1.1项目概况

拟建工程位于芒市团结大街西侧，规划建筑包括６栋３层建筑物，设计±0.00＝910.50m，设２层地下室，地下室底板标高为901.45m,地下室顶板标高为908.65m, 现场已整平至标高904.47m，开挖深度3.02m。基坑开挖底周长为440.82m,开挖面积为6580.7m2。

1.2场地地形情况

拟建场地属湖积平原，开阔平坦，地势南东高，北西低，由南东向北西缓倾。场地原为居民区，现居民建筑已拆除，现场堆积有大量拆迁时残留的建筑垃圾。拟建场地地面海拔高程在903.1～909.6之间，相对高差约6.5m，地面相对较为平坦。

1.3周边概况

拟建场地周边环境较为简单，场地东侧为团结大街，其余侧均为该项目的建设用地，目前均为空地。团结大街边上有一高6m左右的市政道路路基挡土墙，该挡墙距离地下室外墙4.31m,团结大街目前为芒市主要市政道路，正在使用；在挡土墙底部有三个永久性市政排水口。

1.４周边地下管线

拟建场地周边分布有诸多的地下管线，主要在团结大街分布有中国移动，市政给、排水管等，距离基坑垂直开挖线20.2～24.2m,埋深0.6～1.5m。

2、工程地质水文情况

2.１地质情况

根据现场工程地质调查及钻探揭露，表层为不等厚的第四系人工填土（Q4ml）外，中下部为第四系冲洪积地层（Q4al+pl）。根据土的物理力学性质差异及其工程特性分为7个主层及相应亚层，现自上而下分述如下：

第四系人工填土（Q4ml）

①层-杂填土：褐黄，褐灰，松散，稍湿，为拟建场地居民区拆迁时形成的人工填土，褐灰、深灰等色，以粘性土充填为主，含大量碎石，上部含大量建筑及生活垃圾。场区均有分布，揭露厚度1.1-6.4m。

第四系冲洪积地层（Q4al+pl）

②层－粉质粘土：褐黄，灰黄，湿，硬塑状态，无摇振反应、稍有光泽、干强度中、韧性中等，具中压缩性，含少量碎石，局部地段相变为含砾粉质粘土，含少量碎石及砾石。局部地段缺失，揭露厚度1.1-5.6m。

③层－圆砾：灰，灰黄，湿，中密，局部稍密或密实，含水层。成份以灰岩、石英砂岩为主，强-中等风化，次棱角状-亚圆形，一般粒径20～65mm，最大可达110mm，充填物以粘性土为主，局部充填砂类土。局部卵石含量较少的地段夹薄层含砾粉质粘土，部份地段偶夹有漂石、块石，一般块径100～300mm，最大块径约400mm。场地均有分布，揭露厚度2.6-9.1m。

③1层－粉砂：灰黄，很湿，中密状态，摇振反应中等，稍有光泽，干强度低，成分以石英砂为主，颗粒以圆形、亚圆形为主，级配良好，泥性较重，局部地段夹块石，部分变相为粉土，场地少量分布，揭露厚度0.7-2.3m。

④层－粘土：灰白，兰灰色，湿，可塑状态，切面光滑，干强度及韧性高，具中压缩性，局部地段含少量有机质，部分变相为砂质粘土，场地广有分布，揭露厚度1.1-3.4m。

④1层－泥炭质粘土：深灰，灰黑色，湿，软-可塑状态，切面光滑，干强度及韧性低，无摇振反应，具高压缩性。场地少量分布，揭露厚度0.8-3.0m。

⑤层－砾砂：灰黄，灰，稍密，很湿，夹少量碎石，成分主要为石英砂，颗粒以圆形、亚圆形为主，少量次棱角状，级配良好，部分地段夹少量块石，层厚较大。场地均有分布，揭露厚度4.6-15.5m。

