WS管道沟槽基坑围护工程方案[详细]

1、 CNF/ZJLNG项目投标文件 9.10 WS管道沟槽基坑围护工程方案1. 概述1.1 编制依据1.1.1 中海油浙江LNG接收站项目全厂地下管道平面布置图；浙江LNG项目接收站工程岩XXXX公司)(20_.12)1.1.2 地基处理技术规范(DBJ08-40-94)；1.1.3 基坑工程设计规程(DBJ08-61-97)；1.1.4 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)；1.1.5 建筑基坑围护技术规程 (JGJ120-99)；1.1.6 软土地基深层搅拌加固技术规程(YBJ225-91)；1.1.7 建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)；1.1.8 建

2、筑桩基技术规范(JGJ-94-94)；1.1.9 钻孔灌注桩施工规程(DBJ08-202-92)；1.1.10 工程测量规范(GB50026-93)；1.1.11 建设工程施工现场供用电安全规范(GB50194-1993)；1.1.12 建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)；1.1.13 建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300-2001)1.1.14 行业标准施工现场临时用电安全技术规范(JGJ46-2005)；1.1.15 行业标准建筑施工安全检查标准(JGJ59-99)；1.2 工程概况本工程WS管道沟槽基坑形状为条状矩形,由两个基坑组成。一号基坑周长约116

3、5m7.5m,基坑总面积约4368m2,另外开挖深度6.8米处周长为45米。二号基坑周长约789m7.5m,基坑总面积约2958.5m2,。本工程基坑开挖深度:本工程自然地面绝对标高按+5.20m,其中一号基坑开挖深度为4.2m及6.8m,二号基坑开挖深度为4.2m。综上,分别取6.8m、4.2m作为剖面计算深度。本项目基坑北侧为已建成海堤,距离基坑边线约8m25m,是本基坑主要保护对象；南侧和东侧为在建主厂区,周边环境条件较为简单。1.3 主要施工原则1.3.1 贯彻执行国家的技术经济政策,按技术标准要求,围护结构施工应满足安全可靠、技术先进、经济合理、方便施工等要求。1.3.2 基坑工程以

4、地质勘察报告、设计技术标准为依据,根据主体结构特征、工程场地周边环境条件,工程地质特性和开挖条件,选择合适的土力学计算参数,采用合理的支护体系。1.3.3 考虑采用顺作法施工方案进行技术设计。顺作法施工时采用临时钢支撑结构支撑体系,支撑结构在WS管道埋置施工完成同时即可逐步拆除。本基坑工程根据有关规定,在确定围护结构的入土深度时,应进行墙体抗滑、抗倾、整体稳定以及墙前基底土体的抗隆起、抗管涌稳定性计算；支护体系应进行强度、变形、稳定性等验算XXXX公司浙江LNG项目接收站工程岩土工程勘察报告(详勘),本场地的地质条件如下:1.4.1 地形地貌场地位于XX市北仑区穿山半岛东北部,场地依山临海,东

5、、南两群山环绕,地貌上属于山前小型海湾淤积平原。平原区地形平坦开阔,场地原地形以柑橘地和蔬菜地为主,西侧有一小河；现被冲填土(细砂)和碎石土或块石(俗称“塘渣”)回填,现地面标高为3.75.4 米。1.4.2 地基土的构成与分布特征根据现场勘探和室内土工试验成果,结合宁波地区区域地质资料,各土层埋藏分布情况具体详见地层特性表。地层特性表层次地层名称层厚(m)层底标高(m)土 层 描 述1素填土0.307.000.304.98杂色,稍密,由碎石、块石及少量粘性土组成,局部夹碎砖块,碎石径一般510cm,个别达20cm 以上,大小混杂,土质不均,现已经强夯处理。2冲填土0.20_.50-1.262

