基坑支护设计方案
设计院
二○一六年八月
****
基坑支护设计方案
设计单位：设计院
项目负责：
设 计 人：
审 核：
审 定：
总工程师：
院 长：
提交单位：设计院
提交时间：二○一六年六月
附件1：计算书
附 图 目 录
| 序号 | 图 名 | 编号 | 图幅 |
| 1 | 设计总说明 | A2 | |
| 2 | 支护平面布置图 | A2 | |
| 3 | 周边环境及监测布置图 | A2 | |
| 4 | 支护剖面布置图 | A2 | |
| 5 | 支护结构大样图 | A2 | |
| 6 | 集水、排水沟大样图 | A2 | |
| 7 | 降水井大样图 | A2 |
一、工程概况
1、基本情况
位于****县****路与****路交汇处，拟建工程主要由2栋18层，1栋17层，8栋9层住宅、2栋6+1层住宅及2层商业楼组成。高程设计拟采用框剪结构，小高层及多层拟采用框架结构，北侧8-13#楼区设地下室一层，地下室面积约20450m2。
场地室内±0.00标高为52.50-53.00m（黄海高程）不等，北侧8-13#楼区设地下室一层，底板底绝对标高为47.45m，基坑周边自然地面标高约51.23-52.2m，在现地面标高的基础上基坑开挖深度为4.40-4.76m。基坑工程概况汇总见表1。
拟建场地原属禾水河Ⅰ阶地，原始地貌为种植地，地面标高48.3-49.0m不等，地面平坦开阔，现场地已基本被回填土整平。
基坑工程概况汇总表 表1
场地
| 情况 | 设计标高±0.00(m) | 自然地面高程(m) | 基坑开挖时地面高程(m) | |||||||||||||
| 52.7～53.0 | 最高 | 最低 | 东边 | 南边 | 西边 | 北边 | ||||||||||
| 52.2 | 51.21 | 52.21 | 51.95 | 52.20 | 51.85 | |||||||||||
| 地下室 规模 | 层数 | 面积(m2) | 层高( m) | 顶板顶 设计标高 | 底板底 设计标高 | 距离红线 (m) | ||||||||||
| 一层 | 20450 | 第一层 | 第二层 | 第三层 | ||||||||||||
| 4.0 | / | / | 51.45 | 47.45 | 2 | |||||||||||
| 基坑开 挖规模 | 开挖深度(m) | 局部挖深度(m) | 周长(m) | 面积(m2) | 各开挖工况深度 | |||||||||||
| 4.40-4.76 | / | 744 | 20450 | |||||||||||||
| 周边 环境 | 描述内容：平面距离为3倍基坑深度范围内的房屋建筑（结构类型、基础、埋深、状况）、道路（类别、等级、负荷）、管线（通信、电力、给排水）、地铁、塔吊、坡道等现状，包括距离、完损 | |||||||||||||||
| 东侧 | 1、基坑东侧为****路市政道路(****路)，距离基坑边线约8m。地下管线主要有电力线，电力管线距地下室外墙边线距离为8.0m，埋深约为1.0m。 | |||||||||||||||
| 南侧 | 2、基坑南侧为空地(本工程建设用地)，无地下管线。 | |||||||||||||||
| 西侧 | 3、基坑西侧为水渠，控制水位标高约51m，距离基坑边线约30m，无地下管线。 | |||||||||||||||
| 北侧 | 4、基坑北侧为市政道路（****路），距离基坑边线约22m。距基坑开挖边线15m处埋设有一供电管线，埋深1.50m。 | |||||||||||||||
| 基坑 特点 | 基坑开挖 深度深 | 土层情况差，存在软弱夹层 | 周边环境 复 杂 | 地下水 丰 富 | 水位变化 幅度大 | 工期紧 | 地面荷载大 | |||||||||
| 否 | 否 | 否 | 否 | 否 | 是 | 否 | ||||||||||
1、设计执行的规范、规程及标准
①《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)；
②《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)；
③《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）；
④《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；
⑤《复合土钉墙基坑支护技术规范》（GB50739-2011）；
⑥《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）。
2、岩土工程勘察报告
我院2016年4月提交的《****岩土工程勘察报告》（详细勘察阶段）。
3、建设单位提供的基坑周边环境图及地下室建筑基础平面图等。
三、设计标准
1、支护结构安全等级
本基坑开挖深度为4.40-4.76m，基坑北侧及东侧为市政道路，依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)第3.1.3条规定，本基坑支护结构安全等级为二级。
2、基坑侧壁重要性系数
依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)规定：基坑结构重要性系数为1.0。
3、基坑支护适用年限
本基坑支护设计使用年限为不超过12个月。
4、基坑周边堆载要求：
距离坡顶0.0-2.0米范围内不得进行堆载和车辆行驶。2.00-5.00 米范围内堆载和车辆荷载≤15kPa。
5、稳定性验算安全系数
基坑安全等级为二级，放坡及土钉墙整体稳定性安全系数为1.30。
6、计算采用的软件
本次设计采用理正岩土计算软件7.0版进行计算。
四、岩土工程条件
1、各岩土层分布
根据本工程岩土工程勘察报告，拟建场地分布地层有第四系人工填土（Q4ml）、第四系全新统冲积层（Q4al）及白垩系上统南雄群（K2n），以下分别予以阐述：
1、第四系人工填土（Q4ml）
①素填土：褐黄色，结构松散，成分主要为黏性土，局部夹少量碎石、块石，揭露最大块径达0.5m，堆积时间短，自重固结尚未完成，承载力低。全场地分布，层厚为2.8-7.2m，平均厚度3.m。
2、第四系全新统冲积层（Q4al）
