基坑支护及降水施工方案.doc

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.3 2.1 工程总体概况3 2.2 基坑支护及降水设计条件4 三、基坑支护及降水设计.5 3.1 基坑支护方案比选5 3.2 基坑支护设计6 3.3 基坑降水设计8 四、施工准备及部署.9 4.1 施工内容及顺序9 4.2 施工目标10 4.3 机械设备及劳动力资源配置10 4.4 施工部署11 五、分项施工.12 5.1 钢筋混凝土灌注桩施工12 5.2 钢管桩施工17 5.3 高压旋喷桩施工18 5.4 锚杆施工20 5.5 土钉墙施工24 5.6 轻型井点降水施工28 5.7 管井降水施工30 5.8 土方施工32 六、质量管理体系及保证措施.32 6.1 质量管理体系及质量目标33 6.2 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34 6.4 质量管理保证措施34 6.5 质量教育管理35 七、工程进度保证措施.35 八、安全文明施工.37 8.1 安全施工37 8.2 文明施工39 8.3 绿色环保施工40 九、冬季施工及维护措施.44 9.1 组织措施44 9.2 冬季施工准备44 9.3 具体技术措施45 十、工程监测.46 10.1 监测目的46 10.2 监测内容和监测项目46 7.3 监测报警47 十一、应急预案.49 11.1 应急预案的方针与目标49 11.2 应急工作部署49 11.3 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 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 16.00-17.50 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，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 10.0m，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 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 0.945m3 1.155m3，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，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 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 3.7619.020150.30 1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 0.67/0.05 3.2.3 设计图纸 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-7.5m，进行第三道土钉施工、挂网喷护。 8、第六步土方开挖，至-7.8m，其中第七防护单元（物资库）基底挖至-6.65m，组 织验槽。 9、人工清槽至设计槽底标高，开挖过程中注意对管井的保护和维护，并根据槽底实 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 10 页 共 50 页 际情况进行集水井和排水沟施工，集水明排。 4.2 施工目标 1、质量目标 我们将严格遵守国家质量规范、施工技术标准并结合本公司 ISO-9001 质量保证体系 程序，实行创优目标管理，确保工程“合格” 。 2、施工进度目标 钢管桩、钢筋混凝土灌注桩和高压旋喷桩同步施工，15 天。 轻型井点及管井施工及降水与支护桩施工同步进行、同时完成，并抽降一周后方可 挖土，7 天。 土方开挖及土钉墙施工、锚杆施工及锚喷施工共 60 天。 3、安全、文明施工目标 预定目标：“安全生产、文明施工达到标化工地标准；重大安全事故为零；管线事 故为零。工程施工期间严格遵守施工现场规章制度，同时服从工程监理和业主的统一管 理、安排。 ” 临时设施按要求摆放整齐，对施工人员进行半军事化管理，非施工人员不得进入施 工现场。施工区域有相关宣传标语和彩旗，场容整洁、无污染源、尽量控制噪音，不扰 民，生活垃圾集中堆放，及时处理。材料摆放整齐并做好相关标识，施工区域有警戒标 识。 