深基坑支护例子

中国矿业大学（北京）科研实验楼基坑支护及地基处理工程施工方案第一章 综述一、工程概况拟建中国矿业大学（北京）科研实验楼位于海淀区学院路丁11号中国矿业大学校院内。拟建建筑物总建筑面积为30300m2，地上1215层，地下为2层，建筑高度41.8551.80m；框架剪力墙结构，筏板基础，基础埋深为-10.74m（含垫层及防水层）。本工程0.00标高相当于绝对标高50.15m。二、工程地质条件及水文地质条件（一）工程地质条件根据派力工程有限公司提供的中国矿业大学（北京）科研实验楼岩土工程勘察报告，场地地貌位置属永定河冲洪积扇的中上部，场地地形较平坦，地面标高在49.7450.30m之间。根据本次野外钻探描述、原位测试及室内土工试验成果，按岩性及工程特性将地层划分为8大层。其中层为人工填土层；层为一般第四纪沉积土层。现自上而下分述如下：1.人工填土层a.粘质粉土素填土：黄褐褐色，稍湿湿，稍密。局部成分为粉质粘土、砂质粉土，含少量砖屑、灰渣。本层厚度0.401.90m，层底标高47.1648.43m。b.杂填土1 ：杂色，稍湿湿，松散稍密。主要由碎石、砖块、灰渣、混凝土块、粘性土等组成。本层厚度0.702.00m。2.一般第四纪沉积土层a.砂质粉土：黄褐褐黄色，湿饱和，中密密实。含云母及氧化铁条纹。夹粘质粉土、粉质粘土、粉砂薄层或透镜体。本层厚度4.205.30m，层底标高42.8243.74m。b.粉质粘土：灰色，饱和，可塑硬塑。含云母及氧化铁条纹，含姜结石，夹粘质粉土、重粉质粘土薄层或透镜体。本层厚度2.002.90m，层底标高40.1941.29m。c.粉质粘土：黄褐褐黄色，饱和，可塑硬塑。含云母及氧化铁条纹，局部含姜石，夹粘质粉土、重粉质粘土、粘土薄层或透镜体。本层厚度4.508.10m，层底标高32.4935.40m。d.砂质粉土-粘质粉土1：黄褐褐黄色，饱和，中密密实。含云母及氧化铁条纹。本层厚度0.301.60m。e.粘质粉土-砂质粉土：黄褐色，饱和，密实。含云母及氧化铁条纹，夹粉质粘土薄层或透镜体。本层厚度1.305.50m，层底标高28.4529.23m。f.粉质粘土1：黄褐褐黄色，饱和，可塑硬塑。含氧化铁条纹及姜结石。本层厚度0.502.70m。g.粉质粘土：黄褐褐黄色，饱和，可塑硬塑。含云母及氧化铁条纹，夹粘质粉土、重粉质粘土、粘土薄层或透镜体。本层揭露厚度8.0013.20m，层底标高15.2616.27m。h.中粗砂1：黄褐色，饱和，中密密实。以长石、石英为主。含圆砾。本层厚度0.501.10m。i.圆砾2：杂色，饱和，中密。成分以岩浆岩和沉积岩为主，粒径一般为0.52cm，最大为6cm，呈亚圆形，级配较好，充填细中砂约30%。夹粗砂薄层或透镜体。本层厚度0.200.90m。j.砂质粉土3：黄褐褐黄色，饱和，密实。含云母及氧化铁条纹。本层厚度0.500.70m。k.粉砂：黄褐色，饱和，中密密实。以长石、石英为主。本层最大揭露厚度为6.00m。l.砂质粉土1：黄褐褐黄色，饱和，密实。含云母及氧化铁条纹。本层厚度1.303.00m。m.粉质粘土2：黄褐褐黄色，饱和，可塑硬塑。含氧化铁条纹及姜结石。本层厚度0.501.50m。n.圆砾：杂色，饱和，中密密实。母岩成分主要为：花岗岩等，一般粒径5-20mm，骨架颗粒含量约占总重量的60%，中粗砂充填，级配较好。具体详见中国矿业大学（北京）科研实验楼岩土工程勘察报告。（二）水文地质条件勘察期间，对场地地下水进行了观测，在勘探深度范围内观测到一层地下水，地下水类型为潜水，稳定水位埋深为2.004.50m，水位标高为45.2447.79m；本次补充勘察期间，稳定水位埋深为5.305.40m，水位标高为44.4044.50m。水位年变幅一般为12m。