某大学青年教师公寓基坑围护施工方案.docx
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某大学青年教师公寓基坑围护施工方案
某大学青年教师公寓
基坑围护施工方案
（一）编制依据
1.施工组织设计指导书。
2.某大学青年教师公寓设计图纸。
3.地质勘测报告及现场调查资料。
4.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202—2011
5.《建筑基坑支护技术规程》JGJ120—2012
6.《上海市基坑工程设计规程》DBJ08-61-97
7.《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
8.《混凝土工程施工质量验收规范》GB50204—2011
9.《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-98
10.施工现场总平面布置图
11.国家相关行业现行技术规范、验收标准。
（二）基坑工程概况
1.基坑工程说明
建设单位：
某大学
基坑设计单位：
王英建筑设计院基坑分院
监理单位：
王英建设监理咨询有限公司
勘察单位：
王英设计院勘察分院
基坑承包单位：
王英建工集团基础公司
2.基坑规模：
青年教师公寓基坑平面尺寸约为45m*20m，深6.2m，坑底相对标高-6.65m，地下水位为-0.5m。
其基础采用条形承台桩基础，承台宽800mm，高900mm。
基础连梁高900mm（为考虑施工方便，在施工图纸中将承台、连梁和400mm厚板的底板结构改为900mm厚板底板），主体结构为剪力墙结构，剪力墙厚200mm或250mm，抗震等级三级。
混凝土强度等级：
基础垫层C15，基础及六层以下剪力墙C40，其余构件均为C30。
3.基坑周边环境
某青年教师公寓位于校园西北部，现为空地。
基坑东侧为校内道路，相距11.6m；
基坑南侧为绿化区；
基坑西侧为停车场，相距约6m；
基坑北侧为新建教职工集体宿舍，立面有突出，最近处相距约2m。
（三）工程地质条件
1.工程地貌：
基坑场地平整已完成，自然地面相对标高-0.45m。
2.工程地质：
拟建工程地质地层概况见下表：
土层物理学性质参数表
层号
土层名称
层厚
（m）
重度
（kN/m3）
粘聚力
（kPa）
内摩擦角
（°）
压缩模量
（MPa）
比贯入阻力
（MPa）
1
填土
1.00~2.60（1.80）
18
8
8
2
浜填土
1.00~2.90（1.95）
17
8
8
3
砂质粉土
11.70~13.90（12.80）
18.5
5
33
10.10
4.45
淤泥质粘土
3.50~4.40（3.95）
16.7
14
10.5
2.48
0.66
粘土
4.60~5.20
17.5
16
13.5
3.48
0.79
粉质粘土
1.70~3.50
19.4
44
16.5
7.21
2.43
1-1
砂质粉土
5.60~7.90
18.6
5
32.5
12.72
10.65
1-2
粉砂
未穿
19.1
0
35
15.99
16.11
2
粉砂
未穿
19.1
0
35
15.99
16.11
（四）围护结构设计
1.桩长初步设计
挡土结构采用钻孔灌注桩，桩径600mm，桩中心距800mm。
支撑尺寸高1000mm，宽800mm。
采用相当梁法计算钻孔灌注桩入土深度过程如下（水土分算，Matlab计算程序见附件1）：
反弯点C深度
：
m
支座反力Tc1、Rc：
对反弯点C取矩和力矩为零：
kN
板桩两侧合力相等：
kN
理论板桩入土深度：
桩低某一位置D弯矩为零：
m
实际板桩入土深度：
m
实际取
m。
桩长：
6.2+6=12.2m
2.钻孔灌注桩布置方案
钻孔灌注桩外侧设置700mm双轴水泥土搅拌桩截水帷幕，截水帷幕距离钻孔灌注桩200mm。
钻孔灌注桩围护结构及双轴水泥土搅拌桩截水帷幕布置如下图：
支撑布置如下图
3.桩长验算及配筋计算
利用同济启明星软件验算结果见附件2。
4.工程量
本方案共需钻孔灌注桩159根，合179.8m3。
拟用10套设备同时工作，工期为：
（天）
双轴水泥土搅拌桩133对，合409.5m3。
5.灌注桩施工
i.
