岩土基坑支护设计开题报告

一、工程概况

拟建蒋村14号地块西溪里小区工程位于杭州市蒋村街道，五常港河东侧，蒋村一号路南侧的区域，其中1、2、6号楼工程由12层住宅楼及地下室组成，住宅楼为框架－剪力墙结构，最大单柱荷载设计值约为3200kN。地下室分为4＃、5＃、6＃三个部分，分别位于2、6、1号住宅楼下方。

该项目由坤和建设集团股份有限公司西溪分公司投资建设，主体结构由浙江大学建筑设计研究院设计，浙江省地矿勘察院承担地质勘察。根据地质勘察报告，场地自然地坪绝对高程在1.13～3.73之间，施工前考虑平整至绝对标高3.60左右；根据基础施工图，工程±0.00相当于黄海高程4.80。工程桩采用预应力管桩。

主要设计计算部分，5＃车库（6号楼位置）部分：主楼和地下车库底板面相对标高均为-5.65，底板厚500mm，考虑基础底板、承台和垫层厚度后，底板底标高为-6.50，承台底标高为-7.20，实际挖深5.30～6.00米；局部底板面相对标高均为-6.35，底板厚500mm，考虑基础底板、承台和垫层厚度后，底板底标高为-7.20，承台底标高为-7.90，实际挖深6.00～6.70米，主要计算深度取6.00米（承台垫层底），局部范围取6.70米（承台垫层底）。 二、场地工程地质条件

根据工程地质勘察报告，在基坑开挖影响深度范围内的地基土层分布依次为：

1素填土：杂色，稍湿，主要为粉质粘土、淤泥土，含少量建筑及生活垃圾。全场分布，鱼塘底部约有0.5～1.0米厚的淤泥。

2粉质粘土：灰黄色为主，软可塑～软塑，含氧化铁斑点，局部为粘质粉土，稍有光滑～光滑，干强度及韧性中等～高，局部分布。

3淤泥质粘土：灰色，流塑，饱和。含较多有机腐殖质，稍有光滑～光滑，干强度中等～高，韧性中等～高，鳞片状构造。局部夹薄层粉土。全场地分布。

4-1粉质粘土：灰黄色，青灰、灰色，软可塑状，含氧化铁斑点，稍有光滑～光滑，摇震反应无，干强度及韧性中等，局部缺失。

4-2粉质粘土：灰黄色，褐黄色，硬可塑状，含氧化铁斑点，稍有光滑～光滑，摇震反应无，干强度及韧性中等～高，局部缺失。

4-3粘质粉土：灰黄色，褐黄色，稍密～中密状，含氧化铁斑点、云母碎屑，摇震反应中等，干强度及韧性低，局部分布。

4-4粉质粘土：灰黄色，褐黄色，硬可塑状，含氧化铁斑点，稍有光滑～光滑，摇震反应无，干强度及韧性中等～高，全场地分布。

地基各土层的主要物理力学指标见表1示。典型地基剖面见附图。

表1 各土层物理力学性质指标

土 层 1 2 3 4-1 4-2 4-3 4-4 重度  (kN/m3) (18.0) 18.1 17.7 19.5 19.2 19.2 19.6 0.955 1.241 0.802 0.868 0.793 0.775 e 含水量 W 33.1 44.1 28.5 31.0 26.8 27.3 固结快剪 c (kPa) (8.0) 15.0 12.0(10.0) 20.0 28.0 40.8  () (10.0) 12.0 10.1(8.0) 11.9 18.8 21.3 注：括号内为考虑管桩施工挤土扰动影响后的经验修正值 三、基坑特点及周围环境分析

根据工程总平面图，基坑四周环境情况为：基坑西侧为本小区1＃～3＃地下车库，其他几侧均为待建空地。

从基坑周围环境条件开挖深度和地质条件来分析，本基坑具有以下几个特点：

1．基坑大面积开挖深度在5.3～6.7m，按建设部和浙江省基坑规程的规定其重要性属二级基坑；

2．基坑平面形状不规则，基坑开挖分期进行，后续工程受前期工程影响，因此要特别注意按照既定的施工顺序进行。

本工程6＃楼基坑最早开始施工，但在其开挖前应确认西侧排屋区3＃车库基坑已施工至±0.00并完成土方回填；其他范围基坑的开挖应在排屋区基坑全部施工至±0.00并完成土方回填后方可进行。

