基坑工程设计

目录

第一章工程概况 (2)

第二章场地岩土工程及环境条件 (3)

一.场地周边环境条件 (3)

二.场地岩土工程地质条件 (4)

三.水文地质条件 (5)

笫三章设计思路及方案优选 (5)

一.本深基坑工程之特点 (5)

二.支护体系的选择和设计基本设想 (6)

第四章深基坑支护设计方案 (9)

一.设计依据 (9)

二.岩土设计参数 (9)

三.深基坑安全等级确定 (10)

四.基坑支护设计 (10)

第五章道路硬化与地表水、上层滞水处理 (13)

第六章技术要求及质量保证措施 (14)

一. 信息化施工 (14)

二. 周边硬化及排水措施 (15)

第七章基坑监测要点 (15)

第八章基坑施工应急措施 (17)

附：论证意见及回复

武汉市当代光谷智慧城2＃楼

深基坑工程支护设计

第一章工程概况

拟建武汉市当代光谷智慧城2＃楼位于武汉市关山路与雄楚大道之间，毗邻104研究所，设地下室一层，地下室占地面积约为2000平方米（约36×58），周长约180m，基础采用桩筏基础。桩为人工挖孔桩。

建筑物±0.000标高相当于绝对标高为26.10m，场地自然地面整平标高为25.90（－0.20）m。

本工程岩土工程勘察工作由中冶集团武汉勘察研究院有限公司承担，设计单位为广州军区司令部建筑工程设计院。

基坑开挖情况与自然地面相互关系对照详见表1。

表1 基坑开挖情况与自然地面标高相互关系对照表

注：1、以上基础梁底及承台底标高包括垫层深度

2、根据深基坑规程规定，本基坑除DE段开挖深度按承台底标高确定，

其余坡段按基础梁底标高确定。

第二章场地岩土工程及环境条件

一.场地周边环境条件

1、拟建基坑周边建筑物及道路分布

基坑东北侧：为一片空白地，20m以内无任何拟建建筑物，地下室基础边轴线距用地红线距离约2.2～2.40m。

基坑东南侧：为拟建2＃楼多层部分（6层），该多层部分未设地下室，地下室基础边线距多层部分基础边线约3.90m. 该多层部分基础采用人工挖孔桩，挖孔桩桩顶标高为-1.65m，承台顶标高为-1.20m。

基坑南侧：为雄楚大道。距建筑物地下室基础边轴线7.20m处为电缆沟，地下室基础边轴线距用地红线最近距离约27.0m，距规划道路边线约7.0m（有围墙）。

基坑西侧：为规划道路，距建筑物地下室基础边轴线7.40m处为电缆沟，建筑物地下室基础边轴线距规划道路边线约5.60m（有围墙），距用地红线最近距离约20.60m。

基坑北侧：为一片空白地，20m以内无任何拟建建筑物，地下室基础边轴线距用地红线距离约4.70m。

2、场地内及基坑周边地下设施

据建设单位提供的有关图纸及现场介绍，基坑南侧、西侧距建筑物地下室基础边轴线分别约7.2、7.4m处有电缆沟，电缆沟埋深约1.0m。其余各侧均无任何地下管网。

具体情况详见基坑周边概括与环境条件图。

根据湖北省《深基坑工程技术规定》结合基坑工程实际情况，本深基坑安全等级定为二级。

二.场地岩土工程地质条件

根据中冶集团武汉勘察研究院有限公司2004年4月提供的《武汉市当代光谷智慧城高层公寓岩土工程勘察报告》，拟建场区地层在基坑深度范围内为以下几层：①-1杂填土Q ml；①-2淤泥质粉质粘土Q l；②粉质粘土Q4al；③-1粉质粘土Q3al＋pl;③-2粉质粘土Q3al＋pl;基坑坑壁土层主要为①杂填土、①-2淤泥质粉质粘土，坑底土层为②层粉质粘土及③-1、③-2粉质粘土层。

各岩土层空间分布及工程特性详见表2《工程地质分层表》。

表2 工程地质分层表

基坑周边地层空间具体分布可参见《基坑周边地层展开图及概化剖面图。》三.水文地质条件

根据岩土工程勘察报告，本场区地下水主要为赋存于杂填土层中上层滞水，上层滞水受生活用水及大气降水的补给，随季节变化，无统一自由水面。勘察期间，测得场区上层滞水水位埋深在地表0.3～2.3m，相对于绝对标高23.25～24.79米。

