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基坑土钉墙喷锚挂网及注浆钢管桩联合支护施工组织设计1 前言
1.1 工程概况
拟建的xx宾馆综合楼位于xx市xx路与xx路交叉口的西南角xx宾馆院内，该楼长约25.1m，宽约13.8m，高为六层，设一层地下室，框架结构，基坑深度为5.7m，勘察期间实测场地内地下水静止水位埋深5.9-6.0m。 1.2 场地环境条件
拟建建筑物场地环境条件见下表: 场地基坑周边环境一览表
位置 相邻建筑 说 明 备注
南侧 xx宾馆家属楼 距xx宾馆家属楼12.0m 由于甲方未提供具体资料，故对地下是否分布如热力管网、天然气管道、网通管道、高压电缆等不详。 北侧 北侧为建筑物 距北侧建筑物6.0m 东侧 东侧为三层楼房 距三层楼高1.5m 西侧 西侧为围墙 距围墙6.0m 1.3 场地岩土工程条件 1.3.1 场地地形地貌
该场地位于xx河右岸一级阶地，地貌形态单一，场地地势平坦。 1.3.2 场地地层条件
根据xx工程水文地质勘察院有限公司勘察报告，主要地层情况如下：
（1）素填土：褐色，灰褐色，稍湿，可塑，主要成分以粉土为主，上部夹含砖渣及建筑垃圾等杂质。场地内均有分布，与下伏土层呈突变接触，层底埋深1.8-5.3m，平均层厚5.07m。 （2）中砂：黄褐色，湿-饱水，稍密，成分以石英、长石为主，下部含少量小砾石。该层土场地内均有分布，与下伏土层呈渐变接触，层底埋深8.7-8.9m。层厚3.4-4.1m，平均厚3.73m。 （3）砾砂：浅黄色，饱水，稍密，砾石含量8%左右，粒径约2-3cm，主要成分以石英岩、正长岩等。该层最大揭露厚度5.8m，层底在勘探深度内未能揭穿。 1.3.3 场地水文地质条件
该场地地下水类型为第四系松散岩类空隙潜水，主要含水层岩性为②中砂及层③砾砂以下的砂性土，地下水水位埋深5.90-6.0m。地下水主要靠侧向迳流补给，排泄于人工开采和地下迳流。由于受季节性降水、人工开采及xx河橡胶坝拦蓄的影响，地下水水位年变幅1～2m。 1.3.4 场地岩土相关物理力学参数
场地岩土有关物理学参数详见岩土工程勘察报告。 2 本工程基坑开挖须着重解决的问题
根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质条件，基坑侧壁安全等级为二级，基坑开挖深度为5.7m，因此该基坑工程的重点为：
（1） 预防并控制因基坑开挖等因素引起周边地面的不均匀沉降； （2） 确保基坑周边土体及管线稳定；
（3） 为后续的主体施工创造良好的施工条件。 3 基坑支护结构方案选择 3.1 设计原则
（1）安全第一，确保基坑开挖及地下室施工全过程基坑边坡的安全稳定，严格控制基坑周边管线、路面的变形。
（2）在确保安全完成基坑工程施工的前提下，尽可能降低工程造价。
（3）将基坑支护与土方开挖有机的结合起来，有效缩短边坡支护和土方开挖的工期。
3.2 设计依据 （1）《岩土工程勘察报告》（xx工程水文地质勘察院有限公司）； （2）场地平面布置图； （3）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）及《规程应用手册》； （4）《土层锚杆设计与施工》（CECS22：90）； （5）《基坑土钉支护技术规程》（CECS96：97）； （6）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GBJ－86－85）； （7）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）； （8）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）； （9）《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）； （10）《安全检查验收标准》JGJ59－99； （11）现场踏勘及现场工程师介绍等。 3.3 基坑支护方案选择
按照设计原则及设计依据，经方案的经济技术比较及工程周围的实际情况，确定该基坑东侧采用注浆钢管桩及土钉墙联合支护方案；基坑其它部位由于素填土层较厚，易产生塌方现象，且周围有厕所、供水管道等，为了基坑边坡的安全，采用土钉墙喷锚支护方案。具体设计见附图。
