基坑支护及土方开挖工程施工组织设计方案Word文件下载.docx
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基坑底标高约23.350m左右,基坑深度约6.650m,大于5m;
根据湘建建[2009]304号文,属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程,施工前需组织专家论证认可。
本工程建设单位为交通投资控股集团,勘察单位为市规划勘测设计研究院,基坑支护设计单位为省建筑,监理单位为省湘咨工程项目管理
,施工单位为省沙坪建设。
1.4、基坑支护设计概况
基坑采用坡率法结合短钉支护;
根据周边环境条件、岩土工程条件,将本基坑分为AB、BC、CD、DA共4段,构造详见下图:
1.4.1、基坑支护分段布置图:
(详基坑支护平面布置图)
1.4.2、各支护段构造详图及其他构件详图:
①、AB段:
②、BC段:
③、CD段:
④、DA段:
(14)土钉墙、泄水孔大样
第二章、工程地质与水文条件及周边环境
2.1、根据核工业工程勘测院提供的《岩土工程详细勘察报告书》,场地各地层野外特征自上而下依次描述如下:
2.1.1、土层分布
、2.2、气候条件
属温带季风气候,冬季寒冷,夏季炎热,年平均温度17.2℃,历年最低温度-11.3℃,历年最高温度40.6℃;
年平均相对湿度冬季81%,年平均降雨量1396.1mm,年日照百分率38%,年照时数1700小时以上,全年主导风向为西北风,频率24%。
2.3、周边环境
场地主要为菜田,不均匀分布一些民用建筑物及鱼塘,现地坪标高为31.04~32.07m,地形较为平坦,地貌类型为湘江河流2级阶地。
红线外未拆除民用建筑距离基坑支护顶边线大于基坑深度,对其影响较小。
第三章、施工组织与部署
3.1、组织机构
针对本工程支护情况比较复杂的特点,公司派出管理能力强、技术水平高、施工经验丰富的施工人员进行施工,全权负责本工程的质量、安全、工期及经济核算工作。
3.2、施工组织及部署
3.2.1、主要施工容:
基坑支护(坡面修整至设计要求,短土钉施工,挂网喷浆);
止水帷幕(单排高压旋喷);
降排水系统(排水沟、截水沟、集水井、坡面泄水孔);
土方开挖外运。
3.3、施工过程中拟投入的人员及机械设备表
设备计划表
序号
设备名称
型号
单位
数量
使用计划
1
电焊机
BX-30
台
土钉连接、钢筋配制
2
砼喷射机
ZP-VⅡ
坡面及平台喷射砼
3
空压机
12m3
喷射砼
4
全站仪
SEF2C
定位放线
5
水准仪
DS3
标高控制、边坡变形观测
6
砼试模设备
套
浇筑砼后试块留置
7
切割机
土钉制作
8
弯曲机
钢筋制作
9
氧焊、割设备
10
总配电柜、各分配电箱
台套
11
现场照明设备
探照灯
12
反铲挖掘机
13
环保渣土车
14
高压旋喷桩机MGJ-50
3.4劳动力计划
名称
人数
备注
挖掘机司机
施工调度指挥人员
电焊工
电工
专职
钢筋工
喷锚支护
20
机修工
渣土车司机
第四章、主要施工方法
4.1、挂网喷浆施工
本工程支护面层采用80mm厚的C20细石砼,钢筋网规格为Φ8200*200mm双向钢筋网片,采用绑扎法安装,加强筋与土钉头焊接,挂网短钉采用1.5m长Φ18钢筋,双向间距1500X1500,钢筋网搭接长度不少于300mm
土钉墙施工步骤:
第1步:
开挖基坑至首排土钉下方0.5m,施工土钉。
第2步:
面层挂网喷浆。
第3步:
待首排遣土钉注浆体和面层喷浆强度达到设计强度的70%后,锁定土钉;
第4步:
然后分层分段开挖土方至下一排底下0.5m,施工土钉、面层挂网喷浆。
第5步:
待土钉注浆体、面层喷浆强度达到设计强度的70%后,锁定土钉;
第6步:
重复第4、5步,直至开挖土方至基坑底。
第7步:
施工基础及地下室结构。
第8步:
基础及地下室结构砼强度达到70%以上后择期分层均匀回填地下室外墙土方。
二、施工要求:
1.坡面平整度的允许偏差为%%p20mm.