本基坑开挖时只需考虑上层滞水影响。对上层滞水可采取堵、导、排等措施抽排疏干。

笫三章设计思路及方案优选

一.本深基坑工程之特点

由《湖北省基坑工程技术规定》（DB42/159-2004）可知，根据基坑开挖深度、开挖范围，邻近建筑物与坑边的距离及周边环境和场地工程地质、水

文地质条件等综合分析，该基坑的工程安全等级为二级。

(一).本基坑周边环境条件：总体来说周边环境较为宽松，但基坑南侧、西侧有电缆沟，应为重点保护坡段。

北侧、东北侧场地宽阔，适宜大放坡开挖，基坑西北角为地下室坡道，可将该坡道做为运土车道。

(二).基坑周边需考虑规划红线范围。

(三).本基坑开挖深度H=3.2～4.5m,开挖范围内的坑壁土层主要为第①-1杂填土、①-2淤泥质粉质粘土，该两层土稳定性较差。

二、支护体系的选择和设计基本设想

（一）、支护体系的选择

基坑支护的方案较多，根据湖北省地方标准DB42/159-2004《深基坑工程技术规程》表6.1.2的推荐，在武汉市深基坑中常用的支护形式有：①自稳放坡；②加筋土重力式挡墙；③水泥土重力式挡墙；④喷锚支护；⑤悬臂排桩；⑥桩锚；⑦内支撑；⑧地下连续墙；⑨围筒；等等。但每种方法都有其优点和局限性。

据武建｛2005｝273号文件的规定：锚杆不得超出规划红线范围。

为了寻求最佳支护模式，我院总结了武昌地区50多个深基坑的施工经验，并结合本工程的特点作了分析比较，详见下表3

表3 支护型式的可行性分析表

（二）、支护设计的设想

通过上述对工期、造价、环境条件的综合分析，结合本工程的具体情况，具体坡段的支护形式考虑如下：

1、基坑南侧及西侧有电缆沟，为重点保护坡段，因该两侧离用地红线较远，可将原围墙拆除后沿电缆沟外侧设置轻质围墙、沿电缆沟内侧边缘开挖至沟底并设置一排φ48花管打入土层进行压力注浆以对电缆沟进行保护，沿沟底设置2.5～3.0m平台，下部采用1:1放坡、土钉挂网喷射混凝土支护结

构体系。对坡体软弱夹层土层区域设置两排木桩超前支护，木桩间距为200～300，现场可根据实际开挖土层情况多设。

2、北侧、及东北侧段场地宽阔，可采用1：1.2放坡土钉挂网喷射混凝土支护结构体系。对坡体软弱夹层土层区域设置两排木桩超前支护，木桩间距为200～300，现场可根据实际开挖土层情况多设。

北侧车道地段可考虑做为基坑运土车道，采用1：1.0放坡、土钉挂网支护结构体系。

坑内电梯井及其他坑中坑采用1：0.75放坡、土钉挂网支护结构体系。

（三）、地下水疏排

本场地地下水主要解决上层滞水问题。

对上层滞水采用排、疏、导、隔方法解决。

在基坑坑顶修筑硬化反向坡（i=0.3%）基坑顶部四周设排水沟一条（300mm ×400mm）对周围地表水进行封堵、截水、导流。疏排地表水。基坑底部四周设置排水沟（200mm×300mm），按一定间距设置深于基槽的集水井（500mm×500mm）4口，采用潜水泵及时将水抽排出基坑，以防止地下水浸泡坑内土体。并随开挖随做好坡面覆盖保护工作。以保证基坑在开挖期间能获得干燥的作业空间。

