基坑支护及降水施工方案(DOC52页).doc
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1、 基坑支护及降水施工方案衡水市新华人防地下商业街工程 1 页 共 50 页衡水市新华人防地下商业街工程衡水市新华人防地下商业街工程基坑支护及降水施工方案基坑支护及降水施工方案编制: 审核: 审批: 中铁建设集团有限公司市政工程分公司2011 年 12 月 基坑支护及降水施工方案衡水市新华人防地下商业街工程 1 页 共 50 页目 录一、编制依据.3二、工程概况.32.1 工程总体概况.32.2 基坑支护及降水设计条件.4三、基坑支护及降水设计.53.1 基坑支护方案比选.53.2 基坑支护设计.63.3 基坑降水设计.8四、施工准备及部署.94.1 施工内容及顺序.94.2 施工目标.104.
2、3 机械设备及劳动力资源配置.104.4 施工部署.11五、分项施工.125.1 钢筋混凝土灌注桩施工.125.2 钢管桩施工.175.3 高压旋喷桩施工.185.4 锚杆施工.205.5 土钉墙施工.245.6 轻型井点降水施工.285.7 管井降水施工.305.8 土方施工.32六、质量管理体系及保证措施.326.1 质量管理体系及质量目标.336.2 保证体系.33 基坑支护及降水施工方案衡水市新华人防地下商业街工程 2 页 共 50 页6.3 管理制度.346.4 质量管理保证措施.346.5 质量教育管理.35七、工程进度保证措施.35八、安全文明施工.378.1 安全施工.378.
3、2 文明施工.398.3 绿色环保施工.40九、冬季施工及维护措施.449.1 组织措施.449.2 冬季施工准备.449.3 具体技术措施.45十、工程监测.4610.1 监测目的.4610.2 监测内容和监测项目.467.3 监测报警.47十一、应急预案.4911.1 应急预案的方针与目标.4911.2 应急工作部署.4911.3 重点风险源辨识.49附件.51 基坑支护及降水施工方案衡水市新华人防地下商业街工程 3 页 共 50 页一、编制依据建筑地基基础设计规范 (GB50007-2002) 。建筑地基基础工程施工质量验收规范 (GB50202-2002) 。建筑桩基技术规范 (JGJ
4、 94-2008) 。建筑基坑支护技术规程 (JGJ120-99) 。基坑土钉支护技术规程 (CECS96:97) 。岩土锚杆(索)技术规程 (CECS22:2005) 。喷射混凝土施工技术规程 (YBJ226-91) 。岩土工程勘察规范 (GB50021-2001) 。人民防空工程设计规范 (GB50225-2005) 。建筑地基基础工程施工技术标准与质量验收规范实用手册 。关于印发的通知 (建质200987 号文)。衡水市新华人防地下商业街工程施工图 (河北人防工程设计研究院有限公司设计)。新华人防地下商业街(HF2011-073)岩土工程勘察报告(详细勘察) (衡水衡房岩土工程勘察有限公
5、司提供) 。衡水市新华人防地下商业街工程施工组织设计 (以下简称施工组织设计 ) 。以及本工程的施工总承包合同 、协议,招投标文件、函件等。二、工程概况2.1 工程总体概况本工程为衡水市新华人防地下商业街工程,处于衡水市内繁华地段,东临红旗大街,南侧紧贴衡水师范学院、河北长途电信传输局衡水线务局和衡水日报社,西邻报社街,北为新华东路。本工程总建筑面积 22570m2,为地下室一层,筏板基础,板柱结构,平时为商业及配套车库(车位数 168 个), 战时为二等人员掩蔽部(2 个防护单元)及六级人防物资库(4 个防护单元)。建设单位:衡水金开利地下工程投资管理有限公司;勘察单位:衡水衡房岩土工程勘察
