深基坑支护及降水专项施工方案文档格式.docx
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四、深基坑开挖方案选择
1、基坑开挖土层主要为①层粉土夹黏土,②层粉质黏土夹粉土,③层粉土夹黏土,层位稳定,厚度较厚,工程性质一般,属中压缩性土。
结合基坑周边环境、开挖深度、工程地质和水文地质条件,综合判定本工程边坡工程基坑侧壁安全等级为一级。
基坑深度为-8.45m~9.8m,基坑开挖上部2.6m可以采用放坡开挖,其开挖坡率按1:
1采用,直接用挖机挖除,土方外运,减小基坑四周土方的压力,并对上部边坡进行土钉墙支护;
2.6m以下土方采用垂直开挖:
第一步进行深层搅拌桩止水帷幕施工,阻止外围水进入基坑内;
第二步进行钢筋砼灌注桩支护施工;
第三步基坑内降水施工;
第四步垂直开挖2.6m以下土方,并进行打锚杆喷射80厚混凝土护壁。
2、支护方案确定:
根据场地地层条件和周边环境状况,综合技术、经济方面的因素,选用上部放一个台阶,台阶上采用土钉墙支护,下部采用桩+内支撑的支护结构。
五、基坑降水
实测地下水位埋深-3.5m,拟建粗格栅及提升泵房基础底部在-8.45m-9.8m,降水范围内,其含水层主要为①层粉土夹黏土、②层粉质黏土夹粉土及③层粉土夹黏土,根据甲方提供的岩土工程勘察报告其含水层综合渗透系数为0.5m/d。
综合考虑,拟建粗格栅及提升泵房准备采用深井降水与轻型井点降水相结合的降水方案,降水深度控制在基础底板以下0.5-1.5m范围内。
一、主要工序流程
准备工作→测量放线→上部2.6m土方开挖→上部2.6m土钉墙支护→深层搅拌桩止水帷幕施工→钢筋砼支护桩施工→深井降水+轻型井点降水施工→开挖2.6m以下土方→打锚杆喷射混凝土护壁→构筑物底板施工。
二、主要工序施工方法
(一)、土钉墙施工方法
1、基坑边坡采用喷浆挂钢丝网支护,参数详见下表:
序号
项目
参数
1
锚钉长度(m)
8~9米
2
水平、垂直间距(m)
2.0
3
俯角(度)
5~10
4
锚钉规格
三级螺纹钢Ф20@1300
5
钢丝网规格
Ф6.5@250*250
6
喷混凝土
C20,厚80mm
2、施工工艺
挂网喷射砼支护要与边坡开挖紧密配合,各道工序实行平行作业,依次有序地进行。
(1)、挂网喷射砼支护施工顺序:
修坡→放线→安装锚钉→喷底浆→挂钢筋网→喷射混凝土面层。
(2)、先检查边坡的稳定性,再清除边坡中的松土、危土。
(3)、安装锚钉:
粘土层采用人工锚入土层,锚钉端部做90度弯钩。
(4)、挂网:
底浆喷射完成后,铺上一层φ6.5钢筋网,正方形布置,网筋之间用扎丝间隔绑扎,钢筋搭接要牢,挂网时确保有保护层,
(5)、喷射细石砼面层
喷射砼的强度等级为C20,厚度为80mm,其配合比为水泥:
砂:
细石:
水=1:
2:
0.45;
水泥为普通硅酸盐325级,碎石最大粒径不超过15mm,砂为中粗黄砂。
喷射顺序是由上而下,喷头与受喷面距离控制在1m左右,喷射方向垂直于受喷面。
喷射面采用二次喷射,第一次喷射厚度在50mm左右,在第一次砼层初凝前钢丝网片安装绑扎完成,锚钉固定,再进行二次喷射,要求面层基本平整。
在继续下层喷射作业时,清除施工缝接合面上浮浆层和松散碎石,并喷水使之湿润。
3、支护主要机械设备:
主要机械设备一览表
设备
规格
单位
数量
空压机
VY-9/8
台
喷浆机
PZ-5B
注浆机
CJZ-30
张拉千斤顶
LY-30
液压油泵
LZ60-120
电焊机
Q/AABP001-92
7