施工线路
ii.主要机械设备安排
根据现场实际情况，采用钻孔灌注桩，具体设备见下表
机械设备一览表
序号
机械设备名称
规格及型号
生产能力
单位
数量
1
挖掘机
小松
1.26m3
台
1
2
汽车吊
QY-25
25t
台
1
3
自卸汽车
FM76×4
19m3
台
1
4
装载机
柳工ZL30E
0.3m3
台
1
5
冲击钻机
SCZ5-1
5t
台
1
若后期因现场实际地质原因无法采用人工挖孔桩完成桩基施工部位，考虑采用钻孔灌注桩可完成施工，则相应机械设备可参照以上数量进行配置。
技术及现场准备
测量组会同监理工程师对桩位进行放样，并通过监理工程师的验收。
试验室、监理工程师对已到位的原材料（特别是对水泥和钢筋）进行检验，检验结果必须为合格且得到监理工程师的认可。
对不合格的材料坚决清退出施工现场。
对施工所用的机具进行一次检修，确定施工过程中不出现故障。
工程开工前应设置好施工标志牌及安全施工警示牌。
施工场地进行平整压实，合理布置泥浆沟及泥浆池位置、车辆进出施工便道的位置，钢护筒埋设、冲击钻就位等工作，保证整个桩基施工过程正常进行。
iii.技术施工方案
护筒埋设
护筒采用钢护筒，用卷板机卷制，直径比桩径大20～25cm（JTJ041-2000版规范规定护筒内径应比设计桩径大20-40cm），钢板厚5-6mm，若桩基直径较大应加设背肋避免出现严重变形。
埋设前由测量组放出设计桩中心，操作工人开挖护筒基坑，开挖基坑直径应比护筒外径略小，护筒挤压埋入，埋设好的护筒顶高出地面不少于30cm或睡眠1.0～2.0m，护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为2～4m，护筒埋设完成后周边应用粘土夯填密实，避免下沉，同时在合适位置设置泥浆排放口。
桩中心放样
护筒埋设完成后测量组放出设计桩中心“十字形”控制线，利用红油漆作上醒目标记，同时检查护筒埋设偏差（包括平面位置和竖直度），若平面位置偏差大于5cm或竖直度偏差大于1%，均应重新埋设护筒。
冲击钻就位
冲击钻利用吊车配合转移就位（也可自行就位），支垫牢固后，现场管理人员应检查钻头冲击中心是否与设计桩中心吻合，否则应进行调整直到满足要求为止。
上述工作完成后应及时接通电路，检查钻机是否能够正常作业。
开孔（冲孔）：
经项目部和监理工程师对准备工作检查验收合格后即可开钻。
正式开钻前应先向护筒内灌注泥浆（或直接加入粘土块若覆盖层为粘土也可直接注入清水），采用钻头以小冲程反复冲击造浆。
冲孔时要求孔内水位控制在高于护筒下脚50cm，低于护筒顶30cm以内，同时还应比地下水位高出1.5-2.0m。
避免损坏护筒脚孔壁和泥浆外溢。
初期冲孔阶段应随时检查孔位，务必将冲击中心对准桩孔中心。
开孔深度在3-4m范围内时可不掏碴，以便石碴泥浆尽量挤入孔壁周围空隙加固孔壁。
一般在护筒下3-4m范围内冲孔时，可按下表参数施工：
土质
提锤高度（cm）
冲击次数（次/min）
泥浆相对密度
粘土
40-60
20-25
1.4-1.5
砂砺
40-60
20-25
1.5-1.7
正式钻进：
冲孔到一定深度大于3-4m以上时开始正式钻进，正式钻进时应根据地质情况采取不同的冲击方法和措施，同时根据不同地质情况选择合适的泥浆比重。
一般基岩中冲进时泥浆比重控制在1.3；砂及砂卵石地层泥浆比重控制在1.5。
表层粘土能自行造浆，只需加入适量清水稀释泥浆即可。
钻孔泥浆一般由水、粘土（或膨润土）和添加剂按适当配合比配制而成。
掏碴：
正常钻进时每班应至少掏碴一次。
掏碴应达到泥浆内含碴显著减少，无粗颗粒，相对密度恢复正常为止。
掏碴后应及时向孔内添加泥浆或清水以保持水头。
掏出的钻碴应进行集中堆放，由项目部统一安排处理，不得污染场地。
泥浆池内多余的泥浆也由项目部统一安排外运，不得随意排放。
地质取样：
钻进过程中地质情况有变化时应及时取样，进入岩层后，每隔50cm取一次渣样，取得的样品存放在标准样品盒内，同时做好标记（取样时间、取样深度、地质名称）。
钻进过程中应及时填写钻孔记录。
成孔检验：
钻机钻进到位班组自检合格后，安质部应及时进行复检。
检查指标主要有：
孔深、孔径、竖直度。
