深基坑支护及降水施工技术Word文件下载.docx
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18.4
2.4周边环境
地处西安市环城公园(环城南路与护城河之间),东侧为废弃加油站、南侧为市政道路环城南路、西侧为环城公园、北侧为护城河,外界干扰大,行人及车辆对施工有影响,施工段做围挡和疏导工作。
2.5周边建筑荷载情况
基坑北侧开挖底边线距护城河河堤上口约1m,南侧在环城南路人行道上,东侧距离已有加油站房屋基础(埋深约5m)距离约3.0m,基坑西侧距离公园绿化带约3.0m。
2.6施工情况
施工难度大,几乎没有施工场地,白天机械、车辆、材料不能进出场。
平面图:
3.支护、支撑系统的结构设计
3.1支护体系及设计参数
3.1.1支护设计类型:
拟采用桩+锚杆+挂网+喷射混凝土等综合支挡结构,具体见设计图。
3.1.2东西排桩(1-1剖面):
桩径800mm,桩间距1.5m,桩长21.0m,桩顶标高0.00m,在桩间、桩侧挂网喷面,用膨胀螺丝固定网片,桩加强筋Φ16;
主筋18Φ20;
冠梁0.8*0.6m,强度C30;
锚杆长度18m;
主筋2Φ25。
3.1.3北坡排桩(2-2剖面):
桩径1000mm,桩间距1.6m,桩身强度等级C30,桩长24.5m,桩顶标高0.00m,在桩间、桩侧挂网喷面,用膨胀螺丝固定网片,桩加强筋Φ16;
主筋18Φ25;
桩顶冠梁1.0*0.6m,强度C30。
3.1.4南坡排桩(3-3剖面):
桩径800mm,桩间距1.5m,桩身强度等级C30,桩长21.0m,桩顶标高0.00m,在桩间、桩侧挂网喷面,用膨胀螺丝固定网片,桩加强筋Φ16;
主筋20Φ25;
桩顶冠梁0.8*0.6m,强度C30;
3.1.5坡道排桩(4-4剖面):
桩径800mm,桩间距1.5m,桩身强度等级C30,桩长24.5m,桩顶标高0.00m,在桩间、桩侧挂网喷面,用膨胀螺丝固定网片,桩加强筋Φ16;
桩顶冠梁0.8*0.6m,强度C30。
3.1.6北侧及东西侧局部桩间旋喷桩参数:
桩径600mm,桩距0.4m(东西侧局部0.3m),桩长16.5m;
水泥采用42.5#普通硅酸盐水泥,水泥掺入比18-20%,外加剂(水玻璃)参量约为水泥重量比的2%。
水泥浆水灰比为1:
1,桩身水泥土无侧限抗压强度不小于2.5MPa;
成桩方法单管法。
设计工程量
桩
剖面
灌注桩
旋喷桩
桩径
桩深
形式
桩距
桩数
Ⅰa-Ⅰa
800mm
21m
桩+锚杆
1.5m
20根
600mm
16.5m
300mm
40根
Ⅰb-Ⅰb
16根
/
Ⅱ-Ⅱ
1000mm
24.5m
桩
1.6m
31根
400mm
70根
Ⅲ-Ⅲ
30根
Ⅳ-Ⅳ
21m-10m
桩+冠梁
28根
总计
125根
110根
设计图
3.2施工要求
3.2.1基坑应按支护设计相应的工况开挖,每层开挖深度不得超过1.5m,并及时施工相应锚杆。
3.2.2施工前应详细查清坡体影响范围内的管线及渗漏情况,在成孔时采取避让和保护措施。
3.2.3支护施工前应做桩体及锚杆工艺试作业,以确定工艺的可行性。
3.2.4若开挖过程中存在阴阳角时,应及时调整开挖边线及锚杆位置;
若遇易塌、松散、渗水或特殊地段,应及时与甲方、监理、设计单位进行协商、调整。
3.2.5基坑四周专门设防排水系统,严禁基坑浸水;
基坑应设集水坑和排水系统,严禁积水;
