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1、2工程背景 2.1工程概况 2.1.1工程简介吉林省溪馨名苑工程位于长春市人民大街以东，解放路以南，岳阳街以西、至善路以北。项目总规划用地面积5000m2，规划建筑密度50%，规划容积率25%。拟建建筑总建筑面积约为4.5万m2，地上12层，设地下室1层，0.00=15.80m，开挖前地面标高-1.48m，基坑拟开挖长78m，宽58m，基坑开挖深度为8.0m，其边坡拟采用土钉墙支护。2.1.2周边环境条件基坑周边环境见下图2.1所示：中国农业银行 基坑人 民 大 街 至 解 善放 路路 岳 阳 街 图2.1 吉林省溪馨名苑工程基坑及周边环境示意图2.2工程地质及水文地质条件 2.2.1周边环境
2、条件参照长春市岩土工程勘察报告得知基坑开挖深度范围内，主要以杂填土层，粉质粘土，砂、砾、卵石层，粘土层为主。 依据勘察报告，该场地土层参数如下：表2.1地质勘探表序号h(m)(kN/m3)c(kPa)() 极限摩阻(kPa)土类型12.0018.0010.0016.0040.00杂填土22.0018.2012.0018.0045.00粉质粘土36.0019.403.008.0048.00砾砂44.0019.805.0010.0060.00砂质泥岩53.0019.9015.0020.0085.00粘土层注：h为土层厚度(m)，为土重度(kN/m3)，c为内聚力(kPa)， 为内摩擦角()。2.2
3、.2周边环境条件（1）场区地下水分布本工程岩土工程勘察期间（2010年11月）于钻孔深度范围内（最深31.00m）未测量到地下水位。（2）历年最高地下水位情况拟建场地历年（自1955年以来）最高地下水位标高为-58.40m。地下水主要补给来源为大气降水，场地地下水位随季节变化，69月份为丰水期，水位年变化幅0.50m1.50m左右。 根据水质分析报告及地区经验，地下水及土对混凝土和混凝土中的钢筋无腐蚀性。 3基坑降水方案设计 3.1基坑降水概述及方案选择本工程岩土工程勘察期间（2010年11月）于钻孔深度范围内（最深31.00m）未测量到地下水位。拟建场地历年（自1955年以来）最高地下水位标
4、高为-58.40m。地下水主要补给来源为大气降水，场地地下水位随季节变化，69月份为丰水期，水位年变化幅0.50m1.50m左右。根据水质分析报告及地区经验，地下水及土对混凝土和混凝土中的钢筋无腐蚀性。由于本工程的基坑与周围建筑物的距离太近及地下水位比较低，若采用井点降水，会对周围已有建构筑物和地下管线造成较大影响，所以本工程选择采用明排水沟排水。在水量比较丰富相对标高较低的地方设置集水坑，沿集水坑周边开挖排水沟，采用疏导的方法将明水汇集在几个集水坑内，再由污水泵将其抽排到基坑上面的沉砂池，集水坑随土方开挖标高降低而改变。3.2基坑降水方案设计排水沟在施工时，一般开挖在基坑周围的一侧或两侧，有
5、时设在基坑的中心。根据基坑的面积及深基坑工程设计施工手册，本工程选择沿基坑边坡底开挖宽400mm，深于基坑底以下400mm的明沟，并大约2030m设置一个集水坑，基坑边坡土层中渗出的孔隙水及雨水将沿排水沟流向集水井，在集水井内设置污水泵，污水泵将汇集的污水排出基坑，达到排水的目的。基坑明沟排水具体设计方案如下：明沟沿基坑边坡坡底贯通设置，在基坑的北面和南面分别设置两个集水井，东面和西面分别设置三个集水井。排水沟按照截面尺寸400mm400mm进行开挖，沟外壁距边坡底部30cm，采取人工开挖的方法，排水沟上面与基底土平，底平取两集水井之间距离中的最高点，按照1%坡度坡向集水井，保证排水沟排水畅通
6、。集水井底低于排水沟底50cm，保证潜水泵能全部没入水中。基底土平以下部分集水井为倒棱台样式，上口内径宽80cm，下口径宽50cm，采用灰砂砖干铺。在排水沟挖完后，经监理方确认后，立即将明沟内放置75的PVC管，管身用电锤打上排水孔，再用卵石将PVC管覆盖。目的是为了避免在浇筑混凝土垫层后，沟被垫层覆盖无法继续排水。在基坑明沟排水过程中，应该注意当明沟排水设施完成后，应该安排专人管理排水设施。每天不定时检查各个集水井内水位情况，一旦水位超过规定限位，应立即开泵抽水，特别是下雨时，应全天巡查井内水位情况，及时开停抽水泵。 4基坑支护方案设计 4.1基坑支护方案选择基坑工程大多是临时性工程，工程经
7、费限制很紧，但在基坑工程的设计与施工中，不仅要保证整个支护结构在施工过程中的安全，而且要控制结构和周围土体的变形，以保证周围环境的安全，在安全的前提下，设计要合理，又能节约造价、方便施工、缩短工期20-21。基坑支护结构方案设计也应利于节约资源、符合可持续发展的要求，实现综合的经济和社会效益22。建筑基坑支护结构通常分为桩(墙)式支护体系和重力式支护体系两大类。基坑支护结构按照其坑壁结构可以分为直立壁拉锚（或土钉，土锚杆）、直立壁内支撑、直立壁无支撑。按作用力形式又可分为：支撑型和拉锚型23。支护类型分为预制混凝土板桩支护结构、水泥土搅拌桩支护结构、钢板桩支护结构、高压旋喷桩挡墙支护结构、土钉
