基坑支护、降水设计方案.doc
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1、武警交通第一总队警馨苑工程 基坑护壁及降水专项施工方案第一部分 前言1 工程概况拟建武警交通第一总队干部住房项目位于成都市双流县白家场,原四川武通路桥工程局院内,该项目用地面积26550,项目建筑面积118000,拟建建筑为高层8栋,地上18层;商业楼1栋,地上2层;设一层地下室,框架结构,拟采用筏板或独立基础,0标高相当于绝对标高为490.00m,基坑开挖深度约为4.05.0m。本项目由众恒建筑设计有限公司设计,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司勘察。本工程需要采取降水、护壁措施,以满足基础施工的需要。2 场地岩土工程条件2.1 地形地貌拟建工程场地位于成都市双流县白家场,原四川武通路桥工程
2、局院内,场地地形较平坦,地面高程介于489.1487.91m之间,相对高差1.19m。场地地貌类型单一,属成都平原岷江水系冲洪积二级阶地。2.2 地基岩土特征据详勘报告,在勘探深度范围内,场地表层覆盖第四系全新统人工填土层(Q4ml),下为第四系上更新统冲洪积(Q3al+pl )粉质粘土、粉土、卵石土及白垩纪泥岩组成,地层简述如下: 第四系全新统人工填土层(Q4ml)素填土:褐色-褐黄色,湿,结构松散,主要为新近人工堆积土和耕植土,部份地段为杂填土,该层在场地内普遍分布。层厚0.32.7m。 第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl)粉质粘土:褐黄色,可塑,稍有光泽,中等强度,中等韧性,湿,含少
3、量铁锰质氧化物及结核,分布较连续。层厚1.23.4m。卵石层:黄、灰黄色,湿饱和,以中密、密实卵石为主,部分稍密、松散卵石;卵石主要成份为花岗岩、闪长岩和石英岩,圆亚圆形,中微风化状,坚硬,磨圆度较好,分选性较差,一般粒径为4080mm,大者200mm;卵石间充填细砂为主,含少量泥质,根据卵石含量和密实程度分三个亚层:稍密卵石:断续分布,卵石排列混乱,大部分不接触,卵石含量5560%,N120击数47击/10cm。中密卵石:分布较连续,卵石交错排列,大部分接触,卵石含量6070%,N120击数711击/10cm。密实卵石:分布较连续,卵石交错排列,绝大部分接触,卵石含量70%,N120击数11
4、击/10cm。、中风化泥岩(K)紫红色,主要成份为粘土矿物,泥质胶结,层状构造,岩体较完整。2.3 区域地质构造据区域地质资料,拟建场地所在的成都市区在区域地质构造位置上地处成都坳陷盆地内,西距北东走向的龙门山褶皱带约60km,东距走向相同的龙泉山褶皱带约20km,成都坳陷呈北东向35方向展布,受喜山期运动的内力地质作用,龙门山和龙泉山构造带相对上升,而拗陷盆地相对下降,在岷江水系长期的搬运和沉积作用下,在坳陷盆地内堆积了厚度不等的第四系冲洪积地层,不整合于白垩系地层之上,形成了当代景观的成都冲积平原。区内断裂构造和地震活动较微弱,历史上从未发生过强烈地震,地壳稳定。2.4 水文地质条件据详勘
5、报告,场地地下水主要赋存于地基上部卵石层中,为第四系松散岩类孔隙潜水,为本场地主要的地下水类型,主要接受地下水侧向径流及大气降水补给。勘察期间属丰水期,本次勘察实测埋深2.43.6m,一般3.0m左右,标高485.5m。场地卵石层渗透系数为25m/d。2.5 岩土的工程特性指标建议值据详勘报告,岩土工程特性指标建议值列表2.1,岩土体与锚固体的极限摩阻力标准值列表2.2。地基岩土物理力学指标建议值 表2.1土名重度粘聚力内摩擦角压缩模量变形模量承载力特征值CEsEofakKN/m3KPa度MPaMPaKPa素填土1855/粉质粘土19.030165/150圆砾19.5/2576180稍密卵石2
