水厂配套石板加压站一期工程-基坑支护工程施工图设计总说明

第2022.04工程概况西彭水厂配套石板加压站一期工程东侧紧邻科学大道，根据道路设计图纸和现场踏勘，科学大道将进行拓宽建设，道路单侧平均拓宽6.0~7.0m，导致厂区局部基坑开挖无放坡条件，故开展本基坑支护工程设计。设计依据1、业主提供西彭水厂配套石板加压站一期工程厂区实测地形图。2、《西彭水厂扩建配套管网工程（一期）（加压站及调节池）工程地质勘察报告（详细勘察）》3、西彭水厂配套石板加压站一期工程工艺总平面布置图。4、设计采用的标准、规范《工程结构通用规范》 GB55001-2021《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021《建筑与市政地基基础通用规范》GB55003-2021《钢结构通用规范》 GB55006-2021《砌体结构通用规范》 GB55007-2021《混凝土结构通用规范》GB55008-2021《建筑结构可靠性统一标准》GB50068-2018《混凝土结构设计规范》（2015年版）GB50010-2010《建筑抗震设计规范》（2016年版）GB50011-2010《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《钢结构设计标准》GB50017-2017《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014《建筑基坑工程监测技术标准》GB50497-2019《建筑与市政工程地下水控制技术规范》JGJ111-2016岩土工程勘察报告中兵勘察设计研究院有限公司二○二二年七月编制的《西彭水厂扩建配套管网工程（一期）（加压站及调节池）工程地质勘察报告（详细勘察）》。设计使用软件的计算软件理正深基坑7.5版（网络版）、理正岩土计算7.0版（网络版）工程地质与水文地质状况地形地貌拟建场地位于斜坡坡脚地带，属构造剥蚀地貌，原始地形西高东低，南北向山脊、岩土丘包相间分布，场地现状地形基本与原始地形基本一致，东侧因科学大道建设进行弃土，形成的土质边坡高约2～5m。场地现状地形坡度角一般为12°～28°，场地高程范围一般为321.75～352.64m，场地最高位于西侧斜坡，高程352.64m，最低位于场地东南侧斜坡底部，高程321.75m，高差约30.89m。地质构造拟建场地位于北碚向斜东翼，岩层呈单斜产出，倾角平缓，岩层倾向295°，倾角一般8°～15°（制图产状295°∠15），层面结合程度很差，为软弱结构面。主要发育两组裂隙：裂隙J1：倾向198°，倾角80°，面较平直、光滑，微张，泥质充填，裂隙间距1～3m，延伸长度0.5～2.00m，结合很差，属软弱结构面。裂隙J2：倾向为102°，倾角75°，面平直、光滑，微张，张开宽度1～3mm，大部分无充填，裂隙间距3～5m，延伸长度1.0～3.0m，结合很差，属软弱结构面。场区未见断层通过，层间裂隙不发育～较发育，岩体较完整，局部较破碎，地质构造较简单。地层岩性经工程地质测绘和调查及钻探揭露表明，场地出露的岩土层由新至老主要为：第四系全新统人工素填土（Q4ml），残坡积层（Q4el+dl）粉质粘土，下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）砂岩、泥岩，粉砂岩呈薄层零星分布。现对各岩土层工程地质基本特征分述如下：第四系全新统：素填土（Q4ml）：黄褐色、褐色，主要由回填砂岩碎块、泥岩碎块、粘性土及建筑垃圾组成，结构松散状，稍湿，土石比8:2～5:5，一般粒径30～80mm，最大粒径300mm，砂岩、泥岩碎块石呈棱角状、次棱角状，均匀性差，主要为科学大道建设时平整场地堆填而成，厚2.2m(ZY27)～19.0m（ZY5），其分布及厚度详见工程地质柱状图及剖面图。