⑥层－卵石：灰白，中密-密实状态，湿，主要成分为强-中风化灰岩，以沙类土充填为主，粒径10-60mm，最大可达120mm，颗粒以圆形、亚圆形为主，级配较差，场地广有分布，揭露厚度0.6-7.3m。

⑦层-砾砂：灰白，兰灰，中密，很湿，夹少量碎石，主要成分为石英砂，颗粒以圆形、亚圆形为主，少量次棱角状，级配良好，局部地段含少量有机质。场地均有分布，该层未揭穿。

基坑开挖后基坑底部的土层为：③圆砾，基坑开挖深度范围内的土层主要有：①杂填土、②粉质粘土、③圆砾。其中①杂填土松散结构，场地表面为大量建筑垃圾，对基坑开挖较为不利；②粉质粘土为硬塑状态，土质较好，自稳能力较好，对基坑开挖较为有利。③圆砾结构中密状态为主，是本场地的主要含水层，属强透水层，地基强度高，自稳性较差，是构成基坑侧壁主要地层之一，也是基坑底部出露的地层，对基坑开挖不利。

2.２水文情况

在勘察期间所有钻孔中均难测到稳定地下水位，根据含水介质的不同及地下水的赋存形式和水动力条件的差异，将区内地下水划分为上层滞水和孔隙性潜水二大类。

(1)上层滞水

上层滞水为滞留在表层的杂填土、植物层及冲洪积相粘性土孔隙中的地下水，水量较小，受季节性降水影响较大。

(2)孔隙水

含水层为第四系松散层的冲积层(Qal)相地层,岩性主要为③层圆砾、③1层粉砂、⑤层－砾砂、⑥层－卵石、⑦层-砾砂，该类型地下水富水性较弱，因在含水层之上覆盖有一定厚度的冲、洪积相粘土的相对隔水层，故地下水微具承压性。地下水位主要受季节性降水影响。

勘察期间对拟建场地内所有钻孔量测的地下水混合稳定水位在地面下4.7～7.3m之间，水位高程介于7.1～1.4m之间。拟建场地北侧有一人工湖，湖水高程为901.50～902.50m，拟建场地高程905.1～910.4m，该场地的地下水主要以渗流的方式向北侧的人工湖中排泄。

为取得基坑开挖中所遇到的涌水量、渗透系数及影响半径，勘察期间，在编号为zk3、22、222、247、271、295号钻孔作抽水试验，根据抽水试验结果估算地层的综合渗透系数及基坑涌水量见表1。

表1   基坑涌水量

抽水孔

3、设计依据

3.１规范规程

《建筑地基基础设计规范》　　　　　　　　（GB50007-2011）

《建筑基坑支护技术规程》　　　　　　　　（JGJ120-2012）

《建筑桩基技术规范》　　　　　　　　　　（JGJ94-2008）

《建筑结构荷载规范》　　　　　　　　　　（GB50009-2012）　　

《混凝土结构设计规范》　　　　　　　　　（GB50010-2010）

《建筑地基处理技术规范》　　　　　　　　（JGJ79-2002）

《地下防水工程质量验收规范》　　　　　　（GB50208-2002）

《混凝土结构工程质量验收规范》　　　　　（GB50204-2002）

《钢筋焊接及验收规程》　　　　　　　　　（JGJ18-2003）

《岩土锚杆（索）技术规程》              （CECS：2005）

《建筑基坑工程监测技术规范》            （GB50497-2009）

《基坑工程手册》   (中国建筑工业出版社 2009年11月第二版)

《2008建筑工程施工技术标准与工程质量验收规范及强制性条文》（中国建筑出版社）

3.２项目资料

《芒市勐垅沙项目总图》；

《挡土墙及市政排水口位置示意图》；

《管线平面图》；

地质勘查报告；

毕业设计任务书。

4、设计标准

4.l基坑安全等级

    依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)，本基坑东侧即团结大街一侧支护结构安全等级为一级，其余三侧支护结构安全等级为三级。

