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检察官学院支护方案

国家检察官学院山东分院教学综合楼

基坑降水支护施工组织设计

批准

审核

编制

山东水总基础工程有限公司

二00二年五月

基坑降水方案

一、工程概况

拟建国家检察官学院山东分院教学综合楼位于济南市历山路110号。

场地地形平坦，地貌单元属山前冲洪积扇与河流冲积平原交汇处。

本工程设计开挖深度为8.7米，开挖深度以内土层以杂填土、素填土和粉质粘土为主，土层胶结松散。

该处水位埋深比较浅，水位埋深在距地表5.10米左右，基坑半径约31.15米内需要采取管井降水方案确保开挖作业，经我公司工程技术人员对本工程的工程地质条件和水文地质条件的分析研究，本着降低工程成本并且缩短工期的原则而设计该降水方案。

二、降水方案的选择

对于济南地区降水方案一般以管井降水和轻型井点降水方案为主，轻型井点降水适合基坑挖深较浅，且土层透水率较小，含水量较小的基坑，且井点布置管网相对较密，对基坑开挖作业影响较大，运行费用较高。

本工程开挖深度为8.7米，土层以杂填土和粉质粘土为主，透水率较大，水位在距地面5.10米左右，杂填土和黄河冲击层粉质粘土等为含水层，且含水量较大，故本工程不适宜采用轻型井点降水；根据我单位多年经验，管井降水比较适合于深基坑开挖，透水率较大并且含水量较丰富的地层，因为管井布置的间距较大，故对基坑的开挖作业的影响较小，并且基础完成后需要处理的井的数量和面积较井点降水要少，针对本工程开挖较深、开挖面积大以及本工程水文与工程地质特点，故选用管井降水的方案进行降水。

三、降水工程的设计与施工

根据建设单位所提供的岩土工程勘察报告，由于水位距地表仅5.10米左右，基坑降水面积较大，我们考虑到确保基础在施工中按时保质顺利进行，根据我们多年的施工经验，和济南地区的水文地质情况，经我单位工程技术负责人员讨论研究并结合我公司在山东省基坑降水工程设计、施工经验，制定出该工程的降水方案，特计算如下：

本降水计算采用大力神岩土工程加固设计软件进行计算，计算原理为林宗元主编的[岩土工程加固设计手册]，基坑渗透系数参照类似土层取用。

（一）降水井计算

----------原始数据----------

基坑半径（m）=31.15

渗透系数（m/d）=0.30

水位降深（m）=4.00

潜水含水层厚度（m）=23.21

引用影响半径（m）=23.03

管井降水

----------计算结果----------

基坑半径（m）:

31.15

涌水量（m3/d）:

335.85

单井出水量（m3/d）:

