化粪池开挖土体支护方案

化粪池开挖土体支护方案

一、施工概况：

荔盛苑商住楼工程，根据施工图纸设计，有三处化粪池（见附图），其分别位于现场临设厕所及冲凉房处、施工单位办公室处、原甲方监理办公室处（对其分别进行编号为1#、2#、3#），由甲方售楼及施工需要，现先要进行3#化粪池施工，化粪池样式为G13-100SQF即为钢筋砼13号化粪池，有效容积为100m3，有地下水、上可过汽车及覆土。该化粪池埋深约为±0.00（绝对高程20.8m）以下5.4m，根据地质资料，地下承压水位标高为（绝对高程）15.65m～16.4m对土体开挖及支护有利。化粪池南侧为建筑红线及马路，北面为地下室外墙，西侧为钢筋原材堆放地，东侧为临时大门和通道。（土体物理性指标见附图）

二、支护开挖的特点及难点：

1.化粪池结构体积大：其长度为13.4m，宽度为3.7m，埋深约5.4m。为此对钢筋砼化粪池的钢筋、模板及砼施工都提出了更高的要求。

2.化粪池埋深约为6.3m，其中化粪池埋深为5.4m，其下为0.8m厚的淤泥质黏土，该层土土体承载力不能做承力层土体（见附图土体剪砌波图），须对其进行土体加固，具体做法为挖去该层土体，用碎石进行填实。

3.化粪池埋深约5.4m，该深度土体均为人工填土等底黏结性土体，开挖时土体较不稳定，且开挖面小，支护开挖难度相对较大。

4.化粪池南面离建筑红线只有1m，建筑红线外为车流量较大的马路，使得该侧土体侧压力较大，为施工及支护要求较高。

三、坑槽的开挖基本思路

（一）、土体可垂直开挖的最大深度的计算：

1.根据地质资料取33号土样各指标为计算依据：

γ=18.1KN/M3φ=23° C=33KPa q=6KN/m2 K=1.5

2.最大垂直开挖深度的计算

h max=2c/[1.5×γ×tan（45°-φ/2）]-q/γ

=2×33/[1.5×18.1×tan（45°-23°/2）]-6/18.1

=3.34m（不满足要求，需进行支护开挖或安全放坡）

3.根据地质资料要求该土体安全放坡坡度为1：1.03，对照地下室施工图及建筑红线位置，因为化粪池南面为车流良较大的马路且化粪池距建筑红线仅为1m，所以化粪池南侧应采取支护开挖，保证边坡土体安全稳定；化粪池北侧与地下室结构外墙距离为 3.8m，该处土体直接开挖至地下室基坑护壁外边：东头为临时通道及大门也应进行支护；西头可以考虑安全放坡开挖。

（二）、坑槽开挖边坡支护的种类及选择：

1.支护工程施工主要种类有：水泥搅拌桩支护、钢管（钢板）桩支护、锚杆喷灌支护、砼挡墙支护、钻孔灌注桩支护。

2.结合本工程现场实际情况及工期要求对支护方法的选择：（1）.水泥搅拌桩支护：

适用条件：水泥土搅拌桩适用于加固淤泥、淤泥质土和含水量高及强度低的黏土、粉质黏土，但对泥炭土及有机质土和低黏结性土体，因固结体强度低，应慎重采用。因水泥土搅拌桩作为重力式结构，搅

拌桩墙体一般较宽，必须具有较宽敞的周边施工场地。对于软土地层的基坑支护，一般适用于深度不应大于6m的基坑。因水泥土搅拌桩同时能起到截水作用，可用于地下水位以下的基坑支护。其特点为：搅拌或旋喷时无侧向挤出、振动小、噪音小和无污染，对周围建筑物及地下管道影响小；不需要内支撑或锚杆，便于地下室的施工。

由于该处土体为人工填杂土以有机质及垃圾、砂石砾等底黏结土体为主，结合施工现场可开挖面积较小，不为其提供较宽敞的施工场地，且施工工期长，为保证支护体质量及结合施工工期，所以本支护不宜选择该做法。