钻机
QZ100B
4、操作平台施工方法
(1)、先检查边坡的稳定性。
(2)、搭设双排钢管架施工平台,先把基底松土打夯两遍后安装脚手架,脚手架底座采用300*300木板作为垫板,防止脚手架在松土上下沉。
脚手架立杆间距1.5m,架子宽度间距1.2m,横杆高度为1.8m,搭架高度应超过边坡顶1.5m,搭设脚手架与边坡面楔紧,脚手架外满挂安全防护网以确保安全。
(二)、钢筋砼支护桩施工
本工程桩直径Φ800mm,有效桩长15.9m,桩身混凝土强度等级为C35,主筋18Φ25,加强筋Φ16@2000,螺旋筋Φ10@150,桩主筋保护层厚度为50mm。
钻孔灌注桩主要施工方法
1、放样定位
工程开工前,根据轴线及桩位布置情况,在场地内建立测量控制网,然后依据控制网测放各桩位中心点。
2、埋设护筒
护筒直径应比桩孔直径大100mm,长度应满足护筒底进入黏土层不少于0.5m的要求,护筒顶端高出地面0.3m,护筒埋设的倾斜度控制在1%以内,护筒埋设偏差不超过30mm,护筒四周用黏土回填,分层夯实。
3、钻机就位
钻机就位必须稳固、周正、水平,确保“天车、转盘中心、桩位中心”三点成一线,钻机的转盘中心与桩位中心误差不大于10mm。
4、钻进成孔
结合以往施工经验,我方采用回转钻进方法进行成孔:
在护筒埋设并定位后,首先使用GPS-20型回转钻机钻进,该钻机扭矩大,转速高,成孔效率也比一般钻机高。
在成孔过程中采用泥浆护壁。
对于回转钻进,利用钻进过程中钻头对泥土的搅拌作用自然造浆,根据实际需要可对泥浆的比重进行调节,在施工过程中泥浆比重一般控制在1.2~1.3之间,泥浆在循环过程中在孔壁表面形成泥皮,它和泥浆的自重对孔壁起到保护作用,防止孔壁坍塌。
通过试成孔施工,泥浆护壁效果比较好,完全可以满足施工的需要。
5、一次清孔
在钻机钻至设计孔深后,将钻头提离孔底300~500mm,慢转,开足泵量进行一次清孔,重点是搅碎孔底较大颗粒的泥块,同时上返孔内尚未返出孔外的钻渣。
时间为3h左右。
6、钢筋笼制作与安放
(1).钢筋笼制作
钢筋笼在现场分节制作,主筋与加强筋全部焊接,螺旋筋与主筋采用隔点焊加固,钢筋笼制作符合设计要求外,还应符合下表规定。
钢筋笼制作允许偏差表
允许偏差
主筋间距
±
10
箍筋间距
20
钢筋笼直径
钢筋笼长度
50
制作好的钢筋笼,即进行逐节验收,合格后挂牌存放。
(2).钢筋笼孔内安放
钢筋笼在孔口焊接,单面焊10d,焊缝高度≥0.3d,焊缝宽度≥0.7d。
两段笼子应保持顺直,同截面接头不得超过配筋的50%,间距错开,不少于35d。
钢筋焊接完好后,应缓慢下放至孔内,严禁砸笼,隔4m在钢筋笼四周均匀设立4个水泥保护块,钢筋笼下放至预定位置后,应在孔口固定,以防其上窜或下沉。
7、下导管
1.导管的选择
采用丝扣连接的导管,其内径φ250,底管长度为4m,中间每节长度一般为2.5m。
在导管使用前,必须对导管进行外观检查、对接检查和压水试验。
(1)外观检查:
检查导管有无变形、坑凹、弯曲,以及有无破损或裂缝等,并应检查其内壁是否平滑,对于新导管应检查其内壁是否光滑及有无焊渣,对于旧导管应检查其内壁是否有混凝土粘附固结。
(2)对接检查:
导管接头丝扣应保持良好。
连接后应平直,同心度要好。
(3)压水试验:
在连接后导管内先加70%的清水,然后一端密封,另一端通过空压机加压到0.5~0.6MPa,维持压力不变,滚动导管看是否漏水,时间约为15min。
经以上检验合格后方可投入使用,对于不合格导管应严禁使用。
