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文档简介

1、目 录一、工程概况1二、工程地质及水文地质条件1(一)地形地貌1(二)工程地质条件1(三)水文地质条件2三、基坑及周边环境状况2(一)基坑工程概况2(二)邻近建筑物及管线情况3四、基坑特点及支护方案选定3(一)基坑特点3(二)基坑支护方案选择4五、基坑支护设计5(一)设计依据5(二)设计原则5(三)支护工程总体布置6(四)基坑支护设计计算6(五)分项工程设计7六、场地地下水处理8(一)上层滞水处理8(二)地下承压水处理8七、基坑开挖及降水对环境的影响10(一)降水对周边环境的影响10(二)基坑开挖及支护对环境的影响10(三)对环境影响的防治措施11八、基坑支护施工11(一)基坑施工顺序及周期1

2、1(二)主要工艺施工方法11九、环境监测与应急措施15(一)基坑开挖环境监测16(二)应急抢险措施18十、工程质量检查及验收19(一)质量检验19(二)工程验收19附件:1、基坑支护预算书2、基坑支护设计计算书3、设计施工图册(另装成册)盛兴房地产开发有限公司盛兴东方新城小区(E地块)基坑支护设计一、工程概况盛兴房地产开发有限公司在襄阳市襄州区卧龙路南侧、永安路北侧新征地范围内拟建盛兴东方新城小区(C地块、E地块),拟建住宅小区由9栋高层住宅楼及幼儿园组成,总建筑面积约22万平方米,由襄阳市第二建筑设计院设计。其中拟建E地块有三幢高层,编号分别为16#、17#、18#,设一层整体地下车库。拟建

3、建筑物地基变形的允许值, 高层建筑中心点的计算沉降量为200m,高层建筑物的整体倾斜60Hg100为0.0025。拟建建筑物为框剪结构,拟采用桩基础。0.000m的绝对标高为66.50m,场区整平标高为65.60米。建筑物类型及结构特征见下表: 建筑物类型结构特征一览表 表1建筑物名称层数高度m结构类型单柱最大荷载KN16、17、18号楼22-25层71.1-77.1m剪力墙结构9600地下室1层3.8m框-剪结构2000为保证基坑施工及周边建筑物的安全,需对东方新城小区(E地块),地块基坑进行支护。受盛兴房地产开发有限公司委托,鄂西北工程勘察总公司承担该工程基坑设计任务。二、工程地质及水文地

4、质条件(一)地形地貌拟建场区北临卧龙路、南临永安路北侧,交通便利,地理位置较好。拟建场区原为菜地,地形较平坦,场区各勘探孔标高在64.3267.35米之间,最大高差约 3.03米,地貌部位属于汉江北岸一级冲积阶地。场地地形起伏变化较大。主要沉积一套第四系上更新统(Q4al+pl)冲洪积黏性土、砂类土和碎石土。现已人工整平,整平标高为65.60m。(二)工程地质条件根据襄阳市建筑设计院提供的盛兴东方新城小区(C、E地块)岩土工程勘察报告,场地地层为第四系全新统(Q4)冲洪积层,表层局部为杂填土,向下为黏性土层及砂性土层,二元结构,土层结构较简单,地层分布较均匀。根据土的主要物理力学性质分层,在勘

5、探深度范围内,自上而下共分7大力学层,各层岩性特征如下:第层 杂填土(Qml) 灰黄色-灰褐色,湿,松散状态,高压缩性,由粉质黏土、粉土及建筑垃圾灰渣、石渣、碎石等组成。层位不稳定,场区局部分布,层厚0.6-2.0米。第层 粉土(Q4al) 黄褐色,湿,呈中密状态,新近沉积,表层为耕土,由粉粒及黏粒组成,结构较紧密,中等压缩性,含少量的铁锰质氧化物及云母,层位较稳定,场区普遍分布,层面埋深0.0-2.0米,层面标高63.05 -67.35米,层厚1.4-2.5米。该层静力触探比贯入阻力1.4-2.5 MPa,平均1.7 MPa;第层 粉质黏土夹粉土(Q4al) 灰褐-黄褐色,湿,粉质黏土呈可塑

6、状态,粉土呈稍密状态,新近沉积,结构不紧密,互层分布,中等压缩性,含少量的铁锰质氧化物及云母,西部夹粗砂或砾砂薄层。层位较稳定,场区普遍分布,层面埋深1.0-8.10米,层面标高56.95 -65.15米,层厚3.3-8.4米。该层静力触探比贯入阻力0.7-1.3 MPa,平均1.2 MPa;标贯锤击数35击,平均4.3击。第层 粗砂(Q4al) 黄-黄褐色,饱和,稍密状态,中等压缩性,主要由石英、长石及云母组成,局部夹有粉土簿层和砾砂薄层,该层下部含少量圆砾。层位较稳定,场区普遍分布,层面埋深6.6-10.3米,层面标高55.10-58.56米,层厚1.1-7.3米。该层静力触探比贯入阻力3

7、.0-8.00 MPa,平均5.0 MPa;标贯锤击数915击,平均11.7击。第层 圆砾(Q4al+pl) 灰黄色,饱和,密实状态,低压缩性,主要由卵砾石及少量中粗砂组成,密实度不均匀,局部较差,中间夹砾砂及中细砂薄层。卵砾石含量约占56.2,其中卵石含量约占17.1%,级配及磨圆度较好,密实度不均匀,卵石粒径大者6-8cm,一般2-3cm,圆砾成份由石英、燧石、硅质岩及少量灰岩、砂岩等岩石碎块组成。该层厚度变化较大,层位较稳定,场区普遍分布,层面埋深8.0-15.1米,层面标高50.35-57.29米,层厚1.7-7.3米。该层N120动力触探修正锤击数4 -25击,平均15.5击。 第层