2.喷射砼作业应符合下列规定:
1)同一分段喷射顺序应由下而上,一次喷射厚度不宜小于40mm
2))喷射砼终凝2小时后应喷水养护,养护时间根据气温确定,宜为3 ̄7小时。
3.钢筋网应在喷射一层砼后铺设,钢筋保护层厚度不小于20mm.钢筋网应与土钉连接牢固。
4.土钉注浆材料应拌和均匀,随拌随用,一次拌合的水泥砂浆应在初凝前用完.
5.注浆前应将孔残留或松动的杂土清除干净,注浆开始或中途停止超过30min时,应用水或称水泥浆润滑注浆泵及其管路,注浆管应插至距孔底250 ̄500mm处,孔口部位宜设置止浆塞及排气管;
4.1.1、采用性能稳定良好的喷射机,选用9m3以上的空压机。
4.1.2、输料管应能承受0.8Mpa以上的压力,并具有良好的耐磨性能,供水设施应保证喷头处有足够的水压,一般为0.2Mpa;
不掺速凝剂时,存放时间不应超过2小时,当坡面土体湿度大时,宜掺入适当的速凝剂,一般速凝剂不和混合料一起大量拌制,临时需要,临时加入;
喷射水泥砂浆作业前,需对机械设备、风、水管路和电线进行全面的检查和试运行,清理受喷面,埋设好控制喷射水泥砂浆厚度标志,确保喷射厚度符合设计要求,同时也保证铁丝网在喷浆后不外露。
4.1.3、喷射作业应分段分片依次进行,同一分段喷射顺序自上而下进行,喷射时应控制好水灰比,保持混凝土面平整,呈湿润光泽,无干斑或滑移流淌现象,喷射完毕后3d方可进行下道工序,同时注意洒水养护不少于7d。
4.2、单排高压旋喷止水帷幕施工
高压旋喷施工流程及施工步骤(旋喷桩D=800600,采用三重管法,转角及不同支护形式结合处连续布置并咬合
4.2.1、施工流程图
4.2.2、施工步骤
(1)、测量放样
施工前,测量人员应根据设计文件和业主提供的测量基准点,对防渗轴线、孔位、孔口高程进行测量放样,将各轴线的基准点投影到安全可靠且便于观察的位置,用木桩标出孔位,并对钻孔进行统一编号。
(2)、钻孔
孔位测量放样后,钻孔采用地质钻机、合金钻头、泥浆护壁冲击或旋转钻进。
钻孔方法及注意事项如下:
a、钻机就位前,将场地修理平整,钻机就位后安装稳固在设计的孔位上,用水平尺进行校正。
然后调整钻机的立轴和天车,使它们与孔位中心三点成一线,保证孔位偏差≤±
5cm,钻孔倾斜度≤1%;
b、钻孔开孔直径≥φ100mm,终孔孔径≥φ0.8mm。
c、钻孔孔深度进入不透水层不小于2米;
d、开孔时,轻压慢转,钻进过程中随时用水平尺校正钻孔倾斜,发现偏斜及时进行纠偏;
e、钻进时要进行详细的现场原始记录,标明各地层的临界高度,以及不同地层钻速变化和孔的变异情况,特别要注意记录地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质勘察报告不符等情况;
f、各单孔钻孔完毕后,机组操作人员先对钻具钻杆进行测量自检,然后报请现场施工员及监理进行复检,经验收合格后方可停钻终孔;
g、旋喷止水桩咬合不小于20cm。
(3)、地面试喷
钻孔验收合格后,准备向钻孔下入喷头和喷杆之前,须进行地面试喷,以检查高压泵运行是否良好,输浆管路是否密封通畅,喷杆、喷嘴有无泄漏。
(4)、下入喷具
地面调试好后,设法将喷嘴加以保护,防止喷具在下入孔过程中泥砂进入喷嘴。
在必要的情况下,采用边射浆,边插管,浆压控制在1Mpa以下。
喷头的位置一定要达到钻孔深度。
否则,拔出喷具重新扫孔。
(5)、搅拌水泥浆液
