住宅楼基坑开挖及护坡施工方案[优秀工程方案]

1、地下室边坡护土施工方案 一、工程概况咏晟花园位于深圳市宝安区AA路与BB路的 交汇处,由咏晟实业有限公司投资兴建,深圳市aaaa设计有限公司设计、深圳市aaaa建设工程监理有限公司监理、深圳市aaaaaaaa建筑工程有限公司承建.本工程为某住宅楼地下建筑的 基坑开挖工程.该建筑由主楼各裙楼组成,主楼东西长约72米,南北宽约42米,开挖深度 12.00米(电梯井14.00米),裙房东西长约71米,南北宽约26米,开挖深度 5.80米.施工深度 范围内,地层土质分布情况如下:地面(标高36.50米)以下0-3.5米为杂填土,局部有旧建筑基础;-3.5-8.1米主要为粉质粘土,其中在-4.5米左右有

2、一层厚度 0.51.00米的 重粉质粘土层;-8.1-14.00米为细砂;-14.00-20.20米为卵石,卵石最大粒径57厘米;-20.20-27.60米为粉质粘土.地下水有二层,第一层为滞水,在地面下-4.5米(标高32.00米)处,第二层为潜水,在地面下-10.30米(标高26.20米)处.由于基坑设计标高在地下水位以下,基坑东西面有建筑物,南面临大街,无场地放坡,因此采用管井井点降水,钢筋混凝土灌注桩加锚杆护坡.基坑土方、降水、护坡桩及锚杆统称基坑开挖及护坡工程.主要工程量见表:项 目单 位主 楼裙 楼备 注降水井座24井管内径300米米,井深23.00米砂漏井座54井孔直径300米米

3、,井深10.00米护坡桩根10898主楼桩径800米米,裙房桩径500米米锚 杆根65直径150米米,长22.00米土 方米33720011310合计:48510米3本工程的 施工特点是:地处繁华市区,交通与环保管制严格,施工场地窄小,工序多,工期要求紧,施工中必须采取措施减少振动和噪声,安排好作业班次和工作面,白天打井、打桩,夜间挖运土方,各分顶工程互创施工条件,抓好工序搭接和流水作业,确保90天完成施工任务.二、施工准备工作1、全面调查施工现场和锚杆深度 范围内的 地上、地下障碍物,制定排障计划和处理方案 ,并加以实施.2、根据建设单位提供的 建筑红线、控制桩、水准点和施工图纸,进行测量放

4、线工作.基坑开挖范围内所有轴线桩、水准点都要引出机械施工活动区以外,并设置涂红白漆的 钢筋支架加以保护.3、根据轴线桩、施工图纸,测放井位、桩位和基坑开挖线,加以保护.4、施工用电和施工照明:1)、根据机械配备型号和数量及钢筋加工、混凝土浇筑用电,经计算本工程高峰用电量为250kV,建设单位提供的 316kVA变压器,符合施工用电容量要求.2)、临时供电线路采用90米米2橡皮电缆,并设置8个电闸箱供护坡和降水施工用电.3)、在现场搭设4个高46米的 照明灯架,每个灯架安装镝灯2000kW.工作面、坡道口安装碘钨灯活动灯架12个,供夜间施工照明用.5、施工用水:在现场东西两侧,各设置1个50米米

5、的 水源,供打井和护坡工程施工用水.6、在基坑南侧搭建临时办公、休息用房200米2、工具房30米2、水泥棚80米2.7、根据施工方案 和施工图纸进行机械设备和钢筋、水泥、砂石、钢绞线等材料的 准备.8、办理交通、城建、市政、市容、环卫等有关手续,办理降水工程向市政雨水或污水管道的 排放手续,准备弃土场,办理运土及渣土消纳手续.三、施工平面布置1、出入口分别设在现场东南侧和西南角,运料、运土汽车可走循环路.2、混凝土搅拌机及砂石料场设在裙房基坑范围内,但要避开护坡桩桩位线.由于场地窄小,砂石、水泥、钢筋、钢绞线等原材料须按计划分期、分批进场.3、钢筋加工场设在主楼基坑北侧,钢筋笼要分批加工,码放

6、高度 不得超过二层.(施工平面布置图见附图)四、分顶工程施工方法1、降水工程1)、降水方案 的 选择本工程主楼降水目的 是兼顾基坑开挖和护坡桩施工,降低水位标高要求降至护坡桩底标高(21.50米),降水深度 大,潜水存在于细砂和卵石层内,渗透系数和出水量也较大,又由于上层粉质粘土有滞水,因此,主楼采用管井加砂漏井点降水方案 .管井主要降低潜水水位,砂漏井主要将上层潜水渗漏至细砂层,再用管井抽走.2)、管井井点计算(1)、计算参数:基坑面积A=75米45米=3375米2;基坑深度 H=12.00米.降水深度 S=26.20-21.50=4.70米;含水层厚度 h=26.20-16.30=9.90

