河南某大厦基坑降水支护工程施工组织设计.docx
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河南某大厦基坑降水支护工程施工组织设计
南阳梅溪大厦工程基坑
支护、降水
施工方案与施工组织设计
河南省有色工程勘察有限公司
2010年5月1日
南阳梅溪大厦工程基坑
支护、降水施工方案及施工组织设计
编制人：
审核人：
审批人：
河南省有色工程勘察有限公司
2010年5月1日
第一部分：
基坑支护及降水施工方案
第一章概述（6）
1.0工程概况（6）
1.1场地工程地质条件与水文地质条件（6）
第二章基坑支护、降水方案设计（9）
2.0设计依据（9）
2.1要点分析与方案选择（9）
2.2设计参数选择与结构计算（11）
2.3支护方案设计（11）
2.4降水方案设计（14）
第二部分施工组织设计
第三章施工依据规范（17）
第四章各分项工程施工方法及技术质量要求（18）
4.1灌注桩桩施工方法及技术质量要求（18）
4.2预应力锚索施工方法及技术质量要求（23）
4.3降水井施工方法及技术质量要求（26）
4.4土钉墙施工方法及技术质量要求（31）
4.5基坑支护对周边环境的要求（32）
第五章施工监测与应急预案（34）
5.1工程监测（34）
5.2应急措施（38）
第六章总体部署及施工进度计划（41）
6.1施工准备（41）
6.2总施工进度计划（44）
6.3组织机构及职责（45）
6.2劳动力组织（48）
第七章施工技术措施（50）
7.1测量放线（50）
7.2土钉墙支护技术措施（51）
7.3灌注桩施工技术措施（52）
7.4冠梁施工技术措施（66）
7.3锚索施工技术措施（69）
7.3管井及降水施工技术措施（71）
第八章工程质量保证措施（74）
8.１质量保证措施（74）
第九章安全保证措施（79）
9.1安全生产组织机构（79）
9.2安全生产管理体系（79）
第十章夜间施工技术措施（83）
第十一章保证文明施工措施（83）
第十二章工期保证措施（85）
12.1技术措施（85）
12.2管理措施（85）
12.3赶工措施（85）
第十三章雨季施工措施（86）
第十四章施工配合与进度控制措施（86）
14.1施工配合（86）
14.2基坑土方开挖、截桩及渣土外运（87）
第三部分:
基坑支护、降水设计图纸和计算书
第一部分
基坑支护及降水方案
及施工组织设计
书
第一章概述
1.0工程概况
南阳市梅溪大厦工程建设项目，场地位于南阳市中州路与人民路交叉口西南角200m处，中州路南侧，梅溪宾馆院内。
根据甲方所提供岩土勘察报告，基坑开挖深度12.1m，建筑物地下部分东西长84.0m，南北宽58m。
周边距离建筑物较近，不满足采取大放坡开挖条件，因此需对基坑边坡进行有效支护；地下水位为地面下5.5-6.2米，需将水位降至基底标高-1.0米以下。
场地周围环境条件一览表
所在场地位置
周围环境名称
距离（米）
备注
场地东部
4层住宅楼
13.5
建筑物轴线距离；天然地基
场地南部
6层住宅楼
21.36
建筑物轴线距离；天然地基
场地西南部
电影院4层楼
6
紧邻；天然地基
场地北部
6层宾馆
17.0米
建筑物轴线距离；天然地基
1.1.场地工程地质条件与水文地质条件
1.1.1场地工程地质条件
依据地质勘查报告，场地钻探深度内地层按其年代原因，由第四系沉积物组成，根据其工程地质特征自上而下分为10个工程地质层，本基坑深度11.0m，现将影响本基坑降水与支护工程上部的6层土层分述如下：
第
层：
杂填土（Qml）
黄褐色，杂色，松散，稍湿，主要以砖块、石子、混凝土块等建筑垃圾为主，含粉土及粉质粘土。