灌浆材料采用PO42.5普通硅酸盐水泥,水泥浆液的水灰比采用1.0~1.5,搅拌水泥浆所用的水,应符合《混凝土拌和用水》(JGJ63—2006)的规定。
制浆采用高速搅拌机进行二级搅拌,首先按规定的水灰比向搅拌桶中投放水和水泥,经过充分搅拌后,用比重计测量水泥浆液的比重,符合要求后通过过滤流入第二级搅拌桶,再进行搅拌。
保证水泥浆液搅拌时间不少于30s,不使用配制后时间超过4h的浆液。
(6)、旋喷作业
a、喷具到位后,尽快调整好压力,使之迅速达到正常施工所需的压力。
开始时,保持喷杆停留在孔底不断地旋转,当孔口冒出带有水泥的浆液时,先静喷2~3min后,再按照施工技术参数开始提升喷具;
b、旋喷过程中,卸掉一根喷杆后,继续旋喷时,喷头的位置必须超过喷头原来的位置以下0.3m,以便整个摆喷墙搭接均匀;
c、旋喷作业时,操作人员和供浆系统由现场施工员统一指挥,各方人员密切配合,并做好现场原始记录;
d、旋喷机台操作人员做到熟练掌握有关技术参数,在现场施工员和技术员的指导下,根据孔深和孔情况的变化,及时调整有关技术参数,定时测量进浆和回浆比重;
e、随时做好压力和流量的观测工作,按要求如实记录高压摆喷注浆的各项参数和出现的异常现象。
(7)、复喷
在不改变旋喷技术参数的条件下,对同一土层做重复注浆(喷到顶再下钻重喷该部位),能增加土体破坏有效长度,从而加大固结体的直径或长度并提高固结体强度,复喷时全部喷浆,复喷的次数愈多固结体直径加长的效果愈好。
(8)、水泥用量的控制
在喷浆提升过程中,控制水泥用量是关键。
水泥的用量与喷浆压力、喷嘴直径、提升速度及水灰比等有直接关系,具体控制方法:
a、若水泥量剩余措施如下:
①适当增加喷浆压力;
②加大喷嘴直径;
③减慢提升速度。
b、若水泥量不够措施如下:
①保证桩径的情况下适当减少压力;
②喷嘴直径适当减少;
③保证桩体强度的情况下适当加快提升速度;
④加大水灰比值。
针对本工程具体情况,每根桩分次进行搅拌,施工用水精确量取,确量的水和水泥比例进行拌制水泥,通过调整以上参数可保证水泥量满足设计要求;
针对水泥浆下沉现象(水泥浆液密度较大),采取自桩顶向下3.0m进行复喷,可保证桩体上部水泥土强度。
(9)、冒浆处理
在旋喷过程中,往往有一定数量的土颗粒,随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面,通过对冒浆的观察,可以及时了解土层状况,判断旋喷的大致效果和断定参数合理性等,根据经验,冒浆(有土粒、水及浆液)量小于注浆量20%为正常现象,超过20%或完全不冒浆时,应查明原因及时采取相应措施。
a、流量不变而压力突然下降时,应检查部位的泄漏情况,必要时拔出注浆管,检查其封密性能;
b、出现不冒浆或者断续冒浆时,或是土质松软则视为正常现象,可适当进行复喷;
如是附近有孔洞、暗道,则应不提升注浆管,继续注浆直至冒浆位置,或拔出注浆管待浆液凝固后,重新注浆直至冒浆为止,必要时采用速凝浆液,便于浆液在注浆管附近凝固;
c、减少冒浆的措施
冒浆量过大的主要原因,一般是有效喷射围与注浆不相适应,注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致;
①提高旋喷压力(喷浆量不变);
②适当缩小喷嘴直径(旋喷压力不变);
③加快提升和旋转速度;
对于冒出地面的浆液,可经过选择和调整浓度后进行前一根桩返浆回灌,以防止空穴现象。
(10)、固结体控形
