深基坑降水及钢板桩施工技术方案设计Word文件下载.docx

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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