建筑基础加固方案

建筑物及设施基础加固方案目录、加固方案设计依据、新建厂房工程概况、新建厂房施工难度及对周边生产厂房构成危险的分析、具体加固施工部位及工艺选择、土钉墙技术施工、土钉墙壁支护结构的特点、土钉墙的构造、增加土钉抗拔力的措施、土钉墙施工的一般原则和要求、土钉墙剖面图、土钉墙支护设计、土钉墙施工主要技术8、试验及监测9、土钉墙施工安全管理措施六、结尾一、加固方案设计依据（1）新建厂房设计图、设计修改通知；（2）原老厂房基础平面图；（3）地质勘察报告；（4）现行有关设计、施工规范、规程；（5）其他与加固有关的资料。二、新建厂房工程概况宝鸡钛业股份有限公司、钛及钛合金熔铸扩能及辅助配套项目厂房工程,总建筑面积8444，建筑占地面积8444，建筑高度313米,本工程为排架钢结构体系,建筑结构类别为3类，抗震设防烈度7度,结构安全等级二级,主体结构合理使用年限50年。按设计基底标高深达6575M，由于施工现场场地狭窄基础开挖较深，很容易给周边建筑物结构造成极其不良的影响，具体详见钛及钛合金扩能基础与周边建筑物位置平面图。三、新建厂房施工难度及对周边生产厂房构成危险的分析由于该工程所在地位于宝钛老厂区厂房内，根据新建厂房基础地质的状况、西北有色勘测工程公司岩土工程勘察报告显示，地下第一层为杂填土，层厚平均为2632米；第二层为粉质粘土层及粉土层，层厚为1941米左右；粉土层厚为18米,第三层为圆砾层厚为137149米,依据上述地下基础工程需开挖土方深度为6575米,下面具体介绍新建厂房与周围建筑物的位置关系。新建厂房东面为施工现场人员及车辆进出唯一主要通道大门，正对着宝钛厂主要公路干道及绿化带，新建厂房基础承台边距离公路边不足8米，距离宝钛主要疏气干管管沟及电力通讯设施不足2米，由于距离太短基坑开挖坡度系数缩小，有可能在基础开挖时造成公路及管道沟裂隙、裂缝、沉降，管道及电力通讯设施断裂、倾斜、偏位等不良因素。施工现场南面与老厂房紧邻，新厂房基础边距离老厂房不足7米，特别与正南面熔铸厂电力设施变压器不足4米，该正南面老厂房地段在基础开挖时如保护不当，很容易造成老厂房及变压器裂隙、裂缝、沉降及变压器焚毁后果不堪设想。距离东南角约20米层高砖混结构厂房不足5米，该老厂房根据业主提供的宝鸡有色金属加工厂015结构图显示，厂房为上世纪6070年代砖混结构旧厂房，基础为毛石混凝土结构，厂房高、基础承重力及基础承台面积大不易于保护，加之新老厂房距离太近，新建厂房由于基础开挖较深，基础开挖放坡系数小，如保护不当极有可能造成正在生产的车间厂房裂隙、裂缝、沉降等成为危房。西面即将是新建厂房与原013C对接厂房，根据业主方提供的013C厂房基础平面图0419C01P0102上显示，原厂房18轴线基础柱深为000下负6575米，由于新建厂房基础承台面边距离原013C厂房不足1米。新建厂房基础按设计开挖深度为65米，但据目前开挖情况了解，实际开挖基础深度不止65米，需继续向下开挖至持力层，根据上述综合情况分柝，必须采取对013C厂房进行强有力加固措施，防止正在生产的厂房跨塌、沉降及重要管线设备受损。北面为新建厂房的大门，施工现场距离北面老厂房约15米，为施工现场最宽阔的一面，但新建厂房基础面边距离原老厂房围墙不足9米，且围墙下有不同规格的各类管道设施距离新建厂房基础不足10米，加之施工现场场地狭窄，新建工程是在原老厂房基础上重建，地下电力、管道设施多，给新建厂房施工带来相当大的难度，为方便新建厂房临时指挥施工，新建厂房临时指挥部现建于此，为确保在不改变原建筑物及各类设施基础上，免遭基础沉降、塌方及各类设施断裂、倾斜、偏位等不良因素，需对北面施工段进行防护加固处理，保证北面施工段基础及各类设施不受破坏。依据上述施工现场周边建筑物距离新建厂房太近，加之地下基础工程需开挖土方深度较深、放坡系数较大、基础基坑地质层的边坡稳定性较差。