鲁班奖基坑支护施工方案.docx

鲁班奖基坑支护施工方案.docx

《鲁班奖基坑支护施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《鲁班奖基坑支护施工方案.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

鲁班奖基坑支护施工方案

中建大厦基坑支护施工方案

一.工程概况

中建大厦工程地下结构为二层，基坑开挖面积约5000m2，开挖周长约300m，开挖深度达-9.0m。

工程地质情况从上至下依次为：

1、杂填土（Q4ml）：

杂色、松散、湿，主要建筑垃圾及生活垃圾组成，堆积时间大于5年，未完成自重固结，主要分布于场地西侧，厚度极不均匀，最大6.5m，最小2.20m，平均4.35m。

2、素填土（Q4ml）：

黄褐色、红褐色，稍湿，硬塑，由底部泥质粉砂岩风化残积而成，含铁锰质氧化物、局部夹少量砾石，略见光滑，振摇无反应，赶强度较高，任性较好，全场均有分布，最大10.60m，最小3.50m，平均5.42m。

3、强风化泥质粉砂岩（E）：

棕红色，坚硬，干，泥砂质结构，厚层状构造，节理裂隙中等发育，一般上部夹全风化泥质粉砂岩薄层，下部间夹中风化泥质粉砂岩薄层，岩芯呈短柱状，遇水易软化崩解，RQD=70~90，为极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级，全场均有分布，该层厚度大，勘察未能揭穿，最大揭穿厚度46.70m。

基坑东向和北向均有市区主干道通过，南向紧临8层住宅，西侧地势较高，土方开挖深度达20m，基坑地层中又透水性强的砂层，在基坑施工和使用过程中必须确保基坑和周边建筑、道路安全。

二.基坑支护设计

1.南侧因基坑紧邻女子大学宿舍楼，施工作业面小，没有土方开挖放坡空间，且地势高差达20m，故采用人工挖孔桩支护。

2.东侧、北侧、西侧采用复合土钉墙支护。

基坑按1：

0.4放坡，设置土钉锚杆，土钉锚杆长度为3～18m，直径110mm、130mm，主筋Φ28、Φ22、Φ20、Φ18，喷锚面积约2700m2。

3.边坡满挂φ6.5钢筋网＠200×200、加强筋采用Φ16＠1500×1500，砼喷射厚度为100mm。

4.南、西向边坡在基坑支护完成后，增加一道预应锚杆。

三、人工挖孔护壁桩施工

1.本工程南边基坑紧邻女子大学，基坑边至女子大学一栋8层教工楼不到30m，高差达20m，无法采用分级大开挖放坡处理。

经国防科大学对外服务部设计，采用Φ900mm人工挖孔护壁桩支护。

2.施工流程

定位放线→人工挖孔桩施工→卧梁施工→土方分层开挖→挂网喷锚→施工预应力锚杆

3.施工方法

3.1根据施工图纸地下室外轮廓线坐标，考虑1.5m工作边，确定基坑开挖边线。

采用全站仪将每个护壁桩中心坐标定位。

3.2人工挖孔桩采用跳桩法施工。

其施工流程为场地平整→定桩位放线→砌井口护圈→在护圈上投测轴线、标高→挖第一节土方→放护壁钢筋、支模→浇筑护壁砼→安垂直运输支撑、绞架等设施→挖第二节桩孔土方→放护壁钢筋、支模→浇筑护壁砼→重复桩孔挖土，直至到设计要求→岩土取样送检或检测→合格后扩桩底、清孔→放钢筋笼→浇筑桩身砼。

