垃圾焚烧厂基坑支护降水土方开挖设计方案.docx

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垃圾焚烧厂基坑支护降水土方开挖设计方案

XX第二生活垃圾发电厂

基坑支护、降水、土方开挖

设

计

方

案

设计：

审核：

编制：

山东XX建设项目管理有限公司

2010年2月

XX第二生活垃圾发电厂基坑支护、降水、土方开挖

设计方案

一、编制依据

1.本工程的《岩土工程勘察报告》和施工图纸；

2.《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）；

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.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB5020-2002）；

6.《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99；）

7.《建筑施工手册》（第四版）；

8.《工程地质手册》（第四版）；

9.《山东省建筑边坡与基坑工程管理规定》（鲁建发[2006]27号）；

10.《XX市深基坑工程管理暂行规定》（济建发[2006]44号）；

11.《建筑基坑工程监测技术规范》（DBJ14-024-2004）。

二、工程概况

XX第二生活垃圾发电厂位于济阳县孙耿镇高家村南，国道104线以东1公里左右。

垃圾仓与渣坑均为钢筋混凝土结构，平板式基础，垃圾仓平面尺寸（轴线）为120米×24米，底板底标高为-8.95米，与北侧邻桩最小距为2米；渣坑平面尺寸（轴线）为66米×6.8米，底板上表高为-4.75米，与南侧邻桩最小距2.4米。

该场地地形平坦,孔口地面标高21.80～22.43m，设计±0.00相当于绝对标高23.00m,,最大地面高差为0.63m。

场地地层主要为第四系黄河冲积层地表为耕土,局部为填土,自上而下分为9层,分别为耕土（Qpd）、粉土（Q4al）及粘土、粘土（Q4al）、粉土（Q4al）、粘土（Q4al）、粉质粘土（Q4al）、粉土（Q4al）、粉质粘土（Q4al）、粉土（Q3+4al）拟建场地及其周围无不良地质作用，为稳定场地，建筑场地类别为Ⅲ类。

基坑支护设计参数如下表：

三、施工降水

（一）、降水布置

垃圾仓及渣坑均采用大口径深井井点法降水，井口内直径≥300mm。

垃圾仓挖土深度-6.25m～-8.95m，降水采用大口径井点坑外降水，采用反循环回转钻机造孔，清水回转钻探。

中间设观测井，井口布置在3P轴与3N轴间一排九口，东西端各设2井，降水井间距15m，深度15m，降水10m；3J轴与3H轴之间一排七口，降水井间距15m，深度12m，降水8m；坑内3L轴与3K轴之间中距40m，设观测井，井深15m，即可作观测井，又可作应急抽水井。

渣坑井口在在3G轴至3F轴布置一口，3E轴布置五口，共六口；降水井间距15m，井深均为12m，降水8m。

垃圾仓及渣仓井口平面布置图见附图

（二）、施工方法

1、降水井井点施工工艺

施工前准备→场地放样→开挖排水沟及泥浆池→铺设总管和安装水泵→钻机就位→钻孔→成孔→吊放井管→回填井管与孔壁间的砂砾过滤层→洗井→井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试抽水→正式抽水→井口保护→降水完毕封井。

2、降水井施工主要技术要求

①、井深达到设计要求，确保井孔的垂直。

②、成孔后立即采用托盘法下入无砂管以防坍孔，托盘厚度20厘米，为无沙砼预制而成。

井管采用承插式接口无砂滤水管，无砂滤水管外径φ600mm，外侧用两层纱网缠绕，竹片连接，用12#铁丝螺旋缠绕，间距1米，绑扎牢固后，慢慢下入井内，确保井管垂直居中。

③、填砾与洗井：

下入井管后，及时在井管与孔壁间填充砂砾滤料，为保证填砾四周厚度的均匀和防止井管倾斜，填料前先将井管固定好，然后在在无砂管四周均匀填入滤料，滤料采用符合级配要求的0.5厘米的瓜子石，要求其合格率大于90%，杂质含量不大于3%，同时应用铁锹填料，以防止滤料分层不均匀，填滤料要求一次连续完成。