6、.36灰黄褐色,以中粗砂为主组成,土质较均一,稍密中密,地下水位以上为湿,地下水位以下为饱和。1粉质粘土0.303.50-2.721.52褐色灰褐色,软可塑,下部渐变为软塑,含氧化铁,土质较均一,干强度中等高,无摇震反应,韧性中等硬,中高压缩性。2淤泥质粉质粘土0.304.40-4.14-0.18褐灰色,流塑,厚层状,土质较均一,下部略具层理,含有机质,偶含少量贝壳碎屑,干强度中等,无摇震反应,韧性中等硬。粘塑性较好,局部相变为淤泥质粘土,高压缩性。1淤泥质粘土2.6016.50-17.83-2.45灰色,流塑,厚层状,局部薄层状构造,含有机质,干强度高,无摇震反应,韧性高,高压缩性,土质较软

7、弱,局部为淤泥。2淤泥质粉质粘土1.2012.40-21.48-9.71灰色,流塑,鳞片状,片径46mm,局部薄层状,干强度中等,无摇震反应,韧性中等,粘塑性较好,局部相变为淤泥质粘土,高压缩性。1淤泥质粘土0.7010.50-28.76-14.22灰色,流塑,鳞片状,含少量植物碎屑,干强度高,无摇震反应,韧性硬,高压缩性。2粘土1.109.90-33.18-16.16灰色,软塑,局部流塑,细鳞片状,含有碳化物,偶夹少量的细砂团块,干强度高,无摇震反应,韧性硬,高压缩性。1.4.3 基坑围护参数表基坑围护参数表(勘察报告)层号土层名称重度o固结快剪峰值渗透系数压缩模量kN/m3C(Kpa)水平

8、垂直ES1-2MPaK(cm/s)1粉质粘土19.035.414.34.52淤泥质粉质粘土17.720.39.63.8E-061.1E-053.01淤泥质粘土17.118.38.29.0E-069.8E-072.32淤泥质粉质粘土17.219.88.52.1E-072.1E-072.51淤泥质粘土17.123.07.22.62粘土17.024.59.33.01.4.4 地下水场地内的地下水可分为第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两大类型,三个亚类,即第四系松散岩类孔隙潜水、孔隙承压水和基岩裂隙水。(1) 第四系松散岩类孔隙潜水:松散岩类孔隙潜水主要赋存于平原区表部素填土、冲填土、粉质粘土和淤泥质

9、土层中,除素填土、冲填土透水性好外其他各层富水性和透水性较差,水量贫乏。浅层孔隙潜水水位变化受气候环境影响显著。勘察期间地下水位埋深在1.684.40米之间。(2) 第四系松散岩类孔隙承压水:松散岩类孔隙承压水主要赋存于下部的含粘性土碎石、碎块石的孔隙中(即5-3层、6-3层、7-3层中),连续性较差,透水性相对较好,但由于含水介质岩性不均,粘性土含量及胶结程度各处不等,致使该类含水层的富水性差异较大,水量极不均一。孔隙承压水主要接受上游沟谷中的孔隙潜水及基岩裂隙水的侧向补给,径流缓慢,人工开采地下水是其主要排泄方式,并向下游深切海沟处排泄。(3) 基岩裂隙水:基岩裂隙水主要分布于场地东南山区

10、及平原区下部,含水介质主要为上侏罗统凝灰岩。地下水赋存主要受岩性、构造、地貌、气候及风化强度等因素控制,富水性极不均一。由于本区岩石坚硬致密,风化较弱,断裂构造不发育,节理裂隙发育一般,且多为闭合状,山体坡度较陡,汇水面积小,没有良好的储水空间,因此地下水赋存条件差,水量极为贫乏。地下水主要在构造裂隙中呈脉状或线性富集,连通性差,无统一的地下水位,水质好,为低矿化度淡水,主要接受大气降水的直接补给,地下循环途径短,径流速度快,常以泉水形式排泄,季节性变化明显。场地地下水对长期浸水环境中的混凝土具强腐蚀性,对混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。1.4.5 不良地质现象勘察场地普遍分布有厚层饱和、流塑状

11、态的淤泥质土,其工程性质为压缩性大、承载力低、灵敏度高,在上部荷载作用下易产生过大的沉降及不均匀沉降,对建筑物的修建不利。由于34年前在整平场地的时候,地表回填较厚的素填土(塘渣)、冲填土对下部淤泥质土起到一定的预压作用,使得本场地的上部(10m以上)地基土层在强度上有一定的提高。除此之外,场地内不存在崩塌、滑坡、泥石流等不良地质作用。2. 基坑围护技术方案围护工程主要包括基坑围护护壁、支撑系统,此外结合工程和环境特点,提出土方开挖与降水技术要求,开挖施工顺序、信息化施工的监测要求。2.1 围护护壁结构方案基坑采用水泥土重力坝形式,局部采用钻孔桩加搅拌桩形式,根据基坑抗倾覆、抗隆起稳定性、抗管