坡面应设泄水管,间距4.5*3.0m,排水管直径50mm,长1.0m。
3.2.6基坑支护前必须保证坑顶荷载不得大于设计允许值。
3.3施工材料
1、网片:
面层为钢筋网Ф6.5@200,厚60mm;
网片绑扎搭接长度大于35d。
不得露筋、干裂、胀。
2、水泥浆:
锚孔重力灌注M20水泥浆(水灰比0.50),锚杆采用压力注浆,注浆压力不小于0.2MPa。
3、混凝土:
面层混凝土为C20喷射混凝土;
桩身及冠梁混凝土为C30商品混凝土。
4、钢筋:
为HPB300钢筋,为HRB335钢筋,为HRB400钢筋,材质分别符合现行国家标准。
5、钢筋混凝土结构受力处钢筋保护层厚度:
锚杆、桩为50㎜,面层为15㎜。
4基坑支护施工工艺
4.1施工规划
施工安排顺序:
施工准备灌注桩施工水泥旋喷桩施工冠梁施工土方开挖(分层开挖)腰梁以上部位挂钢筋网片腰梁施工喷射混凝土
土方开挖(分层开挖)腰梁以下部位挂钢筋网喷射混凝土。
4.2施工准备
(1)组织准备
将根据本工程实际需要,组成一个以项目经理牵头,项目技术负责人具体负责,各专业负责人具体实施的完整管理体系。
(2)技术准备
1)优化施工组织设计,向监理公司及甲方报审。
做好开工前的岗位、技术、安全培训,学习有关规范、设计图纸,进行质量、安全技术交底。
2)进行测量控制基准点交接,并复核。
3)组织有关人员熟悉图纸,编制施工预算及工料分析,编制施工进度计划,收集施工所需技术资料,准备好各种施工测量及检测仪器及工具、施工表格。
会同设计人员解决施工中疑难问题。
4)施工材料进场,向监理公司报验,并做好原材料复检和混凝土配合比试验,修建混凝土试块养护池。
(3)施工现场准备
1)进入施工现场,首先修通场地道路,规划车辆行驶路线,保证设备、原材料运输通畅;
架设供电线路,安装配电盘,保证施工用电;
接通水管,保障施工用水。
做到“三通一平”。
2)作好现场布置,搭设临时设施。
3)在场地重要地段悬挂标志牌。
在基坑四周边缘搭设护栏。
(4)施工机械准备
1)施工设备进场,及时向监理公司报验。
2)做好设备的安装、调试,并组织有关人员进行操作规程学习。
3)主要机械投入计划
序号
设备名称
型号及规格
数量
单位
备注
1
挖掘机
Zl-300
台
2
旋挖钻机
南车138D
3
旋喷桩机
YCY-100
4
自卸汽车
CQ30-290
10
辆
5
电焊机
BX-315
6
锚杆钻机
山煤45
7
洒水车
WX144AS
8
吊车
25T
(5)主要检测设备
全站仪
水准仪
钢卷尺
50m
把
混凝土试模
150*150*150
9
组
塌落度筒
件
其他实验
委外
(6)劳动力准备
主要工种
基坑施工阶段
管理人员
8人
汽车司机
12人
机械司机
10人
电工
2人
测量工
土方工
24人
钢筋工
18人
4.3护坡桩、冠梁施工方案
基坑东西两侧采用排桩加锚杆支护体系。
护坡桩采用直径800mm、1000mm的混凝土钻孔灌注桩,桩长21.0m、24.5m。
桩间距1.50m、1.60m。
桩身混凝土强度等级C30,上部用冠梁连接。
根据地勘报告底层情况,本次护坡桩施工方案采取旋挖钻机成孔、水下混凝土灌注的施工方案。
施工工艺流程:
桩位放线→桩机就位→采用自动调平→成孔→清孔→下钢筋笼→下导管→混凝土灌注→留取试块→桩体养护→清运桩间土→破桩头。
4.3.1护坡桩成孔
1)护坡桩采用旋挖钻机成孔,成孔直径800mm、1000mm,深度21.0m、24.5m。
