基坑支護方案設計
基坑工程是一項系統工程，設計和施工密不可分。以下是小編整理的基坑支護方案設計，歡迎閱讀。
1 工程概況
某工程場地內原為長江邊荒地，原地貌存在大面積水塘，後經建築垃圾回填，場地四周無既有建築及市政管線分佈。本工程主體設計地下2層，地上8層，建築高度為49.9米，總建築面積約6萬平方米，框架剪力牆結構，其中地下部分約3萬平方米。
目前場地自然地面標高為-1.95m，基坑周長約408m，基坑面積約11000m2，基坑底標高分別為-11.9m、-12.6m（承臺底），基坑開挖深度為9.95m，電梯井部分開挖深度為14.05m，基礎採用PHC高強預應力管樁及鑽孔灌注樁。
2 設計依據
2.1 建設單位提供的專案總平面圖、樁點陣圖、承臺平面佈置圖、負一、二層底板結構平面圖。
2.2 核工業南京工程勘察院提供的岩土工程勘察報告。
2.3 《建築地基基礎設計規範》（GB5007-2002）。
2.4 《建築基坑支護技術規程》（JGJ120-99）。
2.5 《南京地區建築地基基礎設計規範》（DGJ32/J12-2005）。
2.6 《混凝土結構設計規範》（GB50010-2010）。
2.7 《建築地基基礎工程施工質量驗收規範》（GB50202-2002）。
2.8 《混凝土工程施工質量驗收規範》（GB20204-2002）。
2.9 《建築基坑工程監測技術規範》（GB50497-2009）。
2.10 其他有關的規範及規程。
3 基坑支護體系方案選擇
3.1 基坑支護特點。根據建設單位提供的工程地質勘察報告及有關資料，本工程基坑支護具有如下特點：①基坑開挖面積較大，約11000m2；②基坑開挖深度為10～14m，屬深基坑，安全等級為一級；③基坑開挖深度及影響範圍內土質較差，基坑坑底隆起問題應引起足夠重視；④坑底上、下土質均為砂質粉土，滲透性較好，止水帷幕十分重要；⑤基坑周邊留空區域較小，環境條件較為不利。
3.2 支護體系方案選擇。可以考慮採用以下幾種方案：①地下連續牆內支撐支護；②單排鑽孔灌注樁懸臂式支護；③單排鑽孔灌注樁拉錨式支護；④單排鑽孔灌注樁加內支撐支護等。
綜合考慮本工程基坑支護開挖深度、周圍環境、工程地質、水文地質條件，投資和工期等因素，以“安全可靠、技術可行、方便施工”為原則，決定採用單排鑽孔灌注樁加內支撐型式支護，鑽孔灌注樁外側加上一排水泥攪拌樁止水，結合地表和坑內明溝加集水坑排水方案。
具體方案如下：①採用φ1100@1300鑽孔灌注樁+兩層鋼筋混凝土支撐作為支護結構，支護樁外側設定φ850@1200三軸深攪樁作為止水帷幕。②第一道支撐梁頂面標高-2.95m，第二道支撐梁頂面標高-7.6m。③排樁、圈樑、圍檁、立柱樁結構混凝土強度均為C35。④φ850@1200三軸深攪樁採用套接一孔法施工，水泥摻入量為20%。⑤支撐立柱樁共計72根，上部採用鋼格構柱，下部採用直徑900mm的鑽孔灌注樁，混凝土C35，鋼格構柱伸入灌注樁內3000mm。
4 設計與施工要求說明
4.1 單排樁內支撐型式支護部分。
4.1.1 鑽孔灌注樁。①基坑四邊均採用單排鑽孔灌注樁加內支撐型式支護，其中EFGH段採用φ1100@1300鑽孔灌注樁，有效樁長20.5m，HJABCDE段採用φ1100@1300鑽孔灌注樁，有效樁長21m，樁身混凝土設計強度為C35，鋼筋籠採用焊接，樁身混凝土保護層厚度50mm，樁底沉渣厚度作為支護樁時不超過100mm，作為立柱樁時不超過50mm。②鑽孔灌注樁充盈係數1.05～1.20，超灌高度1.1m，樁身不得出現夾泥、斷樁等現象。③灌注樁頂部進入壓頂梁為50mm，鋼筋進入壓頂梁的長度為800mm。④灌注樁施工時應保證樁徑偏差不大於50mm，樁位偏差不大於100mm，垂直度偏差不大於0.5%。⑤採用跳打法施工，相鄰樁在混凝土灌注完畢36h後，方可進行另一根樁施工。
