基坑越冬维护及保温措施

基坑蓄水保温方案桦甸百姓商业广场项目部2012.10精品资料一、概述由于目前天气即将进入冬施阶段，为保证施工质量， 经集团公司决定，今冬不进行冬季施工，需对已经开挖的基坑做好保温工作，其 中越冬期间的主要保护部位是已开挖基坑，为了做好越冬维护，采用蓄水法方案越冬。1、工程概况桦城万达广场坐落在桦甸市，清水大街与莲花路拐角，占地面积37900 平方米，总建筑面积179000平方米，地下二层（局部三层） 基坑深负11.65 、12.05 、12.50. 地上 16 层，独立基础，抗水板，框架剪力墙结构， 分别有商场,酒店,洗浴广场、 超市、住宅等综合体。2、区域地质构造背景桦甸市城区位于松花江支流辉发河畔的低山丘陵区，属长白山余脉向松嫩平原过度地带。主要为冲洪积作用形成的粘性土、砂土、角砾、园砾、卵石、泥岩等。钻探所达深度范围内， 场地地层属冲洪积成因，拟建场地岩土体按力学性质可分8 层，自地面向下各层分别为杂填土层、粉土层、细砂层、粉质粘土、圆砾层、全风化泥岩层、强风化泥岩层、中风化泥岩层；3、地下水的类型及埋藏、分布特点根据地质报告场区地下水属潜水类型。潜水埋藏于第层圆砾中，勘探孔中实测潜水稳定水位标高263.10m 。4、本方案编制依据：1、岩土工程勘察报告2、平面布置图及基础施工剖面图3、建筑基坑支护技术规程 （jgj120-99 ）4、地基基础设计规程 （gb50007-2002）5、锚杆施工技术规范 （cecs147:2003）6 、黑龙江省建筑工程施工质量验收标准（ db23/711-724-2003）7 、 黑 龙 江 省 建 筑 地 基 基础 工 程 施 工 质 量 验 收 标 准 （ db23/721 2003 ）8、黑龙江省建筑工程资料管理标准（ db/23/1019 2006 ）9、建筑与市政降水工程技术规范（jgj/t111-98 ）10、水工建筑物抗冰冻设计规范 （sl211-98 ）11、渠系工程抗冻胀设计规范(sl23-91)二、基坑支护方案1、本工程位于吉林省桦甸市人民路与新安大街交汇处，交通状况一般。2 、基坑北侧距离相邻建筑为3.010.0m ；基坑西侧距离道路7.0m ，基坑东侧距离道路3.0m ，其他部分场地开阔。3、附近有地下排水管线通过， 管径为 800mm ，管底标高为 -3.5m ， 距离基坑4.0m 。根据场地的地质和基坑周边的实际情况，为了确保基坑的整体稳定性及安全性，考虑工程成本，为了加快施工进度。（ 1）(北侧) a-a 、基底标高为 -12.35m （自然地面），采用钢筋混凝土桩 +锚杆体系支护； 距离地面2.0m 范围内土层按1:0.3 比例放坡，坡下留 0.8m 宽平台， 坡面采用钢筋喷射砼护坡，避免土质流失， 防止滑坡。砼采用c20 砼，平均厚度为80mm ；设置一排锚钉，设置在-1.0m处，采用1 16 钢筋，间距为2000mm ，长度为1.0m 。钢筋网采用 6 圆钢，间距为 200*200mm ；附加筋及加强筋为112， 通长横向、纵向设置，附加筋与加强筋采用焊接方式连接，沿坡顶延长至围墙600mm 宽作为散水坡， 坡下平台铺设钢筋网， 喷射混凝土。支护钢筋混凝土桩采用 600mm ，长度为15m ，(入泥岩 3m) 桩中心距为 1000mm 。设置三道锚杆，第一道设置在-4.85m处，间距 a-a 、1500mm ，直径150 ，倾斜角15 度，长度为18m ；第二道设置在-7.35m 处，间距为 1500mm ，直径150 ，倾斜角15 度，长度为 11m ； 第三道设置在 -9.85m 处，间距为1500mm ，直径150 ，倾斜角15 度，长度为11m 。