形速率警戒值为2～3mm/d。

3、监测频率要根据施工进度及天气变化情况确定，土方开挖、支撑拆除期间及拆除后7天以内或变形异常时需加密监测，监测频率见下表。监测项目、监测控制值及报警值，测点布设数量及观测频率详《基坑监测平面布置图》。

4、施工单位应派专人进行基坑变形观测和现场巡查，除此外建设方尚应委托具有相关资质的第三方监测单位进行监测。监测部门需对监测结果及时进行反馈，发现异常情况及时通知设计人员，以便研究对策。

5、监测精度应按照《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009中的相关规定执行。

当监测值相对稳定时，可适当降低监测频率。

遇以下情况，应提高监测频率：1)监测数据达到报警值；2)监测数据变化较大或者速率加快；3)存在勘察未发现的不良地质；4)基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄露；5)基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值；6)支护结构出现开裂；7)周边地面突发较大沉降或出现严重开裂。

九、试验及检测

1、支护桩应采用钻芯法检测桩身实际长度、桩身混凝土连续性及桩底持力层状况。检测数量不得少于总桩数的3%，且不得少于3根。

2、支护桩应采用低应变动测法，检测桩身完整性。低应变测试数量不少于总桩数的20%，且不得少于10根，对一级基坑及地质条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩，应进行100%检测。

3、锚索施工前应按规范进行基本试验，确定岩（土）层与锚索注浆体间摩阻力标准值，并反馈复核设计。

4、锚杆（索）承载力应用抗拔验收确定，抗拔验收试验数量为每种类型锚杆（）索总数的5%，且不得少于6根，锚索最大试验荷载应取锚索拉力设计值的1.2倍。

十、施工应急预案

在施工过程中，若出现异常情况，采取的相关应急方案如下：

1、基坑连续三天每天位移超过5mm或累计水平位移达到警戒值时，需立即上报有关各单位，组织现场会议，分析产生的原因，商讨处理方案。

2、必要时可采取如下处理方案：a、坡顶卸载；b、必要时补设预应力锚索及增设支撑。

3、当基坑出现严重变形或严重漏水流砂时，视变形发展情况，确定是否进行基坑回填施工。回填土的范围沿基坑边，回填土的高度不少于基坑深度的2/3，宽度不少于15m。

十、要求及建议

1、基坑施工前应制定详细的安全文明施工措施。

2、基坑开挖过程中，若通过监测发现基坑或周边建筑物等变形较大，需立即停止开挖，必要是采取反压或加密支护桩等方式进行处理。

3、当锚索施工过程中，在锚索长度范围内遇上相邻建筑物基础时，需立即停止施工，会同各方责任主体共同确定处理方法。当阳角处斜向加筋旋喷桩在桩端处可能相交时，需调整两根桩的入射角度，避免发生群锚效应。

4、基坑周边设置车辆通道时，道路应为刚性路面，且厚度不得小于300mm，以确保车辆荷载能均匀传递至下部坑壁土体；不得在基坑边会车。

5、支护结构在使用过程中，基坑周边5m范围内不得堆载，范围外堆载不得大于设计荷载。

6、基坑开挖后，由业主委托总包单位对基坑顶面外5m宽范围进行硬化处理，以及设置截水沟和栏杆。截水沟截面300×300mm；栏杆采用钢管搭设，外刷黑黄油漆。

7、本项目基坑支护设计使用年限为一年，当使用超过一年时，需对基坑安全进行评估，必要时需作二次设计。

十一、其余未尽事宜，按有关规范及相关条文进行施工。