北京地下车库深基坑设计及施工方案Word格式.docx
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4.1.基坑支护设计方案
本工程位于顺义区沙井村,周边条件较好。
根据我公司在各种深基坑支护工程设计的经验,本着安全可靠、技术先进、经济合理的原则,经过认真计算和多方案比较,同时借鉴本工程附近基坑实例,为降低工程造价特选用土钉墙支护方案。
土钉墙支护自八十年代引入国内,目前已广泛应用于高层建筑深基坑的支护结构,该技术变过去深基坑开挖中的被动支护为主动支护,开挖后基坑边坡土体侧压力通过钢筋网喷射砼面板传至土钉,再由土钉传至稳定的土层中,从而保证了边坡的稳定,此项工艺融合了土钉挡墙和加筋土墙的长处,形成土钉墙复合体,能显著提高边坡整体稳定性和承受坡顶超载的能力,增强土体破坏延性,改变边坡突然塌方性质,经过土钉墙加固后的土层,由于土钉的加筋作用,压力浆体的渗透作用,使相邻土钉区域土体相互约束。
锚喷支护是分布多点式铰接连续板结构,是一柔性支护结构,允许土体有一定量的变形和位移,各个节点受力可自行调节,从而重新调整了结构受力状态,使结构处于最佳应力状态。
而且该方法还具有工程造价低;
施工无噪音;
可作结构的外模,减少挖土量;
喷锚支护、基坑开挖逐步分层分段实施,不单独占用工期;
施工设备简单等诸多优点。
土钉墙底边线与结构外边线800mm。
具体设计方案如下:
A.基坑剖面:
.土钉墙支护
沿基坑开挖7.075m深度范围内共设4层土钉,放坡角度1:
0.2,第一层土钉距地面1.5米,以下按照土钉层距×
水平间距=1500×
1500进行梅花布设,从上到下土钉长度依次为6米(1Φ20)、8.8米(1Φ20)、7米(1Φ20)、6米(1Φ20)。
以上土钉墙喷射砼C20,水泥用采用普硅P.O32.5,砂为中砂,豆石粒径<
20mm,水灰比0.45~0.5,灰:
砂:
石=1:
2:
2,必要时,上部初喷可添加速凝剂,土钉倾角10°
,孔径φ110mm,网片φ6.5@250mm×
250mm,厚度δ=80-100mm,另外在网片侧向土钉层位置水平位置放置加强筋1Φ18。
附:
计算书。
4.2.基坑降水设计方案
4.2.1、降水工程分析
本工程降水面积约22524m2,降水设计时基坑深度按7m考虑。
根据本工程水文地质条件,基坑开挖深度范围内的地下水主要为潜水。
主要赋存于第②2细砂层中,水位埋深1.30~3.10m(水位标高26.35~28.50m)。
4.2.2、降水方案选择
根据本场区水文地质、工程地质情况,综合上述分析,考虑到本工程基础施工时要进入雨季,故以抽水管井为主要工作井点,即抽渗结合,以起到良好的引渗作用。
本工程降水采用管井围降的方法。
在基坑外围布置围降抽水管井,用以疏干和降低地下水水位。
由于含水层的变化,加上抽降周期短的原因,地下水不会完全疏干,基坑开挖后,初期局部地段坑壁仍会有少量地下水渗入基坑内,须在基坑边坡的含水层底板渗水部位做暗埋盲沟埋设导水管,坑底坡脚设排水盲沟,将残留渗水引至集水坑,再以水泵抽排至坑外。
4.2.3、降水工程设计
A、基坑降水的目的及设计依据
a、确保基坑土方的顺利开挖;
b、确保基坑边坡的稳定与安全;
c、确保基础施工时干槽作业;
d、预防管涌、突水等影响地基稳定性的地质灾害;
e、维持降水,预防地下水水位上升,引起基础上浮;
f、控制地下水,减少因降水对周围环境带来的危害;
B、计算模型及水文地质参数选择
a、计算模型选择
基坑涌水量计算模型可为潜水完整井基坑远离隔水边界模型。