固结体的形状,可通过调节旋喷压力和注浆量,改变喷嘴移动方向和提升速度,予以控制。
由于本工程设计固结体的形状为圆柱形,在施工中采用变提升变旋转注浆,考虑到深层部位的成型,在底部喷射时,加大喷射压力,做重复旋喷或降低喷嘴的旋转提升速度,而且针对不同土层可适当加大压力和降低喷嘴的旋转提升速度,使固结体达到匀称,保证桩径差别不大。
(11)、回填凹穴
旋喷灌浆结束后,孔的浆液开始凝固,形成空隙,部分浆液在砂卵石渗透流失,需要不断地向孔回填水泥浆液,以便保障旋喷墙的有效高度。
(12)、施工技术参数
钻孔直径:
φ0.8m
喷射水压力:
32~35MPa
喷射水流量:
75~80L/min
气压:
0.6Mpa~0.7Mpa
气量:
0.7~0.9m3/min
浆压:
0.5Mpa~0.7MPa
浆流量:
70~85L/min
浆液配比;
水:
水泥=1:
1~0.8:
浆液比重:
≥1.60
喷杆提升速度:
粉质粘土:
5~6cm/min
砂砾石、基岩:
6~8cm/min
(13)、加强质量点的控制
1、确保桩位准确性
①桩位由专业技术员进行放样,并经监理人员复验合格;
②施工时,钻机就位必须在定位员的指挥下准确对准桩位,由质检员复核,监理工程师认可后,钻机方可开钻;
③施工完毕,及时做好施工记录,并在施工图上做标记。
2、确保桩身垂直度
①钻机开钻前必须调平,依机架两边所吊线锤平行机架为准;
②钻进过程中,若因故钻机下陷倾斜,需及时调整。
3、确保桩顶标高
①各桩位点放出后,按施工现场平整度划分若干个区,每个区用水准仪准确测出标高,算出其钻孔深度;
②每开钻前,应将深度盘指针对零,确保钻身准确性;
③钻头离桩端1m时,提前喷浆,防止桩底部因送浆距离较远不能准确到达,而缩短桩长;
4、提高桩顶强度
①对桩头进行复喷;
②自桩顶向上超喷不小于1倍的桩径;
5、防止缩径及夹泥
①针对密实度较高的土层,采用慢挡高压提升和下沉;
②加适当的搅拌叶片;
③增大喷嘴作业半径;
6、确保桩体连续性
①喷浆时必须连续,不能间断;
②施工中一旦出现故障,待修好后,必须向下搭接长度不小于500mm。
7、高压旋喷桩的质量检查
高压旋喷桩施工7天后进行开挖检查或采用围井注水试验等手段检查成桩质量,检查数量不少于总桩数的2%;
成桩28天后取芯(常规取芯或软取芯)进行单轴抗压强度试验,检查数量不少于总桩数2%;
若不符合设计要求应时调整施工工艺,并对存在质量问题的高压旋喷桩采取补强措施。
4.3、土方施工
4.2.1、基坑土方开挖应自上而下、分层分段施工,严禁无序大开挖,每层土方开挖至下道腰梁标高位置;
坡面开挖后应人工修坡,平整度达到施工规要求,要求保证坡形平直均匀。
4.2.2、土方开挖前先调查周边土层环境情况,制定应急保护措施,方可以进行基坑开挖;
基坑施工过程中,必须配合做好地表截水和坑底排水工作,防止坡顶地表水下渗和坑底积水;
土方开挖顺序必须配合支护的施工,严禁超挖;
基坑大开挖时,应预留0.10~0.20m土在底板垫层施工前人工清除,减少对基底土的扰动,严禁超挖。
4.2.3、根据现场实际情况和设计文件,土方施工分层进行开挖,出土临时车道设置基坑中部,出土临时车道土方待其他区域土方完成后再进行开挖。
4.2.4、由于基坑土方开挖深度约为46.650m,故开挖采用挖掘机为主,人工清底为辅的方式;
土方开挖按照施工部署的顺序展开,严禁超挖或大锅底式开挖;