滤料下到距孔口1.5米时，上部采用粘土夯实封孔。

成井后及时下入QY-25型2.2KW潜水泵进行洗井，直至井内水清沙净，沉淀厚度小于30cm。

3、降水安装与管理

①、潜水泵设置：

采用一井一泵，吊索吊至距井底1米处。

基坑外侧降水井井口与场地硬化路面齐平。

降水电缆帮扎于基坑护栏之上，用帮扎线帮扎牢靠。

②、汇水总管设置：

以φ108钢管作为汇水总管，长5米，汇水总管沿水井布设的路线布置于降水井外侧的地面上，降水井软管连接汇水总管引水至沉淀池，地下水经沉淀后集中排放至场外水渠。

③、管理人员：

每班安排2～3人值班，昼夜检查水泵系统、输水系统，发现故障及时排除。

4、降水监测

⑴、降水前及降水后应对各降水井的水位、水量进行检测，并作好记录。

⑵、降水井做好以后，抽水开始之前，应统测一次自然水位，并做好记录。

⑶、抽水开始后，在水位未达到设计降水深度以前，每天定期观测地下水位及水量，并做好记录。

⑷、雨期观测次数宜每日2～3次。

⑸、根据水位、水量检测记录，查明降水过程中的不正常状况及其产生的原因，及时提出调整补充措施，确保达到降水深度。

⑹、基坑井点降水3-4天后，对降水井水位进行监测，当水位降至基坑下0.5后，即进行土方开挖施工。

5、降水日常管理

⑴、根据观测井水位观测情况确定降水井排水时间和时间间隔，控制泵抽汲能力；

⑵、安排三班人员日夜值班进行排水降水控制操作和数据记录；

⑶、因地下围护结构大量渗漏而引起坑外水位下降超过规定要求时，应及时采取堵漏措施。

⑷、根据检测情况，在保证基础正常施工的前提下，严格控制坑内水位的标高。

与检测单位密切联系，随时掌握第一手的检测数据。

⑸、施工现场预留备用水泵10台，确保降水的正常运行。

⑹、降水专用电箱严禁其它工种使用。

⑶、井点使用应保持连续抽水，以避免泥渣沉淀淤管。

并设置双电源或备用发电机。

四、土方开挖

本工程开挖深度不一，现场施工场地相对较狭窄，根据周边地质勘察报告，采取机械大开挖的方式进行基坑开挖。

（一）、挖土顺序

第一层开挖→放线→第二层开挖→支护→放线→第三层开挖→支护→人工清底→验收

分层开挖：

在3P轴至3E轴与3-1轴至3-20轴的区间内采取机械大开挖方式大开挖至-3.0m（每次开挖深度为1.0~1.5m，且采取对称开挖的方式）；在垃圾仓、渣坑、锅炉基础外围边坡重新放线，确定支护边坡的上边线，由场地中间向两端开挖，每层开挖深度为1.0~1.5m，开挖一层支护一层，且基坑周围应分段开挖，分段长度不超过15m，在支护面层和锚杆达到70%设计强度或7天后方可开挖下层土方。

土方开挖至基底，预留200mm土层，人工清底，然后进行边坡支护，在东西方向各留一个进车坡道。

2、土方施工方法

场地表面清理平整，做好排水坡度，施工区域内，要挖临时性排水沟。

根据图纸撒出开挖上口线，验收合格后方可开挖。

垃圾仓选用4台反铲挖土机，渣坑采用两台挖掘机，20辆自卸汽车配合运输。

放坡坡度根据基坑支护方案和结构图纸确定，以保证边坡稳定和施工操作安全。

机械开挖至基底标高以上20cm时，统一进行一次清底。

为了减少对基底土的扰动，根据规范要求留置20cm人工清底层，土方机械开挖完成后，人工清土紧随其后。

挖至槽底时要特别注意进行标高、轴线的测量工作，严防土方超挖，挖至设计基底标高，平整槽底，清除浮土，做好验槽准备。

3、注意事项

①、为防止基坑遭受雨水及地上水的浸泡和太阳暴晒，基坑应分段开挖，分段验收；验收一段浇筑一段垫层。

②、弃土应及时运出，材料不得堆放在基坑坡顶外围10米范围之内。

③、土方运输车辆应按规定路线行驶，严禁在基坑坡顶和工程桩附近位置行驶停留，以防止基坑坡顶超载，基坑变形过大或导致工程桩位移折断。

4、土方运输

土方应根据施工用场地整体规划进行堆积存放，冬季或雨天采取彩条布覆盖，减低受冻或雨淋。

灰土待拌和均匀后要当天碾压成型。

5、安全措施

①、基坑开挖中如发现坑壁塌方先兆，应立即终止开挖，回填土方，并报告有关人员临场处置。

②、基坑开挖中如发现坑壁有意外填土时要进行调查分析，采取适当措施，加强监测，决不可视同原状土一样放坡开挖。

③、基坑开挖如发现有管涌时，要立即报告有关人员，进行大面积调查、监测与分析，在没有查清原因和采取制止措施前，立即停挖，必要时立即快速回填。

④、基坑开挖中如发现局部塌方或方位性塌方，要查明原因，在无有效制止措施前应立即就地迅速回填土，中止塌方。

⑤、进行砼支护结构施工时，应留取同样条件养护试块，以便在强度达到要求时连续施工，保证砼的养护龄期，保证挡墙等支护结构的入土深度，保证锚杆的长度，保证锚拉的可靠，分层支护要注意及时性、整体性、模板拆除要尽量减少振动，要遵循按层次和顺序施工。