b、水文地质参数选择
根据地质勘察报告,并考虑几年来本场区地下水变化及地下水水位的季节性变化,综合确定本场区的水文地质参数。
C、计算过程
1)基坑等效半径r0
式中:
r0—不规则基坑圆形概化后的等效半径(m);
A—基坑面积(m2);
计算得,r0=84.7m;
2)降水影响半径R
潜水含水层
R—降水影响半径(m);
S—降水井外壁处的水位降深(m)(S=5m);
k—含水层的渗透系数;
H—含水层厚度(m)(H=11m);
计算得:
R=74m;
3)基坑涌水量Q
均质含水层潜水完整井基坑涌水量可按下列规定计算。
(a)基坑远离边界;
(b)岸边降水;
(c)基坑位于两地表水体间;
(d)基坑靠近隔水边界
1、当基坑远离边界时,涌水量可按下式计算:
式中Q——基坑涌水量;
k——渗透系数;
H——潜水含水层厚度;
S——基坑水位降深;
R——降水影响半径;
r0——基坑等效半径。
1、基坑远离边界时,涌水量可按下式计算:
2、近河基坑降水,含水层厚度不大时,涌水量可按下式计算:
式中M——由含水层底板到过滤器有效工作部分中点的长度。
4)降水井井点数量n
n=1.1Q/q
式中:
Q—基坑总涌水量(m3/d)
q—设计单井出水量(m3/d)
确定降水井间距8.0m,井深13m。
根据布井中心线实际长度和井间距,实际降水井井点数为53眼。
中间疏干井井间距15.0m,井深13.0m。
疏干井点数6眼。
5)降水井平面布置:
围降抽水管井位于基坑外侧,沿基坑上口线周边外1.50M为轴线布置。
为加强场区的前期疏干效果,在基坑内部适量布井,井间距约15m。
井深为13m,降水井井位可根据现场条件做适当调整。
D、单井结构设计
a、管井设计
1)井深:
13m
2)井径:
600mm
3)井数:
眼
4)井管:
Φ400无砂砼管,过滤器与井管材料相同,孔隙率25-30%,10~14m位置的滤管外包一层40目尼龙网;
5)滤料:
粒径3~5mm石屑
6)水泵:
采用扬程大于30m潜水泵,水泵下入深度12m;
单井结构见单井井身结构图。
E、排水管网设计
排水总管采用直径150mm钢管、PVC管,根据现场排水出口位置,沿降水井周边布置。
排水管线坡度不小于1‰。
在排水管线转角连接处、排水管网进入市政管线接口处设置沉淀池。
五、项目经理部的组成
5.1.项目组织机构图
我公司若承担本工程的施工,将把该工程作为企业的重点工程来组织,根据本工程的实际情况,调集精干的队伍,性能良好的专用大型机械设备,选用有类似工程施工经验的项目经理、从事管理工作多年、组织施工过几十个工程的员工为主组建强大的项目经理部,施工经验极其丰富。
总之本工程在强大的经理部的精心组织施工下,能确保工程如期竣工,为后期结构施工创造好条件。
具体施工组织机构图如下:
项目经理
项目副经理
项目技术负责人
材料组
技术组
质量组
安全组
经营组
财务组
后勤组
降水队
喷锚挂网队
机动队
土钉墙队
5.2.项目主要组成人员构成
根据本工程的特点,我公司拟配备如下数量人员组织该工程的施工:
项目经理1人
项目副经理1人
项目技术负责人1人
技术人员2人
安全员1人
质检员1人
机械操作工20人
配合力工60人
5.3.项目主要人员岗位职责
㈠.项目经理、副经理
①.认真贯彻执行国家的各项规范、规定,努力提高工作效率,技术业务上自觉执行各种技术规范,对工程实行全面质量管理。
对职工经常进行质量教育,树立质量第一、创优良工程意识,一切以保证工程质量、工期、安全为前提开展工作。
