浙江水泥土搅拌桩基坑围护设计方案(附图纸计算书)

'第一章设计篇一、设计依据1、xxxx规划建筑设计研究院提供的结构图纸等；2、xx工程勘察院提供的《xxxx地区管理用房岩土工程勘察报告》；3、国家行业标准：《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)；4、国家行业标准：《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）；5、国家行业标准：《混凝土结构设计规程》（GB50010-2002）；6、国家行业标准：《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）；7、xx省标准：《建筑基坑支护技术规程》(DB33/T1008-2000)；8、xx省标准：《建筑地基基础设计规范》(J10252-2003)；9、xx市行业标准：《xx市软土深基坑支护设计与施工暂行技术规定》；10、《xx市深基坑工程管理暂行规定》；11、xx市标准：《基坑工程设计规程》(DBJ-61-97)；12、冶金部标准：《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-97)；13、以往有关类似工程设计计算、监测、施工经验积累;14、其他有关设计计算与施工的规范及规程。二、设计原则1、施工过程中确保基坑内工程桩的完好。2、确保基坑外道路及构筑物的安全。3、在确保基坑安全施工情况下，使工程施工尽可能方便、快速及造价低廉。4、保证基坑支护结构安全可靠及土体的整体稳定性，同时确保支护结构在施工期的安全。三、工程概况拟建xxxx地区管理用房位于在建xx桥南侧西面，包括办公楼、食堂，总用地面积9776m2。办公楼为3层建筑，设地下室一层，地上建筑面积5300m2，地下建筑面积1170m2。食堂建筑面积586m2。现场北侧靠近江堤处地面平均标高为黄海高程3.0m，其余地面平均标高为黄海高程2.40m。计算深度由基础梁垫层底确定，基坑深度为0.7m~3.6m。基坑内工程桩为预应力混凝土管桩。基坑开挖面积约为2769m2，基坑四周延长米为340m。四、工程地质条件1、土质条件由xx工程勘察院提供的《xxxx地区管理用房岩土工程勘察报告》，对地基土叙述如下：按地基土的土性特征、埋藏分布条件及其物理力学性质，将场地勘察深度范围内的地基土，划分为8个工程地质层（组），细分为11个工程地质亚层，现由浅至深分述如下：Z层：杂填土9 灰色，松散，以粘性土为主，夹碎石，直径大小不一，自上而下含量变少。在ZK6、J7、ZK8一线地坪浇筑有混凝土，厚约20cm左右。该层场地内均有分布，揭见层厚0.7~2.4m。1层：粘土灰黄色，可塑，厚层状，具中等压缩性，干强度高，韧性高，摇震反应无，土质自上而下渐变软。土质不均，局部为粉质粘土。该层主要沿奉化江一侧由于填土较厚而缺失，场地大部分布，揭见层厚0.3~1.3m，层顶埋深0.7~1.8m，相应标高0.65~2.08m。2层：淤泥质粉质粘土灰色，流塑，薄层状，具高压缩性，粘性土层厚2~3mm，夹粉土粉砂薄膜，含量分布不均，局部地段粉粒含量较少，相变为淤泥质粘土，干强度中等，韧性中等，摇震反应无。该层全场均有分布，揭见层厚8.1~11.1m，层顶埋深1.8~2.4m，相应标高0.25~0.78m。3层：粉质粘土：灰色，流塑，厚层状，具高压缩性，干强度中等，韧性中等，摇震反应无，夹粉砂，含量自上而下变少。