基坑护壁、降水专题方案.doc

209所科研综合楼护壁、降水、土方工程第一篇 基坑护壁方案设计一、前言拟建的二0九所科研综合楼工程位于成都市人民南路南四段七号二0九研究所内，设一层地下室，场地自然地坪标高暂按低于设计室内0.00为500，基坑开挖深度为-6.30米（局部为-8.30米）；建筑物采用筏板基础。基坑周长约235米，基坑占地面积约为3322，基坑支护面积约为1700。由于场区较为狭窄，开挖不能采用放坡的方式，必须采用安全、有效的基坑支护措施。二、场地工程地质条件(详见本工程岩土工程勘察报告)三、支护设计概要（一）设计依据（1）拟建建筑物施工总平面布置图及地下室墙体详图（2）岩土工程勘察报告（3）建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）（4）地基基础工程施工及验收规范（GBJ202-83）（二）基坑支护设计1、支护设计基本依据基坑开挖深度暂定H=-6.30米（局部为-8.30米），其他数据详见岩土物理力学指标表。 2、支护设计计算喷锚支护结构采用分层法进行设计计算，人工挖孔桩采用悬臂桩进行设计计算，并结合成都地区工程经验进行调整。A、设计参数岩土体力学参数根据工程地质概况情况，场地内主要岩土体的物理力学参数参照有关资料如下表所示：地层HrC厚度m重度KN/m3粘聚力KPa内摩角素填土1.2-2.719.1040.116.0粉土1.3-3.619.0045.030.0细砂1.1-2.116.8010.021.0卵石5.4-8.117.704.030.0密实卵石0.7-8.923.004.045.0基坑四周堆载q：泵车停放地段荷载50Kpa，其余0 Kpa计算。放坡量暂考虑为：0.8m。支护面积：约1700。B、侧压力峰值PmPm=0.55g2(45-/2)rH(C/rH0.05)R各土层原加权容重（KN/m3）H基坑深度（m）各土层的加权内摩擦角（）C、地表堆载P1P1=g2(45-/2) qD、每一锚杆所受的最大拉力NN=PSVSh/COSOP=P1+PqO锚杆的倾角(),取O=15P锚杆长度中点所处位置上的侧压力(KPa)P1锚杆长度中点所深度上由支护土体自重引起的侧压力(KPa)E、各层锚杆在设计内力时满足下式：Fs-d1.1d2FYK式中：Fs-d锚杆的局部稳定性安全系数，取1.1N锚杆的设计内力(KN)d锚杆直径(m)FYK钢筋抗拉强度标准值(KN/m2)F、各层锚杆的长度满足下列条件LL1+ Fs-dN/d0L1锚杆轴线现倾角(45+/2)斜线的交点至锚杆外端的距离；为各层土体的tg；按其厚度加权的平均值算出。d0锚杆孔径(M)锚杆与土体间的界面粘结强度 另外还进行了Columb理论，对数螺线破坏理论等计算分析，并对设计结果进行了内部稳定性分析，拟挡土墙分析等。经计算比较和结合成都地区实际施工经验，支护设计参数确定如下：锚杆排距：SY=1.5m锚杆列距：SX=1.2m锚杆总排数：N=5排锚杆钢材：48，3.5焊管锚杆孔径：D=48mm锚杆下倾角：a=5-30喷射C20砼厚度：B=80mm钢筋网布置：6.5200200加强筋：16加强筋布置：15001200G、坑壁变形及稳定性简要分析a、坑壁的稳定性主要为第一层或第几层和对最软弱介质的稳定所制约，坑壁破坏所产生的滑移面尽管是随机的，但都是可以控制的。根据其特点，优势滑移线随基坑下挖而转移，在基坑深度不变的情况下，基优势滑移介面一定的距离，经锚杆高压注浆后土层力学性质结构得以改变提高，则其基坑变形将会得到有效控制。 滑移面的优质滑移角：a=arccos/(1-sin)其滑移面之优势曲率半径为：R=H/sinarcsin(sin/tgtga) b、根据极限平衡原理理论特点，坑壁变形水平位移须满足：xkHH基坑深度K国家规定的允许位移变形系数 位移变形较复杂，它同土层内外力的合力、锚杆整体的锚固力以及基坑高度变化有关。x0.45mm左右，小于国家规定的允许范围之内，因此该锚杆布置是可以满足要求的。 3、计算结果 A、喷锚支护： 基坑开挖后，所有坑壁采用喷锚支护，基坑周边临近建筑物距基坑距离较短，故壁面放坡按0.8米进行施工。