ef苏州吴中区某污水处理工程基坑围护(钻孔桩挡土 搅拌桩止水 放坡土钉墙围护)方案设计_secret.doc

审审 定定 人人 审审 核核 人人 设计负责人设计负责人 专业负责人专业负责人 目 录 一 工程概况一 工程概况 2 二 工程周边环境简介二 工程周边环境简介 2 三 场地工程地质条件三 场地工程地质条件 2 四 设计依据及采用标准四 设计依据及采用标准 4 五 基坑围护结构方案简介五 基坑围护结构方案简介 4 5 1 基坑围护结构方案的选择 4 5 2 地下水治理分析 5 5 3 基坑围护方案 5 5 3 1 1 剖 二沉池段 4 个 5 5 3 2 2 剖 A2 O 反应池段 2 个 6 5 3 3 3 剖 污泥处理池段 6 5 3 4 进水粗格栅围护方案 8 六 基坑降水六 基坑降水 10 七 土方开挖七 土方开挖 11 八 基坑监测八 基坑监测 12 8 1 监测内容 12 8 2 监测要求 12 九 应急措施九 应急措施 12 附 施工设计图 苏州吴中区苏州吴中区 城区 污水处理工程基坑围护方案设计 城区 污水处理工程基坑围护方案设计 一 工程概况一 工程概况 由兴建苏州吴中区 城区 污水处理工程工程位于苏州 吴中区绕城高 速公路以北 东湖路以东 交通方便 用地面积 10 27 公顷 构筑物占地面积 2 54 公顷 本工程的进水粗格栅及提升泵房 A2O 反应池 二沉池 污泥处理间等构筑物 基坑 1 1 进水粗格栅及提升泵房 进水粗格栅及提升泵房 基坑平面形状略呈 T 形 东西长 27 4m 南北宽约 9 8 16 5m 基底标高 6 20 9 25m 场地现地面标高 2 00m 施工后地面标高 3 20m 黄海高程 基坑开 挖深度西侧 8 20m 东侧 11 25m 2 2 A2O 反应池反应池 基坑平面形状略呈长方形 东西长 95 0m 南北宽约 87 9m 两个水池 南 北池间距 15 0m 场地现地面标高 2 50m 施工后地面标高 3 20m 黄海高程 池底 标高 1 00m 池底板厚 900 垫层厚 100 基底标高 2 00m 基坑开挖深度 4 50m 3 3 污泥处理间 污泥处理间 基坑平面形状略呈长方形 东西长 36 47m 南北宽约 16 5m 场地现地面标高 2 00m 施工后地面标高 3 20m 黄海高程 基底底标高 3 90m 垫层厚 100 基底 标高 4 00m 基坑开挖深度 6 00m 4 4 二沉池及配水井 二沉池及配水井 基坑平面形状呈园形 园半径长 22 65m 场地现地面标高 3 00m 施工后地 面标高 3 20m 黄海高程 基底标高 0 60m 地板厚 400 垫层厚 100 基底 标高 1 10m 基坑开挖深度 4 10m 二 工程周边环境简介二 工程周边环境简介 拟建场地原为农田 养虾塘以及河道 场地开阔 现局部填平 为一片空地 地面标高一般为 2 00 3 00m 平均约为 2 50m 地下室周边环境地下室周边环境 本场地周边环境相对较简单 现为一片空地 拟建进水粗格栅及提升泵房 东侧 南侧紧邻拟建构筑物 西侧为施工道路 周边条件受限 拟建 A2O 反应池 二沉池 周边均有拟建构筑物 相距约 15 0 30 0 且四周 有施工道路 周边条件受限 拟建污泥处理间 西侧 南侧紧邻拟建构筑物 周边条件受限 据了解 拟建基坑周边 20 0m 范围内无管线 场地较为开阔 三 场地工程地质条件三 场地工程地质条件 根据南京南大岩土工程技术有限公司提供的 吴中区水务局 污水厂岩土 工程详细勘察报告 工程编号 2005 S118 拟建场地基坑工程围护结构深度范 围内自上而下的土层布如下 素填土 灰褐色 湿 软宿 松散 以粘性土为主 土质不均匀 结构松 散 工程性能差 层厚 0 00 2 80m 层底标高 0 06 0 99m 1淤泥 灰黑色 饱和 流塑 含有机质 该层场地内均有分布 压缩性高 工程性能较差 层厚 0 50 1 30m 层面标高 0 41 0 39m 粉质粘土 灰黄色 饱和 可 软塑 含铁猛质结核和氧化铁锈斑 无摇震 反应 刀切面稍有光泽 干强度 韧性中等 压缩性中等 工程性能一般 层厚 0 00 1 60m 层面标高 0 84 2 65m 淤泥质粉质粘土 灰色 饱和 流塑 软塑 无摇震反应 刀切面稍有光泽 干强度 韧性低 该层场地内均有分布 压缩性高 工程性能较差 层厚 0 00 3 10m 层面标高 2 50 0 20m 粉质粘土 黄褐色 可塑 无摇震反应 刀切面稍有光泽 干强度 韧性中 等 该层场地内均有分布 压缩性中等 工程性能较好 层厚 1 10 1 50m 层面标 高 0 40 0 12m 粉质粘土 浅灰 青灰黄色 软 可塑 局部粉粒含量较高 无摇震反应 刀 切面稍有光泽 干强度 韧性中等 该层场地内均有分布 压缩性中等 工程性能 较好 层厚 1 90 2 50m 层面标高 1 70 1 35m 粘土 粉质粘土 黄褐色 可塑 无摇震反应 刀切面稍有光泽 干强度 韧性中等 该层分布 II 区 压缩性中等 工程性能较好 层厚 0 00 1 00m 层面 标高 1 47 1 02m 粘土 黄褐色 可塑 无摇震反应 刀切面稍有光泽 干强度 韧性中等 该层场地内均有分布 压缩性中等 工程性能较好 层厚 0 70 2 90m 层面标高 2 31 0 67m 粉质粘土 灰黄 青灰黄色 可塑 无摇震反应 刀切面稍有光泽 