4.3 机械设备及劳动力资源配置 表 2 施工机械设备配置表 设 备 名 称规格型号动力（KW）数量（台/套）备 注 长螺旋钻机 LZ1001 600 灌注桩 混凝土地泵 HTB-60601 600 灌注桩 反循环钻机 GPS-15302 600 灌注桩 工勘钻机 DH-30/2 钢管桩 旋喷桩机 XJ100/2 高压旋喷桩 高压泥浆泵 SNC-H300/2 高压旋喷桩 锚杆钻机 C6/2 预应力锚杆 张拉机 YC-6012.51 预应力锚杆 注浆机 /2 预应力锚杆 洛阳铲 /10 土钉墙 混凝土喷射机 PZB-522.52 土钉墙 搅浆机 PZ-350/2 土钉墙 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 11 页 共 50 页 空气压缩机 /2 土钉墙 表 3 劳动力资源配置表 4.4 施工部署 1、施工总平面布置 根据本工程实际情况，对施工现场的围挡、临舍、办公区域、塔吊、钢筋加工区以 及一些临时设施等进行了布置。现场围挡根据基坑支护以及周边道路情况，距支护中心 线 1.5m 以外。临舍及办公区域设置在拟建工程北侧广场，均采用围挡封闭管理。拟设 3 座塔吊。钢筋加工区设置在场地西侧和东侧空地。具体见附件四：施工总平面布置图 。 2、施工前期准备 施工前在拟建场地搭设围挡，具体围挡布置见临时设施施工方案 。 安全员对进场机械及人员进行信息及资料收集和检查，并对进场人员进行安全教育 和培训，检查合格，培训考核通过后方可进行下步施工。 技术人员在施工前做好安全、技术交底，明确施工路线顺序和现场机械调配，以及 施工质量控制检查、施工原始数据记录等人员任务分配。 材料员和技术员对进场的钢筋、水泥、工字钢、槽钢、钢绞线、锚具等所有原材料、 器具的合格证书和质量证明文件进行收集和检查，并配合试验员和质检员将进场原材料 送检（监理现场见证） ，检验合格后方可使用。 现场管理人员做好现场协调及夜间值班人员安排准备，并对进出场的机械、人员和 材料进行详细登记，做到对现场人、材、机等信息了如指掌以便施工过程中调配和控制。 测量人员根据业主提供坐标原点和水准点进行引测，并根据测量方案及施工图做好 控制点的布设和保护。根据基坑支护及降水施工图纸放桩位做标记，为支护桩及降水井 施工做好准备。 3、施工用水用电 合计 工种 时间 普工水电工钢筋工模板工混凝土工特殊工种 人数 2011 年11 月 205500030 2011 年12 月 205200104095 2012 年1 月 2052010102085 2012 年2 月 20550101050 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 12 页 共 50 页 （1）用水 本工程施工所需用水接口由甲方指定，接口位于拟建场地西南角（新华南路和红旗 大街交叉口人行道上） 。施工用水及生活用水由此接口直接引出。临时用水施工及布置具 体见临时用水施工方案 。 降水过程中抽降的地下水比较清澈，并且根据勘察报告揭示本场地地下水无腐蚀性 和污染。施工过程中可考虑作为施工用水，或者冲洗车辆和泼洒施工通道以防扬尘。 （2）用电 拟建场地北侧（新华东路 14#电线杆附件）已安装一台 500KVA 施工用变压器。施 工及生活用电由此接口接入。施工及生活用电的施工布置见临时用电施工方案 。 五、分项施工 5.1 钢筋混凝土灌注桩施工 5.1.1 设计参数及施工准备 1、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 (0)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 320 根。 2、根据设计要求及实际情况，本工 程选用两台 YRZ20 型长螺旋钻机成孔， HTB -60 型地泵输送混凝土，以及与其配 套的设备两套（包括振动锤等） 。另准备 两台循环钻机（GPS-15 型泵吸反循环） 备用，主要用于基坑北侧有高度限制区域 的灌注桩施工。 5.1.2 钢筋混凝土灌注桩施工流程 钢筋混凝土灌注桩施工流程见图 1。 5.1.3 钢筋混凝土灌注桩施工工艺 1、钻机就位：钻机就位后，应使钻 杆垂直对准桩位中心，确保桩身垂直度容 许偏差不大于 1%。现场采用经纬仪控制 垂直度，也可采用钻机自带垂直度调整器 控制钻杆垂直度。每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查，满足要 定桩位、复核 桩机就位 钻进至设计深度 终孔、验收 地泵安装调试 连接混凝土输送泵管 灌注混凝土 清土、提升钻杆 混凝土灌至设计桩顶上 0.5m 起吊钢筋笼、振动锤 钢筋笼插至设计标高 钢筋笼制作 转移桩机 施工完成桩基检测 启动振动锤、下插钢筋 笼 图 1 钢筋混凝土灌注桩施工流程图 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 13 页 共 50 页 求后，方可开钻。 