给基础施工带来一定性的难度和危险性，为保证新建厂房基础的质量和安全，西北有色勘测工程公司岩土工程勘察建议及我司通过对施工现场的反复详细论证，决定在工程建设中采用对周边房屋加固处理的技术来解决这个问题。四、具体加固施工部位及工艺选择（后有附图）本工程南西北三面均为正在生产的各类厂房车间，南面东南角为砖混结构厂房层高约20米，距离新建厂房不足5米，可采用土钉墙支护的方案（详见支护6段剖面图）。新建厂正南面紧邻熔铸车间，车间外有熔铸厂变压器距离新建厂房基础面不足5米，需采用土钉墙支护支护方案施工（详见支护1、2段剖面图）。西面为013C熔铸厂、此厂房与新建厂房建成后将进行水平对接，新建厂房基础面与原厂房基础距离不足1米，可采用土钉墙支护方案进行基础保护施工（详见支护3段剖面图）。北面为宝钛生产车间，地势较为宽阔距离新建厂房约15米，且有不同规格的各类管道距离不足9米，加之受施工现场条件限制，新建厂房临时指挥部暂设于此，此段可采用土钉墙支护方案（详见支护4段剖面图）。东面为宝钛主要公路干道距离新建厂房基础面不足7米，且此面有宝钛主要大型疏气管道管沟距离基础面不足2米，可采用土钉墙支护方案对管沟及公路进行保护施工（详见支护5段剖面图）；施工现场厂房及设施加固方案具体详见钛及钛合金扩能厂房基坑支护平面图及图中支护说明。五、土钉墙技术施工1、土钉墙壁支护结构的特点土钉墙支护结构是一种原位土体加固技术，它是将土钉安设或打入基坑边土体内，将土体加固成能自稳的重力式的挡土结构。土钉墙是高强度土钉、网喷混凝土面层及原状土三者共同受力，增强了土体破坏延性，很好地改变了边坡突然塌方的性质，有利于安全施工；在工艺上，采用了边开挖边支护的方法，工作面不受限制，缩短了工期；由于该工艺优势和特点，对桩段进行合理选型，加之对土钉墙支护进行合理安排和加强管理，用来处理施工现场南西北厂房及东面蒸气管道沟基础、桩基在新建厂房基础施工的过程不受影响有独到的效果。2土钉墙的构造土钉墙结构由土钉和面层两部分构成，土钉主要包括钻孔注浆土钉和打入式土钉两种形式。钻孔注浆土钉为最常用的土钉，本项目采用18MM的HRB335钢筋，置于70110MM钻孔中，采用强度等级不低于M10的水泥浆或水泥砂浆注入孔中形成。水泥浆水灰比一般为05左右，水泥砂浆配合比一般1112，水灰比为038045。注浆土钉设定位支架以使钢筋居中，孔口宜设置止浆塞及排气管。注浆方式采用高压注浆与高压喷射等方式相结合。土钉长度一般为开挖深度的15倍，间距为12M，与水平夹角一般为10，适用的土钉墙墙面坡度不宜大于101。面层为土钉墙的重要组成部分。一般由8MM、间距200MM的钢筋网，强度等级不低于C20的喷射混凝土组成，面层厚度一般为100MM。为保证土钉与墙面的有效连接，可采用加强钢筋与土钉和分布钢筋连接，也可采用承压垫板方法连接。3增加土钉抗拔力的措施本工程桩由于受场地自然条件、周边环境、地质条件，有可能造成新建厂房基坑开挖、土方开挖的边坡失稳及原厂房桩基裂隙、裂缝、断裂、倾斜、偏位、等不良因素。为防止原老厂房出现上述事件，可采用土钉墙支护作为一种保护原建物加固方法,当土钉的设计长度受到限制时，为增大土钉的抗拔力，除了调整土钉的水平和垂直距离外，还可考虑采用以下几方面措施加大土钉的直径。适当加大土钉的直径是提高土钉抗拔力的一个途径。根据工程需要，当土钉直径加大至120MM时，在砂性土中抗拔力可提高至16N/M，在填土中可提高至13KN/M。提高注浆压力。提高注浆压力可以增大锚固的体积，从而提高锚固体与洞周壁的粘接力和两者之间的摩阻力。本工程应采用的注浆压力一般不小于04MPA，但当注浆压力提高至不小于08MPA后，土钉的抗拔力有明显的提高。进行二次注浆。如果仅一次注浆，由于注浆洞口上端是开启的，注浆压力不会太高，锚固体与洞壁的土体的粘结力和两者之间的摩阻力均较低。二次注浆可以提高锚固体与土体间的摩阻力，使土体对锚固体的压应力的最大值达到该深处的土自重应力。