4.1.2 壓頂梁、圍檁及支撐。①壓頂梁、圍檁和支撐採用現澆鋼筋混凝土結構，混凝土設計強度為C35，第一道壓頂梁高800mm，寬1400mm，第二道圍檁高1000mm，寬1500mm。②第一道主角支撐（750×650mm）、對撐（750×900mm）梁中標高在自然地面下1.4m，即標高-3.35m處。③第二道主角支撐（950×900mm）、對撐（950×1100mm）梁中標高在自然地面下6.15m，即標高-8.10m處。
4.1.3 止水帷幕水泥攪拌樁。①在鑽孔灌注樁外側施工一排φ850@1200三軸深攪樁止水，有效樁長22.5m。②作為止水帷幕採用套接一孔法施工，作為坑中坑支護採用縱橫向搭接250mm。③作為止水帷幕深攪樁水泥摻入量為20%（截面按1.495m2），作為坑中坑支護基坑面以上-11.9～-3.8m水泥摻入量為8%，基坑面以下-18.3～-11.9m水泥摻入量為20%（截面按1.495m2），使用42.5級普通矽酸鹽水泥，水灰比應嚴格控制在1.2～1.5之間，要求28天無側限抗壓強度達1.0Mpa。④三軸攪拌機下沉速度控制在0.6m/min以內，並保持勻速下沉與勻速提升，攪拌提升時不應使孔內產生負壓造成周邊地基沉降。⑤因故擱置2h以上的拌製漿液應作為廢漿處理，嚴禁再用。⑥應採用“兩下兩上”兩次噴漿復攪。⑦施工時應保證前後臺密切配合，禁止斷漿，如因故停漿，應在恢復壓漿前將三軸攪拌機下沉0.5m後再注漿攪拌施工，以保證攪拌樁的連續性。⑧樁與樁的搭接時間不應大於24h，若因故超時，搭接施工中必須放慢攪拌速度保證搭接質量。 4.1.4 立柱樁。豎向立柱上部採用井字型鋼構架，下部為鑽孔灌注樁，鋼構架頂部焊接900×900×12鋼板，並在鋼板上焊接4φ25U型鋼筋錨入第一層鋼筋混凝土支撐梁內。下部插入鑽孔灌注樁內3000mm，鋼構架穿過地下室底板處，在施工底板前加焊止水鋼板片。
4.2 排水和降水。開挖深度內土層為雜填土、砂質粉土和淤泥質粘土等為主，可開排水溝槽加集水坑及降水井的辦法排水。①在圈樑頂上設定800×1000mm斷面水槽，彙集地表水、坑內積水及降水井中抽出的地下水，水槽附近設集水坑，及時將上述積水排入市政下水道。②基坑內，在距鑽孔灌注樁內側300mm處挖200×200mm斷面水溝，沿基坑四周佈置，並在邊角及中部等適當位置挖集水坑，及時將坑內積水排走，保持坑內作業面及坑底乾燥。③降水井採用管徑φ800mm下入φ360/300mm成品水泥管共計57口井，在土方開挖前提前兩週進行降水，確保基坑內地下水位位於基坑開挖面以下1m。
4.3 基坑開挖和支撐拆除。①基坑開挖必須在鑽孔灌注樁、壓頂梁和水平支撐梁混凝土強度達到80%以上，同上水泥攪拌樁強度達到75%以上，另外基坑降水已達到設計要求方可進行。②在基坑開挖過程中，應根據監測資訊及時調整挖土程式，土方開挖需分段分層進行，開挖過程中要嚴格遵循先撐後挖、先換撐後拆撐的原則進行，第二道支撐必須在基礎底板混凝土滿坑澆灌後，且混凝土強度達到75%以上是可採取機械鑿除。③壓頂梁及支撐上嚴禁堆載，挖土機不得直接碾壓壓頂梁及支撐梁，應在支撐樑上覆土50cm左右，在鋪設路基箱板，嚴禁挖土機撞擊支撐立柱，坑底留300mm餘土採用人工清理，挖土至基坑底後，應及時進行墊層施工。
5 基坑開挖監測方案
基坑開挖支護是項風險性極大的地下工程，在基坑開挖整個過程中進行全過程監測，實行資訊化管理，對指導開挖施工確保安全是很有必要的。本基坑工程在基坑開挖及地下結構施工期間必須加強基坑監測。
監測內容：①支護結構頂部水平位移、沉降量的量測：沿圈樑頂面每20～25m佈設1個觀測點；②支護結構側向位移（測斜）：共計佈置11根測斜管，深度不小於支護樁樁長；③支撐軸力量測：每層支撐系統選擇16根，支撐採用鋼筋測力計進行鋼筋混凝土支撐軸力量測；④支撐立柱沉降：選擇交點處支撐杆件較多處立柱樁頂設一個沉降觀測點，總數量不少於10%；⑤地下水位的觀測：基坑內外側佈設水位觀測孔，對水位進行觀測，對存在觀測井位置可結合觀測井進行水位觀測；⑥周邊建築物：因本工程周邊無建築，故此項不考慮；⑦道路路面沉降：沿臨近基坑範圍道路每隔25m設一個觀測點。
