基坑支护降水工程设计方案Word文件下载.docx
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场地地层结构较复杂,层序较稳定,除地表浅部分布有填土地层外,其下均为第四系冲、湖积相地层,以粉质粘土、粉砂及细砂为主,根据野外钻探、原位测试及室内土工试验结果,本次勘察深度范围内场地地基土自上而下可分为8层,现就影响支护上部5层分述如下:
第①层:
杂填土(Q4ml)。
杂色,主要由砖块屑、炉渣、建筑垃圾、生活垃圾等组成,稍湿,结构松散,均匀性差。
场地中部较厚且以回填土为主。
该层层厚0.5~4.8m,平均1.92m,层底埋深0.5~4.8m。
第②层:
粉土(Q4al)
褐黄色,含云母、氧化铁、氧化铝等,局部夹有粉质粘土透镜体或薄层。
湿,呈密实状态,摇振反应中等,无光泽反应,干强度及韧性低。
压缩系数a1-2=0.273Mpa-1,压缩模量ES=6.47Mpa,具中等压缩性,标准贯入试验实测锤击数介于10.00~20.00击之间,平均13.50击。
该层层厚0.4~8.8m,平均2.46m,层底埋深2.7~9.6m。
第②1层:
粉质粘土(Q4al)
褐黄色,湿,含云母、氧化铁、氧化铝等,可塑状态,无摇振反应,稍有光泽反应,干强度中等,韧性中等,局部夹薄层粉土层。
压缩系数a1-2=0.329Mpa-1,压缩模量ES=5.29Mpa,具中等压缩性,标准贯入试验实测锤击数介于13.00~22.00击之间,平均15.5击。
该层层厚0.5~5.6m,平均2.08m,层底埋深2.5~10.3m。
第③层:
粉砂(Q4+3al)
褐黄色,矿物成分主要为石英、长石、云母等,夹有粉土、粉质粘土透镜体或薄层。
饱和,密实状态。
d10=0.005,d60=0.033,CU=5.786,颗粒级配一般。
标准贯入试验实测锤击数介于20.00~29.00击之间,平均23.5击。
该层层厚0.90~12.10m,平均6.25m,层底埋深8.0~26.50m。
第③1层:
粉土(Q3al)
标准贯入试验实测锤击数介于17.00~25.00击之间,平均20.50击。
该层层厚0.3~2.8m,平均1.38m,层底埋深10.3~13.6m。
第③2层:
粉质粘土(Q3al)
褐黄色,湿,含云母、氧化铁、氧化铝等,可塑状态,无摇振反应,稍有光泽反应,干强度中等,韧性中等,局部夹薄层粉砂层。
标准贯入试验实测锤击数介于22.00~30.00击之间,平均26.5击。
该层层厚0.3~2.6m,平均0.88m,层底埋深12.4~15.7m。
第④层:
细砂(Q3al)
褐灰色,矿物成分主要为石英、长石、云母等,局部夹有粉土、粉质粘土透镜体,部分钻孔取样为中砂。
饱和,密实,CU=6.328,颗粒级配一般。
标准贯入试验实测锤击数介于35.00~49.00击之间,平均42.5击。
层厚3.9~16.1m,平均10.02m,层底埋深17.3~38.2m。
第⑤层:
细砂Q3al
饱和,密实,CU=6.296,颗粒级配一般。
标准贯入试验实测锤击数介于42.00~54.00击之间,平均47.6击。
层厚3.5~20.2m,平均10.77m,层底埋深35.3~55.2m。
第⑤1层:
褐灰色,湿,含云母、氧化铁、氧化铝等,可塑状态,无摇振反应,稍有光泽反应,干强度中等,韧性中等,局部混有细砂。
标准贯入试验实测锤击数介于34.00~45.00击之间,平均39.7击。
该层层厚1.5~6.5m,平均3.9m,层底埋深41.2~47.5m。
基坑支护主要力学参数
土层序号及名称
粘聚力(KPa)
摩擦角(°
)
天然重度(KN/m3)
渗透系数
(cm/s)
①杂填土
5
8
17.1
3.0×
10-3
②粉土
16.5
13.0
18.0
5.0×
10-4
②1粉质粘土
18.5
12.0
18.1
10-6
③粉砂
28.0
19.2
1.8×
③1粉土
15
19.0
③2粉质粘土
13
④细砂
30
20.0
2.5×
⑤细砂
1.3水文地质条件
勘探期间测得稳定水位埋深在现地面下7.0~7.5m之间,稳定水位标高在1102.50~1103.00m之间,水位随季节性变化幅度约1.0m,勘探期间属枯水期。
本次勘探深度范围内揭露场地地下水类型浅层为孔隙潜水,以第③、④、⑤、⑥层细砂为主要含水层,主要受大气降水及侧向迳流补给.
