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施工方案
基坑支护、降水、土方开挖
施工方案
建设集团有限公司
目录
一、工程概况3
二、场地工程地质条件3
(一)、工程地质条件3
(二)、水文地质条件5
三、基坑支护方案分析5
四、支护与降水方案设计6
(一)、支护方案设计6
(二)、降水方案设计7
五、土方开挖7
(一)工艺流程:
7
(二)机械开挖土方安全要求8
(三)安全、环保措施9
六、土钉墙施工工艺及质量保证措施9
(一)、施工工艺9
(二)、施工方法11
(三)、质量保证措施12
(四)土钉墙施工质量评定标准12
七、基坑支护的其它问题及应急措施处理12
八、总设计及图示说明13
(一)、设计总说明13
(二)、施工要点13
一、工程概况
本工程
建筑、结构概况:
1、1#楼总建筑面积约28193.2平方米;建筑层数,地上二十九层,地下一层;层高3米,建筑总高度87.45米。
2、1#楼结构安全等级为二级,采用钢筋混凝土剪力墙结构,抗震等级,剪力墙为三级。
本工程采用专螺旋钻孔灌注桩基础、筏板基础;筏板基础底板厚度为1500mm,基础混凝土强度等级为C35;灌注桩基础直径600mm,深度为-45.25米,筏板基础底板深度标高-0.75米。
二、场地工程地质条件
(一)、工程地质条件
根据场地《岩石工程堪察报告》,本场地主要地层有9层,但对基坑支护和降水有影响的主要为上部3层,依次描述为:
第一层,杂填土,杂色、松散,成份以建筑垃圾为主,含有少量的粉土和粉质粘土。
层厚0.5-2.0m,平均厚度1.10m。
第二层,粉质粘土,褐黄色可塑。
切面稍有光滑,干强度中等,韧性中等。
表层含植物根系,该层在场区内普遍存在。
层厚3.00-5.40m,平均厚度3.77m。
第三层,粉质粘土,黄褐色,软塑-可塑,干强度中等,见少量小姜石;切面稍有光滑,韧性中等。
层厚3.00-6.50m,平均厚度4.97m。
第四层,粉质粘土,黄灰色、可塑,含蜗牛壳碎片,偶见小姜石,切面稍有光滑,干强度中等,韧性中等。
层厚1.8-5.50m,平均厚度3.95m。
第五层,粉质粘土夹粉土,褐黄色、可塑,偶见蜗牛碎片和小姜石;切面稍有光滑,干强度中等,韧性中等。
局部夹有薄层粉土,层厚1.90-4.50m,平均厚度3.15m。
第六层,粉砂,黄灰-浅灰色,饱和,中密-密实,颗粒级配一般,成份主要有石英、长石组成,层厚1.50-4.10m,平均厚度2.76m。
根据基坑开挖最大深度和支护降水工程需要,影响本基坑工程的地层主要为以上6层地层,根据相应地层,本次设计查阅、计算,相关地层参数,提供基坑支护设计参数见下表。
表1基坑支护设计参数表
层序
一
二
三
四
五
六
岩性
填土
粉土
粉土
粉土
粉质粘土
粉土
厚度h(m)
1.10
3.77
4.97
3.95
3.15
2.76
天然重度(kN/m3)
17.5
17.9
18.3
18.2
18.0
18.4
粘聚力c(KPa)
10
18
18
10
15
19
内摩擦角(o)
10
22
12
22
15
25
压缩模量Es(MPa)
8.3
8.8
14
9.6
15.5
参透系数k(m/d)
0.5
0.5
0.3
0.5
0.05
0.4
承载力特征值fak(KPa)
115
85
115
100
100
土的状态(e)
0.634
0.626
0.678
0.65
0.654
(二)、水文地质条件
堪察报告揭示,地下水位埋深约在7.9-8.5米,类型为潜水。
年变幅约为2.0米。
近3-5年最高水位埋深在6.0米,补给来源主要是大气降水和径流补给,排泄主要为人工开采;水位变化受气象、径流因素影响较大,近期由于径流沙河水位抬高,地下水位埋深最高在4-5.0m。
三、基坑支护方案分析
基坑支护与降水的目的是为基坑和地下室施工提供安全保障。
根据建设、设计单位提供的资料,平基坑开挖深度约为6.75m,最深部位(电梯井基坑部位)约为9m,由于地下水位高,必须将地下水位降至基底以下50cm,故必须采取必要的支护与降水措施。
分析如下:
1、本建设项目工程场地位于漯河市沙北路以北约15m,祈山路以东。
场地四周15m以内无重要建筑物,工程环境条件较好,地理位置环境简单。
基坑设计等级依据国家规范规程规定可确定为二级。
