基坑降水及支护设计施工方案.doc

四川省第四人民医院门诊楼基坑降水及支护设计施工方案一、工程概述四川省第四人民医院门诊楼工程位于成都市城守东大街57号（四川省第四人民医院处，西临蓝光大厦）。拟建建筑物为地上七层，高23.10m，地下二层的框架结构单体建筑物，建筑面积3950.0m2,基坑开挖深度地下-8.3m(局部电梯井处挖深为-9.8m)。鉴于拟建物特点及场地地质条件与场地周边环境的具体情况需对地下室工程进行降水及基坑支护方案设计。建筑基坑在平面上呈近规则的正方形，基坑周长约92m。因基坑西、南、东三面近临已有建构筑物，北侧紧临城守东大街，施工场地极为狭窄，可利用空间极其有限，无法按一般放坡或喷锚护壁进行设计，必须采取有效的基坑支护措施。我公司本着技术可行、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，结合公司在成都地区的大量工程实践，确定采用以人工挖孔护壁桩为基坑支护方案。二、场地工程地质条件(一)、地形地貌拟建场地属岷江冲洪积级阶地, 地势平坦、开阔、地貌单元单一，无不良工程地质现象，场地稳定。(二)、岩土构成据四川省建筑设计院勘察分院于2003年五月提供的勘察资料，场地表层2.9-4.3m段为人工杂填土及素填土层，主要由建筑垃圾及少量生活垃圾构成，结构松散； 第四系全新统冲积层主要由粉土（层厚0.3-1.3m），细砂（局部分布,层厚1.0m）,园砾、中砂层厚1.-1.2m)及卵石层组成；下伏基岩为粉砂质泥岩（棕红色、泥质结构、块状构造、泥质胶结）顶板埋深16.5-17.8m。卵石层呈稍密-中密、密实状态,该层分布较广且稳定,工程性能较好,其顶板埋深多在4.7-6.1m,且间夹中细（粉）砂薄层及透镜体。砂卵砾石层是场地主要含水层，下伏基岩为弱（不）含水层。(三)、水文地质条件据地勘资料，场地地下水埋深3.05.0m，且主要由大气降水及地下迳流补给,年变化幅度1.5m左右。砂卵砾石层是场地的主要含水层,该层含水丰富, 渗透性能良好, 据区域资料综合渗透系数K=20m/d（地勘报告未提供）。三、工程特点及编制依据(一)、工程特点 基坑形状为近规则的正方形，基坑开挖深度标高约-8.3米, 属深基坑。 基坑四周地面荷载复杂,离周边建筑物及场区道路很近，属对变形较为敏感的深基坑。 拟建场地地面荷载及地下管网较复杂，必须进行管线探测工作，并需查明邻近建筑物的基础型式、埋置深度及与基坑边线的距离等条件及周边环境状况。 据勘察资料场地内人工填土层较深,且分布较广,该层物理力学性能较差，属于不良工程地质层，工程施工过程中应予以高度重视。 场地地下水位埋深较浅,且施工期将受枯、值雨水季节影响,故对降水工程应予足够的重视. (二)、护壁方案比较鉴于场地地质状况及其周边环境条件，经综合分析，人工挖孔护壁桩方案优于喷锚护壁等方案，其优越性有以下几点： 拟建物西、南、东三面紧临已有建筑，北侧紧靠市政主要干线（东大街），且地下管网不清，工程周边有效空间极为狭窄。而人工挖孔桩护壁可在有限的场地外缘条件下作业，不受周边建筑物及其基础的影响，喷锚方案锚杆均需考虑与相邻建筑物间距及地下管线等诸多不利因素。 桩护壁在场地允许情况下可全线或多点同时交叉作业，施工工期易于把握。 桩护壁施工管理方便，它与基坑开挖等工序无相互影响。 场地内卵石层顶板以上广泛分布着厚度较大的软弱砂层，锚杆抗拔力难以达到要求（锚杆长度不能达足够长时），而中密-密实卵石层中锚杆施工难度较大，往往锚杆长度不易达到设计长度，从而会影响锚固效果。 