消防水池基坑维护方案1.docx
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消防水池基坑维护方案1
一、工程概况
本工程中消防水池平面尺寸为22.5×23.7m，基底设计标高为-3.8m，相当于85国家高程-0.5米，挖土深度为3.90米左右，
二、工程地质条件
根据地下水的赋存、埋藏条件及其水理性质，场地地下水浅部为空隙潜水，赋存于1层素填土层中；下部为空隙微承压水，赋存于4～6层粉土、粉砂层中。
潜水主要补给来源为大气降水及河道地表水（当地下水位低于河水位时）。
场地地形较平坦，地下水径流缓慢，其排泄方式为自然蒸发和侧向渗透。
微承压水主要补给来源为侧向渗透及浅部空隙潜水越流补给。
及排泄方式主要为侧向渗透。
基坑开挖深度较浅场地浅部3层粉质粘土可视为不透水层，厚度较大，深部微承压水对施工影响小；1层素填土中的孔隙潜水水量较少，对基坑开挖无影响。
三、设计依据及条件
1、信越项目工程图纸
2、《信越（江苏）光棒有限公司一期新建工程项目岩土工程详细勘察报告》（报告编号：
102-10-7）
4、《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）
5、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）
6、中华人民共和国行业标准《建筑和市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）
四、基坑围护结构方案简介
（一）、方案设计指导思想
基坑围护设计必须确保周围环境安全可靠，同时还应做到经济合理，方便施工，本方案就是本着这一原则来进行设计的。
（二）、方案简介
根据本工程基坑开挖深度大面积为3.90米、开挖面积达650平方米，场地位于场地内，北面距离河流较近，且地下水水位较高，开挖难度大。
采用钢板桩围护，然后取土的方案。
根据本工程基坑开挖深度3.90米，基底较接近④粉土层其为微承压水层，透水性极强，降水效果是本支护方案能否成功的关键，设计基四周采用轻型井点降水。
（三）、基坑支护设计
消防水池降水井点设置图
钢板桩支撑图
钢板桩布置图
附件计算书
（四）支护施工
施工工序
基坑支护施工步骤框图
施工顺序
桩位轴线清理→土方开挖、喷锚→打H型钢桩→钢板桩两侧H型钢围檩安装→土方开挖至坑底→地下结构施工→土方回填→H型钢桩拔除
五降水施工方案
1、土质评价及选用
根据工勘报告提供的资料④粉土层、⑤粉土夹粉砂层，该土层透水性较好，可采用轻型井点降水施工方法，降低地下水、浅部地表水可采用明塘、明沟集排水方法。
2、降水井点设计
本基坑地下水采用轻型井点降水，四周封闭潜水非完整井。
在基坑上1.0m宽平台上布设一级井点管降水，井点管布好降水后，即进行基坑开挖，基坑按1：
1开挖至坑底。
基坑开挖深度为3.85m。
地下水位埋深1.0,井点降水至坑底下0.5米。
1）井管埋沉深度
H≥H1+h+IL=3.90+0.5+1/10*6.2=4.97m,取H=6.0米
H1=3.90m
h=0.5m
L=12.4/2=6.2m
I=1/10
H1:
井点管埋设面至坑底面的距离
h:
降低后的地下水位至坑中心底面的距离
I:
地下水降落坡度
L:
井点管至基坑中心的最宽水平距离
2）井点系统引用半径x0
3）抽水影响半径R
S:
水位降低值,S=4.35m
S’:
井管中水位降低值s’=5m
d:
滤管直径
K:
土壤渗透系数,为5.0m/d
H0=1.87*（s’+I）=1.87*（5+0.88）=11m
H0:
为有效深度
l:
滤管长度,为0.88m
4）基坑总涌水量
5）单根井点极限涌水量
d:
滤水管直径,为0.048m
6）井点管根数及间距
取98根
井点间距为：
取1.2米
d:
滤水管直径,为0.048m