7、米渗透系数K砂=10米/d,K卵石=117米/d;加权平均后K=65米/d降水井底在渗透系数很小的 粉质粘土层内,故按潜水、完整井计算.(2)、基坑假想半径:o=A/=3375/=32.78米(3)、抽水影响半径:=(o)2 + 2kth =式中t-抽水稳定时间,取6d; 给水系数,粉细砂0.150.20,卵石0.200.35,取0.23.(4)、基坑总涌水量:=1.366K=1.36665(29.9-4.7) 4.7/log186.18- log32.78=8370/(5)、单井涌水量:q=2rhw =20.152.6786400 =398米3/d.式中hw滤管进水长度 ,0.27h=0.2

8、79.9=2.67米r管井半径(米)(6)、管井数量:N=Q/ q1.1=8370/3981.1=23.10(座),实布24座.式中1.1为增井系数,考虑降水井损坏、堵塞、效率降低等,井数增加10%.(7)、管井平面布置及井距:管井布置在基坑四周,其中4座井布置在裙房基坑内.井距L=L/N=230米/24=9.958米,实为9.6米(锚杆间距的 倍数,以防被其击穿).式中L为基坑四周长度 .(8)、管井竖向布置(井深):管井由地面开始打井,井深h,按下式计算:h1=S1+iL1+h2=15+0.1037.5+3=21.75米,实际23.00米.式中S1地面至桩底底深度 ;i水力坡度 ,环型井点

9、取10%;h2管井沉淀高度 (2-3米);L1管井至基坑中线的 距离.(9)、计算结果校核:以上井点计算公式及计算参数均为经验值,因此有条件的 工程应做现场抽水试验,本工程无条件做试验,但完成23座井后立即试抽水,对渗透系数K、水力坡度 i及单井涌水量q等进行较核.(10)、管井井点对环境的 影响:潜水含水层在地面下10.30米的 细砂和卵石层内,该层土压缩模量较大,上面又有约5米厚的 粉质粘土,形成硬壳顶托层,故降水引起的 沉降量可忽略不计.3)、管井井点施工(1)、管井的 构造:管井采用300米米(内径)无砂混凝土砾石管(全部为漏管),井孔直径600米米,井管与井孔之间填26米米滤料,井深

10、23.00米,井距9.6米,共布置降水井24座(详见平面布置图).(2)、管井成孔(井):采用CZ22钻机冲击成孔(井),如噪声、振动大扰民时,也可采用XF-3泵吸反循环钻机,可利用地层的 粘性土自造泥浆护壁.钻孔(井)前要挖好泥浆池,冲击钻采用掏渣筒掏渣,泥浆少而稠,泥浆池深度 在1.00米以内;反循环钻机靠泵吸泥浆循环排渣,泥浆多,泥浆池深度 为1.50米2.00米,并配备泥浆罐车随时将多余泥浆运走.(3)、下井管:用钻机的 卷扬装置,采用井托法逐节吊放,井管连接采用竹片16号铅丝绑紧,要保持井管顺直,在井孔内居中.(4)、填滤料:从井管周围均匀填滤料,防止将井管挤偏,洗井后要补充滤料,井

11、顶2.00米用粘性土封口.常用钻孔机性能表型 号钻孔方式钻孔直径( 米米 )钻孔深度 ( 米 )护壁方式电机功率(kW)备 注CZ-22冲击式400800150泥浆22可克服地下旧基础XF-3回转式500150050泥浆40泥浆泵电机功率17 kWBQZ500长螺旋3005001012干作业37步履式,可改装钻杆ZKL800长螺旋4008001218干作业55履带式,可改装钻杆(5)、洗井:采用912米3空压机气举冲洗法,将由气管和排渣管组成的 洗井器放入井底,关闭排渣管,用高压气激荡沉渣和井壁,再开启排渣管将水渣混合物吹出,这一过程自下而上反复进行,直至洗出清水,井内水位接近周围地下水位为止