②粉质黏土：褐黄色，可塑为主，局部硬塑，成分以黏粒、粉粒为主，刀切面光滑，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。全场地分布，层顶埋深2.8-7.2m，层顶高程45.94-49.94m，厚度2.0-6.1m，平均厚度4.41m。
③圆砾：褐黄色，饱和，稍密-中密，砾石成分以中风化砂岩、硅质岩为主，呈亚圆形，中粗砂充填。全场分布，层顶埋深5.5-10.2m，顶板高程42.28-46.78m，厚度2.3-6.2m，平均厚度3.77m。
3、白垩系上统南雄群（K2n）
④强风化泥质粉砂岩：紫红色，岩芯呈碎块状，泥质胶结，岩体结构清晰，岩体风化强烈，极破碎，为极软岩。全场地分布，层顶埋深10.3-13.9m，层顶高程38.78-41.99m，厚度0.5-2.1m，平均厚度1.10m。
中风化泥质粉砂岩：紫红色，粉砂质结构，厚层状构造，泥质胶结，岩体较完整，岩芯多呈柱状、长柱状，局部呈短柱状。全场地分布，层顶埋深10.9-14.7m，层顶高程37.60-41.12m。
2、水文地质条件
根据勘察报告，拟建场地地下水主要为上层滞水、第四系松散岩类孔隙承压水两种类型。上层滞水主要赋存于上部①杂填土中，勘察期间水位初见水位埋深0.5-3.3m，稳定水位埋深为48.31-51.88m，②粉质黏土为其相对隔水层底板。主要接受大气降水的入渗补给，向低洼地段排泄，勘察期间部分钻孔见及该层地下水，水量小。第四系松散岩类孔隙承水主要赋存于圆砾层中，其上部粉质黏土为隔水顶板层，下部为强风化泥质粉砂岩为隔水底板，含水层属强透水层，水量较丰富。勘察期间实测该层初见水位埋深为5.2-10.2m，初见水位标高为42.28-46.78m，稳定水位埋深为4.0-6.2m，稳定水位标高46.20-48.12m，承压水头高度一般为2.0-4.0m，最大为4.8m，水位年变幅2~3m左右。地下水对混凝土结构具有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。
根据区域资料及本地区经验值，场地含水层综合渗透系数采用50m/d。
五、基坑支护设计原则
1、按照动态设计，信息化施工的方法进行，基坑支护结构施工应与现场监测相吻合根据现场监测反馈信息及时进行分析，达到动态设计和信息化施工的目的。
2、支护结构应有效地控制变形，使之处在建（构）筑物处在安全使用范围内，确保基坑内安全。
3、基坑土方开挖遵循分层、平衡、适时的原则。
4、施工前施工单位应做好施工组织设计，并获得相关单位认可。
六、基坑支护设计参数
该基坑支护设计采用的岩土物理力学参数为地勘报告提供的建议值与类似工程经验值，其取用参数见表2：
各岩土层基坑设计参数表
表2
| 岩土名称 | 重度 | 凝聚力 | 内摩擦角 | 土钉的极限粘结 强度标准值 | 锚杆的极限粘结 强度标准值 |
| γ | C | φ | qsk | qsk | |
| kN/m3 | kPa | ° | kPa | kPa | |
| 素填土 | 18.1 | 10 | 8 | 22 | 25 |
| 粉质黏土 | 18.8 | 28.5 | 13.7 | 40 | 50 |
（一）基坑开挖深度
根据建设方提供的资料，开挖深度计算如下：
地下室区建筑室内±0.00标高为52.7-53.0m（黄海高程），设一层地下室，地下室底板绝对标高为47.45m，基坑周边自然地面标高约51.23-52.2m，在现地面标高的基础上基坑开挖深度为4.40-4.76m。
(二)设计思路
1、结合本工程地质、环境、挖深等诸方面因素；
2、为基坑土方开挖、地下室施工创造一个安全干燥的施工条件；
3、参照本地区此类基坑工程成功的经验；
（三）支护方案的的选择
1、环境分析
拟建基坑北侧及东侧为市政道路，距基坑边线8-22m不等，道路两侧分布少量管线，已电力线为主；基坑西侧为水渠，距基坑边线30m；基坑南侧为空地。
基坑周边环境条件复杂程度为中等。
2、地下水分析
根据勘察报告，工程场地地下水主要为赋存于圆砾层中的第四系松散孔隙承压水，勘察区间为丰水期，地下稳定水位标高46.20-48.12m，地下水大部接近或略高于地下室底板，需采取降水措施。据区域资料显示，地下水年变幅为2.0-3.0m，平水期和枯水期地下水位于地下室底板以下，地下水对基坑影响不大。
3、方案选择
根据本工程基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节等条件进行方案选择时应着重考虑的因素：
综合考察现场的周边环境及岩土层组合等条件，根据建设单位对基坑支护工程的具体要求，为尽可能避免基坑开挖对周围道路、地下管线的影响，本着“安全可靠，经济合理，技术可行，方便施工”的原则；经过细致分析、计算和方案比较，本工程支护方案主要采用放坡+土钉墙支护开挖，部分采用放坡开挖。
（四）支护方案
1、支护分段
根据本工程周边环境情况及地质报告综合分析，将本基坑支护分为4段进行设计。本方案基坑开挖边坡深度均按自然地面起算，设计方案计算与验算均以上述原则执行。
按上述原则，结合相关建筑设计参数，本基坑开挖深度如表3。
支护设计分段与开挖深度一览表
表3
| 分段名称 | 边坡长度（m) | 地面标高(m) | 基坑底板标高(m) | 基坑深度(m) |
| AB | 157 | 51.85 | 47.45 | 4.40 |
| BC | 126 | 52.21 | 47.45 | 4.76 |
| CD | 178 | 51.95 | 47.45 | 4.50 |
| DA | 108 | 52.20 | 47.45 | 4.75 |
1）AB段
本剖面支护段长度分别为157m，开挖深度为4.40m,设计开挖坡度55°；设计采用Ⅰ型断面土钉墙支护，共设计管钉4排，平面上呈梅花型布置，管钉水平间距为1.30m，竖向间距分别为1.0m、1.0m、1.0m、1.1m，各排土钉直径与长度详见下图；管钉之间用Φ14Ⅱ级螺纹钢连接；网片为Ⅰ级盘圆钢筋φ8＠200×200；加强筋钢筋型号为HRB335，网片钢筋型号为HPB300。根据计算结果，其垂向分布位置与设计土钉长度如下：
第一排：距坡顶1.0m，管钉规格φ48钢管、δ=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；
第二排：距坡顶2.0m，管钉规格φ48钢管、δ=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；