6、2/352420320中密卵石23/403328550密实卵石24/454336800中风化泥岩24/550 岩土体与锚固体的极限摩阻力标准值表 表2.2时代成因岩土名称状态、密实程度土体与锚固体粘结强度特征值frp(kPa)备注Q4ml素填土松散/Q3al+pl粉质粘土硬塑/圆砾松散50稍密卵石稍密70中密卵石中密90密实卵石密实1201503 设计依据建筑总平面图;武警交通第一总队干部住房岩土工程详细勘察报告;建筑与市政降水工程技术规范(JGJ/T111-98);供水管井技术规范(GB50296-99);建筑基坑工程技术规范(YB9258-97);建筑基坑支护技术规范(JGJ120-99)
7、;锚杆喷射砼支护技术规范(GB50086-2001);建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002);岩土锚杆(索)技术规程 (CECS 22:2005);成都地区建筑地基基础设计规范(DB51/T5026-2001);混凝土结构设计规范(GB500102002);第二部分 基坑支护方案设计1 技术要求本工程0标高相当于绝对标高为490.00m),基坑开挖深度约为4.305.5m。为确保基坑和基坑内作业人员、设备、设施的安全,对本工程基坑四壁的基坑边坡进行支挡。2 工程环境特点基坑开挖线距红线2.0-3.0m,北侧为大件路,距离为11M,西侧为规划道路及其它建筑物,距离约25M。南侧和东侧均
8、为四川大学空置地块。3 基坑支护方案选择根据本工程特点,采用喷锚护壁支护方案是最适宜的。喷锚护壁是采用锚杆加钢筋混凝土挡土板的的柔性支护体系,造价较低,4 基坑护壁方案设计4.1 计算参数 土的物理力学指标本次护壁方案设计计算参数根据地勘资料选用,详见前表2.1、表2.2。 基坑深度及附加荷载取值根据基坑周边的环境条件,本工程基坑深度及附加荷载取值情况如下:基坑深度按5.00m。附加荷载q110kPa;按照此附加荷载取值时,基坑周边不得堆载重物,载重汽车不得从基坑四周通行。 护壁使用年限根据本基坑功能、性质及工程总进度计划,本基坑护壁设计使用年限为半年。4.2 设计计算计算采用“理正深基坑辅助
9、设计软件 F-SPW”件。根据护壁计算,进行本工程的护壁设计。4.3 护壁方案简述 放坡坡率:考虑到场狭窄以及基坑侧壁土质稳定性相对较好,因此设计喷锚护壁时放坡坡率为1:0.2。 锚杆:锚杆设计为全段摩擦型锚杆,采用矩形布置,共设3排,第一排锚杆长6m,第二排锚杆长3m,第三排锚杆长2m。锚杆横向间距均为1.50m,纵向间距除第一排锚杆距地面下为1.30m外,第二、第三排锚杆纵向间距均为1.50m。锚杆钢材:483.0焊管。锚杆倾角:a =15。锚杆泄浆孔:钻眼36间距50左右,在锚杆入土端头1.53m处设置。锚杆倒刺:角钢20203护焊于泄浆孔处或用14螺纹钢护焊于泄浆孔处。锚杆灌浆:浆体水
10、灰比为0.40.6:1,灌浆压力为0.20.6MPa。根据现场实际施工情况及现场变形监测反馈信息,可适时调整锚杆施工参数,以确保基坑及周边建(构)筑物的安全与稳定。 面层:面层采用喷射混凝土与钢筋网组成的钢筋混凝土板结构型式;土方开挖时,应确保锚杆支护作业面平整。喷射混凝土采用细石混凝土,混凝土强度等级为C15,喷射支护面厚度为50-80mm。面层钢筋网构造:网筋采用6200钢筋绑扎而成。横向加强筋第一排采用14螺纹钢筋,锚杆端部与加强筋采用焊接连接,为了增加面板的整体强度,竖向加强筋均采用14螺纹钢筋与锚杆焊接,竖横间距同锚杆间距。 土方开挖:本工程基坑土方开挖由专业土方施工单位施工,土方施
11、工必须与护壁施工密切配合。土方必须分层开挖,每层开挖深度不得大于2.0m,当遇到砂层时,必须对开挖深度进行调整。 排、泄水系统:基坑四周应做好有效的排水系统,坡顶应用混凝土封闭,防止地表水渗入基坑壁危及基坑安全。在基坑边坡的土层段护壁面板应设置泄水孔,泄水孔间距1.50m1.50m,采用50mm的PVC管。5 基坑变形监测及信息化施工5.1 变形监测设计本基坑侧壁安全等级为二级,基坑护壁施工宜进行支护结构及临近建(构)筑物水平位移监测,以确保基坑安全。 监测项目支护结构的水平位移,包括临近建(构)筑物水平位移。 监测方法支护结构等采用TC2000等全站仪精准测量。 测量精度要求支护结构等的水平