21.73

井点数量................10

井点间距（m）...........12

井深（m）=17.50

降水面积（m2）=2757.59

（二）降水井设计

降水井井位布置在基坑周围，井数10眼，井深17.50米。

基坑开挖深度按8.7米，水位按距地面5.10米计算。

井径设计：

钻孔直径600mm，井管外径400mm。

详见：

《基坑降水井施工布置图》

（三）施工组织

1、施工设备选型

降水井施工设备及附属工具：

SPJ-300型水井钻机2套

2PN泥浆泵2台

潜水泵（含备用）（QY3-15-36）15台

配电箱4组

25mm2电缆500米

1.5mm2电缆500米

备用柴油发电机组（75KW）1台

168钢管250米

2、施工组织管理

我公司是勘察、设计、科研、施工为一体的大一型企业，属水利厅直属。

我公司将严格执行ISO9002质量体系，采用项目法人制施工管理，坚持“信守合同，科学管理，质量第一，用户满意”质量方针。

本工程成立专门项目部，并设项目经理1人，总工程师1人，及另外2名工程师组成的项目经理部，另设机长4人，班长2人，工人10人，总投入施工人员20人。

（四）降水井施工工艺

1、施工工艺流程

放线定位

开始降水

降水安装

洗井

回填砾料

井管安装

破壁换浆

钻井施工

钻机安装

2、成井工艺

根据施工规范要求，结合本工程的实际情况，成井质量要求如下：

①井深必须达到设计要求，确保井孔的垂直度，并以监理工程师验收签证后为准。

②采用托盘法下管，井管采用无砂滤水管，接头用尼龙网全部包扎，竹片连接，铁丝绑扎牢固后，慢慢下入井内，确保井管铅直居中。

③填砾与洗井：

填砾后应迅速洗井，直至井内水清沙净，沉淀厚度小于30cm。

3、施工方法

（1）准备工作

①在工程正式开工前，建设单位应作好“三通一平”（水、电、路通，场地平整）。

并提供地下市政管网的详细标高、走向，同时对工作面内的障碍物予以清除，以保证施工现场畅通无阻。

②泥浆集中入池，以利统一外运或处理。

③测量放线后用木桩固定井位置，挖孔，为钻机就位做准备。

④根据井距设置泥浆循环系统，按方便施工的需要在坑内侧开挖。

⑤钻机就位：

钻机安装与井位偏差不大于20cm，天轮、磨盘中心、井中心三点一线，磨盘水平，钻机安装稳固，预防并调整钻机在施工过程中的倾斜位移。

（2）钻孔方法

①根据地层情况，施工中采用与之相适应的钻头及钻进技术参数，钻具直径0.6m，使用三翼合金钻头和牙轮钻头，在钻进砾岩及粘土碎石时，采用牙轮钻头或滚刀钻头钻进。

②泥浆使用与处理：

钻进过程中，泥浆比重控制在1:

1.2～1:

1.4之间，以保证钻进时的适宜性和岩粉颗粒净化沉淀的随时性。

③钻进中及时丈量钻杆长度和实测井深相结合，并保证钻进中的机台水平和井孔垂直，钻孔达到设计深度后立即自检，并报监理工程师验收合格后方可转入下一道工序施工。

（3）破壁换浆：

破壁采用钢丝束破坏井筒内的泥皮，再采用泥浆循环稀释井筒内泥浆，使井内泥浆比重小于1:

1.15。

（4）井管安装：

下管方法采用托盘法，先将井底盘与第一节井管组装，连接好，并用尼龙网包扎，三根竹片用铁丝绑扎牢固后缓慢下放，然后逐节按此方法下至井底。

（5）填砾：

为保证填砾四周厚度的均匀和防止井管倾斜，填料前先将井管固定好，然后从四周同时进行填砾，直至地平。

（6）洗井：

填砾后迅速下泵洗井，直至井内水清沙净，沉淀物小于30cm。

降水井施工完成后，架设φ168的钢管作为集水管，集水管以法兰联接牢固，之间加设止水片，防止渗漏，通过集水管上的排水管道，将降水井中抽出的水排出降水影响范围或施工场区以外。