距自然地表0.8米设置第一排锚杆；喷锚支护结构采用48mm（=3.5）钢管作锚杆，锚杆纵横间距为1.51.2米，锚杆长度根据锚杆所处的位置，经计算确定（详见图2）；锚杆加工数个810mm小孔，以利锚杆压浆；锚杆倾角15，纵横向均采用16钢筋连结，并与锚杆焊接牢固；壁面挂6.5200mm的钢筋网片，然后喷射C20砼，共同构成钢筋混凝土挡土面板；钢筋混凝土面层与锚杆共同作用，形成喷锚支护结构为防止地表水渗入基坑及混凝土面层的整体性，基坑顶面向四周延伸1.00宽混凝土面层，厚度100mm；喷射混凝土厚度80mm，锚杆灌浆采用纯水泥浆，压力应大于0.5Mpa，锚杆全长压浆（详见附图2）。B、AB、EF区段：由于AB区段使用荷载高达50Kpa，EF区段距原建筑较近，为保证邻近建筑物的安全，单纯使用喷锚支护结构无法满足其使用要求，故在本区段加设人工挖孔桩（A型桩）进行补强。开挖深度：H=6.30m嵌固长度：D1=4.4 m（有外部荷载50Kpa地段），D2=2.40m（外部荷载0Kpa地段）。 桩长：L1=H+D1=6.30+4.40=10.70 m L2=H+D2=6.30+2.40=8.70m 桩身结构设计： 采用C25砼，fcm=13N/mm2 级钢筋，fy=310N/mm2 该区段布置人工挖孔桩间距2.8m，水泵房地段条件较差,根据施工情况可适当加密,桩径1000mm，护壁厚150mm，A型桩桩身配筋612+1525，桩芯混凝土强度等级为C25，桩顶混凝土灌注至自然地面下0.40米，桩顶应统一在同一水平面上，人工挖孔桩护壁混凝土强度等级为C20（详见附图3）。 为使各桩互相扶持，均匀受力，在桩顶设1000400连梁一道，连梁的作用在设计计算中未予考虑，仅作为安全储备。连梁配筋见附图。 C、FG区段： 由于本区段基坑开挖深度达8.00m以上，同时该区段埋设有市政管网，为防止破坏市政管网，单纯使用喷锚支护结构很难保障安全要求，故在本区段加设人工挖孔桩（B型桩）进行补强。 开挖深度：H=8.30m 嵌固长度：D=3.40m 桩长:L=H+D=8.30+3.40=11.70m 桩身结构设计: 采用C25砼，fcm=13N/mm2 级钢筋，fy=310N/mm2 该区段布置人工挖孔桩径1000mm，护壁厚150mm，桩距2.80m，B型桩桩身配筋612+625+425，桩芯混凝土强度等级为C25，桩顶混凝土灌注至自然地面下0.40米，桩顶应控制在同一水平面上，人工挖孔桩护壁混凝土强度等级为C20（详见附图3）。 所有人工挖孔桩间土仅采用喷射砼挂网护土，不再设锚杆。为使各桩互相扶持，均匀受力，在桩顶设1000400连梁一道，连梁的作用在设计计算中未予考虑，仅作为安全储备。四、施工技术要求及技术措施 1、施工依据本支护工程根据以下规范及方案进行施工：（1）地基与基础工程施工及验收规范（GBJ202-83）；（2）工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程（JGJ4-80） （3）混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204-92）； 2、喷锚支护施工 喷锚支护应严格按有关规程、规范及施工设计图认真施工，锚杆灌浆压力不小于0.5 Mpa，水泥使用425#R普通硅酸盐水泥，砼粗骨料采用直径25砾石，细骨料采用中砂。(1)杆施工时，采用锚杆钻机成孔，然后进行锚杆施工，业主应提供基坑四周30m范围内城市管网详细分布图。锚杆应从城市的水、电、气等管网的上、下穿过，不得破坏水、电、气、通讯等管网设施。(2)锚杆加长焊接采用绑焊，采用25长16钢筋三点双面焊接。(3)钢筋网片现场制作并与上层网片搭接牢固，主筋与锚杆焊接牢固，用30长16钢筋及主筋共同作用固定焊接于锚杆上。(4)坡顶应做好排水措施，有必要时护壁上应安置泄水管。3、挖孔桩施工技术要求 （1）桩身结构详见设计图。沿基坑边呈单列布置。桩径1000，桩8.7011.70m，桩顶设计为自然地面以下-0.400m，并控制在同一水平面高度上。