深基坑降水及钢板桩施工技术方案设计Word文件下载.docx
《深基坑降水及钢板桩施工技术方案设计Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《深基坑降水及钢板桩施工技术方案设计Word文件下载.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![深基坑降水及钢板桩施工技术方案设计Word文件下载.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2023-1/5/64782ebf-5aea-46f6-9c1a-23632101e681/64782ebf-5aea-46f6-9c1a-23632101e6811.gif)
2.3、施工说明
此法主要采用[28a作为钢板桩施工,利用钢板桩施工速度快。
安全可靠的特点。
便于坑中坑及时开挖,与大底板同时施工,无施工缝及后期隐患,有效保证大底板一次性施工的工程质量。
基坑加深开挖约5.9M,钢板桩深度为9M,沿基坑设计上口框线,另加胎模尺寸,长度约65M.
为保证降水,坑外部采用管井降水,按3~5M设置.坑部采用中间管井、周边轻型井点降水。
2.4、施工程序
打坑外、坑管井---打设钢板桩----周边压密注浆----降排水---开挖第一层土----上道钢丝绳拉或对撑----开挖下层土----对撑设置----开挖下层土---(如此)----开挖底层土----填石子滤水层----垫层砼浇筑----钢筋砼底板----砌筑墙壁----浇筑砼圈梁及夹层砼----阀门封井----绑扎坑钢筋----浇筑砼----蓄水养护。
3、钢板桩打设
钢板的打设,用三支点导杆打桩机锤击。
按单桩打入法施工。
从板桩的一角开始,逐块打设。
必须注意钢板桩倾斜度的控制。
先将钢板桩吊至插桩点处进行插桩,插桩时,槽口对准.
基坑底标高为-13.150M,基坑第一道钢筋砼支撑底标高为-2.400M,净空高度为10.75M,打桩时,可适当开挖一定深度的基槽,减低初打时的桩顶高度;
第二道钢支撑部位,钢支撑底标高为-8.50M,净空高度仅为4.650M,不能满足打桩高度要求。
打桩允许偏差:
桩顶标高+100,板桩轴线偏差+100,板桩垂直度1%。
4、压密注浆及降排水
1)、坑外井降水:
确保钢板桩不渗漏,降低坑外水头和坑水压;
2)、坑管井、轻型井点降水。
轻型井点按土方开挖层分级设置。
土方开挖时,中间采用2口管井降水,周边采用轻型井点分级降水。
3)、最后坑管井采用真空泵抽水,吸水管采用D50~80钢管,便于在钢筋砼底板处焊止水板。
在钢筋砼底板上口的吸水管处设置一水阀,等基础全部成型、砼达到强度后,进行水阀封闭。
4)、坑中坑降水,要求降至坑底标高下500。
5)、降排水工作,直至砼达到一定强度等级,方可停止。
6)、在坑中坑周边3~5M围,深约6M;
坑深5~7M高度,采用加密注浆,使粉土固结,减少透水性及粉土的流失。
5、部支撑
按基坑开挖方案,基坑开挖5.900M,基坑顶标高-13.150M,基坑底部标高-19.050M,,参考《地质报告》,基本位于2-3土层,土密度r=1.83g/cm3,摩擦角ψ=27度,聚力C=8kpa.
5.1、板桩顶部悬臂端的最大允许跨度.
采用[28a钢板桩,截面抵抗矩W=35.72cm3,[f]=215Mpa.
主动土压力系数Ka=tg2(45-27/2)=0.376
H=3√6[f]W/(rKa)
=3√6*215*105*35.72/(18.3*103*0.376)
=87.5cm
板桩顶部悬臂端跨度取800.
5.2、受力简图
坑中坑部支撑采用三道,距顶部的A、B、C三点的高度分别为800、3800、5100。
平面尺如第一页图示。
角撑长度约9.05M,中间二道对撑的长度约14.2M.
各点处的土应力:
pA=5.505MPa,pA=26.147MPa,pA=35.092MPa
5.3、钢板桩受弯验算
[28a,W=35.72cm3
一~二道支撑间平均荷载
q1=1/2*(5.05+26.147)*0.28
=4.368KN/mm2
弯矩:
M=1/8*1.2*4.368*3*3
=5.88KN*M
二~三道支撑间的平均荷载
q2=1/2*(26.147+35.092)*0.28
=8.573KN/mm2
M=1/8*1.2*8.573*1.3*1.3
=2.173KN*M
则Mmax=5.88KN*M
应力:
б=M/W=5880000/35720
=164.6<
[f]215N/mm2
[28a钢板桩满足强度要求.
