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成都市某小区24城护壁降水设计方案与施工组织设计

通过业主招标选择，我院应邀编制本工程的基坑凿井降水、土石方开挖和支护设计方案与施工组织设计，并承担其施工任务。

我院于2009年6～9月对施工现场进行了踏勘，对施工现场的施工条件、周边环境及降水排水条件等进行了调查，通过经济、技术比选，决定采用管井降水并结合明排、人工挖孔灌注锚拉桩及喷锚相结合的支护方式。

该基坑工程施工图设计文件应根据经批准的《总平面图》进行调整，并报成都市建筑施工安全监督部门审查合格，取得临时占道手续后，方可进行实施。

GB／T 50527-2019标准下载2.1场地位置及地形地貌

拟建场地地貌单元属岷江水系Ⅱ级阶地。拟建场地原为420厂办公区及居民住宅区，现已经拆迁平整。勘察期间测得场地勘探点孔口地面标高498.59m～501.03m，场地大部地段高程在500.20m左右，高差2.44m，地形稍有起伏。

凿井施工前对场地进行场平，现自然地坪绝对标高498.60m～499.50m。

根据本次勘察资料，场地上覆第四系人工填土（Q4ml），其下由第四系上更新统河流冲洪积（Q3al+pl）成因的粘土、粉质粘土、粉土、砂、卵石组成，下伏白垩系灌口组泥岩（K2g）。地层从上至下描述如下：

（2）素填土：褐灰、褐黄色；稍密；稍湿；以粘土为主，含少量植物根茎。该层场地普遍分布，层厚0.30m～3.30m。

（3）粘土：黄褐色、褐黄色，硬塑～坚硬状态，无摇振反应，稍有光泽，干强度高，韧性低。包含较多铁锰质氧化物，可见少量钙质结核，裂隙较发育。该层在场地普遍分布，层厚1.10～3.50m。73勘探点地段分布有少量呈软塑状，最大厚度约1.50m。

（4）粉质粘土：黄褐色、褐灰色，硬塑～坚硬状态，无摇振反应，稍有光泽，干强度高，韧性低。包含少量铁锰质氧化物，局部可见少量钙质结核。该层在场地普遍分布，层厚0.40m～6.10m。

（5）粉土：黄色、褐灰色、黄褐色，局部灰白色；稍密～中密；湿～很湿。含铁锰质、氧化铁和少许云母碎片。该层在场地内卵石层顶部普遍分布，厚度变化较大，层厚0.30m～4.10m。另外，在1#、39#、42#、45#、47#勘探点呈透镜体分布于卵石层底部、基岩顶板之间，中密～密实状，层厚0.70m～4.10m。

（6）粉砂：褐灰色；饱和；松散状；以长石、石英颗粒为主，含少量云母粉和暗色矿物。呈层状分布于卵石层顶板上，层厚0.40m～1.60m。

（7）细砂：褐灰色；饱和；松散状；以长石、石英颗粒为主，含少量云母粉和暗色矿物，局部混有少量卵石及圆砾。呈层状分布于卵石层顶板上。层厚0.30m～2.80m。

（8）中砂：褐灰色；饱和；松散～稍密；以长石、石英为主，含少量云母片。呈透镜状分布于卵石层中，层厚0.30m～2.90m。

（9）卵石：褐黄、黄灰色等，饱和。主要以花岗岩、砂岩及石英岩等组成，中～微风化，一般粒径2～10cm，大者可达20cm以上，隙间充填砂、圆砾及少量粘性土；卵石层顶板埋深6.80m～16.80m，标高483.40m～493.20m。据N120动探试验，卵石层密实度可分为松散、稍密、中密、密实四个亚层：