基坑开挖应自上而下进行,将按设计文件分阶分段分层开挖,先将第一层土方施工,第一层基坑边坡支护施工,待第一层边坡支护施工完成并达到设计强度后,进行下层土方的开挖;
按此方式一层一层往下挖。
4.2.5、在开挖过程中,测量员及施工员要密切注意挖机行走路线及开挖区域,根据各区基坑开挖的重点区域做出有效保护;
如发现地质情况与原地质报告不符,必须及时通知设计人员和业主,对方案改进,保证基坑的安全;
同时,施工和测量人员应跟随小挖机,进行挖掘部位、深度及平整度的控制,以减少人工修整清底的工作量;
施工中要做到不扰松、浸泡土基,保证基础承载力,维护土基的稳定性。
4.3、基坑排水施工
4.3.1、土方施工期间在基坑四周每隔30m各挖设一个1000*1000mm的临时集水井,具体位置现场定,保证集水井的井底标高低于周边土面标高1.0m,然后利用泥浆泵将集水井的水抽排至基坑顶部的截水沟,然后利用场地地势的特征,将水经截水沟自然流向市政排水管网;
基坑支护及土方开挖完毕后,在基坑四角各砌筑一个1000*1000*1000mm的集水井,沿用上述原理排水。
4.3.2、基坑顶与基坑底的截排水沟及基坑四角的集水井大样如下:
第五章、基坑监测
5.1、监测概况
本工程基坑开挖深度为6.650m,基坑支护以放坡挂网喷浆支护为主;
根据建设部、市建委相关文件及设计文件,由建设单位委托第三方监测单位进行监测,并编制《基坑支护工程监测方案》,同时,我方在现场进行平行独立监测,保证工程的顺利进行,我方与监测单位数据实行共享互通,以保证基坑工程的安全。
5.2、监测目的
受工程地质条件、邻近建筑物的结构性能、气候等因素的影响,边坡在开挖及维护期间,必须采用信息施工法进行施工。
信息施工法就是运用多手段的联合监测,做到定时监测,及时反馈,加强施工过程中的信息管理;
同时通过监测信息,及时发现问题,及时采取相应对策,清除事故隐患;
并根据实际情况修改、补充、完善设计和施工方案。
5.3、监测容
基坑监测采用工程测量、工程测试及目测三种手段相结合的方法进行,并对相关数据进行综合分析,排除外界因素和监测系统的偶然性误差,从而提供可靠的、科学的监测数据;
本次支护工程安全等级为一级,根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012,按照一级基坑支护监测要求,监测容包括:
(1)、周边建筑物沉降倾斜监测;
(2)、周边道路位移沉降监测;
(3)、周边管网管线监测;
(4)、周边建筑物地表裂缝监测;
(5)、地下水位监测;
(6)、坡顶水平及竖向位移监测;
(7)、深层水平位移监测;
5.4、监测工程布置
5.4.1、坑顶水平位移和垂直位移监测
由于基坑开挖,支护系统的位移将是引起周围地层、管线、道路及建筑物变形的主要反映,掌握其位移变化量与开挖深度的关系尤为重要,基坑监测点位的布置详见基坑平面监测布置图,保证每20m设置一个点,具体可根据现场实际情况调整。
①、坡顶水平和竖向位移监测:
监测点应布置在墙顶背后1.0H~1.5H围,H为边坡高度;
可在坡顶面外侧、边坡坡顶外侧1m、7m处分别布置两排土体位移、沉降观测点,间距为15米。
②、道路沉降监测:
监测点可布置在靠近基坑的边上,监测点悬在道路的两侧不影响交通又便于保存的位置,观测点间距约25m;
为更多获得道路沉降量的信息,将道路观测点与道路两侧的管线沉降监测点错开布设;