2基坑支护设计
2.1设计依据
(1)《万豪酒店岩土工程勘察报告》
(2)《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
(3)《理正建筑深基坑支护软件》6.01版
(4)《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97
(5)《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22-2005)
(6)《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)
(7)现场踏勘、调查情况
2.2重点难点分析
场地三侧紧靠多条地下管线及道路,动载荷频繁,西侧为在建建筑物,而且基坑长度较大,最长处约227m,施工周期长,时空效应明显,必须确保长期安全,在保证安全的前提下,控制工程造价,尽可能使工程经济。
2.3基坑侧壁安全等级确定
本工程基坑周边开挖深度16.6-18.9m,需近似垂直开挖,根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99表3.1.3中安全等级的划分标准,基坑侧壁安全等级按1级考虑,重要性系数γ取1.1。
2.4基坑支护方案设计
支护体系最优选型后决定用卸荷结合桩锚的方案,根据基坑深度不同和周边环境的区别,支护共分3个不同的剖面,Ⅱ剖面为主楼段,Ⅲ剖面为6#楼段,其它地段为Ⅰ剖面,支护顺序:
支护桩施工—高压旋喷桩施工—第一次挖土,第一排锚索施工—第二次挖土—第二排锚索施工—第三次挖土—第三排锚索施工—第四次挖土—第四排锚索施工—第五次挖土—第五排锚索施工。
1)Ⅰ-Ⅰ剖面
基坑平均深度16.6m,支护形式为桩锚,坡顶荷载按30kPa计,桩径1000mm,桩间距1500mm,桩长26.4m;
锚索4排,长度分别为27.0m、25.0m、24.0m、21.0m;
垂直间距3.00m,每桩一锚,水平间距1.50m。
锚索分布位置
孔号
孔口标高(m)
水平间距(m)
长度(m)
钢绞线规格
第1排
-3.4
1.5
27.0
3×
7φ5
第2排
-7.0
25.0
4×
第3排
-10.0
24.0
第4排
-13.0
21.0
5×
说明:
1、钢绞线抗拉强度标准值1860Mpa。
2、各层锚索孔径150mm,入射角15°
。
3、桩间土为高压旋喷桩。
4、锚索注浆采用P.o42.5纯水泥浆,水灰比0.45-0.55,二次注浆压力2Mpa。
5、自然地面标高按0.0m计。
2)Ⅱ-Ⅱ剖面
基坑深度18.9m,坡顶荷载按30kPa计,共设计5排锚索,桩径1000mm,桩间距1500mm,桩长32.7m;
锚索5排,长度分别为26.0m、27.0m、28.5m、28、23.5;
-2.4
26.0
-6.5
-9.0
28.5
-12.0
第5排
-15.0
23.5
3)Ⅲ-Ⅲ剖面
基坑深度16.6m,支护形式同上,坡顶荷载按30kPa计,共设计4排锚索,桩径1000mm,桩间距1500mm,桩长30.0m;
锚索4排,长度分别为27.0m、26.5.0m、25.5m、21.5m;
垂直间距3.0m,每桩一锚,水平间距1.50m。
26.5
25.5
第四排
21.5
3基坑工程施工方案
3.1施工准备
4.1.1现场准备
1)施工现场根据文明施工要求书写有关内容和进行美化,按照文明施工标准设置大门,在大门口设置“五牌一图”。
2)施工现场的场地做到平整,无坑洼,无障碍物;
办公区、生活区适当范围内进行硬化及绿化。
3)施工现场人员的办公室、会议室、生活用房等临时用房均采用符合公司文明施工标准要求的活动房屋,并在门口挂牌标识。
4)场内道路要压实,满足材料运输车辆通行需要。
场内不存水,以保证道路的畅通。
5)施工前,做好“三通一平”,满足施工需要。
进场后对设备进出施工场地和运送材料的道路加强管理,满足施工运输的需要,保证施工期间畅通无阻。
6)现场消防器械的准备,按照施工平面布置图设置灭火器械、灭火用砂等。