该层全场均有分布，揭见层厚1.2~3.9m，层顶埋深10.5~13.0m，相应标高-7.36~-10.73m。5a层：粉质粘土灰黄色，顶部少量黄绿色，硬可塑，厚层状，具中等压缩性，干强度中等，韧性中等，摇震反应无。土质不均，局部为粘土。该层全场均有分布，揭见层厚2.5~4.1m，层顶埋深13.4~14.6m，相应标高-10.95~-12.33m。5b层：粉质粘土灰黄色，软可塑，薄层状，具中等压缩性，干强度中等，韧性中等，摇震反应无，夹粉土，分布不均。该层全场均有分布，揭见层厚7.7~10.4m，层顶埋深16.5~18.6m，相应标高-14.56~-16.33m。5b"层：粉质粘土灰黄色，软塑状为主，薄层状，粉粒含量较高，局部富集，具中等压缩性，干强度中等~低，韧性中等~低，摇震反应无~慢。该层为5b层相变层，呈透镜体状分布，仅在ZK1、J3、J10孔中揭见，层厚2.0~5.0m，层顶埋深22.0~23.8m，相应标高-19.38~-21.36m。6a层：粉质粘土灰色，软塑，厚层状，往下渐变为薄层状，局部上部粉粒含量较少，或呈粘土，往下夹粉土含量渐多，具中等偏高压缩性，干强度中等，韧性中等，摇震反应无。该层全场均有分布，揭见层厚9.0~11.0m，层顶埋深25.3~28.0m，相应标高-22.75~-26.36m。6b层：砂质粉土灰色，密实，厚层状，具层理，湿，饱和，具低压缩性，干强度低，韧性低，摇震反应快。该层全场均有分布，揭穿层厚2.5~4.2m，层顶埋深37.0~38.6m，相应标高-34.22~-35.56m。6c层：粉质粘土灰色，可塑，厚层状，局部具层理，具中等压缩性，干强度中等，韧性中等，摇震反应无，粉粒含量分布极为不均，土质不一。该层全场均有分布，揭见层厚4.2~10.5m，层顶埋深40.1~41.2m，相应标高-37.62~-38.70m。8层：粉砂9 灰绿色，中密，厚层状，偶见粘性土团块，湿，饱和，具低压缩性。该仅ZK1孔揭见，揭见层厚1.9m（未穿），层顶埋深51.0m，相应标高-48.56m。2、地下水场地浅部地下水以孔隙潜水为主，含水层组由浅部填土和全新统海积淤泥质土、粘性土组成，含水性差，渗透性弱。潜水位主要受大气降水影响，年变幅可达1m左右。勘察期间，测得地下水位埋深1.2m左右，相当于黄海高程1.3m左右。五、周边环境基坑周边环境表表一方向环境描述东侧在建xx桥，基坑边线距离红线8.3m；南侧原厂区进出道路，施工期间封闭道路；西侧厂区厂房建筑，基坑边线距离最近距离红线3.9m，靠近高压铁塔；北侧基坑边线距离奉化江江堤13.1m，且距离红线较近。六、地下室特点1、基坑开挖深度较浅，开挖面积约为2769m2，基坑四周延长米为340m。基坑深度为0.7m~3.6m，属于三级基坑。2、基坑内工程桩为预应力混凝土管桩，挤土效应较大。基坑支护需控制变形，并加强对工程桩的保护及监测。3、基坑开挖范围内以粘土及淤泥质粉质粘土为主；基坑底部土层为2层淤泥质粉质粘土，土质较差，抗剪强度低。4、基坑开挖时，可能处于台风季节，应及时做好排水降水措施。七、基坑支护形式选取根据工程开挖深度、土层性质以及周边场地条件，对设计中有可能采用的几种支护方式进行分析比较。（一）方案一：土钉墙支护采用土钉墙支护在一层地下室的基坑中应用较多，该围护方式安全可以保证，施工方便，价格便宜。但针对本工程，由于北侧基坑靠近江堤，且基坑边线与红线的距离较小，故放坡方案难以实施。