2、本工程场地地下有潜水及沙河径流水,因此必须采用深井降水,有效控制地下水位。
3、降水工作因地下水位较高,且砂层渗透系数大。
水量较大,是本次基坑施工中的一大问题,必须重视解决,预降水时间不少于7天。
4、结合工程实际情况,平基坑工程重点是做好降水同时决报支护结构的的有效发挥。
控制基坑及周边变形。
这是本方案设计的两大根本思路。
最终的设计原则是确保安全的前提下争取最大的经济利益。
5、根据本工程特点;平场地周边无重要建、构筑物,环境简单。
因此,在施工支护时可采取地质报告建议的方法,对坡面进行土钉加喷射混凝土防护处理即可。
四、支护与降水方案设计
(一)、支护方案设计
1、设计原则;安全第一,经济合理,节省工期,便利施工,确保周边建筑安全。
根据设计图纸确保的基坑深度约为6.75M,基坑侧壁安全等级均为三级。
设计确定各项安全系数为;整体稳定性安全系数达到1.3,抗倾覆安全系数达到1.6,抗隆起安全系数达到1.5,均满足规范要求。
2、设计依据;
(1)本工程〈沿途工程勘察报告〉几现场平面不止情况。
(2)〈建筑基坑支护技术规范〉(JGJ120-99)
(3)〈锚杆喷射混凝土支护技术规范〉(GB5086-2002)
(4)〈基坑土钉支护技术规范〉(CECS96:
97)
(5)〈建筑边坡工程技术规范〉(GB50330-2002)
(6)〈建筑工程测量规范〉(GB50026-93)
(7)〈建筑与市政降水工程技术规范〉(JGJ/T111-98)
3、支护方案设计;
土钉墙主要支护设计参数如下;
总体基坑边坡采取1:
0.3-0.7放坡,并采取土钉墙具体见土钉支护剖面图。
土钉墙实际根据场地实际情况及土层性度,分别采用摩擦土钉与灌浆土钉,灌浆土钉孔径100mm,采用纯水泥浆灌注,主筋采用HRB335Φ16钢筋,长度一般为3~6m,土钉纵间距1.5m,横向间距1.5m,倾角10度,面层采用C20混凝土喷射,喷射厚度50~80mm,面层采用钢筋网片,加强筋采用Φ10@1500菱形布置,加强筋与土钉钢筋连接,面层至基坑顶部边缘外缘外延1m长,并采用1m长的Φ10@2000钢筋固定。
边坡顶部外侧做挡水墙,高300mm,以阻止雨季周边雨水进入基坑。
(二)、降水方案设计
1、原则与依据:
基坑支护必须结合降水方案,本工程地下水位较高,周围建筑物距离较近。
根据方案分析,对本工程而言,应采用深水井降水,以确保满足降水要求,减低对环境的影响。
设计原则:
尽量缩短降水时间,满足基坑工程施工要求。
设计依据:
本工程降水工作技术要求,应严格按照,《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)及《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ111-98)相关要求执行,降水工程施工及实施工程中,应严格作好各项观测,并保持降水工作的连续性。
2、主要设计参数
根据本工程的勘察报告,因上部土层为杂填土,报告未提供的场地上部土层渗透系数,由于为新近填土,不密实,内存丰富的地表水及沙河泵压水,必须提前排干,为下一步施工提供条件。
根据报告所提参数及类似经验,结合岩土物理力学性质指标,综合确定其参透系数为0.5m/d,降深满足开挖面以下0.5m。
综合研究分析,本次设计仅采取深井井管降水即可满足降水要求。
深水井每5口井作为一组,深水井间距为12m,深度为15-20m,沿基坑周边封闭布置。
井口采用水冲式成孔,成孔直径不小于400mm,内用粗砂填充,口部用粘土密封。
五、土方开挖
(一)工艺流程
测量放线——确定开挖顺序和坡度——分段分层下挖——修边和清底(中间插入喷支护,井点降水)
本工程基坑开挖土方理论计算量较大,采用本支护及降水设计方案时,土方开挖的顺序与按排,是对基坑安全、工期和质量的重要制约因素,支护结构施工与土方挖运必须交叉进行并严格遵循分层分段开挖,支护的原则,分层高度一般为1.8~2.0m。
分段高度根据现场情况一般为15~20m,平基坑首先开挖至2.0m,施工完第一道土钉并完成喷护后再进行第二次开挖,并施工第二道土钉、之后按照土钉布置垂直间距开挖1.5m,可超挖深度0.5m,依此类推,最后开挖下排土钉深度,并施工完毕土钉后,开挖至设计深度上方0.3m,剩余部分采取人工清除至设计标高。
1、测量放线