②.对工程施工实施全过程控制和领导,组织保证质量、工期、安全等措施的落实,对施工人员择优录用,严格岗位考核,奖勤罚懒。
③.受公司法人代表委托与建设单位、设计部门、质量监督部门、桩检单位进行联系,并密切与他们配合共同提高施工质量,妥善解决施工中可能出现的和已经出现的问题。
④.对参加施工的人员进行质量、安全文明施工教育,教育职工遵守各种社会治安,市容环卫及施工有关的各项规定,处理好与各有关部门的关系,教育职工重合同、守信誉、重质量、保工期,全面提高职工的技术素质和政治素质。
㈡.项目总工程师
①.执行规范规程的各项技术要求,熟悉设计施工图的各项设计要求,并根据设计和甲方进度要求编制施工工艺流程图、施工计划、质量控制网络等,制定成孔、钢筋加工、砼搅拌、砼喷射、试块制作与养护等各项要求等。
②.根据规划部门的建筑红线坐标、高程,与测量人员共同设立施工的控制系统,建造牢固明显的控制标志,妥善保管坐标高程控制资料,准确的组织实施桩位的定点工作。
③.熟悉工程地质勘察资料,并根据地层特点对施工提出可行性的技术要求。
依据设计要求对施工人员进行技术交底,提出各工序的施工质量要求。
④.负责组织各道工序施工的自检和验收工作,不间断地对各作业面进行质量跟踪检查、监督,以保证各作业面的工作按照规范要求和设计要求实施。
⑤.负责开、竣工报告的编写工作,编制、下达、收集、整理各种原始资料,记录表格,负责与质检部门联系,对工程质量进行复检、抽检以及工程等级评定等。
⑥.经常抽查检验土钉的加工情况,发现问题及时解决,确保土钉\网片按照规范和设计要求进行制作。
㈢.测量人员岗位职责
①.熟悉钻孔平面图、基础的轴线位置及技术要求,熟悉规划部门的建筑红线、坐标、高程数据,在测量放线前,建立与建筑物轴线相关的测量控制系统,注意保存测量放线成果,并对控制点进行保护。
②.根据设计对土钉孔位进行放点,并建立明显的标志。
㈣.质量检查人员职责
①.根据设计、规范要求对测量放点、成孔、注浆等全过程进行质量监督、检查、发现问题,及时向技术负责人反馈,并协助技术负责人进行问题的解决。
②.参加施工质量自检,在自检合格的基础上填写各种自检表格,及时请甲方代表、质检部门进一步复检,对复检结果及时请甲方代表、监理签认。
③.及时检查试块制作及养护情况,并按时送检。
④.及时收集整理各种原始记录、表格、资料,凡需要甲方代表或监理签字的必须及时送签,并对其分类保管,及时归档。
㈤.物料供应人员职责
①.根据设计要求,及时向主管项目领导提供所需材料货源和材质情况,根据工程进度计划及时组织进货,对不符合质量要求的材料坚决退货,对进场的材料要收集好出厂证明书并与实际进料进行核对验收。
②.配合财会人员制定各种消耗定额,工程结束,协助财会人员搞好材料核算。
③.及时了解设备运行情况、配件损耗情况,并根据需要及时组织设备配套,对配件做到合理储备,保证满足工程使用。
六、基坑支护与降水施工工艺选型与简介
6.1.降水井
本工程基坑采用大直径井点降低地下水位,降水井采用反循环泥浆护壁法施工,以保证成孔质量。
具体施工方法为:
在施工现场布设泥浆槽和沉淀池,用反循环钻机成孔,待钻至设计标高,沉放滤水管,填充滤料及封孔,然后用空压机洗井,在基坑四周铺设排水管道抽水运行。
降水井施工方案:
①.主要工作量
共施工降水井53口,单井井径600mm,降水井井深13米,管径400mm(成孔直径600mm)。
②.主要施工工序
A.管井施工工艺流程
B.管井施工技术要求和验收标准
定井位:
根据降水设计方案提供的井位图、地下管线分布图及甲方提供的坐标控制点、结构施工工艺和结构外轮廓线,并参照车站永中线控制点施放降水井井位。