根据北京市地下水长期观测资料，场地历年（1959年以来）最高地下水位标高接近自然地面，近35年最高地下水位标高为48.00m左右。该场地地下水对混凝土结构具有微腐蚀性，在干湿交替作用下，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。三、编制依据业主提供的中国矿业大学（北京）科研实验楼岩土工程勘察报告；业主提供的招标文件及有关图纸；建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB 50202-2004）；基坑支护技术规范（JGJ12099）；基坑土钉支护技术规程(CECS 96:97)土层锚杆设计与施工规范 (CECS22:90)；建筑边坡工程技术规范（GB 50330-2002）；建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）。第二章 基坑支护及地基处理设计方案一、设计依据1、中国矿业大学（北京）科研实验楼岩土工程勘察报告；2、招标公司提供的招标文件及有关图纸；3、建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）；4、建筑基坑支护技术规程（DB11/4892007）；5、土层锚杆设计与施工规范 (CECS22:90)；6、建筑边坡工程技术规范（GB 50330-2002）；7、建筑地基基础设计规范（GB 500072002）；8、建筑地基处理技术规范（JGJ792002）；9、建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）；10、建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB 50202-2004）。二、基坑支护设计（一）、支护方案选择拟建主体建筑基坑东西方向长87.70m，南北方向宽35.85m，坑深10.45m，基坑周边情况：东侧基础外缘距1层平房外墙14.2m；南侧东段基础外缘距住宅楼外墙约12.0m，西段基础外缘距变配电室外墙仅7.1m；西侧基础外缘距住宅楼外墙约22.0m，东、南、西三侧基坑与住宅楼之间留汽车单行道；北侧为施工场地，设材料堆场及加工场地，并有重车通过。另外，基坑西侧、南侧西段分别埋设有暖气管沟（埋深约1.30m）、电力、通讯电缆。汽车坡道位于主体建筑的北侧，为圆形（直径26.80m），坑深6.009.40m。因受场地限制，汽车坡道后期施工。根据详细分析水文地质条件相关文件、了解图纸、现场踏勘后了解到的情况，综合分析后认为，支护重点在基坑北侧。无论是基坑施工期间、土方开挖期间，还是CFG桩施工以及将来的结构施工，该区域是本工程仅有的施工场地，整个施工期间的大部分施工机械和材料要经过该区域。因此在考虑坑边超载时，对基坑北侧考虑了加固，西段ZH2位置考虑坑边立吊车起吊CFG桩机、运土坡道ZH4位置考虑后期坑边立挖土机挖土、将来结构施工时的材料、机械堆放，地面超载均按40 KPa 考虑；ZH3位置为施工场地，设材料堆场及加工场地，并有重车通过，地面超载按30 KPa 考虑；其他地段因场地狭窄，不再考虑大的负荷，本着经济合理的原则，地面超载按15 KPa 考虑。根据周边环境条件、施工顺序、坑边超载，按照经济合理、安全可靠的设计原则，经方案优化选择，基坑周边除汽车坡道部分较浅处采用护坡桩(悬臂桩)支护外，其他地段均采用护坡桩加预应力锚索支护方案。护坡桩冠梁一般设置于地面下1.50m，桩顶以上部分采用1:0.20放坡，并挂网喷射混凝土护坡。（二）、支护方案设计根据国家有关规范，采用北京理正软件设计研究所“理正深基坑支护结构设计软件F-SPW5.50”计算，并根据经验进行调整。 