5.4、围檩验算:
采用3[28a合焊而成,W=340.3*3=1020.9cm3,支撑点间间距4.6M.
线荷载:
R1=15.826*2.3*1/2=18.2KN/M
R2=1/2*(15.826+30.62)*(4.45-2.3)=49.93KN/M
R3=1/2*(30.62+40.6)*(5.9-4.45)=51.635KN/M
取较大值.R=51.635KN/M.
弯矩:
M=1/8*1.2*51.635*4.6*4.6
=163.9KN*M
应力:
б=M/W=163900000/1020900
=161<
3[28a围檩满足强度要求.
5.5、对撑杆设计
由上而下对撑杆力:
N1=18.2*4.6=83.72KN
N2=49.93*4.6=229.678KN
N3=51.635*4.6=237.521KN
下二道支撑设计
支撑力取较大值:
N=237.521KN
对撑采用2D152*3.5钢管,A=16.33cm2,i=5.25cm,L=14.2M
强度验算:
б=N/A=1.2*237521/(2*1633)
=87.3<
[f]215N/mm2符合要求
稳定性验算(中间采用二个支点n=3)
λ=L/ni=14200/(3*52.5)
=90.16
查表ψ=0.621
б=N/ψA=1.2*237521/(0.621*2*1633)
=140.5<
[f]215N/mm2符合要求
5.6、角撑杆设计
最大力P=N/sin45=237.521/sin45=335.9KN
角撑采用2D152*3.5钢管,A=16.33cm2,i=5.25cm,L=9.05M
б=N/A=1.2*335900/(2*1633)
=123<
[f]215N/mm2符合强度要求
稳定验算(中间采用一个支点n=2)
λ=L/ni=9050/(2*52.5)
=86.20
查表ψ=0.648
б=N/ψA=1.2*335900/(0.648*2*1633)
=190<
[f]215N/mm2符合稳定性要求.
5.7、上道支撑设计
为配合下二道支撑结构的稳定,上道对撑同样采用2D152钢管支撑,并在中间设置2个支点,与下道对撑采用同材料相连接,满足稳定性要求。
上道角撑受力P=N/sin45=8372/sin45=118.4KN,较下道角撑所受力小,采用2D152钢管支撑,经验算,满足强度要求。
如中间不设支撑点,其稳定性:
λ=L/i=9050/52.5=172查表ψ=0.244
б=N/ψA=1.2*118400/(2*0.244*1633)
=179<
[f]215N/mm2符合稳定性要求。
上道围檩,经验算,采用2[28槽钢满足强度要求。
5.8、支撑形式
通过以上设计,钢板桩采用[28a槽钢;
上道围檩采用2[28a槽钢合焊而成,下道围檩采用3[28a槽钢合焊而成,三道围檩位置由上而下为开挖深度的800、3800、5100处;
角撑及对撑均采用双杆D152*3.5钢管,支撑点水平间距不大于4.6M。
中间对撑间距适当分开(约1200),中间设置2个支点(等距分成三段),并采用同规格管材上下、左右相互焊接稳固。
角撑下二道之间采用同规格管材上下焊接稳固。
各水平、竖向并行支撑管间,四边形体上各焊接同规格管材对角系杆,成双向格构式稳定体系。
6、土方开挖
分层开挖,土方量共1311M3。
采用机械开挖,由南向北退挖;
底部土层,采用人工修整,井字架垂直运输、小车及桥架水平运输;
逐层开挖,逐层对撑。
视降水情况:
降水情况好,坑中坑底部斜坡土方直接成型;
降水不好,全部挖平至底标高,浇筑砼垫层后,用砖砌或低标号砼放坡浇筑成型。
为便于减少钢板桩高度,先挖一层土后再进行下插钢板桩。
7、坑封底砼垫层及钢筋砼封底
在坑中坑土方开挖时,可能产生管涌现象,故需做好各项准备工作,迅速施工。