（三）、回填土

垃圾仓、渣坑混凝土施工至±0.00以上，做好外侧壁防水卷材及EPS聚苯保护层，并经验收合格后，方可进行基坑的土方回填。

回填土采用机械夯实的方法进行。

基坑（槽）底地坪上清理—检验土质—分层铺土、耙平—夯打密实—检验密实度—修整找平—验收。

⑴、填土前应将基坑（槽）底或地坪上的垃圾等杂物清理干净；基槽回填前，必须清理到基础底面标高，将回落的松散垃圾、砂浆、石子等杂物清除干净。

⑵、基坑回填所用土方应清除草皮，树根和垃圾等杂物，在最优含水量状态下分层夯实。

每层虚铺厚度不超过300mm。

对于天然地基基础，应在室内外土方均填至设计要求标高后，方可施工上部结构。

⑶、回填土每层至少夯打三遍。

打夯应一夯压半夯，夯夯相接，行行相连，纵横交叉。

并且严禁采用水浇使土下沉的所谓“水夯”法。

⑷、基坑（槽）回填应在相对两侧或四周同时进行。

⑸、回填管沟时，为防止管道中心线位移或损坏管道，应用人工先在管子两侧填土夯实；并应由管道两侧同时进行，直至管顶0.5m以上时，在不损坏管道的情况下，方可采用蛙式打夯机夯实。

在抹带接口处，防腐绝缘层或电缆周围，应回填细粒料。

⑹、回填土每层填土夯实后，应按规范规定进行环刀取样，测出测定其干密度及最优含水量，计算出压实系数，压实系数必须符合设计要求后方可回填上一层土，。

⑺、修整找平：

填土全部完成后，应进行表面拉线找平，凡超过标高的地方，及时依线铲平；凡低于标高的地方，应补土夯实。

五、边坡支护

垃圾仓、渣坑基坑支护侧壁安全等级为二级。

边坡采用锚喷支护型式，基坑坡顶10米范围内上部土体卸载至相对标高-2.0m~-3.0m，相对开挖深度2.65~6.15m，基坑放坡2.5~4.0m的方法，进行支护处理。

坡顶10m范围内严禁堆载，且基坑回填后，方可进行坡顶相邻基础承台等上部结构的施工，防止坡顶超载导致工程桩位移。

根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-1999）进行基坑支护设计，采用《理正深基坑》进行各阶段的整体稳定性和锚杆的承载力验算，并满足规程的要求。

（一）、施工顺序

场地相对标高-2.0m~-3.0m以上的第一层土体分两层开挖→支护准备→修整边坡，分段开挖第二层土方（每层深度不超过1.5m，每段长不大于20m）→锚杆和面层支护施工→上层支护达到设计强度要求后，分段开挖第三层土方→修整边坡，进行支护施工。

依此顺序，分层分段开挖、分段支护至基坑底面。

（二）、锚喷支护设计

设1、本设计系根据XX第二生活垃圾发电厂岩土勘察报告的内容，并结合现场踏勘场地实际情况进行的支护设计。

本基坑侧壁安全等级为二级。

基坑有效时限为半年。

基坑坡顶最大允许堆载为15kn/m²，且距离坡顶3.0m范围内严禁堆载。

垃圾仓和渣仓主体施工完成，基坑回填后，方可施工相邻承台等主体结构。

2、基坑周围桩基础承台较多，故首先对整个场地进行整体大开挖，3-M轴北侧开挖标高-3.0m，3-F轴~3-J轴之间开挖标高-2.10m和-2.55m，3-F轴南侧开挖标高-2.50m（具体场地标高见土方开挖顺序图，并结合结构图纸，征得结构设计同意后实施）。

其中承台部位预留200mm土体进行人工清槽；其次，进行垃圾仓及渣仓基坑部位的分层分段开挖，开挖一层，支护一层，直至基底以上200mm，用小型挖掘机配合人工清槽收坡。

