动力站基坑支护降水方案1117合同.docx

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动力站基坑支护降水方案1117合同

河南第一纺织有限公司10万锭纺纱

生产线建设项目动力站

基坑降水支护方案

编制：

审核：

中宇建设集团股份有限公司

二○一五年九月

第1章编制原则与依据

1.1编制原则

（1）安全第一，满足基础施工要求，确保地下室施工全过程的边坡稳定；

（2）在确保安全完成基础施工的前提下，尽可能降低工程造价；

（3）合理有效的利用现场条件，组织有序高效的文明标准化施工。

（4）《河南省建筑边坡与深基坑工程管理规定（试行）》（豫建〔2010〕25号）

1.2编制依据

（1）《岩土工程勘察报告》；

（2）工程施工图纸

（3）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；

（4）《建筑地基基础设计规范》（GBJ5007-2011）；

（5）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；

（6）《建筑地基基础处理技术规范》（JGJ79-2012）；

（7）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）；

（8）我公司已完成类似工程的技术总结及相关规程。

（9）施工合同

第2章工程概况

2.1工程概况

河南第一纺织有限公司10万锭纺纱生产线建设项目动力站工程位于新乡市获嘉县亢村专业园区薄口路东、经二路西、纬四路南。

动力站工程建筑占地面积1241.36m2（不含地下水池），地上总建筑面积1241.36m2，地下水池占地面积746.63m2。

本工程为单层钢筋混凝土框架结构，建筑高度6.55m,设计使用年限50年。

基坑开挖深度2.6～7.5m，基坑四周除紧邻施工现场外其它为空地，没有建筑物，本方案针对动力站的消防水池开挖低于5米以下的部分进行降水和支护，降水期计划80天。

2.2工程地质资料

根据河南华兴地质工程有限公司提供的《河南第一（宏业）纺织有限公司10万锭纺纱生产线建设项目岩土工程勘察报告》。

1、地形地貌

拟建工程场地地形较平坦，据区域地质资料，场地地貌单元属冲积平原。

本建筑场地类别为Ⅲ类土，特征周期为0.45s,抗震设防烈度为8度第一组。

2、地层岩性

根据河南华兴地质工程有限公司提供的地勘报告，地基土构成与分布特性如下：

第

（1）单元层素填土:

杂色，含碎砖屑、植物根系等，分布不均。

本层底部为粉土，该层厚度0.3～1.50m，层底埋深0.3～1.5m，平均值0.63m。

第

（2）层粉质粘土夹粉土:

褐黄色，稍湿，中密，无摇震反应，切面稍粗糙，干强度低，无韧性。

上部一般有厚约0.5m左右的耕植土。

该层厚度0.4～3.2m，平均值1.17m，层底埋深0.8～3.6m。

第（3）层粉土:

褐黄色，湿，中密，无光泽反应，摇震反应迅速，低干强度，低韧性，局部夹粉质粘土薄层。

层底埋深1.40-4.70m，层厚0.50-3.30m，平均厚度1.22m，属中压缩性土层，本层局部尖灭。

第（4-1）层细砂:

褐黄色，湿一饱水，中密，成分以石英、长石为主，云母等其它暗色矿物次之，常相变为粉砂。

层底埋深2.90-7.50m，层厚0.5-5.50m，平均厚度2.09m。

属低压缩性土层。

本层大部分尖灭。

第（4）层细砂:

褐黄色，湿一饱水，松散一稍密，成分以石英、长石为主，云母等其它暗色矿物次之，常相变为粉砂。

层底埋深4.30-7.70m，层厚0.50-5.20m，平均厚度2.68m,平均厚度2.68m。

属中压缩性土层。

本层局部尖灭。

第（5）层细砂:

褐黄色，饱水，稍密-中密，成分以石英、长石为主，云母等其它暗色矿物次之，常相变为中砂。

层底埋深8.50-12.80m,层厚1.70-6.60m，平均厚度3.87m。

属低压缩性土层。

第（6）层中砂:

黄灰色，饱水，中密，成分以石英、长石为主，云母等其它暗色矿物次之，见粘性土团，常相变为细砂。

该层未穿透，已揭最大厚度11.5m。

属低压缩性土层。

3、水文地质条件

拟建场地地下水稳定水位4.1～5.0m，为孔隙潜水类型，主要受大气降水补给,排泄以蒸发和侧向径流为主，水位年变幅在2m左右,本场地近3-5年最高水位埋深1.0m，动力站土方开挖基底标高为-6.6，局部最深基底标高-7.5m，宜采用管井降水，局部较深部位根据现场降水情况，必要时增设轻型井点降水。

2.3基坑特点

（1）基坑周边环境比较空旷，降水及基坑开挖对周边建筑物影响较小；

（2）本基坑开挖深度大于5m,而且上部分布有软土层；

（3）本基坑地下水较为丰富，地下水主要为潜水。

第3章管理目标

3.1质量目标

基坑降水、支护确保基坑及周围环境安全；满足上部结构施工要求，并符合现行的地基与基础工程施工规范及安全要求达到合格工程标准。

3.2安全文明

采取有效措施，加强安全防护，在本工程中杜绝死亡及重伤事故，轻伤频率控制在1‰以下。

确保文明施工，创市级文明施工标准化工地。

第4章基坑支护及降水设计方案

4.1基坑支护型式选择与设计

根据现场工程实际，结合基坑开挖方案和我公司多年来基坑边坡支护经验，该工程拟采用土钉墙支护工艺。

具体设计如下：

基坑部分毗邻施工围墙，另一部分具有施工堆放材料荷载，平均开挖深度为6.6m，土钉选用Φ18螺纹钢筋梅花形布置，放坡系数上部（开挖至-3m）为1：

1，下部放坡系数为1:

1.5，中间设置1.5m宽马道。

本工程按4排土钉布置，长度自上而下分别为4m、5m、7m、6m。

垂直与水平间距分别为1.5m、1.5m，设Ф6钢筋纵横间距为250*250做网片筋，三级钢Ф14钢筋做加强筋，混凝土面层厚度80mm。

基坑上沿设1.0m宽滞水带，厚度80mm。

基坑南侧、北侧、东侧设置排水总管，排水总管直径为300mm的塑料波纹管，支管与总管交汇处设集水坑，共4个，集水坑深50㎝，宽100㎝，长100cm，120砖砌坑壁，M5水泥砂浆砌筑，1:

2防水水泥砂浆抹面。

排水管应按排水方向预设2%-3%的坡度；由于基坑出水量大，在基坑东侧采用开挖1.5*1.5m排水沟进行外排水。

基坑南侧、北侧、东侧周边做300*240mm挡水墙，并设1.0m高防护栏杆。

4.2土钉墙支护工艺设计及总说明

（1）支护结构设计荷载为10kpa。

（2）土钉孔直径均为100mm，倾角向下10°—15°，采用人工洛阳铲成孔。

沿土钉轴线方向，每隔2.0m设置一居中支架。

（3）土钉孔注浆均采用32.5级复合硅酸盐水泥，采用纯水泥浆，水灰比为1：

0.5。

（4）喷射砼网筋选用Ф6@250。

加强筋采用三级钢Ф14钢筋，交叉压在钢筋网片外面并焊接在土钉头上，加强钢筋外面用5厘米Ф16螺纹钢筋焊接在土钉头上顶住加强筋，当钢筋需要连接时，宜采用搭接焊、帮条焊；应采用双面焊，双面焊的搭接长度或帮

条长度应不小于主筋直径的5倍，焊缝高度不应小于主筋直径的0.3倍。

（5）喷射砼强度等级不低于C20，选用32.5级复合硅酸盐水泥，配合比为C：

S：

G=1：

2：

2。

（6）依据规范规定，基坑支护必须进行变形监测，坚持信息化施工，有异常情况应及时通知有关各方，共同协商解决。

必要时应根据现场实际开挖与支护情况及变形监测情况随时对支护设计方案作出调整。

（7）基坑单边长度较长，开挖时应分层分段进行，分段长度不超过30m，每层开挖深度2m，由东到西流水作业。

严格做到开挖一层支护一层，严禁超挖。

（8）基坑开挖过程中，若发现基坑周边变形过大等异常情况，应立即停止开挖，并及时向该处回填土方反压，或其它措施控制基坑位移，待采取相应措施后再进行土方开挖。

4.3基坑土钉墙支护计算书

动力站工程基坑支护计算书参照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012中国建筑工业出版社出版《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业出版社、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著人民教同出版社、《地基与基础》第三版中国建筑工业出版社、《土力学》等相关文献进行编制。