3.1.2技术准备
1)组织技术人员熟悉图纸及有关资料,通过图纸会审掌握设计人员的设计要求及施工要求,并做好会审纪要。
2)结合工程实际情况和施工工艺及方法在施工中可能出现的问题在图纸会审时及时与设计方、建设单位进行充分沟通和解决,为工程施工顺利进行和如期完成创造条件和提供有力的保障。
3)结合工程和现场实际情况,组织有关专业技术人员对基坑支护、降水及护坡桩施工方案进行审核、优化和论证。
4)做好三级技术交底,尤其对工程的设计重点、主要变更及施工中注意的特殊工序及质量要求要有详细文字交底,做到人人心中有数,严格按设计及规范有关要求施工。
5)针对本工程的具体特点,结合现行规范及制定的作业指导书编制各施工工序具体细化的施工文字方案并进行交底,使各级管理人员明确自己所从事工作的施工方案和技术要求,从各方面保证工程施工的技术措施得以贯彻执行和工程施工顺利进行。
6)认真研究工程各轴线的位置关系,索取并保护好基准点的成果及位置,制定放线方案和措施,作好测量定位工作,建立现场平面方格网,并作好放线记录。
7)认真熟悉并掌握施工场地的工程地质及有关的水文地质资料。
8)做好各工种岗前培训上岗工作,主要工种做到持证上岗。
9)做好各级安全文明施工交底工作,真正做到安全生产、文明施工。
3.1.3材料准备
1)考查原材料市场,使用业主认可的大厂合格产品,按照《质量管理体系》中,合格供方控制程序要求,进行合格供方评价,将评出的合格供方作为本工程的供货单位,保证工程质量。
2)按计划组织施工材料进场。
进场时必须进行严格的进场检验,须全部达到质量要求,达不到要求的或质量证明资料不齐全的材料不得进场使用。
3)提前作好材料复验工作。
3.1.4机械准备
1)进场前组织人员对设备进行检修和维护、保养,并进行试运行和认可,对设备状态进行标识。
2)购买一定数量的各种机械设备的易损件,以备施工中换用。
3)进场前对计量及检测器具设备进行鉴定。
3.1.5劳动力准备
1)做好劳动力的培训和进场教育工作,对所有进场的施工人员进行必要的培训和教育,所有特殊工种人员必须持证上岗。
2)根据施工进度,合理安排施工人员的进出场计划,优化组合施工人员,避免施工现场出现人员闲置、窝工现象,使整个施工有序进行。
3.1.6交通、通讯准备
掌握业主、监理、设计院等工程有关人员的通讯方式,以便在施工中遇到疑难问题时及时联系,确保工程顺利施工。
3.2高压旋喷桩施工
1)高压旋喷桩插打于钻孔灌注桩中间,上部6米桩径600mm,下部桩径为800mm采用双管法,高压水的压力不小于20MPa,下部必须进行二次复喷。
2)桩的垂直度偏差不得超过0.5%。
3)水泥掺入量上部6米为200Kg/m,下部水泥掺入量为360Kg/m。
4)待灌注桩强度大于75%时开始施工高压旋喷桩。
3.3预应力锚索的施工
正式施工前要在不同地段(边角处)做3组锚索抗拔试验,当达到设计要求时可作为整体施工的依据。
1)成孔采用跟管钻进,孔径150mm,自由段加工时应涂油、缠塑料布,加PVC管,锚固段每隔2.0m设置一道支撑架;
2)二次注浆压力不得小于2.0Mpa,速凝剂要求现场试验,合理添加,
3)锚索的锁定,在水泥柱体具有一定的强度后进行(7天),使用空心千斤顶张拉、锁定,锁定值随柱体强度的增加逐次加大直到设计值。
锚索正式张拉前,应取0.1~0.2轴向拉力设计值Nt对锚索预张拉1~2次,使锁体完全平直,各部位接触紧密。
荷载分级
位移观测时间(min)
加荷速率
(KN/min)
岩层砂土层
粘性土层
0.10~0.20Nt
2
不大于100
0.50Nt
0.75Nt
1.00Nt
10
不大于50
1.05~1.10Nt
锚索张拉荷载分级和位移时间表
注:
Nt——锚索轴向拉力设计值。
4土方开挖方案
4.1施工安排
本工程基坑为近似距形,基底面积约17600平方米,基坑深17.5~19.8m,总土方量约30万立方米。
拟采用6台挖掘机反铲开挖。
开挖时现场出土口拟设置在基坑西南角,土方开挖时严格按设计分层分段进行,按照先周边再中央的出土方法,先开挖基坑边沿土体,尽早为降水、支护桩及锚索等施工提供工作面,然后再在中央开挖土方。
