水厂基坑支护方案Word文件下载.docx
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JGJ18-2003
15
岩土锚杆（索）技术规范
CECS22:
2005
16
建筑基坑工程监测技术规范
GB50497-2009
17
建筑机械使用安全技术规程
JGJ33-2001
18
施工现场临时用电安全技术规范
JGJ46-2005
19
建设工程施工现场供用电安全规范
GB50194-93
此外，施工时的扬尘及噪音应符合烟台市规定的相关标准。
2、工程概述
2.1工程概况
2.1.1构筑物概况
本工程为集成式设计，所有构筑物全部集中在一个构筑物内，尚属国内先例。
拟建构筑物位于污水处理厂院内，现况生物池北侧，北临养殖池。
构筑物具体尺寸如下：
建筑物名称
平面尺寸（m×
m）
结构类型
基础形式
基底标高（绝对高程）
水池
300*105（半地下）
剪力墙
桩箱基础
-8.40
2.1.2基坑及周边概况
拟建工程基坑周长约900m，东西长320m，南北长130m，面积约41600㎡。
水池箱体侧壁北侧18.5m为已有道路，东侧11m为已有道路、24.5m为已有污水处理池（埋深8-10m），经过现场踏勘。
现场基坑周边有路灯等构筑物、无雨水等地下管线。
基础持力层为（4）层细砂层，基坑部分区域考虑到基底超挖换填，换填材料选用砂石材料，分层夯实至中密，压实系数不小于0.94，现场开挖前场地平整至绝对标高3.0m。
基坑分段图如下：
各剖面段具体情况详见下表：
基坑分段
基坑底绝对标高（m）考虑基底换填超挖
坑顶绝对标高（m）
深度（m）
附加荷载（kpa）
周边环境
AB
3.0
11.4
距坑顶2.0m均布附加荷载20kpa
西侧已有养殖池
BC
-8.50
11.5
11m外为已有道路
CD
-9.50
12.5
24.5m外为已建污水水池
DE
EA
无影响基坑支护因素
2.1.3工程数量表
基坑支护主要工程数量如下表所示：
主要项目
参数
单位
数量
备注
灌注桩
800@1200
m
16278
高压旋喷桩
1200@900
17050
锚索根数
1*7标准型1860级S15.2钢绞线
道
338
锚喷护坡
㎡
14066
降水井
直径600
口
119
基坑内外
冠梁
800*800
m3
1580
2.2工程地质和水文条件
2.2.1工程地质条件
拟建场地所处地貌单元为滨海浅滩（属潮汐带），场地西半部分为海参养殖池，池深约4.0m左右；
场地东半部分为建筑开挖弃土堆积区，堆土高度约为2.0-5.0m。
场地表层为素填土，其下依次为第四系全新统海积细砂，海积泻湖相沉积淤泥质粉质粘土，冲洪积细砂及粉质粘土组成。
现自上而下分述如下：
（1）素填土（Qml）
遍布于场区陆地表层。
色杂，松散状态。
主要由细砂及粘性土组成，混少量建筑垃圾及风化岩屑、碎块，为近期挖方形成。
厚度:
2.40～12.30m,平均5.73m；
层底标高:
-3.49～0.48m,平均-1.51m；
层底埋深:
2.40～12.30m,平均5.73m。
（2）细砂（Q4m）
各钻孔均有分布。
灰色～灰黄色，饱和，稍密～密实状态，主要成分为石英，含少量云母，级配较差，分选性较好。
1.80～10.60m,平均4.73m；
-11.53～-2.88m,平均-6.61m；
2.00～18.60m,平均9.03m。
（3）淤泥质粉质粘土（Q4m+l）
该层分布在9～12、21～24、34～36、45～48、57～60孔，深灰～灰黑色，软塑～流塑状态，含有机质和少量海生贝壳残骸。
染手，有腥臭味，具触变性及高压缩性。
切面较光滑，中等韧性和干强度。
为场区新近沉积软弱下卧层。
0.60～3.90m,平均1.85m；
-9.73～-6.55m,平均-7.85m；
4.00～16.50m,平均9.67m。
（4）细砂（Q4m）
褐黄色～黄色，饱和，稍密～密实状态，主要成分为石英，含少量云母。
分选性及磨圆度均好。
该层多夹砂混粉质粘土透镜体。
7.90～16.80m,平均12.67m；
-24.30～-17.78m,平均-21.42m；
16.20～31.80m,平均23.84m。
（4-1）粉质粘土（Q4al+pl）
分布在1～24、26～37、44～48、52、57、60孔。
褐黄色，可塑～硬塑状态，具中等压缩性。
无摇振反应，韧性中等，干强度中等。
该层质感较差，土质很不均匀，局部地段混大量细砂或相变为粉土。
0.60～4.00m,平均2.13m；
-20.72～-16.08m,平均-17.68m；
13.00～27.50m,平均19.60m。
（5）粉质粘土（Q4al+pl）
褐黄色～浅黄色，软塑～可塑状态，具中等压缩性。
无摇振反应，韧性中等，干强度中等，切面稍有光泽。
该层土质很不均匀，局部地段相变为粉土。
1.50～12.40m,平均7.10m；
-32.40～-21.82m,平均-28.40m；
24.70～39.00m,平均30.82m。
（6）粉质粘土（Q4al+pl）
分布在1～12、15、17、19、20～23、25、28、32、36、38、42、45、52、56、60孔。
灰色～深灰色，软塑～可塑状态，具中等压缩性，无摇振反应，韧性中等，干强度中等，切面有光泽。
该层土质不均匀，局部地段相变为粉土。
受孔深限制，部分钻孔未能揭露，最大揭露厚度17.70m。
（6-1）细砂（Q4al+pl）
该层分布于场区部分地段，灰白色～浅黄色，饱和，密实状态。