監測要求：①基坑監測應由監測資質的單位嚴格按設計要求制定詳盡的監測方案，報設計審查確認後方可執行；②監測單位應在支護結構施工過程中結合現場條件合理佈置監測位置，並取得初始讀數；③所以測試點、測試裝置需在整個基坑支護施工過程中加強保護，以防損壞；④監測週期為基坑土方開挖到地下室側壁回填的全過程；⑤監測頻率：土方開挖過程中，地面至-5.15m期間為2日1次，至底板墊層期間為1日1次，底板澆築至完成後7日內為1日2次，支撐開始拆除到拆除完成後頻率為1日1次。
基坑監測報警值指標：①圈樑水平位移值達到35mm，或位移速率達2.5mm/d，累計變化值達28mm；②地面沉降值達到35mm，或位移速率達2.5mm/d，累計變化值達28mm；③支撐軸力監測值達到：第一道支撐8800KN，第二道支撐10400KN；④立柱豎向位移：20mm；⑤周圍道路沉降：28mm。⑥坑外水位變化：500mm/d。
6 基坑支護應急措施
支護工程極為複雜，影響安全的'因素很多，土質差，必須隨時做好應付可能出現的不利情況，確定合適的應急措施，現場應備有應急措施用的材料及裝置，如草包袋、水泥、鋼管、注漿機、高壓旋噴機等，針對本基坑支護提出如下應急措施：
6.1 支護結構受力體系方面的應急處理措施：①若土方開挖過程中出現區域性坑壁位移過大，坑邊出現裂隙情況，應及暫停土方沿基坑縱向的開挖範圍，採取增加鋼支撐等措施控制變形開展；如變形發展迅速，應立即回填土方，陰止變形進一步擴大，待查明原因並採取相應措施後方可繼續開挖。②若基坑側壁出現區域性滑坍，應先查明原因，消除產生滑坍因素，同時進行修補加固。一般將坑壁外採用土袋或碎石袋回填充實，並可在坍方處口部打垂直錨管、焊接橫向網筋，並及時噴射混凝土面層。③若在土方開挖過程中鋼筋砼臨時結構出現開裂形象，應根據支撐軸力監測資料反饋結果，採取增設型鋼支撐分擔受力。④若土方開挖至基坑底標高時支護結構監測資料已達報警值，應加快墊層砼及主體結構底板施工進度，並將墊層和底板砼澆築至支護樁邊。⑤若土方開挖至基坑底標高後發生土體隆起現象，應在被動區採取反壓加固措施，並及時進行墊層及底板的施工。⑥對於發生變形較大的區段，應及時卸除相應區段基坑頂部的材料堆載，併合理安排施工機械的停滯位置，控制支護結構變形的發展。
6.2 地下水處理方面的應急處理措施：①由於大氣降水或因上、下水管破裂造成地表淺層水量較多時，應首先查明水源，進行修復、截斷、改道或停用，同時在地面沿坑壁四周，距坑壁1.0～1.5m處設定排水溝，將雨水或其它地面水引流至遠離基坑處排水，在坑壁的頂部地面噴射混凝土，防止坑邊地面滲水。對地面開裂等情況應及時採用水泥漿封閉，防止雨水滲入。②如在坑壁或圈樑底部發生區域性滲漏現象，應在滲漏點設定長度為1.5～2.0m的引流管，並將滲水集中至坑內排水溝或降水井內，統一疏排，以減少坑壁水壓和保持坑壁乾燥，便於施工。③若土方開挖到基坑底標高後發生管湧現象，應採取土袋反壓，加大降水井出水量控制承壓水位，及時澆築墊層、底板。
6.3 環境保護方面應急處理措施：①土方挖前應按照設計要求預先設立觀測點，對周邊環境變形以及地下水位等內容進行觀測，並在施工過程中密切關注基坑監測資料，切實做到資訊化指導施工。②當透過沉降監測發現地面沉降已達到預警標準時，應及時查明引起沉降的具體原因，以及時採用相應措施。
排樁+鋼筋混凝土內支撐型式在基坑支護中使用廣泛，該支護型式具有技術成熟、安全可靠、適用範圍廣泛等特點，南京地區較多專案都採用了此種支護型式，本工程目前已經完成地下室結構的施工，透過施工過程中的監測資料及現場實際效果來看，本支護設計及施工是成功的。
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