3、基坑大面积开挖深度为2.65m~6.05m。

根据现场条件将基坑分为七个支护剖面，采用锚喷支护型式。

1-1剖面（AB段）边坡开挖深度3.80m，水平放坡2.5m，锚杆两排，水平间距1.5m，锚杆长度均为6.0m。

2-2剖面（AP、BC段）边坡开挖深度4.40m，水平放坡3.25m，锚杆两排，水平间距1.5m，锚杆长度均为6.0m。

3-3剖面（OP、CD段）边坡开挖深度4.90m，水平放坡3.5m，锚杆三排，水平间距1.5m，锚杆长度为6.0m、6.0m、4.5m。

4-4剖面（ONMLK、DEFGH段）边坡开挖深度3.85m，水平放坡3.0m，锚杆两排，水平间距1.5m，锚杆长度均为6.0m。

5-5剖面（HIJK段）边坡开挖深度6.05m，水平放坡4.0m，锚杆三排，水平间距1.5m，锚杆长度为9.0m、9.0m、6.0m。

6-6剖面（DABC段）边坡开挖深度3.05m，水平放坡2.5m，锚杆两排，水平间距1.5m，锚杆长度均为6.0m。

7-7剖面（DABC段）边坡开挖深度2.65m，水平放坡3.0m，锚杆一排，水平间距1.5m，锚杆长度6.0m。

4、锚杆采用直径48的注浆钢管，锚杆倾角为向下15°，钢管端部1/3长度范围内每间隔300mm钻三个直径5mm排浆孔，锚杆采用压力注1：

0.5纯水泥浆的注浆工艺，注浆压力0.4~0.6mpa，可有效起到锚固和止水的双重作用，确保边坡稳定。

5、锚杆端部采用双面帮条焊接锚头与面层钢筋网和一根%%c12钢筋网水平加强筋连接。

6、面层钢筋网在坡面顶部上翻3.0m。

面层喷射混凝土80mm厚，钢筋网%%c6@250x250（5-5剖面面层钢筋网为%%c6@200x200），钢筋网片搭接长度300mm。

喷射面层混凝土强度为C20。

7、根据现场土质情况，在坡面适当位置设置一~二排泄水孔，水平间距2.0~3.0m。

泄水管采用直径50mm的塑料管，长度500mm，泄水管外露100mm，水平向下5%%d，插入土层400mm，插入土层部分加工成花管，并包裹一层滤布。

8、基坑采用大口径深井降水方案。

井口布置在3P轴与3N轴间一排九口，东西端各设2口井，降水井间距15m，深度15m，降水10m；3J轴与3H轴之间一排七口，降水井间距15m，深度12m，降水8m；坑内3L轴与3K轴之间中距40m，设观测井，井深15m，即可作观测井，又可作应急抽水井。

渣坑井口在3G轴至3F轴布置一口，3E轴布置五口，共六口；降水井间距15m，井深均为12m，降水8m。

共布井26口，布井时应避开承台及地下结构位置。

若降水效果无法满足基坑开挖和结构施工要求，可采用轻型井点降水方案。

根据现场地质情况，采用两级轻型井点降水，井点管间距1.2~1.5m，每层井点管埋设深度6.0m。

9、基坑坡顶四周间隔20米设置一个位移沉降观测点，用于观测基坑的沉降和变形，以便及时发现情况，采取应急措施。

沉降观测基准点需设置在基坑40米以外的位置。

10、基坑支护设计与施工需采取信息化管理，若现场地质情况发生变化、基坑变形过大、周围建筑沉降过大、基坑开挖深度增加等，需及时调整方案，确保基坑安全。

11、其他未尽事宜，按照国家技术规范确定。

六、基坑监测

为确保施工安全和基坑开挖的顺利进行，根据《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009的规定：

深基坑施工前，建设单位需委托有资质的第三方监测单位编制切实可行的基坑监测方案，对基坑施工进行监测，及时掌握周围土体的受力与变形情况、基坑开挖对周围环境的影响，以便在监测信息指导下，及时采取有效措施、调整施工方案，避免基坑开挖的重大安全事故发生。

1、本工程根据现场实际情况，在基坑坡顶间隔15~20米设置一个位移沉降观测点基准点设置在基坑开挖面40米以外，且不少于2点。

（具体布置见观测点平面布置图）

2、七、应急措施

1、基坑开挖过程中，若出现基坑实际开挖深度增加或现场实际地质情况与勘察报告不符等情况，需及时和设计人员联系，对设计方案进行调整补强后，方可进行后续开挖施工，防止出现塌方险情。