4 基坑支护设计要点及施工建议
4.1 基坑土方开挖、外运及土方回填方案设计
根据场地地质条件、周边环境和基坑支护设计情况，对基坑开挖提出如下要求：
（1）根据场地岩土条件，本基坑按1：0.4进行开挖放坡，故应严格按照支护设计坡度和深度进行开挖；
（2）基坑开挖时应将地面附加荷载减到最小，严禁在坑边堆载或通行重载车；
（3）土方应分层开挖，每层开挖深度为1.5m，严禁超挖。开挖下一层土时，上层支护结构混凝土的强度应达到70%。严禁施工机械碰撞止水和支护结构；
（4）砂层开挖过程中分段长度不宜过长，每段待支护完成后，再进行下一段的开挖； （5）土方开挖后及时施工锚杆等支护结构，尽量减少土体变形，保证基坑安全； （6）基坑内各区间台阶先放坡机械开挖，再人工修坡到位； （7）在雨季节施工前应检查现场的排水系统，做好基坑周边地表水及基坑内积水的排汇和疏导，防止基坑暴露时间过长或被雨水浸泡。 4.2 基坑边坡支护结构设计内容及设计计算 （1）土钉墙喷锚支护
如前所述，本基坑开挖深度为5.7m，支护范围为砂层，采用1：0.4的比例放坡开挖，根据岩土相关物理力学参数，本基坑喷锚（土钉）支护结构及设计计算采用行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），按照xx深基坑支护结构设计配套（F-SPW-5.05）输入有关参数，在计算机上进行计算，局部根据施工经验及区域条件进行了调整。支护结构强度及稳定性验算结果均符合相关规范要求，具体计算情况如下： A 剖面：
第一排： 土钉Ф16 L=3.0m@1500 第二排： 土钉Ф16 L=6.0m@1500 第三排： 土钉Ф16 L=4.5m@1500 B 剖面：
第一排： 土钉Ф18 L=9.0m@1500 第二排： 土钉Ф18 L=6.0m@1500
第三排： 土钉Ф18 L=3.0m@1500
锚杆设置倾角12°左右，采用梅花型布置。为了控制基坑边坡变形，如发现锚杆施工引起地面沉降，危及基坑安全，全部采用一次性自进式钢管锚杆。钢筋网采用方格网，规格为Ф6.5@250×250，喷射混凝土为C20细石砼；厚度80-100mm，水泥采用32.5级水泥，水泥：砂：石配比为1：2：2，喷射砼内粗骨料最大粒径不宜超过15mm，土钉为Ф16-20螺纹钢筋，加强筋为Ф12，并同土钉头牢固焊接。焊接方法可参考《基坑土钉支护技术规程》CECS96，97第5.2.3条之规定。
（2）注浆钢管桩及土钉墙联合支护
由于基坑距东侧三层楼房仅1.5m，故该部位采用注浆钢管进行支护，注浆钢管桩长9.0m，桩径Ф108mm，桩间距500mm。采用钻机成孔。详见平面布置图。 5 基坑支护土钉墙施工工艺和要求 5.1 施工顺序 （1）场地清理； （2）基坑放线；
（3）开挖第一层1.0～1.5m深； （4）第一层支护； （5）开挖第二层； （6）第二层支护等。 5.2 施工工艺
土钉墙喷锚挂网支护工艺流程见下插图
插图 施工顺序及施工工艺流程图
5.3 土方开挖
土方应分层分段开挖，每段开挖长度20.0m左右，每层开挖深度不得大于1.5m，若开挖过程中砂层含水量过大，出现流砂、塌方现象，应减少每层开挖深度为1.0m左右，并加密土钉，及时支护。对开挖出的边坡进行人工修正，确保边坡的平整度。对土钉位置作出标记，如因地质条件及场地设施的影响而改变孔位时，须经质检、监理人员确认后再作孔位调整。开挖过程中应做好安全监测及基坑支护的协调配合工作。 5.4 造孔
本工程采用洛阳铲人工成孔，成孔直径100mm，孔深宜大于设计孔深10cm，成孔倾角12°。施工造孔中若遇粉土层有流砂缩孔现象，则应修改成孔工艺，防止流水、流砂现象发生。 5.5 土钉制作安装
（1）土钉采用Ф16HRB335钢筋。
（2）土钉杆接头应采用焊接的搭接接头，焊接必须复合规范要求。
（3）土钉杆体应沿土钉轴线方向每隔2.0m左右设置一个居中支架，居中支架采用Ф6.5钢筋制作，并将用作居中支架的钢筋弯成弧形与土钉杆焊接。
（4）土钉孔造好后应尽快放置土钉，土钉放入前应认真检查钢体质量。 5.6 注浆
（1） 根据本工程条件注浆采用水泥净浆，水泥采用Po32.5级普通硅酸盐水泥。 （2）注浆液水灰比为0.4-0.5。 （3）注浆压力不低于0.4Mpa。
（4）注浆应从孔底开始灌填，当孔口有浆液流出并加压稳定后，方可停止注浆。 5.7 编扎钢筋网