残坡积粉质粘土（Q4el+dl）：灰、棕褐色，可塑状，质不均一，含有砂质团块、透镜体，切面粗糙，韧性中等，干强度中等，摇震无明显结构变化，属残坡积成因,该层厚0.20m(ZY26)～12.0m（ZY56），其分布及厚度详见工程地质柱状图及剖面图。侏罗系中统沙溪庙组（J2s）泥岩（J2s-Ms）：红褐色，矿物成分主要为粘土矿物，泥质结构为主，少量泥质粉砂质结构，中厚层状构造，局部砂质含量较高，夹多层、薄层泥质砂岩、砂岩薄层、透镜体，分布无规律。岩质软硬不均，极软～软。强风化带岩质极软，裂隙极发育，岩芯破碎呈碎块状、块状，局部呈短柱状、土状；中等风化带岩芯较完整，裂隙发育～较发育，质软，不均，岩芯多呈长柱状、短柱状，局部块状。据钻探揭露知，该层厚度一般为7.0～12.0m，最厚处达22.9m（ZY2），未揭穿，为场地主要岩性，具体分布及厚度详见工程地质柱状图及剖面图。砂岩（J2s-Ss）：灰色、灰白色，主要矿物成分为长石、石英、云母、岩屑等，泥钙质胶结为主，局部钙质胶结，中厚层状构造，细中粒结构。强风化带岩质极软，岩芯呈碎块状、散沙状；中等风化带岩芯较完整，质较软，岩芯呈短柱状、柱状。岩芯一般节长8～20cm，最长岩芯35cm。砂岩与泥岩互层产出，为场地次要岩性，厚度不大，本次钻探揭露厚度1.30m(ZY58)～14.30m（ZY1）。其分布及厚度详见工程地质柱状图及剖面图。水文地质条件勘察区附近地下水主要接受大气降雨补给，当大气降雨时，大量雨水在地表形成径流向低洼处排泄，少量雨水下渗，形成上层滞水，即均为松散土层孔隙水。部分雨水下渗至岩土界面，在岩土界面形成地下径流，向附近凹地、冲沟和河沟等排泄，部分下渗至强风化基岩网状裂隙及中等风化基岩裂隙中，形成基岩裂隙水。按地下水的赋存条件，勘察区的地下水主要有松散岩类孔隙水和岩溶裂隙水。1、松散土层孔隙水当大气降水、排水管道渗漏时，迅速向低洼处排泄，少量地表水下渗入土层的孔隙中，形成地下水，因其水量小，仅赋存于土层的浅表部，属上层滞水。填土（以碎石土为主）为强透水层，渗透性较强，结合地区经验，渗透系数取10m/d；粉质粘土为相对隔水层，渗透性较差，结合地区经验，渗透系数取0.02m/d。2、基岩裂隙水接受大气降水补给为主，上覆土体垂直入渗补给为次，赋存在岩体裂隙中，并在裂隙中径流、向低洼处排泄。拟建场区地势较低，地形有一定起伏，有利于地下水的径流和排泄。场地基岩裂隙水主要分布在基岩的中风化裂隙中，无统一水位，其流量受季节性变化影响，基岩裂隙水具有就近补给就近排泄的特点。钻孔终孔后，提干各钻孔中施工残余水，观测24～48小时，场地东侧部分钻孔测得稳定地下水位，位于填土层中，地下水位高程313～318m，选择代表性钻孔ZY5、ZY74进行简易提水试验（见附表），根据简易提水试验结果：ZK5：最大稳定流量Q=6.16m3/d，ZY74：最大稳定流量Q=9.92m3/d。场地西侧大部分钻孔中地下水位未见恢复或恢复缓慢,场地东侧回填区域存在上层滞水，在场地东南侧原始低洼处土层厚度较大地段，在雨季，由于大气降雨、施工用水的补给，可能赋存大量季节性地下水，因局部排水不畅，致使水量较大，建议基础施工期间，做好截、排水工作，基础施工应避开雨季施工。综上，在钻孔揭露深度范围内场地东北侧地下水较发育，其它地段地下水不发育，场地水文地质条件总体较复杂。设计原则1、基坑支护按临时结构进行设计，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）规定，基坑安全等级为二级（E1~E2段）、三级（其他段）；2、设计工作年限：基坑支护结构工作年限自支护结构完工之日起计为2年；3、荷载：地面堆载10kN/m2，车行道活荷载：30kN/m2；4、防治工程要因地制宜，抓住控制基坑、边坡稳定性的主要因素，确定适宜的防治方案，尽量节省工程费用，在保证安全的前提下，防治工程应做到技术成熟、施工可行、安全可靠和经济合理。