4.2基坑支护结构重要性系数

    依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012))，本基坑东侧支护结构重要性系数为1.1，其余三侧支护结构重要性系数为0.9。 

5、设计选取地质参数

5.1地质参数选取原则

    遵从勘察报告提出的各地层主要岩土设计参数，选取与本基坑支护工程有关的天然重度、粘聚力、内摩擦角；

    (2)参照类似工程设计、施工经验。

5.2本设计选取的地质参数

根据勘察报告和地质参数选取原则选取的本基坑支护工程设计地质参数见表2。

表2　　各土层物理、力学指标参数选取表

6.1基坑开挖深度及周边环境

    本基坑实际开挖深度３.02m，属浅基坑支护工程。

拟建场地周边环境较为简单，场地东侧为团结大街，其余侧均为该项目的建设用地，目前均为空地。团结大街边上有一高6m左右的市政道路路基挡土墙，该挡墙距离地下室外墙4.31m,团结大街目前为芒市主要市政道路，正在使用；在挡土墙底部有三个永久性市政排水口。

拟建场地周边分布有诸多的地下管线，主要在团结大街分布有中国移动，市政给、排水管等，距离基坑垂直开挖线20.2～24.2m,埋深0.6～1.5m。

6. 2支护方案选型分析

基坑开挖深度不大，且周边环境不复杂，根据本项目实际情况以及周边环境需要重点考虑东侧市政排水管涵的改迁和团结大街市政道路路基挡土墙的保护，由于其他三侧的用地均为建设方用地，用地红线可以突破，因此根据昆建通【2011】363号文的要求，该基坑这三侧采用“放坡”体系。

但由于基坑东侧有一市政道路挡墙，且挡墙与基坑距离较近，仅有4.31m，故东侧采取“排桩＋锚索”的支护形式。

6.3止水方案选型分析

考虑地下水对周边建(构)筑物、道路的影响，为确保止水效果，本设计方案采用：坑外截水帷幕＋坑顶截排水＋坑内集中抽排降水相结合的方式，截水方案选用支护桩后设直径500mm、间距300mm、搭接200mm的深搅止水桩。

6.4挡土墙的保护方案

该挡土墙基础埋深位于基底标高以上，如基础以下土体不能够自稳，则会导致挡土墙整体滑移甚至倾覆，因此挡墙加固保护是必要的。

对于挡土墙抗滑移或抗倾覆稳定性不足的问题，常用的加固方法有以下几种：

（1）坡顶卸载。将上部一定高度的挡土墙拆除，对填土进行放坡并做好坡面防护；

（2）采用注浆等措施，增加填土的抗剪强度，减少主动土压力，减小滑移力以及倾覆力矩；

（3）增加挡墙厚度，使挡墙自重增加，增大抗滑移及抗倾覆力矩。

第一种方法拆除上部挡墙，并对填土进行放坡，将改变坡顶现有的道路及休闲绿地景观；第二种方法虽然可以增加土的抗剪强度，减少墙背土压力，但是抗剪强度增加的幅度和注浆量等参数需要进行现场试验确定，周期较长且加固费用较高；第三种方法将使挡土墙厚度增加较多，而挡土墙与基坑距离过近，加固后对基坑开挖造成很大影响。

针对本挡土墙的特点及现场施工条件，经技术经济比较，决定采用一个H型钢组合结构对原挡土墙进行加固保护。加固措施详见挡土墙保护结构的剖面图及平面图。

6.5管涵改迁方案

　　由于排桩距离市政道路挡土墙很近，仅有２米，无法预埋管道排水，因此本方案采取将五根管道的排水通过一个明渠绕过二号基坑集中排到原定排水点。根据相关资料计算得知，明渠的净流面积不得小于４m2。结合现场条件，本方案选用2600×2300（其中净流面积为2000×2000）,详见管涵改迁剖面图及平面图。

