深基坑支护方案.doc

深基坑支护方案1.工程概况      本工程位于西城区复兴门外，工会大楼后院，天宁寺西侧，主楼26层，地下室3层；西侧裙楼4层，地下室3层；南侧裙楼4层，地下室2层。基坑深度有5种即：15.15m、13.95m、11.95m、9.40m、6.45m。      基坑南侧紧邻原职工之家大楼，南侧西段有一座高层塔楼，塔楼有一层半地下室，深约7米，南裙楼基坑距塔楼16.38m，西裙楼基坑距塔楼13.4m，南侧有污水管和雨水管，相距5-8m；基坑北侧有一座4层楼，基础埋深约3.0m，距基坑13.7m，并有地下电力线（距基坑7m），污水管（相距6.5m）；基坑东侧距真武庙路3.5m，并有通讯电缆（相距6.5m）；基坑两侧有污水管、热力管、雨水管，相距3.0-4.5m，地下水深度-14米，具体基坑布局情况见附图一。2、深基坑支护方案的选择     由于本工程场地狭小，周边环境复杂，中标承诺工期短（共计848天），开工日期为1998年12月16日，此时正值北京冬季，土方及垫层能否在春节前施工完，将影响春节后的工程进度，弱采取常规的放坡开挖，由于基坑深，场地小，基坑的稳定安全性将受到影响，且放坡开挖后将超过施工红线，因此此方案被排除；若采用护坡桩施工，则基坑开挖时间将推后，春节总体控制计划将受到影响，且按此方案存在土方回填和费用较高的特点；经过各种方案的认真讨论，结合工程的实际情况，本工程基坑支护采取喷锚支护，喷锚的边壁作为地下室外墙的外侧模板，选择此种方式进行基坑支护，可边开挖边支护，不影响工程进度，且无回填量，大大节约成本和工期。    喷锚网支护技术（新型土钉）原理是利用沿途介质的自承能力，借助锚杆与周围土体的摩擦力和粘聚力，将外部不稳定土体和深部稳定土体联在一起，形成一个稳定的组合体。锚杆端部互相连接的喷射混凝土面板，由于紧密嵌固于土体中，它不仅能很好的调节锚杆相互之间的应力分布，而且可以很好的起到防水作用。一是防止水冲刷边坡给基础施工带来不便，二是可以有效地防止地下水的渗漏，避免周围地面沉降，影响建筑物的安全。喷锚网由于采用水平压力灌浆新技术，大大加强了地面的承载能力。重型施工机械、车辆可在边坡地面任意行走。喷锚网支护方法的施工不单独占用施工工期，它和土方开挖同时进行，边开挖边支护,无污染，噪声低。到最后的收口时，灵活机动，可以开口放坡、降低马道或者台阶开挖，以便最大限度提高开挖功效，但土回填马道后，再用锚杆将出口加固复原，对边坡无任何影响。3、喷锚支护的设计方案3.1锚杆参数设计     由于基坑环境不同，深度不同，将基坑边壁共分成7类进行支护，采用极限平衡法计算分析基坑边壁整体稳定性和锚杆参数。   计算条件：   锚杆支护后的基坑边壁滑移面为数螺旋曲线   考虑土体为变形体，锚杆同时受到抗拉和抗剪作用   荷载为土体自重、地面建材堆载15KN/m，30吨砼罐车、北侧楼房等对基坑边壁产生的侧向压力，不考虑地下静水压力作用。   计算极限平衡条件下所需总锚固力和总不平衡力矩  分析局部稳定性、施工过程稳定性和整体稳定性。   最终锚杆设计参数及安全系数见附表一 3.2网喷砼护面设计     网喷砼护面的作用主要是限制锚杆之间土体的变形，将土体侧压力有效地传递给锚杆，并调整相邻锚杆的受力状态。根据全长注浆锚杆的受力分析，锚头和面层受力较小，面层的厚高不必太厚。    各类支护网喷砼护面参数为：   -类支护：网筋6200×200,喷层厚度、类为8.0cm，类为6.0cm，强度C20。   -类支护：钢筋6200×200，喷层厚度6.0cm，强度C20。   