干强度 韧性中等 该层场地内均有分布 压缩性中等 工程性能较好 层厚 0 00 2 40m 层面标高 2 76 1 85m 粉质粘土 灰黄 青灰黄色 软 可塑 局部夹粉土 无摇震反应 刀切面 稍有光泽 干强度 韧性中等 该层场地内均有分布 压缩性中等 工程性能较 好 层厚 0 50 2 60m 层面标高 4 69 3 38m 粉土夹粉质粘土 灰黄 灰色 稍密状 摇震反应中等 刀切面稍有光泽 干强度 韧性低 该层场地内均有分布 压缩性中等 工程性能较好 层厚 0 50 5 00m 层面标高 6 39 3 94m 粉土 粉砂 灰色 饱和 中密 含云母碎片 摇震反应迅速 无光泽 干强度 韧性低 压缩性中等 工程性能较好 层厚 7 0 15 0m 层面标高 9 95 5 49m 粉质粘土 灰色 软塑 流塑 局部夹少量粉土 无摇震反应 稍有光泽 干强度 韧性中等 压缩性中等 工程性能较差 层厚 0 0 3 0m 层面标高 21 66 16 79m 粘土 暗绿色 可塑 无摇震反应 有光泽 干强度 韧性高 压缩性中 等 工程性能良好 层厚 0 0 2 8m 层面标高 20 99 19 10m 粉质粘土 灰色 软塑 流塑 局部夹少量粉土 无摇震反应 稍有光泽 干强度 韧性中等 压缩性中等 工程性能较差 层厚 0 0 3 0m 层面标高 21 66 16 79m 粉质粘土 青灰色 可塑 软塑 局部夹少量粉土 无摇震反应 稍有光泽 干强度 韧性中等 压缩性中等 工程性能一般 揭露层厚 5 2m 层面标高 23 76m 场地地下水情况 场地地下水情况 该场地地下水与基坑开挖关系密切的主要为浅部孔隙潜水和微承压水 孔隙潜 水主要赋存于 层 稳定水位埋深为 1 00 1 50m 水位标高为 1 01m 绝对标 高 地下水主要以大气降水 地面渗透补给为主 地下水与地表水关系密切 随季 节变化 年变幅在 1 0m 左右 微承压水赋存在 粉土层 其渗透性相对较强 富水性良好 层面标高 6 39 3 94m 苏州地区历史最高洪水位在 2 68m 1999 年 黄海高程 基坑围护设计参数见下表 基坑设计参数一览表 重度 土层厚度固结快剪 峰值 渗透系数 土层代号及名称 KN m3 m C kPa 0 cm s 素填土18 40 0 2 8 17 0 8 8 8 94E 05 1淤泥17 70 5 1 38 05 0 粉质粘土19 00 0 1 620 010 462 96E 06 淤泥质粉粘18 00 0 3 185 41 82E 06 粉质粘土19 41 1 1 53413 81 5E 06 粉质粘土19 21 9 2 53214 28 0E 06 粘土夹粉质粘 土 19 40 0 1 03110 61 49E 04 粘土19 80 7 2 95111 15 55E 07 粉质粘土19 50 0 2 43413 52 65E 06 粉质粘土18 90 5 2 62413 31 97E 05 粉土夹粉粘18 80 5 5 01117 71 5E 04 粉土 粉砂19 37 0 15 0324 73 0E 04 注注 土的力学参数取 C 的标准值分别为其平均值的 0 8 和 0 9 倍 内数值为经验值 四 设计依据及采用标准四 设计依据及采用标准 1 南京南大岩土工程技术有限公司提供的 吴中区水务局 污水厂岩土工 程详细勘察报告 工程编号 2005 S118 2 业主提供的 污水厂工程基坑围护设计部分资料 其中包括 厂区总平面布置图 各基础平面图 3 设计采用的规范 规程 国家行业标准 建筑基坑支护技术规程 JGJ 120 99 国家行业标准 基坑土钉支护技术规程 CECS96 97 国家标准 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 国家标准 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 国家标准 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 国家标准 钢结构设计规范 GB50017 2003 国家行业标准 建筑地基处理技术规范 JGJ79 2002 国家行业标准 锚杆喷射混凝土支护技术规范 GBJ50086 2001 4 根据 建筑基坑支护技术规程 基坑侧壁安全等级按三级设计 进水粗格 栅及提升泵房基坑侧壁安全等级按一级设计 五 基坑围护结构方案简介五 基坑围护结构方案简介 5 1 基坑围护结构方案的选择基坑围护结构方案的选择 选择基坑围护结构方案 必须综合考虑工程本身所处的位置 特点 首先应满 足本工程主体施工要求 在保证基坑顺利施工 周边环境安全 可靠的基础上 尽 可能做到即技术先进又经济合理 同时要便于施工 又利于加快工程进度 进水粗格栅及提升泵房基坑进水粗格栅及提升泵房基坑开挖深度 8 20m 11 25m 周边条件受限 基坑东 紧邻拟建细格栅 采用钻孔灌注桩挡土 水泥搅拌桩止水的围护结构 A2O 反应池反应池 污泥处理间污泥处理间 二沉池及配水井二沉池及配水井基坑部分 开挖深度 4 10m 6 0m 基坑周边有一定的放坡空间 采用适当放坡土钉墙围护结构 5 2 地下水治理分析地下水治理分析 该场地地下水与基坑开挖关系密切的主要为浅部孔隙潜水和微承压水 孔隙潜 水主要赋存于 层 稳定水位埋深为 1 00 1 50m 