基坑支护与土方工程

第一节 基坑支护与土方工程 一 工程概述 本工程基坑深度约 22m 占地面积 11377 平米 土方开挖体量约 25 万方 土方消纳点 运距 20km 肥槽回填为 2 8 灰土回填 夯实系数 0 94 岩土工程勘察报告由业主单位后 期提供 基坑护坡形式和降水形式最终由业主单位和专业分包决定 本次拟定基坑护坡形式 为土钉墙和桩锚支护体系结合 支护桩外圈采用三轴搅拌桩止水帷幕 二 护坡工程 在本工程拟建场地范围内 现场四周基坑周边均紧邻用地红线 因此 基坑采用土钉墙 及桩锚支护体系 1 土钉墙施工 1 1 土钉施工工艺 施工工序 修整工作面 测量放线 土钉成孔 放置杆体 挂网 上加强筋 注浆 补 浆 喷射混凝土 1 1 1 修整工作面 基坑开挖过程中总包单位应协调土方施工单位密切配合 按设计坡比及竖向排间距开挖 严禁超挖 欠挖 及时修坡 保证坡面平整度 修坡时拉好控制线 保证坡面平直 在坡顶 吊线锤控制坡度 超挖 碰撞上部支护结构影响边坡稳定与安全 欠挖增加人工修坡量 产 生降效 工作面开挖时应有人跟踪指挥 防止坡面超挖 欠挖及触碰上部施工完的作业面 土层稳定性不好的部位减少每步开挖深度和长度 或先喷射一层细石混凝土后再进行成 孔等下步工序施工 1 1 2 测量放线 坡面修理平直整齐后 根据水平及竖向间距放线定土钉孔位 上 下排土钉孔宜呈矩形 错开 1 1 3 土钉成孔 根据现场地层情况 可使用洛阳铲进行人工成孔 也可以用机械成孔 人工成孔 须注 意控制成孔角度 避免打水平孔 钻机成孔 注意控制钻进过程中钻机移位 避免出现斜孔 1 1 4 放置杆体 成孔结束 放置土钉杆体 根据设计 杆体采用 1 根直径 20 的 HRB400 型三级热轧钢筋 放置杆体应对正杆体的方向 禁止杆体置入后再扭转方向 1 1 5 挂网 上加强筋 土钉注浆完毕 披挂面层钢筋网 每片钢筋网尺寸为 200mm 200mm 相邻两片钢筋网 搭接长度不小于 300mm 用火烧丝绑扎结实 相邻网片之间钢筋甩槎 并将接头错开 另外 面层网上每 1m2绑设一块垫块 以保证喷射混凝土后 面层钢筋网留有 3 5cm 的砼保护层 充分发挥钢筋骨架的作用 挂网之后 焊接 1 根直径 14 的 HRB400 型三级热轧钢筋横向加强 钢筋 把所有土钉杆体与加强筋连接起来 每隔 3 0m 设置 1 根直径 14 的 HRB400 型三级热 轧钢筋 使土钉杆体 面层网 加强筋构成一个完整的骨架 杆体与加强筋连接采用单面焊 焊接长度不小于 14cm 1 1 6 搅拌水泥浆 注浆 成孔的同时 按设计配比现场搅拌素水泥浆 水泥净浆 水灰比为 0 45 0 5 搅拌 均匀后 放入浆液池中待用 现场技术人员严格控制水灰比 浆液池中素水泥浆留放时间不 得超过终凝时间 控制在 3 小时之内用完 待一批土钉的主筋都放入后 用注浆泵统一注浆 要求须将注浆管插到距孔底 50cm 确保土钉钻孔内的注浆质量 素水泥浆采用 P O 42 5 水泥搅拌制作 注浆采用软塑料管从 孔底注浆 每孔至少在注浆后再补浆 1 2 次 1 1 7 喷射混凝土 水泥采用 P S A 32 5 水泥 骨料采用中细砂 砾石 粒径不大于 15mm 面层混凝土 混合料按送检得到的配合比报告进行配比 施工前做好试配 锚喷混合料采用机械搅拌 现 场做好计量工作 喷射混凝土作业必须分片分段依此进行 喷射顺序自下而上 喷射机应密封性良好 输 料连续 均匀 空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的要求 喷射机司机应按规程操作 作业开始时 先送风 后开机 再给料 结束时 应待料喷 完后 再关风 向喷射机供料应连续均匀 料斗内保持足够的存料 喷射手应经常保持喷头有良好的工作性能 喷头与受喷面应垂直 宜保持 0 6 1 0m 的 距离 喷射时 应控制好水灰比 保持混凝土表面平整 呈湿润光泽 无干斑或滑移流淌现 象 施工中 