土方开挖及基坑降水施工方案.docx
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土方开挖及基坑降水施工方案
张掖市科技企业孵化园2#科技孵化楼
基坑土方开挖、支护、降水专项施工方案
批准：
审核：
编制：
甘肃振繁建筑安装工程有限公司
二〇一七年五月
第一节、土方开挖方案
第二节、基坑钢管+钢板支护方案…………………………………………………21
附录1：
基坑支护计算书.......................................................38
第一部分、概述
一、编制依据
1.1设计文件
1、《岩土工程勘察报告》
2、本工程相关图纸。
1.2国家有关法律法规
《中华人民共和国建筑法》
《中华人民共和国安全生产法》
《建筑工程安全生产管理条例》
《建筑工程质量管理条例》
《中华人民共和国环境保护法》
《建筑工程消防监督审核管理规定》
1.3土建施工主要规程规范
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；
《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2012）；
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；
《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）
《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）；
《工程测量规范》（GB50026-2007）；
《建筑变形测量规程》（JGJ8-2007）；
《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）；
《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；
《施工现场临时用电安全技术规程》（JGJ46-2005）；
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；
《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）。
二、工程概况及工程水文地质条件
2.1工程概况
2.1.1参建单位概况
建设单位：
张掖市万盛中小企业服务有限责任公司
勘察单位：
西北地质勘查基础工程总公司
设计单位：
中国有色工业第八冶金建设公司设计施工研究院
监理单位：
张掖市启翔工程监理有限责任公司
施工单位：
甘肃振繁建筑安装工程有限公司
2.2.2工程基本概况
1）拟建工程场地总用地面积6912.64㎡，总建筑面积18774㎡，本工程±0.00相当于绝对高程1486.40m，基坑安全等级为二级。
本工程地上四层，地下一层，框架结构。
地下室层高为4.5m，一层层高为5.4m，其余各层均为5.1m。
基础垫层底标高为-5.0m，电梯基坑垫层底标高为-6.9m。
本工程基础一般区域开挖深度为5m，局部挖深为6.9m。
2）本工程基础采用桩-筏板（防水板）联合基础，桩采用400*400及450*450预制钢筋混凝土方桩。
桩端持力层为第三层圆砾，第二层细砂对桩的极限侧阻力为24Kpa，第三层圆砾极限侧阻力为60Kpa,桩极限侧阻力为7000Kpa。
桩进入持力层不应小于1m，对于有细砂夹层的场地区域，桩须穿过夹层，进入下层圆砾层不应小于1m。
本工程地基基础设计等级为丙级。
桩基的安全等级为二级。
2.2工程地质条件
2.2.1场地地形概况
1）本工程施工现场平坦，拟建建筑物西临昆仑大道，北临敬候路，南侧为在建1#科技孵化楼，东临工业园区道路及轻工业厂房。
待土方开挖时周边无集中堆载。
本工程与1#科技孵化楼相邻20米。
现场四周有临时围挡，现场办公室及临舍均搭建于拟建建筑物北侧，临敬候路。
2）本工程建设场地原为建设用地。
