某基础降水、_基坑支护设计及施工方案-secret

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某基础降水、_基坑支护设计及施工方案-secret

附:基坑支护设计计算书

XXX项目地下室基础降水、基坑支护工程

GB/T 39466.3-2020 ERP、MES与控制系统之间软件互联互通接口 第3部分:测试要求.pdf第一部分 工程简介

该工程重要性等级为二级,场地等级为二级,地基等级为二级,基坑安全等级为二级。

本工程由XXXX设计,勘察单位为XXXXX有限公司。

拟建场地为拆迁空地,场地较为开阔,根据基坑规模和深度以及基坑周边环境情况,结合成都地区的基坑设计和施工经验,基本具备放坡条件。我院本着技术可行、经济合理的原则,根据对场地周围环境和场内工程地质资料的分析研究后,结合在成都地区的大量工程实践,对本工程的基坑支护、降水作出设计及施工方案。

拟建场地位于XXX,邻近XXX,场地较平坦开阔,勘探点孔口高程介于545.38~548.19m,高差2.81m。

场地地貌单元属成都平原岷江水系一级阶地。

根据地勘资料揭示,场地地层结构简单,主要由第四系全新统人工堆积(Q4ml)杂填土、素填土及第四系全新统冲积(Q4al)的粉质粘土、粉土、细砂和第四系全新统冲洪积(Q4al+pl)中砂、卵石等组成,现自上而下分述如下:

3.粉质粘土(Q4al):灰黄色、黄褐色,可塑,其成份主要为粘粒,可见褐色的铁锰质氧化物浸染。该土层摇振反应无,稍有光滑,干强度中等,韧性中等,在场地内分布,局部地段缺失,层厚0.80~4.10m。

4.粉土(Q4al):灰黄~黄褐色,湿~很湿,稍密,主要由粉粒、粘粒及砂粒组成,含少量铁、锰质氧化物,该土层摇振反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低,该层在场地内分布,局部地段缺失,层厚0.40~3.20m。

5 。细砂(Q4al): 灰黑色、黄褐色,松散,湿,矿物成分以石英、长石为主,夹少量暗矿物,局部地段分布,层厚0.40~0.80m。

6.中砂(Q4al+pl):青灰色、灰白色,稍密,湿~饱和。矿物成分以石英、长石为主,夹少量云母片和铁质氧化物,在卵石层中以夹层或透镜体形式局部分布。层厚0.50~1.60m。

7.卵石(Q4al+pl):黄灰色、灰色、深灰色。湿~饱和,松散~稍密~中密~密实,卵石成份为花岗岩、砂岩、石英岩、闪长岩、灰岩等硬质岩组成,一般粒径30~80mm,最大可达20cm,圆~次圆状,分选性差,级配较好,充填物上部以粘性土、含砂粒为主,下部为细中砂及砾砂,勘探深度范围内未揭穿此层。

根据卵石密实程度,按《成都地区建筑地基基础设计规范》(DB51/T5026—2001)和N120曲线及野外取样观测,可将卵石层分为如下四个亚层:

1)松散卵石:主要分布于卵石层上部及中部,充填物以中砂为主(局部夹中砂透镜体),卵石含量小于55%,排列十分混乱,绝大多数不接触,N120锤击数2~4击/10cm。

2)稍密卵石:主要分布于卵石层上部及中部,卵石含量55~60%,大部分不接触,N120锤击数4~7击/10cm。

3)中密卵石:主要分布于卵石层下部及中部,卵石含量60~70%,呈交错排列,连续接触,N120锤击数7~10击/10cm。

4)密实卵石:主要分布卵石层中下部,卵石含量大于70%,呈交错排列,连续接触,N120锤击数大于10击/10cm。

地基土物理力学指标建议值 表1

场地地下水为赋存于第四系冲洪积砂卵石层中的孔隙潜水,受大气降水及地下径流补给,通过地下迳流、蒸发等方式排泄。勘察期间为丰水期。受周围建筑施工降水影响,测得地下水位在4.00~6.40m,相应标高为541.27~541.88m。当场地周围施工降水停止后水位将上升。据成都地区区域水文资料表明:场地地下水丰枯季节变化幅度为1.00~2.00m左右,7~9月为丰水期,12月至次年3月为枯水季节。场地历年最高水位标高为544.00m,场地卵石层渗透系数K值可取20~32m/d。

