洛阳基坑支护施工组织设计

1.1工程概况

     洛阳市聚元置业有限公司凯旋国际广场拟建于洛阳市凯旋西路与八一路西北角。该场地拟开发一栋地上30层的高层建筑物及一层地下车库，基坑底面尺寸66.50m×48.20m，框剪结构。基坑开挖深度为：4.85m左右。

1.2周边环境条件

根据甲方所反映的具体情况，场地地下未有分布如通讯光缆、热力管网、天然气管道、网通管道、高压电缆等市政工程设施。基坑的东侧2m有一栋四层建筑物,其余距既有建筑物较远。根据本工程的特点，在施工中必须根据具体情况，随时修正施工方案，使本基坑支护做到一切以质量、安全为第一，达到控制变形、保证安全为目的，为后续的主体施工创造良好的施工条件。

2.0设计依据

（1）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；

（2）《土层锚杆设计与施工》（CECS22：90）；

（3）《基坑土钉支护技术规程》（CECS96：97）；

（4）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086－2001）；

（5）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；

（6）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330－2002）；

（7）《深基坑工程技术规范》（DB4/159－2004）；

（8）《基坑开挖与支护技术》；

（9）《预应力锚索加固机理与设计计算方法》；

（10）《土钉支护原理·设计·工法应用研究》；

（11）《深基坑工程设计施工手册》；

（12）《锚固与注浆新技术》；

（13）《建筑地基与基础施工手册》（第二版）；

（14）《建筑地基基础设计规定》（GB50007—2002）；

（15）《岩土工程勘察报告》等。

3.0基坑支护深度范围内的有关地层及岩土物理力学性质指标

3.1基坑支护深度范围内的地层结构

根据机械工业第四设计研究院的《岩土工程勘察报告》，在基坑支护深度范围内的有关地层自上而下为：

 ①填土（Qml）

黄褐色为主，以粘性土为主,局部为杂填土,由粘性土、灰渣、砼碎块、生活垃圾等组成。分布不均匀，松散，在场地东部分布交厚，层厚0.6～2.60m。底层标高147.95～149.81m。

②粉土夹粉质粘土（Q42al+pl）

褐黄色，粉土稍湿～湿，稍密，可塑，具有针状孔隙及大孔隙，虫孔虫屎，可见土块、碳末及青砖瓦块。该层摇震反应慢，干强度低，稍有光泽。该层沉积时间相对较短，为新近堆积，强度较低。湿陷性轻微。层厚2.4～4.7m，底层标高144.82～145.91m。

③粉质粘土（Q41al+pl）

黄褐色～浅褐色,可塑～硬塑。具有针状孔隙，可见白色钙丝、贝壳碎片及铁锰质斑。该层摇震反应中等，干强度中等，韧性中等，稍有光泽，湿陷性轻微。层厚0.8～2.0m，底层标高143.19～144.55m。

④粉质粘土夹粉土（Q3al+pl）

黄褐色，粉质粘土可塑为主，稍密～中密，具有针状孔隙，可见白色钙丝，局部砂性较大。该层摇震反应中等，干强度中等，韧性中等，稍有光泽，湿陷性轻微。层厚2.5～4.0m，底层标高 139.32～141.05m。

3.2物理力学性质指标及基坑支护设计参数

  根据《岩土工程勘察报告》、相关技术规范并结合区域性施工经验，本基坑岩土物理力学性质指标及主要有关参数见下表：

基坑支护设计参数建议值表

该场地地下水在20m左右。

4.0基坑支护方案选择及土钉墙设计要求

4.1基坑支护方案选择

本工程基坑开挖深度为5.0m左右。根据设计、岩土工程地质条件、基坑深度及周边环境等因素，经综合分析、计算采用基坑工程设计参数建议值表中的土力学参数，考虑到基坑周边建筑物及活荷载等因素，地面附加荷载取q=12Kpa，基坑重要性系数取γ=0.9，土体与锚固体极限摩阻力标准值参照设计依据文献（3）确定，施工方案如下：

方案一：基坑南北西三侧1：0.3放坡，梅花型布置土钉位置，设置为

第一排：土钉Ф18mm 3.0m@1500mm    垂直间距1500mm 

第二排：土钉Ф18mm 4.5m@1500mm    垂直间距1300mm

第三排：土钉Ф18mm 3.0m@1500mm    垂直间距1300mm

方案二：基坑东侧部位因距离建筑物较近，采用钢管桩+喷锚挂网土钉支护相结合施工。基坑东侧自南向北27m的部位加设钢管桩。钢管桩采用长度 8 m，直径 12 mm，壁厚 5mm的钢管，桩心距 0.5  m。 基坑垂直放坡，梅花型布置土钉位置，土钉设置为：