该层底层埋深1.00-3.00m，厚度1.00-3.00m，平均厚度2.41m，层底标高123.30-121.70m，全场地分布，该层与下部底层呈突变接触关系。
第
层：
粉质粘土（Q4al+pl）
黄褐色，湿，可塑状，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，切面稍光滑，含铁锰锈斑。
该层层底埋深4.00-5.20m，层厚1.3-3.6m，平均层厚2.38m，层底标高120.50-119.30m，分布于全场，与下伏地层呈突变接触关系。
第
层：
中粗砂（Q3al+pl）zhipeng21@
黄褐色，饱气带-饱水带过度，稍密，砂粒成分以石英、长石为主，偶见砾石，砂中含少量云母及其他暗色矿物，分选性一般，磨圆较好，该层层底埋深7.80-9.5m，层厚3.30-4.60m，平均层厚3.83m，层底标高114.80-116.80m，分布于全场，与下伏地层呈渐变接触关系。
第
层：
砾砂（Q3al+pl）
浅黄色，黄褐色，饱水，稍密-中密，自上而下粒径变粗，底部卵石含量高，卵石含量在20%，卵石粒径多在0.5-10cm之间，成分主要成分以石英岩、石英砂岩为主，磨圆一般，分选性差，砂粒成分以石英、长石为主，偶见砾石，砂中含少量云母及其他暗色矿物。
该层层底埋深11.80-12.70m，层厚2.40-4.70m，平均层厚3.84m，层底标高111.80-112.80m，分布于全场，与下伏地层呈渐变接触关系。
第
层：
粗砂（Q3al+pl）
浅黄色，饱水，中密，泥质含量20%，砂粒主要成分以石英、长石为主，砂中含少量云母及其他暗色矿物。
含少量砾石，分选性一般，磨圆一般，该层层底埋深19.20-21.50m，层厚6.90-9.20m，平均层厚7.86m，层底标高102.80-105.30m，全场地分布，与下伏地层呈突变接触关系。
第
层：
粉质粘土（Q2al+pl）
棕红色，局部出现灰白色斑块，稍湿-湿，硬塑-坚硬状，含少量铁锰锈斑及砂粒，干强度高，无摇振反应，切面稍光滑。
该层层底埋深25.00-28.90m，层厚3.5-8.2m，平均层厚6.11m，层底标高95.90-97.60m，全场地分布，与下伏地层呈突变接触关系。
1.1.2水文地质条件概况
场地勘探深度范围内，根据含水层的埋藏条件和地下水的水力特征，浅层地下水属第四系松散岩类孔隙潜水。
主要赋予
层粗砂
层砾砂
层及
层粗砂和
卵砾石中，浅层含水层连通性好，渗透性好，赋水性好，水量丰富，补给来源主要是大气降水和侧向径流，排泄与地下径流和人工开采。
本工程勘察期间测得自然地面潜水水位埋深为5.5-6.2米，勘察期属于较高水位期，水位年变幅1-3m。
根据勘察报告提供的各层土物理性质指标本场地渗透系数K值综合取46米/天。
第二章基坑支护、降水方案设计
2.0设计依据
1．《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）
2．《理正建筑深基坑支护软件》6.01及《理正岩土系列软件》5.11
3、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）
4、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001
5、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
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
8、《建筑地基基础施工工程质量验收规范》GB5007—2002
9、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