6、有限公司;设计单位: 河北人防工程设计研究院有限公司;监理单位:上海浦桥建设工程监理有限公司;施工单位:中铁建设集团有限公司。 基坑支护及降水施工方案衡水市新华人防地下商业街工程 4 页 共 50 页合同工期 120 日历天,计划 2011 年 10 月 20 日开工,2012 年 2 月 17 日竣工,具体以签订合同为准。2.2 基坑支护及降水设计条件2.2.1 拟建场地岩土地层条件根据业主提供的新华人防地下商业街(HF2011-073)岩土工程勘察报告(详细勘察) ,拟建工程勘察深度内所揭示的地层除地表素填土及杂填土外,其余均属第四系全新统冲洪积地层,岩性以粘土、粉质粘土、粉土为主,根据野
7、外鉴定及物理力学性质指标,将地层划分为 7 层,各土层特征及厚度变化如下:层素填土:黄褐色,土质松散不均,以粉土为主,加粉质粘土团块,多含植物根系,层厚 0.50-2.20 米,底板埋深 0.50-2.20 米。填土年限超过五年。 (基坑设计参数建议值:=17.0kN/m3,uuk=10,Cuuk=10kPa) 。1层杂填土:黄褐色、杂色、灰褐色,土质松散不均,以粉土、砖块、石灰为主,地表多为水泥路面,层厚 0.50-1.60 米,底板埋深 0.5-2.20 米。填土年限超过五年。主要分布在场地周边。 (基坑设计参数建议值:=16.0kN/m3,uuk=10,Cuuk=0kPa) 。粉土:浅黄
8、色,土质不均匀,摇振反应迅速,干强度底,韧性底,湿,中蜜-密实,中压缩性,层厚 2.50-4.20 米,地板埋深 4.00-4.80 米。 (基坑设计参数建议值:=19.0kN/m3,uuk=20,Cuuk=15kPa,渗透系数 0.3m/d) 。层粘土:红褐色,土质不均匀,夹薄层粉质粘土,含锈斑,有光泽,干强度高,韧性高,可塑,局部为硬塑,中压缩性,层厚 3.80-5.40 米,底板埋深 8.40-9.50 米。(基坑设计参数建议值:=18.0kN/m3,uuk=7,Cuuk=36kPa,渗透系数 0.001m/d) 。层粉土:浅黄色,土质不均匀,夹薄层粉沙,含沙粒、云母,摇振反应迅速,干强
9、度底,韧性底,湿,中蜜-密实,中压缩性,层厚 3.90-5.50 米,地板埋深 12.70-14.30 米。 (基坑设计参数建议值:=19.0kN/m3,uuk=20,Cuuk=15kPa,渗透系数0.30m/d) 。1层粉砂:褐黄色,颗粒不均匀,矿物成分以石英、长石、云母为主,饱和,销蜜,层厚 0.5-1.60 米,底板埋深 10.70-11.50 米。在 13、14、20、21、22、23、24、25、号孔揭露该层。 (渗透系数 0.50m/d) 。层粉质粘土:褐黄色,土质不均匀,夹薄层粉土,含锈斑,销有光泽,干强中等,可塑,中压缩性,层厚 2.20-4.20 米,底板埋深 16.00-1
10、7.50 米。 (渗透系数 0.05m/d) 。层粉土:褐黄色,土质不均匀,夹薄层粉质粘土,含云母,摇振反应迅速,干强 基坑支护及降水施工方案衡水市新华人防地下商业街工程 5 页 共 50 页度底,韧性底,湿,密实,中压缩性,揭露最大层厚 3.80 米,揭露最大地板埋深 20.0米。 (渗透系数 0.30m/d) 。层粉质粘土:黄褐色,土质不均匀,含锈斑,销有光泽,干强度高,韧性中等,可塑,中压缩性,揭露最大层厚 1.00 米,揭露最大底板埋深 20.0 米。本次勘察未穿透该层。 (渗透系数 0.05m/d) 。场地浅层地下水为孔隙潜水,含水层以粉土、粉砂为主,地下水动态(水位、水质、水温)主