桩护壁方案在基坑降水满足要求的前提下，基本不受地层因素影响。 就成都市区基坑护壁工程来看，人工挖孔桩护壁安全性高、技术可行、基坑变形较小且经济合理。(三)、方案编制主要依据 四川省建筑设计研究院提供的建筑总平面图 四川省第四人民医院门诊楼详细勘察阶段岩土工程勘察报告书 建筑基坑支护技术规范（JGJ12099） 建筑桩基技术规范JGJ94-94 深基坑工程设计施工手册 基坑支挡设计施工手册四、基坑降水工程方案设计及施工组织计划、方案设计依据1、建筑与市政降水工程技术规范（JGJT11189）2、供水管井设计技术规范（GB5029699）3、基坑支护要求 降水方案技术要求1、降水面积：约950m22、降水深度：地表面以下12.5m（基坑支护按11.5m桩考虑）3、降深要求：按正常水位3.0m计，则降深S9.5m 降水方案设计1、参数选择 K20m/d A30952m2/d (A=k.M/S, S取0.0084，M按13.0m计）2、降水设计计算 降水范围等值圆半径（RO）计算 L+B RO17.0m (取1.16) 4(2) 降水范围涌水量计算据规范按面状基坑潜水完整井计算1.366K(2H-S)SQ=4400.0 m3/d (1) LgR-lgRo（K：渗透系数；H：含水层厚度；S：降深；R：影响半径；RO：等效园半径）(3)降水井井深计算 Hw=Hwl+Hw2+Hw3+Hw4+Hw5+Hw6=22.5m (2) (Hw：基坑深；Hw2基坑底至水位深度；Hwl水力坡度深度；Hw4水位变幅；Hw5过滤器工作长度；Hw6沉砂管长度)(4) 单井出水量计算 Ldq=24=1800.0 (3) a(L过滤器淹没长度不小于10.0m；d过滤器外径300mm；a系数取40)(5) 降水井井数计算 n=Qq =2.93 (4)(群井干扰系数,取1.2)(6) 降水水位预测据面状基坑稳定公式 Q 1 S=H-H-lgR- lg（r1,r2,r3,rn）(5) 1.366K n通过计算降水水位至少达到地面下13.0m。 (n井数，r1、r2rn井至任一计算点距离，其它符号同前)。3、降水井方案将计算参数分别代入上述公式，通过计算，针对该场地及周边环境实际情况作出降水方案如下： 降水井井数共计3口。 降水井井深：22.5m。 井间距2530m。 降水井井径300（管外径360，成孔孔径600m）。 单井有效过滤长度不少于10.0m，井壁采用水泥井管。降水井设计方案工程量及主要材料用量见下表：井深进尺(m)井管用量(m)砾 料(m3)电 耗(kw.h)黄 泥(m3)滤管井壁管67.530.037.51520002(四)降水井施工组织计划1、施工工艺采用CZ一22型冲击成孔、泥浆护壁工艺成孔，其工艺流程如下：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2、主要注意事项(1) 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。特别注意砂层等软弱地层段的施工安全。(2) 井管焊接牢固，铅正居中。(3) 滤料采用36mm砾石均匀填实。(4) 洗井彻底，直至水清砂净达规范要求为止。3、人员与设备计划人员：技术管理员1人，机长1人，施工人员68人。设备：CZ一22型凿井钻机1-2台，电焊机2台，空压机1台；活塞2套，斗车1辆，其它配套器具及电缆管线若干。4、工期：有效工期7天（不考虑夜间施工）。