导管长度应根据孔深进行配备,满足二次清孔及水下混凝土浇筑的需要,即二次清孔时能下至孔底;
水下浇筑时,导管底端距孔底0.5m左右,混凝土应能顺利从导管内灌至孔底。
2.导管下放导管在孔口连接处应牢固,设置密封圈,吊放时,应使位置居中,轴线顺直,稳定沉放,避免卡挂钢筋笼和刮撞孔壁。
8、二次清孔
(1)、二次清孔采用反循环法。
将泥浆从已下的导管中注入桩底,从而形成流动,因为导管的内断面积大大小于导管外壁与桩壁间的环状断面积,便形成了流速、流量极大的反循环,携带沉渣从导管内反出,从而起到极好的清孔效果。
(2)、二次清孔采用泵吸反循环法。
如发现孔底有大的碎块,一般的反循环法无法清理,则可采用泵吸反循环清孔是利用空压机的压缩空气,通过风管(水管)送至孔内气浆混合器,高压气与泥浆混合,在导管内形成一种密度小于泥浆的浆气混和物,浆气混合物因其比重小而上升,在导管内混合器底端形成负压,下面的泥浆在负压的作用下上升,并在压气动量的联合作用下,不断补浆,上升至混合器的泥浆与气体形成气浆混合物后继续上升,从而形成流动,因为导管的内断面积大大小于导管外壁与桩壁间的环状断面积,便形成了流速、流量极大的反循环,携带沉渣从导管内反出,从而起到极好的清孔效果。
经实际试验,直径在10㎝以内的卵石及碎石都可从孔底反出。
泵吸反循环清孔工作操作要领及注意事项:
(1).导管下放深度以出浆管底距沉淤面30~40cm为宜,风管(水管)下放深度一般以气浆混合器至泥浆面距离与孔深之比的0.55~0.65来确定。
(2).空压机的主要参数:
风量6~9m3/min,风压0.7MPa。
出水管直径>φ110,送风管直径(水管)φ25。
混合器用φ25水管制作,在1m左右长度范围内打6排,每排4个φ8孔即可。
(3).开始送风时应先孔送浆(补浆),停止清孔时应先关气后断浆。
清孔过程中,特别要注意补浆量,严防因补浆不足(水头损失)而造成
塌孔。
(4).送风量应从小到大,风压应稍大于孔底水头压力,当孔底沉渣较厚、块度较大,或沉淀板结时,可适当加大送风量,并摇动出水管(导管),以利排渣。
(5).随着钻渣的排出,孔底沉淤厚度较小,出水管(导管)应同步跟进,以保持管底口与沉淤面的距离。
(6).清孔后,孔内泥浆比重应小于1.20,黏度18~20s,孔底沉渣厚度≤5cm。
9、混凝土浇筑
灌注的桩标高应加一定的高度,一般应比设计高出不小于1.0米;
预加高度在浇筑墩柱砼前凿除,在凿除时须防止损毁桩身。
(1).混凝土的选用:
商品砼的选用有信誉的砼搅拌站为砼供应方,砼到达现场后首先核对报码单,无误即在现场作坍落度核对,允许±
1~2cm误差,超过者立即通知搅拌站调整,严禁在现场任意加水,并按规定留足抗压、抗渗试件。
从搅拌车卸出的混凝土不得发生离析现象,否则需重新搅拌合格后方可卸料。
(2).混凝土搅拌输送:
混凝土水平及垂直运输采用汽车泵,汽车泵型号sy5620TH13-37(或由商品混凝土站提供),每台砼泵的最大工作能力约为120m3/h。
输送泵管路拐弯宜缓,接头严密,不得有硬弯。
输送混凝土过程中,接长管路时宜分段进行,接好一段,泵出混凝土后方可接长下一段。
(3).水下混凝土浇筑:
浇筑前,对不同直径、深度的桩孔分别计算出混凝土浇筑初灌量。
施工中要保证浇筑初灌量。
浇筑时导管埋深控制在2~6m,拆管前专人测量孔内混凝土面,并做记录,浇筑混凝土接近桩顶标高时,应控制最后一次浇筑量,确保桩顶标高符合设计要求。
(4).试块制作:
在浇桩过程中,随机抽取1~2盘混凝土做试块,每支桩应做一组试块,制作好的试块在12h后拆模,放置静水中养护。
