人防地下室基坑支护工程设计方案专家论证Word文档格式.docx
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《混凝土结构设计规范》(GBJ50010-2010)
《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)
《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/TIl-98)
《基坑土钉支护技术规程》CECS96:
97
其他有关的规范及规程;
3、基坑支护设计参数
根据勘察报告,有关基坑支护岩土设计参数如下:
层序
土层
名称
平均层厚(m)
重度γ
(kN/m3)
内摩擦角
φ(º
)
内聚力
C(kPa)
1
素填土
1.8
18.0
10.0
5.0
2
粉质粘土夹粉砂
9.15
17.2
20.0
7.0
第三章工程地质条件
1、工程地质与地貌
根据安庆市城乡规划设计院提供的《安庆碧桂园二期F区4#~15#、20#~27#楼岩土勘察报告》,场地地貌属长江冲积漫滩地貌单元。
场地略呈西低东高,其标高在12.20—13.40m。
场地地基属软弱场地土。
场地地层分布主要有以下特点:
①层素填土:
灰~灰黄色,主要成份为粉质粘土、粉砂,局部表面堆有建筑垃圾及碎石。
天然状态为稍湿,松散~可塑。
该层全区分布,一般厚度为1.2~2.4米。
②层粉质粘土夹粉砂:
灰、青灰色,局部夹粉土、粉砂团块,天然状态为湿~饱和,可塑~松散。
该层全区分布,厚度为6.9~11.4米。
其N实测值为4~8击,Ps平均值在1.69Mpa。
③层粉细砂:
灰~灰黄色,天然状态为饱和,稍密~中密状。
在场地东侧区域局部地区呈粉细砂、粉质粘土互层状。
该层全区分布,厚度在3.7~13.9米。
其N实测值在15~30击,Ps平均值在7.11Mpa。
④层粉细砂:
灰~灰黄色,局部夹薄层中砂,天然状态为饱和,中密状(局部密实状)。
该层全区分布,揭露厚度在9.4~28.6米。
其N实测值在19~41击,Ps平均值在14.14Mpa。
⑤层圆砾:
灰~灰黄色,主要矿物成份为石英、长石,充填物以中细砂为主。
天然状态为饱和,中密~密实。
该层在本次勘探中仅部分控制孔钻遇,最大揭露厚度为5.0米。
其N63.5实测值为26~62击/10cm,修正值为12.3~22.3击/10cm。
2、地下水
根据勘察报告:
该场地地下水分布在整个土层中,赋水性较强,为孔隙型潜水,主要由大气降水和地下径流补给,地下水位一般夏高冬低,随季节及周围人类活动变化,根据勘探孔显示孔内地下水,稳定水位在10.9~11.6米(埋深在1.0~2.0米)。
水位年变化幅度在1.0~2.0m之间,丰水期最高水位标高可达12.3米。
3、不良地质条件
根据勘察报告揭示,拟建场地无不良地质条件。
第四章基坑支护方案设计
1、基坑支护方案分析及选择
1.1基坑支护设计原则
根据本工程的周边环境要求,工程地质、水文地质条件及基坑开挖深度,根据《建筑基坑支护技术规程JGJ120-99》第3.1.3条的判定标准,结合该基坑工程的实际情况,可综合判断该基坑侧壁安全等级为二级。
因此本着“安全可靠,技术先进,经济合理,施工方便”的原则下,力求经济,及时反馈动态设计。
1.1.1基坑自身特点:
本基坑工程南侧一线为已建三层别墅(采用柱下条基,基础埋置深度约1.3m)及小区道路;
西侧为拟建4#、26#楼,北临为华中东路。