其中孔深利用测绳进行检查；孔径、竖直度利用自制检孔器进行检查。
为尽量缩短钢筋笼下放后清孔时间，在成孔检验合格后协作队应及时清孔并调整泥浆指标以尽量接近混凝土灌注前指标，即：
泥浆含砂率不大于4%，泥浆比重在1.2以下。
用重量不小于4kg的测锤测量孔内沉碴厚度不大于100mm。
iv.钢筋制安
进场验收：
钢筋进场后立即通知监理工程师到现场进行见证取样，并送试验室进行试验，在试验室出具该批钢材验收合格证明报告并将相关资料上报监理工程师审核合格同意使用后方能组织工人加工。
主筋与加强筋间采用点焊，加强筋置于主筋两侧，自桩顶往下每隔2m设一道。
钢筋笼自上而下以2m间距设钢筋保护层垫块，保证浇筑桩的保护层厚度。
将制作好的钢筋笼稳固放置在平整地面上，防止变形，并挂牌标明钢筋笼的长度及对应的桩号。
钢筋笼加工完毕，报请监理验收，合格后方可使用。
钢筋笼安装：
①、起吊钢筋笼采用扁担起吊法，起吊点在钢筋笼上部箍筋与主筋连接处，设置2～4个吊点且吊点对称。
②、下笼时由人工辅助对准孔位，保持垂重、轻放、慢放，避免碰撞孔壁。
③、下放过程中若遇到障碍应立即停止，查明原因进行处理，严禁高提猛放和强制下入。
④、下放钢筋笼时，技术人员在场严格控制笼顶标高，达到设计标高后四周固定四根吊杆（吊杆用φ22钢筋加工，下部焊在钢筋笼主筋上，上部弯钩吊挂于井口方木上），防止钢筋笼下沉或浇筑混凝土时上浮。
钢筋笼验收：
钢筋笼下放到位定位牢固后应及时清孔，报请监理验收，同时做好水下砼灌注前的各项准备工作。
v.水下混凝土灌注
在灌注水下砼灌注前，必须对砼运输车辆行走路线，砼预计灌注数量（提供给砼拌和站）、导管的水密承压试验和接头抗拉试验以及起吊、运输、泥浆排放等各项工作进行全面检查，是否准备充分能够满足灌注需要。
在进行水密试验及接头抗拉试验前必须通知监理工程师到场进行旁站，要求水密承压试验的水压不小于孔内水深1.3倍的压力，也不小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力P的1.3倍。
灌注砼时必须提前通知监理工程师对孔桩进行验孔和对整个灌注过程进行旁站监理。
钻孔桩采用C25（主墩采用C30）水下混凝土。
经现场监理清孔验收合格后组织混凝土灌注。
混凝土要求坍落度为18～22cm，2小时内析出的水分不大于混凝土的1.5%。
浇筑应尽量缩短时间，连续作业，使浇筑工作在首批浇筑的混凝土仍具有塑性的时间内完成。
在进行混凝土施工前，实验室首先对进场材料进行试验，合格后，按批复的配合比进行配料，首先测砂石料含水量，计算施工配合比，根据施工配合比将每盘各材料用量分别输入计量系统，开盘，然后对砼拌合物进行检验各项指标符合要求后，才能允许使用。
水下灌注混凝土施工顺序：
安设导管及漏斗→悬挂隔水塞或滑阀→浇筑首批混凝土（封底）→浇筑混凝土至桩顶→拔出护筒。
首先安设导管，用吊车将导管（直径300mm）吊入孔内，位置应保持居中，导管下口与孔底距离保留30～50cm左右。
导管在使用前及浇筑4～5根桩后，要检查导管及其接头的密闭性，确保密封良好。
浇筑首批混凝土之前在漏斗中放入首批混凝土。
在确认储存量备足后，即可剪断铁丝，借助混凝土重量排除导管的水，使隔水塞从孔底冒出。
浇筑首批混凝土量应使导管埋入混凝土中深度大于等于1.0m。
首批混凝土浇筑正常后，应连续不断浇筑，浇筑过程中应用重量不小于4kg的测锤探测混凝土面高度，推算导管下端埋入混凝土的深度，并做好记录，正确指导导管的提升和拆除。
直至导管下端埋入混凝土的深度达到4m时，提升导管，然后再继续浇筑。
在浇筑过程中应将井孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内，在夜间车辆量较少的时候集中外运，防止污染环境。
水下灌注混凝土的技术要求：
①首批混凝土浇筑量应保证导管底口埋入混凝土中不小于1.0m，浇筑过程中混凝土面应高于导管下口2.0m，每次拆除导管前其下端被埋入深度不大于6.0m。
混凝土浇筑必须连续，防止断桩。
②随孔内混凝土的上升，需逐节快速拆除导管，时间不超过15分钟。