若遇特殊情况(比如地下障碍、地面或空中障碍)需调整井位时,应及时通知技术人员在现场调整。
为保证安全,定井位后应进行物探、挖探坑以查明井位处有无地下管线、地下障碍物,挖探坑的平面尺寸应和钻孔钢护筒相近(稍大一点),深度必须以挖到地层原状土和最近管线底标高以下0.5~1.0m为准。
回填土层护壁:
为避免钻进过程中循环水流将孔口回填土冲塌,钻孔前必须埋设钢护筒或采用人工开孔护壁。
钢护筒外径1.0m,人工开孔孔径800mm,深度视地层情况而定。
垒砌泥浆池:
为保证钻进过程中水流循环及保存钻孔出渣,并且不破坏现状路面,在路面垒砌单井体积1.5倍的泥浆池。
钻机就位、调整:
钻机就位时需调整钻机的平整度和钻塔的垂直度,对位后用机台木垫实,以保证钻机安放平稳。
钻孔:
在钻孔过程中应保证孔内泥浆液面高度与孔口平,严防塌孔。
在地层条件允许的情况下,尽量使用地层自造泥浆成孔,若钻孔通过易塌孔的流砂层或泥浆漏失严重的地层时,可采用人工造浆护壁钻进,泥浆比重调至1.1~1.3。
本工程施工主要采用反循环钻进工艺成孔(见反循环钻进工艺原理图)。
换浆:
钻孔至设计深度以下0.5m左右,将钻头提高0.5m,然后用清水继续反循环操作替换泥浆。
下管:
下管前应检查井管是否已按设计要求包缠尼龙纱网;
无砂水泥管接口处要用塑料布包严。
井管必须确保在井孔居中不歪斜。
填滤料:
填料必须从井四周均匀缓慢填入,避免造成孔内架桥现象,洗井后若发现滤料下沉应及时补填滤料,填料高度按设计要求管井填至地面以下3m,渗井填至地表。
洗井:
采用压风机洗井,若井内沉没比不够时应注入清水。
根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)和《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98),验收标准如下:
序
检查项目
允许值或允许偏差
检查方法
单位
数值
1
排水沟坡度
%
1~2
水准仪
2
井管垂直度
插管时目测
3
井间距(与设计相比)
150
用钢尺量
4
砾料填灌(与计算值相比)
mm
≤5
检查回填料用量
5
井管插入深度(与设计相比)
≤200
6
管井出水含砂量(粗砂)
小于1/5万
专用仪器
(中砂)
小于1/2万
(细砂)
小于1/1万
6.2.土钉墙支护施工
A、施工工艺流程
开挖工作面→修整坡面→放线定位→用洛阳铲成孔→插筋→堵孔注浆→绑扎、固定钢筋网→压筋→喷射砼面层→砼面层养护
B、坡面施工
基坑开挖过程中与土方队及时协调密切配合,按设计坡比开挖,严禁超挖,及时修坡,保证坡面平整度。
坡面稳定性不好的部位减少每步开挖深度和长度,或先喷射一层细石混凝土后再进行锚喷施工。
C、土钉施工
坡面经检查合格后,放线定锚孔位置,用洛阳铲成孔(直径100mm);
检查孔深、孔径、锚筋长度合格后,及时插入锚筋和注浆管至距孔底250~500mm处,及时注水泥浆并二次压浆,孔口部位宜设置止浆塞;
水泥浆水灰比宜为0.45~0.50,注浆压力不得小于0.3MPa。
钢筋设计长度包括弯钩长度,弯钩长20cm;
弯钩处采用冷弯,与锚筋成90°
;
锚筋沿长度方向每隔2m用φ6.5钢筋焊一个三角形托架,使土钉居于锚孔中心。
D、混凝土面层施工
在锚筋头部做喷射混凝土厚度80mm的标记。
将φ6.5的钢筋编成@250mm×
250mm的网片,用插入土中的钢筋固定,用加强筋压紧与锚头焊接。