基坑为夹长矩形状,其中南北二侧主楼的基坑开挖深度约6.55m,如有集水井靠边更深,支护结构易产生较大变形。
1.1.2土层特点:
基坑开挖主要涉及有素填土、粉质粘土夹粉细砂等二层土,均为软弱土,其中坑底为粉质粘土夹粉细砂,该层土物理力学性质较差,在基坑开挖过程中在地下水或外力影响下易产生流砂、管涌、坍塌等不利岩土现象。
1.1.3施工季节影响:
根据岩土工程勘察报告,地下水分布在整个土层中,赋水性较强,为孔隙型潜水,夏季丰水位达12.30m,本基坑施工期间,正直春夏雨水季节,基坑开挖深度影响范围内均为填土、粉土夹粉砂,虽渗透性一般,但在水力作用下坑壁极易产生流砂、坍塌。
因此应充分考虑季节性影响因素,在基坑设计中增加有效的降排水措施。
1.1.4由于基坑开挖面积较大,基坑土方开挖体量达130000m3,基坑单边长度达370m;
故基坑需分段分层开挖,分段位置尽量利用结构后浇带。
并结合围护结构特点选择分段跳挖形成空间效应。
1.1.5工程要求:
由于基坑围护体量大,施工通道和施工堆场条件受限,故基坑围护中需考虑基坑周边的土方车辆和泵车荷载,及塔吊和临设的影响。
1.2基坑支护方案的选择
1.2.1基坑设计模型
(1)基坑设计开挖范围
基坑开挖范围参考地下室外边线确定的,基坑底边线距离地下室剪力墙外边线北侧最小距离为2.00m,南侧最小距离为1.70m。
按支护选型方案,基坑顶边线、底边线尺寸详见“基坑支护平面布置图及剖面图”。
(2)基坑设计开挖深度
本工程现状地面高程在12.8至13.4m,基坑开挖深度7.90至6.05m。
根据场地现状,支护设计计算时,北侧开挖深度均取6.25m~7.90m,南侧开挖深度取5.85m,西侧开挖深度取3.75m。
(3)坡顶超载
基坑施工时,西侧为拟建的号房,其底板为-2.50m,可先行开挖至-2.60m,周边坡顶超载,在取支护设计计算时,超载值均取10kPa。
(4)土压力分布模式
水泥土搅拌桩重力式挡墙支护段按朗肯土压力理论,水土压力合算,被动土压力折减系数取1.0。
1.2.2基坑支护方案的选择
根据本基坑工程特点的分析和施工场地周边管线实际情况,结合上述地质条件,本工程边坡支护方案选取如下:
(1)基坑南侧支护方案
采用1:
1.15坡度系数,分级放坡加三排Ф700双轴水泥土搅拌桩及土钉墙复合支护形式;
桩顶标高10.80m,入土深度为8.50m,有效桩长6.5m,考虑到通信管道及污水管道的明水,对基坑侧壁的影响,设置三排水泥土搅拌桩起止水帷幕作用。
(2)基坑北侧支护方案
采用放坡加7~12排Ф700双轴水泥土搅拌桩,组成重力坝式挡土墙支护形式;
桩顶标高10.50米,嵌入深度为5.50~5.75m,桩长9.50~10.90m。
(3)基坑西侧支护方案
因西侧可不留施工道路,拟建4#楼、26#楼可先行开挖至底板标高后,待人防地下室施工完毕后再行开工,则此区段的基坑,有较大的放坡空间。
支护设计时地面标高均取10.5m,开挖深度约为3.75m,支护设计采用1:
1.15放坡加土钉墙支护形式。
(4)基坑东侧支护方案
支护设计采用1;
1.5及1;
1.15坡度系数,分级放坡加土钉墙支护形式。
1)、分级开挖,坡度为1:
1.5,开挖深度至2.0m处设一级退台,台宽1.0米,再按坡度1;
15开挖至-5.95m;
2)、坡脚压入一排长2.0m的Φ150木桩,有效入土深度为1.75m,水平间距0.5m;
3)坡面铺设钢板网并喷射混凝土护面。
(5)喷射砼配比
喷射砼配比:
水泥:
黄砂:
石子:
水=1:
2.0:
0.5,具体配比待所有原材料送检合格后,由试验室出具配合比通知单;
喷射砼厚度为100,强度C20。
2、基坑支护方案设计
根据基坑周边环境的不同,并结合开挖深度,将基坑分为东、南、西、北四个不同的剖面单独计算:
2.11—1剖面(北侧)
型式
类别
设计
备注
放
坡
基坑开挖深度
2.5m
坡度系数
1:
1.15
面层结构
钢板网+喷射细石混凝土
强度、厚度
C20、100mm
重力
坝式
水泥
土搅
拌桩
挡土
墙
水
泥
土
搅
拌
桩
桩顶标高
10.50m
桩直径
Ф700mm
双轴
桩长
9.50m
嵌固深度
5.75m
水泥级别
42.5普硅
水泥掺入比
17%
重量比
水灰比
0.5:
施工工艺
二喷四搅
搅拌桩强度
≥0.8Mpa
墙高
3.75m
墙宽
3.20m
含防水面
2.22—2剖面(北侧)
10.90m
5.50m
6.20m
2.34—4剖面(南侧)
设计数据
钉
一
级
2.0m
退台
台宽
1.7m
止
帷
幕
︵
︶
10.80m
6.5m
二
4.05m
土钉结构
1道,Ф48钢管,壁厚3mm,交叉结构
土钉长度
6.0m、3.0m
倾角
15°
、75°
4.0m、3.0m
锚管注浆压力
0.4~0.6Mpa
0.4~0.5
水泥净浆
Ф6.5钢筋网+喷射细石混凝土
2.43—3剖面
1.50
1.0m
2道,Ф48钢管,壁厚3mm,交叉结构
土钉
长度
第一道
第二道
4.0m,3.0m
坡脚压入Ф150mm松树桩,长度:
2.0m,间距:
0.50m
2.55—5剖面
4.0m、2.0m
3.0m,2.0m
第五章基坑降排水设计
1、降排水方案分析
本工程地处长江冲积漫滩地貌单元,春夏季施工,正是多雨水季节,地下水位较高,且受长江水位变化影响,因此必须实施降水。
根据岩土工程勘察报告,场地土自上而下为:
填土、粉质粘土夹粉细砂、粉砂,地下水分布整个土层;
涉及基坑开挖的土层主要为:
填土和粉质粘土夹粉细砂,岩土勘察报告提供渗透系数k(cm/s)分别为:
3×
10-4和3×
10-6;
基坑降水深度达6.75m(电梯井及集水井7.80m)。
综合上述条件,根据规范要求、井点的适用范围及地质勘察报告,本工程降水应选用轻型井点降水。
2、基坑涌水量计算:
(1)基坑中心要求降低水位深度:
S=5.55m
(2)影响半径R
R=2SH·
K=2*5.5510.0*0.26=19.83m17.90
(3)基坑假想圆半径r0
基坑长L=360m、宽B=55m
因:
L/B=360/55=6.55﹥2.5,按矩形基坑计算
B/L=55/360=0.15,查表:
u=1.0——概化系数
r0=u(L+B)/4=1(360+55)/4=104m
基坑涌水量:
(2H–S)S(2*10.0–6.15)*5.55
Q=1.366K=1.366*0.26*
lg(R+r0)–lgrlg(19.83+104.0)-lg104.0
=411.0m3/d
式中:
H—含水层厚度;
(4)单根井点管的极限涌水量:
q=65πdlK=65*3.14*0.05*0.5*0.26=2.5m3/d
(5)井点管的根数n:
n=1.1*Q/q=1.1*411.0/2.5=181根
(6)演算基坑中心降水深度S`
S`=Ho-Ho2–Q*1.1[lg(R+r)-lgr]/1.366K
=10-102-411*1.1[lg(19.83+104)-lg104]
=6.38m>
5.55m(可以)
3、降水方案设计
(1)北侧降水方案