4.2工艺流程
测量放线→确定开挖顺序和坡度→先支护再分段、分层均匀开挖→修坡和清底→收尾。
4.3施工方法
1)测量放线
开挖前,要认真审阅桩基施工图纸,按技术人员审核的开挖方案,依据定位点用经纬仪及钢尺放出基坑开挖边线,并在基坑四周设标高控制点,以便在机械开挖时随时测量开挖深度。
2)确定开挖顺序和坡度
根据作业面及开挖深度,以方便施工、节省资源为原则合理确定开挖顺序及挖掘机行走路线。
开挖时先由两台反铲挖掘机在基坑侧壁附近开挖土方为土钉施工尽早提供工作面,然后再开挖基坑中央土方。
开挖前详细查看设计图纸,按照设计图上的放坡要求进行开挖,先按小于设计要求的坡度机械开挖,然后由人工修坡。
3)分段、分层均匀开挖
本工程采用反铲挖土机以倒退行驶的方法进行开挖,自卸汽车配置在挖土机的一侧装土。
土方开挖由专人指挥,根据施工方案要求,采取分层分段开挖方法,分层按照基坑设计计算书的工况进行,逐层开挖至基坑底,严禁超挖。
基坑开挖与支护配合进行。
4)边坡采用人工修坡,
修坡时注意按照设计放坡比例进行。
5)坡道土方收尾
坡道处土方收尾采用反铲挖土机以倒退行驶的方法进行开挖,采取挖土机后方弃土装车,装车运走提前将坡道处支护结构施工完成。
4.4土方开挖注意事项
1)土方开挖顺序、方法必须按监理工程师批准的开挖方案进行,并严格遵循“先支护后开挖,分层分段开挖,严禁超挖”的原则。
2)开挖期间,随时注意观测支护结构的变化动态,发现异常情况要立即停止挖土并向建设单位和监理单位汇报,经分析原因,采取有效措施后,方可继续施工。
3)支护结构顶面禁止堆放材料和重物,基坑四周禁止堆载,。
4)做好机械、人员的安全防护措施,保证安全。
5)夜间施工要配备足够的照明设备,在危险地段设置明显标志,严禁碰坏降水井。
6)施工过程中可能会出现降雨天气,影响运土道路的运输,所以土方开挖前要联系好砖渣或其他辅助材料,以备用垫路应急。
7)提前做好外部协调工作,办理施工手续及运输车辆通行手续,最大限度地确保施工工作顺利进行。
4.5土方外运处理措施
1)土方开挖期间,运土车辆设置专人协调组织,指挥车辆按指定线路行走。
2)根据政府及环卫及交通运输部门的要求,对土方外运车辆制定切实可行得行走线路,并在运土车辆出场前加盖帆布,以减少运输时的撒漏使道路污染。
3)按指定地点堆土,严禁乱堆乱放。
5基坑边坡位移监控方案
5.1监测目的
1)为基坑开挖、支护、降水信息化施工施工提供有利的科学依据。
2)通过监测,保护周边建筑物、道路及市政设施的安全。
5.2监测项目
1)基坑施工中的边坡位移监测
2)基坑施工中的周围地面沉降监测
3)基坑工程施工中对周边管线的监测
4)对周边建筑物、道路及市政设施的监测
5)降水期间对地下水位的监测
5.3基坑监测方案(由有资质的第三方另行详细编制,此处为参考)
5.3.1沉降观测
1)沉降观测点设置
基准点要求远离基坑,基准点不少于三个且应相互校验无误。
2)观测仪器选用
BSZ2自动安平水准仪、变形观测铟钢尺。
3)观测方法及要求
采用闭合法,要求二等水准精度。
①在远离基坑边线30m外选定基准点(01点),在基坑周边及马路、管线沟边设置观测点,并记录观测点到基准点之间距离的原始数据;
②每次观测结果与原始数据的差值即为总的位移量;
③根据时间与变形增量绘制位移曲线,以7天为一周期,每周期绘制一次S—t曲线图(根据经验,土体变形稳定时间一般在5-7天);
④监测结果评析。
5.3.2位移观测
1)位移观测点设置
参见位移观测点平面布置图
全站仪
CW-5m钢卷尺
3)观测方法
方向线交汇法,二级导线精度。
①每次观测结果与原始数据的差值即为总的位移量;
②根据时间与变形增量绘制位移曲线,以7天为一周期,每周期绘制一次S—t曲线图;
③监测结果评析。
5.3.3监测时间与频率
1)基坑工程监测频率应以能系统反映监测对象所测项目的重要变化过程,而又不遗漏其变化时刻为原则。
2)基坑工程监测应从基坑开挖前的准备工作开始,直至土方回填完毕为止。
3)基坑开挖降水期间1次/d,基坑开挖至基底稳定后可按实际情况减小频率。