12、涌稳定性、基坑变形及工程经济性的要求。针对该基坑设计深度,1-1剖面围护结构墙体采用2700500水泥土搅拌桩重力坝(不设支撑),水泥掺量为15%。围护墙坝体宽2.20m,顶标高4.60m,底标高-2.30m,墙高6.90m。围护墙顶设置200厚C25钢筋混凝土压顶板,内配10200双向钢筋网片。在700水泥土连续墙中插入毛竹,长度2.5m,间距同搅拌桩。2-2剖面为海水排放口和雨水排放口交叉点,开挖深度为6.8m,周长45米,该区域内侧采用600800,桩长15米钻孔灌注桩作为支护,外侧采用双排2700500水泥土搅拌桩作为止水帷幕。2.2 降水设计2.3.1 降水概念设计开挖深度范围的土层

13、为第2、1层淤泥质粘性土均为弱渗透性,高压缩性、流塑性的饱和土层,还夹杂少量粉砂。基坑降水深度约为坑底标高以下0.5m,可采用坑内轻型井点降水,局部开挖深度较大坑位采用深井降水。2.3.2 降水要求根据勘察报告显示,基坑范围分为第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两大类型,只需进行疏干基坑开挖层内的地下水,便于基坑土方开挖,加快施工进度,且提高了土体的抗剪强度,可以减少支护墙体的位移。(1) 土方开挖前要对深基坑(2-2)剖面进行基坑预降水,水位应降至开挖层底以下500mm。(2) 坑内疏干降水在整个基坑施工过程中,派专人进行监测,保证井点正常工作,发现降水不正常及时调整。(3) 抽水系统和真空系

14、统安置完毕后,应进行试抽,达到要求后方可转入正常抽水,除遇特殊情况外,一般应连续工作。(4) 埋护口管:护口管下口应插入原状土层中,管外应封严,防止管外返浆,护口管应高出地面0.1m0.3m。(5) 降水方案应根据勘察单位揭示情况及相关规定制定,由专业单位制定经主管单位认可后方可实施。2.3 工程材料2.3.1 混凝土(1) 混凝土压顶板强度等级为C25；钻孔灌注桩砼强度等级为水下C252.3.2 钢结构(1) 钢筋:应选用符合国标的热轧钢筋,热轧光圆钢筋材料为HPB235,fyk=235Mpa,fy= fy=210Mpa；热轧带肋钢筋材料为HRB335,fyk=335Mpa,fy= fy=3

15、00Mpa。(2) 钢结构件:钢结构构件一般采用Q235B镇静钢或Q345钢。2.4 施工顺序开挖阶段施工顺序场地平整及放线 围护墙施工井点施工、降水卸土至压顶板底和压顶板施工 土方开挖至坑底、埋管施工填土、拆撑阶段2.5 施工要求2.5.1 搅拌桩围护墙施工(1) 为保证搅拌桩成桩质量,搅拌桩施工时PHC管桩施工机械应保持100米以上的安全距离,以减少震动对搅拌桩的影响；在搅拌桩施工前先平整场地,探明和清除桩位处的地下障碍物；在施工过程中发生工程量增加,应请总包到现场核实后办理相关签证手续；(2) 施工前,为了保证桩体质量,必须对水泥进行见证取样送检；(3) 搅拌桩施工采用“三搅二喷”的施工

16、工艺成桩,桩型为2700500,水泥采用PO42.5普通硅酸盐水泥,掺入比为加固土体重量的15%,水灰比为0.5；(4) 搅拌桩在施工中必须有专人进行质量监控,包括:测量定位、搭接长度、浆液水灰比、浆液流量、喷浆压力、搅拌头提升和下沉速度、成桩垂直度、标高控制等,各项技术指标在得到监理工程师认可后方可进行下道工序施工；(5) 搅拌桩桩位定位误差不大于5cm,桩径偏差不超过2cm,桩身垂直度误差不大于1.5%；(6) 若在成桩过程中,由于电压过低或其他原因造成停机使成桩工艺中断时,须将钻头下沉至停浆点0.5米处,待复供浆时再喷浆提升继续成桩；(7) 当水泥土搅拌桩作为承重桩在开挖基坑时,基底标高