桩间土有散落时，（ 2）(东侧) b-b 剖面：基底标高为-12.35m （自然地面），采用钢板桩+锚杆体系支护；距离地面 2.0m 范围内土层按1:0.3 比例放坡， 坡下留 0.8m 宽平台，坡面采用钢筋喷射砼护坡，避免土质流失，防止滑坡。砼采用c20 砼，平均厚度为80mm ；设置一排锚钉，设置在-1.0m 处，采用1 16 钢筋，间距为2000mm ，长度为1.0m 。钢筋网采用6 圆钢，间距为 200*200mm ；附加筋及加强筋为112， 通长横向、纵向设置，附加筋与加强筋采用焊接方式连接，沿坡顶延长至围墙600mm 宽作为散水坡， 坡下平台铺设钢筋网， 喷射混凝土。支护钢桩采用型钢h400*200 ，长度为12m ，桩中心距为800mm 。设置三道锚杆，第一道设置在-4.85m 处，间距a-a、b-b 剖面分别为 800 、1200mm ，直径150，倾斜角15 度，长度为18m ；第二道设置在 -7.35m 处，间距为800mm ，直径150 ，倾斜角15 度，长度为 11m ；第三道设置在-9.85m 处，间距为800mm ，直径150 ，倾斜角 15 度，长度为11m 。桩间土有散落时，钢桩之间插木板维护， 并将木板后土方填实。（ 3）(东侧)c-c 剖面：基底标高为-12.75m ，采用钢板桩 +锚杆体系支护；距离地面2.0m 范围内土层按1:0.3 比例放坡，坡下留 0.8m 宽平台，坡面采用钢筋喷射砼护坡，避免土质流失，防止滑坡，做法 与 a-a 剖面相同。 支护钢桩采用型钢h400*200 ，长度为 12m ，桩中心距为 800mm 。设置三道锚杆，第一道设置在-5.25m处，间距为1200mm ，直径150 ，倾斜角15 度，长度为18m ；第二道设置在-7.75m 处，间距为 800mm ，直径150 ，倾斜角 15 度，长度为 11m ；第三道设置在 -10.25m 处，间距为800mm ，直径150 ，倾斜角15 度，长度为11m 。桩间土有散落时，钢桩之间插木板维护，并将木板后土方填实。东 侧 ae-ah 轴 处近24 米，由于施工过程中出现下水管线塌陷， 抢险时直接打入9m 钢板桩，入泥岩一米，回填时填入大量块石致使锚杆无法正常打入，处理方案在基坑上部20m 处做地锚0.5m*1.5m*13m钢筋混凝土梁，埋入地下1.8m 深,锚固直径 150钢索 18 根与 9m 钢钢梁为槽钢120 连接。底部在入泥岩一米以上部位设置一道锚杆，间距为1200mm ，直径150 ，倾斜角15 度，长度为 18m. 已下部位采用钢筋喷射混凝土护坡方式进行防护。砼采用c20 砼，平均厚度为100mm（ 4） (南侧)d-d 剖面：基底标高为 -13.25m ，按 1:0.5 比例放坡，采用钢筋喷射混凝土护坡方式进行防护。砼采用c20砼，平均厚度为 80mm ；设置三排土钉一排锚杆，土钉分别设置在-2.65m 、-4.3m 、-7.6m处，间距为 2000mm ，直径为120mm ，长度分别为8.0、8.0、5.0m ；锚杆设置在 -5.95m处，间距为1200mm ，直径为150mm ， 长度为15m ，腰梁为槽钢120 。钢筋网采用6圆钢，间距为200*200mm ；附加筋及加强筋为1 12，通长横向、纵向设置，附加筋与加强筋采用焊接方式连接，沿坡顶延长1000mm作为散水坡。(5) （西侧） e-e 剖面：基底标高为-12.35m ，土层分二阶开挖， 第一阶开挖深度为5.0 米，宽度为2.0 米，坡下留出1.0m 宽 平 台 ； 第二阶开挖深度为6.356.55米，宽度为2.0 米，坡面采用钢筋喷射混凝土护坡方式进行防护。砼采用c20 砼，平均厚度为80mm 。