水位标高为 1 01m 绝 对标高 地下水主要以大气降水 地面渗透补给为主 地下水与地表水关系密切 随季 节变化 年变幅在 1 0m 左右 微承压水赋存在 粉土层 其渗透性相对较强 富水性良好 层面标高 6 39 3 94m 进水粗格栅及提升泵房进水粗格栅及提升泵房基槽底标高 6 20 9 25m 基槽已进入 粉土层 污泥处理间污泥处理间基槽底标高 4 00m 其残留粘土厚度不足 1 00m A2O 反应池反应池基槽底标高 2 00m 其残留粘土厚度大于 3 00m 二沉池及配水井二沉池及配水井基槽底标高 1 10m 其残留粘土厚度大于 3 00m 根据 建筑地基基础设计规范 GB 50007 2002 附录 W 基底抗渗流稳定性公 式 rm t t 1 1Pw W 0 1 18 9 3 0 5 0 10 0 1 13 1 1 因此当基坑底残留粘土层厚度大于 3 00m 时 基坑底抗渗流稳定 否则基坑 底抗渗流不稳定 本工程基坑 A2O 反应池 二沉池及配水井反应池 二沉池及配水井大底板基底抗渗流稳定 进水粗格栅及提升泵房 污泥处理间进水粗格栅及提升泵房 污泥处理间大底板基底抗渗流不稳定 为此 本工降排水 应充分分析土层的特点 结合以往类似工程的做法 对 A2O 反应池 二沉池及配水井反应池 二沉池及配水井大底板基底抗渗流稳定基坑 不需要专门的降水措 施 可以采用明沟与积水井进行抽排水即可 对于进水粗格栅及提升泵房 污泥处理间进水粗格栅及提升泵房 污泥处理间大底板基底抗渗流不稳定 则必须 对其采用有效的降排水处理 结合本工程场地地层条件以及周边环境条件 周边 现为空地 因此可以采用深井对其进行降排水 5 3基坑基坑围护方案 围护方案 放坡卸荷 土钉墙喷锚网支护放坡卸荷 土钉墙喷锚网支护 根据岩土工程勘察报告提供的各土层的力学参数 依据 建筑基坑支护技术规 程 JGJ120 99 基坑土钉支护技术规程 CECS96 97 利用北京理正软件分 析计算并结合已有施工工程经验 基坑支护设计方案如下 5 3 1 1 剖 二沉池段 剖 二沉池段 4 个 个 1a 剖 位于地质分区剖 位于地质分区I 区段区段 二沉池基坑平面形状呈园形 园半径长 22 65m 开挖深度 4 10m 基坑深度不大 周边为场地空地和道路 有一定放坡空间 可采用土钉墙支护的围护结构 坡面采用 1 0 80 放坡 坡面设四层击入式土钉 土钉采用直径为 48 的钢管 梅花型布置 第一排 M1 土钉长 8 0m 距坡顶 1 0m 水平间距 0 8m 入射角 15 第二排 M2 土钉长 8 0m 距坑顶 2 0m 水平间距 0 8m 入射角 15 第三排 M3 土钉长 6 0m 距坑顶 2 8m 水平间距 0 8m 入射角 15 第四排 M4 土钉长 6 0m 距坑顶 3 8m 水平间距 0 8m 入射角 15 土钉安置后进行管内注浆 1 剖 位于地质分区剖 位于地质分区II 区段区段 二沉池基坑平面形状呈园形 园半径长 22 65m 开挖深度 4 10m 基坑深度不大 周边为场地空地和道路 有一定放坡空间 可采用土钉墙支护的围护结构 坡面采用 1 0 80 放坡 坡面设四层击入式土钉 土钉采用直径为 48 的钢管 梅花型布置 第一排 M1 土钉长 8 0m 距坡顶 1 0m 水平间距 0 8m 入射角 15 第二排 M2 土钉长 6 0m 距坑顶 2 0m 水平间距 0 8m 入射角 15 第三排 M3 土钉长 6 0m 距坑顶 2 8m 水平间距 0 8m 入射角 15 第四排 M4 土钉长 4 0m 距坑顶 3 8m 水平间距 0 8m 入射角 15 土钉安置后进行管内注浆 喷射混凝土厚度 80 100mm 强度等级 C20 中间夹钢筋网 6 0 200 200 双向钢筋网 压加强筋 12 1000mm 坡顶钢筋网翻边 1 5m 坡顶设置摩擦锚桩 M0 结构需要 支撑坡顶网 采用 48 钢管 5 3 2 2 剖 剖 A2 O 反应池段 反应池段 2 个 个 A2 O 反应池基坑开挖深度为4 50m 基坑长约 97 米 宽约 90 米 南 北池 间间距 15 0 米 基坑开挖可以考虑两水池连通 基坑深度不大 周边为场地空地和 道路 有一定放坡空间 可采用土钉墙支护的围护结构 坡面采用 1 0 80 放坡 坡面设四层击入式土钉 土钉采用直径为 48 的钢管 梅花型布置 第一排 M1 土钉长 8 0m 距坡顶 1 0m 水平间距 0 8m 入射角 15 第二排 M2 土钉长 8 0m 距坑顶 2 0m 水平间距 0 8m 入射角 15 第三排 M3 土钉长 6 0m 距坑顶 2 8m 水平间距 0 8m 入射角 15 第四排 M4 土钉长 4 0m 距坑顶 3 8m 水平间距 0 8m 入射角 15 土钉安置后进行管内注浆 喷射混凝土厚度 80 100mm 强度等级 C20 中间夹钢筋网 6 0 200 200 双向钢筋网 压加强筋 12 1000mm 坡顶钢筋网翻边 1 5m 坡顶设置摩擦锚桩 M0 结构需要 支撑坡顶网 采用 48 钢管 5 3 3 3 剖 污泥处理池段剖 污泥处理池段 此区段场地有一定放坡条件 开挖深度 6 00m 采用二级放坡 二级平台深 2 0m 宽 3 0m 坡面采用 1 0 6 放坡 坡面设六层击入式土钉 土钉采用直径为 48 的钢管 梅花型布置 第一排 M1 土钉长 6 0m 距坡顶 1 