第三排：距坡顶3.0m，管钉规格φ48钢管、δ=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；
第四排：距坡顶4.0m，管钉规格φ48钢管、δ=3.0，L4.0m，与水平夹角15度。
图1 AB段支护剖面示意图
2）BC段
本剖面支护段长度别为126m，开挖深度为4.76m,设计开挖坡度55°；设计采用Ⅱ型断面土钉墙支护，共设计管钉4排，平面上呈梅花型布置，管钉水平间距为1.30m，竖向间距分别为1.0m、1.0m、1.225m、1.225m，各排土钉直径与长度详见下图；管钉之间用Φ14Ⅱ级螺纹钢连接；网片为Ⅰ级盘圆钢筋φ8＠200×200；加强筋钢筋型号为HRB335，网片钢筋型号为HPB300。根据计算结果，其垂向分布位置与设计土钉长度如下：
第一排：距坡顶1.0m，管钉规格φ48钢管、δ=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；
第二排：距坡顶2.0m，管钉规格φ48钢管、δ=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；
第三排：距坡顶3.225m，管钉规格φ48钢管、δ=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；
第四排：距坡顶4.45m，管钉规格φ48钢管、δ=3.0，L4.0m，与水平夹角15度。
图2 BC段支护剖面示意图
3）CD段
本剖面支护段长度为178m，开挖深度为4.50m。设计采用Ⅲ型断面支护，设计开挖坡度39°(坡率1:1.25)，护面挂钢筋网片为Ⅰ级盘圆钢筋φ8＠200×200。
图3 CD段支护剖面示意图
4）DA段
本剖面支护段长度别为108m，开挖深度为4.75m,设计开挖坡度55°；设计采用Ⅳ型断面土钉墙支护，共设计管钉4排，平面上呈梅花型布置，管钉水平间距为1.30m，竖向间距分别为1.0m、1.0m、1.225m、1.225m，各排土钉直径与长度详见下图；管钉之间用Φ14Ⅱ级螺纹钢连接；网片为Ⅰ级盘圆钢筋φ8＠200×200；加强筋钢筋型号为HRB335，网片钢筋型号为HPB300。根据计算结果，其垂向分布位置与设计土钉长度如下：
第一排：距坡顶1.0m，管钉规格φ48钢管、δ=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；
第二排：距坡顶2.0m，管钉规格φ48钢管、δ=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；
第三排：距坡顶3.225m，管钉规格φ48钢管、δ=3.0，L6.0m，与水平夹角15度；
第四排：距坡顶4.45m，管钉规格φ48钢管、δ=3.0，L4.0m，与水平夹角15度。
图4 DA段支护剖面示意图
护面混凝土喷层厚度100mm；喷层混凝土标号为C20；设计土钉注浆体强度不小于M20，水灰比为1:0.5-1: 1.0。采管钉采用外径为φ48钢管，壁厚为3.00mm，钢管的注浆孔应设置在钢管末端的2m范围内，每个注浆截面的注浆孔2个，注浆的间距为300mm，注浆孔直径为10mm，注浆孔外设保护倒刺，花管采用击入法施工。
土钉墙内设置泄水孔，埋设规格为Φ50的PVC管，泄水孔水平间距1.0m，竖向间距1.0m，每根长度约0.50m，埋入土钉墙后深度不小于0.30m，周围设置卵石反滤层。外倾角度约15度。坡顶、底各设排水沟1条，位置现场选择，坡底排水沟宜靠地下室外墙一侧设置。
3、施工主要技术要求
1、土钉墙施工工艺流程如下：
土方开挖——测量定位——成孔——土钉制作安装（或风动冲击器成锚）——灌浆浆液配置——挂网制作与安装——注浆——喷射混凝土。具体详见设计总说明。
2、由于基坑工程施工的特殊性，施工程序相对复杂，因此，在施工过程中，应切实做好各方面的协调工作，群策群力，确保本工程的安全。
3、施工队伍必须制定规范的施工组织设计。工程开工前，应由具有监测资质的单位编制基坑监测方专项方案，并预先埋设好监测点，测取初始数据，其它监测测试工作随基坑围护工程进展同步进行。
4、根据建设方提供的红线坐标点，按建筑设计单位提供的建筑总平面图，测量放样，经建设方和监理方验收认可后开始施工。如果与基坑设计尺寸相差较大，应通知设计人员变更施工图设计。
5、基坑支护成功与否，与开挖方式及开挖顺序关系密切，因此开挖过程中必须密切配合，开挖要求分层进行：按要求每层开挖深度只能低于土钉位置的0.5m，并且要留30～50cm厚度土层采用人工修坡，实际开挖时，应根据开挖情况在保证安全的前提下可做适当的调整。其它要求如下：
(1)上层土钉浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工。
(2)基坑开挖和土钉墙施工应按设计要求自上而下分段分层进行。在机械开挖后，应辅以人工修整坡面，坡面平整度的允许偏差为20mm，在坡面喷射混凝土支护前，应清除坡面虚土。
(3)孔深允许偏差±50mm，孔径允许偏差±5mm，孔距允许偏差±100mm，成孔倾角偏差5%。
(4)喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不宜小于40mm。
(5)喷射混凝土时，喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0.6～1.0m。
(6)喷射混凝土终凝2小时后，应喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为3～7天。
(7)钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设，钢筋保护层厚度不宜小于20mm。
(8)钢筋网与土钉应连接牢固。
(9)注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净；注浆开始或中途停止超过30分钟时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路；
(10)注浆时，注浆管应插至距孔底250～500mm处。孔口部位宜设置止浆塞及排气管；
本方案在实际施工中，如遇特殊情况时可作相应的工作量调整，以便保证该方案在实施过程中的安全性。
八、基坑地下水及地表排水控制方案
（一）基坑地下水控制方案