设置集水井后,立即进行坑垫层砼及钢筋砼封底施工。
1)、先铺二层草袋,上铺碎石滤水层,再铺彩条布后浇筑砼垫层。
底部先是300厚C25砼垫层;
2)、垫层上再采用钢筋砼封底。
在垫层上部300厚C25钢筋砼基坑成型、封底,配双层双向Ф16-200钢筋。
3)、中钢管抽水管,在钢筋砼板厚中央设置-4*300*300的止水钢板。
8、基坑成型
1)、底部放坡采用低标号C15素砼,并起到底部周边支撑作用;
2)、周边墙壁砌筑240厚砖胎模,并设置钢筋砼圈梁,加强坑壁刚度和稳定性;
与钢板桩间采用200厚C25素砼填实,增加封水性能;
3)、分层施工的砼上口,设置100*50的凹槽,便于砼接口防水。
浇筑砼时,砖胎模侧加设支撑。
4)、部支撑随部墙体砌筑高度由下而上逐步拆除。
5)、胎模侧采用20厚1:
2水泥砂浆粉刷。
电梯基坑沉井施工初步方案
6)沉井选型:
本工程电梯深基坑,开挖深度基于2700厚大底板基坑下5M,按原图纸设计,深基坑底口平面尺寸为7650*12700,上口平面尺寸为13200*18400,基坑成型上标高为-13.150M底标高为-18.150M。
由于基坑地下水较丰富,按一般降水难以进行开挖。
故拟采取沉井法施工,周边进行深井降水。
在基坑中制作,减少下沉深度。
沉井选型为矩形钢筋砼结构,部尺寸以原图设计的底口尺寸为依据,如图示。
井壁表面呈1/1000坡度。
7)沉井的制作与下沉:
a)施工准备工作:
(1)场地平整、地质勘察
整个电梯基坑位于2-2层粉土夹淤泥质粉质粘土,为松软土。
虽然外围止水围幕底标高在-21.500M,但基坑土中含水量较大,易形成流砂。
地层中无承压水,但受到高位土对部含水压力的影响。
(2)重点施工容:
沉井工程的施工重点容主要为:
沉井制作、下沉、封底、质量保证技术措施、特殊问题及解决措施。
(3)布设测量控制网
电梯深基坑位于5轴与D轴、E轴交汇处,即利用5轴、D轴、E轴线对沉井的定位进行控制。
将所要求沉降的深度,通过标高线测设在沉井的四周井壁上,各标高线用墨线弹在井壁上,标上标高数,控制沉井下沉的深度和下沉时的水平控制。
当沉井下沉到近设计标高100处,使其依据自重下沉到设计标高,最终进行沉降观测,经8小时观测下沉量不大于10时,进行沉井封底。
(4)沉井施工程序
平整场地------测量放线-----开挖基坑----铺砂垫层和垫木、垫架----沉井钢筋绑扎----模板立制----沉井砼浇筑----布设降水井点----抽出垫木----沉井土方开挖、下沉------底垫层-----封水----浇筑底板钢筋砼。
b)沉井制作
(1)软弱地基上浇筑较重的沉井,采用垫架法。
为了使上部沉井重量均匀地传给地基,沉井浇筑过程中不产生过大不均匀沉降,刃脚和井身不产生裂缝而破坏。
先在刃脚步处铺设约800厚砂垫层,并夯实,再在其上铺设160*220的枕木和垫架,
垫架对称设置,间距约600。
先设10组定位垫架,其位置在距长边两端500处,在其中间支设一般垫架,垫架垂直于井壁。
在枕木上支设刃脚和井壁模板。
枕木应使顶面在同一水平面上,用水准仪找平,高差不超过10,在枕木间用砂填实,枕木中心与刃脚步中心线重合。
量较多时,在枕木下设砂垫层,将沉井重量扩散到更大面积上。
(2)井壁制作:
沉井制作在基坑中进行,一次制作、一次下沉。
井壁模板采用18厚胶合板,并使用Φ12防水穿墙螺杆,水平间距600,竖向间距450;
竖向背楞为50*100木楞,间距为300;
水平横楞为二道Φ48钢管,上下间距为450。
沉井砼浇筑时,采用人工下料。
沿沉井周围均匀、分层浇筑,每层厚度不超过300。
避免超成不均匀沉降使井倾斜。
c)沉井下沉
(1)下沉验算:
沉井下沉前对砼强度、外观进行检查。
砼强度达到设计要求。
(粉砂和粉性土的井壁摩阻力为15~25KN/㎡).