2)成孔顺序采用隔桩跳打方法进行,相邻桩孔的开孔时间控制在相邻桩混凝土浇注完8小时以后进行。
3)成孔质量标准:
a.桩位偏差≤100mm,经纬仪、钢尺检测;
b.孔径偏差<-20mm,测孔规检测;
c.孔深偏差<-100mm测绳检测;
d.孔底沉渣≤300mm,测锤测量。
4)成孔质量保证措施
1)钻机安装就位做到准确、稳固,钻机天轮和桩位位于同一铅垂线上;
2)开钻前检查钻头直径是否符合要求;
3)施工过程中做好原始记录;
4)遇到填土层时减速钻进,并适当投放粘土,提高泥浆粘度,预防坍孔。
5)终孔后采取机组自检,质检员检查、监理验收等质量检查体系。
4.3.2钢筋笼制作、安放
1)按设计图纸制作钢筋笼,钢筋笼直径800mm、1000mm,钢筋笼长21m、24.5m。
.采用水平放置,两段制作。
2)主筋通长等距布设,单面搭接电弧焊,焊缝长度≥10d,并保证有接头的受力钢筋在同一截面面积不大于受力钢筋总面积的50%。
3)螺旋筋间距为Ø
8@150mm等距缠绕,梅花间隔点焊成型。
4)电弧焊采用E43焊条。
5)成孔后采用吊车吊装钢筋笼就位,保证笼心、孔心重合。
6)钢筋笼制作、吊装质量要求标准:
a.制作误差:
主筋间距±
10mm,长度±
50mm,箍筋间距±
20mm,直径±
10mm;
b.安装标高误差:
±
50mm;
c.钢筋保护层厚度:
50mm。
4.3.3混凝土灌注
1)灌注混凝土技术参数:
a.混凝土强度等级C30;
b.混凝土坍落度180mm~220mm。
2)采用砂球隔水栓,导管水下灌注工艺,导管底与孔底距离控制在0.5m左右。
3)灌注过程中严格控制混凝土的坍落度,随时测量灌注混凝土顶面,导管埋深控制在2~6米,确保桩身的完整性。
4)质量保证措施
a.混凝土浇注由专人负责,下导管前重测一次孔深,由当班技术人员和浇注班长共同检查导管质量及胶垫质量,严禁使用不合格的导管和胶垫;
b.初灌注入量不小于1.0m3,随混凝土面上升,及时适当的提升和拆卸导管,做好浇注记录;
c.保证桩顶混凝土施工质量,混凝土浇注超出设计桩顶标高0.5m以上。
4.3.4冠梁施工
设计冠梁断面尺寸两种:
800mm*600mm、1000mm*600mm。
冠梁采用一次连续浇筑完成。
清凿护坡桩桩头至设计桩顶标高,按设计要求绑扎钢筋、支模,然后用水清洗桩头。
验收合格后浇注混凝土。
冠梁混凝土强度为C30。
4.3.5钢筋混凝土面层
主要工序:
绑扎固定钢筋网→设置面层厚度控制标志→检查面层钢筋网保护层厚度→喷射细石混凝土面层→定期养护。
护坡桩施工后,在修整后的坑壁上将编织好的钢筋网固定在锚钉和挂网钢筋上,检查锚头与面层钢筋网片的连接是否牢固,钢筋保护层厚度是否不小于20mm。
然后喷射80mm厚C20细石混凝土。
混凝土骨料粒径为5~10mm。
混凝土面层采用干喷法施工。
4.4.6原材料及材料配比要求
1)工程所用钢材,均要有出厂证明,并抽样进行复查合格并经甲方同意后才能使用。
2)水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,水泥有出厂合格证,并按规定取样进行安定性及强度试验,复试合格后方可使用。
3)砂石质量要符合规范规定要求,石子粒径为5~10mm。
4)注浆材料配比:
水泥浆水灰比0.4~0.55。
5)喷射混凝土强度为C20。