市政地下管线采用抽样观测,布点位置和布点数量根据实地情况实施。
5.4.2、坡顶建、构筑物变形监测
坡顶建、构筑物变形监测包括水平位移监测、沉降监测及建筑物倾斜监测
周边建筑物监测点布置原则:
每栋建筑物沿外围间距10~20m设一个观测点;
建筑物水平位移和倾斜观测宜设在建筑物的四角部位。
5.5、监测要求
5.5.1、监测方法及技术要求
沉降观测按三等水位测量的方法,其线路闭合差应小于±
0.6
毫米;
水平位移采用轴线法观测,轴线法难以施测时采用小角度法观测水平位移,误差小于2.0毫米。
观测基准点至少为3个,设在开挖影响围外(暂定200m),位移观测点沿基坑周围至少每20m左右设置一个;
观测精度要求:
沉降观测中误差<
0.5mm,水准测量闭合<±
0.8
(mm),位移观测中误差<
5.0mm。
各观测方法见相关规。
监测频率根据施工进程确定,开挖初期不宜超过5~7天,开挖卸载急剧阶段不宜超过3天一次,当测试数据超过有关控制标准应加密观测次数,当有危险事故征兆时应进行连续监测,并及时或在现场向设计单位、施工单位提交监测成果。
观测资料要及时整理出累计变形量及沉降速率等,并绘制沉降(S)~时间(T)关系曲线图,沉降(S)~时间(T)~距离(H)关系展开曲线图。
5.5.2、现场目测
边坡开挖后,每天派人到现场观测巡视基坑及周边环境情况,发现问题,及时通报。
5.6、监测频率
对该基坑的监测频率采取定时与跟踪相结合的方法,具体监测频率见下表:
观测项目
监测频率
基点联测
水准基点每月一次
沉降、水平位移观测
土方开挖期间,每2天观测1次;
地下室结构浇筑期间,每2~3天观测一次;
基坑竣工后,平时每周观测1次;
基坑开挖至最后一层时,建筑物的沉降与支护结构的水平位移每天观测1次,连续4天;
遇大雨或意外险情,每天观测1次,特殊情况应适当加密
注:
上述监测频率是在基坑开挖施工较正常情况下参照执行,若遇到险情及特殊情况,应加密监测频率,以满足信息化施工的要求。
5.7、监测报警
基坑坡顶水平位移监控值为25mm,地面最大沉降为25mm,变形报警值为15mm或连续3天以上变形速率达到5mm/d,且变形无减缓迹象。
当出现下列情况之一时,必须立即进行危险报警,并应对基坑支护结构和周边环境的保护对象采取应急措施。
1、监测数据达到监测报警值的累计值。
2、基坑支护结构或周边土体的位移值突然明显增大或基坑出现流沙、管涌、隆起、陷落或较严重的渗漏等。
3、基坑支护结构的锚杆体系出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象。
4、周边建筑的结构部分、周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝。
5、周边管线变形突然明显增长或出现裂缝、泄漏等。
6、根据现场经验判断,出现其他必须进行危险报警的情况。
5.8、基坑及周边监测准备工作
根据基坑开挖围和开挖深度,对基坑本身及周围环境的位移、沉降等多项容进行监测。
为此,在进场施工前须做好以下三个方面的准备工作:
5.8.1、对周围原有的建筑物进行仔细调查、检测和技术鉴定,并做好记录、拍照、录像等工作,为施工过程中监测抢险及可能产生的纠纷提供必要的依据。
5.8.2、详细了解场和周围地下管线的情况,并做好
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