①松散卵石：褐黄色、黄灰色；饱和；卵石含量35～50%；层厚0.50m～3.20m；

②稍密卵石：褐黄色、黄灰色；饱和；卵石含量50～60%；层厚0.50m～5.50m；

③中密卵石：褐黄色、黄灰色；饱和；卵石含量60～70%；层厚0.30m～5.80m；

④密实卵石：褐黄色、黄灰色；饱和；卵石含量70～85%；层厚0.40m～8.00m。

（10）泥岩：紫红、砖红色，强～中风化，泥质胶结，泥质结构，块状构造。泥岩顶板埋深14.50m～21.70m，平均埋深16.40m，标高478.21m～485.13m，高差6.92m，起伏较大。根据泥岩风化程度及力学特征划分为强风化泥岩和中风化泥岩：

①强风化泥岩风化裂隙较发育，岩芯呈块状或碎石状，厚度一般0.30m～2.50m；

②中风化岩芯多呈短柱状或柱状，局部节理较发育。（详见附录2《工程地质剖面图》及附录3《钻孔柱状图》）。

场地地下水类型属第四系孔隙潜水类型，砂、卵石为其主要含水层。勘察期间处于丰水期，实际量测钻孔初见水位6.50m～7.60m，稳定水位6.30m～7.30m，稳定水位标高493.09m～493.88m，略具承压性。

根据成都地区水文地质资料结合本工程场地地下水埋藏条件，该场地年最高潜水位标高在494.50m左右，该区域卵石层渗透系数K=18m/d左右。场地环境类别为Ⅱ类，强透水层。建议本工程地下室抗浮设计水位按494.50m考虑。

3.1建设单位提供的图纸和资料

(1)《总平面图》（成都基准方中建筑设计事务所，2009年7月）；

(2)《基础结构平面布置图》(成都基准方中建筑设计事务所，2009年9月21日)；

(4)二十四城商业项目一期土石方、基坑支护及降水工程招标文件，华润置地（成都）发展有限公司，2009年6月；

(5)招标答疑一，华润置地（成都）发展有限公司，2009年6月；

(6)招标补遗二，华润置地（成都）发展有限公司，2009年7月；

（7）二十四城商业项目一期土方、降水和护坡招标文件补充，华润置地（成都）发展有限公司，2009年8月。

3.2国家现行有关工程施工和验收的标准、规范、规程、图集

(7)《土层锚杆设计与施工规范》(CECS22:90)中国工程建设标准化协会标准；

(14)《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204—2002）；

(15)《混凝土质量控制标准》（GB50164—92）；

(17)《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46—93）；

(18)《建筑施工安全检查标准》（JGJ59—99）；

(19)《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300—2001）；

(20)《建设工程文件归档整理规范》（GB/T50328—2001）；

(23)《成都市建筑工程深基坑施工安全管理办法》（成建委发[2009]494号）

3.3现行的质量、安全生产、文明施工的有关政策、文件规定。

3.4我院技术实力、机械设备装备情况及各项企业管理制度。

3.5我院现场踏勘所收集的资料

4.1基坑支护技术要求

设置三层地下室，场地地形较平坦，凿井施工前对场地进行场平，现自然地坪绝对标高498.60m～499.50m，

基坑深度按场平后地面以下13.50、14.00、14.40、14.80、16.50m进行设计，局部地段根据实际深度相应调整。

基坑开挖下口线按照以地下室外墙基础边线往外延1.20m操作面即可。

4.2.1工程环境条件简述

我院组织相关人员对施工现场进行了踏勘，对施工现场的施工条件、周边环境及降水排水条件进行了调查。

拟建场地位于双庆路，地理位置处于交通主干道，交通、人流量大。

场地北侧为双庆路，南侧为规划道路，东侧为二环路，道路下各种城市管网较为密集，主要有煤气管道、给水管道、公安交警的电缆线、雨水和污水管道等。基坑四周城市道路分布的地下管网和建筑的保护，是本工程的重点和难点，进行基坑支护设计时必须给予重视。