(五) 降水根据各降水井出水能力等具体情况,选择适宜泵量及扬程的潜水泵分别安装于各井内,视场地统一排水及沉砂池位置,辅设好排水管道,以利集中排水, 以保证降水达到预期效果, 满足基坑及护壁工程的施工要求。据场地附近降水工程经验，降水泵泵量一般为50-80m3/h，出水管管径宜108-127。降水用电源由甲方指定的配电房接入。根据场地周边环境条件，排水系统拟采用钢管排水至沉砂池，通过1个沉砂池，三级沉淀后集中排水至甲方指定的市政污水管网。五、基坑支护设计施工方案基坑支护方案根据建筑基坑支护技术规程(JBJl20-99)，结合成都地区工程经验及本工程现场实际情况，确定采用以人工挖孔桩护壁桩施工为主的基坑支护方案。本工程基坑侧壁安全等级为一级。(一)、基坑支护设计参数设计参数取定值 场地内主要土层的物理力学参数（参考地勘资料）:土层名称 (KNm3)C(kPa) ()人工填土18517中细砂190.030稍密卵石21038中、密实卵石23.51540(2) 基坑深度：-8.30m（含底板及垫层）(3) 地面附加荷载:q=20kN/(4) 填土层厚度设计值Hz=4.3m(5) 砂层厚度设计值Hs=1.0m(6) 卵石厚度设计值H2=3.0m(二)、支护设计计算将基坑支护设计参数输入计算机，用基坑支护软件计算后，再按悬臂理论分析、结合大量的工程实践来确定各种施工参数。(三)、支护技术方案概述及施工技术要求1、桩身标准配筋详见结构图，桩数n=38根，沿基坑四周单列布置，桩距2.5-2.7Om(桩中距)，南侧近医院段桩距设为2.5m,桩径为1000mm(详见平面布置图)，护壁桩长达-13.5m(假设地面标高为0.00,圈梁高0.5m,且圈梁下卧0.5m,实际桩长l=12.5m), 桩的嵌固深度t=5.2m，桩身及圈梁混凝土强度均为C25，桩护壁砼强度为C15，护壁圈厚75150，节高1000mm，遇土质不好时节高按0.500.3m施工。2、桩顶圈梁宽1000mm(水平方向)，高500mm。3、桩芯及联系梁拟宜采用C25商品砼。4、桩间土护壁措施：桩间采用钢筋网喷细石砼，砼强度为C15，厚68 cm ,(需加钢筋网地段时,其网片规格为6.5200200)。5、挖孔桩施工时，应按测放桩点开挖，平面误差不得超过5cm，桩径误-0cm +10cm。6、桩身应保持垂直，支模时应严格校中，垂直度3。7、开孔直径为设计桩径加两倍护壁厚度。1000桩桩孔直径即为D=1000+400=1400mm，孔径容许偏差30mm。8、护圈应与土体紧密接触，钢筋网6.5300,上下节钢应钩接,护圈砼应振捣密实。 9、混凝土浇注时，桩身上部应每浇注厚1m左右，应用振捣器振捣密实。10、孔底不允许有虚土、沉渣。11、护壁混凝土拆模时间应大于12小时或砼强度达到1.0MPa，温度低时施工可掺加水泥用量2的速凝剂，以加速砼硬化。12、护壁配筋、桩身结构及圈梁配筋见护壁桩结构图。13、桩身主筋与主筋连接必须采用焊接，接头必须符合施工规程的要求。14、孔内绑扎钢筋笼。15、钢筋笼在绑扎、吊装和埋设时，应确保钢筋笼的安放方向与设计方向、位置一致。16、应严格控制进场商品砼的材质。17、施工联系圈梁前，桩顶的浮浆应凿除，并清理干净，桩顶以上露出的钢筋长度应达到设计要求。18、做到文明施工、安全施工。