因基坑设计有水泥土搅拌桩作超前支护桩兼止水帷幕,基坑侧壁的水不易流入肯内,但基坑开挖较深,故在坡脚设计4台套井点降水系统,单井点管长度:
4.0m,间距:
2.0m,井点管延长米数按65m布置。
(2)南侧、东侧降水方案
南侧和东侧基坑均实行二级放坡,开挖深度在5.85~6.25m,南侧基坑外侧地下管线及管道较多,而东侧基坑有较大放坡空间,但要预留施工临时便道,本工程开挖范围内土层主要为粉质粘土夹粉砂,此层含水量大透水性强,土体稳定性较差,在“自由水渗流”、“水头差”、“动水压力”等力的作用下很容易发生“管涌”、“流沙”、坑壁坍塌、位移等极不利于基坑稳定的情况,为保证降水质量和施工的正常进行,在基坑的坡道上设置一级轻型井点降水。
东侧布置1台套降水系统:
单井点管长度:
6.0m,间距:
1.50m,井点管延长米数按45m布置。
南侧布置5台套降水系统:
1.50m,井点管延长米数按55m布置。
(3)西侧降水方案
因西侧基坑开挖在3.75m左右,在其坡顶布置1台套降水系统:
第二部分施工组织设计
第一章施工部署
1、总体目标
1.1工程质量:
确保工程质量符合设计和规范要求,工程合格率100%。
1.2工期目标30天完成水泥土搅拌桩、轻型井点降水井施工,35个有效工作日完成土方开挖及边坡喷射细石混凝土工作。
(3)安全文明生产:
确保无重伤以上事故,争创文明施工工地。
2、施工部署
2.1部署原则:
根据现场总平面布置情况,分东西二个施工作业面。
2.2施工方案:
先投入三台DJB500型深层搅拌桩机施工水泥土搅拌桩;
投入一台GXY-1型钻机打轻型井点降水井。
2.3施工平面布置:
根据现场实际情况,搭建施工临时设施,如工棚、土钉制作、注浆站、试块养护池等。
3、施工进度计划
根据本工程的周边环境要求,工程地质、水文地质条件及基坑开挖深度,拟安排在本工程桩基础施工结束后,优先组织DJB500型深层搅拌桩机和GXY-1钻机进场施工水泥土搅拌桩和轻型井点,安排工期30天;
在施工水泥土搅拌桩的同时,做好基坑开挖的准备工作,以及基坑支护所需材料的备料工作,待水泥土搅拌桩养护期满后,安排35个有效工作日完成土方开挖及边坡喷射细石混凝土工作(详见施工进度表)。
4、工程进度控制与管理
实行项目经理负责制,行使行政、组织、指挥、协调、控制五项基本职能。
根据总进度计划,搞好施工调度,保证机台完成具体的作业任务。
根据总进度计划实施作业计划,组织足够的劳动力、机械设备、材料及时进场,加强队伍组织管理,优化劳动组合,实行以单机为单位的质量、经济承包责任制,激励广大员工的积极性,提高生产效率,确保工程质量。
加强设备管理,配备强有力的机修班子,备足设备的易损零部件,确保设备安全运行。
搞好生产材料的管理,积极组织货源,保证按设计要求及时供应各种材料。
各工序操作保证衔接及时,减少辅助作业时间和待工、窝工现象。
第二章施工组织管理
1、人员配备
鉴于本项目工程,专业性强,工期要求紧,质量要求高等特点,我们在机构设置和人员配备上直接面对该项目施工现场,以满足现场的计划调度,技术与质量、成本与核算、劳务与物资、安全与文明施工的要求,组织和配备好精干的施工人员;
具体人员配备见表。
姓名
职务
岗位职责
人员数量
项目经理
全面负责
技术负责
技术与质量
质检员
施工质量
安全员
安全生产
施工员
施工调度
朱良忠
测量员
测量放线
(兼)
马社军
机修班长
机修工、电工
施工斑组长
打桩机操作
3
前后场操作
6
协助移机
注浆站
汪唐生
井点降水班长
井点降水
施工人员
杨成