2、钻进成孔：钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达 钻进，先慢后快，同时检查钻孔的垂直偏差并及时纠正。在成孔过程中发现钻杆摇晃或 难以下钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏。根据钻机塔身上的进尺标 记，成孔达到设计标高及设计持力层并经监理工程师检查后，停止钻进进行终孔。钻进 过程中，排出孔口的土应随时清除、运走。 3、混凝土搅拌：本工程采用商品混凝土，混凝土的和易性要好，塌落度控制在 1820cm。 4、压灌混凝土及拔管：钻孔至设计标高并经验收后，停止钻进，提拔钻杆 20cm 左 右后开始泵送混凝土进行压灌，边灌注边提杆，提杆的速度要和泵送的速度相适应，确 保钻杆不被拔空和中心管内至少有 0.1m3 的混凝土，根据设计及规范要求混凝土灌注至 桩顶标高以上至少 2000mm，直至混凝土顶面不再下降为止，混凝土的充盈系数大于 1.1。 5、吊放钢筋笼：成桩后应立即吊放钢筋笼，在钢筋笼内套上振动棒将钢筋笼深度范 围内的混凝土振捣密实。 6、现场试验：对于到达现场的商品混凝土，要进行塌落度检测，发现不合格不允许 灌注，在成桩过程中随机抽样作混凝土标准试块，每台班做 1 组2 组试块，测定其 28 天抗压强度。 5.1.4 钢筋混凝土灌注桩质量控制 1、长螺旋钻孔灌注桩施工操作要点 （1）钻机进场后，应根据桩长来安装钻塔及钻杆，钻杆的连接应牢固，每施工 23 根桩后，应对钻杆连接处进行紧固。 （2）钻机定位后，进行预检，钻尖与桩点偏移不得大于 1cm，刚接触地面时，下钻 速度要慢。 （3）钻进速度应根据土层情况来确定： 杂填土、粘性土、砂卵石层为 0.20.5m/min；素填土、粘性粉土、粉土、砂层为 1.01.5m/min。施工前应根据试桩 结果进行调整。 （4）钻机钻进过程中，一般不得反转或提升钻杆，如需提升钻杆或反转应将钻杆提 至地面，对钻尖开启门须重新清洗、调试、封口。 （5）在钻进过程中，如遇到卡钻、钻机摇晃、偏斜或发现有节奏的声响时，应立即 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 14 页 共 50 页 停钻，查明原因，采取相应措施后，方可继续作业。 （6）钻出的土方，应随钻随清，钻至设计标高时，应将钻杆定位器打开，以便清除 钻杆周围土方。 2、钢筋笼制作质量控制 （1）纵向主钢筋采用通长筋，根据设计图纸制作钢筋笼，钢筋表面洁净无损伤、无 油渍和铁锈、漆渍等。 （2）钢筋笼制作完，经验收合格后，对其进行编号，编号与桩号对应。 （3）钢筋笼就位后利用卷扬机进行安放。桩身较长时钢筋笼采用焊接，双面焊缝长 6d，单面焊缝12d。钢筋笼的外侧在定位后须加焊水平短筋或采用其他有效措施，以 确保钢筋的保护层厚度和钢筋笼位置准确对中。 （4）钢筋笼允许偏差（桩基技术规范 JGJ94-2008）：钢筋笼直径10mm；钢筋笼长 度100mm；钢筋笼保护层10mm；主筋间距10mm；箍筋或螺旋筋间距20mm。 3、混凝土灌注质量控制 （1）混凝土输送泵的安放位置应与钻机的施工顺序相配合，尽量减少弯道，泵与钻 机的距离一般在 60m 以内为宜。 （2）严格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率 过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩顶浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象， 导致桩身强度不足。故施工时，应根据泵送速度严格控制拔管速率。正常的拔管速率一 般控制在 12m/min。 （3）拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插，由于桩管垂直度的偏差，容易 使土与桩体材料混合，导致桩身掺土影响桩身质量，施工中应避免反插。 （4）混凝土输送泵泵送混凝土应该连续进行，当钻机移位时，料斗内的混凝土应连 续搅拌，泵送混凝土时，应保持料斗内混凝土的高度不低于 40cm，以防吸进空气造成堵 管。 （5）混凝土输送泵管尽可能保持水平，长距离泵送时，泵管下面应用垫木垫实。当 泵管需向下倾斜时，应避免角度大于 4。 （6）当气温高于 30时，要在混凝土输送泵管上覆盖湿草袋，每隔一段时间洒水 湿润，以防管内混凝土失水离析，造成堵塞泵管。 （7）成桩施工各工序应连续进行。成桩完成后，应及时清除钻杆及软管内残留混凝 土。长时间停置时，应用清水将钻杆、泵管、地泵清洗干净。 