8、墙支护结构等。预制混凝土板桩支护结构可以与主体结构相结合，施工便捷，所用工期短，造价低，在打桩振动时对周围的环境影响很大，在建筑物密集地区不适合使用。水泥土搅拌桩支护结构虽然施工噪声低，对周围环境影响小，造价低，但是围护挡墙较宽，占面积较大，适合用在深度不大于7m的基坑工程中。钢板桩支护结构具有耐久性，可以回拔进行回收利用，施工方便，所用工期较短，钢板桩来自工厂的成品，强度、接缝的精度等质量具有一定的保证，可靠性高，但是钢板桩刚度比排桩和地下连续墙的刚度低，开挖后挠度变形比较大。高压旋喷桩挡墙支护结构墙体较厚，占用面积比较多，工艺复杂，造价较高，同时，施工时需作排污处理。土钉墙支护结构施工设备
9、简单，不占或少占单独作业时间，施工效率高，占用周期短，施工不需单独占用场地，对现场狭小，放坡困难，有相邻建筑物时显示其优越性，造价低，施工噪音、振动小对相邻建筑物影响不大。综合考虑现场的周边环境及岩土层组合条件，为尽可能避免基坑开挖后对周围道路及建筑物的影响，本着“安全可靠、经济合理、技术可行、方便施工”的原则，经过细致分析、计算和方案比较，本工程选择土钉墙支护结构较为合理24。4.2基坑支护方案设计计算本工程施工场区各土层的工程地质参数如下：表4.1地质勘探表序号H（m）重度（kN/m3）粘聚力c（kPa）内摩擦角（） 极限摩阻（kPa）土类型12.0018.0010.0016.0040.0
10、0杂填土22.0018.2012.0018.0045.00粉质粘土36.0019.403.008.0048.00砾砂44.0019.805.0010.0060.00砂质泥岩53.0019.9015.0020.0085.00粘土层根据土坡的设计几何尺寸及可能出现的潜在破裂面位置，初步选择土钉长度，间距与孔径等参数。下面对本次土钉支护设计方案进行假设，本工程开挖深度为8m，支护位置是指本次设计工程的所有边坡，土钉支护放坡坡面高宽比取1：0.2，即坡角为78.70，沿基坑深度范围内共设5层土钉，第一层土钉距地面1.5m，以下按照土钉层距水平间距=1.5m1.5m进行布设（上下排呈梅花型布置），土钉选
11、用22钢筋，从上到下土钉长度依次为5m，6m，6m，6m，6m，土钉孔径取为100mm，土钉入射角度为10。下面是对注浆材料，面层钢筋网，面层混凝土的选择和要求。最常用的注浆材料为水泥砂浆和水泥浆，土钉孔灌注水泥浆的水灰比为0.5，水泥浆等级强度不低于M10，最常用的配合比为水：水泥：砂=0.400.45：1：1和水：水泥=0.40.45：1，根据特殊情况下，也可掺入其他水泥外加剂。注浆强度不低于50MPa。面层钢筋网按8200mm200mm布置，保护层厚度30mm，上下段钢筋网搭接长度大于300mm。面层混凝土强度等级为C20，厚度为80mm。土钉支护主要参数表如表4.2：表4.2土钉支护主
12、要参数表序号水平间距（m）垂直间距（m）入射角度（）钻孔直径（mm）埋深（m）土钉长度（m）11.51.5101001.5521.51.5101003.0631.51.5101004.5641.51.5101006.0651.51.5101007.56土钉支护初步设计图如下图4.1：图4.1土钉支护初步设计图4.2.1土压力计算本工程地下水位较低，所以在计算土压力和开挖深度范围内土体的力学性质指标加权平均值时不需考虑水的作用。假设基坑上部深度范围视为同一土层，该土层各参数取各土层参数的平均值。粘聚力C平均值： 式（4.1）由式（4.1）得：C=（210+212+63+45+315）/17=7.
13、470kPa重度平均值： 式（4.2）由式（4.2）得：=（218+218.2+619.4+419.8+319.9）/17=19.276KN/m3内摩擦角平均值： 式（4.3）由式（4.3）得：=16.49主动土压力系数ka求解。 式（4.4）根据式（4.4）求得： 土体侧压力的计算。土钉长度中点所处深度位置上的侧压力： 式（4.5）式中：pm 土钉长度中点所处深度位置上由支护土体自重引起的侧压力；pq 地表均布荷载引起的侧压力。 a.求解由自重引起的侧压力pm。对于 的砂土和粉土： 式（4.6）对于 的粘性土： 式（4.7）另外，规范中对粘性土： 式（4.8）式中：，c 上面求得的基坑深度范围内平均重度，平均粘聚力；H 基坑的深度。本工程中： 由于，所以支护土体自重引起的侧压力pm按式（4.6）进行计算。 将数据代入式（4.6）得：b.求解地表均布荷载引起的侧压力pq。