0m 水平间距 0 8m 入射角 15 第二排 M2 土钉长 6 0m 距坑顶 2 0m 水平间距 0 8m 入射角 15 第三排 M3 土钉长 9 0m 距坑顶 2 8m 水平间距 0 8m 入射角 15 第四排 M4 土钉长 6 0m 距坑顶 3 8m 水平间距 0 8m 入射角 15 第五排 M5 土钉长 6 0m 距坑顶 4 8m 水平间距 0 8m 入射角 15 第六排 M6 土钉长 4 0m 距坑顶 5 8m 水平间距 0 8m 入射角 15 土钉安置后进行管内注浆 喷射混凝土厚度 80 100mm 强度等级 C20 中间夹钢筋网 5 0 200 200 双向钢筋网 压加强筋 12 1000mm 坡顶钢筋网翻边 1 5m 坡顶设置摩擦锚桩 M0 结构需要 支撑坡顶网 采用 48 钢管 在坡顶设置一排水泥深层搅拌桩止水 采用 850 600 三轴搅拌桩 桩长 12 0 米 水泥掺入量 25 土钉墙施工技术要点 土钉墙施工技术要点 1 一般说明 一般说明 土钉支护基坑围护结构方案 又称喷 锚网联合支护 土钉墙喷锚网支护边坡技 术是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构 它是通过土体内设置一定长度和密度的土钉 使土钉与土共同作用 土钉依靠与 土界面的粘结力 摩阻力和周边土体形成复合土体 土钉在土体发生变形的条件下被 动受力 通过其受拉作用对土体进行加固 而土钉间土体的变形则由护面板约束 这 样不仅有效提高了土体的整体刚度 又弥补了土体抗剪 抗拉强度低的弱点 形成一 种主动制约机制的支护结构 显著地提高了整体稳定性 改善土体的塑性变形和破坏 形状 它由被加固土 放置于原位土体中的细长金属杆件 土钉 及附着于坡面的混凝 土面板组成 形成一个类似于重力式的挡土墙 以此来抵抗墙后传来的土压力和其它 作用力 从而使开挖坡面稳定 目前沿海地区已经成功地在数百个基坑工程中应用土 钉墙作为围护结构 取得了安全 可行 经济的效果 2 土钉墙方案的特点 土钉墙方案的特点 1 采用原位加固技术取代结构 荷载体系 2 围护施工与挖土紧密配合 边挖边施工围护 基坑边缘暴露时间仅几个小 时 因此位移很小 3 本方案采用与土钉锚杆 以密而细的土钉锚杆代替受力比较集中的锚杆 土层受到的应力水平相对较低 因此 安全度比较大 变形比较小 4 与传统的钻孔灌注桩 水泥土搅拌桩挡墙相比 可减少施工费用 减少基 坑围护位移 缩短工期 5 基坑内无支撑 挖土及主体结构施工效率高 3 3 土钉墙施工流程 土钉墙施工流程 1 根据设计要求放线定基坑开挖线 按设计坡比进行开挖 2 土方开挖每次 沿基坑边挖深 1 2 1 6m 宽 6 0 8 0m 施工第一层土 钉并挂网 喷混凝土 依次开挖第二 第三等各层 挖深至设计标高深度 即基 坑底面 详见剖面 I 土钉墙施工顺序为 a 土钉制作 钻孔 焊配筋 b 打孔 打入土钉 c 编制钢筋网片及联系筋 d 喷射混凝土 e 管内注浆 封孔 土钉墙施工技术措施土钉墙施工技术措施 1 1 制作土钉 钢筋网 制作土钉 钢筋网 材料要求 钢筋的种类 型号符合设计要求 材料购进后 应妥善保管 土钉制作要求 土钉制作尺寸允许偏差 土钉长度 100mm 土钉弯曲度 1 土钉 48 钢管 端头预留注浆孔 焊接倒钩 入土端成尖型 钢筋网制作要求 钢筋网规格为 5 0 200 双向钢筋 编制筋网时 层与层之间的竖筋用对钩 连接 竖筋与横筋之间用扎丝固定 使用前应调直并清除污垢 钢筋网与砼面的间 隙不宜小于 20mm 施工时可在钢筋网后适当垫砖块或插入土中钢筋固定 确保在喷 射混凝土前 层面内的钢筋网片牢牢固定在边壁上并符合保护层厚度 20mm 要求 钢筋网宜采用绑扎 钢筋搭接处需要进行点焊 搭接长度不小于 20cm 在钢筋网外 采用 12 加强筋固定在土钉上 焊接牢固 2 2 配置 灌注水泥浆 配置 灌注水泥浆 土钉采用水泥纯浆 水灰比为 0 5 并根据土层情况和施工情况 在局部土钉 注浆时 可掺入适量的早强剂 掺入量为水泥重量的 1 左右 注浆浆压 0 4 0 6MPa 控制注浆压力小于等于上覆土压力的两 三倍 注 入浆体的充盈系数应大于 1 注浆时 注浆管插至距孔底 250 500mm 处 孔口设置 止浆塞及排气管 3 3 配置砼及喷砼 配置砼及喷砼 水泥 水泥 采用普通硅酸盐水泥 标号 PO32 5 水泥应符合现行水泥标准的规定要 求 必须有生产厂家的试验报告 质量检验单 出厂证等证明文件 袋装水泥在储 运时应妥善保管 防雨 防潮 堆放在距离地面一定的高度的堆架上 严禁抛摔 和损坏包装袋 严禁使用受潮水泥 骨料骨料 所进石料粒径 5 10mm 粗骨料最大粒径不宜大于 12mm 砂料 中砂 或粗砂 应符合有关标准规定 拌合用水 拌合用水 水中不含有影响水泥正常凝结硬化的有害物质 不得含有油脂 游离酸等 应使用自来水 砼配合比砼配合比 喷射混凝土的配合比除应达到设计标准强度外 还应满足施工工 艺要求 配合比为 1 0 3 2 2 水泥 水 砂 瓜子片 喷射砼采用人工干拌 施工人员按配合比换算成实际材料用量 拌和均匀 拌均匀后才能加入喷射机 喷射砼质量要求 喷射砼质量要求 喷射混凝土前 应对机械设备 水 电进行全面检查和试运 行 喷射作业分段进行 同一分段内喷射顺序应自下而上 喷头与喷面保持垂直 距离 0 8 1 5m 在钢筋部位 