建设场地无洪涝、滑坡泥石流等自然灾害及含氡土壤的威胁，无电磁辐射危害和火、爆、有毒物质等危害源。
拟建场地地处河西走廊张掖盆地，张掖盆地南部为断缺褶皱强烈隆升的祁连山，海拔一般3500-4000m，北部为断缺上升的中低山，海拔一般为2000m-3000m。
张掖盆地在祁连山和北山上升影响下断缺沉陷，形成断陷盆地。
盆地在黑河、梨园河等水系搬运和堆积作用下形成山前洪积扇群。
拟建场地地貌单元属
级堆积阶地，场地地形平坦，各勘探点高程在1485.40-1485.80m之间高差0.4m。
2.2.2地层土质概述
拟建场地属黑河冲洪积扇地貌单元，根据地层成因及其工程地质特征，将场地地层自上而下划分为3个工程地质层，其特征描述如下：
第
层杂填土（Q
）杂色，稍湿，松散。
主要以粉土为主，内含少量建筑及生活垃圾。
该层在场地内均有分布。
层底埋深1.6-2.20m，层厚1.6-2.20m，层底高程1483.300~1484.000m。
第
层粉砂（Q
）青灰色，湿~饱和，稍密。
砂质较为纯净，颗粒不均，零星露出小圆砾。
矿物成分主要为石英、长石。
该层场地内均有分布，分布厚度大。
层底埋深12.00~12,90m，层厚10.00~11,10m。
层底高程1472.700~1473.700m。
第
层粉砂（Q
）灰褐色，饱和，中密。
级配不良，颗粒磨圆度较好，多呈浑圆状，最大粒径60mm，一般粒径2-20mm,充填物以中细砂为主，未胶结。
母岩成分主要为花岗岩、石英岩等。
该层在场地内分布均匀稳定，厚度大，未揭穿。
2.2.3土层承载力参数如下表：
层号
岩土名称
承载力特征值
Fak（Kpa）
变形模量
Ea（Mpa）
桩极限侧阻力标准值qisk（Kpa）
桩极限端阻力标准值qisk（Kpa）
钢筋混凝土预制桩
机械成孔灌注桩
钢筋混凝土预制桩
机械成孔灌注桩
杂填土
细砂
130
10
24
22
圆砾
280
25
160
135
7000
1800
2.2.4地下水：
1）勘察期间，场地内地下水稳定水位埋深1.90-2.40m，水位高程1483.100~1483.700，地下水埋藏类型主要以潜水为主。
主要含水层岩性为场地内分部的细砂及圆砾层。
水化学类型
—SO
—
—
型，根据水质分析报告，矿化度705.3—772.6mg/L。
2）抗浮水位高程为1484.100m。
3）地下水对混凝土结构有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性。
4）地下水补给来源于南大山大气降水及黑河地下径流，排泄于沼泽湖泊湿地后，靠蒸发、叶面蒸腾作用一部分排泄于大气层中，一部分排泄于细部的临泽、高台盆地内。
5）地下水属季节动态型，据长期动态资料显示，地下水水位最高时段为11—翌年2月份，最低段为4—7月份；受季节性、人工抽取地下水以及冰雪融化、农田灌溉等因素的影响，场地水位变幅1-2m，拟建场地设防水位及抗浮设计水位建议按1m的水位变幅考虑，抗浮水位按1484.1m进行设计。
2.2.5标准冻深、地基土及场地类别：
1）场地标准冻深为1.23m，属季节性冻土。
2）地基土：
场地地基土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋均具微腐蚀性。
3）杂填土层及细砂层属中软土，圆砾属中硬土；场地类别为
类场地；抗震地段属一般地段。
第二部分、基坑降水专项方案
一、降水方案概述
1）根据地质勘察报告，勘察期间，场地内地下水稳定水位埋深1.90-2.40m，水位高程1483.100~1483.700，地下水埋藏类型主要以潜水为主。
抗浮水位高程为1484.100m。
根据基坑开挖范围、开挖深度、基础平面图以及拟建场地地质、水文地质条件，确定地下水控制方法，采取管井井点降水可以满足基础施工要求。
根据设计要求，降水直至上部荷载全部增加完毕（施工结束）方可停止。
2、基坑降水设计
降水施工工艺技术
2.1降水计算
1、基坑总涌水量计算：
基坑降水示意图
根据基坑边界条件选用以下公式计算：
