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1、深基坑支护钢管斜撑及土方开挖施工工程概况1.1工程概述序号项目内容1工程名称大源核心区公建配套工程2工程地址高新区南部园区，位于某市高新区益州大道中段3建设单位某高投建设开发有限公司4设计单位某西南设计研究院有限公司某西南勘察设计研究院有限公司5监理单位某康立项目管理有限责任公司6建设用地总规划用地面积7299.96m27建设规模项目总用地面积7299.96m2，总建筑面积28831.26m2，其中地上建筑面积：13321.86m2，地下建筑面积：15508.40m2；建筑层数：地上6层，地下3层；建筑高度为27.35m。8质量要求达到国家现行验收合格标准。9计划工期660个日历天，具体开工日
2、期以业主和监理下达的开工令为准。1.2地形地貌及周边环境拟建场地位于某市益州大道与吉瑞五路交叉口处，本工程含健身中心、农贸市场、养老服务设施、文化活动中心、社区卫生中心、下沉庭院等公共服务设施，均采用框架结构。场地北侧为人防通道，入口在场地北侧最西端，基底标高为491.5484.0m，人防通道宽6.2m，与基础边线外扩线（基础外1.0m）距离为1.2m，人防通道北侧为香月湖在建基坑，基坑深度为17.8m，临近本项目基坑侧采用排桩+锚索支护，桩长23.6m，桩间距1.2m，桩径1.2m，锚索位置在481.5m和478.0m布置2排6s15.2长25.5m和5s15.2长20.0m的锚索，香月湖工
3、地支护桩离人防通道距离为03.6m；场地东侧为人防通道，距离基础边线外扩线10m，人防通道宽12m，人防通道东侧为一在建工地，基础已完工，回填至0.000；场地西侧为一空地；场地北侧距离红线40m为吉瑞五路。1.3工程地质及水文地质1.3.1现场地质情况大源核心区公建配套工程项目岩土工程勘察报告（某西南勘察设计研究院有限公司2015年10月），场地地貌单元属岷江水系二级阶地。场地表层为第四系全新统（Q4ml）人工填土层、第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）粘土、粉质粘土、粉土和砂层、砂卵石层，根据现场钻探取样鉴别，各岩土层的野外特征描述如下：素填土（Q3ml）：黑褐色黄褐色，松散，稍湿。以粉
4、质粘土为主，含少量植物根茎及生活垃圾，建筑垃圾。场地内广泛分布，堆积年限小于1年，层厚0.507.40m。粘土（Q3al+pl）：褐灰色褐黄色黄色，硬塑，无摇振反应，光滑有光泽、干强度高、韧性高。裂隙发育，含铁锰质结核及钙质结核，充填有大量条带状灰白色粘土。场地内广泛分布，局部夹有圆砾。层厚3.2010.40m。粉质粘土（Q3al+pl）：黄褐色褐灰色，可塑，无摇振反应，稍有光泽、干强度中等、韧性中等。场地内广泛分布，局部夹有圆砾。层厚0.405.20m。粉土（Q3al+pl）：褐色褐灰色，稍密密实，摇振反应中等，无光泽反应、干强度低、韧性低。场地内局部分布，局部层底夹薄层粉砂。层厚0.701
5、.80m。粉砂（Q3al+pl）：灰黄、褐灰青灰色，松散稍密，湿饱和。以云母、石英、长石为主，中砂含量20-30%；场地内局部分布。分布于卵石层上部或卵石层中。厚度0.60-1.00m。卵石层（Q3al+pl）:褐灰色，呈松散密实状，湿饱和，卵石主要为火成岩，呈圆形亚圆形，磨圆度较好，卵石粒径多为28cm，个别粒径20cm。充填物为细砂，圆砾，局部为细砂。卵石层顶面埋深为11.2015.60m。根据某地区建筑地基基础设计规范（DB51/T5026-2001）按其密实程度划分为松散卵石（N120击数4击）、稍密卵石（4击N120击数7击）、中密卵石（7击N120击数10击）3个亚层，在剖面图中分