井点管间距取1.20米,φ48井点管根数约为118根，滤管长0.88米，3组JSJ-60型水射泵。
另设3台离心清水泵BA型二级排水。
3、轻型井点施工
1）钻孔：
钻孔一般采用冲孔，射水方法进行。
钻孔深度应比滤管底深0.5m,以利沉砂。
及时用干净粗砂将孔壁和井点管之间填实，然后冲洗井点（用自来水或空压机）直至清水。
也可用射水法或套管法钻孔。
套管法是用水冲法将直径为200～300mm的套管沉至要求的深度，再在孔底填一层砂砾石，插入井点管，将粗砂填入套管和井点管之间，拔出套管。
射水法是利用0.4～1.0N/mm2的高压水在井点管下断冲刷土层,将井点管沉至要求的深度后,在孔壁和井点管之间填入粗砂。
后用粘土将井管口下1.4m范围填压结实。
2）连接：
用连接管将井点管和集水总管和水泵连接，形成完整系统。
抽水时，应先开真空泵抽出管路中的空气，使之形成真空，这时地下水和土中的空气在真空的吸力作用下被吸入集水箱，空气经真空泵排出，当集水管存了相当多水时，再开动离心泵抽水。
3）使用注意事项：
降水系统接通以后，试抽水，若无漏水、漏气和淤塞等现象，即可正式使用；应控制真空度。
在系统中装真空表，一般真空不低于55.3～66.7kpa。
管路井点有漏气时，能造成真空度达不到要求。
为保证连续抽水，应配置双套电源；待地下进水泵池进水后，才可拆除井点，并将井点孔及沟槽回填。
4、施工计划
根据土建总体施工计划要求进行。
5、安全施工措施
1）实行持证上岗制度,成立专门的安全文明管理小组。
2）认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，建立健全的各级安全生产责任制，实行安全施工认可签证制，责任落实到人。
3）工程开工,施工人员进行三级安全教育,建立安全教育卡,长期考评制度。
4）本工程安全目标:
无重大人身,设备事故。
6、文明施工措施
1）现场文明施工按文明施工管理要求，落实内部奖惩条例实施。
2）工程部指派专职监督员，检查落实文明施工的措施和要求，不野蛮施工，不污染环境。
3）挂牌施工，接受业主和日立的监督。
一设计资料
1桩顶高程H1：
3.200m
施工水位H2：
2.200m
2地面标高H0：
3.200m
开挖底面标高H3：
-0.6000m
开挖深度H：
3.8000m
3土的容重加全平均值γ1：
18.3KN/m3
土浮容重γ’：
10.0KN/m3
内摩擦角加全平均值Ф：
20.10°
4均布荷q：
20.0KN/m2
5基坑开挖长a=25m基坑开挖宽b=26m
二外力计算
1作用于板桩上的土压力强度及压力分布图
ka=tg2（45°-φ/2）=tg2（45-20.10/2）=0.49
kp=tg2（45°+φ/2）=tg2（45+20.10/2）=2.0
板桩外侧均布荷载换算填土高度h，h=q/r=20.0/18.3=1.09m
桩顶以上土压力强度Pa1
Pa1=r×（h+0）Ka=18.3×（1.09+0）×0.49=9.77KN/m2
水位土压力强度Pa2
Pa2=r×（h+3.20-2.20）Ka
=18.3×（1.09+3.20-2.20）×0.49=18.74KN/m2
开挖面土压力强度Pa3
Pa3=[r×（h+3.20-2.20）+（r-rw）（2.20+0.60）}Ka
=[18.3×（1.09+3.20-2.20）+（18.3-10）×（2.20
+0.60）]×0.49=20.57KN/m2
开挖面水压力（围堰抽水后）Pa4：
Pa4=γ（2.20+0.60）=10×（2.20+0.60）=28.0KN/m2
三确定内支撑层数及间距
按等弯距布置确定各层支撑的Ⅲ型钢板桩
能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h:
弯曲截面系WZ0=0.001350m3,折减系数β=0.7
采用值WZ=βWZ0=0.00135×0.7＝0.000945m3