1、基坑北侧为规划道路,外侧为空地;

2、基坑西侧为幼儿园(为待建用地);

3、基坑东侧临1号楼(未施工),1号楼基础埋深比地下室基础埋深高出1米;

4、基坑南侧为在建施工区域,其中一边临10号楼,10号楼基础埋深比地下室基础埋深高出1米。

第二部分 基坑降水工程设计方案

针对本工程实际情况,我院进行了如下设计,保证设计方案的顺利实施,确保工程施工质量。

⑴ 降水面积:约11000m2

⑵ 地下室基坑深度:5.2m(6.4m);

⑷ 要求水位降深: 8.0m(按电梯井深度考虑)

⑸ 降深要求:按地下水位3.50m计,水位下降值:S=4.50m

含水层渗透系数k=20m/d

井半径r=0.15m

降水影响半径R =2S(sqrt(KH))≈201.25m;

2、基坑等值园半径(R0)计算:

R0=SQRT(A/π)≈59.19m。

≈7856.95m3/d

Q=1.366 K(2H-s)s/ lg (1+R/R0)

≈8739.06m3/d

上两式计算结果考虑1.2的安全系数取大值

q = l` d / α`×15 =699.12m3/d

(L’过滤器淹没有效长度5.0m;d过滤器内径300mm;a系数取70)

5、降水井井数计算: n= Q / q≈15口

Hw=Hw1+Hw2+Hw3+Hw4+Hw5+Hw6=17.50m

(Hw1基坑深;Hw2基坑底至水位深度;Hw1水力坡度=iro;Hw4水位变幅;Hw5过滤器工作长度;Hw6沉砂管长度)

针对该场地及周边环境实际情况作出降水设计方案如下:

(1) 降水井井数共计15口。

(2) 降水井井深度为17.50m。

降水井井径Ф300(管外径Ф350,成孔孔径Ф600m)。

(4) 有效过滤器长度不少于5.0m,井壁采用水泥井管。

降水井排水采用管道内排水系统,并在现场设沉砂池2~3个。井内排水由泵管就近接入沉砂池,最终排入市政雨排水管道。

四、 降水井施工组织计划

定位→埋护壁管→冲击成孔→捞渣换浆→下井管→填砾→洗井(活塞与空压机联合洗井)→交验

① 冲击速度均匀,掌握好井内泥浆浓度,保持井孔中浆液水位高度,防止井壁垮塌。

② 井管焊接牢固,铅正居中。

③ 滤料采用3~10mm砾石均匀填实,并根据地层情况于砂层位置在滤管外包一层窗纱,减少地下水出砂量。

④ 洗井彻底,直至水清砂净达规范要求为止。

⑤ 施工中应特别注意安全生产及文明施工,加强安全意识,做到安全第一,严格执行各项安全操作规程。

降水用输水管线采用铁排水管和砖砌沉砂池相结合的办法,地下水通过井水泵经铁排水管抽至沉砂池沉砂后(沉沙池制作位置靠近城市管网接入口的下水道),排出场地外。

5、工期:有效工期12天。

五、基坑降水对周围环境的影响及监测方案

1、基坑降水对周围环境的影响分析

抽降地下水对周围环境的影响,主要表现为沉降以及由此导致基坑周边的建(构)筑物及城市公共设施的变形。降水对地面及建(构)筑物沉降产生影响的因素主要有两方面:一是抽降漏斗形成过程中由于降水井质量低劣,随着水力坡度增大而大量涌砂,细颗粒被井水携带排出,产生潜蚀和管涌,结果导致粗颗粒重新排列压密进而引起沉降;二是地下水位下降,动水位与静水位之间的地基土层中的重力水被疏干,引起有效应力的增加所产生的附加沉降。