8、 粉质黏土(Q4al)灰绿-灰褐色,硬塑状态,具有压密作用,中偏低压缩性,含少量铁质氧化物及云母,夹粉细砂、砾砂簿层,可见少量钙质结核。层位不稳定,分布于场区西部,层面埋深15.0-17.2米,层面标高47.89-51.35米,层厚0.6-4.0米。该层标贯锤击数812击,平均10.2击。第层 圆砾(Q4al+pl) 灰黄色,饱和,密实状态,主要由卵砾石及少量中细砂组成,局部夹有砾砂薄层。卵砾石含量占61.9 %,其中卵石含量约占28.5 %,卵石粒径大者7-12cm,一般2-4cm占多数,级配较好,密实度不均匀,局部夹有漂石,磨圆度较好,由石英、硅质岩、燧石及少量火山岩、砂岩等岩石碎块组成。

9、中下部夹中细砂簿层或透镜体,层位较稳定,场区普遍分布,层面埋深16.5-19.3米,层面标高46.29-50.02米,厚度未揭穿,根据区域地质资料显示,50米内无软弱层。该层N120动力触探修正锤击数14 -34击,平均24.9击。(三)水文地质条件拟建场区位于汉江北岸一级冲积阶地,根据场区地层结构及地下水的赋存条件,场地地下水类型主要分为填土层中的上层滞水、卵砾石中的承压水。杂填土层上层滞水:赋存于上部填土层中,补给来源为地表生活用水及大气降水,一般为季节性含水,雨季含水,旱季疏干,无统一自由水位。因拟建场区原排水系统较健全,勘察期间,场地上层滞水较少。卵砾石层孔隙承压水:赋存于砂卵石层中,

10、含水层顶板埋藏深度一般6.6-10.3米,层面标高55.10-58.56米。承压水稳定水位埋深约在自然地表下2.60-4.30米,其绝对高程在61.32-63.11米之间。场区承压水与汉江地表水有水力联系,并相互补给,水位随季节变化,平水期地下水补给汉江,较大洪水期地下水受汉江的补给。襄阳市汉江崔家营水电枢纽工程于2009年5月下旬开始蓄水,汉江樊城区段水位抬高34m,正常水位高程达64.0 m,地下水位随江水位变化,相应的变化幅度约2m。三、基坑及周边环境状况(一)基坑工程概况本工程0.000m的绝对标高为66.50m,地下室底板标高-5.45m。现场地整平高程为65.60m。本工程采用长螺

11、旋压灌桩和旋挖钻孔灌注桩,桩径600800mm,有效桩长13.620m,桩端进入圆砾层不少于1.20-2.0m。根据主体建筑设计图纸,地下室基坑开挖深度与建筑物基础相对关系如下表: 地下室基坑开挖深度与建筑物基础相对关系表 表2 结构物相对标高(m)绝对标高(m)自然地面起算深度(m)备注地下室CTf1(含垫层)顶-5.4561.054.55承台高1.00m底-6.5559.955.65地下室CTf2(含垫层)顶-5.4561.054.55承台高1.30m底-6.8559.655.9516#楼CTf1(含垫层)顶-5.4561.054.55承台高1.00m底-6.5559.955.6517#、

12、18#楼CTf2(含垫层)顶-5.4561.054.55承台高1.80m底-7.3559.156.45电梯井(含垫层)顶-7.1559.356.25板厚0.40m底-7.6558.856.75注:以上标高由设计图纸标高为依据计算而得,含垫层厚100mm。喷锚支护基坑计算深度取邻近基坑侧壁的承台底垫层深度,桩排支护计算深度取承台底垫层深度,详见基坑支护工程布置表(表3)。地下室基坑平面上呈不规则长方形,设计基坑从承台或地下室底板外边缘1.00-2.50m为支护边缘线。基坑顶部外边线长为104.60m,宽为93.50m,基坑面积8701.23m2,基坑实际开挖深度5.65-6.45m。(二)邻近建

13、筑物及管线情况根据建设单位提供资料及现场调查,基坑周边环境如下:1、基坑北侧为D地块征地范围,距离红线24.85m;地下室外墙距离药检局一幢3层楼最近距离7.67m,砖混结构,天然地基,基础埋深1.80m。2、基坑东侧为A地块征地范围,为空地,地下室外墙距离征地红线6.25m。3、基坑南侧为城市绿地范围,基坑外墙距离红线距离为5.67m;距离永安北路中线38.02m。4、基坑西侧为C地块征地范围,目前地下室正在施工,地下室埋深约5.50m,均为桩基础。地下室外墙距离红线最近5.05m;距离道路中心线16m。四、基坑特点及支护方案选定(一)基坑特点(1)基坑东侧、南侧环境条件宽敞,北侧、西侧在2

14、倍基坑开挖深度范围内分布有建筑物及道路,支护变形较大会影响邻近建筑物场区的安全,基坑一旦失稳社会影响巨大。(2)基坑面积较大,开挖深度中等基坑顶部外边线长为104.60m,宽为93.50m,基坑面积8701.23m2,基坑实际开挖深度5.65-6.45m,最大开挖深度为6.75m(电梯井)。(3)基坑土质条件较差,水文地质条件复杂基坑侧壁上部为杂填土,基坑侧壁主要为基坑中下部主要为中密状粉土及可塑状粉质粘土。基坑侧壁土层的物理力学性质较差,不利于基坑边坡稳定。基坑下部圆砾层中赋存承压水,基坑开挖会产生基坑突涌,基坑开挖应进行降排水措施。(4)基坑重要性等级根据以上基坑特点分析,邻近建筑物距基坑