当一次注入的水泥砂浆即将初凝时，再用水泥浆压力注入，由于第一次水泥砂浆封盖，二次注浆的压力可以控制到较大值，使水泥浆渗入土体中，并使土体对锚固体的压力达到土体在该处的自重值。一次注浆压力应不小于04MPA，二次注浆压力可增大至不小于0812MPA。4、土钉墙施工的一般原则和要求土钉墙支护作为一种挡土结构应满足规定的强度、稳定性、变形和耐久性等要求。本工程深基坑开挖土钉墙支护施工要注意，在施工过程中必须自始至终与现场的测试监控相结合，通过变形等测量数据和施工过程，不断发掘现场地质情况，及时指导下一步的施工。5、土钉墙剖面图根据该工程所在场地的周边环境及施工难度，并综合考虑工期和技术可行性等因素，采用土钉墙结构护坡及保护原建筑物具有很好的效果，具体详见下图。土钉墙剖面图6、土钉墙支护设计设计参数土钉墙坡度为75；土钉采用梅花形布置，土钉的竖向和水平间距均为12M，18HRB335级钢筋，长度如上图，钻孔直径110MM，注浆压力不小于05MPA，注浆为纯水泥浆，强度不低于20MPA；面层结构采用8200200MM的钢筋网片及100MM厚C25喷射混凝土组成，面层分两次喷射，每24M设一泄水孔。设计计算土钉抗拔承载力验算第一排土钉TK196KN，TU285KN125TK245KN（其余各排土钉验算略）土钉墙整体稳定性验算取最危险滑动面计算，采用圆弧滑动简单条分法，安全系数K138130。7、土钉墙施工主要技术土钉墙施工工艺施工准备第一层开挖喷射第一层混凝土成孔安放土钉注浆作泄水孔钢筋网焊锚头喷射第二层混凝土清理。在基坑周边设计了坡顶沉降观察点、位移监测点、土体测斜孔、水位观察孔，在土体中设置有土体压力监测点，要求在施工过程中对围护结构的变形情况进行严密地监测。施工前制定施工方案，并做好测量放线、机械调试、材料进场检验、土钉加工和监控量测布点等准备工作。在距坑边1M设一截排水沟和积水坑。在施工过程中要使地下水位保持在开挖面以下，创造无水开挖的条件，对土钉墙的受力稳定也是至关重要的。严格按设计要求分层、分段开挖基抗，逐层施工土钉。分层高度在15M以内，分段长度在20M以内，开挖后及时封闭土体、施工土钉。采用反铲挖掘机开挖，预留300MM的土体人工修坡，边坡修整好后及时喷射第一层约50MM厚的混凝土，以防雨水冲刷及崩塌，施工中应做好钢筋标记，用以控制第二次喷射混凝土的厚度。混凝土的强度达到25MPA时，进行土钉的定位放线，开始架设钻孔机进行钻孔。钻孔至设计深度后，用高压风清孔，测量孔深。施工时如遇局部松散土质不能成孔或遇有障碍物难以继续成孔时，可用锚管土钉代替钢筋土钉。土钉孔经检查满足要求后开始安放土钉。为保证土钉居中，土钉每隔2M左右焊上定位钢筋。土钉的外露长度为150200MM，以保证和钢筋网的连接。土钉安放完成后及时注浆，注浆采用注浆机完成。为保证土钉与周围土体的紧密结合，在孔口处设止浆塞，注浆管插入至距孔底500MM左右，边注浆边拔管，直至注满为止。第一次注浆后1H左右进行第二次注浆，注浆浆液采用水泥砂浆，掺入少量的膨胀剂，以保证与土体的密实性。土钉施工完成后需做一定数量的泄水孔。钢筋网固定完成后进行第二次喷射混凝土，在喷射中应保证厚度，喷射口与坡面垂直，并从下往上一环压一环，在坡顶做好地面硬化和排水设施，以防雨水侵入土体。面层完成后，进行场地清理，并从喷射混凝土初凝后进行养护，养护期为7D。土钉墙使用期间，坡顶面5M范围内应控制超载。8、试验及监测在施工前进行了土钉抗拔力试验，施工中要对土钉抗拔力进行了检测，土钉实际抗拔力值均大于土钉抗拔力设计值，而土钉的位移很小，土钉的外观要无明显变化，这样土钉的施工才能满足设计要求。9、土钉墙施工安全管理措施建立施工现场安全生产保证体系，克服工作上的盲目性，随意性。制定基坑专项施工方案，分析确定危险部位和过程，并制定相应的应急措施，使这些危险部位和过程中能得到有效地控制。加强施工过程中的检查，做到不合格的设施不使