基坑尺寸应满足结构和施工要求,因基底为渗水土质,同时应满足排水要求;基底应比基础平面增宽0.7m作为操作工作面。
2、坡度的确定
根据现场实际,地质勘察设计报告及设计图纸要求,经现场+0.000标高与自然场地地坪标高实测数据。
平基础工程开挖深度在5m~6m以内,边坡坡度控制在1:
0.33~1:
0.75之间。
3、土方开挖顺序
开挖顺序遵循“开挖支护、先护后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。
开挖时,沿坑三面同时开挖,当一面运至弃土点;当开挖土方接近地下水位时,应先完成标高最低处的挖方,以便在该处集中排水(即电梯井部位)。
开挖后,在挖到距槽底30cm以内时(最低保证20cm),测量放线人员应配合抄出距槽底30cm平线,校核槽底标高,最后由两端轴线(中心线)引桩拉通线,据此修整基坑底,最后清除坑底土方,修底铲平。
挖至标高后,基底不得长期暴露,并不得受扰动或浸泡,应及时检查基坑尺寸、标高、基底土承载力,符合要求并办理验槽手续后立即进行后续施工。
(二)机械开挖土方安全要求
1、清洗施工机械、设备及工具的废水,不得直接排放,应集中处理。
2、现场施工道路应设专人洒水,堆土有防尘措施。
3、运土车辆应有人清扫,工地出口应有清洗池。
防止车辆带出泥土污染道路,运土车辆应覆盖,防止遗洒。
4、作业前应查明施工现场。
明暗设置物(电线、地下电缆、管道、坑道等)等地点及走向,并采用明显标志标识。
严禁在电缆1m距离以内作业。
5、装车作业时,应待运输车辆停稳后进行,在铲车作业时,驾驶室内严禁有人。
6、挖土装卸作业必须设专人指挥车辆。
7、配合机械作业的清底,修坡人员应在机械回转半径以外工作。
8、施工中遇到下列情况之一时,应立即停工,待符合安全条件后方可继续施工:
(1)、挖土区土体不稳定,有发生坍塌危险时;
(2)、气候突变、发生暴雨、水位暴涨时;
(3)、地面翻浆冒泥、出现陷车或因雨发生坡道打滑时;
(4)、工作面净空不足以保证安全作业时;
(三)安全、环保措施
1、对现场土方要采用覆盖、防尘措施;对运输车辆应采用封闭车厢、防止扬尘。
2、城区施工时,在施工区出入口应设车辆清洗池,防止车辆污染城区道路。
3、施工场地内一切电源、电路的安装和拆除应由持证电工专管,电器必须严格接地、接零和设置漏电保护器。
现场电线、电缆必须按规定架空,严禁拖地和乱拉、乱搭。
4、所有机械操作人员必须持证上岗。
5、施工现场必须做到场地平整,无积水,挖好排水沟。
6、排出的地下水应经沉淀处理后,方可排放到市政地下管道或河道。
7、各机电设备应由专人看管,并由专人负责使用。
六、土钉墙施工工艺及质量保证措施
(一)、施工工艺
详见施工工艺流程图
施工工艺流程图
放线测量、确定开挖堑顶线
土石方开挖及边坡坡面修正
水泥、砂、碎石送检合格
复测、复核边坡坡率等
施工记录、砼强度抽检
喷射第一次砼并养护
喷射砼配合比确定
土钉孔位测量
土钉钻孔
钢筋进场抽检
土钉墙施工记录
土钉安装
土钉钢筋制作
砂浆强度抽检
灌浆
砂浆配合比确定
钢筋网编制及土钉墙喷砼
挂网钢筋调直
土钉抗拔力试验
砂浆强度抽检
喷射第二次砼并养护
竣工验收
编制竣工文件
(二)、施工方法
1、边坡开挖:
由土方施工单位按照设计要求开挖深度进行。
2、边坡修整:
采用人工清理位确保喷射混凝土面层的平整。
此工序必须挂线定位,对于土层含水量较大的坡度,重点设置泄水管,以便排除混凝土面层厚的积水。
3、定位放线:
按照设计图纸由测量人员准确放出每个土钉孔位。
4、成孔
采用人工洛阳铲或螺旋钻孔机(国产锚杆机)成孔,钻孔后进行清孔检测,对孔中出现的局部塌孔或松落土立即进行压浆处理,并及时土钉钢筋并注浆。
5、土钉主筋制作及安放
主筋按照设计长度下料,外端按照设计长度予埋以便锚头施工,土钉主筋每2m焊对中支架,防止主筋偏离土钉中心,安放主筋时,将注浆度与主筋捆绑一起,注浆管离孔底0.5m左右。
6、造浆及注浆
采用搅拌机造浆,应严格控制水灰比,注浆采用注浆泵,注浆时,将导管缓慢均匀拔出,但出浆口始终处于孔中浆体面下,保证孔中气体能够排出。
7、挂网及锚头安装
钢筋网片与土钉外端的连接严格按照设计图纸要求接成一个整体。
8、喷射混凝土
喷射混凝土的顺序可根据地层情况或先喷后锚或先锚后喷,喷射作业时挖压机风量不少于9m3/min。
气压0.2~0.4MPa。