根据勘察报告，工程场地地下水主要为赋存于圆砾层中的第四系松散孔隙承压水，勘察区间为丰水期，地下稳定水位标高46.20-48.12m，地下水大部接近或略高于地下室底板，需采取降水措施，降水深度1-2m，可沿基坑周边设降水井。据区域资料显示，地下水年变幅为2.0-3.0m，平水期和枯水期地下水位于地下室底板以下，地下水对基坑影响不大。
（二）坑内、坡面及坡顶排水
1、坡顶加固及散水
坡面网筋反铺至坡顶地面长度为1000mm，钢筋网边缘设置锚固筋。网片加强筋与锚固钢筋焊接牢固，锚固筋采用Φ14@1000钢筋，长度1500mm。
为防止雨水及施工用水流入基坑，基坑坡顶应设置呈散水坡面，坡度宜为5%左右。散水坡采用C20砼浇筑，厚度80～100mm。
2、坡体排水
随着基坑向下开挖和支护，应从上到下布设浅表排水管。水平间距2米，竖向间距2.0米。采用φ50 PVC 管制作，长度1100mm，管端钻眼并包裹纱网，埋设的下倾角度为5～15°。排水管需伸出混凝土面层外100mm。
3、坡顶排水
在坡顶散水外侧开挖排水沟一条（场地条件允许），机砖砌筑，内空尺寸400mm×350mm，内壁及顶面15mm厚M10水泥砂浆抹面。若因场地无法施工，则在散水外边缘采用机砖砌筑导水墙，高度200mm，两端与排水沟连接。坡顶排水沟与场地外下水管道连通或在末端设置集水井，将水流排出。
4、坑内排水
为防止局部渗水影响坑内施工作业，在基坑底部边缘开挖排水沟一条，内空尺寸400 mm×350mm，机砖砌筑，内壁及顶面15mm厚M10水泥砂浆抹面。每隔60～80m及在基坑阳角部位布置一口集水井，规格1000 mm×1000 mm×1000mm，水流通过坡顶排水沟导出场地外。必须保证基坑开挖过程中及开挖至基坑底板后不得有积水现象。
5、坑顶防护
本基坑开挖深度4.40-4.76m，为保护施工人员的安全，在基坑坡顶部位设置钢管护栏。护栏高1.2m，埋入地面以下0.4m，采用Φ50钢管。连接点焊接或用直角扣件连接。
九、检测要求
1、支护结构使用的水泥、钢筋、砼试块等原材料和加工的成品，应按现行有关施工验收规范和标准进行检验。
2、土钉墙的检测：检测土钉应采用随机抽样的方法选取，检测试验应在注浆固结体强度达到10MPa或达到设计强度的70%后进行。
（1）土钉抗拔承载力检测：检测数量不得少于总数的1%，且同一土层土钉不少于3根，对安全等级为二级土钉墙，抗拔承载力检测值为土钉轴向拉力标准值的1.3倍；
（2）土钉墙面层喷射混凝土现场试块强度试验：每500m2喷射混凝土面积的试验数量不少于一组，每组试块不少于3个；
（3）土钉墙喷射混凝土面层厚度检测：每500m2喷射混凝土面积的检测数量不少于一组，每组检测点不少于3个；全部检测点的面层厚度平均值不应小于厚度设计值，最小厚度不应小于厚度设计值的80%。
3、土钉承载力应通过试验确定，锚杆及土钉基本、蠕变试验前不应大面积施工。
第二部分 监测方案
一、概述
基坑支护体系随着开挖深度增加必然会产生侧向变位，关键是侧向变位的发展趋势如何。一般支护体系的破坏都是有预兆的，因而进行严密的基坑开挖监测非常重要。通过监测可及时了解支护体系的受力状况，对设计参数进行反分析，以调整施工参数，指导下步施工，遇异情可及时采取措施。应该说，基坑开挖监测是保证基坑安全的一个重要措施。
地下室基坑支护结构安危关系到本工程的安全,周边建筑的安全，因此必须采取信息施工的方法对基坑施工的全过程进行监测，监测未到位不得开挖。
根据《建筑基坑工程监测技术规范》规定并给合本场地内外的实际情况，本次基坑工程应进行基顶、周边建构筑物、周围道路的位移的监测及地下水位的监测。
二、基坑监测目的、要求与内容
基坑开挖支护是一项风险较大的地下工程，在基坑开挖过程中应进行全过程监测，实行信息管理。由于现阶段工程基坑开挖施工对环境影响的理论及监测预报的理论还不够成熟，而实际上由于地质条件复杂多变，施工过程中又存在许多不确定的因素，有些因素还随着时间而变化，因此，开展监测工作，提供准确的监测信息十分必要。
目的：通过对工程基坑开挖施工期间的周边环境监测及基坑支护工程监测，获取工程基坑开挖施工对周围环境的影响信息，经分析后，对周边环境安全作出预报，同时以所获信息及时调整施工方案及施工技术参数，必要时为工程施工提供相关信息，确保施工期间邻近已有地下管线及建筑物的安全使用与稳定，为信息化设计、施工提供依据。
要求：通过对地下管线和建筑物等设置变形监测点，进行系统监测，及时提供可靠的监测结果和分析意见及对策。
①所有测试点、测试设备需加强保护，以防损坏。
②量测周期：基坑土方开挖到地下室侧壁回填。
③监测方法、精度要求、监测频率、数据处理与信息反馈必须符合《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）中的相关规定。
④基坑监测必须由基坑监测资质的单位严格按本设计要求制定详细的基坑监测方案，并报设计人员审定确认后方可执行。
监测内容：根据本工程周边环境的具体情况，依据《建筑基坑工程监测技术规范》（GBJ50497-2009）（国家标准）与地方相关行政管理部门的规定，并结合同类工程监测惯例，确定本工程监测的内容有：
1、水平与垂直位移：监测对象包括围墙顶、周边地表、道路、管线与建（构）筑等；
2、地下水位：包括坑内与坑外两个部分，基坑内、外侧地下水位的监测；
三、监测点的布置原则及技术标准
1、布置原则
监测点的布置范围为基础施工的影响区域，原则上按基坑开挖深度的2倍计，综合取20m考虑；对于局部较敏感的部位可延伸至30m范围。
2、监测技术标准
①《建筑基坑工程监测技术规范》（GBJ50497-2009）；
②《建筑基坑支护技术规程》（行业标准）（JGJ120-2012）；
③《建筑变形测量规范》（行业标准）（JGJ 8-2007）。
四、监测工作周期及监测频率
1、周期
本监测周期为从基坑开挖施工开始至基础施工至±0.00止。
2、监测频率
基坑开挖施工将对周边环境产生明显影响，考虑到本工程的特定情况，监测频率原则上暂定为开挖期间2天一次。底板浇注完成至地下室建到±0.00每3天监测一次。
以上监测频率是监测对象变形正常情况下的安排，当监测过程中，各监测对象出现异常变化时，应根据监测工作的需要随时调整监测频率。
五、报警值
结合监测对象的现状，综合确定各监测对象的报警值如表4。
各观测对象报警值
表4
| 序号 | 监测项目 | 速率（mm/d） | 累积值（mm） |