土钉墙班长
土钉施工
2、施工组织管理体系
3、安全保证体系
4、质量保证体系
第三章施工工艺及方法
1、测量定位
由专职测量人员进行测量放线工作,根据设计图纸并对照人防地下室结构图采用全站仪放好各坡脚、坡顶及桩位边线。
针对该工程量大、投入机械较多,边线桩位易被踩踏,所以每个边线桩位施工之前都要进行校验,边线桩位定位误差控制在5mm以内。
每个桩位用小竹尖再涂上红漆表示。
2、土方开挖
2.1复核基坑支护平面图与人防地下室结构平面图相一致时方可进行土方开挖;
2.2基坑开挖工作面、修理边坡顶须自上而下分分段进行,每层开挖深度为锚管下500,每层开挖空心思深度不大于1.5m,须先喷面后成孔,每段开挖的长度为10~20m,根据场地土质情况及变形情况确定,土质差及变形控制要求严格取小值;
严禁超深超长开挖圭方,开挖每层作业面后暴露时间不得超过12小时。
3、水泥土搅拌桩施工艺及方法
3.1水泥土搅拌桩施工要求
(1)水泥土搅拌桩采用Ф700,搅拌桩相互搭接200mm,施工顺序由外向内;
(2)围护桩水泥掺入量17%,28天无侧限抗压强度不小于0.8Mpa。
(3)水泥强度等级PO42.5;
水泥应新鲜、干燥,严禁采用受潮结块水泥;
(4)水泥浆液的水灰比0.5:
1;
(5)水泥要有质量保证单,并应取样复验合格后方可使用;
(6)搅拌桩的施工定位误差小于50mm,垂直误差小于1/150,施工要求连续、封闭,搅拌均匀;
(7)搅拌桩成桩应采用二喷四搅工艺,喷浆搅拌时提升(或下沉)速度<
0.5m/min,搅拌头每转一圈的提升量为1.0~1.50cm,且速度必须均匀;
(8)搅拌桩桩身完成养护至少2周以后方可进行基坑开挖;
3.2水泥土搅拌桩施工工艺
(1)桩机就位
本工程水泥土搅拌桩采用双轴型钻头桩机,移动桩架到达指定桩位,使钻头中心对准设计桩位。
(2)制备水泥浆
根据设计用灰量、桩长、水灰比拌制水泥浆,拌好后的水泥浆过筛后到入集料斗中。
(3)搅拌下沉
桩位定好后,启动电机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架边搅拌边切土下沉。
(4)喷浆、搅拌提升
水泥土搅拌桩机下沉到设计深度后,边旋转搅拌钻头边提升,提升时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌桩机并喷射余下的水泥降。
(5)重复搅拌下沉和提升
为使软土和水泥浆搅拌均匀,可再次将搅拌桩边旋转边沉入土中,至设计加固深度后再将搅拌桩机边旋转提升、边喷浆至地面。
(6)移机
将搅拌桩机移位,重复上述1—5步骤,进行下根桩的施工。
具体施工工艺流程见图:
4、土钉墙施工工艺方法:
4.1土钉墙施工要求
(1)按设计要求分层分断开挖工作面,并进行人工修整边坡;
每层开挖深度为相应土钉深度下30cm,对同一层,分段间隔施工,分段长度不大于20m。
(2)制作土钉:
根据设计制作Ф48钢管土钉,钢管对开十字注浆孔,孔口上部用Ф6.5钢筋焊接成倒刺,其长度分别为2m、3m、4m和6m。
(3)安设土钉和安设连接件:
Ф48钢管土钉采用钎孔锤击入和挖掘机压入,Ф14钢筋土钉采用人工锤击;
土钉间连接按设计要求采用Ф12钢筋焊接;
(4)按设计要求铺设钢板网和绑扎纵横向压筋,喷射混凝土;
4.2土钉墙施工工艺
(1)测量放线
根据基坑支护方案测量放出开挖线,用白石灰撒在
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