2、基坑开挖过程中，若监测数据达到报警值，应立即停止开挖，及时查明原因，采取相应的加固措施。

如坡底堆载反压、坡顶卸荷、增加补强锚杆等。

3、雨季施工期间，现场应准备好砂袋、水泵、篷布、雨衣、雨靴等防汛物资。

降雨前，及时对坡面进行覆盖；坡顶开挖排水沟，砌筑挡水墙；坡底开挖集水坑，放入水泵。

4、深井降水不能满足挖土要求时，池中间补井抽水，或采取轻型井点降水方案。

5、边坡变形超标，特别是靠近卸料平台一侧的最深点，另采取φ159钢管埋地，拉锚处理，并在坡底增设竖向超前支护锚杆。

6、开挖后的土方运至业主指定地点堆放，且距离基坑坡顶10米以上。

7、施工过程中抽水时应备用双电源或配置发电机，以防断电。

8、为防止降水设备出现故障，设专人对降水设备定期检查、维护，并准备好足够的维修工具及一些备用设备，保证降水过程中不影响正常工作。

八、基坑有效时限

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验算项目:

1-1剖面

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[验算简图]

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[验算条件]

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[基本参数]

所依据的规程或方法：

《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99

基坑深度：

3.800（m）

基坑内地下水深度：

4.800（m）

基坑外地下水深度：

4.800（m）

基坑侧壁重要性系数：

1.000

土钉荷载分项系数：

1.250

土钉抗拉抗力分项系数：

1.300

整体滑动分项系数：

1.300

[坡线参数]

坡线段数1

序号水平投影（m）竖向投影（m）倾角（°）

12.5003.80056.7

[土层参数]

土层层数5

序号土类型土层厚容重饱和容重粘聚力内摩擦角钉土摩阻力锚杆土摩阻力水土

（m）（kN/m^3）（kN/m^3）（kPa）（度）（kPa）（kPa）

1粉土2.10018.818.810.016.050.050.0合算

2红粘土3.50018.418.421.515.240.040.0合算

3粉土0.70018.918.910.016.550.050.0合算

4红粘土3.30018.518.521.015.740.040.0合算

5粉土1.10019.019.010.020.050.050.0合算

[超载参数]

超载数1

序号超载类型超载值（kN/m）作用深度（m）作用宽度（m）距坑边线距离（m）形式长度（m）

1满布均布15.000

[土钉参数]

土钉道数2

序号水平间距（m）垂直间距（m）入射角度（度）钻孔直径（mm）长度（m）配筋

11.5001.30015.01006.0001d18

21.5001.30015.01006.0001d18

[花管参数]

基坑内侧花管排数0

基坑内侧花管排数0

[锚杆参数]

锚杆道数0

[坑内土不加固]

[内部稳定验算条件]

考虑地下水作用的计算方法：

总应力法

土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数：

0.500

*******************************************************************

[验算结果]

*******************************************************************

[局部抗拉验算结果]

工况开挖深度破裂角土钉号土钉长度受拉荷载标准值抗拔承载力设计值抗拉承载力设计值满足系数

（m）（度）（m）Tjk（kN）Tuj（kN）Tuj（kN）抗拔抗拉

11.80036.30

23.10036.216.00011.653.853.43.7133.689

33.80036.216.0006.849.253.45.7556.250

26.00012.151.853.43.4143.525

[内部稳定验算结果]

工况号安全系数圆心坐标x（m）圆心坐标y（m）半径（m）

11.4080.9784.3872.410

21.7580.0105.4124.733

31.8000.3256.1246.133

[外部稳定计算参数]

所依据的规程：

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

土钉墙计算宽度:

6.000（m）

墙后地面的倾角:

0.0（度）

墙背倾角:

90.0（度）

土与墙背的摩擦角:

10.0（度）

土与墙底的摩擦系数:

0.300

墙趾距坡脚的距离:

0.000（m）

墙底地基承载力:

130.0（kPa）

抗水平滑动安全系数：

1.300

抗倾覆安全系数：

1.600

[外部稳定计算结果]

重力:

335.6（kN）

重心坐标:

（3.573,1.743）

超载:

52.5（kN）

超载作用点x坐标:

4.250（m）

土压力:

20.5（kPa）

土压力作用点y坐标:

1.292（m）

基底平均压力设计值65.3（kPa）<130.0

基底边缘最大压力设计值105.7（kPa）<1.2*130.0

抗滑安全系数:

5.828>1.300

抗倾覆安全系数:

55.422>1.600

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验算项目:

2-2剖面

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[验算简图]

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[验算条件]

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[基本参数]

所依据的规程或方法：

《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99

基坑深度：

4.400（m）

基坑内地下水深度：

5.400（m）

基坑外地下水深度：

5.400（m）

基坑侧壁重要性系数：