（1）钢筋网采用Ф6.5调直钢筋，双向间距均为250mm。
（2）根据作业面层分层、分段铺设钢筋网，钢筋网之间的连接可采用搭接，搭接长度不小于一个网格边长且不易小于200mm，或采用点焊，并随壁面随坡就势铺设。
（3）钢筋网铺设好后，应在其上面焊接加强筋，使土钉、钢筋网、加强筋连成一体。基坑四周边沿要将网片上翻一定宽度，形成防水护坡顶。 5.8 喷射混凝土
（1）喷射混凝土采用Po32.5级普通硅酸盐水泥，砂子采用中砂，且砂的含水率宜控制在5%-7%，石子应用坚硬、耐久的碎石，其最大粒径一般不应大于10mm。
（2）喷射混凝土的面层强度C20，配合比一般采用水泥：砂：碎石重量比为1：2：2，水灰比为0.40～0.50。 5.9 防排水措施
防排水对基坑安全非常重要，一旦有水浸入基坑周围，将改变土的物理力学性质及土体受力特性，因而要求基坑施工时截断所有通往基坑的水源。施工过程中若发现坑壁有渗水现象，在坑壁支护范围内每隔6.0m设置一泄水孔，插入排水管，以便进行渗水排出。 6 基坑工程安全监测 6.1 基坑安全等级 根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）第3.1.3条本工程基坑安全等级为“二级”。 6.2 基坑支护监测的目的
（1）为基坑开挖、支护信息化施工提供有利的科学依据。 （2）通过监测，保护周边建筑物、道路及市政设施的安全。 6.3 基坑安全监测内容
（1）支护施工中的边坡位移监测； （2）土方开挖施工中的监测；
（3）基坑工程施工中对周边管线的监测； （4）对周边建筑物、道路及市政设施的监测。 6.4 监测仪器及监测方法 根据《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）中的有关规定，选择安全监测仪器及施测方法。 （1）基坑侧壁的水平位移采用精度不低于DJ2级经纬仪观测，按视准线法施测； （2）建筑物的沉降监测采用精度不低于DS1级水准仪观测、按测微法施测。
6.5 监测周期
监测时间、周期主要根据施工进程确定，基坑周边建筑物和道路在基坑开挖前测取2次初值读数，坡顶观测点待基坑第一层支护完毕设置观测点后开始观测。观测周期为：每开挖一层后当日进行监测，无挖土情况四日一测，有危险施工征兆时，加密观测，并及时提交监测成果。
6.6 允许变形控制
根据实际监测数据对基坑工程作出险情预报，是一个很重要的技术问题，必须根据工程的具体情况，综合考虑各种实际因素，在测定数据的基础上及时做出判断。 允许变形标准有两种指标，其一为变形容许值（累计变形），其二为变形速率。这两种指标中任何一种达到警戒限值都应及时做出判断，即刻进行处理。 6.6.1 基坑边坡及地面变形监控 （1）基坑变形的监控值
根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002中第7.1.7条规定，基坑边坡及周边地面允许变形值应符合下表： 基坑变形的监控值（单位：cm）
基坑类别 围护结构墙顶位移监控值 支护结构墙体最大位移监控值 地面最大沉降监控值
二级基坑 6.0 8.0 6.0 （2）水平位移速率控制
连续3日水平位移速率达到2mm/d；应预报警。 6.6.2 邻近建筑物沉降控制
（1）根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中第5.3.4条规定，建筑物允许变形值应符合下表：
建筑物的地基变形允许值
变形特征 中、低压缩性土 高压缩性土 砌体承重结构基础的局部倾斜 0.002 0.003 （2）沉降速率控制
连续3日沉降速率达到1mm/d或肉眼发现建筑物裂缝急剧扩张，应预报警。 6.6.3 邻近管道变形控制 累计沉降达30mm（管道支架间距L的5%）；连续3日沉降速率达到1mm/d或实际发现管道漏水、漏气。
6.6.4 巡视发现各种严重的变形现象，如严重的基坑渗漏、管涌等。 6.7 数据处理及信息反馈
施工监测过程中的数据处理及信息反馈是喷锚网支护“信息化施工”的一项重要内容，由于喷锚网支护设计施工受地质、水文环境、天气、荷载等诸多不确定因素的影响，设计方案也难以完全符合工程的实际情况，所以，施工过程中加强施工监测，应用信息控制实施全程跟踪动态设计尤为重要。现场施工中，要求通过监测手段，随时掌握周边环境的变化以及支