013-4第十三章 第四节 深基坑及降排水工程施工方案

4.深基坑及降排水施工方案4.1.深基坑设计及降排水概况深基坑设计概况：根据招标图纸本工程无地下室，项目占地面积约为24635平方米，基坑情况为场内大范围基坑主要为基础厚度较厚形成的底板基坑，大范围基坑深度为-1.5米~-2.5米，其中风扇段设备基础部分基坑深度为-5.5米；消声室地下室管廊部分基坑深度为-7.9米；尾撑地坑部分由于结构图未明确底板厚度且较为特殊，暂估深度约为-22米（平面尺寸为6.26米×5.3米）。降排水概况：绵阳市位于四川省西北部，距成都98公里。亚热带季风气候区，降水量季节变化显著，雨季主要集中在6—8月.年均降水量为1000毫米左右。根据进度计划要求，基础施工阶段正处于绵阳市雨季，雨水较多，基坑排水我司拟采用雨水污水分流系统。排水系统分明沟排水和埋管排水两种。明沟排水主要为雨水系统排水，埋管排水系统主要为污水排水。该场地的地下水为上层滞水和赋存于基岩裂隙中的裂隙水，其补给为地下径流和大气降水。该场地地下水主要集中在场地西南侧以及东南侧，静止水位埋深2.40m～3.10m（对应高程473.12m～483.25m）。4.2.重点、难点分析4.2.1工程重点、难点依照现阶段地勘报告，基坑开挖深度于不同位置处于不同标高。基坑支护的重难点在于尾撑地坑与地下管廊相连，施工过程中选用合适的支护形式和快捷的施工方案是本项目的重点，本方案主要针对尾撑地坑支护进行阐述。基坑降水工程的重点在于确保基坑内部桩基施工过程中基坑内部干燥，排水顺畅，且将对周边建筑物、构筑物影响降至最低。人工挖孔桩深度较深，降水工程难点体现在施工过程中抽、降水困难。4.2.2工程重、难点分析参考地勘报告及招标文件图纸基坑支护拟采用如下设计（待进场图纸完善后进行进一步深化设计）:基坑深度为-1.5米~-2.5米部分，基坑支护采用1:1放坡，表面采用素喷80厚C25混凝土；风扇段设备基础及地下管廊基坑深度为-5.5米及-7.9米部分，基坑支护采用1:0.5放坡，表面采用网喷50厚C25混凝土；尾撑地坑深度为-22米部分，此范围的基坑支护采用倒挂井壁加临时内支撑的支护方式。基坑深度为-1.5米~-2.5米部分尾撑地坑深度为-22米部分风扇段设备基础及地下管廊基坑深度为-5.5米及-7.9米部分 根据上述情况，将整个项目降排水工作分为坑深-2.4米以上部分（补给主要为大气降水）、-2.4米以下部分（补给主要为地下径流和大气降水）和尾撑地坑分别进行安排:序号部位重难点分析1工程桩桩孔（针对全部基坑）本工程基坑总面积共计约2万平米，基坑大面深度至-2.4m以下，整个基坑可以看做起到集水作用的“井”，因此，在桩基成孔过程中，桩孔也在很大程度上充当了具有集水作用的“降水井”。考虑到大部分桩有效长度都较深，因此预计在成孔初期，桩孔出水量将较大，在成桩过程中可以缓解基坑降水压力。2集水坑明排降水（针对坑深-2.4米以上部分）对于基坑深度在-2.4米以上部分的基坑主要利用后浇带导流大气降水至集水坑，再通过集中排放至坑定沉砂池，最后排出到市政排污口。3坑底设临时集水坑降水（针对坑深-2.4米以下部分）依照设计图纸，设计基坑底部临时集水坑自基坑底部深入地下500mm。临时集水坑可有效应对贮于基岩裂隙中的裂隙水。4闸阀排水钢管降水（针对尾撑地坑部分）我在充分了解地勘报告后，在施工过程中于基底设置闸阀排水钢管，此方法可以在很大程度上起到对自基坑底部自下往上渗水的封堵作用，保证基坑坑壁四周干燥。4.3.施工方案4.3.1尾撑地坑及地下管廊基坑支护施工方案1）尾撑地坑施工工艺流程：2）锁口圈梁施工锁口圈梁施工根据设计资料准确定位，放出边线，土方采用人工开挖，注意探明有无地下障碍物。井壁可适当喷射混凝土护壁，以加强锁口圈梁施作过程中井壁的稳定。到达梁底标高后绑扎钢筋、立模、灌注混凝土。2）提升系统施工当锁口圈梁施工完成后，进行设备基础施工，达到一定强度后，安设竖井井口处的提升设备然后再进行竖井的开挖支护。