钢筋网片均应与上部搭接,给下步留茬,搭接长度不小于20cm,接茬避免在同一直线上,经检验合格后喷射80±
20mm厚C20细石混凝土。
七、施工技术要求
7.1.降水井施工技术要求
①.降水井钻孔要求:
采用反循环成孔,开孔直径600mm,井深12m。
②.降水井成井要求:
a.使用空隙率15的砾石水泥过滤器,内径300mm、井管长23.5m,即高出地面0.5m。
b.下管的同时用水反冲洗,把钻孔内的泥浆全部稀释排除。
c.采用23及46mm的圆砾作井管四周填料,圆砾中不得含有砂和泥土。
d.成井后及时用空压机吹洗,直至水清。
含砂量1/万,即可下入潜水泵抽水。
e.井口加设盖板,防止异物掉入。
③.排水要求:
管井抽出的地下水,不得泛流,要用集水管沉淀后方可排入市政下水道内。
7.2.土钉墙施工技术要求
A、技术质量要求
①、修坡应平整,在坡面喷射混凝土支护前,应清除坡面虚土。
②、土钉定位间距允许偏差控制在±
150mm范围。
③、成孔深度偏差控制在+200mm~-50mm,成孔直径偏差控制在+20mm~-5mm范围。
成孔倾角偏差一般情况不大于3º
。
④、喷射细石混凝土时,喷头与受喷面距离宜为0.6~1.2m,自下而上垂直坡面喷射,一次喷射厚度不宜小于40mm。
⑤、钢筋网保护层厚度不宜小于20mm。
⑥、严格按施工程序逐层施工,严禁在面层养护期间抢挖下一步土方,面层养护24小时后方可进行下步土方开挖。
B、喷锚支护过程中可能遇到的问题和解决方案
①、由于地质条件、施工的复杂性,基坑各边坡地坪标高不一致,基坑深度也不同,边坡土钉的实际排数,土钉长度和间距应根据实际情况由技术人员做相应调整。
②、因地下障碍物而无法按设计孔位或设计长度进行成孔施工,可适当调整土钉入射角度、间距和位置,以避开地下障碍物。
当土钉间距调整幅度超过500mm或成孔深度比原设计孔深少2000mm以上时,施工现场技术人员应与设计人员协商解决。
③、成孔过程中因遇地下水而缩颈、塌孔现象,可采用如下方法之一解决。
1)、成孔后立即下土钉并随即注浆。
2)、已缩颈的土钉孔应二次成孔以保证孔径;
若二次成孔无法保证孔径,应在相邻处补孔;
3)、若现场地层情况与原勘察报告有较大出入,缩径、塌孔严重而无法用洛阳铲成孔,应及时与设计人员协商。
可采用钢管花管作土钉打入土体并灌注水泥浆,或采用锚杆机成孔。
4)、当周边地下管线距基坑较近(小于2m),管线埋置范围较大时,可采用加长、加密土钉支护措施。
当管线自身高度小于1.4m,采用喷锚支护时上下土钉应错开管沟位置。
④、基坑开挖过程中因土质较松散而发生局部土体不稳定时,可采用的方法有:
1)、视土质情况减小土方开挖深度。
2)、可在土方开挖后立即喷射一层40mm厚的砂浆或混凝土,再进行土钉施工。
3)、若不稳定土体已塌落,视塌落土体大小用编织袋或草袋等物体装土填充密实后,挂钢筋网或进行压力注浆,再进行下一步工序施工。
⑤、施工过程中边坡出水而影响坡体稳定时
1)、首先与建设单位密切配合,了解施工场区周边地下管线(上、下水、污水、雨水及消防等)是否有渗漏现象,及时切断水源并进行补漏和堵截。
2)、边坡可采取设置导流花管的方法将土体中水导出,基槽内设置盲沟和集水井,用水泵将水尽快排出基槽。
3)、增加边坡监测次数,做好记录并及时上报。
⑥、边坡位移发生突变,地面产生较大裂缝,位移未有收敛迹象
1)、立即封锁该区路面,禁止各种车辆及无关人员通行;
及时通知设计人员到场。
2)、尽快采取坡后卸荷,坡脚堆土压重或内支撑等方法减缓边坡位移。