1、桩锚支护设计采用钢筋混凝土灌注桩，桩径600，桩距1.20m。ZH1、ZH2、ZH3、ZH4、ZH5、ZH6均设一道锚索，分别为三桩两锚、一桩一锚、二桩一锚，ZH7为悬臂桩。锚索钻孔直径150mm。桩身混凝土强度等级为25。桩的布置及配筋、锚索具体参数详见附表及附图。护坡桩设计参数桩型基坑深度（m）桩顶标高（m）嵌固深度（m）桩长（m）主筋（mm）ZH110.45-1.794.9513.9010-22ZH210.45-1.795.5514.5011-22ZH310.45-1.794.9513.9011-22ZH410.45-5.295.5511.0010-22ZH59.40-1.794.0011.908-22ZH68.16-1.793.3410.008-22ZH77.04-1.794.4610.0011-22锚索设计参数桩型位置（m）水平间距（m）长度（m）设计轴力（kN）锁定力（kN）拉杆ZH1-4.291.8021.03302503-75ZH2-4.291.2021.03302503-75ZH3-4.291.8022.03602703-75ZH4-5.491.2021.03102403-75ZH5-4.292.4021.03302502-75ZH6-4.292.4019.02802102-75注：自然地坪标高按-0.29m考虑。2、桩顶连梁桩顶连梁为600400，配筋：主筋为622+216；箍筋6.5250。混凝土强度等级为25。冠梁结构及配筋见附图。3、桩顶护坡桩顶以上部分1.50m采用1:0.20放坡，并挂网喷射混凝土护坡。混凝土强度等级为20。ZH4位于挖土马道处，桩顶位于地面下5.0m，待挖土结束后补打3排土钉，土钉倾角10，钻孔直径100mm。土钉主筋采用121，外配116加强筋与所有主筋端头焊接。墙面挂2502506.5的钢筋网片，并喷100mm厚的碎石混凝土，喷射混凝土强度等级为C20。三、截水帷幕根据场地周边环境及水文地质条件，为保证周边建筑物的安全性和稳定性，并按照北京市有关限制降水的管理办法，本工程基坑周边采取高压旋喷桩工法形成截水帷幕，坑内疏干地下水的施工方法。1、截水帷幕基坑周边在两护坡桩之间布置2根高压旋喷桩，与相邻护坡桩搭接形成帷幕。旋喷桩采用单管成桩，桩径600mm，桩间距400mm，桩与桩之间相互咬合200mm，帷幕桩长11.0m（从地面下2.00m起算，进入坑底层粉质粘土中长度不小于2.00m）。喷射注浆浆液采用水泥浆，其中水泥采用P.S.A32.5矿渣硅酸盐水泥，水灰比为1，要求每延米水泥用量不小于200kg。2 、坑内地下水疏干坑内地下水疏干采用管井，管井布置在坑内，共布置管井23口，其中肥槽内布置18口，坑中间布置5口(兼做水位观测井),另在帷幕外布置8口水位观测井。管井井深15m,孔径为600mm,管井均下入内径300mm的水泥砾石滤水管,在井管外围填入直径24mm的砾石滤料或3mm的石屑。详见基坑支护平面布置图。第三章 截水帷幕基坑周边在两护坡桩之间布置2根高压旋喷桩，与相邻护坡桩搭接形成帷幕。旋喷桩采用单管成桩，桩径600mm，桩间距400mm，桩与桩之间相互咬合200mm，帷幕桩长11.0m（从地面下2.00m起算，进入坑底层粉质粘土中长度不小于2.00m）。喷射注浆浆液采用水泥浆，其中水泥采用P.S.A32.5矿渣硅酸盐水泥，水灰比为1，要求每延米水泥用量不小于200kg。一、截水帷幕施工工艺及施工要求（一）截水帷幕(高压旋喷桩)施工工艺流程场地踏勘 放桩位 钻机就位钻孔 喷射注浆 拔管（二）截水帷幕施工技术要求1. 施工准备：施工前应对照设计图纸核实孔位处有无防碍施工和影响安全的地下管线和地下障碍物。