| 1 | 边坡顶水平位移 | ≥10 | 30 |
| 2 | 边坡顶竖向位移 | ≥5 | 30 |
| 3 | 地表竖向位移 | ≥5 | 50 |
| 4 | 基坑水位监测 | 50 | 500或开至挖底面0.5m以内时 |
六、监测资料报送与预期成果
1、监测资料报送要求
逐日按设计要求系统对测点进行观测，日监测资料以书面形式提交建设单位、总承包单位，并由建设单位负责及时将地下管线监测资料寄送各管线主管单位。
在监测对象出现异常变化和明显突变时，应及时报告业主并及时整理出书面材料呈报有关各方，分析产生的原因，提出相应的整治措施及施工对策建议，同时加密监测，了解其进一步变化的情况和处理后的效果。
监测工作除每天提交报表外，在整个监测工程全部结束后，及时编制并提交监测总结。
2、预期监测成果
①控制点与观测点平面图；
②标石及标志点埋设图；
③日观测资料；
④监测总结资料。
七、监测注意事项
基坑开挖支护是一项风险较大的地下工程，在基坑开挖过程中应进行全过程监测，实行信息管理，对指导开挖施工确保安全是很有必要的，而且是非常重要的。
在基坑监测过程中，另外需要指出以下几点：
1、基坑开挖监测须由具备专业资质的监测队伍进行，并及时将监测资料反馈建设单位、监理单位、施工单位、设计单位。
2、应特别加强雨天和雨后的监测，以及时对各种危及支护安全的水害来源进行仔细观测，严格坑外水流流入坑内。
3、在施工过程中，基坑边坡顶部的侧向位移与当时开挖深度比超过0.5%时，应密切加强观测，并分析原因。若超过1%并不收敛时，应及时采取应急措施对支护结构进行加固处理。
第三部分 应急措施
一、相邻建构筑物沉降较大或不均匀沉降
基坑施工和使用过程中当支护体系变形过大或周边道路变形过大时，可根据具体情况进行加固处理，具体有以下应急措施：
1、坡脚被动区临时压重：在基坑地面范围内采用堆置土、砂包等重物的压载方法使基坑支护体系抗滑力维持基坑稳定。
2、坡顶区域减少荷载：一方面清除基坑相应位置地面堆置的建筑材料，另外根据险情需要，挖除基坑顶部相应位置一定厚度的土层以减少边坡自身土体的质量，降低边坡滑动力。
3、在基坑边起算开挖深度约1-3倍的范围内垂直打入锚桩，锚桩与刚性桩连接拉锚，必要时还可增加锚杆锚索。
4、通过观测井水位观测和建筑物沉降观测情况判断因基坑内抽水引起坑内地下水位下降，从而造成相邻构建筑物地基承载力不足而下沉的情况，采用坑内抽水回灌的方法，稳定和抬高降坑外地下水位，防止进一步地面沉降。此后进行水位和建构筑物观测，确保沉降收敛并停止。
5、对坑底进行加固：采用注浆、高压喷射注浆等提高被动区抗力。
6、局部坑壁位移过大，坑边出现裂隙。开挖前，应预先设立观测点，对基坑变形进行监测。严格控制坑壁变形值在允许范围内，如变形超过允许范围，应暂时停开挖，可采用在相应位置适量增设预应力锚索和外层拽拉加固等技术措施。阻止变形扩大，确保边坡稳定、道路及管线等设施的安全，对地面开裂等情况及时封闭，防止雨水渗入。
7、对坑壁可能出现的局部滑坍处理。如土层因流砂或渗水严重引起的局部滑坍应首先查明原因，消除产生滑坍因素，同时进行修补加固，一般可在坍方处口部打垂直锚管和焊接横向网筋，将边坡外积土石块回填充实，并及时喷射混凝土面层，重新打入部分磨擦锚杆。
8、做好应急措施准备工作。在施工过程中，做好作业人员、机具和器材等方面的应急准备，如发生坑壁失稳征兆或位移过量过大时，可立即实施补强加固施工。
二、坑底涌砂、坑壁涌水、涌砂应急措施
1、基坑开挖前，应检查降水效果，确保地下水位达到预计降水指标后方可进行开挖。基坑开挖过程中，支护应紧跟开挖进度，严禁开挖面出现裸露时间过长的情况发生。基坑开挖过中，应随时观察基坑侧壁是否存在渗漏水情况，以有基底地下水情况，一旦发现出参渗漏水，或基底水量增大情况，应立即采用注浆措施。定期检查降水效果，确保基坑开挖前水位降至设计水位。
2、对于较严重的流砂现象应增加坑内降水措施，使地下水位降低至坑底1.0米以下。
3、如果流砂是在上部桩间的缝隙中出现的，可在桩间补防水细石混凝土。施工中应选在出现流砂的部位插入引流管，而后将该段墙间土清除，再将两面墙幅对应要打毛，然后在外面支模，浇筑防水细石混凝土。
4、当坑底渗水（或涌水）严重时，应在坑底距离坑壁适当位置设置排水沟将水引流至集水坑中抽排至地面，以保证坑底干燥，以确保边坡稳定。
5、土方挖至设计标高时，为防止地下水和较弱土层上涌，应及时做砼垫层，以便将坑底封死。
三、支护对结构漏水的应急措施
1、及时有效地处理渗水问题是支护的关键所在。由于局部土层不均，孔隙率及渗透性具有一定的变化，在开挖过程中，局部地段可能由于帷幕封闭不严而渗水量较大，产生预料不及的情况渗水，此时对基坑内的渗水采用明排方法进行排水。
2、雨水或其它地面水量较多时，如上、下水管破裂等，应首先查明水源，进行修复、截断、改道或停用，同时在地面沿坑壁四周，距坑壁1 .0-1.5米处设置排水沟，将雨水或其它地面水引流至远离基坑处排水，在坑壁的顶部地面喷射混凝土，防止坑边地面渗水。
3、当坑壁含水量较高，并出现渗水或涌水现象时，可在坑壁或边坡处设置长度为 1.5-2.0m的引流管，以减少坑壁水压和保持边坡干燥，以利于施工。
四、截、排水的应急措施
1、在基坑顶部采取排水沟等措施拦截地表水，以防下渗或直接流入基坑内。
2、对地表裂缝，及时采用水泥砂浆封堵，以防地下表水下渗。同时检查基坑顶部所有排水、给水管线、观测其是否断裂、有水渗入基坑边坡。若有污水、雨水管线断裂，应将污水、雨水管线的水源切断或改线；基坑底部用污水泵抽排，并做好坑底排水设施，使基坑底部保持干燥，以防基坑底部土体泡水而软化。
五、道路管线、管网应急措施
1、发现道路周边管线、管网有较大变形（超过警戒值）时，应立即停止施工；同时与管网主管部门取得联系，截断管线所输送的水、电、煤气等。
2、及时与设计单位取得联系，根据相关程序，由多方共同确定应急措施方案（如加固地基、管线管网改道等）。
3、应急方案确定后，立即组织实施；实施完成后，经相关验收方可恢复基坑施工。
六、施工注意事项
1、由于本基坑重要性程度高，设计要求严格，施工程序复杂，因此，在施工过程中，应切实做好各方面的协调工作，群策群力，确保本工程的安全。
2、施工队伍必须制定规范的施工组织设计。工程开工前，应由具有监测资质的单位编制基坑监测专项方案，并预先埋设好监测点，测取初始数据，其它监测测试工作随基坑围护工程进展同步进行。
3、土方开挖期间，应注意挖土机械不得损坏支护结构，基坑四周严禁堆土、堆载或重型机械碾压。