试块评定采用数理统计法评定。
10起拔护筒
混凝土浇筑结束后,即起拔护筒,并将浇筑设备机具清洗干净,堆放整齐。
(三)深层搅拌桩止水帷幕施工
本工程止水帷幕深层搅拌桩采用双排深层水泥搅拌桩,桩径500mm,桩与桩间相割200mm,有效桩长11.4m,水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.8-1.2,设计水泥掺入量50kg/m。
1、施工机具
本工程采用SJB-1型双搅拌轴中心管输浆的水泥搅拌专用配套设备,此设备包括:
深层搅拌机、起重机架及作业平台、导向架、电气控制柜、灰浆浆拌制机、灰浆泵送设施等配套设备。
2、深层搅拌桩施工方法要点:
(1)、工艺流程:
(主要有以下六个步骤)
a、定位下沉,b、深入到设计深度,c、喷浆搅拌提升,d、原位重复搅拌下沉,e、重复搅拌提升,f、搅拌完成形成加固桩体。
(2)、深层搅拌桩施工程序:
深层搅拌桩机定位、预拌下沉、配制水泥浆或水泥砂浆、喷浆搅拌提升(至孔口或设计桩顶标高)、重复搅拌下沉、重复搅拌提升(至孔口或设计桩顶标高)、关闭并清洗搅拌机、移机至下一桩位重复上述工作。
(3)、场地应先进行平整并清除桩位处地面及地下一切障碍物,场地低洼处应粘性土或砂土回填夯实;
(4)、施工前应标定搅拌机械的灰浆泵输送量,灰浆输送管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工工艺参数,并根据设计要求通过试验确定搅拌桩配合比。
(5)、施工时先将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在起重机架上,用输浆胶管将贮料罐、砂浆泵与深层搅拌机接通,开动电动机,搅拌机叶片相向而转,借设备自重,以0.3~0.5m/min的速度沉至搅拌桩设计深度,再以0.38~0.75m/min的速度提升搅拌机,以此同时开动砂浆泵将砂浆从搅拌中心管不断压入土内,通过搅拌叶片将水泥浆或水泥砂浆与深层处的软土搅拌,边搅拌边提升至地面孔口或设计桩顶标高,即完成一次搅拌过程,用相同方法再次重复搅拌下沉和重复搅拌喷浆提升,即完成1根桩的柱状加固。
止水帷幕墙施工时,如此成“8”字状一根接一根的搭接施工,严格按设计要求确保桩的搭接尺寸要求,形成地下连续加固体,当水泥硬化后加固桩体亦强度上升,达到地下止水帷幕效果。
(6)、施工时应严格按配合比掺加固化剂,并采取防离析措施,下沉及提升时均应确保起重机架的平整和导向架的垂直度,成桩时要控制搅拌机的提升速度和次数,使其过程连续均匀,以控制注浆量,保证搅拌均匀,同时泵送必须连续;
(7)、搅拌机预下沉时一般不宜冲水,当遇到较硬土层下沉太慢时可适量冲水,应充分考虑冲水对成桩的质量影响;
(8)、每台配套设备每天工作完成后应用水清洗贮料罐、砂浆泵、深层搅拌机及相应管道,以备次日再用。
3、质量控制
(1)、施工前应检查水泥及外加剂的质量,检查桩位及搅拌机工作性能,检查各种计量设备的完好度(主要是水泥及水计量装置);
(2)、施工过程中应检查机头提升速度、水泥浆或水泥砂浆注入量、搅拌桩的深度及标高;
(3)、施工完成后应检查桩体强度和桩体直径,用于地下止水帷幕墙体和边坡支护搅拌桩其工作时间应达到28天强度。
(4)、深层搅拌桩质量检验应按现行规范标准进行。
(5)、对不合格的桩应根椐其位置、数量等具体情况,分别采取补桩或加强临桩等相应措施。
(四)、深井降水施工
本工程深井降水共布置降水井4口,观测井5口,管井深度25米;