主要成分以石英为主，含少量云母，磨圆度及分选性均较好。
受孔深限制，部分钻孔未能揭露，最大揭露厚度7.60m。
新近沉积层以下为第四纪沉积之卵石、圆砾④层及细砂、中砂④1层；
粉质粘土、粘质粉土⑤层，砂质粉土、粘质粉土⑤1层，粘土、重粉质粘土⑤2层及细砂、中砂⑤3层；
第四纪沉积层以下为第三纪沉积之全风化～强风化砾岩⑥层，全风化～强风化粘土岩⑥1层及中等风化砾岩⑥2层。
本工程典型地质剖面如下：
2.2.2水文地质条件
根据本次勘察的地质资料，场区内地下水经分层量测均为第四系孔隙潜水，孔隙潜水含水层主要为
（2）层细砂、（4）层细砂，地下水主要由大气降水垂直渗透补给和相邻含水层侧向迳流补给，并以蒸发及地下迳流等方式排泄。
地下水与海水联系密切，地下水位受潮汐影响很大。
其水位动态变化规律及变化幅度随潮汐变化而变化，地下水位变化幅度1.0～2.0m。
勘察期间实测地下水位情况见下表：
初见水位情况
数据个数
水位埋深最小值（m）
水位埋深最大值（m）
水位
埋深平均值（m）
标高最小值（m）
标高最大值（m）
标高平均值（m）
36
1.4
11.3
4.11
-1.34
3.05
-0.13
稳定水位情况
水位埋深最大值
（m）
水位埋深平均值
水位标高最小值（m）
水位标高最大值
水位标高平均值
1.3
9.5
3.58
-0.42
1.94
0.40
1、地下水对混凝土结构腐蚀性评价
（1）按环境类型评价
该场地环境类型为Ⅱ类，微冻区，属弱透水层中的地下水，SO42-含量：
485.53～1234.04mg/L，Mg2+含量：
211.44～409.46mg/L，总矿化度2905.38～9110.84mg/L。
依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）表12.2.1规定，地下水对混凝土结构为弱腐蚀性。
（2）按地层渗透性评价
场区地下水为弱透水层中的地下水，场区地下水PH值：
7.57～7.65，侵蚀性CO2含量：
0.00mg/L，HCO3-含量：
3.39～17.14mmol/L，依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）表12.2.2规定，地下水对混凝土结构为微腐蚀性。
综合分析判定该场区地下水对混凝土结构具弱腐蚀性。
2、地下水对钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀性评价
场区地下水Cl-含量1259.18～3675.46mg/L，依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）表12.2.4规定，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋在“长期浸水”环境中为微腐蚀性、在“干湿交替”环境中为中腐蚀性。
综上所述：
地下水对混凝土结构为弱腐蚀性；
对钢筋混凝土结构中的钢筋在“长期浸水”环境中为微腐蚀性、在“干湿交替”环境中为中腐蚀性。
3、基坑支护、降水设计
3.1支护、降水设计综合考虑方案
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－2012）规定，应综合考虑基坑周围环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，按表3.1.3采用支护结构的安全等级。
对同一基坑的不同部位，可采用不同的安全等级。
表3.1.3支护结构安全等级
安全等级
破坏后果
一级
支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响很严重
二级
支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响严重
三级
支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响不严重
基坑考虑按照支护结构为桩锚支护结构，基坑支护结构安全等级为一级。
3.2基坑支护、截水设计及施工步骤
3.2.1支护方案设计
根据设计要求，基坑采用双排桩+锚索垂直支护，由于场地地处海水，地下水丰富，采用高压旋喷止水帷幕进行止水。
同时坑外采用管井降水，确保锚索顺利施工并减小支护风险。
1）基坑AB、BC、EA段采用双排桩结合预应力锚索支护，上部3m为1:
1.5自然放坡，下部φ800双排灌注桩+1排锚索，前排灌注桩与高压旋喷桩搭接；
2）基坑CD段采用双排桩结合预应力锚索支护，上部3m为1:
1.0自然放坡，下部φ800双排灌注桩+1排锚索，前排灌注桩与高压旋喷桩搭接；
3）基坑DE段采用双排桩结合预应力锚索支护，上部3m为1:
4）深基坑桩-锚支护参数见下表：
项目
基坑深度
11.50m
支护型式
围护桩/预应力锚杆
支护结构安全等级
重要性系数
1.1
围
护
桩
护壁桩桩径
Φ800
桩间距（mm）
前排桩间距1200，后排桩间距2400
桩长（m）
CD段为17.5m，其余为15.5m
数量（m3）
8866.40
强度等级
C30
嵌固深度（mm）
约7m
断面尺寸（mm）
800（宽）×
800（厚）
桩间挂网喷砼
喷混厚度
80mm
C20
钢筋网片
Φ6.0@200×
200mm
预应力锚索
直径
直径Φ150mm
水平夹角（斜向下）
25°
桩-锚支护各断面参数
支护断面
双排桩前后排距/桩长（m）
前排桩桩距
后排桩桩距
桩径