７、设计计算及结果

7.1支护原则

    设计原则:安全可靠，经济合理，施工高效。

设计目标:保证坑壁稳定安全，达到服务期限要求。

7.2支护目标

    安全可靠性:能确保基坑工程及周边环境的安全。

    经济合理性:在保证基坑工程支护结构安全可靠的前提下，从工期、材料、设备、人工及环境保护多方面综合进行合理的支护结构设计。

    服务期限要求:在安全可靠、经济合理的原则下，最大限度满足便利施工

缩短工期的要求。服务期限为主体结构施工至±0.000或支护结构施工完成的１

年内。

7.3设计计算参数选取

    (1)地质参数(土层参数)选取

    根据设计需求，土层参数取至-16. 0m～-23. 2m，跨越７个土层，根据本项

目地质勘察资料，结合类似工程施工经验，土层参数按照地勘报告进行选取，详

见表2。

(2)基坑安全及重要性系数选取

一级：

      基坑侧壁重要性系数γ＝1.10；

      整体稳定安全系数K≥1.35；

      抗倾覆稳定安全系数K≥1.25；

      抗隆起稳定安全系数K≥1.80。

三级：

基坑侧壁重要性系数γ＝0.90；

      整体稳定安全系数K≥1.25；

      抗隆起稳定安全系数K≥1.40。

 (3)荷载及荷载组合选取

按临时基坑支护荷载组合设计:坑边5m内堆载5KPa,5m外堆载20KPa，

路面动载＋毛石挡墙和填土总荷载120KPa。

7.4设计计算结果

    根据本基坑实际开挖深度，结合周边环境，将基坑支护结构划分为６个剖面，并结合上述土层参数，进行设计计算，计算结果见表3。

表3  设计计算结果表

根据确定支护方案，设计支护结构包含支护桩、钢筋混凝土冠梁、腰梁、预应力锚索。具体如下:

8.1支护桩

1-1、2-2剖面支护桩采用长螺旋灌注桩，桩长L=9m，桩径Φ=800mm，桩间距1600mm；混凝土强度等级为 C30，采用商品混凝土进行浇筑，混凝土保护层厚度:50mm，桩身配筋详见桩身配筋图；

8.2钢筋混凝土冠梁、腰梁

    　(1)支护桩顶设置3000×800钢筋混凝土冠梁，冠梁混凝土强度等级为C30,钢筋保护层:50mm；在二层锚索处设置钢筋混凝土腰梁，截面尺寸为600×500，混凝土强度等级为C30,钢筋保护层:35mm；

      (2)混凝土尽量整体浇筑，若必须分段浇筑时，须严格按施工缝要求处理；

      (3)主筋连接:采用搭接焊接，接头在同一截面处数量应不超过50%。

8.3挂网喷射混凝土面层

      挂网喷射混凝土面层:在基坑侧壁上安置Φ8@150×150钢筋网，喷厚80mmC20细石混凝土面层；喷射混凝土面层水泥采用强度等级为32. 5的矿渣硅酸盐水泥，喷射混凝上配比(质量比)为:水泥:砂:石子=1:2:2.5，外加水泥用量5％的速凝剂。

8.4预应力锚索

锚索索体为1860级钢绞线，在土层内的锚索孔径为150mm，根据土层情况，为防止塌孔，必要时宜采用跟管钻孔工艺成孔。锚索注浆为纯水泥浆，水灰比为0.5～0.65，采用二次高压注浆工艺施工，第一次注浆压力为0.4～0.6MPa，注浆时注意观察基坑周边地面情况，防止喷浆、漏浆发生，第二次注浆应在一次注浆结束24h～48h进行，注浆压力2.0～5.0MPa。预应力锚索张拉锁定荷载为200KN，锚索承载力锁定荷载需要根据锚索现场基本试验参数确定，并根据基坑试验情况调整设计参数。