③在浇筑过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续的混凝土应徐徐灌入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上而下倾入管内，以免在管内形成高压气囊，挤出管节的橡胶密封垫。
④混凝土上层存在一层浮浆需要凿除，为此桩身混凝土需超灌0.5～1.0m，待桩身混凝土达到一定强度后，将设计桩顶标高以上部分砼用风镐凿除，用无破损声测检验。
⑤浇筑混凝土并做好记录
⑥当混凝土升到钢筋笼下端时，为防止钢筋笼被混凝土顶托上升，应采取以下措施：
a.在孔口固定钢筋笼上端，检测管与钢筋笼进行可靠连接。
b.浇筑混凝土的时间尽量加快，以防止混凝土进入钢筋笼时其流动性过小。
c.当孔内混凝土接近钢筋笼底时，应保持埋管深度并放慢浇筑速度。
d.当孔内混凝土面进入钢筋笼1～2m后，应适当提升导管减小导管埋置深度，增大钢筋笼在下层混凝土中的埋置深度。
e.在浇筑将近结束时，导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含碴土的稠度和比重增大，如出现混凝土上升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，也可掏出部分沉淀物，使浇筑快速进行，在最后一次拔管时，要缓慢提拔导管，以免孔内上部泥浆压入桩中。
⑦浇筑过程中，如因机械故障、堵塞、操作失误等原因，造成断桩事故，应及时向监理工程师及设计人员报告，研究补救措施。
⑧砼浇筑过程中，应对砼进行随机取样测定坍落度、泌水性等指标是否满足规范许可要求，发现问题立即纠正，同时制作试件不得少于3组并按规定进行养护。
检验标准
混凝土桩成品质量直接影响工程整体的质量与安全，成品后必须进行检查，采用无损检测、逐根检查，严格按公路工程基桩无损检测相关规程办理，争取使所有基桩均达到Ⅰ类桩标准。
钻孔桩成桩质量要求：
混凝土强度必须符合设计要求，桩无断层或夹层，钻孔桩桩底不高于设计标高，桩头凿除预留部分后无残余松散层和薄弱混凝土层。
钻孔桩成桩允许偏差按JTJ041-2000版《公路桥涵施工技术规范》见下表。
钻孔桩检测质量标准
检测项目
允许偏差
1
孔的中心位置
群桩：
不大于100mm排架桩：
不大于50mm
2
孔径
不小于设计孔径
3
倾斜度
小于1%
4
孔深
不小于设计桩底标高，测锤重量不小于4kg
5
沉淀厚度
设计要求，桩径＞1.5m时，不大于100mm
6
清孔后砼灌注前泥浆指标
规范标准为：
相对密度：
1.03-1.10；黏度：
17-20Pa*s；含砂率：
<2%；胶体率：
>98%
7
钢筋骨架倾斜度
±0.5%
8
骨架保护层厚度
±20mm
9
骨架中心平面位置
±20mm
10
骨架顶面高程
±20mm
11
骨架底面高程
±50mm
12
骨架主筋间距
±10mm
13
骨架箍筋间距
0，-20mm
14
钢筋骨架外径
±10mm
15
钢筋检孔器
长度不小于4倍桩钢筋外径，直径为设计桩钢筋外径加10cm
混凝土
材料
选用水泥时，以能使配制的混凝土强度达到要求、收缩小、和易性好和节约水泥为原则。
水泥进场后，对按其品种、强度、证明文件以及出厂时间等情况分批进行检验，对所用水泥进行复查试验。
散装水泥采用水泥罐储存；袋装水泥储存要防止受潮，堆码高度不超过10袋。
细骨料采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净、粒径小于5mm的河砂。
砂中杂质的含量应通过试验测定，最大含泥量≤3%，云母含量<2%，硫化物<1%，轻物质含量<1%。
粗骨料应用坚硬的碎石，按规格不同分批进行检验。
采用连续级配。
粗骨料最大粒径按混凝土结构情况及施工方法选取，但最大粒径不超过结构最小边尺寸的1/4和钢筋最小径距的3/4，在两层或多层密布结构中，不得超过钢筋最小径距的1/2，同时最大粒径不得超过100mm。
针片状颗粒含量≤15%，含泥量≤1.0%，泥块含量≤0.5%，小于2.5mm的颗粒含量≤5%。
混凝土配合比
混凝土的配合比，应以质量比计，并通过设计和试配选定。
3）混凝土的拌合