10、《基坑土钉支护技术规程》（CECS96：
97）
11、《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002
12、《南阳梅溪大厦岩土工程勘察报告》
13、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
14、业主提供的相关图纸
2.1要点分析与方案选择
2.1．1要点分析
拟建场地位于南阳市中州路与人民路交叉口西南角200m处，中州路南侧，梅溪宾馆院内。
根据甲方所提供岩土勘察报告，基坑开挖深度12.1m，建筑物地下部分东西长84.0m，南北宽58m。
周边距离建筑物较近，不满足采取大放坡开挖条件，因此需对基坑边坡进行有效支护；地下水位为地面下5.5-6.2米，需将水位降至基底标高-1.0米以下。
场地周围环境条件一览表
所在场地位置
周围环境名称
距离（米）
备注
场地东部
4层住宅楼
13.5
建筑物轴线距离；天然地基
场地南部
6层住宅楼
21.36
建筑物轴线距离；天然地基
场地西南部
电影院4层楼
6
紧邻；天然地基
场地北部
6层宾馆
17.0米
建筑物轴线距离；天然地基
本基坑工程难点有以下几点：
1、本工程基坑较深，面积大，基坑开挖深度为地面下12.1m；
2、周边环境条件复杂，周边场地狭窄，距离已有建筑物较近，不能放坡开挖，塌方后后果严重；
3、砂土粘聚力为零，自稳性差，易出现塌方。
4、降水工程基坑开挖深度在自然地面以下12.1m。
在降水实施过程中，首先要保证将基坑里的水位降至地面下12.6-13.1m以下，因此降水对周围建筑物造成的沉降也是不可忽视的难点，建议建设单位委托一家有检测资质的第三单位对周围建筑物以及基坑周边进行检测。
2.1.2基坑侧壁安全等级的确定
基坑侧壁安全等级的不同，相对应的支护方式及安全系数也不同。
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）中安全等级的划分标准，将本基坑的安全等级定为一级。
2.1.3支护及降水设计方案的选择
深基坑支护的方式有多种，如：
内支撑、桩锚联合、复合土钉墙等。
本工程根据现场实际情况以及周边建筑物的基础形式及对各种支护方式的安全、经济的类比，优化出最适合本工程的支护方案为：
桩锚联合＋土钉墙支护。
共划分三个剖面（见支护平面图）。
采用土钉墙支护及桩锚结构方案的优点为：
土钉墙及复合土钉墙可显著提高边坡整体稳定性和承受坡顶超载的能力；通过复合土钉墙的注浆作用提高坡角土体的承载力，增加基坑的抗隆起能力。
复合土钉墙有效降低土体的变形；土钉墙及复合土钉墙工程造价低，工期较短；施工时噪声低及污染小。
桩锚有着比较成熟计算理论及施工方法，可确保临近建筑的安全。
基坑降水方案选择原则：
在满足基础施工安全的条件下，本着节省降水工程造价，提高施工效率，减小降水施工对其他工序的影响。
根据对场地内的地质情况分析，管井井点应用比较广泛，而且有比较成熟的经验。
由于本场地基坑规模较大，从有利于安全、经济、施工角度综合考虑，采用管井降水方案最为合适。
结合我公司大量降水工程实践经验，本工程拟采用管井降水施工方案。
2.2设计参数的选择与结构计算
2.2.1参数选择
表2.1.1土层力学参数指标
参数
序号
土层
层厚
（m）
γ
（KN/m3）
IL
e
С
（KPa）
Ф
（度）
qsik（Kpa）
1
杂填土
2.14
18.0
10
15
2
粘性土
2.38
19.2
30
11.8
3
中砂
3.83
19.0
0
27.6
4
砾砂
3.84
19.0
0
31
5
粗砂
7.86
19.0
0
29
180
说明
1.由于锚杆采用二次劈裂注浆，根据规范与施工经验，本工程中的qsik实际应用值较给