5、防治工程布置与施工须尽量减少对自然环境的破坏。6、布置适量的安全监测设备，了解和掌握基坑、边坡在施工期及运行期的安全稳定性。7、严格执行“动态化设计、信息法施工”原则，施工单位应及时反应施工中存在与设计及地勘不相符的情况，以便及时调整。基坑支护设计土层主要参数根据地勘报告，本基坑支护设计所选用的土层参数见下表：(1)填土：天然重度取19.0kN/m3/，综合内摩擦角取30°，土体水平抗力系数的比例系数10MN/m4；压实系数达到0.97的填土(科学大道路基范围内填土)，天然重度取21.0kN/m3，综合内摩擦角可取35°，科学大道路基范围内填土综合内摩擦角设计取值为35°，施工前应检测土体综合内摩擦是否满足设计要求。(2)岩层面抗剪强度标准值取下列值：内摩擦角取14°，粘聚力取30kPa。(3)强风化泥岩：重度24.5kN/m3，粘聚力80kPa，内摩擦角10°，岩体水平抗力系数30MN/m3。(4)中风化泥岩：重度25.0kN/m3，粘聚力400kPa，内摩擦角30°，岩体水平抗力系数80MN/m3。建筑材料要求1、钢材普通钢筋：HPB300（）、HRB400（E）（），钢筋焊条应和钢筋材料相适应。钢管：牌号为Q2352、混凝土混凝土强度等级：钻孔灌注桩、冠梁、挡土板采用C30，喷射混凝土为C20。3、注浆材料注浆材料采用水泥砂浆，要求注浆体的强度不低于30MPa。水泥砂浆水灰比宜为0.4~0.45，灰砂比宜为0.5~1.0。拌合用砂应采用中粗砂，按重量计的含泥量不得大于3%。水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5。掺加外加剂应符合GB8076-2008《混凝土外加剂》的规定，不得降低水泥砂浆的强度和其它性能。4、喷射混凝土其1d龄期的抗压强度不应低于5MPa，其物理力学指标应符合GB50330-2013《建筑边坡工程技术规范》第10.3.5条的规定。喷射混凝土终凝时间不宜超过4h。使用速凝剂等外加剂时应通过试验确定掺量，并应符合GB8076-2008《混凝土外加剂》的规定。基坑支护结构支护结构型式根据基坑周边条件及场地地层条件，基坑工程采用排桩和放坡开挖支护。地下水防治与排水措施场地地下水类型主要为土层孔隙水及基岩裂隙水。施工期间可根据降雨和地下水位实际情况自行设置坑外降水井，将地下水位控制在基底以下1.0m。坑顶设置截水沟，拦截地表水流入基坑；若基坑开挖坑内水量较大，可在基坑内设置排水沟和集水井，实施坑内降水。基坑施工工序对于支护开挖基坑，施工顺序如下：平整场地后标识现状管线、现状建（构）筑物基础→管线迁改、场地平整→施工临时措施设置→围护桩及冠梁→基坑场地放坡开挖基坑开挖技术要求1、施工单位在施工前，应对施工场地的地形、地貌进行复核，如与设计图纸差距较大造成工作量的增加或减少时，应及时向相关单位提出。2、施工前，施工单位须现场查看及调阅有关档案，查明基坑范围及周边地上、地下建（构）筑物及地下管线的实际分布，并对相邻建（构）筑物及管道作出相应的保护措施；必要时应采用物探法查明。3、基坑挖土时应采取反铲接力的方式按照边坡坡率要求将基坑的开挖土方堆放在距离基坑边坡顶以外至少2倍基坑深度以外的地方，且堆放高度不得超过3.0m。基坑开挖应按照分层、对称、均衡、限时的原则开挖，分层推进，层高不宜超过1.0m。采用放坡法开挖施工部分，开挖时应按照边坡坡率由上而下逐渐开挖，不得超挖。4、距离基坑周边2倍基坑深度范围内不得重型车辆行使，堆土、堆载高度不得超过0.6m。基槽周边应设置围栏，围栏与基槽边距离应大于1.5m，此范围不得车辆行驶，不得堆土、堆载。