桩护壁体系工程量见下表（实际方量以现场发生为准）：项 目工 程 量说 明单位数 量合计桩孔桩孔土方M37793640孔径1400mm，孔深13.5m护圈砼C15M3382壁厚150200mm,现场浇注桩芯砼C25M3441商品砼地梁地槽土方M3113长112.4m,深1.0m梁砼C25M357商品砼土壁护壁面积M2480桩间土壁面砂浆砼量M329桩间护壁,砂浆现场拌制三材用量钢筋材料10上t30桩钢筋笼及圈梁钢筋10下t6桩钢筋笼及圈梁钢筋R425水泥t140不含商品砼用量砂石中砂M392不含商品砼用量米石M3喷射砼护桩间土壁时才用砾石M3230不含商品砼用量(四)、人工挖孔护壁桩施工工艺挖孔桩采用流水作业，其流程：(1) 桩孔：测放桩位开挖支模浇护圈砼养护拆模开挖第二圈成孔验收扎筋校正浇筑砼(2) 联系梁：挖地槽支模绑扎钢筋浇筑连续梁砼(3) 桩间护壁：桩间土壁修整挂网喷射或抹水泥砂浆置泄水孔(五)、施工技术措施1、测定桩位：根据建设方提供的基础平面图及四角控制坐标，由我公司测量人员用经纬仪根据控制坐标点放出各个轴线控制点，并将此控制点做为永久性轴线控制点，现场测量人员通过此控制点按开挖线要求用钢尺丈量出各个 桩位并打入木桩以作标记。2、桩位控制为确保开挖质量，开挖源采用中心画园，挖至50cm时，校核桩径、桩位，无误后，方可继续下挖，并边挖、边校。3、土方挖掘：土方挖掘是在桩孔内由人工进行挖掘，桩孔上端架立小型机架筒垂直运输土方，提运土方应转至孔口有效安全距离之外。桩孔挖掘时如需照明，必须要用36V的低压灯照明，必要时用鼓风机向桩孔内送风。4、砼护圈：护圈的结构形式为斜阶形，厚约150200mm，单元高度1000mm，用C20砼浇筑。模板采用木质模板。待挖至约10m时，及时支模。支模前，首先应清除浮土，修正孔底、孔壁，夯实底部，经锤球吊中检查无误后，方可进行模具安装固定。浇筑砼过程中，采用人工四周均匀下料，从上而下，边浇、边捣。砼经浇筑完毕后，再用锤球吊中，发现问题及时解决，待护圈砼养护12小时后拆模。拆模采用手锤振动上拔，避免重力振动，模具拆除后，立即清洗上油，以备后续使用。按上述反复进行，直至孔深达到要求。5、验收：成孔后，对桩径进行检查，并用锤球吊中，以检查桩孔垂直度。现场实测桩顶控制标高，并标定于孔壁可靠位置。6、钢筋制作安装：A 钢筋配料和加工制作，必须严格按照施工图和规范的规定进行，主筋接头要相互错开，使同截面接头根数不超过其总根数的一半。B、对进场的钢材要严格把好质量关，必须要有出厂合格证和复检报告，按品种、规格分批号验收。焊接时，必须按规定随机抽取试件，以做抗拉、抗弯试验。C、钢筋笼采用孔内绑扎成形的方式施工。D、为确保钢筋保护层厚度，施工时应分段绑扎找中器三付E、钢筋笼的质量检查检查钢筋直径、根数、间距及位置是否与图纸相符。钢筋的接头位置及搭接长度是否符合规范要求。钢筋表面是否清洁。钢筋是否端直。7、砼浇筑：A、砼浇筑工作在隐蔽工程签证手续齐全之后方可进行。B、商品砼相应强度等级的材质证明书，据砼方量或部位按要求取砼试件送检。C、商品砼浇注时应边浇、边捣，浇筑过程中应特别注意砼的离析，控制好砼的塌落度。(六)、水平位移监测护壁桩施工完毕后，于地面上设置水平位移监测点。以便基坑开挖过程中对护壁质量进行监测，发现问题及时采取补救措施。(七)、质量保证措施1、确保工程质量的综合措施(1)、为确保工程质量，护壁桩桩顶采用断面为1000500联系圈梁。并在其上做2的散水坡道，使积水汇入四周排水通道。桩间坑护壁做法为:待桩开挖出后，先清除桩壁浮土及修整桩间土壁，固定挂网，最后喷射砼，为增强边坡稳定性，分段设置排水孔。(2)、各工序施工必须按照施工图、施工规范和本施工方案中的有关规定执行，周密地组织施工和操作。(3)、施工前各级施工人员必须熟悉图纸，施工组织设计经讨论通过后逐级进行书面的或口头的技术交底，阐明各工序施工的依据、施工的要点、质检标准以及有关的注意事项，交底到班组。