3）倒挂井壁部分施工（1）竖井土方开挖土方开挖后井壁及时进行混凝土封闭竖井井身采用人工开挖土方，严格控制开挖进尺，每次开挖高度为一榀格栅钢架。土方开挖先挖竖井中部，再分段开挖四周井壁，开挖时以竖井中心对称分侧分块开挖，渣土由人工装入吊斗，通过提升系统提升至地面渣场。（2）竖井支护施工井壁进行临时支撑施工竖井进尺必须严格控制，支护及时封闭。开洞前设置好临时支撑，开洞时截断竖井处格栅钢架并立三榀通道断面的格栅钢架，且截断竖井格栅钢架与通道断面的格栅钢架焊接牢固。竖井开挖每进尺一榀后，首先清理土体表面，初喷混凝土后安装格栅钢架，最后完成喷射混凝土施工。（3）格栅钢架施工格栅钢架施工①钢格栅制作A格栅钢架采冷弯分段制作，运至现场安装。B钢格栅加工尺寸准确，弧形圆顺。钢筋焊接满足规范要求，钢架两侧对称进行焊接成型，钢架主筋中心与轴线重合。C格栅钢架加工后先试拼，检查有无扭曲现象，沿格栅钢架周边轮廓拼装偏差不应大于±30mm，格栅钢架平放时平面翘曲应小于±20mm。D格栅钢架各单元钢构件拼装用螺栓连接，螺栓孔眼中心间距公差不超过±0.5mm。E受力钢筋焊缝均采用单面搭接电弧焊，焊接长度为10d，同一焊接区段内，钢筋接头面积不大于50%。F格栅放不下斜筋的地方，每80mm间距放一根U型筋。G钢筋施工符合设计和质量检验标准。②钢格栅安装A工艺流程前期准备断面检查测量定位竖井格栅拼装格栅钢架架立挂网、纵向连接筋焊接钢架位置检查、调整格栅钢架施工工艺流程图B格栅钢架安装前应清除竖井井壁上的虚碴及其它杂物。C钢架在开挖作业面组装，各节钢架间以螺栓连接。D格栅主筋保护层40mm。E格栅段与段之间采用M24螺栓连接；格栅连接处应满足等强抗弯要求，同时增设帮焊筋，实现接点处的受力连续性。F格栅之间采用Φ25纵向连接筋，间距为1m，沿主筋内外两侧梅花形交错布置。G钢架与土层之间用砼块楔紧，然后在钢架和土层间用喷砼喷密实。H格栅钢架精确定位，注意标高、中线，防止出现“前倾后仰、左高右低、左前右后”等各个方位的位置偏差。③质量标准：A钢格栅加工：拱架（包括顶拱和墙拱架）应圆顺，直墙应直顺，允许偏差为：拱架矢高及弧长0，±20mm，墙架长度±20mm，拱、墙架横断面尺寸（高、宽）0，±10mm；钢筋格栅组织在同一平面内，允许偏差为：高度±30mm，宽度±20mm，扭曲度20mm。B钢格栅安装：钢筋格栅应垂直线路中线，允许偏差为：横向±30mm，纵向±50mm，高程±30mm,垂直度5‰；钢筋格栅与壁面应楔紧，每片钢筋格栅节点及相邻格栅纵向必须分别连接牢固。C钢筋网铺设：铺设平整，并与格栅连接牢固，第一层铺设好后在铺设第二层，每层钢筋网之间应搭接牢固，搭接长度不应小于200mm。（4）喷射混凝土施工喷射混凝土施工A格栅钢架安装完成后，及时施作喷射混凝土，封闭支护结构。本工程中喷射混凝土采用湿喷混凝土。喷射混凝土过程中进行钢筋网的挂网喷射混凝土。湿喷砼施工工艺流程水泥砂碎石减水剂砼搅拌机拌制成砼运输湿喷砼机喷嘴受喷面压缩空气液体速凝剂水湿喷混凝土施工工艺流程B喷砼施工机具喷射混凝土湿喷工艺，应配置的基本设备为：自动计量搅拌机一台，砼喷射机一台，12m3/min以上空压机一台。C喷砼施工方法a喷射机安装好后，先注水、通风、清洁管道内杂物。b有条件时，宜将喷头固定在机械手上进行喷射作业；条件不许可，需采用人工撑握喷头时，应由两人共同操作喷头。c喷射砼的混合料采用强制式砼搅拌机拌和，搅拌时间不少于2min，出料坍落度控制在10～12cm为宜，应保证连续供料。d喷射砼的喷射路线应自上而下，呈“S”形运动；喷射时，喷头作连续不断的圆周运动，并形成螺旋状前进，后一圈压前一圈三分之一。e喷射机要求风压为0.3～0.5Mpa，喷头距受喷面的距离控制在0.6～1.0m时较好。f喷头与受喷面保持垂直，如遇受喷面被钢筋网片、格栅覆盖时，可将喷头稍微偏斜10°～20°。g喷射厚度受砼进入喷射机的坍落度、速凝剂的效果、气温的影响，湿喷机喷射竖井井壁墙部时，一次喷射厚度不超过10cm。