12、.(6)、地面排水管:布置在基坑顶周边,由300米米排水总管和沉淀池组成.抽出的 地下水经排水总管及沉淀池再排入市政雨水或污水管道.(7)、抽水:采用扬程25米,出水量20t/h,QS系列潜水电泵,置泵标高16.00米,引水管采用50米米胶管或钢管.一般情况下,群井抽水67d后水位显著下降,10d后稳定到设计水位标高,此时水泵出水量显著减少,为起始出水量的 50%左右,可换用小流量水泵.(8)、降水运转:管井井点运转后,要配备专人值班,保持昼夜连续运转并定期检查水泵及管路运转情况,测量水位、水量,做好施工记录.必要时可配备备用电源或发电机,以防停电、停泵造成水位上升影响施工.(9)、裙房基坑内

13、降水井:由地面打井,随挖土深度 逐节拆除至裙房坑底标高.抽水时可采用串联抽水法,即将中间降水井的 水抽至边侧降水井,再抽至地面排水管内.常用管井潜水电泵性能表型 号流 量(t/h)扬 程(米)电机功率(kW)出水口径(米米)外围尺寸(米米)重 量(千克)QX3-30-1.13301.12523314QX6-25-1.16251.13823314QS20-27-3202735118460QS40-28-5.640285.57623372175QJ50-26/250267.576175250QJ80-40/28040151082504)、砂漏井施工:砂漏井井孔直径300米米,井深10米,井内填26

14、米米滤料,井距23米,在管井降水井之间共布置砂漏井54个.砂漏井成孔采用QZ300步履式钻机,边钻孔边填砾,以防塌孔,填砾至地面下2米,用粘性土封口.2、护坡工程1)、护坡方案 :根据护坡高度 、周围环境、土质分布情况、施工能力和经验,本着安全、经济、合理的 原则,本工程选择振动小、噪声低和变形小的 钢筋混凝土灌注桩护坡方案 ,不同部位其构造和做法也不相同.(1)、主楼护坡高度 12米,采用800米米钢筋混凝土灌注桩加锚杆护坡方案 .因有旧基础需拆除,便于新建管线通入,挖土3.5米后再做桩,桩顶设850500连梁,锚杆设在连梁上,连梁顶砌砖墙并设抗弯柱和压顶梁.(2)、裙房护坡高度 5.8米,

15、采用500米米钢筋混凝土悬臂桩护坡方案 ,由地面开始做桩, 桩顶设500300连梁.(3)、主楼与裙楼结合部,因高度 相差6.2米,考虑至地基处理问题,采用1:0.75放坡,坡面采用钢丝网抹灰加固,主楼和裙房间土也采用钢丝网抹灰处理.2)、护坡工程设计与计算:目前尚无国标护坡桩设计规范,根据高层建筑施工手册介绍的 计算方法、有关规范和实践经验,编制了 护坡工程设计计算机程序.本工程的 电算输入参数和计算设计结果见下表:计算参数计算参数符号单位主楼裙楼计算参数符号单位主楼裙楼护坡高度 H米12.05.8钢筋等级fyN/米米2310310土重度 rkN/米31919拉锚位置Ha-3.75悬臂地面荷

16、载gkN/米21010锚固土层摩擦角米28主动摩擦角d.3533锚固土层粘聚力c.20被动摩擦角p.42桩土20锚杆倾角aN/米米222护桩直径d米米800500锚杆直径D米.15保护层厚度 米米3030锚杆间距Sh厘米2.40桩间距Sa米1.601.20土压系数Ko米0.9砼等级C25C25安全系数kf1.5计算及设计结果名 称符号单位主 楼裙 楼名 称符号单位主 楼裙楼护桩入土深度 X米3.54.20锚固段长度 L1米18.30护桩全长L米12.0010.00自由段长段L2米5.70护桩最大弯距米米axkN.米901.15467.71锚杆轴拉力TakN643.9最大弯距作用点Y米-9.28

17、-7.37锚杆配筋41860钢绞线护桩最大配筋根822422822422整体稳定系数210锚杆全长Lo米24.00护桩直径米米800500根据设计与施工经验,本工程采用了 以下数据处理和构造措施:(1)、计算土层深度 内有值和C值时,摩擦角换算为等值摩擦角d;(2)、地质条件良好,最大弯距折减30%40%再配筋;(3)、提高安全系数,桩入土深度 增加10%20%;(4)、计算出护坡桩每米的 弯距,按弯距分布大小配筋;(5)、“周边均匀法”和“等效矩形法”对照配筋;(6)、锚杆设在连梁上,锚杆间距不受限制,便于优化锚杆设计,也省去了 腰梁,节省了 钢材,简化了 工序.3)、护坡桩施工(1)、工艺