定的标准值提高1.2—1.5倍。
2.2.2结构验算
本工程的结构及降水的计算采用《理正建筑深基坑支护软件》6.01及《理正岩土系列软件》5.11进行。
采用条分法计算土钉长度、整体稳定性验算依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99中的A.0.1和6.2.1进行验算。
结果详见计算计算书。
2.3支护方案设计
2.3.11-1剖面：
荷载参数：
地面荷载20KN/m2,建筑物荷载150KN/m2,距离基坑上口2.5～10m，计算深度：
12m。
护坡桩参数如下：
桩顶
桩长
桩径
桩数
嵌固
深度
混凝土
强度
坍落度
桩间距
配筋
地面
21.65m
0.6m
10m
C30
1.50m
15Ф20+Ф16@2000+Ф8@100
地面桩连梁
连梁宽度
连梁高度
混凝土强度
配筋
箍筋
箍筋间距
0.70m
0.50m
C30
16Ф16
Ф8
200mm
锚索设计（详见附件：
施工图及计算书）
排号
埋置深度
长度
钢筋配置
水平间距
倾角
成孔直径
施加预应力
第一排
-3.0m
20.0m
2S15.2钢铰线
1.5m
150
150mm
120KN
第二排
-6.0m
17.0m
3S15.2钢铰线
1.5m
150
150mm
180KN
第三排
-9.0m
16.0m
3S15.2钢铰线
1.5m
150
150mm
180KN
2.3.22-2剖面：
荷载参数：
地面荷载20KN/m2,均布荷载，计算深度：
12m。
护坡桩参数如下：
桩顶
桩长
桩径
桩数
嵌固
深度
混凝土
强度
坍落度
桩间距
配筋
地面
12.65m
0.6m
6m
C30
1.60m
13Ф20+Ф16@2000+Ф8@100
地面桩连梁
连梁宽度
连梁高度
混凝土强度
配筋
箍筋
箍筋间距
0.70m
0.50m
C30
16Ф16
Ф8
200mm
锚索设计（详见附件：
施工图及计算书）
排号
埋置深度
长度
钢筋配置
水平间距
倾角
成孔直径
施加预应力
第一排
-6.5m
15.0m
3S15.2钢铰线
1.6m
150
150mm
130KN
第二排
-9.5m
14.0m
3S15.2钢铰线
1.6m
150
150mm
150KN
土钉墙设计：
按1：
0.2比例放坡开挖采用土钉墙支护，设计3排土钉，具体设计参数参数见下表及附图。
孔号
1
2
3
4
说明
孔口标高
-1.5
-2.8
-4.1
1.土钉呈梅花型布置。
2．俯角可
根据实际情况行调整。
3.自然地表为
±0.0m。
土钉长度
5m
5m
5m
水平间距
Sx=1.5m,
俯角
土钉10-12°
孔径
Ф120mm
土钉规格
Ф16螺纹钢
钢筋网
Ф6.5,@200×200mm
加强筋
Φ12,十字网格型焊牢
注浆
0.45-0.5水泥浆
喷砼
C20,厚80-100mm
2.3.33-3剖面：
荷载参数：
地面荷载20KN/m2,建筑物荷载108KN/m2,距离基坑上口0～12m，计算深度：
12m。
护坡桩参数如下：
桩顶
桩长
桩径
桩数
嵌固
深度
混凝土
强度
坍落度
桩间距
配筋
地面
14.65m
0.6m
8m
C30
1.60m
14Ф20+Ф16@2000+Ф8@100
地面桩连梁
连梁宽度
连梁高度
混凝土强度
配筋
箍筋
箍筋间距
0.70m
0.50m
C30
16Ф16
Ф8
200mm
锚索设计（详见附件：
施工图及计算书）
排号
埋置深度
长度
钢筋配置
水平间距
倾角
成孔直径
施加预应力
第一排
-6.5m
15.5m
3S15.2钢铰线
1.6m
150
150mm
130KN
第二排
-9.5m
15.0m
3S15.2钢铰线