管井施工成孔直径不小于650mm,井管内径不小于300mm。
(1)、工艺流程
准备工作→钻机进场→定位、钻孔→清孔→下井管→填砾、止水、封孔→洗井→下泵试抽→安装真空泵→合理安排排水管路及电缆电路→正式抽水→记录。
(2)、技术措施
A、准备工作
开始进场施工前,要落实材料和人员,合理安排人、财、物,对施工设备进行检查和保养。
B、钻机、材料进场,钻机定位、埋设护筒
根据施工计划和现场情况,组织钻机、材料进场,通过测量仪器按方案定出孔位,钻机移到位,安放平稳,磨盘水平。
孔位、磨盘中心、大钩成一垂线,各项准备工作就绪,井管、砂、土料到位。
埋设护筒要求安放垂直,外围用粘土填实,筒外不得返浆,经总包、监理验收后开钻。
钻进采用清水自然造浆,钻头直径不小于500mm,作正循环回转钻进成孔。
保证孔径和垂直度,一径到底。
终孔后应彻底清孔,孔斜误差不超过1%。
C、清孔
终孔后进行清孔,清孔换浆的目的是将孔内的粉砂及泥块冲出,以保证井管能顺利地下到设计的位置。
D、下井管
清孔后即可起钻,并随即下管。
下管前按设计井深,将井管排列、组合,采用桥高1~2mm的桥式过滤,过滤器外包30目的泥龙网,下管时过滤的顶部和井的底部应按标高严格控制,井管应平稳入孔,焊接垂直,完整无隙,确保焊接强度,以免脱落;
过滤器上设找中器,以保证填砾厚度;
下管时井管能自然下落,转动灵活,不可强力压下,以免损坏过滤器。
E、填砾、止水、封孔
设计孔径650mm,井管深20m,填砾采用绿豆砂,最大不超过5mm,不含岩粉和泥。
填砾至距地面2m后即停止,粘性土填至地面,以保证基坑开挖到坑底附近时井内有效地施加真空辅助抽水,使降水的效果得到充分的发挥。
F、洗井
洗井工作在下管填砾后及时进行,不能间隔时间长,否则泥浆与砂土。
砾料凝固造成洗井困难。
G、下泵试抽
洗井结束后,可按设计下泵,下入深度在滤水管下端往上1.00m,以保证足够的降水深度。
H、安装真空泵
选好真空泵安放位置,平稳,要有回水管路保证冷却,连接好管路及电路,真空泵入管路应保证密封,派专人负责维修保养与运行管理。
I、合理安排排水、排气管路及电缆电路
原则上完成一个安装一个、运转一个。
各井排水、排气及电缆及一齐铺设。
在基坑边设立排水沟,并在井口搭设操作台便于检测和维修。
排水要畅通无阻,排气要密封好,连接合理;
电缆应绝缘,应避免受拉、受压。
J、记录
各井施工要认真填好钻探班报表,专人负责签证验收,降水期间注意收集基抗监测资料,并定时定量观测坑内、坑外井内水位深度,现场整理绘制,水位,流量历时曲线等图,以指导开挖及后期工程的施工,当坑外水位下降邻近报警值时,但坑内水位没降到基坑开挖要求,采取边坑外回灌边在坑内降水的方法,保证在周围环境不受影响的情况下达到坑内水位的降水深度。
3、、降水井质量验收标准
(1)、深的弯曲度:
井身应圆正,井的顶角及方位角不能突变,井身倾斜度应满足施工要求。
(2)、管的安装误差:
井管应安装在井的中心,上口保持水平。
井管与井深的尺寸偏差不得超过全长的正负千分之二,过滤管安装上下偏差不得超过30mm。
(3)、井的含砂量:
抽水稳定后,井水含砂量不得超过十万分之一(体积比)。
4、深井降水的技术要求
(1)、降水试运行
在开始降水运行之前,准确测定各井口和地面标高,测定静止水位,安排好抽水设备、电缆及排水管道作试运行,以保证抽水系统完好。
抽出来的水应排入场外市政管道中,以免抽出的水就地回渗,影响降水效果,坑内的降雨积水应立即排出坑外,尽量减少大气降水和坑内积水的入渗。