注意预留渗水孔 1 1 8 土钉墙施工的关键过程及特殊过程 土钉墙施工有成孔和注浆两个关键过程 钻孔机具的选择必须满足土钉钻孔的要求 在按照 设计布孔的位置进行钻孔过程中 如遇障碍物 应立即停钻 通知技术负责人或设计人 查 明情况 如不能保证孔深 孔径的稳定性 应按照设计图纸中对应情况下的处理措施进行处 理 严禁施工人员随意私自更改设计参数 施工必须做好地表排水工作 防止施工用水 生活用水 污水等渗入边坡 施工过程中若 发现边坡渗水 应及时查明水源 采取有效措施截断水源 并将坡内积水及时排出 确保边坡 安全 2 护坡桩施工 2 1 护坡桩施工工艺 放桩位线 钢筋笼制作 验收 钻机就位 技术人员复测 成孔 验孔 下放钢筋笼 灌 注混凝土 冠梁施工 桩间土处理 变形监测 2 1 1 桩位放线 进场后按照设计图纸中的控制点放桩位 并由技术员复测桩位 2 1 2 钢筋笼制作 钢筋笼制作严格按照设计图纸要求和施工规范进行 钢筋笼现场绑扎成型后经监理验收 合格 方可使用 2 1 3 成孔 钻机就位前 技术人员对桩点进行十字定位 控制钻头对准桩中心的误差 保证钻杆垂 直 并在钻孔过程中 随时注意检查钻杆垂直度 及时调整 施工前 可在现场选取合适的 位置 通过试钻了解土层条件和确定 确认达到设计深度经验收后 再进入下步工序 每次成孔记录员应作好测量工作 记录必须及时按表格要求认真填写 要求记录数据完 整真实 不得涂改 交接班时要交代钻进情况及下一班应注意的事项 2 1 4 吊放钢筋笼 成孔后 应迅速将钻机移走 尽量缩短终孔与灌混凝土时间 立即组织人员和吊车进行 吊放钢筋笼工序 钢筋笼采用三吊点法起吊 禁止钢筋笼底端拖地 钢筋笼的保护层设置预制垫块 垫块厚度为混凝土的保护层厚度 根据钢筋笼长度调整 垫块间距和数量 垫块随着钢筋笼的下放绑扎在钢筋笼上 安装时注意使垫块能够在骨架下 放时错动 其作用为 1 起固定骨架并居中 2 起保护层作用 3 使钢筋笼不会 刮伤孔壁 2 1 5 灌注混凝土 浇筑连续进行 中途停歇时间不超过 30min 混凝土的运输时间和距离应尽量缩短 以 迅速 不间断为原则 宜在 8h 以内完成 防止在运输中产生离析 考虑桩顶含有浮渣及浮浆 灌注时混凝土的浇筑面按高出桩顶设计高程 10 30cm 控制 以保证桩顶混凝土的质量 考虑采用干法灌注混凝土 灌注过程中 设计桩顶标高以下 5 米范围内混凝土采用插入 式振捣棒进行振捣密实 每次灌注高度不得大于 1 5m 以保证桩顶混凝土质量 2 1 6 灌注后的工作 本工程护坡桩采用地温养护 桩身灌注后 要对孔口进行覆盖 挖土时严禁刮碰钢筋笼 人工清桩顶虚土 桩顶标高用水准仪测定并做好标记 凿桩头时要注意风镐打入的深度 不 得扰动桩体 保证桩体完整 最后用人工找平 2 1 7 护坡桩施工的关键过程及特殊过程 1 采用后插钢筋笼施工工艺的关键过程及特殊过程 关键过程 桩点测量放线 钻孔 倒插钢筋笼 测量放线 钻孔须经监理 技术人员复 验后进行 混凝土泵送完成前 提前做好钢筋笼安放准备 尽量缩短两项工作的间隔时间 特殊过程 泵送混凝土 必须有技术人员 熟练技术工人对此过程连续监控 泵送混凝 土前 须对商品混凝土进行坍落度 和易性等关键指标现场检查 2 采用干成孔施工工艺的关键过程及特殊过程 关键过程 钻孔施工 钢筋笼加 工及安装 特殊过程为浇灌混凝土 具体到本工程为钻机的成孔问题 和地质条件的复杂多变 2 1 8 坡面明排导水 在桩间土面层设置潜水排水管 采取明排措施 用排水管引流坡面以 外排至基底排水沟 经集水井集中抽 排 导水管采用 25 塑料花管 外面 包裹棉丝 排水管伸入土中 0 6 米 外露 300mm 排水管和排水孔之间用碎石滤料或粗砂填充 外口用粘土封堵 排水管的布置 根据现场情况而定 2 1 9 杂填土中难成孔时处理措施 使用干成孔工艺在杂填土地层施工时可能出现遇到地下障碍物无法成孔的情况 如果障 碍物埋深较浅 可采用对该部位进行局部开挖换填的方式进行处理 