17、以上0.3米宜采用人工开挖,以防止发生桩顶与挖土机械碰撞断裂现象；(8) 搅拌桩应养护至设计强度后方可开挖,其无侧限抗压强度不低于1.0MPa；(9) 施工时,每天每台班制作一组试块,编好桩号、日期进行标准养护,并及时送有资质的试验室进行水泥土试块强度试验。2.5.2 钻孔桩施工(1) 成孔工艺l 测量定位:使用J2经纬仪,2C值误差不大于30。垂直度盘指标误差不大于1;利用指定的轴线交点作控制点,采用极坐标法进行放样,桩位水平方向距离误差小于5mm,利用S3型水准仪来测定护筒标高,其误差不大于1CM。l 埋设护筒:护筒采用4mm钢板卷制而成,工程桩护筒内径大于桩径10cm,为防止钻进施工中护

18、筒外圈通浆造成坍孔和护筒脱落,护筒埋入1.20M后,四周要密实,对较松散的填土地段,可采用加长护筒,四周回填较好土体并密实。护筒中心与桩位中心允许偏差不大于20mm,并应保证护筒垂直度和水平度符合要求。定位时桩机垂直度采用水平尺测钻机转盘面控制。l 成孔:桩孔采用自重加压、自然造浆的正循环成孔工艺。为保证成孔质量,必须严格控制桩孔质量参数指标(孔深、孔径、钻孔垂直度、沉渣厚度、泥浆比重等)符合要求。造浆池必须有循环池、沉淀池及废浆池。当沉淀池有一定沉渣,必须及时清理,满足成孔的造浆量。l 护壁与清渣:采用适时加清水和排浆的方法调整泥浆性能,若发现坍孔应及时加粘土来增加泥浆比重和粘度,泥浆比重排

19、入孔内控制在1.15,孔内排出控制在1.30,粘度为1824,以保证成孔过程中孔壁的稳定性,并按规定比例不少于2根进行测井,检查孔壁的稳定性、垂直度、孔径及沉渣,以便保证成孔的质量。l 清孔a. 第一次清孔:桩孔成孔后,先将钻具提离孔底50cm,缓慢回转,加大泵量,调整泥浆性能,直至孔底沉渣小于30cm,泥浆比重小于1.30。b. 第二次清孔: 钢筋笼、导管下好后,进行二次清孔,清孔时应做好灌砼准备工作,以便确保在停止清孔后30分种内砼初灌,若超过30分种,灌砼前应重新测定孔底沉淤厚度,超过规定应重新清孔至符合要求,才能进行砼灌注。二次清孔时间不少于30分钟,测定孔底沉渣小于5cm后,方可停止

20、清孔。并控制泥浆比重应1.15,含砂率5%,粘度在1822内。(2) 钢筋笼制作与安装l 制作a. 钢筋笼制作按设计图纸进行,其外形尺寸允许偏差应符合下列规定:主 筋间 距: 10mm 箍 筋 间 距: 20mm钢筋笼直径: 10mm 钢筋笼整体长度: 100mmb. 主筋搭接采用单面焊接,搭接长度不小于10d,焊接缝宽度不小于0.7d,厚度不小于0.3d。加强筋与螺旋箍筋和主筋直接采用点焊固定,制作钢筋笼时在同一截面上主筋搭接头数不多于主筋总根数的50%,且接头间距不小于1米。c. 钢筋笼采用分段制作。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等因素合理确定。d. 钢筋笼制