喷头水压不小于0.15MPa,喷射距离控制在0.6~1.0m,通过外加速凝剂控制初凝和终凝时间在5~10min,喷射厚度为50~80mm。
9、养护
根据施工时期的气温情况,采取合适的手段养护,天热时可经常洒水养护。
10、施工过程中如发现滞水,可用塑料管(或PVC管)插入坡壁后在进行喷射混凝土支护,可以将坡壁内滞水引出。
在基坑四周5.0m范围内不得设置用水点,在场地的所有用水点均应设置排水沟,将水引入下水管道。
在基坑四周边沿设置排水沟(或排水管),防止降水和人工用水的入渗。
(三)、质量保证措施
工程施工严格按设计、施工规范进行;工程质量保证达到合格率100%,优良率95%以上。
(四)土钉墙施工质量评定标准
内容
标准
坡面平整度的允许偏差
±20mm
土钉孔位允许偏差
±100mm
孔深允许偏差
±50mm
孔径允许偏差
±5mm
孔距允许偏差
±100mm
土钉长度允许偏差
±30mm
钢筋保护层厚度
≥25mm
土钉倾角偏差
±10mm
浆体强度
按照设计要求
注浆量
大于理论计算浆量
土钉墙面厚度
±10mm
墙体强度
按照设计要求
七、基坑支护的其它问题及应急措施处理
基坑支护工程施工,具有一定的风险性,各种以外情况均有可能发生。
但根据以往经验,其主要问题是地下水处理是否恰当,主要情况如下:
一是支护体系出现问题,二是雨季或上下水管破裂,造成基坑失稳,三是降水效果不佳影响施工开挖,四是周边环境变形过大,影响安全使用。
故应严格按照有关施工工艺要求进行,并预备合理的应急处理措施方案。
这将在施工组织设计中必须予以明确。
八、总设计及图示说明
(一)、设计总说明
1、设计依据:
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
《建筑地基与基础设计规范》GB5007-2002
《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002
《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
《岩土工程勘察报告》
《现场总平面布置图及建筑.结构图》
(二)、施工要点
(1)摩擦(注浆)土钉施工工艺流程:
钢筋进场-化验-制作-验收-
修坡-定位-成孔-打入(下)土钉-孔道灌浆-挂网-布加强筋-喷混凝土-水泥进场-化验-配置-搅拌-过滤
(2)、修坡:
按照设计放坡要求修坡,不得大于设计坡度(角),坡面要平直无凸起,清除外运垃圾。
(3)、定位成孔:
水准仪测量高程定位,误差不大于5cm,采用洛阳铲按设计孔位成孔,孔径为100mm,成孔深度超过土钉设计长度100mm。
(4)、土钉制作:
用切割机下料或将其对焊至下料长度,下料长度不得小于设计长度,沿土钉长度每隔2.5m设一支撑架。
(5)、土钉注浆:
水灰比0.4~0.5纯水泥浆,注浆前应搅拌均匀随搅随用,注浆高头部距孔底50~100mm开始注浆,使用BW250/50灰浆泵注浆,常压注浆压力不低于0.5MPa,孔口冒浆为止,要经常检查注浆管,发现损坏及时处理.
(6)、面层施工:
采用钢筋网片,并通Ф10加强筋使土钉与钢筋网片构成一个整体,喷射C20混凝土形成支护面层,厚度为50~80mm,喷射过程中,喷枪应于受喷面垂直,与受喷面间距为0.8~1.0m,喷射机工作风压为0.12~0.14MPa,喷嘴过水压为0.15MPa,喷射面应均匀、平整。
(7)、养护:
喷射混凝土后12小时内必须浇水养护。
3、技术指标:
(1)、混凝土面层上翻边宽度1000mm,按冬季配合比施工,顶层每1.5米设长1.0米挂钢筋一根。
(2)、锚孔径100mm,注浆水灰比0.4~0.5之间,32.5级普通硅酸盐水泥。
(3)、锚杆倾角10~12度,每2米设一道支撑以确保保护层厚度与孔道平行。
(4)、孔内采用压力灌注水泥浆,压力为0.5~2MPa,必须二次压浆,注浆孔必须用水泥袋封口。
(5)、设计地面附加荷载为q=10KW/㎡.距基坑边3米范围内禁止重车辗压,禁止基坑边坡或坡底遇水浸泡。
4、施工技术要求
(1)、严格按现行有关施工验收规范要求施工;
(2)、能成孔的土层按注浆土钉施工,不能成孔的工层按摩擦土钉施工,钢筋不能打如时可换成45mm钢管打入;
(3)、泻水孔采用直径不小于25mm塑料管,点孔杆如坡面内,深度不小于30cm,外露端向下倾斜10~15度;