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 15 页 共 50 页 （8）钻至桩底标高后，应立即将钻机上的软管与地泵管相连，并在软管内倒入水泥 浆，以起润湿软管和钻杆作用。 4、常见质量缺陷原因分析及控制措施 （1）导管产生堵塞的原因主要有以下几点： 混合料配合比不合理, 搅拌质量有缺陷。混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔 1 性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离 后通过管线。坍落度太大的混合料,易产生泌水、离析，泵压作用下,骨料与砂浆分离， 摩擦力加剧，导致堵管。坍落度太小,混合料在输送管路内流动性差,也容易造成堵管。 常发生堵管。 施工操作不当。钻孔进入土层预定标高后，开始泵送混合料，管内空气从排气阀 2 排出，待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间较晚，在泵送压力 下钻头处的水泥浆液被挤出，容易造成管路堵塞。 冬季施工措施不当。冬季施工时,混合料输送管及弯头均需做防冻保护,防冻措施 3 不力,常常造成输送管或弯头处混合料的冻结,造成堵管。 （2）防止堵管的控制措施： 保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和塌落度符合要求，坍落度应控制在 1 180mm200mm 之间。 灌注管路避免过大变径和弯折，每次拆卸导管都必须清洗干净。 2 加强施工管理，保证前后配合紧密，及时发现和解决问题。 3 冬季施工时，有时会采用加热水的办法提高混合料的出口温度，但要控制好水的 4 温度，水温最好不要超过 60，否则会造成混合料的早凝，产生堵管，影响混合料的强 度。 （3）桩位偏位一般有桩平面偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因，桩机对 位不仔细，地层原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。 （4）桩位偏位的控制措施： 施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜。 1 桩位放样时认真仔细，严格控制误差。 2 桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。 3 （5）窜孔发生的原因有以下几点： 被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂。 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 16 页 共 50 页 钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动。 2 土体受剪切扰动能量的积累，足以使土体发生液化。 3 （6）发生窜孔的控制措施： 采取隔桩、隔排跳打方法。 1 减少在窜孔区域的打桩推进排数，减少对已打桩扰动能量的积累。 2 合理提高钻头钻进速度。 3 （7）断桩，夹层等是由于提钻太快， 泵送混凝土跟不上提钻速度而拔空或者是相 邻桩太近窜孔造成。 （8）短桩、夹层等的控制措施： 保持混凝土灌注的连续性，可以采取加大混凝土泵量，配备储料罐等措施。 1 严格控制提速，确保中心钻杆内有 0.1m3 以上的混凝土，如灌注过程中因意外原 2 因造成灌注停滞时间大于混凝土的初凝时间时，应重新成孔灌桩。 灌注混凝土过程中如果发生断桩现象，此时应该马上停止灌注混凝土，重新成孔 3 灌桩。 （9）桩身混凝土强度不足的原因分析：压灌桩受泵送混凝土和后插钢筋的技术要求， 塌落度一般不小于 18-20cm，因此要求和易性好。配比中一般加粉煤灰，这样混凝土前 期强度低，加上粗骨料粒径小和地下水位高，如果不注意对用水量的控制，容易造成混 凝土强度低。 （10）桩身混凝土强度不足的控制措施： 优化粗骨料级配。大塌落度混凝土一般用 0.5-1.5 cm 碎石，根据桩径和钢筋长 1 度及地下水情况可以加入部分 2-4cm 碎石，并尽量不要加大砂率。 合理选择外加剂。尽量用早强型减水剂代替普通泵送剂。 2 粉煤灰的选用要经过配比试验以确定掺量，粉煤灰至少应选用 II 级灰。 3 适当将水下混凝土的强度提高一个等级。 4 （11）桩头质量问题多体现在以下几种情况：多为夹泥、气泡、混凝土不足、浮浆 太厚等，一般是由于操作控制不当造成。 （12）桩头质量问题的控制措施： 及时清除或外运桩口的积土，防止下笼时混入混凝土中。 