4、基坑开挖与支护必须按信息化原则组织实施，确保工程质量和基坑安全。
5切实加强基坑施工期间的变形监测工作，包括围护体系自身的稳定性和对周边环境影响的程度两个方面；
6、当任何监测对象的允许位移值达到警戒值时，必须立即停止施工，分析原因，及时采取相应对策，可采用基坑边卸载，砂土或袋装砂土在坡脚采取反压回填措施；
7、在基坑开挖过程中，施工单位应编制合理的挖土方案，规定运输车辆的行走线路，场地内应备有一台挖土机可以随时调用，以便于应急抢险时及时调用；
8、现场应准备足够的沙和沙袋,若出现紧急情况实施反压,或用挖土机挖土反压稳定坑壁。开挖后,坡顶位移呈增大趋势且不收敛等紧急情况时,立即用挖土机挖土向坡脚回填反压,直至位移稳定再采取加固措施,侧壁稳定后,再继续开挖.平时备好500个编织袋,其中200个预先装好砂,一旦发现位移增大不稳定时,可用砂袋回填反压。
9、严格按设计分层开挖深度进行施工。出现超挖情况应立即停挖并加强监测工作，直至变形趋于正常方可恢复施工，当超挖已引发边坡变形加剧或过大时，应立即停止挖土，并进行土方回填或用袋装土包反压，待边坡稳定后，采取加密和加长土钉、补打松木桩、局部放坡卸土、加设坡前小桩等措施加固。
10、开挖的土方应及时运走，严禁堆放在坑边，以免增加额外附加荷载，威胁基坑安全。
11、配备充足降水设备材料、应急自备电源等，以确保工程降水的连续性。
第四部分 支护结构计算说明
一、计算方法
1、按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）有关章节进行计算。
2、基坑侧壁安全等级为二级，重要性系数γo=1.0。
3、计算软件：本次设计采用理正深基坑支护设计软件7.0版进行计算。
二、计算书
本工程基坑支护方案的设计计算，严格按照《建筑基坑工程技术规范》中的有关基坑支护结构设计要求进行。经过详细的计算分析后认为：如果采用本设计的基坑支护方案，能满足基坑土方开挖、地下室结构施工及周围环境保护对基坑支护结构的要求，符合安全、经济、合理可行的设计原则。
不同工况计算书见附件1。
附件1：计算书
验算项目: Ⅰ-Ⅰ剖面土钉墙验算
----------------------------------------------------------------------
[ 验算简图 ]
----------------------------------------------------------------------
[ 验算条件 ]
----------------------------------------------------------------------
[ 基本参数 ]
所依据的规程或方法：《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012
支护结构重要性系数： 1.000
基坑深度： 4.400(m)
基坑内地下水深度： 4.400(m)
基坑外地下水深度： 4.850(m)
[ 坡线参数 ]
坡线段数 1
序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角(°)
1 3.081 4.400 55.0
[ 土层参数 ]
土层层数 2
层号 土类名称 层厚 重度 浮重度 粘聚力 内摩擦角 与锚固体摩阻力 与土钉摩阻力 水土
(m) (kN/m^3) (kN/m^3) (kPa) (度) (kPa) (kPa)
1 素填土 3.000 18.1 --- 10.0 8.0 25.0 22.0 ---
2 粘性土 4.500 18.8 9.0 28.5 13.7 50.0 40.0 合算
[ 超载参数 ]
超载数 1
序号 超载类型 超载值(kPa,kN/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边距(m) 形式 长度(m)
1 满布均布 15.000
注：距坑边距--荷载起点到基坑底部的水平距离。
[ 土钉参数 ]
土钉道数 4 土钉材料 钢管
序号 水平间距(m) 竖向间距(m) 入射角度(度) 注浆体直径(mm) 长度(m) 钢材牌号 外径(mm) 壁厚(mm)
1 1.300 1.000 15.0 80 6.000 Q235 48.0 3.3
2 1.300 1.000 15.0 80 6.000 Q235 48.0 3.3
3 1.300 1.000 15.0 80 6.000 Q235 48.0 3.3
4 1.300 1.100 15.0 80 4.000 Q235 48.0 3.3
钢筋类型对应关系：d-HPB300,D-HRB335,E-HRB400,F-RRB400,G-HRB500,P-HRBF335,Q-HRBF400,R-HRBF500
[ 花管参数 ]
基坑内侧花管排数 0
基坑外侧花管排数 0
[ 锚杆参数 ]
锚杆道数 0
[ 坑内土不加固 ]
[ 抗拔承载力计算条件 ]
轴向拉力标准值计算中土压力取法： 土钉位置处
抗拔承载力计算锚杆是否分担土压力： 否
施工期局部抗拉安全系数折减： 1.000
土钉荷载分项系数： 1.250
土钉抗拔安全系数： 1.600
土钉墙底面支锚轴向拉力经验系数ηb： 0.000
[ 整体稳定计算条件 ]
整体稳定计算方法: 瑞典条分法
考虑地下水作用的计算方法： 总应力法
条分法中的土条宽度： 1.000(m)
基坑底面以下的截止计算深度： 0.000(m)
基坑底面以下滑裂面搜索步长： 1.000(m)
搜索最不利滑裂面是否考虑加筋： 否
施工期整体稳定安全系数折减： 1.000
整体滑动稳定安全系数： 1.300
*******************************************************************
[ 验算结果 ]
*******************************************************************
[ 抗拔承载力验算结果 ]
工况 开挖深度 破裂角 支锚号 支锚长度 抗拔承载力标准值 抗拉承载力标准值 min(Rkj,fykAs) 轴向拉力标准值 抗拔
(m) (度) (m) Rkj(kN) fykAs(kN) (kN) Nkj(kN) 安全系数
1 4.400 32.4 0
2 4.400 32.4 1土钉 6.000 21.199 108.903 21.199 0.000 999.000
