海水环境下深基坑止水

海水环境深基坑止水帷幕施工海水环境深基坑止水帷幕施工 一 一 工程概况工程概况 华润置地威海华润中心项目一期总承包工程 位于威海市海滨路抱海大酒店以东区域 四面环海 本工程高层部分属于框剪结构 地上 39 层 地下 2 层 建筑高度 120m 总建筑面积平方米 本工程采用冲孔灌注桩 持力层为中风化基岩 本工程由华润置地投资建设 青岛腾远设计事务所有限公司设计 威海市水利岩土工程有限公司地质勘察 我公司承担二期总承 包施工任务 期中 19 楼 20 楼为超高层 本工程四面环海 基础地板垫层底高度为 0 37m 坑中坑深度为 3 82m 现场自然地坪为 2 74 4 10m 最高水位 1 07m 最低 水位 0 45m 施工重点解决基槽和坑中坑四周止水及施工安全问题 二 二 地质及水文概况地质及水文概况 1 工程地质条件 工程地质条件 建设场地原地貌单元属海岸阶地 经人工填海平整 场地地势较为平坦 场地地面高程 2 74 4 10m 最大高差 1 36m 场地所 揭露的地层上部为新生代后期人工填土及海陆交互相淤泥质粉质粘土 粉质粘土 粗砾砂等地层 下部为下元古代胶东群变质岩 根 据其成因 结构及物理力学性质分为 9 层 素填土 杂色 松散 主要由大块石 碎石及砂土组成 块石直径为 40 200cm 含量 80 以上 无层理 不均匀 该层回填时间 约三年 该层在场区普遍分布 层厚 7 60 12 60m 平均厚 10 00m 层底标高 10 42 3 92m 淤泥质粉质粘土 灰色 灰黑色 饱和 过饱和 流塑 软塑 成份不均匀 局部夹有粗砂 粉土薄层 粉质粘土团 该层在 场区较普遍分布 层厚 0 80 4 10m 层顶标高 10 42 3 92m 层顶埋深 7 60 12 60m 粉质粘土 灰黄色 饱和 可塑 硬塑 无摇振反应 土质较均匀 局部含较多砂粒 干强度 韧性中等偏高 该层在场区内 分布较普遍 层顶标高 12 20 4 90m 层顶埋深 9 00 14 50m 层厚 0 80 5 20m 粗砾砂 灰黄 黄色 以粗砂为主 含砾石 砾石直径 0 2 2cm 局部含较多碎石 分布不均匀 砾石含量由上到下递增 饱和 中密 密实状态 该层在场区内分布较普遍 层顶标高 13 00 7 11m 层顶埋深 10 30 15 30m 层厚 0 70 5 20m 粉质粘土 黄色 饱和 硬塑 土质较均匀 干强度 韧性高 该层在场区内局部分布 层顶标高 13 98 8 91m 层顶埋深 12 10 17 50m 层厚 1 10 3 00m 残积土 浅黄色 湿 硬塑 原岩成分为片麻岩 以高岭土等粘土矿物为主 含砂及砾石 砾石直径 0 2 2cm 该层在场区内局 部分布 层顶标高 16 72 8 85m 层顶埋深 12 70 22 30m 层厚 0 70 3 50m 全风化片麻岩 灰褐色 浅黄色 原岩结构已破坏 矿物成分大部分已变质 部分矿物风化成高岭土 该层在场区内普遍分布 层 顶标高 18 52 8 90m 层顶埋深 12 70 22 30m 层厚 1 10 4 40m 强风化片麻岩 灰褐色 浅黄色 原岩结构部分破坏 该层在场区内普遍分布 层厚 2 40 15 30m 平均厚 7 26m 层顶标高 23 00 11 90m 平均值 15 37m 层顶埋深 16 00 24 60m 平均值 18 52m 中风化片麻岩 褐黄色 灰褐色 中细粒变晶结构 片麻状构造 主要矿物成分为石英 长石和少量云母和角闪石 该层在场区 内普遍分布 揭露厚度 1 60 7 10m 层顶标高 29 22 18 74m 平均值 23 79m 层顶埋深 21 70 32 60m 平均值 27 00m 2 工程水文条件 工程水文条件 2 12 1 潮流潮流 该海域潮流类型以规则半日潮流为主 潮流运动形式以往复流为主 潮流旋转方向以逆时针方向旋转为主 2 22 2 潮汐潮汐 金线顶海域潮汐类型为不规则半日潮类型 根据威海验潮站 1959 1981 年实测资料统计 该海域最高高潮位 2 90m 平均高潮 位 1 90m 最低低潮位 0 76m 平均低潮位 0 55m 最大潮差 2 09m 根据国家海洋局在该海湾内布设的水文观测站连续 15 天观测数据 该海湾最高高潮位 1 32m 平均高潮位 0 69m 最低低潮位 1 17m 平均低潮位 0 62m 平均潮差 1 31m 最大潮差 1 75m 最小潮差 0 73m 2 32 