11、要受大气降水因素影响,地下水位埋深 3.23.6m,高水位多出现在汛期的 8-9月份或稍滞后些时间,低水位多出现在 5-6 月份。年水位变幅约 2-3m。本场地环境类型为类,干湿交替。抗震设防烈度为 7 度,设计基本地震加速度值为 0.1g。拟建场地类别为类。场地设计特征周期为 0.55s。地基土不液化。该场地第层适宜做为基础持力层。基坑深度约 8m,基坑工程安全等级为二级。建议采用钻孔灌注桩支护,采用水泥搅拌法进行隔水。场地标准冻土深度为 0.6m。2.2.2 拟建场地环周边条件拟建场地处于衡水市繁华地段,基坑北侧距结构 4m 有高架高压电线和和一道通信电缆沿基坑边通过,距基坑南侧 3m 有
12、地下电缆沿基坑边通过,埋深约 2.0m,且距基坑南侧西部 6m 和基坑西侧 20m 左右各有 6 层建筑物。基坑周边 12m 范围内有地下排水系统沿基坑边通过(已停止使用) 。2.2.3 场地周边使用条件场地周边设计附加荷载 20KPa,南侧为广场,仅有行人通过;北侧为马路,允许小型汽车通行;西侧为施工料场,要求堆载不超过 2t/m2,距离基坑边不小于 2m;东侧为马路,距离坑边 2m 外允许车辆通行。2.2.4 其他情况说明根据现场特殊位置,以及业主方协调情况,施工出入口后施工,总体要求为缩短道路恢复时间,尽快使道路恢复通行。三、基坑支护及降水设计3.1 基坑支护方案比选1、土钉墙支护。根据
13、本工程相关文件、图纸及勘察资料,土钉墙设计如下:土钉水平间距 1.5m,竖向间距 1.4m,竖向 6 排,梅花形布置。土钉倾角 10,孔径 110mm,土钉注浆水泥为 P.S.A32.5,水灰比 0.450.50。面层厚度 80mm,钢筋网 基坑支护及降水施工方案衡水市新华人防地下商业街工程 6 页 共 50 页6.5200200,喷射混凝土强度 C20,水平拉筋采用 114。此支护形式结合大口井围降:在基坑周边每间隔 6m 布置一口管井,共布置 138 口,管井深度 17m,井中距基坑边 1.0m;基坑内每间隔 20m 布置一口疏干井,共布置 38 口,井深 12m。管井成孔直径 600mm
14、,下入外径 400mm、壁厚 50mm 的无砂混凝土滤管,滤管周围用 25mm 细石填充,顶部 1.0m 采用粘土封井。土钉墙造价较低,土方挖运与护坡同时进行,施工工艺简单。但土钉墙支护形式具有一定的局限性。对于本基坑,深度 8m,由于场地限制边坡不允许放坡;且本场地地下水较高(在-3.5m 左右) ,土钉墙作为一种被动支护模式,且结合坑周管井围降,墙顶容易产生较大变形,尤其对于周边建(构)筑物、地下管线距离较近的地方更不宜采用。2、桩锚支护。根据本工程相关文件、图纸及勘察资料,经计算,护坡桩+预应力锚杆的支护形式,600 混凝土灌注桩桩长 12m,嵌固深度 4m, 水平间距 1.0m,桩身混
15、凝土 C25,纵筋 1418,钢筋保护层 50mm,长螺旋反插钢筋笼工艺施工。锚杆为 2 桩 1 锚,水平间距 2.0m,成孔直径 150mm,预应力锚杆采用干作业锚杆机成孔;钢腰梁采用双 25b工字钢焊接成箱梁,垫板为 300mm250mm30mm 钢板;预应力锚杆锁定拉力为设计拉力的 60%;锚杆注浆采用 P.S.A32.5 水泥,水灰比 0.450.5,水泥浆强度 20MPa。桩顶钢筋混凝土连梁尺寸 700mm500mm,连梁主筋 818,保护层厚度为 35mm,桩主筋应插入连梁内 450mm。此支护形式结合坑周隔水帷幕和坑内管井降水。止水帷幕采用搅喷桩,桩径 400mm,桩长 10.0