15、2倍基坑深度范围内,基坑水文工程地质条件一般,根据基坑工程技术规程DB42/159-2012标准判定,本基坑工程重要性等级为二级。(二)基坑支护方案选择1、可供选择的支护方案优缺点襄阳市目前基坑支护的种类较多,如放坡开挖、土钉墙支护、悬臂式排桩、锚固式排桩等,根据大量基坑工程的成功实践经验,考虑“安全、经济、施工方便”的原则,对基坑支护方案选择对比如下。(1)放坡放坡是一种最经济的支护方式,对于周边环境较为开阔,对基坑开挖深度较浅、变形要求不高区域可采用。坑底土质软弱时可分阶放坡,放坡占用场地空间较大,土方开挖量及回填量也较大。(2)土钉墙支护土钉墙支护方案具有工期短,造价低等优点,目前在襄樊

16、市得到广泛应用。适用于填土、粘性土及岩质边坡,支护深度一般不宜超过6m。对土质要求高,支护结构位移大,土钉需伸入邻地,施工作业较短,不占用独立的工期,造价较低。(3)悬臂式排桩对土质条件要求低,支护位移小,有污染,需占用施工时间及养护期,施工时间长,造价较高。悬臂高度不宜超过6m,对深度大于6m的基坑可结合冠梁顶以上放坡卸载使用,桩端嵌入密实的卵石刚度较大的悬臂高度可以超过6m。(4)桩锚支护对土质要求低,支护位移小,有污染,需占用施工时间及养护期,施工时间长,造价高。可用于不同深度的基坑,支护体系不占用坑内空间,但锚杆需伸入邻地,有障碍时不能设置。支护桩整体刚度较大,控制变形能力较好,基坑开

17、挖对周边环境影响较小,施工工艺较成熟。2、支护方案综合比选(1)本工程基坑东侧、南侧场地较为空旷,开挖深度较浅可采用放坡+喷锚支护方案。(2)本基坑北侧距离药检局一幢3层建筑物最近距离7.67m;西侧距离道路地下室外墙距离红线最近5.05m;环境紧张,采用悬臂桩支护方案。综上比较和分析,按照经济安全、因地制宜的思想,设计最终选定方案为:基坑东侧、南侧、北侧采用喷锚支护,基坑西侧、北侧(药检局段)采用悬臂桩支护方案。(三)基坑地下水控制方案选择1、上层滞水控制上层滞水水量一般不大,受大气降水及生活用水补给,可采用明排方式解决,基坑底四角设置集水井,将基坑内的地表水排出坑外。对出水量较大的地方应查

18、明来源,能堵截其来源是根本,如无法堵截则在坡面采用泄水孔疏导。2、砂卵石层中承压水控制砂卵石层中承压水控制:基坑电梯井最大开挖深度为-7.65m,高程为58.85m。基坑主要位于粉土、粉质粘土夹粉土、局部位于粗砂层中。场地上部粉土、粉质粘土夹粉土层为相对隔水层;下部砂砾石层为含水层,具承压性。含水层顶板埋藏深度一般6.6-10.3米,层面标高55.10-58.56米,地下水年平均水位变化幅度约为2-3米。承压水水位按高程64.00m计。基坑开挖会挖穿隔水层,会产生基坑突涌,因此基坑应进行降水措施,基坑降水应在基坑开挖前完成降水井的布设,并提前降水使地下水位于开挖面以下0.5m以上。基坑降水根据

19、设计要求,满足主体结构抗浮要求,且混凝土强度达设计强度后,方可停止降水井的工作。五、基坑支护设计(一)设计依据1、设计采用标准、规范(1)基坑工程技术规程(DB42/159-2012);(2)建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012);(3)建筑基坑工程技术规范(YB9258-97);(4)混凝土结构设计规范(GB50010-2010);(5)建筑地基基础设计规范(GB50007-2011);(6)建筑基坑工程监测技术规范(GB504972009);(7)建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002);(8)钢筋焊接及验收规程(JGJ18-2003);(9)锚杆喷射混凝土支护

20、技术规范(GB50086-2001);(10)建筑桩基技术规范(JGJ942008);(11)建筑与市政降水工程技术规范(JGJT11198)。2、设计依据资料(1)甲方提供的地下室基坑支护设计委托书;(2)甲方提供的总平面图、基础平面图、承台详图;(3)襄阳市建筑设计院提供的盛兴东方新城小区(C、E地块)岩土工程勘察报告。3、设计基础数据(1)基坑工程重要性等级为二级;(2)设计标高0.000相当于黄海高程66.50m;(3)基坑施工作业面考虑承台及防水施工方便,基坑坡脚边线距承台或地下室底板1.02.00 m计。(4)本基坑为临时支护结构,有效使用期不超过一年半。4、主要材料及技术指标(1