21、作前,为了防止施工中遇到雨天而影响制作质量,根据施工要求需搭设好制作棚,并将钢筋校直,清除钢筋表面的污垢,锈蚀等。e. 为了保证保护层厚度,钢筋笼上应均匀设置保护垫块,采用一组三块砼块,且应匀称地分布在同一截面的主筋上,设置数量每节钢筋笼不应小于2组。f. 对钢材原料及钢筋焊接应送试验室检验合格方可投入使用,每300个接头做一次试验。g. 对成形的钢筋笼应架空平卧堆放,堆放层数不应超过2层。l 钢筋笼安装a. 钢筋笼在运输、起吊和安装中应采取措施防止变形。起吊点宜设在加强箍筋部位。b. 入孔时,钢筋笼应保持垂直状态,对准孔位徐徐轻放,避免碰撞孔壁。笼子定位要牢靠,避免灌注砼时钢筋笼上拱现象产生

22、。c. 钢筋笼孔口焊接要求上、下节笼主筋搭接部位表面污垢应予清除,且各主筋位置应校直对正,上、下节笼呈垂直状态时方可对接。d. 每节笼子对接完毕后经中间验收合格,方可继续进行下一节笼子安装。(3) 砼的施工技术l 砼的配制及其技术要求a. 该工程施工用砼为商品砼,强度等级为C25水下砼,但实际施工时应按照规范要求采用C30。b. 对送到场的商品砼应按要求做好坍落度测试,并如实做好记录,坍落度要求值为180220MM。c. 对送到场的每车商品砼方量应定期进行抽检,以免因此而出现拆管不准导致断裂桩或充盈系数过大。d. 砼灌注前应对搅拌车中砼加强搅拌,搅拌时间不少1分半钟。l 水下砼的灌注:a. 灌

23、注采用导管回顶法进行灌注,导管安装位置居中,导管底口距孔底高度以能放出隔水塞和砼为宜,一般控制在30-50cm。导管接头连接处须加密封圈并上紧丝扣,谨防导管漏水而造成质量事故。b. 导管隔水塞采用水泥塞, 隔水塞上钉有胶皮垫,胶皮垫直径为大于导管内径2030mm,隔水塞采用铁丝悬挂。c. 初灌砼量为1m3,以确保导管初埋深度不小于0.81.3m。d. 灌注过程中,应由质检员经常测量孔内砼高度,并进行记录,严禁将导管提出砼面,一次提管长度不得超过6米,且不大于10M,拆管后埋管深度不得小于2.0m。e. 混凝土灌注中应防止钢筋笼上拱。当混凝土面接近钢筋笼底端时,导管埋入砼面的深度宜保持3米左右,

24、灌注速度适当放慢,待砼面进入钢筋笼底端 12米后,可适当提升导管。f. 灌注接近桩顶部位时,仔细观察孔口返浆情况,直至返出物为不含砂泥的纯砼,方可停止灌注。工程桩超灌桩顶标高宜为2.0米以上,以保证桩顶质量,防止产生”松顶”。g. 砼灌注必须连续进行,单桩砼灌注时间不宜超过6小时。每根桩制作一组(三块)试块,认真进行养护,并编写记录,养护28天后及时作抗压强度试验,砼灌注完毕后应及时清理现场,以保证文明施工。(4) 工艺流程清除地下障碍物及回填平整场地桩位测量放样清理局部地下障碍物埋设护筒预先制作护筒配备相应设备器具钻机就位成孔时不断进行泥浆循环成 孔泥浆池沉淀泥浆循环及排放检查钻头尺寸及泥浆

25、调换泥浆配制设立泥浆池一次清孔井径仪测量成孔质量测绳测孔深运输吊装钢筋笼桩机吊放钢筋笼检验导管完好及密封性下放导管钢筋笼制作钢筋检测是否合格二次清孔 是检测泥浆比重及沉渣厚度设立储料斗设立隔水塞砼坍落度检验水下砼灌注测绳测量砼面及拆管商品砼到现场拔出护筒及孔口回填试块制作砼养护试块抗压强度检验砼搅拌站拌制 2.5.3 土方开挖基坑开挖中大面积的土方卸载势必引起基坑周围土体的位移场变化,对周边环境产生不利影响。土方开挖、支撑施工原则上应严格实行“分层分段、留土护壁、限时开挖支撑”,将基坑开挖造成的周围设施的变形控制在允许的范围内。(1) 土方开挖前施工单位应编制详细土方开挖组织设计,并经上级技术