3．从基坑周围环境来看，除西侧为本小区1＃～3＃地下车库外，其他几侧均为待建空地，没有建筑物需要特别保护；

4．场地开挖深度影响范围内存在淤泥质土，开挖面基本在淤泥土层中，土质条件差。

因此，结合上述特点，支护方案应重点考虑基坑自身的稳定及对西侧已完工地下室及管桩基础的保护。 四、设计依据及设计参数

1．设计依据

(1) 本工程总平面图；

(2) 本工程地下室平面图及桩位图； (3) 本工程工程地质勘察报告；

(4) 国家标准《建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）》； (5) 建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)；

(6) 浙江省标准《建筑基坑工程技术规程（DB33/T1008-2000）》；

(7) 建设部标准《建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）》；

(8) 上海市工程建设规范《型钢水泥土搅拌墙技术规程(试行)(DGJ08-116-2005)》

(9) 国家标准《混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）》。 2．设计参数

设计对坑后施工荷载的考虑：计算均布荷载取20kPa。

土层指标根据本工程地质勘察报告提供的参数。 五、设计原则和设计思路 设计思路：

1、本基坑支护坚持安全、经济、方便施工的设计原则和思路。在掌握基坑工程要求（平面尺寸和深度等）、场地工程和水文地质条件、场地周边环境条件等资料后，对影响基坑工程维护体系安全的主要矛盾作出分析。根据本基坑的特

点，基坑首先要保证其安全性，这就要求控制坑壁的变形，基坑设计时选用变形小的支护体系。

2、安全原则不仅指维护体系本身安全，保证基坑开挖、地下结构施工顺利，而且要保证临近建（构）筑物和市政设施的安全和正常使用。

3、经济原则不仅是指维护体系的工程费用，而且要考虑工期，考虑开挖是否方便，考虑安全贮备是否足够，应采用综合分析，确定该方案是否经济合理。 4、方便施工原则也应是维护体系的选用原则和思路之一。方便施工可以降低开挖费用，而且可以节约工期、提高维护体系的可靠性。

5、围护设计要因地制宜，根据基坑工程周围建（构）筑物对维护体系变位的适应能力，选用合理的围护型式，进行围护结构体系设计。

设计原则：

1、确保基坑维护体系能起到挡土作用，使基坑四周边坡稳定；

2、确保基坑四周相邻的建（构）筑物、地下管线、道路等的安全，在基坑土方开挖及地下工程施工期间，不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到危害；

3、在有地下水的地区，通过排水、降水、截水等措施，确保基坑工程施工在地下水以上进行。 六、设计计算内容

1. 围护结构的插入深度、内力和变形计算；

采用“m”法计算围护桩的内力、变形，把排桩墙按照弹性地基梁计算。在被动涂鸦区设置弹簧代替被动土压力，在水平支撑处以弹性支撑代替固定支座。墙后主动土压力去，在坑底以上部分采用主动土压力分布，在坑底以下部分认为土压力随深度不变，其值等于坑底处的主动土压力值。在当前开挖阶段，围护桩和支撑的内力、变形计算均须考虑此阶段前已经发生的位移的影响。围护桩插入深度按基坑稳定验算控制。

根据以上方法得到的各开挖工况下各计算剖面围护桩的内力、变形等主要计算结果，经分析比较后，考虑安全性，选择较大值作为截面设计依据；

2. 基坑整体抗滑稳定验算 计算方法：瑞典条分法 应力状态：总应力法

利用边坡稳定分析程序进行分析，计算整体抗滑分项系数； 3. 基坑抗倾覆稳定验算 抗倾覆安全系数:

KsMpMa Mp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑

抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。

Ma——主动土压力对桩底的弯矩; 锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

校验是否满足Ks大于1.2的要求； 4. 坑底抗隆起的稳定性验算；

Prandtl(普朗德尔)公式(Ks ≥1.1～1.2)，安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97，计算

KsDNqcNcHDq 校验是否满足Ks大于1.1的要求； 5. 支撑结构的内力、变形计算

依据计算得到的围护桩、支撑和围檩的内力及变形，并取一定的分项系数，按照混凝土结构设计规范，进行截面配筋，并按照规范设计计算支撑结构的钢立柱。

七、基坑支护方案说明

在经济合理的原则下，结合本工程的特点，从基坑受力合理、施工可行、周围环境、围护造价以及节约工期等多方面综合考虑，采用钻孔灌注桩结合内支撑的围护方案。内支撑系统采用现浇钢筋混凝土结构；止水帷幕主要采用水泥搅拌桩，由于现场局部位置受施工场地条件限制采用了短土钉结合混凝土护面的形式，具体布置如下：