容许抗拉强[σ]=200000.0KPa
由公式σ=M/Wz得：
最大弯矩M0=Wz×[σ]=189.0KN*m
1假定最上层支撑位置和水位同高，则支点处弯矩
M'=Pa1*（H1-H2）2/2+（Pa2-Pa1）（H1-H2）2/6=9.2KN*m故，支撑点可设置在水位下。
2根据上式判断可知，最大允许跨度h0由下式计算
M0=Pa1h02/2+γka（H1-H2）2[h02（H1-H2）/3]/2+（Pa2-Pa1）[h0-（H1-H2）]2/2+（γw+γ'）[h0-（H1-H2）]3/6
代入数值得：
189.0=6.0×h02+2.2×1.21（h0-0.733）+9（h0-1）2+3.333（h0-1）3
整理得：
3.333h03+5.921h02+6.692h0-191.454=0.000
解方程得：
h0=3.201m
因此，只需要一层支撑，
四各内支撑反力
采用1/2分担法近似计算各内支撑反力
Q1=p2（h1+h{γka*（h+（H1-H2）+（γ’+γw）ka[（h0+h1-（H1-H2）]}（h1+h2）/2
=158.7KN/m
五钢板桩入土深度及总桩长：
根据盾恩法求桩的入土深度
由公式γHKa（hi+t）=γ（Kp-Ka）t2
整理得:
（Kp-Ka）t2-Hkat-Hkahi=0
解得t=
=1.837m
故总长度L=h0+h1+h2+……hi+t=5.637m
选用钢板桩长度6m,实际入土深T=2.1m
六基坑底部的隆起验算
Nq=eπtgφtg2（45+φ/2）=6.463
Nc=（Nq-1）/tgφ=14.929
坑外各层土的天然容重加权γ1=18.3m3
坑内各层土的天然容重加权γ2=18.2m3
土的粘聚c=5.0KPa
故抗隆起安全系数
Ks=（γ2TNq+cNc）/（γ1（H+T）+q）=3.03>1.3满足要求
七基坑底管涌验算
KL=γ'T/γwh=2γ'/γwhw=2.03>1.5满足要求
八坑底渗水量计算
根据设计地质资料，土的综合渗透系数取K=0.080m/d
基坑开挖面积A=a*b=180
Q=KAi=KAhw/（hw+2T）
=4.75m3/d
九围檩受力计算（20m）
1支承力：
R=n/4=q2*a/4=793.42kN
2支承布置见右图。
3围檩弯矩
支撑按等间距布置，如下图：
l=a/4=5.000m
由于安装节点的整体性通常不易保证,故按简支粱计算:
Mmax=q2l2/8=495.9KN*m
拟选用空心方钢（400*400*14）
弯曲截面系Wz=0.002521m3
容许抗拉强[σ]=200000.0KPa
方钢能承受的最大弯矩M=Wz[σ]=504.2KN*m>Mmax=495.9KN*m满足要求
十支撑杆受力计算
拟选用空心方钢（250*250*8）
计算长度l0=8.2m，支撑面A=7520mm2，转动惯量I=72290000mm4，容重γ=78.5KN/m3，弯曲截面系Wz=578000mm3。
根据《钢结构设计规范》GB50017-2003表5.1.2-1规定，为b类构件，
钢支撑初偏心lp=l0/500=0.016m
求长细比λ：
i=
=97mm
因截面为双轴对称，故λ=l0/i=85查《规范》附表C得失稳系数φ=0.648
故σ1=N/A/φ=R/A/φ=158111.1KPa<[σ]=200000.0KPa
自重弯矩M=γAl2/8=5.11KN*m
故σ2=M/Wz=8835.0KPa
则σ=σ1+σ2=166946.0<[σ]=200000.0KP满足要求
十一构造要求
1为防止接缝处漏水，在沉桩前应在锁口处嵌填黄油、沥青或其他密封止水材料，必要时可在沉桩后坑外注浆防渗或另施工挡水帷幕。
2在基坑转角出的支护钢板桩，应根据转角的平面形状做成相应的异形转角板桩，且转角桩和定位桩宜加长1m。
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