降水井中，选用排量为25立方米/天的潜水泵，进行抽水，每井一泵，并备用潜水泵5台，以防止潜水泵意外损坏而造成抽水不及时。

4、施工进度

拟采用2套SPJ-300型钻机，投入钻机工4人，电工2人，普工20人，打井工作时间为7天。

然后铺设集水管，准备就绪后，在基坑土方开挖前5天，开始进行基坑的抽排水，观测水位，预测降水深度、范围，当达到挖土要求时进行基坑开挖。

5、观察井

为便于观察基坑内的降水效果，在基坑内设观察井一眼，具体位置设在⑥轴与G轴交汇处。

6、沉降观测

施工前，在基坑北侧的宿舍楼上设4个沉降观测点，施工期间对基坑北侧的建筑物进行严密观测，确保建筑物在基坑施工过程中的安全。

四、施工质量控制

为确保该工程的施工质量，针对该工程的特点，重点突出以下方面工作进行质量控制。

1、选派施工经验丰富、技术熟练的技术工人投入该工程。

2、建立完善的质量保证体系，责任到人，层层把关实行内部三检制，以保证工程质量。

3、值班技术人员严格监督检查、指导落实各个工序环节的控制指标，发现问题及时纠正处理。

4、资料整理。

施工过程中做好各个工序施工记录，成井后将每眼井造孔记录等技术资料报送监理审验。

五、安全生产文明施工

工程施工在保质保量完成的前提下，全体施工人员要严格遵守“安全第一，预防为主”的方针，做到安全用电，安全施工。

开工前，做好职工的安全教育工作，确保按安全操作规程进行施工。

安全用电，严格执行三相五线制和三级配电保护装置的规定，并做好施工前线路的安全检查工作。

执行交接班制度，做到班次交接清楚，机械状况良好，并做好施工记录。

上班前和上班期间工人禁止喝酒上岗。

油料、氧气、乙炔及其它易燃物品必须远离烟火，妥善存放。

场地内保持清洁，施工道路畅通，做到文明施工。

六、降水系统安置与管理

1、吸水器制作：

采用一井一泵，吊索吊至距井底0.5米处，水管自井下接至汇水总管。

2、汇水总管设置：

采用直径168mm钢管沿水井布设的路线布置于基坑槽边，固定于基坑槽边外侧。

3、自动控制管理：

安装自动控制装置，每泵一组，利用热继电器开启、按调整的时间继电器相互作用，井内水位降至设定深度自动停泵，水位上升后自动开启，使井内水位始终限定在要求的深度内。

4、管理人员：

每班安派4人值班，昼夜检查水泵系统、自控系统、输水系统，发现故障及时排除。

5、备用75KW发电机组一台值班，降水开始后不得因停电而停止降水。

6、降水至主体工程完成地上三层，基础防水做完，基坑回填完成后，先将一半降水井停止降水，3天后降水工作全部结束。

七、封井

当基础施工完成后，降水井用石屑回填，水下部分直接

回填，水上部分边回填边注水直至井口。

基坑支护方案

一、工程概述

国家检察官学院山东分院教学综合楼位于济南市历山路110号，现为拆迁场地。

场地地形平坦，地貌单元属山前冲洪积扇与河流冲积平原交汇处。

本工程设计开挖深度为8.70米，开挖深度以内土层以杂填土和粉质粘土为主，土层胶结松散，且地下水埋深较浅，故在基坑开挖及基础施工过程中应进行基坑支护。

一、场地工程地质条件及水文地质条件

1、工程地质条件

场地地层由第四系冲洪积成因的黄土状粉质粘土、粘土、碎石、粘土混碎石及白垩系闪长岩侵入体构成，地表不均匀分布有近期人工填土。

具体地层情况详见勘察报告。

2、水文地质条件

拟建场地水位地质条件较为单一，场地地下水属第四系空隙潜水，主要补给源为大气降水，地下水受季节性影响较大。

主要的排泄途径是大气蒸发及地下径流部分排向小清河。

地下水化学类型为：

SO4-CA-K+NA-HCL3，PH值=7.0，该水质对钢筋混凝土无侵蚀性。

三、设计依据及指导思想

1、该工程岩土工程勘察报告书；

2、甲方关于场地周围有关管线及障碍物的描述；

3、我国现行的国家规范；

4、甲方有关技术、质量要求和我公司的技术和设备力量。

四、设计参数的选取

设计计算参数的选取主要根据该场地岩土工程勘察报告和我单位多年的基坑支护经验选取的。

五、基坑支护方案

在认真分析了《国家检察官学院山东分院教学综合楼岩土工程勘察报告》和对拟建工程施工现场的周边情况进行了认真的考察后，根据场区内及周边和所提供的设计图纸对各个部位的不同情况拟订不同的支护方案。

并对场区内划分为三个支护区。

经过对三个支护区的不同方案的选择和验算，确定如下方案。

（本方案验算为通过中科院大力神岩土工程加固软件验算）。

1、支护A区：

该支护区为拟建工程的北侧，在基础开挖线的北侧有一座五层的住宅楼，住宅楼的南侧边墙距基础边缘仅1.50米，为保证基础开挖时北侧住宅楼的安全，固本段采用支护桩加预应力锚杆进行加固的方案进行加固，具体加固方案为：