回填时宜分层回填 用 挖机对回填土体进行适当压实 如果障碍物埋深较深 可采用夯机对障碍物进行冲击破碎后 再成孔 3 锚杆施工 3 1 锚杆施工工艺及要求 主要施工工序 制作杆体 钻孔 注浆 施工冠梁 安腰梁 养护 张拉锁定 待土方开挖到锚杆设计标高之下 0 5m 时 施工锚杆 锚杆孔径 150mm 施工场地平整后 锚杆机进场 调整好角度 对准孔位中心开始钻进 成孔至设计深度 后进行下步工序 钻机可采用螺旋钻机试钻 如出现流沙 塌孔比较严重 影响到注浆质量 底部缠尼龙网 填充碎石 排水管 锚喷砼面 时 必须更换为跟管钻进工艺成孔 跟管钻进时 外套管必须在前钻进 芯杆在后 避免高压水扰动地层 成孔至设计深度 后 卸下芯杆 放入钢绞线杆体 并注满水泥浆 然后卸下套管 再次补浆 3 1 1 杆体制作 杆体采用钢绞线 杆体中间插入注浆管 底口距杆体底端 0 3m 钢绞线骨架每间隔 1 5m 设一固定架 杆体长度为 自由段 锚固段 1 5m 3 1 2 注浆 注浆是锚杆施工的一道重要工序 直接决定锚杆的质量 本次锚杆施工进行二次常压注 浆 直至注满锚孔 孔口返出水泥浆为止 如地下水压力较大 发生了流砂 流水现象 必 须进行有效截堵 可采用干性水泥团加水玻璃袋向孔内充填 注浆材料选用 P O42 5 水泥与水搅拌成水灰比为 0 45 0 5 的纯水泥浆 施工前必须对 进场材料进行原材试验 合格后方可使用 选用 BW 250 注浆泵进行注浆 水泥浆液要搅拌均匀且搅拌时间不小于 2 分钟 浆液随用随搅 不得有灰水离析现象 浆液应在初凝前用完 严防石块 杂物混入浆液 注浆作业开始和中途停止较长时间 再作业时宜用水或稀水泥浆润滑注浆泵及注浆管路 补桨满足要求后 用粘土球封孔 封孔厚度不小于 200 3 1 3 腰梁安装 锚杆注浆 5 7 天后进行腰梁安装 安装时要求腰梁与桩体接触紧密 有空隙时用垫铁焊 连 水泥浆试块强度达到 15Mpa 后才能进行张拉 锚杆验收试验依据实际情况和 建筑基坑 支护技术规程 试验进行 保留锚具外的钢绞线 禁止截断 腰梁的细部节点图如下 钢腰梁细部节点图 3 1 4 锚杆张拉与锁定 锚杆张拉前对张拉设备进行标定 锚固体与台座混凝土强度均大于 15 00MPa 时进行张 拉 养护时间大致为 6 8 天 但不少于 6 天 锚杆正式张拉之前 取 0 10 0 20 倍设计轴力 值 对锚杆预张拉 1 2 次 使其各部位的接触紧密 杆体完全平直 锚杆张拉至 1 0 1 1 倍 设计拉力 土质为砂质土时保持 10min 为粘性土时保持 15min 然后卸载至锁定荷载进行 锁定作业 3 1 5 锚杆施工的关键过程 本工程锚杆施工的关键过程为成孔 注浆 张拉锁定 由于本工程基坑支护范围内存在饱和细砂层 需要根据现场试钻情况 及时调整锚杆成 孔施工工艺 锚杆杆体注浆应严格按照方案及操作规程 多次补浆 保证孔内浆液饱满 锚 杆张拉应在锚固体强度达到设计要求的 75 以上方可张拉 张拉锁定严格按照规程要求进行 二 土方开挖 1 机械配置 本工程拟配置 4 台挖掘机 型号 EX300 机械自重 31t 单斗容量 1 4m3 最大挖掘半 径 11 1m 最大挖掘深度 7 38m 最大卸载高度 7 13m 每台挖掘机需配置 10 台自卸运输车 共计配车 30 台 斯太尔自卸车 机械自重 20t 单车容量 10m3 最大爬坡能力 20 度 2 土方挖运施工 2 1 坡道设计 根据现场踏勘情况 本工程仅有东侧可以运输土方 因此本工程在东面的设置一个坡道 并在现场东侧开设两个大门 作为土方车辆的进车通道 坡道为双向通行坡道 宽为 8 0 米 两侧放坡为 1 0 7 坡角取 17 开出坡道后用挖掘机来回碾压 并分层铺设 500mm 厚以 碎粘土砖和碎混凝土快为主的建筑垃圾 碾压密实 2 2 开挖顺序 土方作业由西向东开挖 其中东面中间设置一个马道用于运土车运输土方 土方开挖施工区域划分 2 2 1 纵向开挖顺序 A 