3.4桩身砼强度达到90%后，开始进行基坑土方开挖工作。

每层土方开挖深度为3-4m，及时进行边坡修整，进行挂网喷锚施工。

3.5土方开挖过程中，应做好边坡位移及沉降观测工作。

四.复合土钉施工

1.总体施工流程

放线定位→地表硬化及地面排水沟设置→基坑开挖2-3m→边坡修整→喷锚支护施工

2.施工部署

（1）首先进行作业面的开挖清理工作，工作面开挖分层、分段，然后进行喷射砼临时支护，预埋透水管。

（2）在专门设置的非工作土钉上进行现场抗拔试验直至该土钉破坏，用来确定极限荷载，并据此估计土钉界面极限粘结强度。

（3）标高-6m段锚杆采取与开挖同步施工方法，均留出卧梁钢筋头以便与四周相连接。

然后进行下一层、段的施工，直至施工完毕。

3.施工工艺

3.1测量放线定位

根据设计图给定的桩位参数，由专职测量人员采用全站仪定出孔位并用红油漆做好标记，经业主及监理符合无误后进行下道工序施工。

3.2成孔

采用XY-1工程钻机成孔，转头规格为φ110mm硬质合金尖钻头，根据测量人员给定的钻孔位置及锚杆的倾角进行钻机就位，开钻前需对钻机安装进行复测检查。

转速、钻压等钻进参数根据地层情况不同确定，其钻进参数为78～120r/min转速、60～80Mpa钻压和15m3/h清水大泵量钻进。

破碎带采用合金钻头钻进，其钻进参数为45～65r/min转速、10～30Mpa钻压和10m3/h泵量钻进，钻一段固定一段再透孔钻进一段的方法钻进；在又滑动面的地层中，严禁带水钻进；使用冲洗液的原则是：

能不用尽量不用，能有清水尽量用清水，以免泥浆、泥皮及润滑剂等减弱锚固力。

3.3锚筋制作与安放

锚筋制作时按设计图设置锚杆定位器，绑扎注浆管、排气管、自由段纱布、安放止浆密封装置。

杆体材料必须经过严格的质量检验、校直、除油、除锈。

钢筋的焊接严格按设计及相关规范制作。

锚杆安装时应遵循以下规定：

锚筋放入钻孔前应再次检验杆体的质量，确定杆体能满足设计及规范要求。

锚筋杆体的长度不小于设计值，杆体安放后不得随意敲击和悬挂重物。

安放杆体时，应防止杆体扭压弯曲。

为保证钢筋位于孔中，插筋前沿钉长2～2.5m设置赶紧定位支架。

锚头安装时钻孔孔口必须平整，锚头加工时严格按设计和规范要求焊接，以保证桩锚的锚头又足够的抗拉强度，土钉锚杆锚头要出露孔口坡面100mm。

3.4锚杆注浆

土钉锚杆采用φ20～25的镀锌管注浆，锚筋安装好以后，将灌浆管缓缓插入孔内，灌浆管距孔底宜为50～100mm，严禁上下左右抖动，来回扭转和串动，待注浆完毕以后再拔出灌浆管。

锚杆安装后，立即灌注水灰比为0.4～0.45Mpa，掺入3%（水泥用量）的水玻璃或HZ-1早强复合剂（掺入量按说明）等类型的速凝剂，灌满钻孔直至浆液从孔口溢出时即停灌。

3.5钢筋网喷射砼施工

挂网喷射砼采用两层喷射，砼强度等级C20，施工时按下列顺序进行：

（1）铺设钢筋网

挂双向φ6.5@200×200钢丝网，网顶出露250mm～300mm，并倒铺于坡顶;

铺2φ22L100短筋，与网筋纵向平焊，与土钉锚杆锚头垂直焊连；

铺2φ16水平加强筋，与土钉锚杆锚头垂直焊接，出顶0.5m倒铺；

铺2φ16交错加强筋，与土钉锚头平面焊连。

第一排@1m×1m，以下1.2m×1.2m。

（2）喷射砼施工：

底砼厚30mm，面砼厚118mm。

准备工作：

根据喷层工作量计算好水泥速凝剂和水泥砂石等原材料的用量，对喷射作业面进行清理，埋设控制喷层厚度的标记；

根据现场输送距离、输送高度、骨料种类等情况确定工作室风压。

采用湿喷法，喷嘴与受喷面间距为1m左右，喷嘴应尽量与受喷面保持垂直；

分层喷射时间间隔：

按顺序分层喷射，先喷射第一层，再进行挂网，第一层砼初凝后即可进行下层砼喷射，要求每层厚度不小于40mm，若间隔时间过长，则下次喷射前应先喷水湿润砼表面，以保证两层间良好粘结；

喷射混凝土终凝2h后即开始喷水养护，养护时间为7d。

4.质量控制措施

4.1高喷灌浆施工分二序进行。

先施工一序孔，再施工二序孔。

这样，一序孔喷射时板墙能自由向两边延伸。

二序孔施工时一方面能弥补一序孔喷射时的不足，另一方面由于喷射程受一序孔的限制，从而能更好地填充板墙周围的空隙，使板墙厚度加强，两序孔灌浆的间隔时间不小于48小时。