锚索长度（m）
间距（m）
锚固段长度（m）
拉力标准值/锁定值（KN）
3.2/15.5
1.2
2.4
800
25.5
3*15.2
18m
260/200
27.5
20m
374/280
3.2/21.5
35
4*15.2
27m
427/320
19.5
2*15.2
280/210
253/190
锚喷设计参数表
项目
设计参数
坡顶荷载
20kPa，超载距基坑边2.0m
锚喷面坡度
1:
1-1:
1.5
面层钢筋
6200钢筋网
钢钉参数
Φ14HRB335@2000
混凝土面层
厚度80mm，强度C20
水泥净浆
水灰比0.5，强度不低于20Mpa
混凝土配合比
水泥：
砂：
石=约1:
2:
3.2.2降水设计
降排水分部
降排水分项
基坑降排水
基坑降水
止水帷幕
详见基坑支护设计
坑外降水井
坑外75口，间距15m，井深17m
坑内降水井
坑外44口，间距30m，井深17m
基坑周边采用直径400的波纹管，坡降比1:
0.005，坑顶布置沉砂池，基坑内周边布置盲沟，坑底布置集水坑，管井孔径600mm，井管直径315mmPVC管，滤水孔直径4mm，间距50mm，滤料用用粗砂粒或直径3-7mm的过筛石屑。
基坑顶部降水
在基坑顶部设置截面尺寸为300*300的排水沟。
基坑底部排水
基坑内采用明排，沿坑底四周布置断面为300*300的排水盲沟，沟内填石子，同时每隔50m布置一个直径500mm，深0.5m的集水坑，盲沟与集水坑相连，排水沟离侧壁距离0.5m以上。
3.3.3施工步骤
（1）挖除现场地表土，平整现场地形；
（2）定位放线后，进行降水井施工；
（3）排水管道安装；
（4）基坑降水；
（5）土方开挖3.0m至0.00位置，进行灌注桩施工；
（6）高压旋喷桩（止水帷幕施工）；
（7）冠梁施工；
（8）锚索；
（9）基坑开挖-锚喷（间段进行）。
4、专项施工方案
4.1高压旋喷桩专项施工方案
4.1.1加固原理
三重管是利用专用设备先造孔，然后插入灌浆管。
利用高压水流切割土体。
同时利用空气压缩机工作将切割本体产生的泥浆排出，并同步灌浆。
采用三管法旋喷，应先送高压水、再送水泥浆和压缩空气；
喷射时先应达到预定的喷射压力、喷浆量后，再逐渐提升注浆管，注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm；
当达到设计桩顶高度或地面出现溢浆现象时，应立即停止当前桩的旋喷工作，并将旋喷管拔出并清洗管路。
三重管法是将水泥浆与压缩空气同时喷射，除可延长喷射距离、增大切削能力外。
4.1.2工艺流程
本标段拟采用三重管旋喷法，跳桩施工，工艺流程为施工准备→测量定位→钻机引孔→机具就位→钻孔至设计标高→旋喷开始→提升旋喷注浆→旋喷结束成桩（流程图见图4-1）。
高压旋喷桩参数如下：
桩距
桩长
注浆流量
水泥浆压力
气压
提升速度
旋转速度
水灰比
水泥掺量
全断面
0.9m
1200mm
25m
100L/min
32MPa
＞0.7MPa
8cm/min
10r/min
600kg/m
4.1.3施工方法
（1）场地平整先进行场地平整，清除桩位处地上、地下的一切障碍物，场地低洼处用粘性土料回填夯实，并做好排浆沟。
（2）测量定位
首先采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出试验区域的控制桩，然后使用钢卷尺和麻线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置，用小竹签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机准确就位。
（3）引孔
根据地勘报告结合设计参数，需事先进行引孔，引孔采用反循环钻机进行作业，泥浆护壁，待引孔完成后进行高压旋喷桩作业。
钻孔直径100-130mm，钻至设计深度
（4）机具就位
人力缓慢移动至指定桩位，由专人指挥，用水平尺和定位测锤校准桩机，使桩机水平，导向架和钻杆应与地面垂直，倾斜率小于1%。
对不符和垂直度要求的钻杆进行调整，直到钻杆的垂直度达到要求。
将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%。
为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于5cm。
就位后，首先进行低压（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。
（5）插管
在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可用较小压力（0.5～1.0MPa）边下管边射水，至设计标高后停止钻进。
（6）浆液配置
桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。
高压旋喷桩的浆液，采用42.5R普通硅酸盐水泥，水泥浆液配制严格按设计要求控制为水灰比1∶1，水泥浆比重1.49。
搅拌灰浆时，首先将水加入桶中，再将水泥倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。
喷浆时，拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中。
水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。
（7）喷射注浆