在北侧住宅楼范围内以离开住宅楼南侧阳台和住宅楼的基础范围内布设一排支护桩为保证支护桩离楼的最小距离采用全螺旋地质钻进行成孔支护桩的桩长为进入基坑底面以下3米，桩顶距现有地面0.6米即桩长为11米，桩径为600毫米，桩间距为1.2米，桩顶加一道钢筋混凝土帽梁进行连接，保证支护桩的连续性，支护桩的配筋为10Ф20钢筋，外部结构配筋为Ф6@200，加强筋为Ф12@2000,砼强度采用C25；钻孔灌注桩完成后，在开挖过程中分别在基坑深度2.5米、5.0米架设20a工字钢梁并施加预应力进行加固，锚杆水平间距为2.4米，锚杆倾角为15度，锚杆成孔完成后，在钻孔内放置制作好的钢绞线。

然后用注浆泵统一注入素水泥浆，素水泥浆的水灰比为0.4～0.45。

水泥为425#普通硅酸盐水泥。

注浆采用塑料管从孔底注浆，注满为止，每孔至少在注浆后再补浆1-2次。

待注浆完成后7天进行涨拉。

施加的预应力分别为210KN、100KN,依据规范预应力锚杆自由段长度不得小于5米，所以两层锚杆自由段均取5.0米，锚固段分别为19.0米、11.0米。

为保证基坑支护后不会因雨水的冲刷或风化而使桩间土产生掉块，影响底板的施工。

所以在预应力锚杆做完后对桩间土进行素喷。

喷射厚度为3-5厘米。

2、支护B区和C区：

该区为基坑的东侧和西侧，采用土钉墙进行支护。

土钉墙支护从理论和实践上讲是一种很好的支护方式。

其原理是天然土体通过土钉的就地实施和加固,并和喷射混凝土所形成的面板相结合,形成一个类似重力墙式的挡土结构。

土钉墙在国内外的边坡稳定及基坑支护中都已得到广泛的应用。

其特点在于设备简单、不占或少占施工场地,施工要求的场地狭小、成本低、变形小、无噪音、无污染、施工工期短等。

一般适用于地下水位以上、标贯值大于5的砂质土或标贯值大于3的粘性土。

根据拟建建筑物的设计方案，结合本工程地质情况复杂，经我公司专家组认真研讨决定该区采用土钉支护，土钉计算如下：

本工程土钉支护计算利用大力神岩土工程加固设计软件进行计算，基坑设计方案及计算结果如下：

-------原始数据--------

基坑深度[桩顶距坑底距离]/（m）=8.70

放坡角度[用于无支护开挖和土钉/]（°）=78.69

地面均布荷载/（KPa）=10

第一排土钉距地表±0.0的距离/（m）=2.5

土钉水平间距/（m）=2.0

土钉垂直间距/（m）=2.5

土钉钻孔直径/（m）=0.15

土钉抗拔出安全系数[1.3-2.0）=1.7

土体滑动力矩安全系数[1.5-2.0]=2.0

-------计算结果---------

土钉钢筋直径=20.00（mm）

土钉排数=2

滑动面与坡顶面交点至坡脚处垂线的距离=3.88（m）

滑动面方程R=6.96*EXP（0.06*θ）

纵向每延米不平衡力矩=680.28（KN.m）

设计不平衡力矩=1360.56（KN.m）

------土钉承受的拉力和剪力-------

第1排土钉承受的剪力=24.92（KN）

第1排土钉承受的拉力=33.14（KN）

第2排土钉承受的剪力=35.55（KN）

第2排土钉承受的拉力=167.65（KN）

------土钉抗拔出验算-------

第1排土钉长度=8.00（m）

第1排土钉的抗拔力=42.59（KN.m）

第1排土钉抗拔出安全系数=2.57

第1排土钉抗拔力满足设计要求!