3 地下水地下水 场区地下水主要为第四系孔隙潜水 主要含水层为 素填土及 粗砾砂 地下水受大气降水补给 并与海水相连通 地下水水位 直接受海水潮汐影响 变幅大 地下水排泄方式主要为侧向渗流及蒸发 勘察期间在 103 钻孔附近水位测量探坑 11 25 12 10 水位 观测结果 低潮水位标高 0 95 0 33 高潮水位标高 0 45 1 22m 根据现场 2011 年 12 月 5 日至 16 日水位观测成果显示 最高 水位 1 07m 最低水位 0 45m 水位观测成果表水位观测成果表 日期日期观测时间观测时间潮汐高潮汐高水位标高 米 水位标高 米 12 月 5 日 18 401790 73 7 271460 69 12 月 6 日 19 361870 78 12 月 7 日 8 271520 45 20 231940 82 9 171590 47 12 月 8 日 21 042000 93 10 001630 51 12 月 9 日 21 402060 97 10 371660 51 12 月 10 日 22 132101 04 11 091660 53 12 月 11 日 22 472130 94 11 381660 49 12 月 12 日 23 212141 07 12 081670 51 12 月 13 日 23 562141 07 12 月 14 日 12 421680 49 0 342120 99 12 月 15 日 13 201700 53 1 152071 01 12 月 16 日 14 031710 53 说明 2011 年 12 月 5 日 12 月 16 日 在场地内挖深坑参照潮汐表在高潮时间对场 地深坑内水位标高进行观测 1 水位标高为绝对标高 2 潮汐高在潮汐表中查出 尚不明确潮汐高度与绝对标高的关系 3 潮汐时间潮汐表中查出 三 方案的拟定和选用三 方案的拟定和选用 3 1 方案的拟定方案的拟定 本工程地下室底板施工阶段的关键难度在于电梯井部位坑中坑的施工 根据威海华润中心项目一期工程的部分施工图及地质详勘 报告 本工程主楼区域均座落于海平面以下 落潮时期 电梯井底板部位为 3 82m 且地下室结构工程的施工工期紧 开挖范围均为 后期开山回填石渣 主要由大块石 碎石及砂土组成 块石直径为 40 600cm 以上 含量超过 80 考虑到施工中的相关不确定因素以 及工程情况及特点 进行了科学的分析和策划 认为在 6 月 25 日前完成地下室取决于坑中坑部位的支护及降排水 我公司结合本工 程实际情况 编制了深基坑处理方案 3 1 1 实施方案实施方案 主楼区域大开挖至基础外边缘 1 0m 范围 深度至平均高潮水位 1 02m 然后想四周 45 度放坡 间隔 7 米做防滑移砼灰垫 绑扎 钢筋 8 200 双向做防裂网 C20 砼 200 厚做止水帷幕墙 下部钢筋甩接头长度不小于 50cm 间隔 2D 后 利用电梯深基坑开挖作为降水的墙排水点 开挖深度不低于 2 00 米 透水层部位止水幕墙导墙开挖 依照重新的放样 先从墙排水点位置开始进行 开挖 侧标高 清理 绑扎钢筋 支模依次进 行 视情况浇筑砼 透水过大的情况下采用护筒水下浇筑 此段止水幕墙采用 8 200 双皮双向做防裂网 C20 砼 200 厚做止水帷 幕墙 底板封闭采用 C20P6 砼 厚度 20cm 8 200 必要时采用水下浇筑砼 坑中坑施工采用沉箱桩头锚固施工作法 四 准备工作四 准备工作 技术准备 提前编制可行性专项施工方案 组织有关专家对专项方案论证 确定相关施工措施 设备 材料准备 大口径污水泵 10 台及配套水管 16t 汽车吊 1 台 320 型挖掘机 2 台 60 型挖掘机 1 台 混凝土输送车辆及 汽车泵 钢板 钢筋 钢管 扣件 木档 配套施工用电配电箱 电缆等 C20 商品混凝土 劳动力准备 普工 10 人 木工 8 人 砼工 5 人 测工 2 人 电工 1 人 挖掘机司机 3 人 汽车吊司机 1 人 战前培训 针对性的对相关施工班组和管理班子进行培训学习 确定各相关环节的技术重点和管控措施 确定每个环节的相关 责任人 管理人员构架确定 五 方案的实施五 方案的实施 5 1 第一阶段 针对图纸放样 设置控制点位 考虑对整个主楼区域四周采用挡水墙隔断止水 先对整个主楼区外围承台外侧 1000mm 范 围的土方清理至承台底标高下 1 02m 处 然后想四周 45 度放坡 间隔 7 米做防滑移砼灰垫 