5.4监控报警
基坑周边沉降、位移主要的变形来自于基坑开挖、支护。
施工中要严密监测,以下列参数为报警值,如果变形超出下表值,则需采取相应的应急措施。
5.4.1临近建筑物变形监控
根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中第5.3.4条规定,建筑物允许变形值应符合下表(中、低压缩土):
表6.4.1建筑物的地基变形允许值
变形特征
地基土类别
中、低压缩性土
高压缩性土
砌体承重结构基础的局部倾斜
0.002
0.003
倾斜指基础倾斜方向向两端点的沉降差与其距离的比值。
对于本工程而言,即
≤0.002
为奇数(1,3,5…15)
—某一观测点的累计沉降量
—相邻两观测点间的距离
5.4.2基坑边坡及地面变形监控
根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002中第7.1.7条规定,基坑边坡及周边地面允许变形值应符合下表:
表5.4.2基坑变形的监控值
基坑类别
坡顶位移监控值
(cm)
坡体最大位移监控值
地面累加最大沉降监控值
一
(二)级基坑
3(6)
5(8)
5.4.3临近地下管线变形监控
本基坑四周紧邻城市道路,周边应有较多地下管线,应密切关注。
地下管线变形监控点布点时必须严格参照建设单位提供的地下管网图纸,进行准确有效布置,测点间距一般不得大于20m。
本工程周围地下管线变形的报警值设定为:
1)沉降日变量3mm,或累计10mm;
2)位移日变量3mm,或累计10mm;
6雨季施工措施
制订严密的雨季施工措施、防洪技术组织措施,以减少自然灾害对施工的影响,保证工程按计划完成。
6.1雨季施工准备工作
1)及时收集天气预报信息,注意天气变化,提前做好安排。
2)准备垫路材料维护场内的运输道路,不受雨水侵害,保证道路畅通。
3)钢筋堆放场地要平整,每隔两米垫枕木架起钢筋,用雨布覆盖。
防水防潮,以免钢筋生锈。
4)电焊机械要搭设防水棚,合理选择配电箱放置位置及电缆线路布置,配电箱底部要放置在离地30cm砖砌平台上,并由电工经常检查维修,保证雨季施工用电安全。
5)雨前所有库房、办公室、宿舍等均需全面检查,做好防雨工作。
6)对操作工人进行专门的雨期施工安全教育,提高安全意识。
6.2基坑的防雨、抗洪措施
基坑施工过程可能处于雨季,需采取防雨、抗洪措施。
土方开挖前,在基坑坡顶施工一圈砖砌挡水墙,挡水墙的宽度为120mm,高度为250mm。
在基坑施工过程中,随土方开挖,设置排水沟和集水坑。
排水沟设置时远离坡脚线,尤其是土钉墙坡脚。
应配备足够大量程的水泵来满足基坑排水需要。
6.3雨天施工措施
1)雨期施工要按甲方、监理批准的雨期施工方案进行施工。
并做好安全技术交底工作。
2)雨期施工期间项目部派专人昼夜值班,并准备好抢险材料和人力,时刻准备排除险情。
3)技术员跟班监督指导,使每道施工工序都按技术交底要求进行,严禁违规作业。
6.4雨后检查工作
1)雨后组织对用电机械设备、配电箱、电缆及施工材料做全面检查,发现问题及时处理。
2)雨后对作业面、施工临时道路、加工场地等进行检查,发现问题及时采取措施处理,确保雨后施工顺利施工。
7应急抢险措施
基坑开挖支护过程中,由于地质条件比较复杂,常常会出现一些特殊的问题,如不及时采取措施,可能会给基坑边坡支护及周边建筑物、城市道路的安全带来很大的危害。
现将基坑开挖、支护过程中可能遇到的几种问题及补救措施分述如下:
7.1下雨时积水
在基坑施工期间,会遇到雨季,下雨时基坑安全应急措施为:
土方开挖时留设排水沟和集水坑,现场配备抽水水泵,水泵的扬程、完好性必须保证有效,并现场24小时安排抽水作业组,一旦雨水积于坑内,迅速将积水抽出基坑。
7.2监测数据出现异常
土方开挖过程中,周边建筑物的变形超出设计工况的允许变形值,,要立即停止开挖,分析原因,采取措施,确保周边建筑物的安全。
7.3钻进成孔造成流沙
在钻进
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