应先喷填钢筋后方 然后再喷填钢筋前方 坡面设 置厚度标尺 喷射混凝土终凝 2h 后 进行 7 天浇水养护 5 3 4 进水粗格栅围护方案 进水粗格栅围护方案 根据岩土工程勘察报告提供的各土层的力学参数 依据 建筑基坑支护技术 规程 JGJ120 99 利用北京理正软件分析计算并结合已有施工工程经验 基坑 支护设计方案如下 由于周边条件受限 采用钻孔灌注桩挡土钻孔灌注桩挡土 水泥搅拌桩作为围护体系 水泥搅拌桩作为围护体系 根据岩土工程勘察报告提供的各土层的力学参数 依据 建筑基坑支护技术规 程 JGJ120 99 利用软件分析计算并结合已有施工工程经验 基坑支护设计方 案如下 计算条件计算条件 1 基坑围护桩的计算采用规范推荐的竖向弹性地基梁法 2 迎土面的压力考虑水土分算 土压力取主动土压力 分别按各层土的 C 固结快剪指标峰值计算 3 地面超载按20kN m2计算 4 支撑体系将支撑与围檩作为整体 按平面受力的框架进行内力 变形分析 围护桩采用 1200 1400 钻孔灌注桩挡土 水泥土深层搅拌桩止水 水平内支撑 作为围护体系 4 剖 基坑西侧段 剖 基坑西侧段 采用 1100 1300 钻孔灌注桩挡土结合 850 600 三轴水泥搅拌桩止水 采用钻孔灌注桩 桩长为 17 0 米 在桩顶设置一道联系梁 梁尺寸为 1300m 700m 圈梁砼的强度等级 采用 C30 压顶梁标高 0 850m 黄海 三轴水泥搅拌桩有效桩长 25 0 米 水泥掺入量 20 5 剖 基坑东侧段 剖 基坑东侧段 采用 1200 1400 钻孔灌注桩挡土结合 850 600 三轴水泥搅拌桩止水 采用钻孔灌注桩 桩长为 24 0 米 在桩顶设置一道联系梁 梁尺寸为 1300m 700m 圈梁砼的强度等级 采用 C30 压顶梁标高 0 850m 黄海 三轴水泥搅拌桩有效桩长 25 0 米 水泥掺入量 20 详见剖面图 支撑体系用 支撑体系用 1 支撑 支撑 根据基坑形状及钢支撑的力学性质特点 采用钢支撑 本基坑长约 27 0 米 宽约 18 0 米 在基坑中部布设二道钢支撑 角部布设斜撑 第一道围檩采用 C30 砼围檩 截面 1300 700 第一道钢支撑采用 H500 300 11 18 双拼型钢支撑 连杆采用 H400 400 13 21 型钢 第二道围檩采用 2H700 300 13 24 型钢双拼 截面 1300 700 第二道钢支撑采用 H700 300 13 24 双拼型钢支撑 连杆采用 H400 400 13 21 型钢 钢支撑与砼圈梁相交处均设预埋件 2 立柱 支撑立柱采用型钢格构柱 4L140 14 截面为 470 470 其下设置立柱桩 立 柱桩采用 800 钻孔灌注桩 桩长 9 0m 型钢格构立柱在穿越底板的范围内需要设 置止水片 详见剖面图 钻孔灌注桩施工要求钻孔灌注桩施工要求 1 围护桩采用设计强度为水下混凝土C30 2 钻孔灌注桩应满足桩身质量及钢筋笼焊接质量要求 不得有断桩 混凝土 离析 夹泥现象发生 3 混凝土应连续灌注 每根桩的浇注时间不得大于混凝土的初凝时间 混凝 土浇注应适当大于桩顶的设计标高 凿除浮浆后的桩顶混凝土标号必须满 足设计要求 4 泥浆 槽内泥浆液面应保持高于地下水位0 5m以上 泥浆的比重配置应保 持孔壁稳定 5 清孔 清孔应分二次进行 第一次清孔在成孔完毕后立即进行 第二次在 下放钢筋笼和灌注混凝土导管安装完毕后进行 6 钢筋笼的制作 钢筋笼宜分段制作 分段长度应视成笼的整体刚度 来料钢筋长度及起重设 备的有效高度因素合理确定 钢筋笼的外形尺寸应符合设计要求 钢筋笼主筋混凝土保护层允许偏差为 20mm 环形箍筋与主筋的连接应采用点焊连接 螺旋箍筋与主筋的连接可采用铁丝 绑扎并间隔点焊固定 成形的钢筋笼应平卧堆放在干净平整的地面上 堆放层数不应超过2层 钢筋笼应经中间验收合格后方可安装 为保证钢筋保护层厚度 在钢筋笼的两侧应焊接定位垫块 钢筋笼水平方向每侧设 两列 每列垫块纵向间距为 4 0m 钢筋笼在起吊 运输和安装中应采取措施防止变形 起吊点宜设在加强筋部位 SMW 工法水泥搅拌桩施工要求工法水泥搅拌桩施工要求 1 SMW工法水泥土搅拌桩的施工采用三轴搅拌设备 桩型采用 850 600水泥土搅拌桩 2 水泥土搅拌桩采用P32 5普通硅酸盐水泥 水灰比1 5 水泥掺入比20 外加剂木质素用量为 水泥用量的0 2 3 为保证水泥土搅拌均匀 必须控制好钻具下沉及提升速度 钻机钻进搅拌速度一般在 1m min 提升搅拌速度一般在1 0 1 5m min 施工时应保证水泥土能够充分搅拌混合均匀 提升 速度不宜过快 避免孔壁塌方等现象 桩施工时 不得冲水下沉 相邻两桩施工间隔不得超过12 个小时 六 基坑降水六 基坑降水 6 1 1 A2O 反应池反应池 二沉池及配水井二沉池及配水井基坑部分 对基坑开挖影响的主要是浅部孔隙 潜水和地表水 地下微承压水应有三米的隔水层 坑底抗渗流稳定 可以不考虑对 其采用专门的降水措施 基坑降排水方法如下 1 地表水 基坑四周支护范围内的地表进行修整 构筑排水堤 防止地表降水 向流向基坑 2 坡面排水 在支护面层背部插入长 0 5m 直径 50mm 的水平排水管 排水 管里端梅花形打眼外裹尼龙网 外端伸出面层 间距 2 5 1 5m 以便将喷混凝土 面层后的积水排出 减小面层压力 3 基坑内排水 采用基坑底布置明沟即在基坑底四周紧靠坑壁设置深明沟加集 