4.3.7设置排水系统及混凝土养护
混凝土面层施工的同时,在坡顶及坡脚采取必要的散、排水措施。
即坡顶做散水面,坡脚挖排水沟。
当喷射厚度满足设计要求时,及时采取必要的养护措施。
4.4锚杆施工
4.4.1定位及成孔
施工时用钢尺量测确定锚杆孔位。
允许误差±
100mm;
将锚杆钻机正对坑壁,钻机钻杆倾角调至锚杆孔设计角度,对准孔位,固定钻机。
开始钻进成孔。
设计孔深为18.0m,孔径150mm,允许误差±
10mm。
成孔后必须清理孔内虚土。
验收合格后安装锚杆。
钻孔是锚杆施工中控制工期的关键工序,为确保钻孔效率和保证钻孔的质量,长度大于12米的锚杆采用浅孔冲击式钻机。
钻机钻进时,按锚杆设计长度将钻孔所需钻杆摆放整齐,钻杆用完,孔深也恰好到位。
钻孔深度要超出设计长度0.5米左右。
钻孔结束后用一根聚乙烯管复核孔深,并以高压风吹孔,待孔内粉尘吹干净,且孔深不小于锚杆设计长度后,拔出聚乙烯管,封闭孔口。
4.4.2锚杆制作、安装
锚杆钢筋按设计长度制作,锚杆钢筋为2φ25,每隔2.0米设置船型支架。
锚杆在成孔的同时在材料加工区制作,锚固段按照图纸设计采用波纹状,张拉断即自由段采用直线形状。
钢绞线下料长度为锚杆设计长度+锚头高度+1.0米。
锚杆安装前要核对锚杆编号和孔号是否一致,确认无误后即可着手安装。
锚杆送入孔内,当定位止浆环到达孔口时,停止推送,安装注浆管和单向阀,锚杆到位后再检查一次排气管是否畅通,若不畅通,拔出锚杆排除故障后重新送索。
4.4.3注浆
注浆材料为M20水泥浆。
注浆采用塑料管插至孔低,水泥浆由孔低注入,空气由锚杆排气孔排出。
采用浆液位置指示器控制浆液是否灌满锚固段。
注浆采用注浆机压力保持在0.3~0.6MPa。
4.5.4锚杆紧固
当锚杆体达到设计强度后,方可进行锚杆紧固工作。
首先将22a工字钢固定于支护桩向基坑内侧一面,并用厚20mm方形钢板及垫块套于锚具上,再紧固锚具。
应定期检查锚具松紧程度,并及时紧固。
4.4.5工字钢腰梁制作
将工字钢水平穿置于锚头上。
锚垫板和槽钢焊接牢固,工字钢腰梁分段制作,焊接加长。
4.4.6锚杆预应力
张拉锚杆前需对张拉设备进行标定。
锚杆设计预应力100kN。
用中空千斤顶对锚杆分级施加预应力,分级应力为设计预应力的20%、40%、60%、80%、100%、110%,每级加荷时间间隔5min,直至加至设计预应力的110%时索紧。
4.4.7封孔注浆
补偿张拉后,立即进行封孔注浆。
对于下倾锚杆,注浆管从预留孔插入,直至管口进到锚固段顶面约50cm。
4.4.8外部保护
封孔注浆后,从锚具量起留50mm钢绞线,其余的部分截去,在其外部包覆厚度不小于50mm的水泥浆保护层。
为保质保量地按期完成施工任务,自始至终每个阶段坚持采用科学的工作方法,制定一系列对策和实施办法,及时改善锚杆体结构,积极改进施工工艺,采用先进的网络技术组织施工,尽量做到均衡生产,使钻孔、注浆、张拉、封锚等工序互不延误,交叉进行,并按统一表格做好施工记录。
4.5旋喷桩施工
由于场地北侧为护城河,护城河水位较高,补给场地地下水。
为保证降水效果,需要在场地北侧和东西侧北半部(16米)范围内护坡桩桩间实施旋喷桩进行帷幕止水。
旋喷桩约110根。
4.5.1旋喷工艺参数
为确保旋喷桩施工达到设计、规范要求,根据现场实际情况及以往施工经验,确定以下施工参数:
旋喷桩桩长:
16.5m;
桩径0.6m,北侧桩间距0.4米。