如遇电缆线、燃气管线、上下水管线以及旧建筑物基础等障碍物影响施工时，则应与有关单位协商解决。2.放线：由测量人员按设计要求布设桩位标识； 3.钻机就位：将成桩机械对准桩位，要求桩位偏差不大于50mm，垂直度偏差不大于1%，由质检人员复检合格后，方可开钻；4.钻孔：使用旋喷钻机钻孔，孔深达到设计深度；5.喷射注浆：钻至设计深度后，开动高压泵，自下而上旋转提升喷射浆液，直至地面。成桩施工技术参数要求如下：（1） 旋喷速度：2025转/min；（2） 提升速度：2025cm/min；（3） 旋喷压力：2024MPa；二、施工设备、人员安排1.施工机械设备 （1）旋喷钻机 3台（2）水泥搅拌机 3台（3）高压泥浆泵 3台（4）高压管 150m2.人员安排技术员 1人质量员、安全员 1人机长 3人钻工 21人合计 26人第四章 基坑疏干水一、基坑疏干水方案设计坑内地下水疏干采用管井，管井布置在坑内，共布置管井23口，其中肥槽内布置18口，坑中间布置5口(兼做水位观测井),另在帷幕外布置8口水位观测井。管井井深15m,孔径为600mm,管井均下入内径300mm的水泥砾石滤水管,在井管外围填入直径24mm的砾石滤料或3mm的石屑。详见基坑支护平面布置图。二、管井施工工艺及施工要求（一）管井施工工艺流程场地踏勘 井点放线井点钻孔井管安放 下滤管 洗井 下潜水泵水泵调试 抽水（二）管井施工技术要求1.放线：由测量人员按设计要求布设井位标识； 2.地下管线调查：根据甲方提供地下管网布置图，必要时挖探坑以探明地下管线布设情况；3钻机就位：井位测设后，将成井机械对准孔位，由质检人员复检合格后，方可开钻；4.钻孔：使用正循环钻机钻孔，孔内自然造浆护壁成井工艺，成井的孔径600mm，机台工作人员按技术交底和图纸进行施工；5.清孔：造孔结束后，机组人员应彻底清掏孔内比重较大的泥浆，直至泥浆比重至于1.051.1，然后由质检人员对孔深、孔径、孔内泥浆比重统一验收，合格后方可进行下道工序；6.下管填料：验收结束后，将井管下入孔内，滤料从井点管四周均匀送下，以保证井管垂直及抽水井质量；7.洗井：空压机洗井，直至水清砂净；8.铺设集排水管：根据现场条件，以千分之五的倾斜度沿基坑开挖线外面设集排水管道；9.全面抽水：将潜水泵下入孔内，距离孔底1.0m左右，试抽水合格后正式抽水，通过集排水管排至沉淀池后排入指定出水口。10.水排至不影响施工或甲方指定的地点。三、施工设备、人员安排1.施工机械设备：（1）正循环钻机 2台（2）泥浆泵 2台（3）电焊机 2台（4）水泵 40台2.人员安排技术员 1人工长 1人质量员、安全员 1人机长 2人钻工 8人洗井组 2人其它 2人合计 17人四、施工质量保证措施1.管井井身应圆正、竖直；2.井身直径应达到或大于设计直径；3.实际井深与设计井深偏差应小于50cm；4.顶角的偏斜不得超过15 cm；5.下置井管时应直立于井中心，其偏斜小于1%；6.安装后，应及时沿井管四周均匀连续填入滤料，当发现填入量、深度与计算有较大出入时，应找出原因，加以排除； 7.井管安装时，滤管的边连接处应采用60-100目纱网包裹紧，并且采用四道竹片绑扎牢；8.管井填滤料封闭外围后，及时用压缩空气洗井，洗井效果的检查，要满足抽出水的含砂率接近1/50000（体积比）的要求；9.洗井结束后，应进行抽水试验；10.集水总管布置要整齐美观，设置沉淀池，保证排入市政排水点的水达到设计要求；第五章 基坑支护一、施工方案（一）护坡桩采用钢筋混凝土灌注桩，桩径600，桩距1.20m。