第2排土钉长度=6.00（m）

第2排土钉的抗拔力=202.06（KN.m）

第2排土钉抗拔出安全系数=2.41

第2排土钉抗拔力满足设计要求!

面层钢筋网直径Φ6.5,间距250mm

面层混凝土厚度50-80mm

-------计算结果---------

挡墙抗倾安全系数=2.12

挡墙抗滑安全系数=2.23

工程上一般要求抗倾安全系数1.5,抗滑安全系数1.2-1.3,满足设计要求,基坑边坡处于稳定状态。

六、基坑支护有关技术质量要求

1、土钉应尽可能按照梅花形状布置。

2、地面距坑缘1.5m范围内喷射50-80mm厚的砼，以作防水，并作好地面水的外排工作。

3、施工过程中，如土钉遇到障碍物，可以适当对其位置和角度进行调整，但应经过监理工程师许可。

4、土钉的长度误差±0.20m，角度误差±2.0度，钢筋网距面壁误差±2cm，面层喷砼厚度误差±10mm。

5、坑沿严禁堆载，以防发生塌坡现象的发生。

6、土钉布置高度严禁低于该层设计标高0.5m。

挖土方应配合土钉施工,其每次开挖的深度应和该处土钉的垂直间距相匹配。

每次开挖深度不应大于该层土钉设计深度0.5m,以保证土钉正常的施工作业面。

7、土钉墙面层铺设网格尺寸为@250mm×@250mm的钢筋网，其钢筋直径为6.5mm。

在钉头处焊接1根2级直径为20mm、长为200mm的加强筋与土钉端部焊接;再用一根直径为20mm的钢筋将各个土钉头焊接起来。

钢筋网宽度以5.0m为宜，上下长度应和基坑每步开挖深度相匹配。

钢筋网与土层面壁间距为30mm,同时用钉子将面壁钉牢。

然后喷射50-80mm厚的砼，以保护基坑面层。

8、应作好地面的排水工作,严禁基坑地面附近出现大量积水和基坑内积水。

9、施工过程中应严格按照设计要求进行操作，同时应对基坑变形进行监测，并将监测结果及时通告甲方和设计人员,发现问题及时处理。

其他说明:

1、塔吊处为荷载集中的地方，应另设桩基承担荷载。

2、开挖过程中若发现地质资料同勘察报告出入较大或地下管线、构筑物等情况，应及时报告设计方以对设计作出调整。

3、此方案依据甲方提供的平面图所作，如有变动处，现场另作洽商解决。

七、施工准备

（一）、施工质量保证体系

由我单位成立项目经理部，选择精干的人员进行施工。

施工人员有专业项目经理，技术负责人，质量检查员，现场施工负责人，现场技术负责人，现场安全及卫生负责人。

（二）、施工准备

1、请甲方作以下准备：

（1）、施工现场的"三通一平"工作;其中提供设备电源容量应不小于为150kwA,水源一处。

（2）、标定标准水准点,放出开槽线。

（3）、标定地下埋设物并清除障碍物。

（4）、提供作业场地,材料堆放场地,及集水地点。

2、我方作以下准备工作：

（1）、复测基线、水准基点.

（2）、根据施工图放出井点位置。

（3）、材料进场:

尤其钢材先进场,立即组织技术人员进行材料试验。

并准备好施工记录及报表。

（4）、施工机械准备：

所用机械设备将会按质按量地保证基坑降水和基坑支护工程施工的顺利进行。

设备应陆续进场。

施工机械主要有：

施工设备

数量

备注

XY-2地质钻机

4台

拉筋卷扬机

1台

钢筋切断机

1台

钢筋围弯机

1台

直流电焊机

3台

空压机

1台

洛阳铲

20把

砼喷射机

2台

其它电器设备

若干

八、基坑支护施工

1、开挖工作面

基坑机械开挖后，开挖面应辅以人工修理平整，然后由甲方设置的控制点放土钉孔位线，并由技术员复测后才能施工成孔。

2、钻孔及注浆技术

土钉墙用地质钻机成孔。

成孔后，应将孔内的浮土清除。

为确保钢筋置中,在主筋上每隔2m焊接一个托架，然后放入指定的孔中，待一批土钉的主筋都放入后，用注浆泵统一注浆，素水泥浆的水灰比为0.4～0.45。

水泥为425#普通硅酸盐水泥。

注浆采用软塑料管从孔底注浆，注满为止，每孔至少在注浆后再补浆1-2次，尤其在砂层中施工时补浆尤为重要。

3、披挂坡面结构

在水泥浆达到设计强度后，即可施工工作面结构。

将已作好的钢筋披挂在坡面上,编制钢筋网（φ6,@250×@250钢筋网）。

面层钢筋网距坡面30mm。

然后在土钉的端部用一φ20的钢筋将土钉焊接在一起,并将面壁钢筋网与横向联系钢筋点焊在一起。

最后喷射砼,其骨料采用粗砂和园砾,水泥用32.5普硅水泥,园砾直径为4～6mm。

速凝剂用量为水泥用量的3%。

喷射砼时，对土层干燥地段可用清水湿润。

4、由于本工程采用了土钉和锚杆支护方式，这就要求挖土方在挖土时应紧密配合土钉施工,每次开挖深度必须和土钉垂直间距相匹配。

5、施工中如发现基坑壁渗水,应对渗水部位设排水孔,将水汇集于坡底排水沟内，后用潜水泵排出坑外。

6、土钉施工长度误差为±0.2m，角度误差为±2.0度，面层喷射混凝土厚度误差为±10mm。

主筋搭接焊单面为10d，绑扎为30d，d为钢筋直径。

7、施工流程

九、施工组织管理

1、工程进度控制

本工程工期按24天计，为确保工期及施工质量,各项工程需立体交叉、配合施工。

精心筹划合理使用工期,正确协调好各工序的进度，加强工种间及各项工程间的配合与衔接。

尽量减少关键线路的工作时间，争取创造最优工程。

2、质量控制

a.加强技术管理,认真贯彻各项技术管理制度。

开工前,建立质量保证体系，落实人员岗位责任制，成立QC小组，向所有的施工人员贯彻施工方案。

做好原材料复检、钢筋焊件试验等工作。

b、在施工过程中，完善工序控制，严格做好施工记录、隐蔽工程检查记录，杜绝不合格产品进入下道工序，积极配合监理工程师及甲方的工作，把好质量关。

c、编写工程施工日记。

d、施工质量必须满足设计及施工方案的要求，必须满足国家现行有关的规范、规程、标准的各项要求。

3、人员组织

基坑支护共设施工队长1人，电焊工4人，钻机工8人，钢筋工10人，水泥工10人，普工14人。

总共47人。

十、主要安全技术措施

1、认真执行建设部《建筑安全生产监督管理规定》，制定现场施工安全技术措施。

2、开工前，对所有施工人员进行安全教育及精神文明教育。

3、施工人员进入现场，必须穿戴劳动防护用品，严禁吸烟。

4、电器设备应有保护措施，定位放置，专人维修管理，他人不得乱动。

5、消防器材要齐全，设专人检查保管。

6、现场要合理布置，临设及材料堆放做到整齐有序。

7、设专职安全员现场巡查，发现隐患及时排除

8、加强现场管理，坚决贯彻“安全第一、预防为主”的方针，杜绝事故发生，做到文明施工。

9、尊重甲方、监理人员和兄弟施工单位,服从本项目总指挥及各级管理及执法人员的领导与指挥、接受甲方技术负责及监理的监督。

拟投入本工程的主要管理人员表

职务

姓名

联系电话

项目经理

苗元亮

项目总工

孙景泽

工程科长

董飞

质检员

向建

材料员

张晓鹏

安全员

苗元亮

财务科长

郭栋

施工队长

付甲旺