质量安全交底记录要列入工程技术资料，留档备查。(4)、用于工程上的原材料，必须按照质检标准中质量保证资料所规定的核查项目和要求，进行入场的检查试验，必须有材质证明书和试验报告，不合格的一律不得使用。(5)、施工现场需配备足够的防雨用具和小型抽水设备。(6)、在桩芯、联系梁砼浇筑完毕后，作好浇水等养护，以防砼出现裂缝。(7)、施工原始记录必须齐全，施工过程中做到及时填写，内容真实，以准确反映施工过程及质量。(8)、浇筑护壁砼时，必须对称均匀下料，振捣密实，并根据土层渗水情况，使用速凝剂，如发现护壁有蜂窝，漏水现象时，应及时补强以防造成事故。在降水井旁的挖孔桩应增加安全措施，如护壁圈内从上至下配置钢筋网(以护圈配筋图为参考)、加厚护壁等。2、基坑开挖后，拟布若干个观测点，测定桩位移量，每周监测两次以上并做好记录。实际监测中, 也可结合裂缝相对位移法进行观测, 即根据原有裂缝的相对运动值判定基坑水平变形。(八)、确保施工现场安全生产的措施确保施工现场安全生产的措施为确保现场施工人员、设备、材料的安全，预防和杜绝工伤、机械、交通事故的发生，施工人员必须严格遵照建筑施工安全操作规程、规范及劳动安全条例等有关规定组织生产。l、安全生产总则(1) 由于该挖孔桩孔较深，因此施工中应特别注意安全生产，加强安全意识，做到安全第一。(2) 现场必须加强安全管理，并设置专职安全员随时检查工地安全生产情况，发现事故隐患及时反映并排除。(3) 建立完善的安全生产责任制，开工前由工程负责人对全体人员进行安全生产教育，把安全生产落实到每个班组，每个人，做到安全生产有奖，违章必究必罚。(4) 设备操作人员及电工必须持证方能上岗。(5) 进入施工现场必须佩带安全帽，严禁穿拖鞋及酒后作业。(6) 现场设置必要的安全警示标志及标语。2、保证安全生产措施(1)、严格执行各项安全管理制度和安全操作规程。(2)、破土开挖前应做好一切施工前的准备工作，并检查是否有不安全因素存在。(3)、第一圈护壁应高出地面1020cm，孔口四周必须设置护栏或者用钢筋网盖盖住孔口。(4)、孔内必须设置应急软抓梯，井下作业人员戴安全帽及安全绳。(5)、工地安全用品应配备齐全，挖孔施工中，井上井下人员应密切配合，统一号令，装土不应过满，提升要平稳，孔口周边弃土要及时清理，以防土石块掉入孔内造成人员伤害。机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响。(6)、加强用电安全措施，电器设备的检修及安装，必须由专职电工进行，施工用电注意绝缘防水，严禁带电作业，孔内照明采用36伏低压防水带罩灯。(7)、当桩孔较深孔内作业时，每日开工前必须检测井下是否有毒气体，有足够的安全防护措施，必要时应有专门的送风设备。(8)、不许片面追求挖孔进度，当护壁砼强度未达到规定要求时不得强行拆模。(9)、施工现场应严格控制水源，必须设置必要的灭火装置，对现场工作人员必须进行消防教育，以防止火灾事故的发生。(10)、施工中如遇地下管线，应立即报告施工负责人，经有关人员处理后方可继续施工。(九)、人员及机具设备组成1、 工人员组成一览表序号工程名称人数备 注1技术管理人员3工程项目负责：1人技术负责：1人施工技术员：2人安全质量员：1人2普工20-303模工44砼工45电焊工26钢筋工67电工18机操工22、施工机具设备计划实际施工时，根据现场实际情况适时调整，投入主要机、器具如下：序 号机具名称单 位数量备 注1经纬