26、主管部门审批后方可实施。(2) 施工机械不得直接在围护、支撑上进行挖土操作,不得碰撞立柱与支撑,挖土时宜先掏空立柱四周,避免立柱承受不均匀的侧向土压。(3) 除井点降水措施外,地面及坑内应设排水措施,及时排除雨水及地面流水,坑内排水严禁在坑边挖沟。(4) 基坑边严禁大量堆载,地面超载应控制在20kN/m2以内。(5) 机械进出口通道应铺设路基箱扩散压力,或局部注浆加固地基。(6) 挖土操作应分层分块进行,每层深度不大于2.0m,坑底以上0.3米土方采用人工开挖,严禁超设计标高开挖。砼垫层应随挖随浇,垫层必须在见底后24小时内浇注完成。2.6 基坑监测及信息化施工2.6.1 测试内容及报警值在基

27、坑施工过程中跟踪施工活动,对坑周地层变形,附近建筑物的变形及受力情况进行实时监测,对变形及变形速率设置报警值,并将监测数据及时与计算预测值相比较,判断施工工艺和施工参数是否符合预期要求,以确定和优化下一步的施工参数,实现信息化施工。因此,在基坑施工组织设计中必须制定和实施监测计划,进行信息化施工,保证基坑本身与周边环境的安全。以下为建议的测试内容及报警值。(1) 围护墙墙顶水平位移、沉降监测:30mm、3mm/d(2) 支撑及围令轴力及应力监测:设计轴力的100(3) 围护墙墙体侧向变形:50mm、3mm/d(4) 地面沉降监测:30mm、3mm/d(5) 坑外周边地下水位监测:500mm、2

28、00mm/d(6) 附近建筑物沉降:10mm、2mm/d(7) 管线垂直、水平位移:10mm、2mm/d2.6.2 监测要求与监测频率(1) 在围护结构施工前,须测得初读数。(2) 在基坑降水及开挖期间,须做到一日一测。在基坑施工期间的观测间隔,可视测得的位移及内力变化情况适当增减。底板浇注完毕后隔两天一次；拆撑期间每天至少一次；特殊阶段另定。(3) 测得的数据应及时上报业主与设计院。(4) 相邻建筑物的测点布置应与有关管理部门和业主商定。(5) 当监测值达到上述界限或监测值的变化速率突然增加或连续保持高速率时,应及时报警,引起各有关方面重视,分析原因,及时处理。(6) 测点布置及监测精度应满

29、足建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)规定的要求。2.7 基坑支护的计算分析及变形预测2.7.1 基坑稳定性验算围护结构的入土深度是关系到基坑围护结构整体抗滑移、抗倾覆和抗隆起的重要因素,同时又直接影响到围护结构的工程造价。因此入土深度的选择要做到安全且合理节约。利用圆弧滑动理论、库伦土压力理论等对基坑围护结构进行整体稳定性、抗隆起、抗倾覆、抗管涌验算,以确定围护墙的插入深度。稳定性验算指标按照三级基坑标准。2.7.2 基坑侧向变形预测计算(1) 计算模型和荷载l 搅拌桩加拉森钢板桩按竖向弹性地基梁结构计算,墙体在开挖面以下地层采用弹簧模拟,弹簧刚度K=A基,弹簧所分担的面积；基地

30、基土的等效基床系数(抗力系数)。开挖面处的取为零,开挖面以下一定深度内按三角形分布,再下面按矩形分布。l 搅拌桩和支撑之间的联接按铰接处理；l 基坑外水、土压力分算；l 基坑内被动区土抗力为土弹簧；l 基坑周边地面超载q=20kPa。围护结构开挖阶段计算时计入结构的先期位移值以及支撑的变形,按照“先变形、后支撑”的原则进行结构分析,并计算内部结构回筑阶段的内力组合,最终的位移及内力值是各阶段之累计值。(2) 计算工况:场地开挖面绝对标高+5.20m。工况一:坑内挖土至压顶板底标高；工况二:浇筑钢筋混凝土压顶板；工况三:设第一道支撑,坑内开挖至坑底。说明:除部分开挖较深区域(见2-2剖面图)采用钻孔桩+搅拌桩外,其他区域直接采用水泥土搅拌桩。3. 土方开挖安全措施围护工程极为复杂,影