如基坑侧壁渗水较大,则应在支护面板中设置反滤泄水孔,将上层滞水导入坑内,再通过明沟抽排。

第四章深基坑支护设计方案

一.设计依据

１、《湖北省基坑工程技术规定》（DB42/159-2004）；

２、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2004）；

３、《建筑基坑工程技术规范》（YB 9258-97）；

4、武汉市当代光谷智慧城2＃楼《总平面图》、《基础平面图》、及有关建设单位对本基坑的设计要求，；

5、《武汉市当代光谷智慧城高层公寓岩土工程勘察报告》（2004.4）；

6、《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-94）；

7、《工程测量规范》（GB 50026-93）；

8、《城市测量规范》（CJJ8-93）；

9、《建筑变形测量规范》（JGJ/T8-97）；

10、《岩土工程勘察规范》（GB50021-94）；

11、《天汉系列软件》。

二.岩土设计参数

基坑周边地层空间分布状况详见地层概括剖面图。

根据场地岩土工程勘察报告与基坑支护设计相关地层的岩土设计参数取值如下:

表4 基坑边坡支护设计土层参数表

三.深基坑安全等级确定

本基坑开挖深度3.2～4.5m,根据《深基坑工程技术规定》

（DB42/159-2004）有关条款，结合周边环境、岩土工程与水文地质条件，并考虑本项目之重要影响程度，综合确定本基坑安全等级为二级。

本基坑工程的有效使用期限为10个月。

四.基坑支护设计

（一）、各边坡段支护设计

根据开挖深度，放坡率及坑顶荷载类型将本基坑划分为AB、BC、CD、DE、EA等五段，采用《天汉基坑支护设计软件V2005.1》对上述各段加固边坡进行稳定性验算，均满足规范要求。具体请见各支护段剖面

地面超载取q=15kPa；支护设计应用汉星软件进行分段计算 (取最不利地质条件考虑)，具体坡段支护设计情况如下：

1、基坑边坡支护

（1）、北侧AB段、东北侧BC段：

该两段基坑边坡开挖深度均为4.2m，上部2.0m采用1：1.2放坡土钉挂网喷射混凝土支护，中间设置2.5m平台。下部2.2m采用1：1放坡土钉挂网喷射混凝土支护。在坡体软弱夹层土层区域设置两排木桩超前支护。木桩直径为80～100，桩长为3.0m，间距为200～300，现场可根据实际开挖土层情况多设。

（2）、东南侧CD段：

因该侧为该楼多层部分，该多层部分无地下室，其工程桩为人工挖孔桩，挖孔桩桩顶标高为-1.65m，承台顶标高为-1.20m。据建设单位介绍该侧边坡施工前先将该段坡顶普挖1.0m。故本侧基坑开挖支护深度为3.2m，该侧支护采用1：1放坡土钉挂网喷射混凝土支护。在坡体软弱夹层土层区域设置两排木桩超前支护，木桩直径为80～100，桩长为3.0m，间距为200～300，现场可根据实际开挖土层情况多设。

（3）、南侧DE段：

本段基坑边坡开挖深度均为4.5m，因该段有电缆沟需保护，将原围墙拆除后沿电缆沟外侧设置轻质围墙，沿电缆沟内侧边缘开挖至沟底（现自然地面以下1.0m）并设置一排φ48花管打入土层进行压力注浆以对电缆沟进行保护，沿沟底设置2.5m平台，下部3.5m按1:1放坡土钉挂网喷射混凝土支护。在坡体软弱夹层土层区域设置两排木桩超前支护。

（4）、西侧EA段：

本段基坑边坡开挖深度均为4.2m，因该段有电缆沟需保护，将原围墙拆除后沿电缆沟外侧设置轻质围墙，沿电缆沟内侧边缘开挖至沟底（现自然地面以下1.0m）并设置一排φ48花管打入土层进行压力注浆以对电缆沟进行保护，沿沟底设置2.5m平台，下部3.5m按1:1放坡土钉挂网喷射混凝土支护。在坡体软弱夹层土层区域设置两排木桩超前支护，木桩直径为80～100，桩长为3.0m，间距为200～300，现场可根据实际开挖土层情况多设。

2、支护材料的选用

注浆花管：采用φ48钢管，底部2.0m为花管，采用水灰比为0.4～0.5水泥浆全程注浆，水泥采用32.5普通硅酸盐水泥，注浆压力0.4～0.8MPa。

木桩：直径为80～100，桩长为3.0m，间距为200～300，现场可根据实际开挖土层情况多设。

土钉：土钉采用1Φ16螺纹钢筋，长度为1.0米，水平间距为1.2m，矩形布置。

坡面挂网：采用Φ2@50×100钢板网。

喷射砼面板：砼强度等级为C20。厚度取50～80mm。

（二）、地面硬化

坡顶2m或至围墙范围内采用挂网喷射砼进行地面硬化，并与面板联结成一整体，坡顶用土钉1Φ16（L1000＠1200）锚固。地面硬化砼强度等级为C20,地面硬化厚度为15cm。