（二）方案二：水泥土搅拌桩水泥土搅拌桩的围护形式，在本地区的实际工程中应用广泛，已具备丰富的设计及施工经验，安全性及经济性均有保证。采用水泥土搅拌桩的方案，搅拌桩的直径、间距、入土深度均可完全按需要进行设计和施工，具有很大的灵活性，可将有限的材料用到必要的地方。由于基坑北侧的杂填土土层有一定的厚度，并且开挖深度达到2.35m，故在该区域采用水泥土搅拌桩进行围护。（三）方案三：局部放坡基坑南侧由于开挖深度较浅，开挖深度仅为0.7m，采用1：1的放坡。（三）方案四：排桩围护基坑西侧紧挨高压铁塔，为了严格控制开挖区域内土体的变形，采用Φ550@700钻孔灌注桩，桩长11m。第二章施工篇9 一、支护结构施工施工单位应根据围护设计图纸编制详细、可行的施工组织设计，并组织专家进行论证。1、水泥搅拌桩施工1)搅拌桩施工的关键是必须保证桩施工的连续性，保证桩的垂直度。2)围护桩采用φ700的双头水泥搅拌桩，桩间搭接200，水泥搅拌桩采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺和量为15%，水灰比0.50。3)为了提高水泥土早期强度，外掺石膏粉和三乙醇胺，掺入量为水泥掺量的2%和0.1%。4)在水泥搅拌桩施工前，需根据现场实际情况对桩位进行排除或排障换土处理。5)搅拌桩按两次送浆喷搅施工，从设计桩顶面开始送浆，连续搅拌喷浆至设计深度，原地搅拌半分钟，反转搅拌提升至设计桩顶面，再次喷浆搅拌下沉至设计桩深度，再反转搅拌提升至设计顶面，升降速度为1.0～1.2m/min。6)施工时应做到桩桩咬合，上下均匀。搅拌桩桩位偏差不应大于50mm，桩身垂直度偏差不应大于0.5%。7)应确保水泥搅拌桩28天无侧限抗压强度达到0.8Mpa以上。8)围护中水泥搅拌桩宜提前进行施工，以利于节省工期。2、钻孔灌注桩施工1)桩内主筋沿桩身均匀布置，并尽量减少钢筋接头，桩内主筋搭接采用焊接，焊接长度以及焊条需符合规范要求。2)钻孔过程中应防止缩径和塌孔，应确保桩底清渣质量和桩身垂直度。3)充盈系数不小于1.1。4)桩身混凝土采用C25，桩主筋保护层厚度为50mm。5)打桩施工顺序为跳打法。6)桩位偏差不得超过50mm，否则会影响相邻桩及冠梁施工。7)为确保桩顶砼强度，要求施工控制超灌高度超过1.0m。二、基坑开挖施工1、挖土要求基坑开挖施工是整个地下工程施工的关键工序，由土方施工单位提出挖土施工组织设计方案，基本要求如下：1)按设计要求挖除坑外土层到设计标高，并设好砼面层。2)待围护结构强度达到80%后，开挖基坑土体，要求分层分段开挖，每层厚度不宜大于1.5m，至底板底标高后及时设垫层。3)挖地槽至地梁及承台垫层底标高，边挖边设垫层及砖模。挖土以机械挖土为主，人工挖土为辅，底板底以下土体必须用人工开挖，机械挖土至设计标高后，立即进行人工修土和设垫层，并且必须在24小时内完成。4)在用机械挖土时必须注意，挖土深度严禁超过设计标高，不得损坏工程桩，避免扰动开挖以下的土体。5)9 坑内挖土不得留陡坡，以免基坑内土体滑移而引起工程桩偏位。挖出土体及时外运，不得堆放在基坑四周，基坑外侧施工挖出土方也需及时外运。1)挖土施工应做到“五边”施工，即：边挖、边凿、边铺、边浇、边砌，保证基坑土体不长期暴露，确保基坑稳定。2)基坑挖土前应根据上述挖土要求及实际情况，制定合理的挖土方案。基坑挖土方案应经建设、设计及监理单位等各方认可后方能实施。2、现场管理1)严格遵守施工程序，把好每道施工环节，按图纸及要求进行施工。2)严格把好材料质量关，特别是钢筋、水泥、砂石等质量应符合要求。