（2）挖孔桩护壁采用C20混凝土支护，壁厚150，节高1.0m；桩芯砼为C25。（3）连梁高400，宽1000。（4）桩位施工允许偏差小于50，桩孔垂直允许偏差小于1%。（5）挖孔直径为设计桩径加两倍护壁厚度，即D=1000+2150=1300。（6）护壁混凝土拆模时间应大于24小时。（7）护壁配筋、桩身钢筋笼结构及圈梁配筋详见基坑护壁设计，主筋采用级钢，箍筋采用级钢。（8）桩身主筋与主筋连接采用井下搭接焊，焊件试验必须合格。（9）在钢筋笼同一截面内（35倍主筋直径且不小于500区域）同一根钢筋不得有两个接头，且有接头的钢筋数不得超过钢筋总数的50%。（10）钢筋笼制作允许偏差如下表:钢筋笼制作允许偏差表项次项目允许偏差（）1主筋间距102箍筋间距203钢筋笼直径104钢筋笼长度50（11）钢筋笼混凝土保护层厚50。（12）桩芯混凝土，强度等级为C25连梁混凝土强度等级为C20，护壁混凝土强度等级为C20，灌注桩混凝土及连梁混凝土采用自搅拌砼。（13）灌注桩芯混凝土时应分层振捣，每层振捣厚度不大于1.5m，灌注时要分段振捣密实。（14）桩芯混凝土灌注要求从桩底到桩顶一次完成，如遇特殊情况（停电、下大雨、设备故障等）致使停顿时间超过3小时以上，必须按规范处理施工缝。（15）工程所用钢材、水泥必须具有出厂材质证明书，不论产地检验合格方可使用，不合格的材料绝对不进现场。（16）工程所用粗、细骨料应按规定验收，合格方能使用，细骨料用中砂、粗骨料用直径为2080卵石。五、施工方法及质量保证措施1、喷锚施工顺序喷锚支护工作是与基坑开挖同步进行，其施工流程如下：基坑开挖人工修面控制深度锚杆施工锚杆焊接控制锚杆角度及长度制作钢筋网控制网片间距及搭接长度焊主筋控制焊接质量主筋与锚杆固定配料调试机具控制配合比喷射砼控制面层厚度安置泄水管壁面养护锚杆压浆控制水灰比及压浆量开挖下一段。2、挖孔桩施工流程a测量放线（确定桩位）；b成孔（挖孔、支模、浇筑护壁混凝土、拆模）；c绑扎钢筋笼（绑扎成型、定位加固）；d浇筑桩芯混凝土；e连梁施工（挖地槽、支模、绑扎钢筋、浇筑混凝土）。3、挖孔桩施工方法（1）测量放线根据甲方给定现场基准线放出桩位轴线，并按基础坑护壁桩位平面图放出各桩孔中心。桩位轴线两端应设置永久性标志。（2）成 孔破土前先以桩位中心为圆心，以1300为开挖直径开孔。成孔采用分段开挖支护法，开挖一节支护一节，每节高度1000。挖孔由人工自上而下逐层进行，弃土装入吊桶通过滑车提升，孔口搭设脚手架。孔壁采用现浇混凝土支护方法为：第一步,支模,采用木模；第二步,浇筑混凝土；第三步,拆模。拆模后进行下段开挖，如此循环，直至终孔，最后验孔。挖出的土倒放在指定的地点，然后由土方挖运单位运出场外。（3）钢筋工程桩身钢筋笼采用在地面备料，孔内绑扎成型。钢筋笼主筋先在地面按设计长度搭接好，待终孔后一一放入孔内，并按设计主筋位置及标高固定，然后缠绕并绑扎螺旋箍筋。钢筋笼成型后，用钢筋头将其固定在桩孔中心。甲方复核无误后方可施工。（4）混凝土工程护壁混凝土使用自搅拌混凝土，灌注过程中用振动棒分层振捣密实。（5）连梁施工当挖孔桩部分施工完成后，可开始连梁施工，其方法为：第一步，挖地槽。地槽位置按连梁的设计位置测放，并用灰线标出。第二步，清理桩头。第三步，支模，直接在地槽内进行，甲方在槽壁标出连梁顶面标高。第四步，布筋。钢筋在槽内绑扎成型。第五步，浇筑混凝土。最后对混凝土进行养护。4、桩间土护面桩间土采用挂网素喷方式进行支护，随土方开挖进行。分层高度为1.5m。5、质量保证措施本工程采用项目法管理，实行项目经理负责制,项目经理为工程施工的第一责任人，负责有关工程的人、财、物的调配，协调与甲方、设计单位及现场监理等各方的关系，确保工程全面正常施工。（1）对甲方交付使用的建筑轴线，我方测量人员必须严格复核，并对轴线控制标志严加保护，以保证桩位准确性。（2）第一节护壁高出自然地坪200，以防地表水或弃土进入孔内。（3）第一节孔壁支护后，将桩位“+”字控制标志投入到孔口护壁圈上，用红“” 标定。（4）每节桩孔开挖结束后，用线锤检查该孔段的孔位、孔径、孔斜，合格后方能支护。