（三）、其它支护结构设计

（1）、车道基坑高差处,采用1:1土钉挂网喷射素混凝土支护，设计同上;

（2）、电梯井开挖深度与基底高差处因开挖面积小,围护时间短,且与地下室施工衔接紧密,可由地下室施工单位采取放坡土钉挂网抹浆等技术处理措施;

（3）、因塔吊基础目前还未确定，总包单位应妥善设置土建施工塔吊基础，不应将塔吊设置在边坡中或坡顶附近。如不得已如此，则应对塔吊基础加固、加深，并对塔吊附近的边坡加强保护，确保基坑的稳定和塔吊的安全运行。

第五章道路硬化与地表水、上层滞水处理

前已述及，本基坑只考虑上层滞水影响。对上层滞水采用如下处理措施：

一、地面硬化与地表水处理

为了消除地表水对基坑施工的影响，可对基坑周边设置排水系统，即坑周边进行地面硬化，修好排水沟，将四周地表水汇入排水沟，排至下水道。

基坑周边地面硬化采用C20素砼、厚15cm左右。

为便于地表水汇集，基坑上边线与排水沟之间应修成反向坡。

坑顶排水沟与基坑开挖面应预留一定间距，沟宽0.3m，沟深0.4m。

在排水沟出水处，设1×1×1立方米沉淀池一个。

排水沟与沉淀池沟壁或井壁均采用120灰砂砖砖砌筑，50#砂浆勾缝、抹面。

二、基坑内排水

无论采取何种支护体系，基坑内多少都会进入一定量的地表水和地下渗水，因此在坡脚应设置排水沟、集水井。本场区填土厚度不大，上层滞水量

小，但局部仍可能产生的渗水，因此，应在填土层下段设置一些泄水孔，将其渗水泄排至坡脚处的排水沟中。

坑内排水沟设在施工作业面内，宽0.3m。沟底比坑底低0.2～0.3m，积水井比坑底低0.5m。

第六章技术要求及质量保证措施

一.信息化施工

采用信息化施工，可根据现场实际开挖情况和监测结果及时调整设计，保证基坑安全。为确保基坑工程安全，本方案根据相关规范要求与基坑特点提出施工质量控制要点和技术保证措施。

1、测放轴线应由专业测量工程师施测。

2、土方开挖

(1)土方开挖应根据支护设计事先制定详细的土方开挖方案。

(2)为确保支护体系施工质量，加快施工进度，土方开挖应与土钉挂网支护施工密切配合。

(3)根据施工流程，土方开挖分层进行。

A:由于本基坑支护工程的特点是边开挖边支护，分层、分区开挖，分层支护。所以要求土方开挖必须和支护施工密切配合，严格做到开挖一层、支护一层，严禁超挖。开挖时铲头不得撞击网壁、支护桩和锚头。基坑开挖进程和支护施工循环作业。

B:土方分层开挖，严禁一次挖两层或一次开挖到底。每层开挖深度约

2.0m，依次开挖至基底，预留20cm厚保护层人工清底。

C: 坑壁应预留0.1～0.2m余土，进行人工清理。

(4)采用反铲挖土、自卸汽车运土，开挖过程不得碰撞支护结构体系、测量标志、监测元件。土方开挖采取机械开挖方式，严禁超挖,开挖过程中严禁碰撞支护结构。

(5)坡顶严禁超堆荷载。

(6)土方开挖时发现有异常情况，应立即停止施工，待查清原因并采取适当措施后，方能继续施工。基坑挖好后，应尽量减少暴露时间，及时清底、检底浇好垫层，封闭基坑。

（7）土方开挖宜从基坑边缘开始，逐步向内部推进。

（8）合理设置运土车道，可利用地下室出入口设置临时出土车道。二. 周边硬化及排水措施

基坑周边2～3m宽地表面用C15细石砼进行硬化，硬化面做成反坡，防止雨水流入基坑，硬化区外设置排水沟。开挖过程中，遇到边壁内滞水量丰富甚至涌水时，设置导水孔将水排出。基坑内设置集水坑做好抽水工作。