21、)HPB235钢筋fy210N/mm2; HRB335钢筋fy300N/mm2,HRB400钢筋fy360N/mm2,钢管采用Q235级钢,弹模E=206Gpa,抗弯强度f215N/mm2。(2)焊接要求:焊缝质量等级为二级。(3)混凝土强度等级:喷射细石砼为C20,灌注桩及混凝土冠梁为C30。(4)混凝土环境作用等级为A,梁板最小保护层厚度20mm,最大水胶比0.60。(二)设计原则(1)基坑设计以“安全、合理、经济、便于施工”为原则,同时贯彻信息法施工、动态设计原则,搞好监测工作,必要时对原设计做校核、修改和补充完善。(2)为基坑土方开挖和地下室施工创造一个安全干燥的施工条件;支护结构稳定

22、、牢固、安全,确保地下室施工安全以及周边建筑物和道路的安全,保证坑内工程桩的安全。(3)支护结构基坑内壁与地下室基础承台边缘应留有足够的施工作业面;基坑周边有良好的围护,确保坑边行人安全。(4)考虑到邻近坑边有重点保护建筑物及管线,为确保安全,以“位移变形”控制设计。(三)支护工程总体布置根据基坑的水文、工程地质条件、基坑开挖深度及周边环境状况,对本基坑采取分区设计,支护工程布置详见基坑支护平面布置图和表3:基坑支护工程布置表表3支护类型布置部位支护长度(m)基坑深度(m)支护类型0.00标高(m)基坑底标高(m)备注一型支护AB、ML段84.605.95排桩支护66.5059.65开挖深度以

23、承台顶标高加承台高+垫层减自然地面低于0.00值计算=5.45+1.30+0.10-0.90=5.95m二型支护BD、EG段114.906.45喷锚支护66.5059.15开挖深度以承台顶标高加承台高+垫层减自然地面低于0.00值计算=5.45+1.80+0.10-0.90=6.45m三型支护DE、GH、KL、MA段121.605.95喷锚支护66.5059.65开挖深度以承台顶标高加承台高+垫层减自然地面低于0.00值计算=5.45+1.30+0.10-0.90=5.95m四型支护HJK段92.705.65喷锚支护66.5059.95开挖深度以承台顶标高加承台高+垫层减自然地面低于0.00值

24、计算=5.45+1.00+0.10-0.90=5.65m(四)基坑支护设计计算1、各土层设计参数选取根据拟建场地岩土工程勘察报告,并在现场根据工程桩的开挖验证,结合本地区基坑支护经验,并参照基坑工程技术规程DB42/159-2012,该场地基坑支护设计参数见表4。基坑支护设计参数表表4层号土层名称天然重度(KN/m3)推荐值极限摩擦力f(KPa)凝聚力Ck (kPa)内摩擦角k()杂填土17.558.010粉 土18.71018.030粉质粘土夹粉土18.818.510.025粗砂19.503040圆砾22.00352、基坑计算深度的确定按照基坑工程技术规程DB42/159-2012第4.0.

25、8条的规定:当地下室底板、承台深度不一时,如边缘承台布置较稀疏,平行于基坑边方向的基础净间距与基础边长之比小于2,可以构造底板垫层底为计算深度,设有基础梁时可以基础梁底为计算深度;否则以承台垫层底为计算深度。3、设计荷载基坑支护设计中的荷载包括土体的主动土压力和被动土压力、基坑开挖范围内的建筑物荷载、地面超载。土压力标准值按朗肯理论公式分层计算,呈三角形分布模式;地下水位以上按总应力法计算主、被动土压力,地下水位以下土层的土水压力对粘性土采用总应力法,对砂砾石层按有效应力法。地面超载值按无限均布荷载15-20KPa计。4、计算内容及计算结果土钉墙支护计算内容包括基坑内外土体稳定性验算、支护结构

26、的强度和整体稳定性计算、坑底抗隆起稳定性验算,土钉长度按土压力法确定,整体稳定性验算采用圆弧滑动法。锚杆钢筋截面积按钢筋抗拉强度、锚固体与地层的粘结强度、钢筋与锚固砂浆间的粘结强度分别进行验算。冠梁按以支撑点为支座的多跨连续梁计算,进行抗弯、抗剪及局部抗压的验算。基坑设计计算采用天汉软件V2005.1版,计算结果详见附件3:基坑支护设计计算书。(五)分项工程设计1、排桩支护设计一型支护:基坑北侧(药检局LM段)、西侧(AB段)开挖深度5.95m,周边环境紧张,采用排桩支护方案。坡面挂网喷C20混凝土80-100mm。支护桩桩径800mm,间距1200mm,桩长13m。支护桩桩顶设通长冠梁,以改

27、善单根支护桩受力状态,冠梁高度500mm,宽度1000mm。支护桩及冠梁混凝土强度等级为C30,桩及冠梁主筋采用HRB400级螺纹钢,绕筋采用HPB235圆钢,桩主筋伸入冠梁中不少于35d,末端设置90弯钩,桩身混凝土保护层厚度为50mm,冠梁混凝土保护层厚度为35mm。各段支护桩设计详细参数详见表5。 支护桩设计参数明细表表5布桩位置桩设计参数配筋参数冠梁参数桩长(m)桩径(m)桩间距(m)箍筋定位筋主筋截面箍筋主筋(侧筋+面筋)AB、LM13.00.801.20820016200022250.50.882002422+22222、桩间土及坑中坑设计对于支护桩桩间土外露部分,为防止其被雨水冲

28、刷剥蚀而影响桩体稳定性,均对外露面采用土钉挂网喷射混凝土防护。土钉为打入式141100L2000,面层钢筋网采用6.5200200mm,喷射砼厚度80-100mm,设计强度C20。支护结构顶部地面设2.0m宽混凝土护顶,厚80100mm,并将坡面钢丝网折转至板内前端设1排141.0mL=1.5m竖向土钉锁定。2、喷锚支护设计二型、三型、四型支护放坡坡比1:0.70。喷锚支护参数见表6-8。二型支护(BC、EG段)喷锚支护参数表表6锚杆长度(m)倾角()水平间距(m)垂直间距(m)孔径(mm)配筋设计锚固力(KN)112151.215012011860.9212151.21.5012011863