4.2高喷灌浆时若地层中由于有较大的空隙引起孔口不冒浆，则可在浆液中掺入适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定范围内迅速凝固；另外，还可采取减小水量，在不返浆的地段进行静止灌浆，直到孔口返浆后在进行正常的灌浆。

4.3土钉成扣前，应进行定位和编号，成孔过程中对土性、成孔及清孔质量进行检查和记录，对孔中出现的局部渗水孔和掉落松土进行处理。

成孔允许偏差：

孔深±50mm，孔径±5mm，孔距±100mm，倾角±5%且不大于3°。

4.4锚杆注浆时为防止浆液堵塞孔隙，保证水泥浆液的渗透范围，开始注浆时，水泥浆液的水灰比（质量比）为0.8～1，而后逐渐加浓至0.4～0.45。

4.5锚杆坡面平整度允许偏差控制在±20mm以内。

土层土钉注浆体及喷射混凝土面层强度达到设计值70%后，放进行下层土方开挖及土钉施工。

在土钉锚固段未达到强度时，不能在自由端焊接钢筋网。

4.6喷神混凝土时为避免喷层收缩开裂，应加强喷射后养护，防止喷层早期脱水，施工时掌握事宜的喷层厚度和水泥用量。

5.安全和现场文明保证措施

5.1设立基坑醒目防护栏或防护标志，严禁在支护顶部周围堆放重物。

5.2在有地下承压水的地层中钻进，钻孔机孔口应安设可靠的放喷装置，以便突然发生漏水涌砂时能及时封住孔口。

5.3坡顶施工时用C20砼铺掩出顶钢筋，在坡顶1.0m处修排水沟。

5.4在场内建立边坡变形（沉降、位移）监测网，施工前和施工后原则上不间断观测。

土方开挖前要观测2次，-6.6m以下观测间隔为1次/48小时，依变形监测成果调整观测间隔，必要时加密观测次数，尤其是遇到特别不稳定地层及恶劣天气时应加强观测。

5.5注浆管路应畅通，防止塞管、堵泵，造成爆管。

5.6施工中的降尘措施

5.6.1增加骨料的含水率，控制在6～8%之间；

5.6.2严格控制风压，选择密封性好、反风少的喷射施工设备；

5.6.3在喷头上加长拢料管，使干拌料于水能充分混合，射流集中；

5.6.4必要时加强施工现场通风；

5.7汽车运输材料、垃圾、工程渣土时，在大门处设置洗车沟，派专人清洗车轮，防止车辆污染街道。

6.基坑支护应急措施

6.1在基坑支护处挖土卸荷。

6.2必要时在支护坡脚砸打木桩、堆压砂石叠袋，阻止土体滑坡位移。

6.3发现有流浆，采用水玻璃快干水泥止流。

6.4现场配备抢险物资，准备圆木、钢管、水泥、木板、砂石、纤维袋等应急材料，以防万一出现土体大幅度裂缝、滑移时作应急之用。

五．预应力锚杆施工

1.工程概况

本工程西侧边坡土方开挖深度约20m，其中西南角土质较差，在基坑开挖过程中，采取了分二级放坡，整体土钉墙喷锚支护及在局部增加预应力锚杆相结构的支护方案。

2.施工工艺

预应力锚杆一般由杆体、锚固段、自由段和锚头组成，其主要施工工艺包括锚杆钻孔、杆体制作与安装、锚杆注浆及张拉锁定等。

2.1施工前准备

检查原材料和施工设备只要技术性能是否符合设计要求，进行施工用水及排水、供电设备准备工作。

从施工现场情况出发，规划考虑锚杆作业空间，浆液搅拌站及水泥库位置以及加工后杆件的存放处和运输通道等。

2.2钻孔

锚杆钻孔是锚杆施工的关键工序，施工时根据工程及地层条件合理选择最优的钻孔方式，并认真计划作业进度。

本工程在土层中钻孔采用回转式钻机，在岩层中钻孔采用气动冲击钻。

锚杆钻孔按照如下技术要求施工：

2.2.1锚杆钻孔时不得随意扰动周围地层，钻孔前先修整边坡表面，使基坑平整。

2.2.2首先沿边坡搭设操作架至预定高度，然后根据设计要求和地层条件，依次定出孔位并作好标记。

2.2.3锚杆水平、垂直方向孔距误差不大于100mm。

钻头直径不小于设计钻孔直径3mm；钻孔轴线的偏斜率不大于锚杆长度的2%；锚杆钻孔深度不小于设计长度，也不大于设计长度500mm。

2.2.4钻机安装平稳后，按设计要求调好钻杆角度，用钻头钻孔至设计锚杆孔深。

2.2.5向钻孔安放锚杆前，将孔内岩粉和土屑清洗干净。

采用水洗方法，锚杆钻孔长度增加500～700mm，以收容重新残留的岩土块、确保锚杆锚固段有效长度，钻孔结束时，还要从底部继续冲洗至少10min，以尽量减少残留物的数量。