(1)北侧临双庆路，道路中心线距建筑红线20.0m，建筑红线距地下室边线17.1m，可进行锚索（杆）施工，故施工条件较好；

(2)南面规划路，道路中心线距建筑红线10.0m，建筑红线距地下室边线仅4.0m，施工条件极为有限；南面道路宽度范围内（含人行道）地下管网密集，分布如下：

a.自来水管：距建筑红线约3.0m，管顶埋深约1.5m，管径大于300mm；

b.天然气管：距建筑红线约4.0m，管顶埋深约1.25m，管径为350mm；

c.雨水管：距建筑红线约5.0m，管顶埋深约2.0～3.5m，管径600～900mm；

d.道路污水管：距建筑红线约6.0m，管顶埋深约3.5～5.0m，管径600～700mm；

e.给水管：距建筑红线5.0m，沟顶埋深约1.20m，高度约0.5m。

（3）东面：放坡条件较好。

（4）西面：侧为二环路，道路下各种城市管网较为密集，主要有煤气管道、给水管道、公安交警的电缆线、雨水和污水管道等。

4.2.2工程的特点与难点

本工程基坑最大深度16.50m，且属膨胀土分布区，属于深大基坑，基坑支护难度较大。

⑵场地四周地下管网复杂，场地四周均为城市道路，各种城市管网较为密集，是本工程的重点和难点。

⑶不允许对周边环境造成污染

鉴于本工程所处的特殊环境，基坑支护一旦失败，将造成不可估量的经济损失和社会影响。

⑸本工程施工场地出入口相对较小，必须对施工现场进行科学、合理的安排，使临设、办公室、水泥库房和材料堆场布局科学合理。

4.2.3支护方案分析

目前成都地区基坑支护经常采用的护壁方式有喷锚护壁、悬臂桩护壁（包括人工挖孔和机械成孔灌注桩）和锚拉桩护壁（包括人工挖孔和机械成孔灌注桩）。

喷锚护壁是采用锚杆加钢筋混凝土挡土板的柔性支护体系，其优点是造价较低、施工进度较快，与土方开挖交叉进行，不单独占用工期。但喷锚护壁边坡变形较大，要求有足够的放坡条件，有噪音、扬尘等，因此喷锚护壁是适用于本工程的东南侧地段。

机械成孔灌注（悬臂）桩造价较高，并且钻进过程中将产生大量的泥浆，泥浆的污染和清运问题将成为很难解决的难题。因此采用机械成孔灌注桩支护是不适用于本工程的。

人工挖孔桩护壁（锚拉桩、悬臂桩）基坑边坡变形最小，既可以满足基坑变形要求，又相对比较经济，无噪音，无污染。

通过以上分析比较，本工程基坑支护拟采用人工挖孔锚拉桩护壁桩、喷锚护壁支护体系。

4.3.1基坑支护设计计算

该建筑基坑边坡安全等级为一级，重要性系数r0=1.10，根据我院《岩土工程勘察报告书》以及附近场地的地质资料和我院成都地区深基坑设计与施工经验，基坑坑壁土体物理力学指标参数见表4.3.1。

地基土工程特性指标建议值表4.3.1

备注：该建筑基坑工程安全等级为一级，重要性系数r0=1.10。粘性土为膨胀土，具弱膨胀潜势，其胀缩等级为Ⅰ级，其抗剪强度参数中粘聚力标准值已经按规定进行折减后取值计算。

4.3.2基坑支护设计概要

（2）人工挖孔桩护壁方案设计

③桩径分为1000mm，桩芯距2500mm（局部有所调整），桩芯砼强度等级为C25。采用现浇钢筋砼护壁，护壁砼厚度150mm，强度等级C20。

④桩顶设置冠梁，梁宽1000mm，高800mm。冠梁和桩芯砼强度等级C25。

（3）桩间喷锚护壁设计

面层采用喷射混凝土与钢筋网组成的钢筋混凝土板结构型式。土方开挖时，应确保锚杆支护作业面平整，桩间壁面宜开挖成凸弧形，壁面喷射混凝土厚度为50～80mm。

喷射混凝土采用细石混凝土，混凝土强度等级为C20。

壁面喷射混凝土施工完成后，及时在壁面上凿出直径30～50mm的小孔作为泄水孔（或在布设钢筋网时安放φ35的塑料管作为泄水管），以保证壁内积水的畅通排放。

坑壁顶部用水泥砂浆或喷射混凝土散落料封闭，以避免地表水进入坑壁，影响坑壁的稳定性。

护壁施工必须得到土方施工单位的配合。土方必须分层开挖，每层开挖深度不得大于2.00m，当遇到砂层时，必须对开挖深度进行调整。若遇砂层厚度较大，护壁圈必要时采用钢护筒护壁。