水坑 将水浅层水和坑底明沟底以上土层的水渗入明沟并导入集水坑 用水泵将 积水排出坑外 按土建总包方设置 集水坑设计直径 0 5m 4 由于有抗浮桩 降水运行必须在地下室施工后 其荷载达到抗浮要求后方可 停止 5 为了给土方开挖提供较好的施工环境 可以在土方开挖前对基坑浅部的孔隙 潜水 裂隙水采用轻型井点对其进行疏干 使其得以压缩固结 以提高土层的水 平抗力 若需要降水则轻型井点在挖土前两周施工 井点降水采用 100 钢管为总管 焊管 48 的支管 井点管 井点管间距 1 2m 每套总管长度小于或等于 50 0m 本工程共需布设轻型井点 32 套 6 26 2 进水粗格栅及污泥处理池 进水粗格栅及污泥处理池 本工程基坑开挖深度影响范围内土层以粘性土为主 基坑底部为粉土 本部分 基坑开挖 根据基底抗渗流稳定验算 基底抗渗流不稳定 则必须对其采用有效 的降排水处理 结合本工程场地地层条件以及周边环境条件 周边现为空地 因 此可以采用水泥搅拌桩帷幕止水 深井对其进行降排水 基于以上场地地质条件和水文条件 并根据本工程基坑围护结构的设计情况 本降水设计采用深井进行潜水的疏干降水和深层降水 即在深井中用水泵抽水 以 达到基坑降水和土体排水固结 便于土方开挖的目的 由于深井的特殊结构 使真 空能作用于地表以下各土层 将土层中自由水充分吸取 汇集于深井之中 由深井 内水泵排出 降水效果特别好 同时 土体由于自由水充分排出 在重力作用下 土体孔隙比减小 提高了土体强度 对工程施工安全和环境保护均十分有利 降水设计在基坑内部共布置深井疏干井 16 口 井深为 23m 在基坑外设置水位 观测井 在坑内降水过程中观测坑外水位 检测止水帷幕的封闭性和地下水的绕流 渗流情况 防止降水对坑外环境产生不利影响 在基坑施工过程中如遇降水 应采用明排措施将坑内降水迅速排除 以确保基 坑工程的安全施工 降水要求 降水要求 降水施工应由专业单位完成 且应满足如下基本要求 1 土方开挖前要进行基坑预降水 降水深度控制在开挖面 基坑面以及局部深 坑底面以下 0 5 1 米 2 降水应在开挖前一周完成 靠近基坑周边的深井应确保底部降水不对坑外产 生影响 3 在降水开始前应做好井点和管路的清洗和检查工作 如发现问题及时处理 防止 死井现象 的发生 在降水过程中施工单位应加强管理 确保管路畅通和井 点正常工作 4 基坑周围上部应做好排水工作 防止雨水流入基坑 5 监理单位应加强现场监督 确保现场施工的各项措施得到严格落实 七 土方开挖七 土方开挖 7 17 1 挖土方案总则 挖土方案总则 1 土方开挖应遵循时空效应的原理 严格实行 分层 分段 对称 平衡 和 留土护壁 限时 对称架撑 的原则 2 本基坑面积较大 分别有数个基坑 由于长 宽两个方向长度均较大 为 便于出土 总报单位须协调支护与土方开挖的统一指挥 合理安排 出土 通道与施工单位协商进行 7 27 2 开挖准备工作 开挖准备工作 1 每皮土开挖前降水至开挖面以下 1m 挖土前检查降水情况是否符合挖土 条件 2 在每道支撑混凝土强度达到设计要求前不得开挖下一皮土方 3 除井点降水措施外 开挖面及坑内设明沟和集水井相结合的排水措施 基 坑外围一圈开排水明沟 并做好地面的泛水 转角处设集水井 雨天或场地积水 较多时 用泥浆泵抽水 基坑内四周设 300 300 底排水明沟 角部设集水井 集 水井平面尺寸为 500 500 低于排水沟以下 900 底部用碎石填 300 厚 4 土方开挖前 应完成定位 放线 基准点引测工作 否则不得开挖该皮土 方 5 保证施工机械进出场道路畅通和场地排水系统贯通 落实卸土点 作好监 测初始记录 6 首层开挖前对变形监测进行一次小结 并在第一道支撑开挖前完成一次初 读数 以便实际掌握开挖阶段的变形情况 7 3 技术措施 技术措施 1 施工车辆荷载和堆载应满足设计单位提出的限载要求 2 同一开挖面内开挖深度有较大差异时 宜先挖至浅基坑标高 垫层 甚至基 础底板 浇筑完毕后 再开挖较深的基坑 并应采取有效措施 保证边坡的 稳定 严禁超挖 基坑底部留 20cm 进行人工挖土 3 当挖到杂填土 耕植土或土质松软时 须全部挖净 遇河道 暗浜时应上报 设计及监理 共同协商 4 下部的挖机在行驶过程中严禁碰撞格构柱及降水管 严禁格构柱周边土方挖 土高差大于 1 米 格构柱周边土方堆土要严格控制 5 分段验槽 垫层跟紧 当某一施工段人工挖到设计标高后 及时请设计 监 理进行验槽 验收通过后素混凝土垫层跟紧 以免基底土暴露时间过长 垫 层采用 C20 商品混凝土 汽车泵输送 局部采用小车结合斜面卸斗作两面及 垂直运输 八 基坑监测八 基坑监测 施工监测包括对环境的保护监测和对工程本体的监测 及时预报施工中出现的 问题 以指导施工 施工期间应根据监测资料及时控制和调整施工进度和施工方法 基坑围护监测应由专业的监测队伍进行 并及时将监测资料反馈设计与施工方 以 便及时分析处理 做到信息化施工 确保基坑安全 监测由建设单位委托具有专业资质的单位实施并做专项基坑监测方案 8 1 监测内容 监测内容 建议本次监测所采用的具体项目如下 水平垂直位移的量测 主要用于观测围护桩顶 围护桩 基坑边壁顶部 土钉墙 的水平位移与垂 直沉降 测斜 主要目的是观测基坑开挖过程中围护桩身及土体位移 建议在基坑四面土体内埋置测斜管 桩围护部分 地下水位的观测 建议布置坑外地下水位观测井 