6、别用(-1)、(-2)、(-3)表示。泥岩（K2g）：白垩系上统灌口组泥岩，紫红色，主要成分为粘土矿物，泥质结构，巨厚层状构造，遇水易软化，岩芯呈长柱状。埋深为15.6019.20m。根据风化程度划分为强风化泥岩-1、中风化泥岩层-2两个亚层。-1强风化泥岩：紫红色，褐红色，节理裂隙发育，岩芯呈碎块状，手捏即碎。场地内均有分布，层厚0.400.80m。-2中等风化泥岩：紫红色，泥质结构，巨厚层状构造，节理裂隙不发育，岩芯呈短柱状或长柱状。1.3.2现场水文情况某市区气候温和，降水丰沛，水网密布，土地肥沃。据气象台多年观测资料表明，某地区多年平均气温为16.2，极端最高37.3，极端最低-5.9
7、；多年平均降水量947.0mm，日最大195.2mm；蒸发量多年平均值1020.5mm；相对湿度多年平均值82%；多年平均风速1.35m/s，最大风速为14.8m/s（NE向），瞬时最大风速为27.4m/s，主导风向为NNE向，出现频率为11%；年日照时数为12001300小时，日照最小年份只有960小时。根据地勘报告，场地内主要的地下水类型为孔隙型潜水，受大气降水及上游地下水补给，水量较丰富，水位变化主要受季节性控制，年变化幅度1.01.0m左右。勘察期间正值地下水平水期，并受场地附近施工降水的影响，测得其静止水位埋深7.5010.50m，相应标高为481.23484.10m，根据收集区域水
8、文地质资料及附近水文地质资料，地下室抗浮设计水位可按486.00m取值，本场地砂卵石层属强透水层，孔隙潜水对基础设计和施工影响最大。基础施工时，应采用降水措施，降水方案拟采用管井降水。1.4设计概况1.4.1降水井设计1、基坑降水方案选择（1）降水工程中经常采用的方法为轻型井点法和管井法（重型井点法），这两种降水方法适用于不同的地质条件。根据某地区的降水经验和工程实例，对于砂卵石地层，比较适用、经济的方案是管井法。因此，本方案拟选用管井法（重型井点法）降水。（2）根据地勘资料，本项目基岩埋深17.0m，而支护桩开挖需要进入基岩。根据降水的相关理论和降水的实践经验，当采用井点法降水时，随着降水井
9、的数量增加，降水井的单井出水量将逐渐减少，地下水水位下降的幅度将逐渐趋缓，最后在基岩顶板（隔水层）以上1.001.50m范围稳定。也就是说，采用井点法降水是不能疏干基岩顶板以上1.001.50m范围内的地下水。本方案在做降水设计时，按照用布置最优的降水井数量将地下水降至最理想的深度的原则进行设计，无法疏干的地下水采用明排降水的方案疏干地下水。即本项目采用管井降水辅以明排降水的方案。根据经验，采用管井法降水时，将地下水降至0.00下15.00m左右，再辅以明排降水的方案是最优的降水方案。2、降水设计计算（1）降水技术要求根据地勘报告，因受场地周边建筑施工场地降水的影响，场地地下水位埋深约7.51
10、0.0m，估计周边场地停止降水后水位有所回升，结合场地周边地勘及降水资料，地下静止水位按5.5m考虑。（2）降水设计（3）主要水文地质参数选择静止水位：hw=5.5m渗透系数：K=20.00m/d含水层厚度：H=17.0m井降深：Sw=11.5m基坑降深：Sd=11.2m井半径：r=0.28m过滤器进水部分的长度：l=1.5m影响半径：=460.98m（4）降水设计计算基坑面积：A=5656.7m2等效半径（不规则块状基坑）：=41.44m基坑引用半径：=503.42m基坑涌水量（潜水完整井）：=4294.37m3/d=715.96m3/d当n=14时，降水井的单井设计流量：=337.41m3