根据我院在成都地区降水施工经验及大量的变形观测,地下水抽降时,出水含砂量按照标准粗砂含量<1/5万;中砂含量<1/2万;细砂含量<1/1万来控制,基坑周边产生的沉降及临近建筑物产生的倾斜量在规范允许范围之内,基坑降水安全。

①、施工过程的质量监控:根据降水对周围环境的影响原理分析,在施工中应注意保证井管结构合理,滤料(砾)与地基土层颗粒级配相适应,填料(砾)均匀且厚度保证,施工工艺得当。

②、出水量及含砂量监测: 降水运行时,应定时监测抽排水的出水量及含沙量,按照粗沙含量<1/5万;中砂含量<1/2万;细砂含量<1/1万来控制含沙量;出水量在抽水6天内不应出现掉泵现象。如果超过上述报警值,应采取换小泵或者重新洗井等综合治理应急措施。

③动水位、水泵运行情况、降水电路情况的监控,确保降水设备正常运行。

④注意保护井口,防止杂物掉入井内,经常检查排水管、沟,防止渗漏,如出现坑壁渗水,应及时查明原因,解决或有效疏导渗水,确保坑壁安全。

第三部分 基坑支护设计方案

从地质情况可以看出,构成边坡的土多为松散土,边坡属不稳定边坡,基坑开挖无天然放坡条件,基坑边坡只有采取可靠的支护措施,才能确保基坑开挖及地下室施工的安全,减少土石方挖运工作量,不影响周边建筑物、构筑物的安全,避免损坏市政管线。

目前成都常用的深基坑支护方案有三种:悬臂桩(人工挖孔桩)支护、喷锚支护、锚拉桩支护。根据场地周围环境资料及地质勘察资料,并结合技术、经济、现场施工等因素,该场地采用南侧、东侧采用喷锚支护施工,对西侧、北侧有条件放坡地段,采用放坡素喷封闭的支护形式。

本工程设计时考虑正常的施工材料堆放荷载及周边通行荷载为10KN/m2;基坑等级二级,即重要性系数为K=1.0。设计基坑安全使用期限为6个月。

一、基坑支护方案的可行性

喷锚支护是以新奥隧道法为理论基础。在开挖形成的坑壁中,设置一定长度和密度的土钉体,土钉体与喷射砼层结构形成柔性支挡体系。挡土体系与坑壁原位土体牢固地结合在一起共同工作,形成一重力挡土墙式的支挡结构,从而提高坑壁的整体刚度与稳定性。在机理上属于主动制约机制的支护类型。结合本工程,具有以下几个优点:

(1) 基坑喷锚支护体系本身具有较强的应力和变形调整能力,可避免因局部应力集中而导致整体破坏,变形较敏感段可在基坑开挖线上设置超前土钉,增加支护体系的整体刚度。

(2) 由于喷锚支护施工采用的是开挖一段支护一段的工艺流程,因此可对施工过程中基坑的变形作动态监测,随时检验和调整方案,消除事故隐患,提高技术安全性。

(3) 采用边开挖边支护的工艺流程,施工时可交叉作业,互不干扰,因此,可节省工程总工期。

(4) 喷锚支护由于充分利用了原位土体的强度,从而降低材料消耗,减少工程造价。

施工前必须调查清楚地下管网的走向及埋深,避免土钉施工时伤及地下管网。

由于基坑四周离建筑物有一定距离,有一定的放坡条件,可以采用喷锚支护。由于场地地层变化大,设计时土层参数按土层组合相对不利的地勘报告中的平均土层厚度取值,根据荷载情况,基坑深度及该位置土层厚度参数进行设计。

二、设计依据和设计理论

1、本工程地质资料、基坑施工参数、基坑四周环境资料

8、《深基坑支护设计与施工》中国建筑工业出版社 1997.3

10、《基坑土钉支护技术规程》(CECS96:97) 中国工程建设标准化协会标准 1997;

12、设计理论采用:①土体与支护体系联合作用的设计计算方法;②工程类比法:根据我院在成都地区的实际项目设计施工实例类比;③信息反馈法:根据现场施工实测位移值(即时监控)对本方案设计进行修正。