Q=πk（H2-h2）/（ln（1+R/ro）+（hm-l）/l×ln（1+0.2hm/ro））=π19.796（152-102）/（ln（1+284.408/35.682）+（12.5-2）/2×ln（1+0.2×12.5/35.682））=3049.211m3/d
hm=（H+h）/2
Q为基坑涌水量；
k为渗透系数（m/d）；
H为含水层厚度（m）；
h为设计降水面到潜水层底面的距离（m）；
R为降水井影响半径（m）；
r0为基坑等效半径（m）；
l为过滤器进水长度（m）；
通过以上计算可得基坑总涌水量为3049.211m3。
2、降水井数量确定：
单井出水量计算：
q0=120πrslk1/3
降水井数量计算：
n=1.1Q/q0
q0为单井出水能力（m3/d）；
rs为过滤器半径（m）；
l为过滤器进水部分长度（m）；
k为含水层渗透系数（m/d）。
通过计算得井点管数量为24个。
3、过滤器长度计算
群井抽水时，各井点单井过滤器进水长度按下式验算：
y0>l
y0=[H2-0.732Q/k×（lgR0-lg（nr0n-1rw）/n]1/2
l为过滤器进水长度；
r0为基坑等效半径；
rw为管井半径；
H为潜水含水层厚度；
R0为基坑等效半径与降水井影响半径之和；
R0=R+r0
R为降水井影响半径；
通过以上计算，取过滤器长度为9.18m。
4、基坑中心水位降深计算：
S1=[-P±（p2+4qQ）1/2]/2q
p=1.366kl/[log（0.66l/r0）-0.22arsh（0.44l/R0）]+1.366kl/log（2R0/r0）
q=1.366k/log（2R0/r0）
S为基坑水位降深（m）；
Q为基坑涌水量；
k为渗透系数（m/d）；
R0为井点系统影响半径（m）;
r0为基坑等效半径（m）；
l为含水层厚度（m）；
根据计算得S1=11.789m>=Sd=2.9m，故该井点布置方案满足施工降水要求！
5、抽水设计
采用潜水泵抽水，直接抽入地面排水管，进地面排水管系统。
抽水井全部下入潜水电泵（4.5KW，扬程50m），计划准备30台潜水电泵。
降水井全部运行抽水时，半负荷运转的总功率为60Kw/h。
6、降水效果预测及处理措施
因本工程地下水埋深较浅，为防止地下水浮力对结构的不利影响，施工时必须采取有效的降水措施，待上部主体结构（包括填充墙）施工完成后方可停止降水。
随时观测水位的高低，适当调整降水井的数量；如基坑开挖时土层饱和水未能彻底疏干，采用导流、毛沟明排处理。
7、降水井布置详见后附“降水井平面布置图”
2.3降水设计
在基坑开挖前期，先提前施工降水井，统一进行降水井抽水施工，等将坑内水位疏干至设计基底标高以后，进行下一步的土方施工。
注意在土方施工时，尽量保证降水井不受破坏。
基坑开挖至坑底后，视具体情况设置坑底排水沟及集水井。
坑底四周修整排水沟，排水沟沿坑底四周设置，底宽200mm，沟底低于坑底200mm，为排水顺畅，排水沟沿通向集水井方向设置1‰的纵向坡度，沟内填滤料。
2.4地面排水系统设计
1）本工程计划围绕楼四周布设排水管，降水井中的水抽出汇入排水管，由排水管进入场内排水井中。
场内排水井设置于距拟建建筑物西北角6米处。
然后由此排水井穿过昆仑大道进入市政排水井内。
场内排水井至市政排水井计划共需43m排水管。
具体布置详见降水井平面布置图。
2）排水管采用Ф300钢管，水力坡度1‰，每个井出水口集中汇入场内排水井，排水井沉淀完成的水排入市政管线或排水渠内。
3）电路系统与排水管路同步布设，使场地文明施工，安全可靠。
降水总管布管图类似下图
钢管排水总管安装图
本工程总体降水设计见下表：
设计内容
设计结果
降水井直径（mm）
200
坑外降水井深度（m）
20
坑外降水井间距（m）
南北侧为13m，东西侧10米
集水总管规格（mm）
300mm钢管
2.5降水观测
1．观测井设置
基坑外侧降水井同时作为观测井。
每侧设置观测井1口。
成形工段共设置4口观测井，观
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