做好场地的平整工作 如具备条件 在上级单位同意的情况下 可现场留存部分碎 渣土以备马道垫道使用 B 如局部出现土层中有渗漏水现象 应首先查明漏水原因 并进行有效处理后 方可 进行下步土方开挖 C 基坑周边土方纵向开挖应根据护坡施工要求分步进行 分步开挖 严禁超挖 并充 分保证护坡工作所需操作面 D 基坑中间大量土方可视实际情况分步挖至槽底 每步最大挖深不宜大于 4 0 米 E 开挖最后一步土方时应由专业测量人员控制 并预留 30 厚保护土层人工清底 2 2 2 平面开挖顺序 A 土方平面开挖的详细顺序应根据现场实际情况确定 暂定现场进车大门设在现场东 部 总体上由西向东推进 最后向马道口方向退挖 B 土方开挖与护坡作业交叉部位应合理调整平面开挖顺序 保证交叉作业 流水施工 C 土方开挖根据设计要求为结构施工预留一定宽度的施工肥槽 肥槽宽度为建筑结构 外轮廓线至基坑下口线的水平垂直距离 本工程大部分地段肥槽设计为 80cm 局部如受周 边环境条件限制 可做适当调整 D 开挖时应提前与支护施工队联系 按照支护要求的坡度开挖 开挖面应尽量平整 减少人工修坡的工作量 根据拟建建筑物情况 建筑物基础埋深不大 收马道时可将挖掘机直接停放在坡上 一 步收土 如有必要 可根据现场实际条件施放临时坡道 三 土方回填 1 施工准备 1 1 前道工序防水必须验收合格 1 2 清理基坑内的有机物 淤泥 浮土 建筑垃圾等 基坑清理完毕后应经过验收合格 1 3 土源运输采用自卸式汽车 短距离用小推车运土 1 4 施工机具和材料准备 装载机 压路机 运输车辆 打夯机 蛙式 小推车 铁锨 塑料布或防雨布等 2 操作工艺 2 1 工艺流程 2 2 操作过程 2 2 1 回填前应先验收地下室外墙防水及保护层 待合格后方可进行回填土的施工 2 2 2 回填应从最低部位开始 由下向上整个宽度分层铺填夯实 2 2 3 基坑回填土必须分层夯实 每层厚度不大于 250 压实系数 0 94 2 2 4 打夯前需对回填土进行初步平整 2 2 5 打夯机应依次夯打 均匀分布 不留间隙 且两机平行的间距不得小于 3m 两机 在同一夯行路线上的前后间距不得小于 10m 2 2 6 应注意在坑内相对的两侧或四周须同时进行回填与夯实 2 2 7 在分段区域 每层接缝处应作成倾斜度大于 1 1 5 的斜坡 夯迹重迭 一夯压半 夯 上下层错缝距离不应小于 1m 接缝部位不得在墙脚等重要部位 2 2 8 回填管侧时 为防止管道中心线位移或损坏管道 应用人工先在管子两侧填土夯 实 并应由管道两侧同时进行 直至管项 0 5m 以上时 在不损坏管道的情况下 方可采用 蛙式打夯机夯实 2 3 试验要求 2 3 1 回填土施工过程中 现场人员负责回填土干密度试验取样及送检 同时填写试验 记录 试验结果出来后 立即以口头或书面形式通知现场负责人 对试验合格的土层 允许 继续回填 对试验不合格的土层 必须重新夯实 并再次试验直至合格 2 3 2 回填土每层填土夯实 应按规范规定进行环刀取样 压实系数达到设计要求后 再进行上一层的铺土 设计回填土压实系数为 0 94 2 3 3 取样应在夯实层下半部用环刀取样 每层表面下 2 3 位置 上层取点应与下层 取样点错开 不得在同一位置取样 3 注意事项 3 1 土方回填时可考虑一定的下沉高度 回填土填至高于现场地面 180 200mm 3 2 打夯时应特别注意预防防水保护层的破坏 3 3 土方回填后三天内不得受水浸泡 3 4 对不能及时进行上部回填的土方应临时遮盖 防止日晒雨淋 3 5 土方回填应在雨季前回填完毕 4 质量保证措施 4 1 严格控制土料的质量 回填土中不得有砖头 树根 草皮 垃圾等杂物 4 2 回填土在压实之后 应对每层回填土的质量进行检验 4 2 1 用环刀取样法测定土的干密度 d 求出土的密实度 c c d dmax 4 2 2 填土压实后的干密度应有 90 以上符合要求 其余 10 的最低值与设计值之差 不