① 场地内主要土层的物理力学参数

②支挡高度设计值H =5.2m

③附加荷载:q1= 10kN/m2

(2) 支护设计计算书及简图

此部分为理正深基坑支护软件计算,计算结果见软件计算书。

四、基坑支护设计方案概述:

参照软件计算结果,结合成都地区大量的工程实践经验,根据本工程具体地质条件及周边环境实际情况,喷锚设计方案如下:

锚杆列距:Sx =1.40m

锚杆行距:SY =1.50m

H0 =5.20m,锚杆排数:N =3排,锚杆施工参数:

锚杆钢材:φ48、δ2.8焊管

面层厚度为50~80㎜,面层喷射砼强度为C20

锚杆泄浆孔:钻眼φ3~φ6间距100㎝,在锚杆锚固段处设置

锚杆倒刺:用φ12螺纹钢护焊于泄浆孔处(卵石层中锚杆除外)

锚杆倾角:a =10~200

基坑北侧、西侧基坑采用放坡素喷方式,放坡比例为1:0.67,面层厚度为30~50㎜,面层喷射砼强度为C20。

注:基坑临10号楼基础高出地下室基础1米, 10号楼基础距离地下室护壁开挖线最近处为1.85米,对基坑侧壁不构成隐患,故该段不考虑对该位置单独进行加固处理。

第四部分 基坑支护施工组织方案

工程施工用水平均每天约30吨,设1个供水水源。

井管降水需用电源90kW,基坑支护工程所用用电设备如同时工作需用电源120kW,在场地中应设电工房,降水和基坑支护工程应分别安装配电盘和配电箱。为保证降水的连续性, 现场甲方须备用90kW发电机一台。

在施工前,由建设单位完成场地三通一平工作,协调解决机具设备进场所遇到的障碍。

在城区施工时,由于地下管网较多且分布复杂,容易损伤破坏地下管网,从而对基坑质量及环境保护带来危害,因此施工前必须查清地下管网的走向、埋深及管网质量现状。一方面按程序请求甲方提供场地四周详细的管网资料,另一方面采取专用雷达探管仪探清楚管线实际的走向及埋深,确保施工时不伤及地下管网。

施工前,由我院对场地进行详细踏勘,并根据场地总平面图及建设方要求对施工临时设施进行合理规划,按照安全文明施工要求进行临时设施的搭设。

具体临时设施及规格如下:

⑴ 水泥库房  5×6m2

⑵ 砂、砾石堆场及砼搅拌场地 20×20m2

⑶ 钢筋加工场地 15×6m2

⑷ 材料工具房  4×6m2

⑸ 现场办公室一间 4×6m2

⑹ 民工宿舍(50人)  12×6m2

⑺ 配电房一间 4×3m2

⑻ 食堂一间 3×6m2

㈤ 机具设备和人员组成

潜水泵 15套(备用2套)

土钉钻机 2台

空压机 2台

压浆设备 1套

喷射机 2套

电焊机 2~3台

切断机 1台

切割机 1台

对焊机 1台

项目经理

项目技术总负责人

工程技术负责

施工员

质检员

安检员

材料员

修壁人员 15人

钢筋工 8人

普 工 20人

机操工 4人

电焊工 2人

电工 2人

本工程应进行合理的施工次序及交叉施工安排,有利于加快工程进度,提高生产效益。

降水井凿井、排水管线安装及沉砂池制作可同时进行,由于场地地下水在勘探期间较低,约为5m左右,因此可同时开始基坑土方开挖施工,如遇地下水后,可在降水井及其附属工程完成后开始地下水的抽降即可继续施工,(该段变形观测开始)完毕后即可进行土方开挖、喷锚支护施工,工程后期施工为地下水抽降、喷锚护壁、基坑及周围建筑位移变形观测、土方挖运同时进行,直至基坑工程完工。