2.2.6钻孔时作好记录，以便于更加详细的揭示地层内部情况，掌握每根锚杆的具体成孔状况、控制锚杆质量。

2.2.7在黏土中钻进时极易产生“别”、“抱”钻杆的现象，钻进中采取随时调整钻进速度及反复前进、后退及原地旋转，在充分倒出孔内虚土后再缓慢拔出钻杆。

2.3锚拉杆制作、存储及安放

2.3.1杆体制作

首先按照设计要求长度截取较为平直的钢筋并除油、除锈，杆体自由段采用隔离涂层的方法进行隔离。

在孔口附近的拉杆事先涂一层防锈漆并用两层沥青玻璃布扎好做防锈层。

为确保杆体保护层厚度，使拉杆钢筋能放置在钻孔中心，沿杆体轴线方向每隔2～2.5m焊接设置一个对中支架，支架高度不小于25mm。

为了使锚杆插入钻孔时不致于从孔壁带入大量的土体道孔底，可在拉杆尾端放置圆形锚靴。

最后将注浆、排气管等与锚杆杆体绑扎牢固。

锚杆杆体制作时预留出一定杆体长度以满足施工完毕后的预应力张拉要求，预留长度为600～1000mm。

杆体需要切断时采用切割机进行。

2.3.2杆体存储

杆体加工制作完成后存放时保持平顺、清洁、干燥，并确保杆体在使用前不被污染、锈蚀，存放时间较长的杆体在使用前进行检查，发现问题处理后方可使用。

2.3.3杆体安放

锚杆杆体放入钻孔之前对钻孔情况重新进行检查，并检查杆体的加工质量，看其是否满足设计要去、防腐体系是否完备。

杆体安放时，要与钻孔角度保持一致并保持平直，防止杆体扭压、弯曲。

下锚时保证锚杆干净，锚杆进出自如，杆体插入孔内深度不小于锚杆长度的98%，杆体安放后不再随意扰动。

2.4注浆

灌浆材料用32.5#水泥配置好水泥净浆，水灰比为0.4～0.45。

浆液采用BW250型注浆泵通过高压胶管相连于锚杆注浆管进行灌注。

注浆时注浆管插入孔底，由内向外压力注浆。

锚杆安装后，立即灌注水灰比为0.4～0.45的水泥浆液进行第一次注浆，直至孔口排出浆液，且充填止浆密封装置为第二次注浆作好准备。

在进行第二次注浆之前，工程技术人员要作好水泥浆初凝试验，根据级配报告及试验的水泥浆初凝时间，将第二次注浆控制在水泥浆初凝之前完成。

二次注浆压力达到2.0～4.0Mpa；浆体强度不低于20Mpa。

锚杆注浆施工要点如下：

2.4.1注浆浆液要搅拌均匀、随搅随用，并要在初凝前使用储浆池要适当遮盖以防止杂物混入浆液。

2.4.2孔内注浆时，注浆管出浆口应插入距孔底50-100mm处，浆液自下而上连续灌注，确保从孔内顺利排水与排气。

2.4.3注浆设备要有足够的额定压力，注浆管要保证通畅顺滑，一半在1内要完成单根锚杆的连续注浆。

2.4.4注浆时，发现孔口溢出浆液或排气管停止排气时，停止注浆。

2.4.5本工程的永久性锚杆张拉后，应对锚头与锚杆自由段间的空隙进行补浆。

2.4.6注浆后，注意不随意扰动杆体，也不在杆体上悬挂重物。

2.5张拉与锁定

在实际施工中因水泥浆液加入早强剂，水泥浆在10d即可达到设计强度的80%，而张拉锁定力只是设计的轴拉力Nt,而不是极限锚固力P，所以注浆施工7d后即可进行张拉锁定施工，用张拉千斤顶进行张拉，张拉锁定荷载达到0.36～0.6倍的设计值后，将固定螺母拧紧、锁定。