1.6m
150
150mm
150KN
土钉墙设计：
按1：
0.2比例放坡开挖采用土钉墙支护，设计3排土钉，具体设计参数参数见下表及附图。
孔号
1
2
3
4
说明
孔口标高
-1.5
-2.8
-4.1
1.土钉呈梅花型布置。
2．俯角可
根据实际情况行调整。
3.自然地表为
±0.0m。
土钉长度
5m
5m
5m
水平间距
Sx=1.5m,
俯角
土钉10-12°
孔径
Ф120mm
土钉规格
Ф16螺纹钢
钢筋网
Ф6.5,@200×200mm
加强筋
Φ12,十字网格型焊牢
注浆
0.45-0.5水泥浆
喷砼
C20,厚80-100mm
2.4降水井的设计
2.4.1、基坑涌水量计算：
依据《地基与基础施工手册》并结合含水层的特征按均质含水层潜水完整井计算基坑涌水量计算。
基坑降水计算
（1）基坑涌水量计算：
a、基坑等效半径：
r0＝0.29×（a+b）＝40.542（m）
b、降水影响半径：
R＝2S（kH）1/2＝356.244（m）
c、基坑涌水量：
Q＝1.366k（2H-S）S
㏒（1+R/r0）
＝（m3/d）
（2）管井出水量计算
单井最大出水量q＝120×3.14×rslk1/3＝300（m3/d）
乘以折减系数0.7：
q'＝0.7×q＝210（m3/d）
（3）管井计算
n＝1.15×Q
q'
n＝1.15×9374.731÷210
≈35眼
Q——基坑开挖后的涌水量；
K——土层综合渗透系数:
46.25米/天；
S——满足基坑开挖的水位降低值:
7.0米；
R——管井抽水影响半径:
150.0米；
r0——基坑假想半径:
40.542米（计算略）；
H——含水层厚度:
14.4米
2.4.2、降水井点布置：
考虑到基坑内的电梯井以及集水坑的位置，本基坑的降水井的设置共38口。
管井井深地面以下23.0米，滤管直径为400毫米，外填碎砾滤料。
（管井位置见降水平面布置图，根据现场实际情况，管井位置可适当调整，躲开梁、柱、承台等构件）
2.4.3管井设计主要技术指标
井深：
地面以下23.0米；井径：
降水井孔径为700毫米，管井内径400毫米；滤水管材管内径及规格：
选用多孔混凝土管，管内径为400毫米，外径为500毫米，每节管长0.90米；填砾厚度：
100毫米；滤料规格：
1-2毫米选用均匀度较好的碎石；含砂量：
降水井抽水期间，水质清澈，不得有泥沙排出现象。
管井内水位深度控制在地面下20.0米。
2.4.4水位观测井
观测井设置要求：
基坑内设计2眼，井深23m，井的其他设计参数与降水井相同；观测井周边要用砌砖围起来，封盖好，防止落入杂物堵塞。
基坑内的2眼观测井可以当降水井使用。
观测要求：
①录初始水位，每天观测一次并记录数据。
②标尺要垂直放入孔中，读数时视线与标尺刻度垂直。
第二部分
基坑支护、及降水
施工组织设计
第三章施工依据的技术规范、规程
《建筑工程质量验收统一标准》（GB50300-2001）
《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59-88）
《建筑工程施工现场供电安全规范》（GB50194-93）
《施工现场临时用电安全规程》（JGJ46-2005）
《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-86）
《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ111-98）
《建筑基坑支护技术规范》JGJ120-99
《基坑支护及降水设计方案》
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
第四章各分项工程施工方法及质量要求