4.3.3变形监测设计

本基坑护壁安全等级为一级，规模大，开挖深度深（14.90m～17.10m），根据规范要求基坑及地下室施工过程中必须进行监测，并制定合理周到的监测方案，实行动态设计和信息化施工，以确保基坑及周边建（构）筑物的安全和地下室施工的顺利进行。

（1）基坑周边坡顶水平位移观测；

（2）基坑周边建（构）筑物和道路沉降观测；

（3）预应力锚杆拉力值观测；

（5）基坑坡体水平位移观测等。

采用TOPCOM332W全站仪及水准仪。

测量精度为0.10mm。变形观测的技术要求应符合《工程测量规范》有关变形测量的规定。

⑷监测点布置及监控周期

支护结构的水平位移监测点布置于基坑周边桩顶冠梁上，共布置31个水平位移监测点（见附图10“监测平面布置图”）。锚索拉力测点5个，地下水位监测孔7个，边坡坡体位移（侧斜管）测点6个。另外按变形测量要求在适当位置设置3个观测基准点。

地面沉降监测点布置于基坑四周地面上，共布置28个，见附图10“监测平面布置图”。

各监测项目在基坑开挖前应测得一次初始值。监测周期从土方开挖时开始到±0.00施工完成并回填后结束。变形观测点应在布点开始读取初始值，变形观测应在基坑开挖当日起实施。监测频率：基坑开挖期间1～2天观测一次，基坑开挖完成一周后3～5天一次，完成一个月后7～10天一次。遇到监测数据异常或有加速趋势时应适当加密监测次数，并速报有关单位。另外应安排专人对基坑周边巡查及目测等辅助形式对基坑变形进行全面掌握和监控。

设置专职测量员，由技术负责人管理。各监测项目及各次监测均应在现场准确记录。各次监测完毕后1日内应将监测结果反馈至项目部。

⑹变形观测资料应包括：观测基准点和变形观测点的位置、编号、观测日期、本次观测值和累计观测值；观测资料应编制成表或绘制成曲线，变形观测结束后应将上述资料汇总并附必要的文字总结。

⑺支护结构最大水平位移允许值及预警值

本基坑根据规范分类：①东南侧FGH段按二级安全等级，支护水平位移允许值为0.5%h（h为基坑深度），监测报警值为：水平位移50mm，沉降50mm。②其余段按一级安全等级，支护水平位移允许值为0.25%h（h为基坑深度），监测报警值为：水平位移30mm，沉降30mm，桩身位移30mm。

⑻当出现以下情况之一时，应及时与甲方、设计和监理联系：坡顶、底面或周边构筑物等出现裂缝，坡顶位移较大且位移不稳定、不收敛、超过设计预警值和允许值等相应的规范要求。

⑼根据规范及有关规定，应委托有资质的第三方单位对基坑支护系统进行监测。

本工程的实施遵循“动态设计、信息法施工”的原则，在施工过程中，如发现地质情况与原勘察设计不符，应及时通知勘察、设计人员及有关单位协商，并及时调整设计、施工方案和参数，以避免工程事故的发生。

施工过程中应注意收集天气气象资料，根据气象资料对实施安排做出调整。

利用位移反馈法检查支护的合理性和安全性。根据位移结果确定是否采取应急措施，确保施工人员及建筑物安全。基坑边坡水平变形监控值为3cm，报警值为连续三天基坑水平变形值≥2mm/d。当基坑边坡水平变形达到监控值的1/2或连续三天基坑水平变形值≥2mm/d必须采取相应的应急措施。