第一排：土钉Ф18mm 4.5m@1500mm    垂直间距1500mm 

第二排：土钉Ф18mm 6.0m@1500mm    垂直间距1300mm

第三排：土钉Ф18mm 4.5m@1500mm    垂直间距1300mm

其中第二道锚杆为加预应力锚杆，外部加设钢梁。钢梁为12号槽钢制作。

4.2 土钉墙设计要求

    土钉锚孔直径100～120mm，土钉设置水平安放角10°～12°。相邻锚杆采用Φ10钢筋进行拉接。钢筋网采用方格网，规格为Φ4@250×250，钢筋网片上翻压边宽度1.5m，喷射混凝土为C20细石混凝土，厚度60～80mm，采用32.5Mpa水泥，水泥：砂：石配比为1：2：2，喷射混凝土粗骨料最大粒径不宜超过15mm，水泥浆强度不低于M20。土钉为Φ18mm螺纹钢筋，加强筋为Φ10，并同土钉头牢固焊接。焊接方法可参考《基坑土钉支护技术规范》CECS96：97第5.2.3条之规定。详见土钉设计剖面图及计算书。

5.0 对基坑土方开挖的要求

根据场地地质情况、周边环境和基坑支护设计，对基坑开挖要求如下：

（1）严格按照支护设计坡度和深度开挖，以现场甲方工作联系单确定的开挖长度和深度为准，不接到工作联系单不得私自开挖；

（2）基坑土方开挖必须与基坑支护方案保持一致，充分考虑土方开挖的前提条件和基坑支护工况，选择分层、分段、对称、均衡开挖的顺序，严禁超长、超深开挖。保证基坑开挖及支护有序进行。

（3）每段每层支护完成后，再进行下一段的开挖。

（4）基坑土方开挖机械不得碰撞支护结构，严禁触动、挤压、拖拉已经支护结构等。并在开挖时将地面附加荷载减到最小，严禁在基坑边堆载或通行重载车辆。

6.0土钉墙支护技术要点及主要施工方法

6.1土钉墙支护技术要点

 土钉墙主要施工工艺流程见下图。

土钉支护施工工艺流程图

6.2土钉墙支护主要施工方法

（1）定位放线

根据设计图纸确定支护轴线位置，撒上白灰，打入固定标志，定出放桩、放坡的具体位置。

（2）土方挖运

土方挖运在本方案的第五章中已详述，土方挖运过程中，若遇到雨雪天，应停止施工作业，并用雨布防护好已开挖但未支护的作业面，防止基坑坍垮。

（3）修边、初喷

土方开挖后，应对边坡进行修整，经验坡后进行初喷混凝土，初喷厚度20～30mm左右

（4）土钉施工

根据施工方案的要求，确定土钉孔位并作出标记，如因地质条件和地下设施影响需改变孔位时，须经现场技术人员、监理工程师确认后才能作出孔位调整。

本次采用洛阳铲成孔，土钉杆体沿土钉轴方向每隔2.0m左右设置一个居中支架，居中支架采用Φ6.5钢筋制作，并将用作居中支架的钢筋弯成弧形与土钉杆焊接。

（5）注浆

土钉安装到位后，应及时注浆。注浆水泥采用标号为32.5水泥，水灰比为0.4-0.5。注浆采用底部注浆法，即注浆管插入孔底进行注浆。喷射混凝土的坡面应及时进行养护，连续养护时间不少于7d。

（6）挂网、喷射混凝土

按照设计进行编制钢筋挂网，钢筋网与土层锚杆头焊接成一体，然后喷射混凝土至设计厚度。

（7）基坑四周边沿处理

基坑上翻压边宽度不小于1.50m，网边用规格Ф16mm，长度50cm的钢筋锚钉垂直固定，以防止向下脱落，然后喷射厚度60～80mm的混凝土，形成护坡顶，以增强支护面的整体作用，避免地表渗水及雨水流入基坑侧壁及坑内。

7.0钢管桩支护要点

7.1 施放桩位：根据土建施工方提供的轴线及场地实际情况，确定各钢管桩中心位置。

7.2 造孔：采用30型或150型钻机成孔，钻孔垂直度偏差不大于1%。

7.3 钢管桩最下端为斜形、马蹄形或进行封闭，其中中间段为花管，最上端1.5m及最下部2m为实管。

8.0基坑支护防排水措施

  （1）为了保证基坑边坡不受水的侵袭，对水源应进行有组织地疏引排放，应在基坑底部坡脚以外40cm四周设置排水沟和集水井，排水沟尺寸为宽×深=30cm×30cm，坡度为0.5%。集水井位置可设在基坑四角或每边排水沟的中部，集水井深度70-80cm，并在基坑的外部设置排水沟，下雨时架设水泵，及时将水抽至地表排外水沟内。