降水井设计及平面布置图

测放井位——钻机就位——埋护壁管——冲击成孔——捞渣换浆——下井管——填砾——洗井(活塞与空压机联合洗井)——交验——放置水泵——所有降水井施工完毕后降水。

(三)、施工过程控制措施

⑴各工序施工必须按施工组织设计书和建筑与市政降水工程技术规范及施工规程进行施工。

⑵施工前各级施工人员必须熟悉施工要求,了解施工要点。

⑶成孔直径控制:检查成孔直径是否达到600mm以上,主要控制钻头直径是否达到500mm,否则就应焊钻头保证钻头直径为500mm。

⑷成孔深度控制:成孔后施工人员应现场测量成孔深度,成孔深度达到设计要求的深度后,停止钻进。否则,必须继续钻进,以保证成孔深度。

⑸井管质量控制:检查每孔光壁管和缠丝管数量是否符合设计要求。缠丝管在下,光壁管在上,管与管之间应焊接牢固,保证垂直度。

⑹井管结构及填砾:井深为17.50m,12.5m~17.50m为滤水管2根,0.0m~12.5m为井壁管5根(井管均为Φ360×30mm水泥管,每根长2.5m);应根据施工过程中的地层情况分层填不同的滤料,分层填砾必须测准深度(12.5m~17.5m填10mm~20mm砾石,3.0m~12.5m填4mm~10mm砾石,0.0m~3.0m填黄泥封井)。

(7)洗井:用活塞结合空压机洗井,洗至井管通畅、水清,含砂量小于1/10000,以保证降水质量。

(8)降水过程控制:结合井位地质情况,井位附近无细砂层的井先降水,井位处有细砂时,待井内水位下降至砂层下面后,再开始降水。控制出砂量,以保证降水不改变基坑的持力层原状土结构。确保基础施工质量符合设计要求。

降水由专人24小时负责,对降水设施进行观察和及时维护,对地下水水位变化情况进行定期观测并作记录,对降水过程中可能受到影响的周边建筑定期进行沉降观测并作记录。对排水管网内沉积的砂及时清掏,对降水过程中的异常情况进行有效监控并及时解决,保证降水工程正常进行。

若遇降水中停电,应立即启动备用发电机供电,以保证降水过程的连续性。

(9)、凿井施工中主要注意事项

A、冲击速均匀,掌握好井内泥浆浓度,保持井孔中浆液水位高度,防止井壁跨塌。

B、井管焊接牢固,铅正居中。

C、洗井彻底,直至水清砂净达规范要求为止。

D、砂层位置地段的井壁管用缠丝管,如果砂层较厚,井壁管外用纱布进行第二次缠丝。

⑽、严格以上各个环节的过程控制,以满足施工用的降水深度,确保建筑物基础和地下室的顺利施工。

⑵ 抽水采用每井每泵排管(可采用3寸钢管)降水,地面排管集中到沉砂池,抽出的水经过沉砂池沉淀过滤后,再集中排入市政管道中,沉砂池制作位置靠近城市管网接入口的下水道(现场确定具体位置)。

⑶ 为保证基坑支护结构的安全,沉砂池及排水管道应严格防渗防漏。

(4)抽水采用规格25~50T扬程18~30m的YQ型深井潜水泵使用,具体设置根据凿井时每口井的洗井出水情况以及抽水时动水位变化情况现场调整。

(5)降水时间段目前暂未确定,降水台班计算方式为:每井每天3台班。

土方开挖工作面→土钉施工→人工修整壁面→挂网筋→主筋焊接→喷射细石混凝土→压力灌浆→下层土方开挖。以上工序循环进行直至基坑底部。

(1) 喷锚支护方案详见附图,土钉布置依据现场情况按设计方案进行调整,土钉采用φ48钢管,钢管留有泄浆孔(φ3~φ6),便于灌浆。施工程序如下:

① 人工修整土壁:待挖掘机按开挖线开挖出工作面后, 人工修整土壁,修至平整及满足设计放坡要求.