1．围护桩

围护桩采用桩径钻孔灌注桩，桩顶设钢筋砼压顶梁兼支撑围檩。 2．内支撑系统

内支撑采用钢筋混凝土结构，支撑系统的竖向支承构件采用常规钻孔灌注桩与型钢构架组成的立柱。

3. 止水帷幕

6号楼基坑南侧位置处存在输电线杆及高压电线，搅拌桩机无法在此施工，再考虑到具体施工顺序等因素，故此处的止水帷幕采用短土钉结合混凝土护面的措施，其他位置采用水泥搅拌桩施工。

4．基坑降排水

本工程地基开挖范围内土层主要为淤泥质土，透水性较差。故仅需在坑外采用排水沟排除地表水，坑内则建议采用盲沟和集水井方式及时将积水排出。

5．基坑施工顺序

本基坑工程分期进行，其中6＃楼基坑最早开始施工，但在其开挖前应确认西侧排屋区3＃车库基坑已施工至±0.00并完成土方回填；其他范围基坑的开挖应在排屋区基坑全部施工至±0.00并完成土方回填后方可进行。 八、基坑工程施工

本方案采用带撑桩排支护结构，土方开挖前施工单位应根据图纸和设计计算的基坑施工工况进行详细的土方开挖施工组织设计，必须根据支撑形式和周围运输道路情况合理安排挖土路线和设计下坑坡道，并应注意遵循分块、分层的土方开挖原则，尽量减少基坑暴露时间，并杜绝由于土面高差过大而使工程桩倾斜、移位的事故或导致基坑变形过大。土方开挖方案必须经过设计单位同意。

基坑施工方案应按照以下基坑施工工况来制定：

（1）开挖前应对场地标高进行普查并作详细记录，并平整场地使其标高控制在-1.20之内；

（2）待围护桩达到28天养护龄期，挖土至-3.50，施工、养护压顶梁及混凝土支撑，当压顶梁达到80%强度后，安装支撑；

（3）分段分层大面积挖土至底板垫层底标高，最后30cm土方宜人工开挖，挖土至坑底24小时内须施工好素混凝土垫层(垫层分块施工)，垫层应延伸至围护体边。然后分段开挖承台、地梁等范围下翻土方，并尽快施工基础。

（4）施工基础底板时，应同时用C15毛石砼，浇捣填实底板与围护钻孔桩之间的空隙，待底板及传力带混凝土强度达到80%设计强度，方可拆除内支撑。

九、基坑现场监测要点

本工程平面尺寸大，施工周期长，为确保地下室施工的安全可靠和开挖的顺利进行，整个地下室施工过程应进行全过程动态监测，实行信息化施工。通过现场监测，可以及时掌握支护结构和基坑外侧地基的位移、沉降以及对邻近建筑、道路、管线的影响，以便及时调整施工方案和采取相应的应急措施，避免工程事故的发生。

本工程设置如下监测项目： 1．深层土体侧向位移观测； 2．坑内外地下水位观测； 3．支撑内力监测；

4．围护结构顶部和周围地面沉降观测。

各测试项目的平面布置、数量和预警值详见基护-02和基护-04，基坑施工期间应由专业监测单位按有关规范的要求定人定期进行监测，并及时向相关单位提交监测成果。 十、应急抢险措施

基坑工程的不确定影响因素很多，除按规范要求在支护结构设计时采用必要的安全度外，为确保基坑本身和周围环境的安全和正常使用，对可能存在的险情应采取如下对策：

1．如在打桩过程中邻近地面发生沉降或隆起量过大、开裂等现象，应立即停止相应范围的成桩施工，待处理方案确定后，方可继续施工。

2．若开挖过程中出现明显渗漏现象，应及时采取内堵、坑外注浆或高压旋喷等有效措施，如堵漏有困难时，应立即回填。

3．如开挖过程中出现围护结构或地基变形过大、发展速率过快时，应立即停止相应范围的土方开挖，必要时采取设置临时钢支撑或回填以控制变形发展。

施工现场应配备一定数量的基坑抢险应急设备及材料，如草包、钢管、水泥、注浆设备等。