下沉系数K0=(G-B)/T=1.05~1.25
为防止在软弱土层中下沉时发生突沉,要严格按挖土顺序要求进行,设置防止突沉措施,在部设计钢筋砼横梁,进行部加垫控制。
验算下沉稳定性。
K=(G-B)/(T+R)。
如下沉系数不满足要求时,可在井壁上增加附加荷重;
或水枪在沉井外侧冲水下沉。
(2)垫架、排架拆除
在砼强度达到设计强度的100%方可拆除垫架。
拆除时分组、对称、同步地进行。
先拆除两短边下的垫架,然后抽除长边下一般垫架,最后同时抽除定位垫架。
抽除时,先将枕木下底部的土挖开,利用挖土机的牵引将枕木抽出,每抽出一要枕木,刃脚下立即用砂填实,抽除时加强观测,注意沉井下沉是否均匀。
(3)井壁处理。
拆除模板后,将井壁外侧的穿螺杆割除,保持外侧井壁平整、光滑。
突出井壁外侧的部分,在拆模后铲除,以利下沉。
有孔洞处,用砼重新补浇密实,防止下沉时地下水涌入和各处重量不均而超成倾斜。
(4)为防止雨水影响,在井壁外侧,与土间隙之外,设挡水堤,防止雨水进入空隙,使摩阻力减小,而导致沉井突沉或倾斜。
4、沉井施工方法:
(1)采用井点与明沟排水相结合的方法。
在沉井外部周围设6口深井降水,部分明水在沉井辅以明沟、集水井排水。
(2)下沉挖土方法:
由于井有工程桩,机械挖土较为困难。
可先在基坑面用挖土机挖土,后用人工挖土。
挖土时,分层、均匀、对称地进行,使沉井均匀竖直下沉。
挖土高差不超过500。
正常开挖时,进行分层开挖。
每层挖土厚400~500,沿刃脚周围保留500~1500土堤,然后再沿沉井壁,每2~3M一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀地削薄土层,每次削50~100,当土层经不住刃脚的挤压而破裂,沉井便在自重作用下均匀垂直挤土下沉,使不产生过大倾斜。
如此,再从中间向四周均匀掏挖,使沉井平稳下沉。
保持沉井连续下沉,避免长时间停歇。
井有流砂出现时,先挖周边距刃脚1000处,然后按每层100宽,同时向刃脚方向分层切削,最后开挖中间部分。
沉井下沉时,如井壁外侧土体发生坍陷,采取及时砂石回填措施,以减少下沉时四周土体开裂、坍陷对周围基土的影响。
沉井下沉进程中,每4小时进行1次测量,发现偏斜、位移时,及时进行纠正。
(3)沉井的辅助下沉方法:
如不能下沉时,用水枪从井壁外侧,用高压水冲刷土层,使沉井下沉。
特别是在一侧已达到标高而倾斜纠偏时,采用此方法。
射水压力为0.4~0.6MPA;
每一管的喷水量不得小于0.2M3/S。
(4)沉井下沉接近标高时,可在四角垫枕木垛,使沉井压在枕木上,保持沉井稳定。
5、测量控制:
沉井位置标高的控制,在沉井外部地面和井壁顶部四面设置纵横十字中心控制线、水准基点,以控制位置和标高。
沉井垂直度的控制,在井筒各面中心标出垂直线,各吊线坠一个对准下部标板来控制,并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测,挖土时,随时观测垂直度,当线坠离垂直标志墨线达50,或四面标高差达100时,通过调整挖土标高和劳动力,及时进行纠正。
沉井下沉的控制,在井壁周围弹水平,并在外壁上四面各个角画出标尺,用水准仪观测沉降。
沉井下沉中加强位置、垂直度和标高的观测。
接近标高时,连续观测,以防超沉,由专人做好记录。
6、沉井封底
当沉井下沉到距设计标高0.1M时,停止井挖土和抽水,使其靠自重下沉至设计标高,再观测,如经8小时累计下沉量不大于10时,即可进行排水法沉井封底。
将新老砼接触面打毛、冲刷干净。
与部工程桩相应接触处,在封底厚度将工程桩侧面凿凹80-100止水槽,并将底板钢筋与桩体钢筋焊接。
对井底进行修整,使之成锅底形,由刃脚向中心挖放射形排水沟,填级配碎石作滤水暗沟,在中部距刃脚2~3M处设2个集水井,深1.5M,井间作盲沟相互连通,插入直径600滤水砼管,外包二层滤纱,四周填级配碎石,使井底的水流汇集到井中,用水泵排出。
排水沟和集水井随沉井挖土鸸不断加深,保持地下水位低于0.5M以下。
封底时,先铺一层300厚碎石,再在其上浇一层厚200的砼垫层,在刃脚下填实振密,保证沉井的最后稳定,达到50%强度后,在垫层上绑扎钢筋,钢筋两端伸入刃脚凹槽,浇筑上层底板砼。
浇筑时在整个沉井面积上分层、不间断地进行,由四周向中央进,并用振密实。