2土钉 6.000 34.385 108.903 34.385 8.980 3.829
3土钉 6.000 51.352 108.903 51.352 13.047 3.936
4土钉 4.000 38.291 108.903 38.291 0.143 268.409
[ 受拉承载力验算结果 ]
工况 开挖深度 破裂角 支锚号 支锚长度 轴向拉力设计值 抗拉承载力设计值 抗拉
(m) (度) (m) Nj(kN) fyAs(kN) 满足系数
1 4.400 32.4 0
2 4.400 32.4 1土钉 6.000 0.000 99.634 999.000
2土钉 6.000 11.225 99.634 8.876
3土钉 6.000 16.308 99.634 6.109
4土钉 4.000 0.178 99.634 558.728
[ 整体稳定验算结果 ]
工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m)
1 1.477 -6.295 19.192 19.222
2 2.457 -2.914 10.2 10.670
[ 喷射混凝土面层计算 ]
[ 计算参数 ]
厚度： 100(mm)
混凝土强度等级: C20
配筋计算as: 15(mm)
水平配筋: d8@200
竖向配筋: d8@200
荷载分项系数: 1.200
[ 计算结果 ]
编号 深度范围 荷载值(kPa) 轴向 M(kN.m) As(mm^2) 实配As(mm^2)
1 0.00- 1.00 0.0 x 0.000 200.0(构造) 251.3
y 0.000 200.0(构造) 251.3
2 1.00- 2.00 4.4 x 0.141 200.0(构造) 251.3
y 0.260 200.0(构造) 251.3
3 2.00- 3.00 20.2 x 0.654 200.0(构造) 251.3
y 1.203 200.0(构造) 251.3
4 3.00- 4.10 0.1 x 0.004 200.0(构造) 251.3
y 0.006 200.0(构造) 251.3
5 4.10- 4.40 3.9 x 0.000 200.0(构造) 251.3
y 0.044 200.0(构造) 251.3
验算项目: Ⅱ-Ⅱ、Ⅳ-Ⅵ剖面土钉墙验算
----------------------------------------------------------------------
[ 验算简图 ]
----------------------------------------------------------------------
[ 验算条件 ]
----------------------------------------------------------------------
[ 基本参数 ]
所依据的规程或方法：《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012
支护结构重要性系数： 1.000
基坑深度： 4.750(m)
基坑内地下水深度： 4.750(m)
基坑外地下水深度： 5.200(m)
[ 坡线参数 ]
坡线段数 1
序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角(°)
1 3.326 4.750 55.0
[ 土层参数 ]
土层层数 2
层号 土类名称 层厚 重度 浮重度 粘聚力 内摩擦角 与锚固体摩阻力 与土钉摩阻力 水土
(m) (kN/m^3) (kN/m^3) (kPa) (度) (kPa) (kPa)
1 素填土 3.300 18.1 --- 10.0 8.0 25.0 22.0 ---
2 粘性土 4.000 18.8 9.0 28.5 13.7 50.0 40.0 合算
[ 超载参数 ]
超载数 1
序号 超载类型 超载值(kPa,kN/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边距(m) 形式 长度(m)
1 满布均布 15.000
注：距坑边距--荷载起点到基坑底部的水平距离。
[ 土钉参数 ]
土钉道数 4 土钉材料 钢管
序号 水平间距(m) 竖向间距(m) 入射角度(度) 注浆体直径(mm) 长度(m) 钢材牌号 外径(mm) 壁厚(mm)
1 1.300 1.000 15.0 80 6.000 Q235 48.0 3.3
2 1.300 1.000 15.0 80 6.000 Q235 48.0 3.3
3 1.300 1.225 15.0 80 6.000 Q235 48.0 3.3
4 1.300 1.225 15.0 80 4.000 Q235 48.0 3.3
钢筋类型对应关系：d-HPB300,D-HRB335,E-HRB400,F-RRB400,G-HRB500,P-HRBF335,Q-HRBF400,R-HRBF500
[ 花管参数 ]
基坑内侧花管排数 0
基坑外侧花管排数 0
[ 锚杆参数 ]
锚杆道数 0
[ 坑内土不加固 ]
[ 抗拔承载力计算条件 ]
轴向拉力标准值计算中土压力取法： 土钉位置处
抗拔承载力计算锚杆是否分担土压力： 否
施工期局部抗拉安全系数折减： 1.000
土钉荷载分项系数： 1.250
土钉抗拔安全系数： 1.600
土钉墙底面支锚轴向拉力经验系数ηb： 0.000
[ 整体稳定计算条件 ]
整体稳定计算方法: 瑞典条分法
考虑地下水作用的计算方法： 总应力法
条分法中的土条宽度： 1.000(m)
基坑底面以下的截止计算深度： 0.000(m)
基坑底面以下滑裂面搜索步长： 1.000(m)
搜索最不利滑裂面是否考虑加筋： 否
施工期整体稳定安全系数折减： 1.000
整体滑动稳定安全系数： 1.300
*******************************************************************
[ 验算结果 ]
*******************************************************************
[ 抗拔承载力验算结果 ]
工况 开挖深度 破裂角 支锚号 支锚长度 抗拔承载力标准值 抗拉承载力标准值 min(Rkj,fykAs) 轴向拉力标准值 抗拔