12、位移测量精度为1mm。 监测预警值若遇到下列可能影响基坑安全的情况之一时,应立即报警:基坑支护结构(或其后面土体)的最大位移已经达到3H(H为基坑开挖深度),或其水平位移速率已连续三日大于2mm/d。基坑支护结构的锚杆体系中有个别构件出现应力骤增、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象。建筑物的不均匀沉降(或差异沉降)已大于现行建筑地基基础设计规范规定的允许沉降差,或建筑物的倾斜速率已连续三日大于0.0001H/d(H为建筑物承重结构高度)。已有建筑物的砌体部分出现宽度大于3mm的变形裂缝;或其附近地面出现宽度大于15mm的裂缝;且上述裂缝尚可能发展。基坑底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其他可
13、能影响安全的征兆(如少量流砂、涌土、隆起、陷落等)。根据当地经验判断认为,已出现其他必须加强监测的情况。 监控点布置及监控周期平面及高程基准点布置在现场布设3个平面基准点和3个水准基准点。基准点布设位置根据现场实际情况而定。布设位置应考虑在建筑物变形区以外、不受施工破坏的稳固地方。基坑水平及垂直位移观测点布置a、基坑水平及垂直位移观测点布设在能全面反映基坑变形特征的地方。观测点直接埋设专门加工的全站仪棱镜支架,以消除水平位移观测时的对中误差。b、水平及垂直位移观测点埋设规格按规范执行。c、本工程共布置7个基坑水平及垂直检测点。周边建筑物沉降观测点布置a、建筑物倾斜观测点布设在能全面反映建筑物变
14、形特征的地方。b、垂直位移观测点埋设规格按规范执行。c、共布置6个周边建筑物沉降变形监测点。地面沉降观测点在基坑西侧瑞南街道路上设置3个地面沉降观测点。 沉降观测周期a、基坑水平及垂直位移观测在施工期间根据施工进度原则上每2-5天观测1次,遇有特殊情况,如开挖速度较快、降雨量较大等应增加观测次数。 b、建筑物在施工期间根据施工进度从降水开始每隔一周观测一次,基坑开挖完成后可加大观测间距,地下室施工完成后再观测一次。 水平位移、垂直位移和倾斜观测的精度、方法和使用仪器按相关规范执行。 提交资料 水平、垂直位移观测点位置图;水平、垂直位移量成果表;水平位移矢量图;垂直位移曲线图;沉降变形曲线图;垂
15、直位移观测点位置图;倾斜位移量成果表;变形监测技术报告。 监测管理及信息反馈设置专职测量员,由技术负责人管理。各监测项目及各次监测均应在现场准确记录。各次监测完毕后1日内应将监测结果反馈至项目部。5.2 信息化施工基坑护壁设计、施工的全过程是“动态设计,信息施工”的过程。在施工过程中要做好详细的施工记录,对于地质条件与设计不吻合的地方要立即进行调整。护壁施工过程中反映出的异常情况要分析原因,找出解决办法,并及时与设计人员一起对方案进行调整。另外施工过程中应注意收集天气气象资料,根据气象资料对实施安排做出调整。5.3 报警及抢险预案根据基坑监测设计,当监测值达到或超过监控值时,应加密观测次数,同
16、时启动下列抢险预案:暂停护壁及土方开挖施工,并快速查明监测值超过监控值的原因。针对基坑变形过大的具体原因及时采取土方回填压脚、增加锚杆、加内支撑等单项或综合措施进行抢险。6锚喷护壁施工6. 1 锚杆施工锚杆用483.0焊管作为材料,打入前,先在焊管上以200mm间距钻出8的圆孔,呈梅花形布置,作为锚杆灌浆时出浆用。按设计间距将锚杆位置测放到壁面上后,用QC150型锚杆机,以空压机作动力,将焊管锚杆打入基坑壁地层中。待壁面混凝土形成一定的强度(75%)后,用0.20.6MPa的压力,对锚杆进行灌浆,以增强锚杆的抗拔力。灌浆时根据浆液的渗透情况,将水灰比控制在1:10.5:1之间。工程需要时可对锚