在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。
各部位密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并做高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。
旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间、用浆量，冒浆情况、压力变化等的记录。
喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，喷射时，高压泥浆泵压力增到施工设计值（大于30MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，提升速度为150mm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度。
中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。
（8）桩头部分处理
当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。
（9）冲洗
喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞。
管内、机内不得残存水泥浆。
向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。
并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。
（10）重复以上操作，进行下一根桩的施工。
（11）补浆
喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。
4.1.4质量要求
旋喷桩施工质量要求应满足表5-1的要求。
表5-1旋喷桩施工质量标准表
项次
规定值或允许偏差
检查方法
桩距（mm）
±
100
尺量
桩径（mm）
不小于设计
查施工记录
垂直度（%）
<
1%
单桩注浆量
桩体28天强度（Mpa）
≥3.0
钻芯取样
4.1.5控制要点
（1）正式开工前应认真作好工艺性试桩工作，确定合理的施工技术参数和浆液配比。
（2）施工前，要求检查旋喷管的高压水与空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭，合格后方可喷射浆液。
（3）制作浆液时，水灰比要按设计严格控制，不得随意改变。
在旋喷过程中，应防止泥浆沉淀，浓度降低。
不得使用受潮或过期的水泥。
浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时，应有筛网进行过滤，过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为宜。
（4）喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管。
中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即进行检查排除故障；
如因机械出现故障中断旋喷，应重新钻至桩底设计标高后，重新旋喷。
（5）旋喷过程中，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，若超过20%或完全不冒浆时，应查明原因，调整旋喷参数或改变喷嘴直径。
（6）钻杆旋转和提升必须连续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有10～20cm的搭接长度，避免出现断桩。
（7）相邻两桩施工时间间隔不小于48h，间距不小于4～6m。
（8）高压喷射注浆完毕后，应迅速拔出喷射管。
（9）施工中做好泥浆处理，及时将泥浆运出。
（10）质量检验在旋喷注浆结束28天后进行，检验桩的数量不小于已经完成桩数的2%～5%，不合格者进行补喷。
4.2钻孔灌注桩施工专项施工方案
4.2.1护坡桩施工工艺流程和技术要求
本工程地层主要为粉质粘土、粘质粉土，护坡桩的施工可采用长螺旋成孔中心压灌砼后插钢筋笼工法。
采用该法成桩由于不需泥浆护壁，无泥皮，无沉渣，无泥浆污染，工作低噪音、施工速度快，无桩底虚土等特点。
a施工工艺流程
长螺旋成孔中心压灌砼后插笼法施工工艺如下图所示：
b施工技术要点
①按施工设计图现场确定施工范围，采用全站仪根据施工控制网测放桩位。
为保证桩位点不扰动丢失，用φ22钢筋在桩位上打入地下至少300mm，拔出后投入白灰，并插入φ8盘条拴红布条注明桩号作明显标识。
每台钻机施工开始后，根据白灰桩位使钻机就位。
桩位放完后，经现场监理复核、签字认可后方可用于施工。
长螺旋成孔中心压灌砼后插笼工法施工示意图
②钻机就位：
钻机就位时，必须保证平稳，不发生倾斜、位移；
③钻孔：
采用跳打方式，测量人员根据场地平整度分片区测定多点标高，取平均值作为该区孔口标高，控制钻孔深度，钻至设计深度后，原地空转清土；
④压灌砼：
采用砼输送泵通过输送管经钻具中心压入孔内，压砼前先稍体钻具，保证钻门依靠自重完全打开，然后压灌砼，保证砼埋钻具至少0.5m，之后边提升钻具边压入
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