11、/d，故降水满足要求。（5）降水设计计算结果设计井深20.0m，设计井径rs0.28m，井顶标高为自然地面。根据井数与降水深度的相互关系并结合本地区降水施工经验，共布置14口降水井，各降水井的具体布置方案见“降水井平面布置图”。3、降水沉降分析验算场地地下水位下降会引起地基土自重应力增加，使建筑物产生附加沉降，但这种变形应具备的条件是基底下有较厚的常处于地下水位以下的可压缩性土，但本场地粘土、粉质粘土等均在地下水位以上。降水期间所引起的沉降将主要发生在卵石层中。卵石层结构紧密，只要控制好降水井出水含砂量，控制好降水井质量，降水所引起的沉降将不会影响相临建筑物安全。4、明排水保证措施检查整个施工
12、现场的排水系统，增加雨季排洪措施，地表水尽快排离施工现场，严防地表水大量渗入地下。将集水坑挖好，并安置好水泵及排水管道，理好基坑内明排沟渠。接好水泵电路，并进行试抽水。安排专人全天候职守，并定期检查备用水泵及其电路。随时保证通讯畅通，出现紧急情况，应立即上报公司。1.4.2支护结构设计根据场地现状，基坑开挖后基坑边壁土质较差（特别是场地膨胀土较厚，对基坑安全影响较大），基坑开挖深度较深，单纯采用悬臂桩无法满足基坑安全要求；临建筑物地段场地狭窄，对基坑变形要求严格，基坑安全程度的要求较高，无法采用双排桩布置；因此本工程基坑根据场地地质情况及基坑深度、周围环境状况，采用旋挖桩+锚索及旋挖桩+斜撑。
13、1、根据场地的工程地质和环境条件，本基坑采取排桩支护，共布置排桩163根，排桩采用机械旋挖成孔，基坑开挖线距地下室外墙外边线1.5m。AB段基坑深度16.2m，采用A型桩+斜撑进行支护，A型桩桩长24m，桩径1.0m，桩间距1.51.8m，桩数37根，桩顶至地面采用1:1放坡，高度0.5m。在-5.0m（绝对标高486.50）、-9.8m（绝对标高481.70）布置2排斜撑。A型桩腰梁连接至B1号桩。BC、DE段基坑深度16.2m，采用B型桩+锚索进行支护，B型桩桩长22m，桩径1.2m，桩间距1.2m，桩数40根，桩顶至地面采用1:1放坡，高度0.5m，在-6.5m、-9.5m、-11.5m
14、处布置3排长16m的锚索；B1号桩3排锚索均下降0.5m。A27、B1号桩之间布置3个压浆孔（MGJ-50型锚杆钻机），采用A48钢管注浆，长度22m。CD段基坑深度16.2m，采用D型桩进行支护，D型桩桩长26m，桩径1.2m，桩间距1.2m，桩数5根；EF段基坑深度18.7m，采用C型桩进行支护，C型桩桩长26.5m，桩径1.2m，桩间距1.2m，桩数29根，桩顶至地面采用1:1放坡，高度0.5m，在-4m、-7m、-10m、-13m处布置4排分别长22m、20m、18m、16m的锚索；FG段由于场地西侧为甲方自有用地，采用大放坡阶梯开挖，并做网喷支护：采用A6.5200*200钢筋网片，
15、加强筋为C162000*2000，喷射C20细石混凝土，厚度80mm，桩间护壁设置A502000*2000的泄水孔，泄水孔梅花形布置。坑顶做1500mm混凝土翻边，并设置300*300mm排水沟，排水沟用120mm厚实心砖砌筑并抹灰；GA段基坑深度16.2m，采用E型桩进行支护，E型桩桩长25m，桩径0.8m，桩间距1.2m，桩数6根，桩顶至地面采用1:1放坡，高度0.5m。在-5.0m（绝对标高486.50）、-9.8m（绝对标高481.70）布置2排斜撑。GB段布置2排斜撑，每排斜撑23个，2排支撑桩，每排支撑桩23根，桩径1.2m，桩长8m，桩头之间采用连梁连接，连梁尺寸1200*100