2.5.1锚杆张拉前必须把承压支撑构件面整平，并和锚杆轴线方向垂直。

2.5.2张拉前应检查张拉机具的情况，以免造成张拉失败。

2.5.3锚杆张拉应按一定程序进行，锚杆张拉顺序应考虑邻近锚杆的互相影响而产生锚杆的应力损失，采用1拉1的方法。

2.5.4正式张拉前，应取10～20%的设计拉力对锚杆进行预张拉一至二次，使锚杆部位接触紧密，杆体完全平直，以消除杆体的隐蔽变形量。

2.5.5锚杆张拉荷载需分级逐步施加，每级加载后恒载3min记录伸长值。

张拉到设计荷载（不超过轴力），恒载10min，再无变化可以锁定。

不能一下加至锁定荷载。

2.5.6锁定预应力以设计轴拉力的60%为宜。

2.5.7锁定作业必须严格执行规范和设计要求，使用专业工具将螺母拧紧。

不得用手拧或随便拧上，锁定后若发现有明显预应力损失时，应进行补偿张拉。

2.5.8对于施加预应力的锚杆，必须在锚杆进行张拉后锁定。

2.5.9基坑阳角部位锚杆施工的阳角两边各三根锚杆水平方向向两边各小角度倾斜，保持一边锚杆坡角不变（15°），另一边倾角采用12.5°。

3.施工注意事项

3.1锚杆钻孔水平方向孔距在垂直方向误差不宜大于100mm，偏斜度不应大于3%。

3.2注浆管宜与锚杆杆体绑扎在一起，一次注浆管距孔底宜50～100mm，二次注浆管的出浆孔应进行可灌密封处理。

3.3严禁焊接火花溅落在锚筋上。

焊接火花溅落在锚筋上，将造成焊接缺陷，锚筋受力后被拉断。

3.4锚杆安装前应做好下列检查：

3.4.1锚杆原材料型号、规格、品种，以及锚杆各部件质量和技术性能应符合设计要求；

3.4.2锚杆孔位、孔径、孔深及布置形式应符合设计要求；

3.4.3锚杆尾端的托板应紧贴壁面，未接触部位必须楔紧。

3.5锚杆的张拉与施加预应力（张拉锁定力）应符合以下规定：

3.5.1锚固段强度大于15Mpa后方可进行张拉；

3.5.2锚杆张拉顺序应考虑对邻近，锚杆的影响；

3.5.3锚杆宜张拉至设计荷载的0.6倍后，再按设计要求锁定；锚杆张拉控制应力不应超过锚杆杆体强度标准值的0.75倍。

4.现场试验要求

本工程基坑侧壁支护安全等级为一级，要求对锚杆实施施工全过程的监测。

4.1必须对预应力锚杆预应力的变化进行全过程的监测；监测数量不少于锚杆数量的10%；预应力变化值不宜大于锚杆拉力设计值的10%，必要时可采取重复张拉或适当放松的措施以控制预应力值的变化。

4.2锚杆试验应满足以下规定：

4.2.1锚杆锚固段浆体强度达到15Mpa时进行锚杆试验。

4.2.2加载装置（千斤顶、油泵）的额定压必须大于试验压力，且试验前进行标定。

4.2.3加荷反力装置的承载力和刚度应满足最大试验荷载要求。

4.2.4计量仪表（测力计、位移计等）应满足测试要求的精度。

4.2.5基本试验和蠕变试验锚杆数量不少于3根，且试验锚杆材料尺寸及施工工艺与工程锚杆相同。

4.2.6验收试验锚杆的数量应取锚杆总数的5%，且不少于3根。

5.成品保护

5.1锚杆的非锚固段及锚头部分应及时作防腐处理。

5.2成孔后立即及时安插锚杆、立即注浆，防止塌孔。

5.3锚杆施工时合理安排施工顺序，夜间作业保证又足够的照明设施。

6.安全和文明施工措施

6.1锚杆外端的连接应牢固，以防止在张拉时发生脱扣现象。

6.2注浆管路应畅通，防止塞管、堵泵而造成爆管。

6.3锚杆钻机应安设安全可靠的反力装置。

6.4在由地下承压水地层中钻进，孔口必须安设可靠地防喷装置，一旦发生漏水涌砂时能及时封住孔口。

6.5张拉设备应牢靠，试验时应采取防范措施，防止夹具飞出伤人。