29、.1311151.21.5012011863.148151.21.5012011850.5三型支护(DE、GH、KL、MA段)喷锚支护参数表表7锚杆长度(m)倾角()水平间距(m)垂直间距(m)孔径(mm)配筋设计锚固力(KN)111151.21.4012011854.1210151.21.4012011855.739151.21.4012011853.847151.21.3012011843.8四型支护(HJ、JK段)喷锚支护参数表表8锚杆长度(m)倾角()水平间距(m)垂直间距(m)孔径(mm)配筋设计锚固力(KN)19151.21.3012011846.329151.21.3012011

30、848.338151.21.3012011848.346151.21.3012011840.8锚杆立面设计为梅花形布置,锚孔直径120mm,锚杆杆体采用直径18III级螺蚊钢,锚孔倾角15。注浆材料采用水泥浆,其结石强度不低于20MPa。面层钢筋网采用6.5250250mm,在与锚杆连接部位设置14双向加强筋,锚筋与锚杆纵向双面焊接。喷砼厚度100mm,设计强度C20,配合比为水泥:砂:石=1:2:2。喷锚支护结构顶部地面设2.0m宽混凝土护顶,厚100mm,并将坡面钢筋网折转至板内前端设1排141.0mL=1.5m竖向土钉锁定。六、场地地下水处理(一)上层滞水处理对基坑开挖有影响的主要为上层

31、滞水。对上层滞水处理如下:1、封闭废弃管道、沟渠在基坑开挖前,对己查明的废弃管道、沟渠均应进行封闭。在基坑开挖时,密切观察地下水渗漏情况,及时查清其来源并进行必要的封堵处理。2、坡顶硬化为防止地表水从坡顶渗入边坡,坡顶以外2.0m内用水泥砂浆硬化,厚度为100m,硬化面设计成倒坡,反向坡坡度为0.5%,以便于地表水流入排水沟。3、坡面泄水孔坡面挂网喷射砼保护,并留置适量泄水孔。面层钢筋网6.5200200mm,喷砼厚度80-100mm,设计强度C20。为对上层滞水进行有效疏导,沿坡面按间距1000mm1000mm设置PVC管泄水孔,根据出水量情况应进行适当调整。4、排水沟基坑坡顶沿硬化带向上布

32、设排水沟,坡顶排水沟内净空规格为300mm300mm,沟壁采用1/2灰砖砌筑,沟底亦采用灰砖铺底,沟壁、沟底均抹砂浆并收光以防止渗水,沟底坡率为15。坡底排水沟沿坑底坡脚设置,且应在基坑开挖至基底前形成,主要为疏排坑内积水、保护基底土层。排水沟断面为300mm300mm,坑底排水沟以满足主体施工单位基坑排水需要为准。坡底四角和中部设计集水井,集水井规格为500mm600mm800mm。(二)地下承压水处理1、降水井设计计算承压水稳定水位高程为64.00m(标高-2.50m),基坑承台最大开挖深度6.75m(标高-7.65m),坑底位于位于粗砂中。基坑开挖后会产生底板突涌,工程需要采用管井降水措

33、施,从而保证基坑开挖干燥。降水后地下水位应低于基坑最大开挖深度0.5m以上,降水后水位标高应低于-8.15m,水位降幅5.65m。地层渗透系数采用勘察报告中抽水试验资料,含水层渗透系数K=38.00m/d。基坑平面呈不规则矩形,基坑顶部外边线长为104.60m,宽为93.50m,基坑面积8701.23m2,基坑实际开挖深度5.65-6.45m。可按“大井法”对基坑总涌水量进行计算。计算模型为均质含水层承压水非完整井,基坑管井降水技术规程DB42/T830-2012提供公式如下: 式中:M含水层厚度,取平均值30.00m; S水位降深,降至开挖面以下0.5m,取5.65m; R影响半径616m,

34、R=10S; 基坑等效半径58.4m,=(a+b)/4,a、b分别为基坑的长和宽。进水段长度6.0m。计算总涌水量为14268m3 /d。将基坑总出水量分配到各井,每个管井分配的出水量不应大于管井的出水能力,降水井的出水能力按建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)公式计算: q单井过水能力( m3/d)rw过滤器半径(m)过滤器进水部分长长度m。,实际=6.0m;K与含水层有关的经含水层渗透系数(m/d)。计算结果q =1140m3/d=47.50 m3/h,q取47.5 m3/h。降水井数量n=1.1Q/q=14(口)降水井初步确定后,实际水井布置还应对基坑内降水深度进行验算,对于承

35、压含水层,群井抽水任一点的水位降深值如下式计算: 式中:S基坑任一点地下水位降深值,m; 基坑抽水总流量,m3/d; 基坑任一点距各井点中心的距离。其它符号意义同上。按上述公式计算,考虑本基坑水文地质条件较复杂,实际布设降水井19口,其中3口为备用井。基坑降水设计采用天汉计算软件进行降水分析,计算结果详见附件2:基坑设计计算书。2、降水井结构设计1)降水井总共布置19口,主要布置在基坑内,降水井深度22.0m(从自然地面起算),过滤管设置于卵石层中,深度14.020.0m,长度6.0m,沉淀管长2.0m。2)降水井成孔直径700mm,滤水井管直径300mm,采用水泥井管,滤料规格为13cm连续