16、0。GB段临近香月湖基坑，对面基坑靠近我工地侧锚索2排，已进入我工地红线范围内，为避免本工程施工对香月湖基坑锚索的破坏，待香月湖基坑回填完再施工GB段。西侧本工程与八线小学基础底部标高相差5.3m，因此在八线小学土方开挖完毕后，高低处需做网喷支护，做法详见下图支护结构与周边建筑物的距离详见平面布置图；区段AB段BC/DE段CD段EF段GA段GB段钢管桩桩身直径1 m1.2 m1.2 m1.2 m0.8 m1.2 mA48设计桩长24m22m26m26.5m25m8m22m根数37根40根5根29根6根46根3根支护形式钢管斜撑锚索锚索锚索锚索钢管斜撑-支护桩钢筋笼纵向受力钢筋连接采用直螺纹套筒
17、连接，加劲箍采用C222000，且在首尾位置加三角内撑。螺旋箍筋在锚索1000mm范围内应进行加密，设置锚索的支护桩还应增加4C25纵向加强钢筋。具体计算过程见计算书。2、冠梁尺寸为1200800mm，1000600mm。3、桩间护壁采用A6.5200*200钢筋网片，加强筋为C161000，喷射C20细石混凝土，厚度80mm，桩间护壁设置A502000的泄水孔。桩身喷射40mm厚C20细石混凝土。4、钢支撑斜支撑与水平面成43角。设置斜支撑的支撑桩23根，桩长8.0m（基底以下，桩顶均与基底齐平），桩径1.2m，桩头之间采用12001000的连梁连成整体。支撑采用A609-t16的无缝钢管；
18、腰梁尺寸为0.8m1m（临钢支撑一侧成43斜面成梯形），腰梁通过6C25植筋与护壁桩身连接，腰梁砼为C30；斜支撑一端支于腰梁上，另一端支于设置于基底的支撑桩上；支撑排数支撑数量（个）斜支撑高程(m)斜支撑高度(m)水平间距(m)水平预加力（KN）123485.510.211.2300.0223480.55.26.2300.05、腰梁计算具体计算过程见计算书。6、支撑桩计算按照建筑桩基技术规范（JGJ942008）的桩基水平承载力和位移、桩身（受压桩）承载力计算，具体计算过程见计算书。7、动态设计施工期间，对基坑进行位移及沉降监测，密切注意场地环境和场地地质情况，根据现场情况进行动态设计，并与
19、施工单位密切配合，相互沟通，使设计与施工紧密结合，保证施工可行性、连续性。8、监测本基坑侧壁安全等级为一级，基坑护壁施工应进行支护结构的水平位移监测以及基坑周边临近道路和周边建筑的沉降观测，以确保基坑安全。监测项目包括支护结构的水平位移和邻近建筑物（桩支护区）的沉降测量等。测量精度要求支护结构的水平位移测量精度为1mm。基坑变形监测指标基坑深度水平位移报警值竖向位移报警值深层水平位移报警值变形速率（连续三天）18.7m30mm18mm47mm3mm/d建筑基坑工程周边环境监测报警值项目监测对象累计值（mm）变化速率（mm/d）管线位移刚性管道405柔性管线405邻近建筑位移503监控点布置平面
20、及高程基准点布置在现场布设3个平面基准点和3个水准基准点。基准点布设位置根据现场实际情况而定。布设位置应考虑在建筑物变形区以外、不受施工破坏的稳固地方。基坑水平及垂直位移观测点布置a、基坑水平及垂直位移观测点布设在能全面反映基坑变形特征的地方。观测点直接埋设专门加工的全站仪棱镜支架，以消除水平位移观测时的对中误差。b、水平及垂直位移观测点埋设规格按规范执行。c、根据现场实际情况并结合相关规范，共布置基坑变形监测点10个，间距20m；布置周边建筑沉降观测点8个；基坑变形监测应由第三方具有相关资质的单位进行监测并提交资料水平、垂直位移观测点位置图；水平、垂直位移量成果表；水平位移矢量图；垂直位移曲