16、m,超过基坑深度 4m,桩顶位于自然地面,水泥掺量约 20%,位置布置在护坡桩间,与护坡桩搭接 10cm。坑内布置 38 口疏干井,井深 13m,间距 20m,成井直径600mm,下 400 无砂混凝土滤管,若水量较大则采用 35t 型水泵抽排。桩锚支护主要由钢筋混凝土灌注桩和锚杆共同作用,并通过钢腰梁以及混凝土冠梁使得灌注桩和锚杆形成一个支护整体,并结合搅喷桩隔水帷幕和坑内管井降水。该支护形式是一种比较成熟的基坑支护方法,在各种不同的土层下均有比较成熟的施工工艺,支护安全可靠,在基坑安全系数要求较高的情况下被经常采用,但造价较高。3.2 基坑支护设计3.2.1 支护方案经方案比选,并结合实际
17、情况综合考虑,本工程支护方案主要采用桩锚支护结构和土钉墙护坡相结合的方法。设计基坑等级三级,设计使用年限一年,周边超载 20KPa,距离基坑边不小于 2.0m,支护形式见附件一:基坑支护及降水平面布置图 。 基坑支护及降水施工方案衡水市新华人防地下商业街工程 7 页 共 50 页1、剖面 1-1钢筋混凝土灌注桩加一道锚杆支护,支护桩间插高压旋喷桩做止水帷幕,具体见附件二:基坑支护 1-1 剖面图 。钢筋混凝土灌注桩桩径 600mm,桩长 9m,桩间距 1m,桩顶标高为现状地面标高以下 3.0m。桩身混凝土等级 C25,灌注桩主筋为 1418,加劲筋为 162000,箍筋采用 6.5200,共计
18、 320 根。高压旋喷桩,桩长 7m,桩径 600mm,水灰比 0.5,每根桩水泥用量在 0.945m31.155m3,布置在灌注桩之间,共 261 根。锚杆单根长 L=20.0m,自由段 5m,成孔直径 150mm,3 束 1860 钢绞线,锚杆倾角 15,两桩一锚,水平间距 2m,竖向在-3.0 位置,轴向拉力设计值 500kN,锁定值 300kN,锚具采用 M15-3 孔锚具。腰梁借助桩顶冠梁,垫板采用 300mm250mm20mm 钢板。锚杆注浆采用 P.S.A32.5水泥,水灰比 0.450.5,水泥浆强度 20MPa。桩顶钢筋混凝土连梁尺寸 700mm500mm,混凝土 C25,主
19、筋 818,箍筋6.5250,连梁主筋,保护层厚度 35mm,桩主筋插入连梁内 450mm。2、剖面 2-2钢管桩结合两道锚杆和三排土钉支护,周边轻型井点截水,具体见附件三:基坑支护 2-2 剖面图,3-3 剖面图 。钢管桩采用采用外径 89mm,壁厚 3mm 钢管,桩长 9m,水平间距 700mm,桩数 809 根。二道预应力锚杆。单根长 L=12.00m,(自由段 3.0m) ,倾角 =15,锚固段直径D=150mm,注浆水泥为 P.S.A32.5,水灰比 0.450.50。拉筋采用 1251400,第一道锚杆设计拉力 Nt=140kN,锁定力 100kN,第二道设计拉力 Nt=120kN
20、,锁定力 80kN。三道土钉,水平间距 1.4m,矩形布置。第一、二道土钉单根长 L=8.8m,第三道土钉单根长 L=5.8m,倾角 =10,孔径 D=100mm,拉筋 1181400,土钉注浆水泥为P.S.A32.5,水灰比 0.450.50。土钉墙面层厚度 80mm,挂钢筋网 6.5200200,水平拉筋采用 116,喷射 C20混凝土。3、剖面 3-3钢管桩结合两道锚杆和三排土钉支护,周边轻型井点截水,具体见附件三:基坑支护 2-2 剖面图,3-3 剖面图 。钢管桩采用采用外径 89mm,壁厚 3mm 钢管,桩长 7.5m,水平间距 700mm,桩数 326 根。 基坑支护及降水施工方案