1 保持钻杆顶端气阀开启自如，防止因为排气阀堵塞不能正常将管内空气排出，造 2 成混凝土中积气造成桩顶混凝土含气泡或空芯。 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 17 页 共 50 页 桩顶浮浆多因孔内出水或混凝土离析造成， 应超灌排除浮浆后才终孔成桩。 3 按规定要求进行振捣，并保证振捣质量。 4 （13）钢筋笼下沉或者无法下沉的原因分析： 一般情况下，钢筋笼下沉是随混凝土收缩而出现，有时由于桩顶钢筋笼固定措施 1 不当造成。 钢筋笼无法沉入多由于混凝土配合比不好或桩周土对桩身产生挤密作用造成。 2 （14）钢筋笼下沉或者无法下沉的控制措施： 笼顶必须用铁丝加支架固定，12 小时后才可以拆除以防止钢筋笼下沉。 1 为防止钢筋笼无法下沉，可改善混凝土配合比，选择合适的外加剂，保证粗骨料 2 的级配和粒径满足要求，改善混凝土的和易性。 吊放钢筋笼时保证垂直和对位准确。 3 （15）钢筋笼上浮：一般是由于相邻桩间距太近在施工时混凝土串孔或桩周土壤挤 密作用造成前一支桩钢筋笼上浮。 （16）钢筋笼上浮控制措施： 在相邻桩间距太近时进行跳打，保证混凝土不窜孔，只要桩初凝后钢筋笼一般不 1 会再上浮。 控制好相邻桩的施工时间间隔。 2 5.2 钢管桩施工 5.2.1 设计参数及施工准备 1、钢管桩采用采用外径 89mm，壁厚 3mm 钢管，桩长 10m，水平间距 700mm，桩数 1093 根。灌注水泥浆水泥采用 P.S.A32.5，水灰比 0.45。级配碎石粒径在 0.51cm。 2、施工机械准备采用工勘钻（DH-30）4 台，并准备配套的电焊机、振动锤及吊装设 备。 5.2.2 钢管桩施工流程 钢管桩施工流程图见下图 2。 图 2 钢管桩施工流程图 5.2.3 钢管桩施工工艺 1、平整场地：在钢管桩施工前进行场地平整，以保证测量放线准确和钻机就位钻孔。 测量放线钻 孔下钢管灌水泥浆投入碎石振动成桩养 护 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 18 页 共 50 页 2、测量放线：场地平整后按设计要求进行桩位放线，桩位误差小于 100mm。 3、钻孔：钢管桩钻孔采用 MG50 型锚杆钻机或工程地质勘察钻机，钻孔连续进行。 4、下钢管：钢管桩直径 150mm，钢管直径为 89mm 焊管，成孔后下入钢管。 5、灌水泥浆：在钢管下端打上渗浆孔，钢管上端位于地面；将注浆管从钢管中插入 孔底，开始注入水泥浆（水灰比为 0.45） ，待浆液上升到孔口时停止注浆。 6、投入碎石：从钢管内、外投入碎石，碎石粒径 510mm，待碎石投入完成后从孔 口进行补浆。 7、振动成桩：边投碎石边用注浆管上下移动和用铁锤振动钢管，使碎石将钢管内、 外的空隙充填满。 8、养护：钢管桩施工完成后应养护 48 小时以上。 5.2.4 钢管桩质量控制 1、严格控制桩的垂直度、桩间距；钻机就位前撒出灰线，保证桩位布置在一条直线 上。 2、土方开挖时，需有专人看守，防止挖土机械碰撞微型桩。 3、土钉施工时，应准确测量。 4、严格控制注浆质量，将注浆管插入到孔底，直到水泥浆溢出地面，对不满足设计 及规范要求的应及时进行补浆。 5、严格控制水灰比在 0.45 左右。 5.3 高压旋喷桩施工 5.3.1 设计参数及施工准备 1、高压旋喷桩主要布置在基坑西侧和西南角，具体见平面布置图。高压旋喷桩桩长 10m，桩径 600mm，桩间距 1m，布置在灌注桩之间，共 261 根。水泥采用 P.S.A32.5，浆 液比重控制在 1.31.5。 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 19 页 共 50 页 2、本工程拟定 2 套高压旋喷桩设备。每套设备配备 2 台工程地质钻振动钻机 （XJ100 型） ，高压泥浆泵采用 SNC-H300 型压浆车，规格 20MPa50MPa，泥浆搅拌罐 （200L/min）1 个，高压胶管（9MPa、31MPa 工作压力）若干，旋喷管采用 42mm 地质钻 杆（旋喷直径 3.24mm） 。 3、在混凝土灌注施工完成 后，高压旋喷桩桩位要根据施工 图并结合灌注桩桩位进行布孔， 保证高压旋喷桩在两侧灌注桩正 中间，最好能有部分咬合，以起 到截水作用。 4、通过现场试验找出高压 旋喷桩直径与现场土质、土体强 度和喷射压力、流量、提升速度 和浆液稠度等诸多因素的关系， 从而选择适合本场地条件下的喷 射压力、流量、提升速度以及浆 液稠度。 5.3.2 高压旋喷桩施工流程 高压旋喷桩施工流程见右图 3。 5.3.3 高压旋喷桩施工工艺 1、钻机定位。