设置四道土钉，分别设置在-2.45m 、-4.1m 、-5.75m 、-7.4m 处，水平间距为 2000mm ，垂直间距为1650mm ，直径为 120mm ，长度分别为 8.0、8.0 、5.0、5.0m 。钢筋网采用6 圆钢，间距为 200*200mm ； 附加筋及加强筋为112，通长横向、纵向设置，附加筋与加强筋采 用焊接方式连接，沿坡顶延长1360mm作为散水坡。三、土方施工1、在开挖过程中掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点，遵循“竖向分层、纵向分段、先支后挖”的施工原则。分段开挖两端设截流沟和排水沟，渗水及雨水及时泵抽排走挖土施工至-3.00m 。顺序为：锚杆施工，安置腰梁，张拉锁定。用7天的时间将此处锚杆打完、 注完水泥浆等待养生，锚杆施工采用二桩一锚的施工方法。2、挖土施工至-5.50m 。顺序为：锚杆施工，安置腰梁，张拉锁定。用 7 天的时间将此处锚杆打完、注完水泥浆等待养生，锚杆施工采用二桩一锚的施工方法。3、局部挖土至 -8.0m 。顺序为： 锚杆施工，安置腰梁， 张拉锁定。用 7 天的时间将此处锚杆打完、注完水泥浆等待养生，锚杆施工采用二桩一锚的施工方法。4、挖土施工至基底-11.15m-11.55m-12.00m(基地预留1m 土已被越冬 )挖土施工结束后，经相关各方验收合格，挖土工作结束。为了更好的保证安全性北侧距混凝土桩保留12m 宽，其余部分距基坑边缘预留1.5m ，高度 3.0m, 做越冬维护蓄水之用。四、基坑排水措施鉴于本工程地下水位较高，施工现场距离莲花河较近，本工程拟采用止水、导水、排水(井点)等降水施工技术措施来保证工程施工顺利进行。1、基坑排水措施沿基坑两边设350 350 的截水明沟，沿坑的两侧挖排水沟进行基坑内导水，排水沟距钢板桩1.5 米(坑边)，断面取0.3 0.3m,坡度为0.5% ， 集水井隔40m左右设置一个， 集水井的直径为1.5m*1.5m*2m ，深度随挖土的加深适当设置，基坑内地下水流入集水井内后用水泵抽出坑外，经过沉砂池沉淀后排入市政管线。根据现场实测：日排水量3500 立方米左右 . 2、防冻胀设计规范与标准水工建筑物抗冰冻设计规范（ sl211-98 ）和渠系工程抗冻胀设计规范 (sl23-91) 。3、冻胀土和非冻胀土土中粒径小于 0.05 mm 的土粒含量大于总土重的 6% 称为冻胀土；反之，当土中粒径小于 0.05 mm 的土粒含量小于总土重的 6% 称为非冻胀土。也就是说，粉砂、壤土、粘土为冻胀土，细砂中小于 0.05 mm 的土粒重量大于和等于 6%为冻胀土， 粗砂、中砂、砾砂为非冻胀土。4、标准冻深全年标准冻结深度h。按下式估算： h。=0.28 tm+7-0.5 （ m）其中：tm- 低于 0 度的月份平均气温累计值，以正号带入经查桦甸近10 年气象资料月平均气温情况如下：10 月-0.4 度、11 月-12.8 度、12 月-21.2 度、1 月-23.8 度、2 月-20.8度、3 月-11.1 度经计算 h。=1.86 米5、边坡支护允许位移值支护结构的抗冻稳定性，由支护体允许法向位移值为控制指标。 当基坑边土的冻胀量大于允许位移值时，应选择一种或多种适宜的抗冻胀措施。 由于冻胀量在同一断面的不均匀性，同一断面的不同部位可采用不同的抗冻胀措施。五、采用蓄水保温法蓄水保温可以用下式估算确定：式中： hs保温水层厚度（mm ） hd实际冻深（mm ） 基 础 板 厚 度 （ mm ） hs=0.6(1860-0.7*0)=1116（mm ）根据现场实际情况基坑蓄水厚度可控制在3.0 米以内（258.70 ），停止降水10 日内水位可达到保温厚度（1116mm ）工程采用停止降水方式蓄水，由于受较多的自然因素影响，易发生冰塞、冻胀等问题（一） 冰塞问题1、形成冰塞的主要原因：冰塞是输送水最易发生的问题。