36、级配石英砂,孔口0.8m井壁投粘土球捣实。3)滤水段孔眼直径1218mm,孔隙率不小于30%,沿井管焊10mm,竖向间距100mm的钢筋,外包二层6080目滤网。4)每口井配备50m3/h的深水潜水泵,配上控制井内水位的自动开关,在井口安装阀门以便调节流量大小,基坑井点群应有2台备用泵。5)设置于基坑内的降水井及观测井,应避开承台和基础梁的位置,穿越基础底板处基础施工时应设止水环。3、降水井运行承压水降水井运行控制应满足两个基本要求:一是通过降水井运行,应能保证将承压水位控制在基坑底板安全水位埋深以下;二是从保证基坑周边环境的角度考虑,在承压水位降深满足基坑稳定性要求的前提下,应避免过量抽水,

37、水位降深过大。降水井运行控制方法如下:(1)应严格控制按需“疏干降水”的原则,综合考虑环境因素、安全承压水位埋深与基坑施工工况之间的关系,确定各施工区段的阶段性承压水位控制标准。(2)降水运行过程中,如基坑施工工况发生变化,应及时调整或修改降水运行方案。(3)所有减压井应安装水量计量装置和单向阀,统一接入排水管经过滤装置排入市政下水道。(4)在降水井施工过程中,必须先施工具有代表性的2口井进行抽水试验,试验成果及时反馈给基坑设计单位,以便调整优化设计。减压井全部完成后应进行一次群井抽水试验。(5)降水运行应实行不间断的连续控制,降水期间应对设备、排水管及供电系统周密布置,确保降水不间断进行。(

38、6)降水正式运行前一周内应测定环境背景值,监测内容包括基坑内外的初始承压水位、基坑周边相邻地面沉降初值、保护对象的初始变形及基坑围护体变形等。(7)基坑正式开挖前一周启用降水井,当后浇带施工完毕及基坑周边回填后,方可结束降水工程维持阶段,并按有关规定对井孔进行回填,将抽水井割除到地下室底板以下,对抽水井进行封堵和防渗处理,避免地下室底板产生渗漏。七、基坑开挖及降水对环境的影响(一)降水对周边环境的影响基坑侧壁和底板主要分布粉质粘土夹粉土,局部为粗砂,粉质粘土属渗透性很小的相对隔水层,粗砂属渗透性大的透水层。本工程采用减压降水方案,降压深度一般在5.0m。降水引起的地面沉降按以下公式计算:sw水

39、位下降引起的地面沉降(cm);Ms经验系数,Ms=M1M2,粉土、砂土M1取0.4,M2取0.4;wi水位下降引起的各计算分层有效应力增量;hi受降水影响(自降水前的水位至各含水层底板之间)的分层厚度(cm);n计算分层数;Esi各分层的压缩模量(KPa)。降压深度范围内土层为粉质粘土层,圆砾可视为相对不压缩层。根据天汉软件沉降计算,地面沉降基本小于50mm,说明本基坑降水方案对周边环境影响较小,无需设置回灌井。但如果降水处理不好,粉细砂层中可能产生流砂、流土,引起边坡失稳。降水井抽水含砂量过高,则会引起地面沉降,因此降水井施工质量是本基坑工程成败的关键。(二)基坑开挖及支护对环境的影响本基坑

40、采用桩锚及土钉墙支护方案,目前土钉墙支护变形的理论计算尚不成熟,主要保证支护结构的安全亦可。桩锚支护体系基于弹性抗力法计算的支护体系最大位移值为61mm,能够满足二级基坑变形值80mm的要求。基坑距离建筑物较远,大部分距地下室轴线距离大于两倍基坑开挖深度,只要保证支护的施工质量,保证边坡的整体稳定,基坑不会引起建筑物的变形。基坑周边环境条件较复杂,分布有排水管,如管道泄漏或地表水疏排不当,边坡土体浸水饱和,强度急剧降低,会引起边坡局部破坏或整体滑移;建筑施工车辆进出口及材料堆放场区,如地面堆载不当,可能造成边坡坍塌;挖土机械停放位置和行车线路不合理,挖土方式和顺序安排不当,以及出土方临时堆放控

41、制不严等,对基坑支护结构和工程桩的完整性产生不利影响。(三)对环境影响的防治措施1、基坑施工本着“预防为主”的精神,严格按设计施工,除按信息化施工要求外,还需实时跟踪监测基坑支护结构和地下水治理系统的动态变化,及时采取有效的应急措施。2、基坑土方开挖应符合分层、分段、对称、平衡、适时的原则,处理好支护、降水、开挖三者之间的关系。3、地下水治理应采用降水的办法,在封堵的同时做好反滤导流设施,防止坑底土及坑周土的流失及破坏。4、管井施工应按供水井管设计施工质量验收规范(GJJ10)等规定进行验收,管井含砂量应小于1/,防止管井抽水含砂量过大造成地面沉降,如砂含量过高则应查明原因,停止排水。5、应严