移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放 置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于 1%1.5%。就位后，首先进行低压（0.5MPa） 射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。 2、制备水泥浆。桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先将水加 入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌 1020 分钟，而后拧开搅拌桶底部阀 门，放入第一道筛网（孔径为 0.8mm） ，过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道 过滤网（孔径为 0.8mm） ，第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。 3、插管。采用旋喷注浆管进行钻孔作业时，钻孔和插管二道工序可合而为一。当第 一阶段贯入土中时，可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为：启动钻机，同时 泥浆排放处理 钻机就位 调整钻架角度 钻 孔 插 管 试 喷 高压喷射注浆作 业 喷射结束 拔 管 桩机移位 机具清理 准备工作 制 浆 一级过滤 二级过滤 高压泵对浆液加压 启动高压清水泵、空 压机供水、风 图 3 旋喷桩施工流程图 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 20 页 共 50 页 开 启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射 流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值。在插管过程中，为防 止泥砂堵塞喷嘴，可用较小压力（0.51.0MPa）边下管边射水。 4、提升喷浆管、搅拌。喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥 浆泵压力增到施工设计值（2040MPa） ，坐底喷浆 30s 后，边喷浆，边旋转，同时严格 按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。 5、桩头部分处理。当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下 1.0m 开始，慢速提升 旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升 0.5m，直至桩顶停浆面。 6、若遇砾石地层，为保证桩径，可重复喷浆、搅拌：按上述 46 步骤重复喷浆、 搅拌，直至喷浆管提升至停浆面，关闭高压泥浆泵（清水泵、空压机） ，停止水泥浆（水、 风）的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机。 7、清洗。向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆， 直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。 8、移位。移动桩机进行下一根桩的施工。 9、补浆。喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩， 使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为 1.0 的水泥浆补灌。 5.3.4 高压旋喷桩质量控制 1、单重管法高压旋喷桩施工过程中施工技术参数控制如下：浆液压力 2040MPa， 浆液比重 1.301.49，旋喷速度 20rmin，提升速度 0.20.25m/min，喷嘴直径 23mm，浆液流量 80100L/min（视桩径流量可加大） 。 2、旋喷桩施工质量要求参考下表 4。 表 4 旋喷桩施工质量标准表 序号项目允许偏差检查数量检查方法及说明 1 固结体位置（纵横方向） 50mm用经纬仪检查（或钢尺丈量） 2固结体垂直度1.5%用经纬仪检查喷浆管 3固结体有效直径50mm开挖 0.51m 深后尺量 4桩体无侧限抗压强度不小于设计规定 抽检 2%，但不 少于 2 根 钻芯取样，做无侧限抗压强度试验 5复合地基承载力不小于设计规定 抽检 2，但不 少于 1 处 平板荷载试验 6渗透系数不小于设计规定按设计要求数量加固体内或围井钻孔注（压）水试验 基坑支护及降水施工方