进行养护间期,要求连续抽水,待底板砼强度达到70%,并进行抗浮验算后,对集水井进行停抽封堵。
,封堵时,将井水抽干,地套管迅速用干硬性高强砼进行堵塞捣实,然后用螺栓拧紧,上部用砼垫实捣平。
8)特殊问题及解决措施:
(1)下沉困难
原因为:
自重不够;
摩阻力过大。
措施为:
继续碗形破土;
增加荷重;
井壁外侧射水枪冲刷周边土。
(2)下沉过快
土耐力过小;
抽水后摩阻力变小;
措施为:
在刃脚处采取部分挖土;
井外壁碎石填夯。
(3)突沉
锅底土挖得太深;
控制挖土,锅底不要挖太深,避免掏空过多。
(4)倾斜
基土软硬不均;
不对称抽垫木、不及时回填;
不均匀挖土;
一侧障碍物或涌沙;
上部堆载不均;
分区、依次、对称、同步地抽除垫木、及时回填;
高侧加快取土;
(5)偏移
发生倾斜、纠偏;
控制沉井不再向偏移方向倾斜;
有意向相反方向倾斜;
深挖倾斜反面土,回填到倾斜一面。
(6)流砂
井挖土太快;
井点降水效果不好;
不在刃脚下掏土;
增加荷载,快速施工;
加大井点降水;
(7)超沉
终端不及时控制;
流沙层失控;
沉井至设计标高100时,加强观测,停挖土停排水,靠其自重下沉达稳定;
井点降水防涌沙发生。
9)沉井质量标准:
(1)沉井工程中的模板、钢筋、砼等均符合施工规的规定;
(2)砼抗压强度及下沉前砼的强度等级,符合设计要求和施工规规定;
(3)沉井外壁保持平滑,无裂缝、蜂窝、空洞、不露筋;
;
(4)沉井封底符合设计要求和施工规规定;
(5)下沉稳定:
8小时观测不大于10;
(6)封底后,刃脚标高偏差不大于100;
刃脚平面中心位移不大于80;
四角高差不大于100;
(7)封底砼坍落度:
180~200。
10)安全措施:
(1)严格遵循沉井垫架拆除和土方开挖程序,控制均匀挖土速度,防止发生突然性下沉、严重倾斜现象,导致人身事故;
(2)作艰险沉井下沉中的降排水工作,并设备用电源,以保证沉井挖土过程中不出现大量涌水、涌砂或流砂现象,以避免造成淹井事故;
(3)沉井上部设安全平台,周围高栏杆;
避开出土的垂直下方作业;
井下作业戴好安全帽、穿胶鞋;
(4)沉井土方吊运,由专人操作和专人指挥,统一信号,预防发生碰撞或脱钩;
机械在沉井边操作时,加强对地基稳定性检查,防止发生塌陷、倾翻事故;
(5)沉井挖土应分层、分段、对称、均匀地进行,达到破土下沉时,操作人员要离开刃脚一定距离,防止突然性下沉而造成事故;
(6)加强机械设备维护、检查、保养;
机电设备由专人操作,认真遵守用电安全操作规程,防止超负荷作业,并设漏电保护器;
夜间作业,沉井外保持足够的照明,沉井采用36V安全电压。
11)征求对此进行相应的设计:
(1)沉井法施工相应的电梯基坑图纸变更设计;
(2)沉井结构设计,包括井壁几何尺寸、刃脚、配筋;
刃脚高度;
底板凹口位置及尺寸;
(3)沉井施工下沉验算下沉稳定性验算;
(4)计算井身一次浇筑高度,使其不超过地基耐力,计算确定其下砂垫层厚度;
(5)沉井底板结构及配筋,包括垫层厚度设计;
附:
基坑与桩基关系图示、基坑剖面图示。
坑中坑置后施工初步方案
一、施工部署:
1、工程概况
大底板坑中坑部位,南北长18.400M,东西宽13.200M,主楼大底板基坑底标高为-13.150M,坑中坑底标高-18.550M,超深5.4M。
大底板板厚2700。
2、工程特点及目标:
地下土质为粉沙土,后期施工时,土壁较高,侧压力大;
地下水压大,易形成涌水、涌沙现象;
大底板二次浇筑,存在板体竖向截面施工缝。
必须采取有效的止水、降水、挡土措施;
进行施工缝防水设置和处理。
二、施工容及程序:
大基坑垫层施工----止水围幕墙施工----上部支撑设置----外围管井设置----坑管井及轻型井点设置----土层开挖及二级轻型井点布管----排水管线调整----砼垫层----钢筋砼封底----大底板施工缝清理及甩筋调整----承台及大底板钢筋连接、绑扎----砼浇筑及养护
三、止水围幕墙施工
必须深至不透水层,周边止水围幕墙止水效果很好。
桩顶设置钢筋砼圈梁和对撑梁,起支护作用。
四、降排水:
1、坑中坑止水:
采用止水围幕墙;
2、坑外管井降水:
确保止水围幕墙不渗漏,降低侧壁外部水位;
3、坑管井、轻型井点降水。
轻型井点按土方