护坡桩设计参数桩型基坑深度（m）桩顶标高（m）嵌固深度（m）桩长（m）主筋（mm）ZH110.45-1.794.9513.9010-22ZH210.45-1.795.5514.5011-22ZH310.45-1.794.9513.9011-22ZH410.45-5.295.5511.0010-22ZH59.40-1.794.0011.908-22ZH68.16-1.793.3410.008-22ZH77.04-1.794.4610.0011-221、施工工艺流程根据工程地质资料及现场施工条件，本工程护坡桩施工采用长螺旋钻机钻进，先压灌超流态混凝土后插钢筋笼施工工艺，施工工艺流程如下：桩位放线钻机就位钻进至设计孔深边提钻边压灌混凝土至桩顶设计标高以上200300mm吊车吊放钢筋笼采用电动振动沉拔桩锤振动钢筋笼至桩顶标高桩身养护凿桩头冠梁施工。2、施工工艺1）成桩钻孔采用长螺旋钻孔、管内泵压灌混凝土成桩施工工艺，在钻进到设计深度后停钻，但不提钻。泵送混凝土 停钻后用混凝土泵将混凝土输送到螺旋钻钻杆内，通过钻头活门灌入孔底。采用C25商品混凝土，坍落度为1820cm，粗骨料粒径520mm。提钻 当钻杆内混凝土存一定高度时，提升钻杆，边提钻，边泵送混凝土，拔管速度由泵送量控制，注意泵送速度与提钻速度的匹配。遇到饱和砂土或粉土层不得中途停止，须保证连续拔管供料。提钻过程中保证钻头埋进孔内混凝土。成桩 提钻直到孔口位置，应保证桩有效桩长部分以上有200300mm保护桩长，保证剔凿掉桩头后桩身混凝土质量。钢筋笼置放钻机移开孔口后，用吊车吊起钢筋笼、振动导管和电动振动沉拔桩锤，振动导管压住钢筋笼底部，顶部设扶正器与钢筋笼顶固定，电动振动沉拔桩锤与导管顶部固定牢固，电动振动桩锤的振动力通过导管传到钢筋笼底部，将钢筋笼沉入混凝土，至设计笼顶标高，然后拔出振动导管。为保证钢筋笼的振入质量，成孔深度必须大于设计深度3050cm。2）钢筋笼制作及安装钢筋加工I.除锈钢筋加工前如钢筋表面有油渍、漆污、铁锈、浮皮等应以清除，使其表面洁净。钢筋除锈可用人工除锈。II.矫直钢筋应平直，如局部弯曲度超过标准的，应予以矫直后才可使用。III.下料直径40以下的钢筋可用机械切割；直径12以下的可用人工切割，切割时要保证断料的长度准确性。IV.弯曲成形根据图纸和配料单所表示的规格、尺寸弯曲成型，其误差应控制在规定范围内。项 次项 目允许偏差（）1主筋间距102箍筋间距或螺距203钢筋笼直径104钢筋笼直径50V.钢筋笼的焊接施焊前，钢筋的装配与定位应符合下列要求：采用搭接焊时，应保证两钢筋的轴线在同一直线上，不得错开搭接，用两点固定，定位焊缝应离帮条或搭接端部20以上。施焊时，引弧应在帮条或搭接钢筋的一端开始，收弧应在帮条或搭接钢筋端头上，弧坑应填满。多层施焊时，第一层焊缝应有足够的熔深。主焊缝与定位焊缝，特别是在定位焊缝的始终端，应熔合良好。搭接焊时，焊缝长度不应小于帮条或搭接长度，焊缝高度应大于等于0.3d，并不小于4；焊缝宽度大于等于0.7d，并不小于10VI.钢筋焊接质量检验与验收A.外观检查钢筋电弧焊接头外观检查应在接头清渣后逐个进行目测或量测，其结果应符合下列要求：a焊缝表面平整，不得有较大的凹陷、焊瘤b接头外不得有裂缝c当有外观检查不合格的接头时，经修理或补强后，可提交二次验收B.强度验收钢筋焊接必须做强度检验，以300个同类型接头（同钢筋级别、同接头形式、同焊接位置）作为一批，不足300个时，按一批计。强度检验时，从成品中每批切取三个接头进行拉伸试验。钢筋笼的安装a.钢筋笼制作完后，临时堆放在平整的地方，以防变形b.钢筋笼在运输的过程中应采取措施保证其不变形，不扭曲。必要时应加固处理。c.钢筋笼在孔内立焊时，应符合焊接标准d.下笼前应按照规定加设钢筋保护层，确保保护层厚度符合规定。保护层允许偏差对于水下混凝土桩为20e.下笼后，笼顶标高应符合设计要求，其误差不大于200f.下笼后钢筋笼应予以固定。如需吊筋，其吊筋长度和强度应经过计算确定g.