东西侧桩间距0.3米。
旋喷提升速度:
22~25cm/min
旋喷旋转速度:
20~25rpm
旋喷注浆压力:
12~20MPa
浆液水灰比:
1:
1。
4.5.2浆液配制
水泥采用425#的普通硅酸盐水泥,水泥掺入比18~20%,外加剂掺量约为水泥重量比的2%。
水泥浆液的配制要严格控制水灰比,加入的水应有定量的容器,每次搅拌时间不少于3min。
4.5.3旋喷桩施工流程
钻机就位——→下钻至预定深度——→高压旋喷注浆——→复喷——→移位——→回灌(凹陷处理)。
4.5.4钻机就位
利用起重机或绞车移动深层搅拌机到达指定桩位对中。
为保证桩位准确,必须使用定位卡,桩位对中误差不大于10cm,导向架和搅拌轴应与地面垂直度的偏离不应超过1.0%
4.5.5成桩
开动灰浆泵,证实浆液从喷嘴出时启动桩机向下旋转钻进喷浆成桩并连续喷入水泥浆液,钻进速度为100cm/min,转速60rpm左右,喷浆压力控制在12~20MPa,钻进喷浆成桩到设计长后,原地喷浆半分钟,再反转匀速提升,深度误差不得大于5.0cm。
4.5.6提升搅拌
搅拌头自桩底反转匀速搅拌提升,直到地面。
搅拌头如被软粘土包裹时,应及时清除。
4.5.7重复钻进搅拌
按上述3.6.5操作要求进行,如喷浆量已达到设计要求时,只需复搅不再送浆。
4.5.8重复搅拌提升
按照上述第3.6.6节操作步骤进行,将搅拌头提升到地面。
4.5.9成桩完毕
连同第3.6.5节、第3.6.6节及第3.6.7节步骤,共进行3次复喷,即可完成一根旋喷桩的作业,开动灰浆泵清洗管路中残存的水泥浆,桩机移至另一桩位施工另一根搅拌桩。
4.5.10凹穴处理
旋喷桩成型后,桩体在固化过程中要在其顶部产生收缩凹穴。
为此,在旋喷桩作业完成后,需在孔道处不断补充浆料,直到凹穴消除为止。
5.基坑降水
5.1降水井成孔
按设计要求布置降水井8个,井深JI~J5为22m;
J6-J8为26m,井径φ800mm。
采用旋挖钻机泥浆护壁成孔工艺成井,根据现场工期安排,以各工序之间互不影响为前提,降水井成孔与护坡桩成孔同时进行。
5.2井管、滤网安装
成井结束经验收合格后,安装φ500(内径φ400)无砂混凝土滤水井管。
井管孔隙率不小于15%,管壁与孔壁间用砂砾石填充作为滤料层。
填好后及时下污水泵洗井,保证井壁透水性能良好,井管对接要严密,连接牢靠,并用编织带外罩。
5.3安装集、排水设施
沿基坑周边、降水井周边设置集、排水管道Φ150铁管,和市政管网相连,使抽出的水能及时排放。
5.4供电系统连接
1)基础施工期间要绝对禁止中断抽水,防止地下水位回升。
为此,在降水期间设置专用供电线路,并保证有一台性能良好的备用发电机组,做到双源保障。
2)沿基坑周边、降水井周边设置专用供电线路,单井单泵设置供电保护装置,并安装供电指示灯,方便值班人员值守,所用电缆绝缘性能良好。
5.5降水井水位控制
在满足基坑底面降水深度要求的前提下,降水井内水泵深度固定。
选用出水量大于单井最大出水量的水泵,井口采用回水三通调节单井出水量,保证抽水连续工作,排除人工断、开泵所造成的水位波动。
5.6降水质量、安全保证措施
1)降水质量保证措施
①降水井成井后应立即进行抽水洗井,确保井壁进水畅通,防止因成井后不及时洗井,孔壁与井管间的粘粒沉淀而影响出水量,导致降水困难。
②根据基坑涌水量及单井出水量,本工程抽水设备采用20m3/h的清水泵,更好地平衡调控基坑降水深度。