18、流程:根据护坡桩设计和地层土质分布情况,主楼和裙房护坡桩均采用长螺旋钻孔机施工,其成桩工艺流程为:场地平整 钻机对(校)准桩位 调整大臂垂直度 启动钻机 钻机出土并随时清理 钻至设计孔深,空钻清底 停钻、提钻杆 测量孔深(作记录)吊放钢筋笼 浇灌桩身混凝土,振捣 养护. (2)、钻孔: 1)、主楼护坡桩桩径800米米,间距1.6米,桩长12米,采用ZKL-800履带式长螺旋钻机,由于采取了 降水措施,卵石层最大粒径5-7厘米,初步判断不塌孔或塌孔不严重,只须适当加深钻深即可.如卵石层塌孔严重时,可采用中心压灌水泥浆法成孔.裙房护坡桩桩径为500米米,间距1.2米,桩长10米,采用BQZ500钻

19、孔(同砂漏井相同,但需改装钻杆直径). 2)、钻孔采用跳钻法,钻成的 孔要及时下放钢筋笼,并浇灌混凝土,防止凉孔时间过长塌方,当天钻成的 孔必须当天浇灌完.(3)、吊放钢筋笼:采用钻机的 吊装装置要垂直吊放入孔内,并注意加强主筋方向不得下错、放反,必要时涂红漆标识.(4)、钢筋笼制作:钢筋笼在现场加工制作,供应的 钢筋长度 不符合要求时,主筋采用电弧双面焊,搭接长度 必须符合规范要求.为保证主筋间距、位置和钢筋笼的 刚度 ,架力筋应与主筋焊牢,箍筋与主筋绑扎牢固,成型的 钢筋笼外形尺寸、主筋数量、位置、长度 应符合设计要求.连梁钢筋的 绑扎、搭接、长度 应符合规范要求,桩主筋伸入连梁内不小于5

20、0厘米.(5)、混凝土搅拌: 、为加速混凝土浇灌,防止塌孔,桩身及连梁混凝土均在现场搅拌.在裙房中部设置2台JZC350搅拌机,水泥为425号普通硅酸盐水泥,砂为粗砂,碎石粒径大于40米米,因现场窄小,要随用随进.混凝土等级为C25.塌落度 为1214厘米,配合比如下:水泥(320千克)、砂(769千克)、石子(1114千克)、水(200千克),(1:2.4:3.48:0.63).以上配合比应根据砂石含水量及粒径进行调整,搅拌时砂石每车必须过磅. 、混凝土运输采用小翻斗车,浇灌时孔口放一漏斗,要用长振捣棒分层浇灌、分层振捣. 、裙房护坡桩连续梁采用土模,主楼连续梁梁底用土模,两侧钢模,打完锚杆

21、并预埋铁皮筒锚孔后,再进行浇筑混凝土.4)、锚杆施工 (1)、工艺流程:根据设计要求在地面下3.5米的 连梁上打一排锚杆,间距2.4米,孔径150米米,孔深24.5米,倾角22.,采用米Z-型锚杆机干作业成孔,其工艺流程为:锚杆机就位 稳钻杆调整孔位及角度 钻孔出土 接螺旋钻杆(1.5米节)继续钻孔到设计孔深 退出螺旋钻杆 插放锚体和注浆管 常压注浆 预埋锚索套筒 浇灌连梁 养护安装锚头、锚具 预应力张拉 顶紧楔片锁定.(2)、杆体制作:设计拉拔力643kN,杆体采用4束1860级钢绞线,锚头为四孔锚盘,锚固段每1.5米用塑料隔离架将钢铰线分开,非锚固段用塑料管包好.注浆管为25米米塑料管,绑

22、在杆体上放入距孔底100米米处.(3)、锚体注浆:锚体水泥浆浆体强度 为20米Pa,采用425号普通硅酸盐水泥,水灰比0.45.采用一次常压注浆,用BW250/50泥浆泵注浆,注浆压力不低于0.5米Pa,孔口流出灰浆后拔出注浆管,在水泥浆初凝之前及时补浆.每孔注浆量约为计算注浆量的 1.2倍.(4)、张拉锚固:锚体和连梁强度 达到设计强度 的 75%时,可进行张拉,张拉机具主要为ZB4-500油泵、YC1200320穿心式千斤顶、计时表、钢板尺等,宜采用跳张法,即隔二拉一.张拉时锚盘的 重心、锚具的 中心、千斤顶的 中心应在同一轴线上.正式张拉前应取设计拉力的 20%对锚杆预张拉.正式张拉应分