监测坑外地下水位的波动情况 基坑水位观 测井一般由降水单位实施 基坑围护结构及周围地表开裂状态 位置 裂宽 的观察 基坑周围地面超载 状况 自然环境 台风 雨水 气温等 8 2 监测要求监测要求 1 在围护结构施工前 须测得初读数 2 在基坑降水开挖期间 须做到一日一测 在主体结构施工期间的观测间隔 可视测得位移变化情况放长或减短 3 测得的数据应及时上报建设 监理 施工和围护设计单位 4 报警界限 对进水粗格栅基坑 安全等级按一级执行 水平位移大于 2mm 日或累计大 于 30mm 其它部分 安全等级按三级执行 水平位移大于 5mm 日或累计大于 80mm 若测试值达到上述界限须及时报警 以引起各有关方面重视 及时处理 九 应急措施九 应急措施 9 19 1 应急措施应急措施 根据基坑特点结合本公司近年来的一些施工经验 基坑可能出现一些危情 包 括基坑变形过大 基底隆起 暴雨 周边污水管道破损渗漏等 针对情况采取如下 应急措施 A 地面裂缝 地面一旦出现裂缝 顺裂缝注入水泥与水玻璃混合液 地面用水泥砂 浆抹平 同时在裂缝外侧布置土钉 增加抗拉力 稳固变形土体 现场备足草包 塑料布 钢管等应急物质 以便能及时抢险 B 水平位移过大 观察地面的位移和地面裂缝 当基坑壁水平位移达到报警值 可 采用坑内土体加固 增设水平支撑或斜支撑 限制水平位移 土钉墙部分可以在坡 顶向下 0 5m 处增设一排土钉锚杆 土钉长 9 0m 间距 0 5 1 0m 管锚内注浆以 提高锚杆的握固力 使围护结构安全稳定 C 坡脚滑移 坡体加掌 坡脚增打木桩或采用石子草包堆叠坡脚 阻止坡脚继续滑 移 D 当基坑位移监测数值超过速率或总体警戒值时 立即采取应急措施 在有条件 的地段的坡顶立即采取挖土卸荷 坑内坡脚堆填土 卸土宽 3 0m 深度 2 0m 以减 少坡顶荷载 降低基坑相对深度 改变坡体应力分布 达到基坑坡土稳定的目的 并增加监测次数 确定其加固后的位移值是否正常 E 周边污水管道破损渗漏 查明破损渗漏位置快速封堵修复 同时在坡面设置引 流管 将坡面内积水引流至基坑内 通过坑内排水系统排向坑外 F 暴雨 及时跟踪天气情况 在暴雨来临之前 检查坑内外排水系统 备好排 水设备 安排专人抽水 保证坑内不积水 9 29 2 应急材料准备应急材料准备 A 工地现场保持 1 台挖掘机 堆土及卸荷 随时作好应急准备 洋镐 20 把 铁锹 20 把 救援时挖土 沙袋 200 只 6 米长槽钢 20 根 9 39 3 注意事项注意事项 1 土方开挖过程中 严格按照施工方案开挖 严禁超挖 2 坑内挖土卸载后若坑底涌土 回弹过快 应尽快采用压重等措施 3 土钉墙施工过程中 上部土钉强度达到 75 以上时 方可开挖下部土方 4 基坑开挖后续结构施工过程中 距离边坡 10m 范围内地面荷栽不超过设计荷 载 5 基坑边坡施工完成后 大雨或暴雨过后 及时应加强坑内及坑外周边环境监 测 掌握边坡的动态 若发现问题 应及时采取相应的补救措施 以保证基坑稳 定 安全 附 主要计算成果 设计项目 污水厂 1剖面 89 设计简图 设计条件 基本参数 所依据的规程或方法 建筑基坑支护技术规程 JGJ 120 99 基坑深度 4 100 m 基坑内地下水深度 5 000 m 基坑外地下水深度 1 000 m 基坑侧壁重要性系数 1 000 土钉荷载分项系数 1 250 土钉抗拉抗力分项系数 1 300 整体滑动分项系数 1 300 坡线参数 坡线段数 1 序号 水平投影 m 竖向投影 m 倾角 1 3 000 4 100 53 8 土层参数 土层层数 6 序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 锚杆土摩阻力 水土 泊松比 变形模量 m kN m 3 kN m 3 kPa 度 kPa kPa 1 素填土 2 000 18 4 18 4 17 0 8 8 20 0 20 0 合算 0 250 7 000 2 粘性土 0 700 19 0 19 0 20 0 10 4 32 0 32 0 合算 0 250 7 000 3 淤泥质土 0 800 18 0 18 0 8 0 5 4 18 0 18 0 合算 0 250 7 000 4 粘性土 2 500 19 8 19 8 51 0 11 1 50 0 50 0 合算 0 250 7 000 5 粘性土 1 400 19 5 19 5 34 0 13 3 45 0 45 0 合算 0 250 7 000 6 粘性土 1 500 18 9 18 9 24 0 13 3 40 0 40 0 合算 0 250 7 000 超载参数 超载数 1 序号 超载类型 超载值 kN m 作用深度 m 作用宽度 m 距坑边线距离 m 形式 长度 m 1 满布均布 15 000 土钉参数 土钉道数 4 序号 水平间距 m 垂直间距 m 入射角度 度 钻孔直径 mm 1 1 000 1 000 15 0 48 2 1 000 1 000 15 0 48 3 1 000 1 000 15 0 48 4 1 000 1 000 15 0 48 坑内土不加固 施工过程中局部抗拉满足系数 1 000 施工过程中内部稳定满足系数 1 000 内部稳定设计条件 考虑地下水作用的计算方法 总应力法 土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数 