21、线图；沉降变形曲线图；垂直位移观测点位置图；倾斜位移量成果表；变形监测技术报告。1.5.2地下水监测每口降水井作为地下水监测点，监测的内容有：地下水动水位监测采用水位计监测降水井内地下水的动水位，每天监测两次，早晚各一次。降水井含砂率监测采用量杯法监测降水井抽出的地下水的含砂率，每天侧一次。9、其他注意事项（1）坑顶荷载不应超过设计值。（2）当坑顶超载不可避免或坑顶位移大于报警值时，应立即停止开挖土方，调整方案加固处理后方可继续施工。（3）因地基处理等因素基坑需超挖时，应先调整支护设计方案，再进行超挖施工。（4）必须对场地周边的废旧雨污水管道进行排查，加强地表排水系统的建立，防止降雨及周边废旧
22、管道污水对基坑造成影响。（5）由于场地基岩顶板埋藏较浅，基岩顶板上1.01.5m的地下水（包括电梯井内的地下水），无法通过管井降水疏导，因此这部分地下水需采用明排水措施。（6）内支撑拆除a支撑可在地下室向上施工过程中逐层拆除，距第一排支撑以下最近的一层地下室梁板顶面标高为-10.1m（绝对标高为480.6m）完成施工后用换撑带换撑后可拆除该道支撑，第二排支撑拆除应在地下室外墙填至第二排支撑标高处用换撑带换撑后方可拆除；支撑拆除条件：支撑以下地下室梁板施工完成，强度达到设计强度的75%，地下室外墙与支护桩之间用C15素混凝土回填，在梁板标高位置设置厚度1.0m的C30素混凝土换撑带，其强度达到设
23、计值的75%后，可拆除该道支撑。b支撑应采用人工拆除，不得产生过大的水平荷载，影响支护体系的稳定性。c北侧钢管斜撑腰梁以下部位，外墙防水保温施工完毕后，剩余部分采用C15素混凝土回填。（7）开挖深度随地面高差起伏变化时，开挖深度减小，桩长随之减短，但桩的嵌固深度不变，开挖深度超过设计深度300mm时，需进行复核、验算、变更后方可继续施工因地基处理或其他因素需超挖时，应先调整设计方案，设计方案调整之后方可进行施工。1.4.3土方开挖设计西侧土方开挖分三种方案进行考虑，根据现场实际情况进行选择其中一种方案执行：方案一：先在自有场地内进行阶梯大放坡施工，然后待八线小学土方开挖时，同步向下开挖；方案二
24、：大放坡全部在八线小学范围内，同时需施工影响放坡范围内的支护结构；方案三：先在自有场地内进行阶梯大放坡施工，如八线小学土方开挖影响本工程工期时，再全部在八线小学范围内大放坡，同时施工影响放坡范围内支护结构；计算书如下：场内放坡设计计算书一、基本计算参数 1.地质勘探数据如下： 序号 h(m) (kN/m3) C(kPa) () 计算方法土类型 1 1.50 18.00 5.00 5.00 水土合算填土 2 7.70 19.50 30.00 11.00 水土合算粘性土 3 1.90 19.50 25.00 17.00 水土合算粘性土 4 1.00 19.00 15.00 16.00 水土合算粉土
25、 5 1.40 20.00 0.00 25.00 水土合算卵石 6 1.20 20.50 0.00 35.00 水土合算卵石 7 0.80 21.00 20.00 30.00 水土合算风化岩 8 10.00 21.00 100.00 30.00 水土合算中风化岩 表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角()。 基坑外侧水标高-10.00m，基坑内侧水标高-17.00m。 1.基本计算参数： 地面标高0.00m，基坑坑底标高-17.00m。 3.地面超载： 序号 布置方式作用区域标高m 荷载值kPa 距基坑边线m 作用宽度m 4.放坡参数： 放坡级数为4
26、级坡。 序号 坡高m 坡宽m 坡角 平台宽m 1 4.00 4.00 45.00 3.00 2 4.00 4.00 45.00 3.00 3 4.00 5.00 38.66 3.00 4 5.00 5.50 41.27 3.00 二、整体稳定性的计算 计算步数 滑动体土重(kN/m) 土体抗滑力矩(kN.m/m) 土体滑动力矩(kN.m/m) 第1步 206.79 1449.64 707.40 第2步 946.30 9771.82 5686.48 第3步 2763.14 33040.56 25060.90 第4步 146.06 2271.65 1681.45 计算步数 安全系数 滑裂角(度)