(m) (度) (m) Rkj(kN) fykAs(kN) (kN) Nkj(kN) 安全系数
1 4.750 32.4 0
2 4.750 32.4 1土钉 6.000 19.937 108.903 19.937 0.000 999.000
2土钉 6.000 27.888 108.903 27.888 11.235 2.482
3土钉 6.000 50.531 108.903 50.531 18.390 2.748
4土钉 4.000 38.287 108.903 38.287 0.547 70.040
[ 受拉承载力验算结果 ]
工况 开挖深度 破裂角 支锚号 支锚长度 轴向拉力设计值 抗拉承载力设计值 抗拉
(m) (度) (m) Nj(kN) fyAs(kN) 满足系数
1 4.750 32.4 0
2 4.750 32.4 1土钉 6.000 0.000 99.634 999.000
2土钉 6.000 14.043 99.634 7.095
3土钉 6.000 22.987 99.634 4.334
4土钉 4.000 0.683 99.634 145.814
[ 整体稳定验算结果 ]
工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m)
1 1.355 -6.400 18.123 18.248
2 2.202 -2.586 9.431 9.780
[ 喷射混凝土面层计算 ]
[ 计算参数 ]
厚度： 100(mm)
混凝土强度等级: C20
配筋计算as: 15(mm)
水平配筋: d8@200
竖向配筋: d8@200
荷载分项系数: 1.200
[ 计算结果 ]
编号 深度范围 荷载值(kPa) 轴向 M(kN.m) As(mm^2) 实配As(mm^2)
1 0.00- 1.00 0.0 x 0.000 200.0(构造) 251.3
y 0.000 200.0(构造) 251.3
2 1.00- 2.00 4.4 x 0.141 200.0(构造) 251.3
y 0.260 200.0(构造) 251.3
3 2.00- 3.23 22.0 x 1.203 200.0(构造) 251.3
y 1.378 200.0(构造) 251.3
4 3.23- 4.45 3.4 x 0.185 200.0(构造) 251.3
y 0.211 200.0(构造) 251.3
5 4.45- 4.75 8.6 x 0.000 200.0(构造) 251.3
y 0.097 200.0(构造) 251.3
----------------------------------------------------------------------
[ 支护方案 ] Ⅲ-Ⅲ剖面放坡验算
----------------------------------------------------------------------
天然放坡支护
----------------------------------------------------------------------
[ 基本信息 ]
----------------------------------------------------------------------
| 规范与规程 | 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012 |
| 支护结构安全等级 | 二级 |
| 支护结构重要性系数γ0 | 1.00 |
| 基坑深度h(m) | 4.500 |
| 放坡级数 | 1 |
| 超载个数 | 0 |
[ 放坡信息 ]
----------------------------------------------------------------------
| 坡号 | 台宽(m) | 坡高(m) | 坡度系数 |
| 1 | 0.000 | 4.500 | 1.250 |
[ 土层信息 ]
----------------------------------------------------------------------
| 土层数 | 2 | 坑内加固土 | 否 |
| 内侧降水最终深度(m) | 5.000 | 外侧水位深度(m) | 4.950 |
[ 土层参数 ]
----------------------------------------------------------------------
| 层号 | 土类名称 | 层厚 | 重度 | 浮重度 | 黏聚力 | 内摩擦角 | 与锚固体摩 | 黏聚力 | 内摩擦角 |
| (m) | (kN/m3) | (kN/m3) | (kPa) | (度) | 擦阻力(kPa) | 水下(kPa) | 水下(度) | ||
| 1 | 素填土 | 3.00 | 18.1 | --- | 10.00 | 8.00 | 25.0 | --- | --- |
| 2 | 粘性土 | 5.00 | 18.8 | 9.0 | 28.50 | 13.70 | 50.0 | 30.98 | 12.23 |
[ 设计结果 ]
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[ 整体稳定验算 ]
----------------------------------------------------------------------
天然放坡计算条件:
计算方法：瑞典条分法
应力状态：有效应力法
稳定计算合算地层考虑孔隙水压力:否
基坑底面以下的截止计算深度: 0.00m
基坑底面以下滑裂面搜索步长: 5.00m
条分法中的土条宽度: 1.00m
整体稳定安全系数: 1.30
天然放坡计算结果:
| 道号 | 整体稳定安全 | 半径 | 圆心坐标 | 圆心坐标 | 是否 |
| 系数计算值 | R(m) | Xc(m) | Yc(m) | 满足 | |
| 1 | 1.619 | 7.762 | 1.745 | 9.261 | 满足 |
| 2 | 2.187 | 8.370 | 0.568 | 8.351 | 满足 |
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