42、格控制按需“疏干降水”的原则,当环境条件复杂、降水引起的基坑地表沉降量大于环境控制标准时,可采取控制降水幅度,人工地下水回灌等有效环境保护措施。6、严格控制地表超载和基坑超挖现象,尽量缩短基坑及地下室施工工期,减少暴露时间,及早回填。八、基坑支护施工(一)基坑施工顺序及周期本基坑支护采用降水井、排桩支护+喷锚支护方案,因此基坑施工顺序为先施工支护桩,后进行土方开挖和土钉墙施工。支护桩、降水井施工时间20天,基坑土方开挖、土钉、喷射混凝土护坡施工时间30天,基坑支护总有效工期50天。基坑施工顺序为:支护桩施工(养护)、降水井分层土方开挖第一层土钉施工下一层土方开挖依次下一层土钉施工承台开挖。(二

43、)主要工艺施工方法1、钻孔灌注桩施工(1)稳钻桩孔定位和护筒埋设,钻机就位要稳固可靠,利用水平尺或铅垂线调整钻机水平,并确保钻机重量由四油缸支承,就位后要确保钻杆中心、悬吊钻具中心对准桩位。钻机就位后,必须经技术人员检查就位偏差及钻杆垂直度,并经现场监理工程师认可后开钻。(2)成孔采用正(反)循环或旋挖成孔工艺,往孔内回填粘土造浆(或重复利用上个钻孔的泥浆),泥浆粘度大于18s,比重大于1.20。钻进至砂层和砾砂层后,可增大泥浆比重,保证孔壁稳定。根据地层和钻进情况调整钻进参数,钻进过程中认真观察进尺和排渣情况。当泥浆中含渣量较多或砂石泵排量减小时,应控制给进速度。钻头钻进至设计孔底标高后,使

44、钻具原地回转几分钟,以清除孔底钻渣。清孔时应保持孔内泥浆比重和粘度,不能稀释和置换泥浆,但必须降低泥浆中的含砂率,清孔后检测泥浆的含砂率4%后,将钻头提出孔内,并测量直孔深度。(3)清孔换浆钻孔完毕,经监理工程师验收认可后,应立即采用泵吸反循环清孔,清孔时应先置换孔内泥浆,孔内泥浆比重为1.151.18,粘度18s,并保证孔底500mm以内泥浆比重小于1.25,含砂率8%,粘度28s。同时彻底清除孔底沉渣。清孔后检查孔底沉渣厚度达到设计要求后,提钻,对钻孔进行检测。(4)钢筋笼制作a、制作钢筋笼的材料要求钢筋笼制作所用钢筋和焊条的质量必须合格。钢筋进场必须有合格的出厂质量证明单,质检员和材料员

45、应对照材质进行检查。取样必须严格执行规范要求,经监理现场见证取样,并经监理陪同送到有资质的试验室复检。钢筋必须经材质力学性能和焊接性能试验合格后方可使用。b、钢筋笼的制作要求电焊工必须持证上岗。焊接制作钢筋笼,首先检查主筋的直线度,弯曲的主筋要校直后才可使用,焊接时,主筋和加强筋连接处均要双面点焊,主筋与螺旋筋连接处单面点焊。所有点焊焊点必须牢固,假焊和脱焊数量不得大于整个钢筋笼交叉连接点的1%,不得烧伤主筋,加强筋与主筋必须垂直,螺旋筋要缠紧、缠均匀。保护层每圈安装4个,每圈间距2.5m。钢筋笼的尺寸,大小应符合设计要求,各项偏差应符合规范要求。钢筋笼制作一次成型,首先班组自检,第二质检员复

46、检,第三项目经理部与质检部门终检,最后报监理工程师确认,验收合格后挂牌堆放平整,并填写混凝土灌注桩(钢筋笼)工程检验批质量验收记录表(GB50202-2002)。(5)成桩施工过程利用吊车下放导管及二次清孔。导管内径250mm,使用前导管需进行隔水球通过试验及压水试验,压水试验时导管的压力必须大于0.6Mpa。只有合格才允许使用。下放导管前,根据孔深配备所需导管,准确测量并记录所用导管的长度与根数,最底端导管的长度为6.0m。下放导管时,导管连接螺栓要均匀紧固,法兰盘中间胶垫要垫正,导管下入孔内后,底端距离孔底0.30.5m。导管应位于钻孔中心位置。导管下放完毕,则应利用导管进行二次清孔,直至

47、孔底沉渣厚度达到要求,反循环排出的泥浆中含砂率4%时止。(6)商品混凝土的供应使用C30混凝土,保证运到现场的商品混凝土具有良好的和易性,要求粗骨料的粒径不大于30mm,混凝土的坍落度为180220mm,初凝时间不低于4h。施工现场对每车混凝土均要检查混凝土的坍落度及和易性,保证混凝土的灌注质量。施工过程中随时保持与混凝土生产厂家的联系,对进入现场的商品混凝土进行严格检查和验收,发现有问题的混凝土坚决予以退货,严格禁止使用不合格混凝土进行灌注施工。(7)混凝土灌注混凝土灌注采用导管法,隔水塞使用球胆式隔水塞,利用吊车提升导管灌注混凝土。清孔完毕后,在导管内放入球胆式隔水塞,安装好初灌斗,准备灌

48、注。灌注前,在孔口检查混凝土的坍落度和和易性,当坍落度满足水下灌注要求,并有较好的和易性时才能灌注。按照计算好的初灌量进行首次灌注,保证首次灌注后导管在混凝土中埋深不小于0.8m。灌注过程由质检员测量混凝土的上升高度并计算埋管深度,认真填写水下混凝土灌注记录。据此提拔导管,导管在混凝土中的埋深应控制在26m。按规范要求制作试块,每桩制作1组试块,试块脱模后及时放进现场砌筑的水池内进行清水养护,28天后送交质检站测试检验。确定灌注标高,保证最后一次灌注后混凝土标高高出设计桩顶标高0.8m以上。(8)填写各种原始记录表格每根桩施工结束,经监理工程师或建设单位项目技术负责验收合格后,应及时填好桩基施