17、杆进行抗拔试验,可在不同的地层中进行三组锚杆的抗拔试验。6.2 喷锚面层施工完成锚杆施工以后,需要将坑壁面人工修平整,然后把按设计方案要求预制好的钢筋网片安放到壁面上,再用14的螺纹钢筋连接土钉,压住钢筋网片。网片钢筋的间距必须严格控制,误差不得大于20mm;钢筋与钢筋的连接,以及钢筋和锚杆之间的连接,都必须焊接牢固。混凝土的喷射施工,是采用混凝土喷射机,以空压机作动力完成的。混凝土使用的配合比为:水泥:骨料=1:5.05.5,其中骨料由细骨料砂和粗骨料豆石组成,骨料的含砂率为4555%。开工前,将混凝土拌和材料送到有资质的单位作材料检验及混凝土配合比试验,施工时严格按试验配合比执行。根据喷射
18、混凝土施工的具体情况,必要时应加入速凝剂。施工过程中作好混凝土的厚度检查工作,不得小于5080mm。在喷射混凝土施工完成12小时后,定时对已成的壁面进行喷水养护。6.3 护壁施工质量控制措施6.3.1 关键工序质量控制措施6.3.1.1 修整面壁质量控制措施(1)按有限放坡线修整到位;(2)避免修成倒坡;(3)壁面上有浸水时,应用排水管疏导;(4)每次作业面高度宜控制在1.52.00m。6.3.1.2 锚杆制作质量控制措施(1)同一根锚杆上钢管与钢管之间必须采用焊接,可采用2根以上18螺纹钢梆焊,双面焊5d,焊缝必须饱满、焊接牢固。(2)锚杆入土端头1.53m范围必须设置泄浆孔36500,保持
19、泄浆孔通畅。(3)卵石层锚杆施工时,必须加焊锥形锚头;土层锚杆施工时,入土端头必须封闭。6.3.1.3 喷射作业质量控制措施(1)作业前必须先对机械设备、风管、料管、水管及电线电路进行检查并试运转。(2)喷射时,喷头与喷面应垂直,宜保持1.0m左右的距离;喷射手必须控制好水灰比,宜保持砼表面平整、湿润光泽。(3)钢筋网与坡面的间隙宜大于20mm。钢筋网与下层钢筋网必须搭接25d以上。(4)喷射砼终凝2h后,必须洒水养护37d。6.3.1.4 锚杆压浆质量控制措施(1)压浆是喷锚施工的关键工序,必须严格、认真。(2)压力控制根据土层情况确定,确保锚杆浆液饱满,扩散有效范围加大,压浆量按50100
20、kg左右控制。(3)压浆纯水泥浆液水灰比按1:10.5:1控制,稳定水灰比为0.5:1。6.3.1.5 锚杆成孔施工质量控制措施(1)保证成孔深度:允许偏差50mm;(2)保证孔距:允许偏差100mm;(3)保持锚杆施工倾角:允许偏差5%,为避开障碍物时角度可以加大。6.3.2 特殊工序质量控制措施本基坑护壁工程特殊工序为网片焊接,其质量控制措施:1、纵横加强筋均应与锚杆焊接牢固。2、锚杆与喷射砼面板连接处用14螺纹钢焊接堵头加强。3、对6.5钢筋焊接时,单面焊搭接长度不小于52mm(8d),双面焊搭接长度不小于26mm(4d)4、对主筋14螺纹钢焊接时,单面焊搭接长度不小于180mm(10d
21、),双面焊搭接长度不小于90mm(5d)5、焊接网的长度、宽度及网格尺寸的允许偏差均为10mm;网片两对角线之差不得大于10mm;6、焊接网交叉点开焊数量不得大于整个网片交叉点总数的1%,并且一根钢筋上开焊点数不得大于该根钢筋交叉点总数的1/2。6.3.3 特殊过程控制该工程施工中,锚杆及钢筋的焊接、锚杆体压力灌浆为施工特殊过程,应采取如下措施加以有效控制:焊接前,应准备经过鉴定后的电焊机和对焊机,选用与焊件材质匹配的焊条,选派的技术工人应具有相应的资质证书,并经现场试焊合格方可上岗;构件焊接应满足规范要求;质检员对焊接质量进行抽查或复检,并对抽查情况作记录;压浆机仪表应进行鉴定,操作人员应持
22、有上岗证,施工时应严格按设计方案要求并进行记录。第三部分 管井降水方案设计1 降水技术要求根据地勘资料,钻探期间正值丰水期,钻孔内测得地下水位为2.43.6m ,正常情况下地下水位埋深为3.0m左右。根据施工需要,要求将地下水降至自然地坪下7.00m。2 降水方案选择降水工程是指利用水文地质学原理,通过降水设计和降水施工,排除地表水体或降低地层中的滞水、潜水等地下水的水位,满足建设工程的降水深度和时间要求,并对工程环境无危害性。建设工程降水的技术方法有明排、轻型井点(如空点井、电渗井等)和重型井点(如管井等)。根据我院几十年来降水设计、施工的经验证明,在成都地区采用管井法降水,是比较科学、经济
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