② 土钉施工:用专用土钉机将土钉顶入地层中(与人工修整土壁可同时交叉进行)。

③ 挂网:在每一段土钉施工完成后,将编制好的钢筋网片挂在已修整好的壁面上。

④ 焊接主筋:在钢筋网片的外面铺设主筋,并与土钉焊接起来。

⑤ 喷射混凝土:在上述工作完成后,向壁面喷射细石混凝土,喷射厚度8cm

灌浆:对土钉进行压力注浆,使土钉周围形成锚固体,增加抗拔力。

在基坑顶面作500mm宽以上的混凝土护顶,以免地表水体浸入护壁体系后土体导致土体变软失稳。

(2) 基坑壁表面采用喷射砼和钢筋网支护,土体内部采用土钉压力灌浆,通过压力灌浆使支护结构与土体形成整体,共同承担土压力。土钉参数应根据开挖过程中地质实际情况和基坑位移情况进行调整。

(3) 喷锚支护施工与土方开挖交叉同步进行

土方机械开挖控深作业面高度1.5~2.0m,待上一作业面喷锚施工完成后,方可进行下一作业面的开挖,严禁超前超挖,挖开的作业面必须及时支护封闭,如因各种原因(特别是雨天和不能夜间施工等情况)挖开的作业面不能及时支护,则机械挖土方必须及时组织回填封闭作业面,以免作业面暴露时间过长而引起险情。遇土层较差时(如砂土层),开挖控深不大于1.0m,并可按如下工序进行施工:修面、素喷砼→挂钢筋网→喷射砼→打土钉、焊接主筋→补喷砼、土钉压力灌浆→继续土方开挖→……。

(4) 排水系统设置:

a 排水系统为地表排水系统、支护内部排水系统。

b 喷锚支护过程中对基坑四周支护范围内地表进行修整,在基坑护壁上口2m范围内视需要可用C10豆石砼封闭地面,防止地表水进入基坑支护体内。

该工程施工中,土钉及钢筋的焊接、土钉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,操作人员应持有上岗证,施工时应严格按设计方案要求并进行记录。

第五部分 施工组织措施

一、机构建制及项目组织形式

在本工程推行“项目法施工管理”机制,实行项目经理责任制。委派具有实际施工经验且具备年轻化、系统化、知识化的项目施工管理人员,项目经理具有施工大型项目的成功经验,确保投标承诺的实现。项目技术总负责人由总工程师兼任,项目部抽调懂技术、善管理、具有相应技术职称者担任项目技术负责人、工程负责人、责任工长、质量、安全等专业岗位,分管各项专业工作,该项目部具有丰富施工经验、曾施工过各种大中型工程项目,保证做到精心组织、精心管理、精心施工、创一流品质,让业主满意。

我院已经具有十分健全的管理制度,针对该工程的特点和要求,工程的施工工期、施工质量、安全生产、文明施工作为考核项目部的定量指标,并将定期进行考核,实行动态管理,以适应市场经济的要求,保证双方利益。

二、施工组织机构配备图

三、保证工程组织机构有效运转措施

在该工程组建有力的项目班子,选派思想好、业务精、能力强、善合作、服务好的管理人员组成项目管理班子。

强化激励与约束机制,制定业绩评比,奖罚办法,定期组织项目经理部管理人员会议,检查工作质量。

每天下午召开由项目经理主持的班子碰头会,对上日工作的不足及时提出修正,对次日工作进行协调安排。

作好劳动用工管理,选派组织能力强、技术水平高、能打硬仗的作业队伍,树立连续作战的精神,确保工期的按时和提前完成。

DB51T 1357-2020 低压生物质燃气管网工程施工及验收规范四、施工管理组织机构管理人员职责

由本院对项目各管理人员分别制定管理职责,并按此职责展开工作。

遵守国家有关工程建设和城市建筑管理政策法规,执行施工技术管理规范和企业规章制度,履行投标承诺。

负责做好项目人员的思想工作,坚持两个文明一起抓。

负责办理工程变更的技术经济签证,在工程施工准备阶段和施工中向建设单位联系收取工程价款事宜,组织项目进行成本投入产出的核算工作。

组织编制和实施施工组织设计、施工计划及技术管理,降低成本、安全生产、坚持文明施工,认真抓好工地防尘、治尘工作。

制定本项目管理规章制度GB 50838-2015 城市综合管廊工程技术规范.pdf,加强项目管理和班组建设。

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