21、衡水市新华人防地下商业街工程 8 页 共 50 页二道预应力锚杆。单根长 L=12.00m,(自由段 3.0m) ,倾角 =15,锚固段直径D=150mm,注浆水泥为 P.S.A32.5,水灰比 0.450.50。拉筋采用 1251400,第一道锚杆设计拉力 Nt=140kN,锁定力 100kN,第二道设计拉力 Nt=120kN,锁定力 80kN。二道土钉,水平间距 1.4m,矩形布置。第一道土钉单根长 L=8.8m,第二道土钉单根长 L=5.8m,倾角 =10,孔径 D=100mm,拉筋 1181400,土钉注浆水泥为P.S.A32.5,水灰比 0.450.50。土钉墙面层厚度 80mm,挂
22、钢筋网 6.5200200,水平拉筋采用 116,喷射 C20混凝土。3.2.2 计算参数基坑支护及降水设计参数参考表 1。表 1 基坑开挖设计参数参考表地层层号地层名称层厚(m)重度 (kN/m3)内摩擦角 uuk(度)粘聚力 Cuuk(kPa)渗透系数(m/d) 层1素填土1.3517.01010/1层1杂填土1.0516.0100/ 层2粉土3.3919.020150.30 层3粘土4.5718.07360.001 层4粉土3.7619.020150.301层4粉砂0.96/0.50 层5粉质粘土2.93/0.05 层6粉土1.77/0.30 层7粉质粘土0.67/0.053.2.3 设
23、计图纸基坑支护及降水设计图纸见:附件三:基坑支护及降水施工平面图 。附件四:基坑支护 1-1 剖面图 。附件五:基坑支护 2-2 剖面图,3-3 剖面图 。附件六:基坑支护 4-4 剖面图 。附件七:挡土墙施工详图 。3.3 基坑降水设计3.3.1 轻型井点降水本工程主要在钢管桩支护区域(1-1 剖面)和拟建场地北侧局部灌注桩支护区域(3- 基坑支护及降水施工方案衡水市新华人防地下商业街工程 9 页 共 50 页3 剖面)采用轻型井点降水。井点管 1-1 剖面单根长 7.5m、3-3 剖面单根长 6.0m,管径1 寸,40 根设置为一组,共 20 组。在钢管桩支护剖面(1-1 剖面) ,井点管
24、距支护桩1.0m,施工时土钉及锚杆要避开井点。3.3.2 管井降水管井主要布置在拟建场地中间部位,具体见平面图。坑内每间隔 20m 布置一口降水井,井深 12m,共布置 38 口,作为开挖疏干和结构施工阶段降压之用。成孔直径600mm,下入外径 400mm、壁厚 50mm 的无砂混凝土滤管,滤管周围用 25mm 细石填充,顶部 1.0m 采用粘土封井。3.3.3 明排水基坑开挖完成后,由于基坑内部管井部分被破坏,基坑内降水受到影响,且局部明水聚集到基坑内,均需采用排水沟配合集水井的方式进行排水。排水沟主要设置在基坑内侧周边,集水井设置在基坑内侧转角处,长边按一定间距分别设置,具体根据现场情况现
25、场确定。四、施工准备及部署4.1 施工内容及顺序基坑采用明挖法,施工内容及主要施工顺序如下:1、平整场地,钢管桩、钢筋混凝土灌注桩和高压旋喷桩同步施工。2、桩顶冠梁施工、轻型井点及管井施工、安装和运转维护。3、降水运转一周后,水位降至设计标高后进行第一步土方开挖,至-1.5m,进行第一道土钉施工,挂网喷护。4、第二步土方开挖,至-3.0m,进行第一道锚杆施工,并按规范制作桩顶冠梁、挡土墙,施加预应力。5、第三步土方开挖,至-4.5m,进行第二道锚杆施工,同时进行挂网喷护,并按规范制作安装腰梁,施加预应力。6、第四步土方开挖,至-6.0m,进行第二道土钉施工、挂网喷护。7、第五步土方开挖,至-7
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