27、圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m) 第1步 1.05 28.50 -23.60 3.40 7.40 第2步 1.72 28.50 -18.50 6.80 14.94 第3步 1.32 31.00 -10.50 10.20 24.29 第4步 1.35 37.50 7.50 1.70 20.15 计算结论如下： 第 1步开挖内部整体稳定性安全系数= 1.051.30满足要求！ 第 2步开挖内部整体稳定性安全系数= 1.721.30满足要求！ 第 3步开挖内部整体稳定性安全系数= 1.321.30满足要求！ 第 4步开挖内部整体稳定性安全系数= 1.351.30满足要求！场外放坡设计计算书一
28、、基本计算参数 1.地质勘探数据如下： 序号 h(m) (kN/m3) C(kPa) () 计算方法土类型 1 1.36 18.00 5.00 5.00 水土合算填土 2 4.60 19.50 30.00 11.00 水土合算粘性土 3 3.40 19.50 25.00 17.00 水土合算粘性土 4 5.40 19.00 15.00 16.00 水土合算粉土 5 1.40 20.00 0.00 25.00 水土合算卵石 6 0.90 20.50 0.00 35.00 水土合算卵石 7 0.50 21.00 20.00 30.00 水土合算风化岩 8 10.00 21.00 100.00 30
29、.00 水土合算中风化岩 表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角()。 基坑外侧水标高-10.00m，基坑内侧水标高-17.00m。 1.基本计算参数： 地面标高0.00m，基坑坑底标高-17.00m。 3.地面超载： 序号 布置方式作用区域标高m 荷载值kPa 距基坑边线m 作用宽度m 4.放坡参数： 放坡级数为4级坡。 序号 坡高m 坡宽m 坡角 平台宽m 1 4.00 4.00 45.00 3.00 2 4.00 4.00 45.00 3.00 3 4.00 5.00 38.66 3.00 4 5.00 9.00 29.05 3.00 二、整体
30、稳定性的计算 计算步数 滑动体土重(kN/m) 土体抗滑力矩(kN.m/m) 土体滑动力矩(kN.m/m) 第1步 207.44 1503.62 709.36 第2步 947.38 9764.37 5696.33 第3步 2925.85 37148.10 28129.25 第4步 2055.23 38474.29 29197.14 计算步数 安全系数滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m) 第1步 1.1228.50 -27.10 3.40 7.40 第2步 1.7131.00 -21.00 6.80 14.94 第3步 1.3230.50 -14.00 11.90 25.98 第4步 1.3235.00 -1.00 17.00 34.06 计算结论如下： 第 1步开挖内部整体稳定性安全系数= 1.121.30满足要求！ 第 2步开挖内部整体稳定性安全系数= 1.711.30满足要求！ 第 3步开挖内部整体稳定性安全系数= 1.321.30满足要求！ 第 4步开挖内部整体稳定性安全系数= 1.321.30满足要求！