49、工记录表和隐蔽工程验收记录,并现场交监理工程师或建设单位项目技术负责签证。(9)质量保证措施a、质量目标:执行国家规范、规程的有关条款,建立质量保证体系及岗位责任制。b、工程质量验收标准原材料和混凝土强度保证符合设计要求和施工规范的规定。成孔直径、深度符合设计要求。浇筑后的桩顶标高符合设计要求和施工规范的规定。允许偏差项目灌注桩钢筋笼的制作、焊接、吊放应符合规范要求。钢筋笼制作允许偏差见下表:钢筋笼制作允许偏差表 表9项目允许偏差(mm)主筋间距10箍筋间距20钢筋笼直径10钢筋笼长度100分段制作的钢筋笼,接头宜采用焊接,加劲箍设在主筋外侧,导管接头处外径应比钢筋笼的内径小100mm以上。混

50、凝土施工:混凝土强度等级不小于设计混凝土强度等级;主筋保护层厚度50mm。灌注桩桩径允许偏差为50mm,桩位允许偏差为50mm,垂直度偏差不大于0.5%。所有施工过程中使用的材料必须具有质量保证书及检验合格报告;成桩混凝土质量连续完整,无断桩、缩径、夹泥现象,浇筑混凝土密实度好,桩头混凝土无疏松现象。2、降水井施工(1)降水井施工工艺流程为:井点测量定位挖井口安护筒钻孔洗井吊放井管回填过滤层下水泵、安装控制电路试抽水。(2)降水井施工时必须待井管、滤料、粘土球等质量符合要求并到位后方可开始井孔施工。(3)准确地将降水井的位置测放到实地现场。测放位置误差不大于10cm;钻机到位后,钻机要安装稳、

51、正,井身倾斜度不能超过1。(4)降水井成孔方法采用冲击钻进工艺,泥浆或自成浆护壁,孔口埋设护筒。(5)井管沉放前应清孔,一般用压缩空气洗井,井管应安放垂直,填滤料要一次性完成,从底填到孔口1m左右,上部采用粘土封填。(6)安放水泵前应清洗滤井,冲除沉渣。抽水系统安装完成后应进行试抽,一切满足要求后再转入正常工作。(7)管井施工应按供水井管设计施工质量验收规范(GJJ10)等规定进行验收,管井抽水后30min取水样测试,含砂量应小于1/。(8)排水系统采用200mm的钢管,通过沉砂池后排入城市污水管道。(9)井点供水系统采用双线电路,防止中途停电或发生故障影响抽水,建议备用发电机,防止停水产生突

52、涌破坏基础。3、土方开挖(1)土方在开挖过程中应充分考虑时空效应规律,土方开挖顺序方法必须与设计工况一致,并遵循“先撑后挖、限时支撑、分层开挖、严禁超挖”的原则进行施工,尽量减小基坑无支撑暴露的时间和空间。(2)土方开挖必须和设计工况保持一致,开挖过程中应分段、分层、随挖随撑、按规定时限完成支撑的施工,做好基坑排水,减少基坑暴露时间。基坑开挖过程中,应采取措施防止碰撞支护结构、工程桩、降水井或扰动原状土。支撑的拆除过程时,必须遵循“先换撑、后拆除“的原则进行施工。(3)主体结构地下室基坑采用土钉墙支护方案,基坑内挖土作业条件比较宽畅。土方应分层、分段开挖,每层开挖深度大于土钉深度0.5m,分段

53、开挖长度为1525m,挖土过程可根据基础施工的需要进行各种优化。挖土设备采用大反铲挖掘机,运土设备采用自卸式运输车,承台土采用小型挖掘设备,坑内便道边角余土采用塔吊运出。(4)由于基坑面积较大,为主体结构争抢工期,可先施工中间主楼部分,后施工四周纯地下室部分,土方开挖可采用中间盆式开挖方法。(5)本基坑施工机械采用反铲挖土机加自卸式载重汽车,施工便道按照施工方便、翻土量最少及汽车爬坡最小的角度考虑,施工便道坡度控制在10%左右,坡道宽度为8m。(6)开挖方式采用机械开挖与人工开挖相结合的方式,一般情况采取机械开挖,坑面和坑角处宜采用人工开挖,基坑开挖距离坑底1.0m左右宜改为人工清理坑底,严禁

54、超挖。在基坑开挖至地下室底板后,基坑外侧承台必须跳挖,内侧承台可一次开挖。(7)基坑开挖施工应遵循“信息法”施工的原则,勤监测、勤巡视,及时反馈信息,并应有充分的应急措施,遇有异常情况及时调整施工措施。(8)要保证该基坑顺利开挖成功,土方开挖施工队伍一定要与基坑支护施工队伍严密配合,协调施工。同时还应根据环境监测所反馈的信息随时调整挖土顺序、挖土速度。(9)基坑开挖过程中,土方应随挖随运,不得随意堆置于基坑周边。施工用材尽量不要堆置于基坑周边,堆放位置应集中在西侧距基坑1倍开挖深度以外,且不得超过规定的堆载值,坡顶外侧1.5m设置防护栏杆以保证施工安全。(10)开挖后的基坑应尽量减少暴露时间,及时清边检底,尽快进行垫层施工。垫层应做到基坑内满封闭,以改善支护结构的受力状态。(11)基坑开挖宜选在汉江枯水季节

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