混凝土拌合时，衡器要保持准确，根据现场骨料含水率调整骨料和水的用量。
混凝土拌合物应拌合均匀，颜色一致，无离析和沁水现象。
坍落度在拌合地点及浇筑地点分别取样检测，每一单元结构物不少于两次。
同时观察混凝土拌合物的粘聚性和保水性。
4）混凝土的运输
混凝土的运输能力应适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要，使浇筑工作不间断并使混凝土运到浇筑地点时仍保持均匀性和规定的坍落度，不符合要求时不得使用。
采用混凝土搅拌运输车运输。
5）混凝土的浇筑
自高处向模板内倾卸混凝土时，为防止混凝土离析，在倾落高度超过2m时，通过串筒、溜管等设施下落，超过10m，设置减速装置。
在出料口下面，混凝土堆积高度不超过1m。
砼尽量选择较小的坍落度，浇筑过程中分层厚度控制在20-30cm，振动棒采用直径Φ50振动棒捣固，振捣方式为快插慢拨，移动间距不超过振动棒作用半径的1.5倍，与侧模保持50-100mm的距离；插入下层混凝土50-100mm。
对每一振动部位，振动到该部位混凝土密实为止。
密实的标志是混凝土不再下沉，不再冒气泡，表面呈现平坦、泛浆。
混凝土浇筑应连续进行。
（五）基坑降水方案
1.降水概况
基坑平面尺寸为45m
20m，基坑降水为均质含水层中的潜水非完整井，地下水位标高-0.5m，即天然地面以下0.05m，需将水位降至基坑底以下0.5m处，即
m。
潜水含水层厚20m，含水层的平均渗透系数
m/d。
本工程地下水位较浅，为满足施工要求，拟采用轻型井点降水，平面布置采用环形布置方案，水力坡度
。
抽出地下水经沉淀池沉淀后排入市政管网。
2.施工机具及所需材料
1）滤管：
数量14。
直径
mm，壁厚3mm无缝钢管，长1.5m，下端为铸铁塞头。
管壁上钻直径15mm的小圆孔，孔距为25mm。
骨架管外面包以两层不同的生丝布或塑料布滤网，在骨架与滤网之间用塑料管或梯形铅丝隔开，塑料管沿骨架绕成螺旋形。
滤网再在绕一层粗铁丝保护网，滤管上端与井点管连接。
2）井点管：
数量14。
直径
mm，壁厚3mm无缝钢管，长7m。
井点管上端用弯联管与总管相连。
3）弯联管：
数量14。
橡胶管，两端分别与井点管和总管连接，采用8号铅丝绑扎，应扎紧以防止漏气。
4）总管：
共约130m。
直径
mm，壁厚3mm无缝钢管，每段长4m，在对应井点管的部位留设接头。
5）砂滤层：
应采用粗砂与豆石，不得采用中砂，严禁使用细沙，以防堵塞滤管网眼。
6）水泵：
抽水水泵，数量1台。
功率7.5kW离心泵。
冲孔水泵，专用高压水泵1台。
7）吊装机械：
数量1台。
8吨级，基本臂高度8.2m，汽车吊。
3.降水井深度及数量
1）高程布置
滤管上口至总管埋设面的距离：
m
且
6~7m，所以需在基坑周围设槽将总管埋设在自然地面以下1m。
降水井点系统高程布置如下图所示：
2）平面布置
基坑中部水位降落高度
：
m
取滤管长度
m
有效深度:
m<20m（潜水含水层厚）
环形井点系统的假想半径：
m
降水的影响半径：
m
单根井管的最大出水量（取滤管直径d=0.038m）：
m3/d
群井涌水量：
m3/d
井点管最少数量：
实际取：
降水井点系统高程布置如下图所示：
4.工程量及工期
本方案采用一套降水设备，工期34天。
5.井点施工
1）测量放线
根据施工图给定基础轴线按降水井平面布置测放出各井位，并打入木桩，涂上红油漆做标记。
2）冲孔
核对井点位置，确认无误后，在井点位置人工开挖0.5m深。
用起重设备将冲管吊起并插在井点的位置上，然后开动高压水泵，边冲边沉，直至设计井点管滤管末端深度以下500mm，管径300mm。
3）安装井点管
净孔冲成后，立即拔出冲管，插入井点管，并在井点管与孔壁之间迅速填灌干净粗砂滤层。
滤层需填至滤管以上1.5m。
井点填砂后，用粘土将口封好。
4）试抽
5）拆除及封井
承台混凝土浇筑完毕，经养护拆除模板后即可拆除井点系统，井点管系统拆除时先拆除橡胶软管及总管，井点管的拆除可采用挖掘机拔除，井点管拆除后井孔采用瓜子片或粗砂回填密实。
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