  （2）应截断所有通往基坑的渗水源，施工过程中若发现坑壁有渗水现象，在坑壁支护范围内每隔6.0m设置一泄水孔，插入50cm左右长的排水管，以便于将土内的水渗出。如渗水量过大，应查明水的来源，并进行截流封水处理，不能长期向基坑内排水，防止由于水的泄流而造成土体滑移，影响基坑安全。

9.0基坑支护施工资料

   每层土钉施工完成后，现场技术人员应将施工资料进行归纳、整理、完善，并及时报监理部进行签字。

10.0施工顺序及施工流向安排

必须合理安排施工工序和施工流向，并注意各工序衔接，确保工程顺利进行。根据该基坑场地的具体情况，可分层进行作业，开挖一层支护一层。（每层一开发程度为非作1米到1.5米）由于土方超挖容易造成基坑坍塌，所以。如遇砂层（每层一开挖80-1米），原则上每层开挖长度不应超过2.5m。

11.0施工工期计划

    根据基坑各支护段的具体情况，正常情况下，计划15～20天完成该项目的基坑支护任务，每层支护的时间为开挖滞后的2～3天。

12.0基坑支护监测工作

12.1基坑支护安全等级

    根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）第3.1.3条及《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB50202—2002）表7.1.7之规定，本工程基坑安全等级为“二级”。

12.2基坑支护监测内容及监测方法

12.2.1基坑支护监测内容

（1）水平位移速率控制

通过观测，连续3日水平位移速率达到2mm/d；应及时向公司进行汇报，必要时应预以报警。

（2）沉降速率控制

   连续3日沉降速率达到1mm/d或目测发现附近建筑物出现裂缝急剧扩张者，必须向公司汇报，并应预以报警。

（3）基坑变形的监控值

坑边坡及周边地面允许变形值应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002中第7.1.7条规定。

12.2.2基坑支护监测方法    

（1）水平位移采用精度不低于DJ2级经纬仪观测，按视准线法施测；

 （2）建筑物的沉降监测采用精度不低于DS1级水准仪观测、按测微法施测。

（3）对支护位移的测量至少应有基坑边壁顶部的水平位移与垂直沉降，测点位置应选在变形最大或局部地质条件最为不利的地段，测点总数不宜小于3个，测点间距不宜大于30m。监测点的设置应根据具体情况而定，但必须设在通视、固定、易于观测的地点。

（4）监测时间及周期主要根据施工进程确定，基坑周边建筑物和道路在基坑开挖前测取2次初值读数，坡顶观测点待基坑第一层支护完毕设置观测点后开始观测。观测周期为：每开挖一层后当日进行监测，无挖土情况四日一测，有危险施工征兆时，加密观测，并及时向建设、监理单位提交监测成果。

（5）在支护施工阶段，每天监测不少于1～2次；在完成基坑开挖、变形趋于稳定的情况下可适当减少监测次数。施工监测过程应持续至整个基坑回填结束、支护退出工作为止。

（6）目前已进入多雨季节，应特别加强雨天后的监测。

12.3信息反馈

（1）及时整理观测数据，每3～7d向建设、监理单位提供一次统计报表。 

（2）遇特殊情况应及时加密跟踪观测，随时通报有关部门，并立即实施补救措施。

（3）定期向有关部门报告监测进展情况。 

（4）技术成果包括沉降～时间关系曲线，变形～时间关系曲线。

13.0基坑施工应急预案及安全施工措施

由于本基坑局部段周边环境复杂，施工中要加强观测并应有应急处理措施，具体要求为：

（1）施工中若出现位移速率过大，应迅速回填反压，确保基坑支护的稳定性。

（2）若地面沉降速率过大并有坑底隆起现象，除采取回填反压方法外，并采用静压注浆等措施迅速加固坑底，特别注意挖土时间和挖土顺序，若有深层土体流动迹象，应立即停止挖土，查明原因后再进行开挖，并采用进一步增加被动区土压力等方法加固坑底。

（3）如发现邻近建筑物或道路等变形过大时，应及时查明原因，随时调整并加强支护结构。

（4）如基坑变形超出允许数值，应及时向公司汇报，必要时暂停施工，进行观察，此时施工人员应撤离施工区危险地带，确保人身安全。

（5）施工过程中，严离注视土壁情况，如有异常，立即组织人员撤离危险区域，待处理后方可继续工作。

（6）用电过程中，试用中严格国家相关规定设置，严格执行工作规范进行。一机一闸一箱一漏，机械，电气安全故障，由专业人员修整。

14.0劳动力及主要施工设备计划

14.1 劳动力计划

劳动力计划一览表

主要施工设备计划表