类支护，网筋6250×250，喷层厚度5.0cm，强度C20。   喷射砼配合比为：水泥：砂：石：水=1：2：2：0.43.3注浆设计     因为注浆砂浆体的强度远比土体强度为高，因此土层锚杆设计中砂浆体强度不是控制参数。     锚杆注浆全部采用孔底加压注浆，注浆压力为0.5mPa，对于松散地层注浆压力为1.0-1.5Mpa。     注浆配合比：水泥：砂：水=1：0.5：0.45。并加三乙醇胺等。4、具体施工措施    土方喷锚支护的施工流程为：制锚开挖基坑钻孔送锚注浆修坡编网筋喷射砼开挖下层土 4.1制锚   锚杆体：22和钢管48，技术质量要求：   锚长允许误差-20cm   锚杆体每隔3-4m做对中架   锚杆体（钢筋）搭焊长度5d，双面焊 4.2开挖    喷锚网支护的特点是边开挖边支护。为保证基坑边壁在开挖工程中土体应力场和应变场不产生过大变化，因此，对土方开挖有严格要求，挖土必须分层分段开挖 4.3钻孔 用洛阳铲和空气冲击钻成孔。   技术质量要求： 孔径大于14cm 孔深允许误差-20c打设角一般为3°-8°。 孔位迂障碍物时允许变动。 4.4注浆   一般为底部注浆   技术质量要求：   配比为水泥：砂：水=1：0.5：0.45，并加三乙醇胺0.3   注浆压力大于0.5Mpa   水泥普425#、中细砂。 4.5修坡面     注浆后进行修坡面，使坡面平整。严格控制坡面到地下室墙体距离。 4.6编网及焊接 技术质量要求： 网筋6200×200, 6为级钢 网筋搭焊长度10cm ,多于3个焊点; 锚头"井"字型,25×25cm,焊接充满空隙4.7喷射砼护面  技术质量要求:  材料:普通425#水泥、中砂、碎石或豆石(粒径小于15cm)  配合比:水泥:砂:石:水=1：2：2：0.4，冬期加3%速凝剂（水泥重量比）  配料的搅拌，上料后水砂石经过喷浆机和输送料管混合，即可达到均拌的目的。 砼强度C20 喷射前坡面作喷射厚度标记，喷射砼面层厚度为8cm、6cm、5cm三种。 喷射砼面层每天浇水养护2-3次，养护7天。 4.8开挖下层            开挖下层土方时间与上层喷射砼强度、注浆强度、地质条件，边壁位移量有关，一般上层砼面层喷射24-36小时后方可进行下层开挖。 5、施工监测    锚喷网支护监测是支护设计中的重要组成部分。通过监测手段可随时掌握基坑周边环境的变化及支护土体的稳定状态、安全程度和支护效果，为设计和施工提供信息。通过信息反馈体系，可及时修改支护参数，改善施工工艺，预防事故发生，本工程基坑设以下监测项目：   1、监测基坑边壁的位移，绘制位移时程曲线，分析变形速率和位移量，确定其对边坡稳定、对地面建筑物和地下管线的影响程度。监测点位置待开挖3m（两排锚杆）后确定监测结果见附图。   2、监测基坑北侧4层楼房的沉降，绘制沉降时程曲线，分析沉降过程趋势和各测点的不均匀沉降量，确定其对楼房的影响程度，监测数据见附图。  6、应用效果6.1缩短了工期，土方开挖与边坡支护同步进行，基坑开挖到基底垫层浇筑完成只用了45天。 6.2解决了场地狭小给施工带来的不利影响，并保证了相邻建筑的安全，基坑四周建筑物和地下各种管线安全无恙。 6.3支护效果良好，基坑支护完成后，根据对基坑边壁几何尺寸进行的测定，边壁完全符合地下室墙体外墙模的要求，另根据基坑边壁位移的时程曲线分析，基坑边壁位移收敛，最大位移量为22mm。6.4取得了良好的经济效益，按此方法进行施工比常规施工减少挖填土方量，合计节省费用60万元，护壁费用节省47万元。