(2)、深井降水技术要求
①降水运行应与基坑开挖施工互相配合,在降水井施工阶段应边施工边疏干,即完成一口投入降水运行一口,同时加真空,每台真空泵连接3口真空井点,真空度保持在-0.05Mpa以下,力争在基坑开挖前将基坑内地下水位疏干至坑底以下1M;
②水位降到要求深度后,如水位上升缓慢可不加真空,井内水位上升后就应开泵抽水;
③抽水间隙由短至长,每只井抽干后即应停泵,以免电机烧坏。
水位上升后应立即开泵,对于出水量较大的井每天开泵抽水次数也应增多;
④在开挖过程中,真空抽水的井要在井管周围及时用粘性土封闭,以防止真空漏气,确保真空泵工作时能发挥正常的功能,以保证降水效果;
⑤在开挖前尽可能提前抽水,开挖阶段的降雨积水应及时抽干;
⑥降水运行阶段对坏掉的泵应及时调泵并修整;
⑦降水运行过程中应切实做好水量记录,对停抽的井应测量水位,及时分析整理资料,绘制各种必要图表,以指导和调整降水运行。
5、施工机械配备
机具名称
用途
备注
钻机
深井成孔
深井
口
9
基坑降水
3BL-9离心泵
循环抽水
1.5m3水箱
循环储水
潜水泵
15
抽水
7.5kw电动机
只
备用
真空泵
抽地下水
(五)、轻型井点降水施工方法
本工程按三级井点降水,一级降水布置十组降水设备,二级、三级各布置六组降水设备。
1.材料要求
a.井点管
用直径38~55mm钢管,带管箍,下端为长2m的同直径钻有Φ10mm梅花形孔(6排)的滤管,外缠8号铁丝、间距20mm,外包尼龙窗纱二层,棕皮三层,缠20号铁丝、间距40mm。
b.连接管
用塑料透明管、胶皮管,直径38~55mm;
顶部装铸铁头。
c.集水总管
用直径75~100mm钢管带接头。
d.滤料
粒径0.5~3.0cm石子,含泥量小于1%。
2.主要机具设备
设备组成、规格及技术性能见表1。
φ50型射流泵轻型井点设备规格及技术性能表1
名称
型号及技术性能
离心泵
3BL-9,流量45m3/h,扬程32.5m
1台
供给工作水
电动泵
JO2-42-2,功率7.5kW
水泵的配套动力
射流泵
喷嘴φ50mm,空载真空度100kPa,工作水压0.15~0.3MPa,工作水流量45m3/h,生产率10~35m3/h
1个
形成真空
水箱
1100mm×
600mm×
1000mm
循环用水
注:
每套设备带6m长井点25~30根,间距1.5m,总长180m,降水深2.6~10.5m。
3.施工操作工艺
a.井点布置根据基坑平面形状与大小、地质和水文情况、工程性质、降水深度等而定。
当基坑(槽)宽度小于6m,且降水深度不超过6m时,可采用单排井点,设在地下水上游一侧;
当基坑(槽)宽度大于6m或土质不良、渗透系数较大时,宜采用双排井点,设在基坑(槽)的两侧;
当基坑面积较大时,宜采用环形井点,挖土设备进出通道外,可不封闭,间距可达4m。
井点管距坑壁不应小于1.0m,间距由1.2~2.0m,埋深根据降水深度及含水层位置决定,但必须埋入含水层内。
b.井点管施工工艺程序是:
放线定位→铺设总管→冲孔→安装井点管、填砂砾滤料、上部填粘土密封→用弯联管将井点管与总管接通→安装集水箱和排水管→开动真空泵排气,再开动离心水泵抽水→测量观测井中地下水位变化。
c.井点管埋设,成孔用冲击式或回转式钻机成孔,孔径为300mm,井深比井点设计深50cm;
洗井用0.6m3空压机或水泵将井内泥浆抽出;
井点
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- 基坑 支护 降水 专项 施工 方案