4.3.5报警及抢险预案设计

根据基坑监测设计，当监测值达到或超过监控值时，应加密观测次数，同时启动下列抢险预案：

（1）暂停护壁及土方开挖施工，并快速查明监测值超过监控值的原因。

（2）针对基坑变形过大的具体原因及时采用增加腰梁和预应力锚杆、加内支撑、土方回填等单项或综合措施进行抢险。

施工前将场地平整至499.65m、498.75m标高处，并作好地表散水工作，并在基坑周边设置截排水沟，保证坡肩地表排水沟通畅，无积水，沟底、沟壁无裂缝，不渗漏。在现有地面按0.3%统一用1：3水泥砂浆找坡，然后用5cm厚C20细石砼封闭表面，形成避水层，使地表雨水不能渗入边坡土软化边坡导致边坡失稳。

4.4.1人工挖孔桩施工工序

施工准备→测定桩位→安装垂直升降设备、照明设施等→按设计尺寸开挖第一节土方→绑扎钢筋、支模、浇注护壁砼→待护壁砼达到要求强度后拆模→按第一节开挖方法循环分段开挖至设计深度→对桩孔位置、直径、深度进行检查验收→验槽→清理虚土→绑扎钢筋笼→安放串筒→浇灌桩身砼直至设计标高→养护→验收。

详见挖孔桩施工工艺流程图：

4.4.2测量定位及控制

⑴整平桩位地面，用全站仪依据桩孔坐标测放出桩孔位，根据桩孔十字线进行施工放样。施工放样采取现场地面按设计桩径用砖筑砌锁口井圈，砌筑完成后进行校核、测量、验交。

⑵在桩孔锁口井圈上标出十字线标志，标志用“▽”表示。四方标志均标于同一标高位置上，并标出高程。

⑴孔口用砖砌筑井圈，以防止杂物掉入孔中及雨水倒灌入孔中，井圈高度20cm，厚度25cm。

⑵土方开挖采用镐进行。遇坚硬土层及孤石用锤、钎破碎，挖土次序为先中间后周边，按设计桩直径控制开挖截面，弃土装入吊桶内。

⑶人工挖孔桩施工宜采取跳挖的施工方式。即人工挖孔桩分成两批施工，两批桩互相交错分开，第一批桩施工完毕以后，再进行第二批桩施工。

⑷挖孔用人工从上到下逐层开挖,边开挖边支护。地面孔口设置钢架管井形支架，支架设定滑轮用于提土。

⑸每开挖1.0m作一节护壁。土方开挖完毕以后，模板支护、安放钢筋并浇注护壁砼。护壁砼强度为C25，厚度200mm。混凝土搅拌在现场搅拌站进行，人工浇筑并捣实。待其初凝后拆模（至少24小时），开挖下一节；重复以上步骤至设计深度。若在设计桩底出现中砂等软弱层，应及时通知勘察设计人员，以便及时对方案进行调整，同时应加强桩壁支护，必要时采取减小每一节护壁高度的措施对孔壁进行支护，或采取钢护筒等其他措施进行处理。

⑹桩孔超过10.00m以后用空压机往孔内送风。

⑺桩孔内设置软梯供施工人员上下桩孔。

⑻桩孔挖至孔底设计标高后，通知甲方会同勘察、设计、监理及有关质检人员共同鉴定，认为符合设计要求后迅速清理孔底，及时验收,验收合格后即时进行钢筋笼和桩芯砼施工。

桩孔直径偏差应小于+50mm；

桩位偏差不应超过50mm；

桩孔垂直度偏差应小于桩长的＜0.5%；

GB／T 34370.4-2017 游乐设施无损检测 第4部分：渗透检测.pdf桩孔深度允许偏差+300㎜。

①φ为HPB235级钢筋，Φ为HRB335级钢筋，为HRB400级钢筋。

②钢筋采用大厂的产品，所有钢筋必须有质保书。

③钢筋进场后，现场见证取样送实验室复检，复检合格后方可用于工程中。

④钢筋堆放场地应保持平稳、清洁，防雨防水。

⑤钢筋笼绑扎成型后，浇筑砼前，必须清除附着于钢筋上的泥砂、铁锈。

GB／T 40324-2021 无损检测 大直径圆棒聚焦超声检测方法.pdf①钢筋笼制作规格详见附图6。