4.1灌注桩施工方法及质量要求
4.1．1、施工工艺如下：
采用GZ-1500型工程钻机。
施工放验线→绘制桩位编号图确定施工路线→护筒埋设→钻机就位整平→钻进成孔→测量钻孔深度→第一次清孔→提出钻杆→测孔深→吊放钢筋笼→安放导料管→第二次清孔→灌注水下砼→测桩顶标高→拔出导料管→成桩。
（工艺流程图见下页）
1）施工放验线：
放线人员根据业主提供的基准点及基坑支护设计图纸，用PTS238全站仪放出每根护坡桩的桩位。
经监理检验合格。
2）钻机就位：
为确保孔位正确，减少偏差，钻机就位之前由技术员详细复核桩位，埋设护筒，钻机就位之后保证钻架的平稳和牢固，确保施工中钻架不发生移位和倾斜，就位完成之后由专职质量员检验钻机垂直度就位照中情况，垂直度控制在1%以内，桩位对中偏差控制在10mm以内。
3）钻孔：
①初钻时低档慢速钻进，使护筒刃脚处形成坚固的泥皮护壁，钻至护筒刃脚下1m以后，以正常速度，正常钻压钻进；
②开钻时钻头提离孔底面30～50cm，开动泥浆泵，使冲洗液循环2～3分钟，然后开动钻机慢转，同时慢慢将钻头放到孔底，轻压慢钻数分钟，至护筒刃脚下后逐渐增加钻压加快速度；
③正常钻进时随时掌握吊钻具钢丝绳的松紧度，减少钻杆、水龙头的晃动和磨损，在钻进过程中根据不同地质条件随时检查和调整泥浆指标；
④护坡桩长度范围内地层大部分为粉质粘土，钻进选用的钻头为尖底钻头，中等转速、大泵量、稀泥浆的钻进方法；
⑤在护坡桩下部为砂层，钻进时为防止塌孔采用优质稠泥浆，控制进尺速度，轻压慢速大泵量的钻进方法；
4）测量钻孔深度：
灌注桩施工工艺流程图
在开钻前在地面上做一个固定点测出其标高，提钻后以此标高点控制孔深。
5）清孔：
第一次清孔：
成孔后利用泥浆循环的办法，不断置换泥浆，将孔中钻进所配制的泥浆稀释至1.15～1.20比重时第一次清孔完成。
6）钢筋笼制作和安装：
钢筋笼制作按设计图纸要求和钢筋砼施工的有关规范要求进行。
钢筋笼在现场制作完成，电焊工均持证上岗。
钢筋笼主筋接头采用闪光对焊，钢筋接头相互错开1m，同一断面接头数量不超过50%，箍筋采用绑扎连接，钢筋笼保护层采用三块砼滚轮定位器每隔3米设置1组。
钢筋笼制作完毕后经质量员检查合格方可使用。
护坡桩钢筋笼首选一节制作，若需分段制作时，在吊装时接长时采用电弧焊接，单面搭接焊，焊接长度不小于15d。
吊放钢筋笼入孔时不强行左右旋转，严禁高起猛落，碰撞和强压下放,当钢筋笼垂直缓慢地下放至安置定位杆的高度时，将其临时固定后安放定位杆，并在桩孔上方设置标记，当钢筋笼下放到底时，利用定位杆和标记来校对和控制钢筋笼的平面方向。
7）安放导料管：
采用195mm承插式导管，下管时准确测量，计算长度，导管底端距孔底高度不大于500mm，保证在第一次下灌的混凝土能埋没导料管的长度不小于1.0m。
8）第二次清孔：
为保证灌注前的泥浆指标及孔底沉渣符合规范有关规定，下完导管后用导管进行正循环清孔，使孔底的沉渣厚度、泥浆重度满足规范要求，立即进行水下混凝土灌注。
9）砼的制作、运输与灌注：
本工程的护坡桩砼强度等级为C30。
为满足砼的供应和保证砼的质量，采用商品混凝土，用混凝土罐车运输至桩孔口。
在灌注混凝土时，初灌导管埋深不低于1.0m，连续灌注中导管埋深控制在2~6m，拆管时先计算埋管深度。
灌注中要防止钢筋笼上浮。
当灌注砼面接近设计标高时，注意砼面使其符合设计要求，每次拆下的导管及时冲洗干净。
灌注工作连续进行，尽可能压缩运输、灌注时间，严禁中途停工。
10）拆拔导管：
混凝土灌注完成后缓慢将导管拔出，导管提离砼面之前反复插捣，避免出现空心桩。
11）排放泥浆：
本
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