D湿喷砼技术要求喷射砼作业在满足《锚杆喷射砼支护规范》有关规定的基础上，遵守以下几点：a初喷砼紧跟竖井开挖面，复喷前先按设计要求完成钢筋网和格栅的安装工作。喷射砼分层喷射，竖井井壁一次喷射厚度为7～10cm。后一层喷射在前一层砼终凝后进行，若终凝后1h以上再次喷射砼时，受喷面应用风、水清洗。b试验室负责优选喷射砼的配合比与现场控制，喷射施工前先进行试喷，试喷合格后再投入喷射施工，并按规定喷射大板，制作检验试件。c每次喷砼完毕后，即时检查厚度，若厚度不够需进行补喷达到设计厚度。d坚决禁止将回弹料做为喷射料使用。e坚决实行“四不”制度，即喷砼工序不完，竖井开挖面不前进；喷砼厚度不够不前进；砼喷射后发现问题未解决不前进；监测结果表明不安全不前进。以上制度由现场技术员负责执行，责任到人，并在工程施工日志中做好记录以备检查，项目总工负责监督。竖井封底当开挖至井底设计标高、基底检验合格后，现场焊接封底格栅钢架，内层设钢筋，外层设钢筋网，钢筋网及钢筋联接好后及时喷射C25混凝土封堵井底。所有焊缝均采用双面搭接电弧焊，焊缝高度不小于8mm，在横撑与钢架连接处，加焊两根与钢架主筋等直径的“U”形筋，“U”形筋端部锚入初衬混凝土中的长度不小于15d，格栅钢架接头必须按等强度加工、安装以确保钢架的整体性。地下管廊施工为保证尾撑地坑正常施工，地下管廊的施工分两段进行，第二段施工需在尾撑地坑施工完成后进行。第一段施工第二段施工地下管廊两段皆施工完成且与尾撑地坑连接后再进行土方回填。地下管廊与尾撑地坑结构连接进行土方回填4.3.2降排水施工方案本工程工期紧，降水量大，基坑面积大，故采用集水明排，结合闸阀排水钢管降水的降水方案。依照基坑支护工程设计施工图，基坑顶部、底部周圈设置排水沟进行集水明排，基坑底部周圈设置集水坑。序号名称内容1第一阶段进场至桩基施工完毕阶段。该阶段明排主要针对降水、坑边渗水以及基坑底部渗水。第一阶段特点是由于桩基施工的大面积展开，基坑底部的渗水将有很大部分分散至每个桩孔之中，在成孔以后将在孔底集中抽水。考虑到地下部分总体施工部署，进场将在清除余土后第一时间进行场地硬化，基坑内部硬化路面上所设置深10公分排水沟并将出水由各点最终汇集于排水沟内，用以将分散于各桩孔中渗水汇集于基坑周边排水沟内。2第二阶段第二阶段排水考虑在成桩后的排水处理措施。由于成桩后自桩孔的排水路径将不再适用，基坑开挖、底板及其以上部分的施工过程中，基坑底部的降水工作在很大程度上将依赖基坑范围内集水坑。为保证基底干燥，基底渗水及坑边渗水不影响结构施工，将设置以下排水方式。在基坑施工过程中，坑深-2.4米以下部分，特别是风扇段、地下管廊及尾撑地坑，集考虑将在基坑底部边缘位置开挖深500mm临时集水井（此部位之后采用混凝土换填），如下图所示。在底板施工期间，主要出水路径将利用底板结构的后浇带，汇集入基坑边缘排水沟中。挖孔桩孔底抽水示意图承台内抽水设置示意图针对尾撑地坑，在基坑底部出现出水量较大的渗水孔时，启用专项设计方案进行抽、排水工作，抽水装置如下所示：外筒内芯结构示意于基础垫层下部一定深度范围内开挖一定孔径的排水井，排水井外接渗水盲管用以集水，排水井中心置入排水钢管，钢管上口略高于结构底板顶标高并于结构底板范围内预先满焊钢板环，基础垫层以下、排水井眼以内至排水钢管外壁范围内填入粗粒碎石；排水钢管中心于降水完成后底部埋入粗粒碎石，上部置入封闭闸阀，闸阀与钢管间隙范围内下部填入遇水膨胀止水条，上部至钢管顶部注入掺加适量微膨胀剂细石混凝土；最后封堵阶段将闸阀锁闭并于阀内注入掺加适量微膨胀剂细石混凝土。所述锁闭闸阀由现场组装。闸阀主体为管径小于排水井眼的钢管，利用钢筋支架固定中心提升阀门，提升阀门由上部带丝扣的钢筋组成；闸阀底部焊接直径大于闸阀管径的钢板，上接橡胶垫板；闸阀中轴钢筋由螺帽将上、下两端与闸阀钢管固定，上部留丝扣并于顶部连接轮盘用以封堵阶段提升闸阀用。闸阀钢管以外底部与排水井眼之间填入遇水膨胀止水条，止水条以上部分至钢管顶部注入掺加适量微膨胀剂细石混凝土。在基坑边缘出现小量渗水的情况，不影响施工及周边环境的情况下，利用排水