2)降水安全保证措施
①设置专用供电线路,保证清除人为影响;
②备有应急发电机组,保证市政电停电时能及时供电;
③单泵装置保护开关,一井故障不影响其它井的工作;
④单井稳定降深装置,确保水位满足施工要求;
⑤上班专人值守,确保降水正常运转。
5.7基坑排水
鉴于本工程地下水位较高,施工现场距离护城河较近,本工程拟采用止水、导水、排水施工技术措施来保证工程施工顺利进行。
5.7.1基坑外排水
沿基坑四周做500mm高挡水沿,防止雨水、地表水流入基坑。
如遇大雨,停止开挖,用塑料布从基坑上部全部覆盖,周围用土压实,减少雨水进入基坑。
雨停后,安排雨水泵抽水排水。
5.7.2基坑内排水
开挖过程中,沿坑底的两侧挖排水沟进行基坑内导水,排水沟紧贴护坡桩施工,断面取0.3×
0.3m,坡度为0.5%,集水井设置在基坑四角,集水井的直径为0.8m,深度随挖土的加深适当设置(不小于500mm),基坑内水流入集水井内后用水泵抽出坑外,排入附近雨水井。
6.土方开挖方案
6.1开挖前准备
(1)护坡桩(灌注桩、旋喷桩)、冠梁施工完成。
降水井施工完成具备降水条件。
(2)本工程选用EX-230挖土机,每台产量700m3,考虑到西安市内文明施工及道路通行的要求,每天23:
00——次日5:
30进行土方开挖。
(3)本工程配备10台自卸汽车。
(4)其他需配备的小型工具及材料有:
铁锹20把,扫把5把,小白线1捆,轻便触探器1套,白灰3袋,密目网1500m2,水管100米。
(5)校验测量设备、仪器。
(6)勘查现场,清除地面及地上障碍物。
向建设方咨询开挖区域是否有地下管线、光缆等管线。
(7)在基坑四周测方标高点、不同开挖标高区域平面位置点,将标高点及位置点置于冠梁测面。
以保证土方开挖标高、位置尺寸准确无误。
(8)开挖机械进场、人员到位、施工用电、用水、道路畅通。
检查、维修进场设备,确保开工后设备能正常运转。
对进场人员进行安全教育,进行安全、技术交底。
确保施工人员了解现场危险源,掌握安全防护及操作内容。
掌握开挖分层深度及不同开挖标高区域位置。
(9)在基坑四周设置简易排水沟。
防止基坑四周雨水进入基坑。
(10)安排专人负责查看天气预报。
若预报雨天,要及时报告项目部,以便事先采取防雨措施。
备足基坑排水水泵、水管、电缆、电源及排水地点。
备好防雨布(覆盖基坑重要部位)、雨衣、雨鞋等防雨设施。
(11)布设足够的照明设施;
在危险地段设置醒目标志、标识。
6.2清表
将基坑范围内的表层杂草、块石、杂物、腐殖土、树根等清除干净。
清除出来的废渣不得随地弃置,采用自卸汽车外运至弃料场。
平整场地,做好开挖土方准备。
6.3基坑围护
基坑四周必须设置临边防护栏,用密目式安全网或彩板全封闭。
第一层开挖后,先将支护桩区域用钢管护栏围挡。
土钉墙支护区域拉警戒线警示,待第一层支护完成,地表翻沿混凝土施工后再用钢管护栏围挡。
搭设临边防护栏杆时,必须符合下列要求:
1)防护栏离开基坑边水平距离不小于0.5m。
栏杆立管埋深不小于0.7m。
夜间设红灯示警。
2)防护栏杆应由上、下两道横杆及栏杆柱组成,上杆离地高度为1.0~1.2m,下杆离地高度为0.5~0.6m。
3)栏杆柱的固定应符合下列要求:
栏杆柱的固定及其与横杆的连接,其整体构造应使防护栏杆在上杆任何处,能经受
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