基坑支护(土钉墙)设计施工方案

第二标段基坑支护工程设计与施工方案编制人：审核人：审批人：2013年7月21日土钉墙支护方案目录第一章概述………………………………………………1第二章土钉支护设计计算……………………………………3第三章土钉支护设计方案……………………………………9第四章土钉墙支护施工方案…………………………………10第五章冬季施工措施…………………………………………18第六章基坑及环境监测………………………………………19第七章土方支护工程应急预案………………………………21附图：1.基坑土钉支护剖面图1张2.基坑支护平面布置图1张3.土钉墙节点详图1张消防水池基坑支护工程设计与施工方案1第一章概述一、工程概况科研中心项目消防水池工程。基坑开挖深度从自然地表下约6.00m。拟建场地位于中央路西侧，占地面积约350平方米，地上1层，设有地下室一层。二、工程地质、水文地质情况1、地形、地貌及周边情况本工程拟建场地地位于中央路西侧，原东校区内，该场地地貌单元属河谷平原的丘陵地带，地基土的成因类型为第四纪冲洪积形成的粘性土和白垩纪沉积不同程度的风化页岩、砂岩、砂质泥岩层。第四纪地层覆盖厚度大于80m，沉积地层为粘性土、砂土为主。场地施工范围内周围无污水管、给水管等地下管线。施工范围内无线塔及电杆，基坑开挖边线距原有建筑物距离均超过10m。2、工程地质特征本次勘探的最大深度（25.00m）范围内，土层主要为人工堆积层和第四纪冲洪积层。地层主要以填土、粉质粘土、第四纪Q4形成的堆残积粘性土层、及白垩纪形成的风化沉积岩层。据《岩土工程勘察报告》，其主要地层由上至下详细描述如下：①杂填土：杂色，以残土为主，含碎砖头、碎石、煤灰渣等建筑垃圾组成，层底埋深在0.5-1.0米，厚度为0.5-1.0米。②粉质粘土：黄色，可塑，土质较均匀，稍有光泽，无摇振反应，干强度和韧性中等，普遍分布于整个场地，厚度为2.2-3.5米。层底埋深3.2-4.0米。消防水池基坑支护工程设计与施工方案2③残积粉质粘土：黄黑色，完全风化成土状，有少量页岩碎屑，湿—饱和，干强度和韧性低，厚度为0.5-1.5米。层底埋深4.0-4.8米。④全风化砂岩：黄灰色，结构基本被破坏，风化蚀变明显，粉细砂状构造，成碎块松散体，碎块手捏即碎，干钻易钻进。厚度4.0-9.0米。层底埋深8.5-13.5米。厚度变化较大。⑤强风化砂质泥岩：灰黄色—灰色，强风化，泥质、凝灰质胶结，局部有钙质胶结，岩性均一，结构基本破坏，有残余结构强度，干钻钻进困难。揭露厚度16.5-25.5米。此层未揭穿。第二章土钉支护设计计算一、设计计算依据1、《建筑基坑工程技术规范》（JGJ120－2012）2、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）3、《基坑土钉支护技术规程》（CECS96：97）5、《深基坑支护设计与施工》（中国建筑工业出版社）二、地质情况及采用参数1.杂填土：h1=1.00mc1=5.0kPaΦ1=10.0°γ1=18kN/m32.粉质粘土：h2=2.50mc2=18.3kPaΦ2=12.00°γ2=19.0kN/m33.粉质粘土：h3=1.50mc3=17.9kPaΦ3=11.20°γ3=19.1kN/m34.全风化砂岩：h4=5.00mc4=0kPaΦ4=25°γ2=19.0kN/m33.设定地面超载q=15kPa三、土钉设计计算遵循原则1.只考虑土钉的受拉作用；消防水池基坑支护工程设计与施工方案32.土钉的尺寸应满足设计内力的要求，同时应满足支护内部整体稳定性的需要。四、土钉支护各组成部分尺寸及参数的选取根据《建筑基坑工程技术规范》(YB9258－97)及《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120－99)的有关规定，结合边坡特点，初步选取参数如下：1.土钉层数n=32.锚固体孔径0d=10cm3.锚固体水平间距Sh=2.00m,纵向间距Sv=1.50m4.土钉钻孔的向下倾角θ=10°5.边坡按1：0.34放坡，则坡角β=71°五、土钉支护设计计算书一、工程概况基坑开挖深度为6m，基坑坡角为71，采用土钉墙作围护结构，共设3道土钉。计算时考虑地面超载15kPa。----------------------------------------------------------------------设计项目:----------------------------------------------------------------------[设计简图]消防水池基坑支护工程设计与施工方案4----------------------------------------------------------------------[设计条件]----------------------------------------------------------------------[基本参数]所依据的规程或方法：《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99基坑深度：6.000(m)基坑内地下水深度：7.000(m)基坑外地下水深度：7.000(m)基坑侧壁重要性系数：1.000土钉荷载分项系数：1.250土钉抗拉抗力分项系数：1.300整体滑动分项系数：1.300[坡线参数]坡线段数1序号水平投影(m)竖向投影(m)倾角(°)12.0666.00071.0[土层参数]土层层数4序号土类型土层厚容重饱和容重粘聚力内摩擦角钉土摩阻力锚杆土摩阻力水土(m)(kN/m^3)(kN/m^3)(kPa)(度)(kPa)(kPa)1杂填土1.00018.518.05.010.020.020.0分算2粘性土2.50019.018.018.312.050.050.0分算3粘性土1.00019.119.117.911.350.050.0合算4强风化岩5.00019.019.00.025.080.080.0合算[超载参数]超载数1序号超载类型超载值(kN/m)作用深度(m