3)加强监督，每进行一道工艺都应严格检查，发现问题及时处理。4)施工过程中严禁基坑周边地面荷载超过设计荷载，局部地段须另行加固（如车道、砼泵车停放位置等）。5)土方开挖前后，建设单位应邀请专业监测单位对基坑的位移定时监测，发现异常情况及时采取应急措施。三、坑内外排水措施基坑开挖时来水主要为地表水和雨水，为减少水对土体的不利影响，须做好有效的坑内外排水、止水工作。坑外地表设100mm厚C20喷射混凝土面层，以阻止坑外来水渗入坑边或坑内。同时，在基坑外四周设置300×300的排水沟，排水沟捣100厚300mm宽C10砼作基础，沟深300mm，沟侧边用M5水泥砂浆砌灰砂砖240mm厚，内侧与顶面批1：2.5水泥砂浆25厚，纵向坡度0.15%，排向集水井。基坑顶及一级边坡角，沿排水沟每25m设置一个集水井，基坑底面分别沿横、纵向每隔50m设一个集水井，从地下室底板向下设置，集水井尺寸为500（宽）×500（长）×600mm（深），240mm厚灰砂砖墙，M5水泥砂浆砌筑，内侧与顶面批1：2.5水泥砂浆25厚。对局部出现的桩间漏土现象，需及时用砖块砌筑，并用水泥砂浆抹面。四、应急措施1、应急措施当基坑位移达到报警值，或支护结构严重开裂变形，有破坏迹象时等现象时，需采取以下应急措施：1)在施工过程中，支护体位移较大时，可采取坑顶挖土卸荷，或者回填反压等措施。2)在环梁上增设钢管对（角）撑或斜撑。3)施工现场应配备一定数量的型钢、钢筋、钢管等应急备用材料。2、坑外地面荷载发生变化如发生局部位置荷载较大，可以考虑采取卸载、加强围护结构等措施。第三章监测篇一、基坑监测为了确保围护结构的安全施工，必须对整个基坑施工过程和内部结构回筑过程进行施工监测。对深基坑施工过程进行综合监测非常重要：可以验证支护结构设计，指导基坑开挖和支护结构的施工或及时对局部进行加固调整；保证基坑支护结构和相邻建筑物的安全。1、监测内容9 基坑侧向变形观测是基坑开挖支护施工过程监测中一项较为直观和有效的方法，常用测斜仪进行测量，它是一种可以精确测量沿垂直方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器。本工程可采用CX-03D型测斜仪（探头的灵敏度为0.02mm/500mm，数据测斜仪的读数精度为0.01mm）进行深层土体位移观测。沿测斜孔每0.5m为一测点，双向测。基坑布置深层土体位移观测孔5个，监测孔深为16m。2、监测要求1）首次观测成果是各周期观测的初始值，应具有比各周期观测成果更准确可靠的观测精度，宜采取适当增加测回数的措施。2）应定期对使用的基准点或工作基点进行稳定性检测，点位稳定后，检测周期可适当延长，当对变形成果发生怀疑时，应随时进行检核。3）观测前，对所有的仪器设备必须按有关规定进行检校，并作好记录。4）使用同一仪器和设备，固定观测人员，采用相同的观测路线和观测方法。5）尽可能在基本相同的环境和条件下工作。3、监测安排位移监测：在基坑开挖以前，观测2～3次，其观测结果作为各周期观测的初始值。在基坑开始开挖到底板浇筑完毕期间，每天观测一次，当达到监测警戒值时，增加观测次数。在浇筑完底板至±0.00，可以每2天或更长观测一次。4、监测报警值A.坑外有民房及道路处深层土体位移为50mm，变形速率连续三天大于3mm/d。B.其他位置深层土体位移为80mm，变形速率连续三天大于5mm/d。二、支护结构质量检验与监测1、对钻孔灌注桩进行一定数量的小应变监测，以监测其桩身质量及桩长。