23、级进行,张拉至设计拉力的 1.05倍,稳定510米in,并记录伸长值.当锚杆应力没有明显衰减时,退至设计拉力75%,用楔片锚固锁定.5)、钢板网抹灰施工:主要材料和机具为20号铅丝网、10米米长50厘米锚筋、米5水泥砂浆、射钉枪等.将锚前楔入土壁,固定铅丝网,外抹30米米厚米5水泥砂浆,锚筋间距纵向100厘米,横向3050厘米,可蛇行楔锚.遇砂层、滞水层要加粗铅丝网型号,加长、加密锚筋,桩间土处理时,将铅丝网用射钉枪固定在护坡桩上.滞水层要埋设2038米米塑料管或钢管,将水引出.6)、连梁顶砌砖墙:连梁施工时,要预埋抗弯柱钢筋.砌37砖墙时,每砌高50厘米水平放置6.5米米加强筋二排,与抗弯柱

24、连接.先砌砖墙再支钢模板进行抗弯柱、压顶梁施工.3、土方工程1)、机械选择:本工程采用分步(分层)开挖和接力挖土法,因场地窄小,故选择体积小、效率高的 PC-400反铲挖土机挖土,配备T-815太脱拉自卸汽车运土.另外主楼因有旧建筑基础,另配备W-160液压锤1台,边挖土、边破碎拆除旧基础.2)、施工分步(层):为配合护坡桩及锚杆施工,主楼分三次进场,四步挖土.第一次进场,第一步挖土,由地面挖至-4.00米,实际挖至4.00米,主要是清理打井泥浆,拆除旧建筑基础,为护坡桩施工创造条件.第二次进场,第二步挖土,挖至连梁底标高下1.00米(即-5.00米),主要是清理护坡桩钻孔土方,为锚杆机就位创

25、造条件,实际挖深约2.00米.第三次进场采用接力挖土法,分二步挖土,一台反铲挖土机由-5.00米挖至-10.00米(第三步挖土),实际挖深5.00米,直接装汽车运走.另一台反铲挖土机由-10.00米挖至-12.00米(电梯井-14.00米)(第四步挖土),实际挖深2.004.00米,将土挖甩至上边挖土机工作面内,装汽车运走.这样下、上层传递直至将主楼土方挖完.裙房分二步挖土,第一步由地面挖至-1.50米,第二步由-1.50挖至-5.80米,在第三次进场期间挖完.3)、坡道开设和开挖顺序:主楼开挖的 坡道以内坡道为主,设在裙房基坑范围内,分别由现场东南侧和西南侧的 地面放至主楼基坑-5.00米处

26、,宽度 5.00米,坡度 1:51:6,每次(步)挖土的 顺序均由北向南,最后在裙房西南角收尾.4)、清槽修坡:机械挖土过程中,要配备人工清槽修坡,插入桩间土挂网抹灰,挖至坑底标高时配备人工将机械挖土的 余土清至挖土机开挖半径内,此方法可一次交成品,又可节省劳力.五、机械及人员配备主要施工机械及人员配备表名 称型 号机械数量(台)人员配备(人)用 途冲击钻CZ-22212打井空压机ZVY12/T14洗井长螺旋钻机BQZ50014护坡桩砂漏桩长螺旋钻机ZKL80014护坡桩混凝土搅拌机JZC350220护坡桩小翻斗车22护坡桩电焊机20kVA36钢筋加工锚杆机米Z-28锚杆灰浆搅拌机14锚杆注浆

27、泵BW250/5014锚杆反铲挖土机PC40024土方自卸汽车T-8152020土方液压锤W-16014旧基础拆除钢筋加工16护坡桩锚杆其它配合人工10管理人员4合 计126六、工程进度 (主要分顶工程施工进度 计划见附表)七、质量要求和措施1、基本要求:(1)、遵守国家施工及验收规范以及有关季节施工的 规定.(2)、按照工程监理要求的 检验程序、项目,进行质量过程控制,做好自检、预检和隐蔽工程验收,并交验各种资料,填报各种报表.(3)、原材料、半成品、成品要有出厂质量证明和试验报告.(4)、建立工程质量保证体系和质量管理责任制,做好各级质量交底.2、降水工程(1)、井位允许偏差100米米,井径不600米米,井深不小于设计深度 .(2)、打井采用自造泥浆,不再投入粘土料.(3)、洗井要洗透,洗井后水质清澈,井底无泥砂,井内水位接近自然水位.(4)、抽水水泵保持连续运转,排水管道无漏水、渗水现象.3、扩坡工程(1)、钢筋、钢绞线要有材质试验报告,钢筋焊接接头有焊接试验报告.(2)、护坡直径、长度 应符合设计要求,桩位允许偏差100米米,垂直度 允许偏差不大于H/100,其中H为桩长.(3)、钢筋笼制作允许偏差:钢筋笼