3)、缩短边坡监测周期,同时尽快分析事故原因,找出最有效的解决方案避免事故继续恶化,保证工程顺利进行。
八、施工部署及进度安排
8.1.临建布置及场地安排
根据本工程地处位置,施工过程中需考虑如下的几点进行施工平面布置:
A.施工布置首先要满足本工程地下部分的施工要求,使工序能形成大流水作业,且各工序间尽量少相互影响,同时又要保证它们之间紧密结合,保证整个工程施工的连续性和施工功效。
8.2.施工准备工作
A.施工人员、技术准备
施工前,项目经理部准备整个工程施工工作计划,该计划主要反映开工前、施工中必须做的有关工作,内容如下:
①.施工前根据地质勘察报告对各施工部位地段进行详细的了解。
②.会同工程技术人员熟悉工程图纸,并和有关方进行图纸会审。
③.施工前,应从甲方处接收轴线基准点、高程测量控制点,并进行复核签证。
轴线的定位点及水准点,应设置在施工场区附近不受施工影响,并在施工现场布设测量控制网。
④.开工前会同甲方、设计部门、监理等有关单位进行图纸会审,填写会审纪要;
在项目部内部召开技术交底会,将技术要求及时传达到机台班组。
⑤.根据有关施工标准、验收规范、质检部门及档案部门的要求,按技术管理资料、质量保证资料及验收评定资料三类资料编制或购买各种专用表格,施工前各种表格应备齐,工地办公室应张挂平面图、大样图、施工进度表,施工记录汇总表及施工场区平面布置图等。
⑥.施工前各项准备工作完毕后,项目经理应填写开工通知单、报送监理工程师、甲方批准。
B.施工现场准备工作:
和业主一起进行地上、地下各种管线及障碍物的勘测定位;
地上、地下障碍物的拆除;
施工现场的平整;
临时道路、临时供水、供电等管线的敷设;
临时设施的搭设;
现场照明设备的安装;
材料堆放和储放;
消防保安设施的设置等。
C.施工场地准备:
为确保施工顺利进行,进场前应作好充分准备。
对施工场地作出必要的规划,焊制钢筋笼、排浆、照明等施工用电,为确保履带式挖掘机设备移位时的安全,移位时应根据地耐力实际情况,采取相应措施。
根据现场施工用电量约需150KW,确保施工用电;
现场施工用水量100吨/天,并分设2个50mm的出水管头;
施工场地平整,地耐力达到5吨/平方米,满足大型设备施工要求。
D.施工组织及进度安排
详细安排见《施工进度计划表》。
以上工期不包括非我方因素(如停电、停水、不可抗力、大型政治活动等)造成的停工,如发生工期相应顺延。
E.保证施工进度计划的措施
①.我公司将把本工程作为重点工程,在技术、人员、机具、资金上重点保证,并根据工程需要,随时增足施工力量。
②.组织强有力的项目管理班子,强化项目管理,实行项目法施工,实行项目经理负责制。
项目经理对施工全过程统一组织、协调和负责,确保进度计划的实施。
③.加快施工准备工作,如我公司中标,项目管理人员及施工人员在中标后第二天立即进驻现场,并着手搞好临设、物资、机具进场、定位放线、技术交底与复核、方案编制等各项准备工作,为保证工程按时开工创造条件。
④.采用分段流水作业和分班次倒班24小时作业的方法进行施工(不扰民的分项工程),以缩短工期。
⑤.利用进度控制表,强调生产调度的作用,组织协调各工种之间的交叉作业,保证各工序和各工种的工作始终处于受控状态。
⑥.充分发挥我公司的技术装备优势,提高机械化施工程度,减轻劳动强度,提高功效,缩短工期。
⑦.采用先进合理的施工工艺和施工技术,发挥本企业的技术优势,利用科学的施工手段,提高劳动生产率,加快施工速度。
⑧.加强同建设单位
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