随着气温的下降，基坑内出现流凌， 在水面封冻时，浮冰顺水而下，钻到冰面以上或以下，浮冰和冰块推 积，逐渐形成冰塞、冰坝。大大减小过水断面，输水能力减少。冰塞 使水位上涨，特别是在输水流量、高水位运行时，危险性会更大。冰 塞发生时间多在运行初期， 遇气温骤降，运行水位不稳定冰盖破裂时， 另外还多发生在气温回升解冻时。2、对策：（1） ）严格控制水位，保证等容量控制。在输水冰盖形成后，水位变幅应在10 厘米内，在正常运行时，利用水泵调节，使水位在连续几周甚至一月内保持 5 厘米的变幅内，以确保冰盖的完好。（2） ）泵站机组合理匹配，使流量稳定，水位相对稳定。（3） ）加强水位观测，每24小时观测记录上报一次水位，发现水位异常，要及时采取措施，掌握适度水位，同时进行输水巡视，及时发现问题，减少或避免冰塞带来的损失。（4） ）落实巡视责任制，发现问题及时处理。（5） ）要落实冰塞及突发事故应急预案，准备抢险人员、 车辆和物资，长臂挖掘机是必备的机械。（二） 冻胀问题1、冻胀原因：冬季气温一般在-10 -25 左右，如遇寒潮，最低气温可达-30 ， 输水结冰厚度在100120厘米之间。但由于多种原因，难以避免输 水冻胀问题。当气温降至0以下时，输水在保温水位以上运行。水 位变化区护壁冻胀较为明显，造成护壁坡面变形和混凝土破碎。东西向的背阴面冻胀更为严重。当冰层同护壁冻结，水位变幅过大时，造成冰层对护壁的拉力，将护壁掀起。其次是水位控制不好，未达到设计保温水位造成的冻胀。2、对策：合理控制水位是关键。(可在基坑内埋设6 台 60 吨水泵控制水位)要根据水位变化合理控制水位，保持水位的稳定。在较厚冰盖下送水，日水位变幅不应超过 10 厘米。在机组匹配后， 在较长时间内相对保持稳定的水位。在保温运行时，应在保温水位 20 厘米以上运行。对已产生冻胀损坏的部位要在停水后及时维护。（三） 启闭设备安全性和可靠性问题1、运行期间，启闭设施操作频繁，如遇机电设施出现故障的可能性增大，如遇出现停电、操作失灵等问题，都会直接影响水位的控制， 造成损失，易出现的主要问题：（ 1）启闭机故障。（2）线路停电。（ 3）水泵冻结。（ 4）配电设施故障。无论哪一环节出现问题，都会对输水等容量的控制造成影响. 2、对策：（1） ）要加强设施的日常维修养护，通水前对配电设施和启闭机设备进行系统地检查维护，并经常进行模拟启闭实验，确保操作的灵活性和可靠性。（2） ）在突发线路停电时要做好人工拉闸的准备。要配备发电机组应急。（3） ）水泵冻结启闭困难时要用温水除冰。六、结束语1、防冰害措施冰期输水安全问题一直是施工中的难题，结论是：流冰造成的冰阻、冰塞机会较多，冰花随水流量突变，蓄水，堆积堵塞，抬高水位，诱发冰塞，造成冰害。在翌年3 4 月开化期，水流由南往北即由暖向冷方向行进,大量碎冰块堆积，遇到坚冰阻滞，容易卡死形成冰坝，容易危及护壁，冰情危急。这比开河流冰时间更长 冰情更为危急。在水力要素输水条件下，难以形成冰盖，必须调整流速，人为降低水流 fr 指数，实现冰盖下输水是可能的。冰期输水安全的防范措施包括输冰、结冰盖，排水、蓄冰等一种或综合防冰运行方式，结合工程布设和自然条件，注意以下几点：（1） ）由于冰盖输水和流冰输水，致使设计水位下的流量减小，或设计流量下的水位抬高，根据工程实际分析：在设计水位情况下，有冰盖时，输水流量减少23.5% 27.1% ；在设计流量情况下， 有冰盖时， 水位壅高0.61% 0