0 500 圆弧滑动坡底截止深度 m 0 000 m 圆弧滑动坡底滑面步长 m 1 000 m 设计结果 局部抗拉设计结果 工况 开挖深度 破裂角 土钉号 设计长度 最大长度 工况 拉力标准值 拉力设计值 m 度 m m Tjk kN Tj kN 1 1 100 31 3 0 2 2 100 31 3 1 1 653 1 653 2 1 7 2 2 3 3 100 31 3 1 1 427 1 653 2 0 1 0 1 2 1 754 1 754 3 3 1 3 8 4 4 100 31 3 1 2 083 2 083 4 0 1 0 1 2 2 409 2 409 4 3 1 3 8 3 5 907 5 907 4 20 5 25 6 5 4 100 31 3 1 2 083 2 083 4 0 1 0 1 2 2 409 2 409 4 3 1 3 8 3 5 907 5 907 4 20 5 25 6 4 0 066 0 066 5 0 0 0 0 内部稳定设计结果 工况号 安全系数 圆心坐标x m 圆心坐标y m 半径 m 土钉号 土钉长度 1 3 898 2 434 3 934 0 851 2 2 330 1 441 5 494 3 395 1 8 000 3 1 362 1 876 4 737 3 908 1 8 000 2 6 000 4 1 567 0 423 5 944 5 344 1 8 000 2 6 000 3 6 000 5 1 567 0 423 5 944 5 344 1 8 000 2 6 000 3 6 000 4 4 000 土钉选筋计算结果 土钉号 土钉拉力 抗拉 土钉拉力 稳定 计算钢筋面积 配筋 配筋面积 1 2 2 27 8 89 8 1D12 113 1 2 3 8 12 2 39 3 1D12 113 1 3 25 6 32 8 107 3 1D12 113 1 4 0 0 29 8 96 2 1D12 113 1 喷射混凝土面层计算 计算参数 厚度 100 mm 混凝土强度等级 C20 配筋计算as 15 mm 水平配筋 d5 200 竖向配筋 d5 200 配筋计算as 15 荷载分项系数 1 200 计算结果 编号 深度范围 荷载值 kPa 轴向 M kN m 醩 鉺 As mm 2 实配As mm 2 1 0 00 1 00 0 0 x 0 000 0 000 1 000 0 0 141 4 y 0 000 0 000 1 000 0 0 141 4 2 1 00 2 00 3 5 x 0 130 0 002 1 000 7 3 141 4 y 0 130 0 002 1 000 7 3 141 4 3 2 00 3 00 21 1 x 0 775 0 010 1 000 43 4 141 4 y 0 775 0 010 1 000 43 4 141 4 4 3 00 4 00 28 5 x 1 050 0 013 0 993 59 2 141 4 y 1 050 0 013 0 993 59 2 141 4 5 4 00 4 10 0 0 x 0 000 0 000 1 000 0 0 141 4 y 0 000 0 000 1 000 0 0 141 4 外部稳定计算参数 所依据的规程 建筑地基基础设计规范 GBJ 7 89 计算长度 10 000 m 墙基底倾角 0 0 度 墙背倾角 90 0 度 土对土钉墙墙背的摩擦角 10 0 度 土对土钉墙基底的摩擦系数 0 300 抗倾覆验算倾覆点距原点 坡脚 的距离 0 000 m 墙底地基承载力 180 0 kPa 承载力安全系数 1 200 抗水平滑动安全系数 1 300 抗倾覆安全系数 1 200 外部稳定计算结果 重力 375 3 kN 重心坐标 5 814 2 226 超载 105 0 kN 超载作用点x坐标 6 500 m 土压力 28 3 kPa 土压力作用点y坐标 1 394 m 基底平均压力设计值 47 5 kPa 180 0 基底边缘最大压力设计值 73 2 kPa 1 300 抗倾覆安全系数 1 881 1 200 设计项目 污水厂 1a剖面 91 设计简图 设计条件 基本参数 所依据的规程或方法 建筑基坑支护技术规程 JGJ 120 99 基坑深度 4 100 m 基坑内地下水深度 4 500 m 基坑外地下水深度 1 000 m 基坑侧壁重要性系数 1 000 土钉荷载分项系数 1 250 土钉抗拉抗力分项系数 1 300 整体滑动分项系数 1 300 坡线参数 坡线段数 1 序号 水平投影 m 竖向投影 m 倾角 1 3 200 4 100 52 0 土层参数 土层层数 6 序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 锚杆土摩阻力 水土 泊松比 变形模量 m kN m 3 kN m 3 kPa 度 kPa kPa 1 素填土 2 000 18 4 18 4 17 0 8 8 20 0 20 0 合算 0 250 7 000 2 粘性土 0 700 19 0 19 0 20 0 10 4 32 0 32 0 合算 0 250 7 000 3 淤泥质土 1 000 18 0 18 0 8 0 5 4 18 0 18 0 合算 0 250 7