第七章基坑监测要点

为保证工程安全和邻近建筑物的安全，施工要严格按信息化施工，加强监测，根据监测结果，及时采取防范措施及设计调整。

基坑支护施工突出的特点在于信息化施工，施工前后及施工过程中对支护本身或对象(被支护加固地质体)的动态变化进行监测，并把获得信息通过

修改或调整设计而反馈到施工过程中。必须委托具备一定资质的基坑监测单位制定完整、细致的监测方案，建立严谨的监测、反馈、分析和决策支持系统。本设计方案仅根据有关规范要求制定初步监测方案，并针对反馈信息提出应急措施。

边坡支护必须采用“信息法”施工，发现问题及时处理，以确保周边边坡的安全，确保建（构）筑物的安全。

边坡开挖前亦对边坡边缘向外30～50米范围内建（构）筑物设

置位移标志，沉降观测标志。监测主要包括以下内容：

1、坡顶位移及沉降：测量点设置在边坡顶部或马道，每20～40米设一点，用精密水准仪进行沉降观测，用经纬仪观测边坡位移。根据各阶段观测成果绘制沉降（S）-时间（T）关系曲线图、沉降（S）-水平位移（L）-距离（H）关系展开曲线图。每次观测应记录其沉降、位移量、累计沉降位移量、沉降位移速率。水平位移限值为δ≤100mm、沉降限值为100m。

2、在临近边坡的建筑物应设置沉降观测点进行沉降观测，观测精度二等水准。沉降倾斜限值为4‰。

3、边坡土体的监测

包括土体的位移和沉降以及坑底土体变形，可分别采用经纬仪、水准仪等方法监测；同时辅以肉眼观察，查看坡上地表有无沉陷、裂缝，坡体是否变形，喷射混凝土坡面有无裂缝、渗水现象，排水孔是否通畅等等。

①、土体、支护结构及周围建(构)筑物的变形(包括水平位移及沉

降)观测应按现行国家标准进行。

②、水平位移及沉降观测点沿基坑边按一定间距布置。观测基准点

应布置在开挖影响范围之外，数量为4个。观测精度要求为：位移观测中误差﹤0.5mm；水准测量闭合差﹤±0.80√n（mm）；位移观测误差﹤0.5mm

③、在开挖施工期间，每天应有专人进行现场宏观观察。

④、对南边、西边的电缆沟应加强监测，采取防止事故的有效措施。

5、观测周期

各监测项目在基坑开挖前应测定初始数据，且不宜少于两次。开挖初期观测时间间隔为2～3天，开挖卸载急剧阶段为1～2天，当测试数据超过有关控制标准时应加密观测次数。当有危险事故征兆时应连续监测，并及时向有关部门提交监测成果。

基坑开挖间歇期，观测时间为3～4天，进行维护阶段观测时间为7～10天。监测数据应在监测完三小时内，以书面或口头方式及时告知施工单位，以便及早采取应急处理措施，从而达到信息化施工的目的。

观测期限：从边坡开挖开始，至边坡回填止。

第八章基坑施工应急措施

岩土工程中往往有许多难以预见的问题。这些问题的出现可能会引起突发事故，必须引起足够的重视，应急措施则是为此而备。

如发现边坡土体严重变形，坑顶有连续裂缝且变形有加速趋势，则应视为整体滑移失稳的前兆，应立即采取紧急处理措施，可采取斜撑确保坑壁稳定。

1）、土方开挖和运行维护期间，应准备一些草袋或土工织物装砂或土，作为应急之用。当基坑状况恶化时，应立即用上述材料反压坡脚，必要时在坡顶削坡减载，保持坡顶稳定后再妥善处理。对基坑开挖过程中突发的和偶然情况下发生的事件，首先应分析研究原因然后采取相应的对策。

2）、对变形较大的地段，也可加设支撑，以限制其变形。

3）、当坑壁渗水过大时，应及时增设汇水孔，防止地下水浸泡边坡土体。

4）、基坑位移沉降过大的处理：在位移沉降过大区域根据产生的原因或在坡脚提前打入垂直型钢稳定土体。