5、排桩达到设计强度后方可进行桩前土石方开挖。6、基坑开挖后，应及时进行基槽检验。基槽检验可用触探或其他方法，当发现与勘察报告和设计文件不一致、或遇到异常情况时，应及时通知建设、设计、监理、质监等有关部门协商解决。7、基坑开挖应严格控制基底高程，开挖接近基底高程时，宜保留0.1~0.2m厚度，在基础施工前，以人工突击快速挖除。土方开挖完成后，应对基坑进行封闭，防止水浸和暴露，并应及时进行地下结构的施工，不可长期暴露基槽。基槽检验合格后方可进行下一道工序的施工。基坑监测与应急措施基坑监测1、基坑开挖应根据设计要求和《建筑基坑工程监测技术标准》GB50497-2019、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012的规定进行监测，基坑监测应由建设单位委托具有专业资质的第三方单位进行，并由监测单位根据设计要求和有关规范制定监测方案，监测内容不限于以下内容。2、监测范围包含支护结构、基坑及周围岩土体、地下水、周边环境中的被保护对象，包括周边建筑、管线及重要的道路等。3、监测项目包含位移、内力、地下水位、裂缝等。3、监测工作由专业人员进行。发现异常情况及时通知施工方和设计人员，以便及时采取对策。4、基坑监测控制值（1）基坑顶部位移监测预警值(H为基坑深度)基坑边坡等级支护类型水平位移竖向位移累计值变化速率累计值变化速率二级E1~E2排桩40mm且不大于0.5%H4mm/d30mm且不大于0.5%H3mm/d（2）周边建筑物允许沉降按有关规范标准取值。（3）基坑周围给水管差异沉降允许值1‰，预警值为允许值的80%。（4）水位监测点每昼夜水位下降2.0m应报警，并采取相应措施。（5）达到预警值，应立即停止一切施工，采取相应措施。5、监测频率为每一层土方监测2次，开挖至坑底后每天监测1次，10天后每周监测一次，底板完成后每2周监测1次，直至土方回填。若出现暴雨、基坑及周边建筑物位移超过预警值等异常情况，应适当加大监测频率。异常情况与应急措施1、基坑开挖（1）若基坑顶水平位移或沉降超过警戒值，应立即停止开挖，并回填至上一级开挖深度，并通知设计单位采取措施加固。（2）若基坑周边建筑物、管线等水平位移或沉降过大，应立即通知设计方采取相应措施。（3）在基坑支护过程中，挖土机操作人员应保证随叫随到，挖机设备应保证不少于两台在现场，以备不时之需。（4）施工单位在现场应配备一定数量的沙包和工人，保证在出现异常情况如管涌时，可及时进行抢险工作。2、渗水（1）基坑开挖过程中若坑壁出现少量渗水，应在渗水处设置泄水孔，内设过滤装置，防止流土。（2）若在开挖过程中出现大量渗砂漏水现象，应立即停止施工，并回填土方，并及时报知设计方采取其他措施，待渗水问题解决后方可继续开挖，严禁不顾安全野蛮施工。（3）对地表裂缝及时采用水泥砂浆封堵，防止地表水下渗。（4）降水量较大时，应合理组织地表水排放，并安排足够的排水设备对汇集的地表水进行抽排。同时在基坑四周，应对地表水进行疏导，避免大量的地表水集中涌入基坑内。（5）对较严重的流砂现象应增加坑内降水措施，使地下水位降至坑底以下1.0m以下。基坑回填主体结构强度达到75%设计强度，可进行基坑回填，压实系数不小于0.95。回填材料采用采用砂性类土石混合料。其它1、本设计基于现有的相关资料和建设单位提出的有关具体要求，如设计条件出现较大的变化和出入，应对支护设计做出相应的变更。2、未经技术鉴定或设计许可，不得改变基坑支护的用途和使用环境。3、坡顶安全防护设计：坡顶严禁超载。边坡工程施工应采用信息法施工和动态设计法。施工组织时应制定有效的坡顶安全防护措施，开挖深度超过2m的基坑周边必须安装防护栏杆或栏板，防护栏杆和栏板的设置应严格遵守《建筑施工土石方工程安全技术规范》。4