9、基坑降排水方案

9.1止水帷幕

基坑止水采用Φ500mm的深搅止水桩，桩长L=7～10m，间距300mm，止水桩桩底进入④层粘土隔水层不少于2m，水泥采用强度等级为32.5的矿渣硅酸盐水泥，水灰比为0.5～0.6，水泥掺入量为20%，早强减水剂为水泥用量的3‰。

9.2排水沟

    坑内围绕基坑周圈设置300×300mm排水沟，将坑内地下水疏导至基坑周边降水井集中抽排。

9.3降水井

    (1)降水井:基坑内沿周边及坑内共设1６口降水井，采用旋挖钻机成孔插入钢管成井，机井周边全部开孔填碎石，施工时井壁周圈采用水泥砂浆封堵。成孔直径为1.0m，孔内插入Φ630、δ=6mm钢管外包裹滤网，井深４m,降水井标高为900. 45。

(2)降水井数量、位置、井深可根据实际情况局部调整。

10、土方开挖与支护结构施工规划

1基坑开挖前应按方案定出地下室轮廓线、基坑垂直开挖线、支护桩轴线，进行支护桩及止水帷幕施工，然后严格按开挖线分层分序开挖坑内土方。

2支护结构施工及土方开挖顺序

(1)清理地下障碍、开挖土方至冠梁顶标高；

(2)先施工后排止水帷幕，再施工长螺旋挖孔灌注桩；

(3)人工凿桩头.开挖冠梁沟槽，施工桩顶冠梁；

(4)土方开挖至第一层锚索标高，施工第一层锚索及腰梁；

(5)开挖土方至第二层锚索标高，开始进行第二层锚索施工；

(6)开挖土方至基坑底，开始施工主体结构底板。

11、安全监测方案

    根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)、(建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009),结合本工程实际，本基坑开挖与支护的监测工作拟采用以下内容:

11.1支护桩顶冠梁变形监测

    (1)支护桩顶冠梁水平位移监测

    监测项目:监测支护结构桩顶的水平位移;

    监测点布置:监测点设置于支护桩顶冠梁上;

    监测仪器:采用全站仪监测。

    (2)支护桩顶冠梁垂直位移监测

    监测项目:监测支护结构的垂直位移:

    监测点布置:监测点布置于支护桩顶冠梁上，与水平位移监测点布置于一点;

    监测仪器:采用水准仪监测。

    (3)监测频次:土方开挖后每天进行1次监测直至变形收敛，遇到特殊情况需加大监测频率。

11.2基坑临近建(构)筑物监测

    (1)管线位移监测

    a.管线上监测点根据现场各管线观察井口位置布置，进行间接观测或采用目测法测量:

    b.土方开挖后每天进行一次监测直至基坑土方回填，遇到特殊情况需加大监测频率。

    (2)临近道路沉降监测

    a.监测点采用埋入式标志，测站点采用带有强制对中装置的监测墩，埋设标志在基坑开挖之前；

    b.在基坑开外影响范围内，靠近基坑一侧道路路沿石上布设监测点，观测周边道路沉降。

11.3坑外土体深层水平位移监测点

    监测项目:坑外土体深层水平位移监测点；

    监测点布置:在团结大街一侧对变形敏感及易引起纠纷的地段设置8个深层土体位移监测点，布置在支护桩后1.0m位置；每个监测点设置平面位置、长度详见“监测点平面布置图”，坑外深层水平位移监测点甚至长度比支护桩加长3. 0m采用地质钻机引孔，引孔直径130mm,侧斜管采用PVG管，内径70mm；