（2）.钢管（钢板）桩支护：

适用条件：该支护主要用于土质黏结性较好、坑顶面无重大荷载、土体侧向压力不大的浅坑开挖，开挖深度不宜大于5m。

本工程开挖处周边坑面荷载较大，土体侧向压力较大，土体为人工填杂土以有机质及垃圾、砂石砾等底黏结土体为主，如用钢管（钢板）桩做支护，一方面其支护的稳定性不好，容易受弯变形，影响施工；另一方面，该支护坑深约5.4m，加桩锚长，共计压深约为10m，这使得支护桩根本无法打压到位时。为保证支护体质量及结合施工工期，所以本支护不应选择该做法。

（3）.喷灌挡墙-锚杆支护：

适用条件：锚杆支护技术适用范围很广，在大部分场地和地质条件下都能采用，尤其基坑深度大、对水平变形的限制要求高、基坑周边场地狭窄的情况最能体现其优越性。不适于喷灌挡墙—锚杆支护的

情况包括：基坑周边无法或不允许施工锚杆，如周边有其他地下结构、桩基造成施工障碍；特定地层条件下，锚杆锚固段无法避开软弱土层，即使锚杆很长，仍不能提供足够的锚固力，造价和工期上也很浪费；锚杆施工困难，如砂卵石地层存在承压力的情况下，现有机具无法成孔和不能保证水泥浆灌注质量。虽然喷灌挡墙—锚杆支护技术适用面较广，也易于保证基坑的安全，但是造价相对较高。在周边环境条件不复杂，能够采用其他更经济的支护技术的情况下，应综合安全、经济、工期等因素进行不同支护方案的比较后进行选择。

本工程坑体较狭长，对于长锚杆而言，作业面不够；再而，化粪池南面1m即为建筑红线，红线外市政水电管线多且分布复杂，锚杆施工容易对其造成破坏；此外，该支护施工随支护效果最好，但造价高，综合考虑，该处支护不采用喷灌挡墙-锚杆

（4）.钢筋砼逆作拱挡墙支护：

适用条件：适用于非软土、低地下水位及施工面宽广的场地，开挖深度一般不宜超过12m。拱墙结构本身不能作为防水体系使用，当有地下水时，应进行降水或使用截水帷幕，与止水帷幕结合可用于地下水位以下的基坑支护。这种支护体系，结构受力以受压为主，能充分发挥钢筋混凝土材料的特性，构造简单，水平位移小，采取分层开挖分层逆作支护的施工办法。逆作拱挡墙支护体系为无嵌固段支挡结构，设计中除结构计算外，还应验算其抗隆起稳定性、抗渗透稳定性。逆作拱挡墙采用分层、分段施工、逐层推进，施工速度较慢，但基坑支护造价较以上几种支护施工为低。

该化粪池本身开挖尺寸小，作业面小，不能为该支护体系提供有效作业面，同时施工工期较慢，影响甲方售楼。所以综合考虑，不应选用该支护进行施工。

（5）.钻孔灌注桩支护：

适用条件：施工无噪音、无振动、无挤土，刚度大，抗弯能力强，变形小，适用面广。多用于基坑7～15m的边坡支护工程，在土纸较好的地区悬臂长度可以为8～9m。不需设置锚杆，施工速度快，工程造价合理。

结合该出土质、开挖深度、开挖尺寸及现场、周边实际情况、施工造价等因素综合考虑，决定采用钻孔灌注桩进行支护，(具体做法见附图).

四、土体压力的计算：

1.根据地质资料取33号土样各指标为计算依据：

γ=18.1KN/M3φ=23°C=33KPa q=6KN/m2K=1.5 H=6.3m

2. 土体压力的计算（不考虑水位高度）

h=q/γ=6/18.1=0.33m

在填土面处的土压强度：

P aA=γhtan2（45°-φ/2）

=18.1×0.33×tan2（45°-23°/2）

=2.62KN/M2

在桩底的土压强度：