下笼时如遇阻，可适当转动钢筋笼。但不得采用强墩等可能影响钢筋笼质量或孔壁形状的方法3.护坡桩成桩质量保证措施 钻机安装必须平稳，移位开钻前检查钻具垂直度，以确保桩孔垂直度符合要求。 钻头确保对准桩心，成孔速度、压力均匀。 在钻具上设明显孔深标志，确保桩长误差不大于200mm。 压灌前应备足混凝土料，以确保压浆的连续性。 提钻具速度不能过快，且保持均速，以防断桩及缩径。4桩顶连梁施工凿护坡桩桩头中线测量钢筋绑扎钢筋绑扎检查支模砼浇注振捣养护拆卸模板桩顶连梁为600400，配筋：主筋为622+216；箍筋6.5250。混凝土强度等级为25。桩顶连梁结构及配筋见附图。桩顶连梁施工工艺流程图：（二）土钉墙ZH4位于挖土马道处，桩顶位于地面下5.0m，待挖土结束后补打3排土钉，土钉倾角10，钻孔直径100mm。土钉主筋采用121，外配116加强筋与所有主筋端头焊接。墙面挂2502506.5的钢筋网片，并喷100mm厚的碎石混凝土，喷射混凝土强度等级为C20。1.土钉墙施工工艺土钉施工采用人工成孔。孔内插筋后采用压力灌水泥浆，水泥浆水灰比为0.450.50，挂网后喷砼，其工艺流程如下：挖土修坡插筋灌浆水泥浆搅拌固定土钉挂网钢筋制作补浆钻孔喷砼2.土钉墙施工技术要求1)土钉墙墙面倾角78.7(按1：0.20放坡)，墙面平整度允许偏差20mm；2)土钉成孔深度允许偏差50mm；3)土钉成孔孔径允许偏差5mm；4)土钉成孔孔距允许偏差100mm；5)土钉成孔倾角允许偏差5%；6)土钉墙面厚度100mm。3.土钉墙施工质量保证措施现场各工序由专人负责把关，每道工序制定岗位职责，做到分工明确，责任到人。1)严格按照规范、规程施工； 2)开工前由技术人员向全体人员作详细技术交底；3)实行全面质量管理，设质量检查员，各工序设质量检查人，岗位明确，责任落实；4)严把材料进场关，搞好复检、抽检，确保材料质量；5)召开质量会议，分析和处理质量问题；4.土钉墙质量控制1)修坡：为确保边坡稳定，待马道不再使用时，将该处的边坡按照设计坡度进行修整，如需堆土，应采取使用草袋装土进行码放的方式进行堆土。2)成孔：土钉孔径为100mm，倾角为10左右，采用人工方法成孔。3)插放土钉拉杆、灌浆：土钉拉杆主筋每隔2m设置一个对中支架，以确保钢筋在孔内居中并固定注浆管。所有土钉拉杆端头预留10cm与加强筋焊接；注浆采用压力注浆，水泥浆水灰比为0.450.50，补浆在浆体初凝后进行，补浆次数根据现场实际情况确定。4）挂网：在挂网之前坡面先由人工削坡整理，然后挂网，上下网片之间重叠不少于30cm，整个坡面挂网以后再进行加强筋的焊接，加强筋和土钉拉杆端头应焊接牢固。5）喷射砼：挂网后立即进行喷砼施工，要求砼强度不低于C20。6）混凝土面层在坡顶应有1.0m的外翻宽度，且成外倾状。（三）锚杆ZH1、ZH2、ZH3、ZH4、ZH5、ZH6均设一道锚索，分别为三桩两锚、一桩一锚、二桩一锚，ZH7为悬臂桩。锚索钻孔直径150mm。锚索设计参数桩型位置（m）水平间距（m）长度（m）设计轴力（kN）锁定力（kN）拉杆ZH1-4.291.8021.03302503-75ZH2-4.291.2021.03302503-75ZH3-4.291.8022.03602703-75ZH4-5.491.2021.03102403-75ZH5-4.292.4021.03302502-75ZH6-4.292.4019.02802102-751.锚杆施工工艺锚杆成孔采用锚杆钻机机械成孔工艺，锚杆注浆采用泵送水泥浆微压注浆工艺，水泥浆参照土钉水泥浆，锚杆张拉用液压油泵和千斤顶张拉至设计预应力后再锁定的施工工艺。2.锚杆施工技术要求1）钻孔孔位误差：水平方向不应大于50mm，垂直方向不应大于100mm。孔深不应小于设计长度，也