      监测仪器:测斜仪采用钢弦式侧斜仪。

11.4支护桩侧向变形监侧

      (I)支护桩侧向变形采用测斜仪监测，测斜仪采用钥弦式测斜仪，测斜管绑扎在钢筋笼上；

      (2)监测频次:土方每开挖一层进行一次监测直至基坑土方回填，遇到特殊情况需加密监测频率。

11.5基坑支护结构内力监侧

      (I)支护桩内力监测

    a.监测仪器:采用钢弦式钢筋测力计侧量支护桩内钢筋应力，从而计算出支护桩的弯矩及剪力；

    b.钢筋测力计在支护桩的桩前和桩后成对称布置，并在支护桩竖向每3. 0m布置一对；

    c.选取的监侧桩位与基坑侧向变形监测位置一致。

11.6基坑开挖过程地下管线监侧

    (I)主要监测基坑周边管线沉降，采用标杆进行监测；

(2)施工前，查明管线的位置及埋深，施工过程中每3天监测一次。

11.7主要监测项目一览表

基坑工程围护设计是一门综合性的岩土工程工作，设计质量是保证基坑稳定、安全的前提条件，但在后期基坑支护施工时，为避免地下水的自然平衡状态发生变化，基坑监测工作未按设计要求进行，未能达到信息化施工要求，还应做好安全应急预案和应急抢险准备。

(1)施工单位严格按照设计文件布置监测点，按相关规范进行监测工作，监测过程中，达到报警值时，应迅速通知设计单位协助分析、处理。

(2)保持设计文件的严肃性，禁止随意修改、调整支护体系的布置。

(3)施工止水桩时，若遇到地下障碍难以施工，可采用高压旋喷止水桩或冲击钻破除障碍后再进行施工。

(4)现场应准备一定数量的抢险器材，如组合型钢、纺织袋、草袋、砂、石料、钢筋管等，当基坑变形时，在变形过大处采取反压措施。

(5)上方开挖施工阶段，现场24小时配备挖掘机，挖机手24小时值班，当坑壁出现失稳或坍塌现象时，立即在失稳或坍塌位置进行坑顶卸载，坑底压角。

(6)施工前，应按设计文件所示意的周边地下管网情况进行详细调查，确定管网的埋深、走向与设计文件相符时，再进行施工。

(7)当基坑侧壁发生涌水、涌砂时，应根据涌水〔砂)量的大小，及时查找水源，封堵源头。如果水量很小，可采用埋设导流管疏导引水的办法处理；如果水量较大又伴有泥砂流出，应及时采取高压注浆花管封堵流砂。

(8)切实作好变形观测及反馈制度，及时作出预警报告。根据监测资料结果，如发现水平位移累计量超过基坑支护设计方案要求、变形发展速率较大、变形曲线呈不收敛态势，则应及时研究并采取如下措施:

a.立即停止挖土作业，必要时挖土回填反压坑底，防止变形急剧发展；

b.立即启动施工安全应急机构，设置警戒或隔离，撤离无关人员，组织相应的施工救援资源；

c.立即清除基坑上部附加荷载，减轻基坑上部重压；

d.检查基坑上部是否有渗漏水情况，若有渗漏水情况必须封堵严密或疏导引流。如遇暴雨天气，基坑上方必须覆盖塑料薄膜防止雨水渗入土体使变形加剧；

e.在基坑边采用竖向注浆的办法加固坑边土体。

13、注意事项

13.1土方开挖

土方开挖与支撑施工同时进行，开挖一层支护一层，开挖完成支护结束。严禁超挖或欠挖土方，分段开挖土方每段土方开挖长度不超过30m，土方开挖服从支护的总体要求，在开挖时间、深度和宽度上与支护作业密切配合，确保支护施工顺利进行，节省施工工期。土方开挖施工过程中，须严防挖机碰撞、损坏支护桩、冠梁、腰梁等成品或半成品。

13.2坑边堆载

基坑周边2. 0m范围内禁止任何堆载及动力荷载，基坑周边2. 0m范围外不允许集中堆载，均布堆载不得超过2T/m2。

13.3坑中坑处理

因缺少本项目结构基础施工图纸，本支护方案未考虑电梯井等坑中坑的支护方案，坑中坑处理方案待主体结构施工图提供后，根据电梯井结构施工图再进行单独处理。下载本文