)作用宽度(m)距坑边线距离(m)形式长度(m)1满布均布15.000[土钉参数]土钉道数3序号水平间距(m)垂直间距(m)入射角度(度)钻孔直径(mm)消防水池基坑支护工程设计与施工方案512.0001.50010.010022.0001.50010.010032.0001.50010.0100[花管参数]基坑内侧花管排数0基坑内侧花管排数0[锚杆参数]锚杆道数0[坑内土不加固]施工过程中局部抗拉满足系数:1.000施工过程中内部稳定满足系数:1.000[内部稳定设计条件]考虑地下水作用的计算方法：总应力法土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数：0.500圆弧滑动坡底截止深度(m)：0.000(m)圆弧滑动坡底滑面步长(m)：1.000(m)----------------------------------------------------------------------[设计结果]----------------------------------------------------------------------[局部抗拉设计结果]工况开挖深度破裂角土钉号设计长度最大长度(工况)拉力标准值拉力设计值(m)(度)(m)(m)Tjk(kN)Tj(kN)12.00041.8023.50042.314.9104.910(2)35.043.835.00044.513.3764.910(2)13.016.323.5943.594(3)23.529.446.00045.113.8664.910(2)12.816.124.0934.093(4)23.229.037.1017.101(4)96.8120.9[内部稳定设计结果]消防水池基坑支护工程设计与施工方案6工况号安全系数圆心坐标x(m)圆心坐标y(m)半径(m)土钉号土钉长度10.7321.5156.2071.22521.309-5.04113.28112.29114.91031.306-7.02610.99612.42016.41026.59341.309-8.25511.96314.53416.41026.59334.101[土钉选筋计算结果]土钉号土钉拉力(抗拉)土钉拉力(稳定)计算钢筋面积配筋配筋面积143.871.9199.61E16201.1229.483.6232.11E18254.53120.9150.1307.11E20314.0[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:d6@200竖向配筋:d6@200配筋计算as:15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)实配As(mm^2)10.001.506.9x0.497141.4y0.967141.421.503.007.0x0.502141.4y0.978141.433.004.5014.3x1.026141.4y1.997141.444.506.0055.7x3.985141.4消防水池基坑支护工程设计与施工方案7y7.756141.4[外部稳定计算参数]所依据的规程：《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002土钉墙计算宽度:10.000(m)墙后地面的倾角:0.0(度)墙背倾角:90.0(度)土与墙背的摩擦角:10.0(度)土与墙底的摩擦系数:0.300墙趾距坡脚的距离:0.000(m)墙底地基承载力:160.0(kPa)抗水平滑动安全系数：1.300抗倾覆安全系数：1.600[外部稳定计算结果]重力:1019.1(kN)重心坐标:(5.495,2.874）超载:119.0(kN)超载作用点x坐标:6.033(m)土压力:108.8(kN)土压力作用点y坐标:2.040(m)基底平均压力设计值115.7(kPa)160.0基底边缘最大压力设计值145.9(kPa)1.2*160.0抗滑安全系数:3.2381.300抗倾覆安全系数:5.7591.600第三章土钉支护设计方案采用土钉墙支护结构，从上至下共设三层土钉，土钉孔径10cm，土钉倾角10±2度，土钉纵向间距1.50m，横向间距2.00m，梅花形布置，各层土钉长度及锚筋规格见表1。各层土钉长度及锚筋规格一览表表1层数123锚筋规格Ф20Ф20Ф20土钉长度(m)7.56.04.0消防水池基坑支护工程设计与施工方案8设计土钉的横压筋规格为2Ф14，通长设置，与土钉“L”型端部单面焊接，竖向压筋规格为2Ф14，间距2.0m.。钢筋网片Ф6.5@200×200，现场扎丝绑编；面层喷射C20细石混凝土，厚度100mm，坡顶喷射混凝土，护顶宽度不小于2m。钢筋采用Ⅰ级钢(Ф6.5)和Ⅱ级钢(Ф14、Ф20)，注浆水泥采用P32.5普通(或复合)硅酸盐水泥，水灰比为1：0.5～0.6。边坡范围内局部遇滞水层或其它管道渗水采用DN25的PVC管预埋泻水管的方法进行处理。土钉墙节点见下图：（图1：土钉墙节点详图）采取信息法施工，根据情况我们可选用“先喷后锚”或“先锚后喷”的施工顺序，各段土钉的排数、长度、间距应据实际情况、地下障碍情况Φ6@200纵横向布置100mm混凝土1Φ16@20001Φ20L=75001Φ20L=40002Φ141500横向布置纵横向布置Φ6@200挡水墙底梁1Φ20L=6000消防水池基坑支护工程设计与施工方案9由现场技术负责人及时做出变更和调整。如果边坡建筑垃圾含量大，人工成孔困难的情况，土钉可调整为锤击打入式的钢筋或钢管；可根据现场实际情况增大放坡系数，具体施工方法可根据现场土层情况而定。第四章土钉支护施工方案一、施工部署根据整体施工部署，施工区域分为I，II两个区域。每个区域又分为支护区和中心区。施工时，首先将第一步土钉高度范围内的土清除，土钉墙施工插入。组织施工队进行流水施工，以后逐层施工。1.施工准备：(1)测量放线：放出基坑开挖上口线，并在场区四周围挡上作标记，以备开挖后测放边线；(2)施工用电、用水配置：依据所投入机械设备