其余具体质量检测要求详见钻孔灌注桩施工说明及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》。2、基坑开挖前，对水泥土搅拌桩做一定数量的钻芯取样试验，取芯深度至基坑底2m。其余质量检验要求详见水泥土搅拌桩施工说明及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》。。第四章计算篇一、计算内容基坑支护结构设计计算内容主要如下：1、支护结构嵌固深度计算；2、支护结构在不同工况下的内力计算；3、支护结构在不同工况下的变形计算；4、支护结构基坑整体稳定性验算；5、支护结构抗倾覆稳定性验算；6、支护结构抗滑移验算；7、墙底抗隆起验算（普朗德尔安全系数和太沙基安全系数）；9 二、计算参数选取1、土层计算参数xx工程勘察院提供的《xxxx地区管理用房岩土工程勘察报告》将场地浅层土层的物理力学性质等列入下表。土层物理表力学参数表中，C、φ值为勘察报告提供的直剪固快峰值标准值。考虑到坑内工程桩为挤土桩，C、φ值均打8折。2、坑外地面荷载出土口附近荷载按25kPa均布荷载考虑，西侧靠近厂区厂房建筑附近按15kPa均布荷载＋20kPa条形荷载考虑，其余均按15kPa均布荷载考虑。详见计算分区图。3、根据本基坑的开挖深度和周边环境，本基坑的安全等级为三级，侧壁重要系数为0.9。土的物理力学参数表表二层号名称γ(kN/m3)C(kPa)Φ（度）Z层素填土18.45151层粘土17.923（18.4）12.3（9.84）2层淤泥质粉质粘土18.814.7（11.76）9.4（7.52）3层粉质粘土19.323.7（19）13（10.4）注：表中C、φ值为勘察报告提供的直剪固快峰值平均值；（）内为考虑挤土桩效应的8折值。三、土压力计算方法本工程各土层土压力计算采用水土合算模式，土压力分布采用朗肯土压力理论确定，不同土层，取各自的C、φ值。四、计算结果本次计算采用电算方式，采用北京理正深基坑支护结构设计软件F-SPWV5.05版本进行计算，同时通过手工复算校核，计算结果详见各计算书。第五章工程概算篇xx地区管理用房基坑设计围护方案工程造价：1、钻孔灌注桩：约55.8m3，约1200元／m3，计6.7万元2、环梁：约4.37m3，约1000元／m3，计0.437万元3、水泥土搅拌桩：约2258m3，约145元／m3，计32.7万元5、水泥土搅拌桩压顶：约41.1m3，约350元／m3，计1.44万元6、喷射混凝土面层：约100m2，约70元／m2，计0.7万元7、木桩：约362根，约100元/根，计3.62万元9、土方量：约4900m3，约40元/m3，计19.6万元总计：65.2万元（延长米为340米，约1920元/米）注：本估算中单价为市场参考价，实际使用时应以定额为准。9 第（2）-2层：粘质粉土，浅灰色，很湿，稍密，韧性、干强度低，摇振反应中等，切面粗糙，局部缺失。层厚0.80～5.80米，层顶埋深1.60～9 3.60米。第（2）-3层：砂质粉土，青灰色，湿，中密，薄层理发育，夹不规则微薄层粘性，韧性、干强度低，摇振反应迅速，切面粗糙。揭露厚度2.60～8.20米，层顶埋深2.10～5.70米。第（2）-4层：砂质粉土夹粉砂，青灰色，湿，中密，厚层理发育，偶夹粉砂，韧性、干强度低，摇振反应中等，切面粗糙。揭露厚度2.00～14.50米，层顶埋深7.20～10.60米。第（2）-5层：砂质粉土，青灰色，湿，中密，厚层理发育，夹不规则粘999'