绑扎钢筋 8 200 双向做防裂 网 C20 砼 200 厚做止水帷幕墙 管控要点 管控要点 进场道路 保证畅通 钢筋提前 做成网片 现场摆放 保护层严格控制 商 品砼加强沟通做到随 时进场 砼振捣保证 密实程度 现场开挖 深度 坡度随时监测 保证 开挖 倒运 清理 钢筋网片摆放 模版挡 边 砼浇筑 有一个较 好的流水作业面 开挖平面布置 5 2 第二阶段第二阶段 坡度板下部钢筋甩接头长度不小于 50cm 间隔 2D 后 利用电梯深基坑开挖作为降水的强排水点 开挖深度不低于 2 00 米 满 足 5 台大口径污水泵配套水管为宜 开挖时四周放坡 1 1 管控要点 管控要点 此阶段重点是降 水 降水前要提前准备好具有良 好的降水操作平台 降水设备有 备用 操作人员 24 小时值班 专人负责 5 3 第三阶段第三阶段 透水层部位止水幕墙导墙开挖 依照重新的放样 先从强排水点位置开始进行 开挖 侧标高 清理 绑扎钢筋 支模依次进行 视情况浇筑砼 管控要点管控要点 强降水效果与否 直接影响到导墙开挖和后期诸多工 序施工 导墙开挖槽首先要和降 水池挖通 因为导墙高度完全处在 高潮水位一下 开挖槽完成一段后 后续工序立即跟上 避免时间一长 海水渗透力加大 整个项目受潮 汐变化影响 进度计划完全要按照 潮汐表来确定 利用好低潮位有效 施工时间 5 4 第四阶段第四阶段 此阶段施工难度相对较大 桩间土方清理采用 60 型挖掘机 人工清理 因为此范围为水下施工 强降水措施一定得力 专人负 责 钢筋网片提前绑扎成型 砼浇筑时重叠 500 放置 以增加砼抗浮强度 砼浇筑从一侧开始将未排出的水压向集水坑 底板封闭采 用 C20P6 砼 厚度 20cm 8 200 砼振捣密实 管控要点 管控要点 此段难度还是在于 降水效果 清理土方首先要从降水 池子开始 预留一条水路 清楚一 段工作面后 后续工序及时穿插跟 进 最后交圈封闭 待砼终凝后 桩头清理及时跟上 电梯井以外部 分找平 防水 保护层 砖胎模 砼垫 层也要及时跟进 以增加防水底板 抗浮能力 5 5 第五坑中坑施工第五坑中坑施工 1 坑中坑开挖首先确定位置 按照电梯基坑外围尺 寸再每边增加 1m 适当放坡 结合一期经验 冲击桩成桩 时已经将周围砂石土挤压密实 不存在塌方情况 先挖 一侧 另一侧降水 深度开挖至 3 9m 为宜 待一侧挖成 再将降水设备移到另外一侧 直至全部挖成 2 铁沉箱 加工制作 具体见附图 专用卡环加工制作 具体见附图 16T 吊车随时待命 桩头清理视情况随时清理 管控要点 该阶段土方开挖难度特别大 需要连续作业 管控要点 该阶段土方开挖难度特别大 需要连续作业 降水开挖交替进行 中间禁止停顿 过程当中测量工作必降水开挖交替进行 中间禁止停顿 过程当中测量工作必 须到位 如果桩头较规则 可不考虑清理桩头事宜 利用须到位 如果桩头较规则 可不考虑清理桩头事宜 利用 低潮有利时机优先考虑沉箱安装 低潮有利时机优先考虑沉箱安装 5 6 第六阶段 沉箱安装 第六阶段 沉箱安装 继续加强强降水 尽可能的将桩头清理到最低限度 安装卡环及止水垫圈 吊车辅助安装沉箱 螺栓固定 排除箱内积水 箱底 砼封闭 管控要点管控要点 首先将桩头相关位置 偏移量搞清楚 定位测量 然后将桩 头现状放样到沉箱底部 按照原样直 径加大 10cm 将放样内部铁板割掉 卡环采用 4 等分 铰链连接 紧固螺 栓要加长 10cm 以便连接 橡胶止水 圈用扎丝临时固定 沉箱安装到位后 复核位置是否正确 降水工作要连续 进行 5 7 第七阶段第七阶段 沉箱内进行放线定位 钢筋绑扎可在其他地方成品绑扎 用吊车吊装就位可以节约时间 提前穿插其他的施工程序 然后内模板 安装到位 利用桩中钢筋将模板固定牢靠 避免模板上浮 浇筑砼至底板底坪位置设置止水钢板 待砼强度增长到 70 左右 拆掉沉 箱外皮钢板 放坡位置 C20 砼封闭和其他位置止水底板交圈封闭 然后基坑和其他位置承台及底板交接 整体浇筑砼底板上表面 七 抗浮计算 1 深基坑总浮力 A B H 9 8 3 12 米 224 64m3 1 1 247 104t基坑砼总重量 6 5m 6 5m 4m 1 5m 3 42 2 5t 218 025t 2m 1 35m 2 1m 1 5m 2 5t 26 38t 2m 3 12m 0 2m 2 5t 3 12t 17m 3 12m 1m 2 5t 132 6t 218 025 26 38t 3 12t