支模后应用同样方法对成型孔径、中心度、圆整度及垂直度进行检查。（5）浇筑护壁混凝土时，必须对称均匀布料，用振捣棒分层插捣密实，并振打模板，以防出现峰窝麻面。（6）终孔后，将混凝土灌筑标高，连梁顶面标高投入到护壁圈上，用红“”标定。（7）在终孔后以及钢筋笼成型固定后，必须由质检员配合甲方现场监理对成孔质量及钢筋笼成型质量进行验收，合格后方能进行下道工序。（8）由于桩孔较深、灌注混凝土当深度超过3.0m时应安放串筒以防混凝土碰撞钢筋笼及混凝土的离析。（9）浇筑桩身混凝土时，井口设专人把关，严格按要求振捣密实。（10）施工原始记录必须齐全，施工过程中做到及时填写。施工用电量计划70KW，用水保证40水管通水量。六、施工监测安全措施施工监测：支护体系全部完工后，甲方在基坑周边布置观测点，进行支护位移观测，分别在基坑开挖深度0m、3m、6m时进行三次观测。以后继续进行位移观测，前期每3天一次，后期每天一次。遇特殊情况（如遇暴雨等）增加观测次数。当有足够的观测资料证明坑壁稳定性良好时，可停止位移观测。安全措施： 1、安全生产总则（1）由于挖孔桩深度较大，因此施工中应特别注意安全生产，做到质量第一，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，开工前由项目负责人及安全员对全体人员进行安全生产教育，把安全生产落实到人，做到安全生产有奖，违章受罚。（4）设备操作人员及电工必须持证上岗。（5）进入现场必须佩戴安全帽。（6）现场设置必要的安全标志。2、安全技术措施（1）破土开挖孔周围统一用架管搭设门架，作为人员及重物上下的支架。 （2）孔内作业人员必须戴好安全帽及安全带，且孔口有固定人员随时看守。（3）孔内照明采用36伏低压防水带罩灯。现场统一安装碘钨灯以保证场地夜间照明。（4）当桩孔较深时孔内作业应采取通风措施，可用空压机通过送风管将风送入孔内。（5）安全员必须对孔内提升设备（吊桶、麻绳、滑车或电动葫芦等）经常进行检查，不安全者不能使用。（6）现场降水员采取24小时值班，随时观测孔内地下水位情况，发现异常及时采取措施，以保证桩孔安全，现场抽水不得停顿。（7）在第一节护壁上用16钢筋，做成钢筋网盖住孔口，以防人员误落孔内。（8）施工中遇到地下管线，应立即报告现场施工负责人，经有关人员处理后方可继续施工。七、施工进度计划 挖孔桩工程计划组织7个挖孔班，每班同时开挖两个孔，同时开挖14个桩孔，计划7天完成。在挖孔同时组织钢筋班人员制作挖孔桩的钢筋笼。待所有挖孔桩终孔后，再组织人员浇灌桩芯混凝土，挖孔、制作钢筋笼、浇灌混凝土可相互交叉作业。浇灌桩芯混凝土需要3天时间。与此同时可开挖连梁和制作连梁钢筋，需要5天时间。桩间土护面工作需与基坑土方开挖配合进行，因此不进入施工进度计划。挖孔桩及连梁施工进度计划见下表。整个挖孔桩护壁工程实际工作时间需25天（不含桩间土护面工程）。施工进度计划表序号工作内容进度安排1015251桩孔开挖2绑扎钢筋笼及浇灌桩芯砼3开挖连梁、钢筋制安、浇灌砼4喷锚支护及护面与土方开挖交叉进行主要管理人员及设备组织：1、主要管理人员项目班子以项目经理牵头，由专业副总工程师进行技术把关。施工管理经验丰富的技术及施工人员参与现场管理，从技术、质量，到安全、监测、现场管理、设备维修全部为公司职工亲自参与以保证项目的顺利完成。2、主要设备（1）挖孔设备 7套（2）钢筋切割机 2台（3）电焊机 2台（4）配电箱 1台（5）手推车 30辆（6）搅拌机 1台（7）振动棒 2台（8）空气压缩机 12台（9）锚杆机 2台（10）制浆机 1台（11）压浆机 1台（12）喷射机 1台（13）锚杆钻孔机 1台八、基坑支护方案设计图附后。第二篇降水工程一、概述本工程基坑开挖面积47.25*71.89 m2，基坑开挖深度为-6.21m(局部为8.21m)，在考虑到基坑护壁桩最深处长度达12.60m，要求场地地下水水位降至13.0m。根据场区地勘报告，场区第四系厚约20.0m，其中06.0m为各类土层，6.020.00为砂卵石层，因此将该卵石层视为一个混合含水层。二、降水设计参数的选取根据地勘报告场区静止水位为S=