土钉墙需要计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性。

4.3.1参数信息:

（1）基本参数：

侧壁安全级别：

三级

基坑开挖深度h（m）：

6.6；

土钉墙计算宽度b'（m）：

60.00；

土体的滑动摩擦系数按照tanφ计算，φ为坡角水平面所在土层内的内摩擦角；

条分方法：

费伦纽斯法；

条分块数：

20；

考虑地下水位影响；

A.荷载参数：

序号

类型

面荷载q（Kpa）

基坑边线距离（m）

宽度（m）

1

局布

10.00

1.50

10

B.地质勘探数据如下：

序号

土名称

土厚度（m）

坑壁土的重度γ（kN/m3）

坑壁土的内摩擦角φ（°）

内聚力C（kPa）

极限摩擦阻力（kPa）

1

粉质粘土

6.00

19.10

30.00

15.00

112.00

C.土钉墙布置数据：

①放坡参数：

序号

放坡高度（m）

放坡宽度（m）

平台宽度（m）

1

6.6

10

1.00

②土钉数据：

序号

孔径（mm）

长度（mm）

入射角（度）

竖向间距（m）

水平间距（m）

1

100.00

7.00

10.00

1.50

1.50

2

100.00

6.00

10.00

1.50

1.50

3

100.00

5.00

10.00

1.50

1.50

4

100.00

4.00

10.00

1.50

1.50

4.3.2土钉（含锚杆）抗拉承载力的计算:

单根土钉受拉承载力计算，根据《规范》JGJ120-2012，

（1）其中土钉受拉承载力标准值Tjk按以下公式计算：

其中ζ--荷载折减系数

eajk--土钉的水平荷载

sxj、szj--土钉之间的水平与垂直距离

aj--土钉与水平面的夹角

ζ按下式计算：

其中β--土钉墙坡面与水平面的夹角。

φ--土的内摩擦角

eajk按根据土力学按照下式计算：

（2）土钉抗拉承载力设计值Tuj按照下式计算

其中dnj--土钉的直径。

γs--土钉的抗拉力分项系数，取1.3

qsik--土与土钉的摩擦阻力。

根据JGJ120-2012表6.1.4和表4.4.3选取。

li--土钉在土体破裂面外的长度。

层号

有效长度（m）

抗拉承载力（kN）

受拉荷载标准值（kN）

初算长度（m）

安全性

1

5.15

155.33

0.00

1.22

满足

2

4.75

180.53

13.56

2.68

满足

3

3.07

70.63

8.78

1.02

满足

43

2.49

56.87

6.93

0.94

满足

第1号土钉钢筋的直径ds至少应取：

18mm；

第2号土钉钢筋的直径ds至少应取：

18mm；

第3、4号土钉钢筋的直径ds至少应取：

18mm；

4.3.3土钉墙整体稳定性的计算:

根据《规程》JGJ120-2012要求，土钉墙应根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法如下图，按照下式进行整体稳定性验算：

公式中：

n--滑动体条分数

m--滑动体内土钉数

γk--滑动体分项系数，取1.3

γ0--基坑侧壁重要系数；

wi--第i条土重；

bi--第i分条宽度；

cik--第i条滑土裂面处土体粘结力；

φik--第i条滑土裂面处土体的内摩擦角；

θi--第i条土滑裂面处中点切线与平面夹角；

αj--土钉与水平面之间的夹角；

Li--第i条土滑裂面的弧长；

S--计算滑动体单元厚度，即第i条土条平均高度hi；

Tnj--第j根土钉在圆弧滑裂面外锚固与土体的极限抗拉力，按下式计算。

lnj--第j根土钉在圆弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度

把各参数代入上面的公式，进行计算

可得到如下结果：

计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）

第1步1.78829.461-0.6973.0793.157

示意图如下：

10

-6.6

计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）

第2步1.83529.461-1.2215.3895.526

示意图如下：

10

-6.6

计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）

第3、4步1.80029.461-1.7447.6997.894

示意图如下：

10

-6.6

4.3.4计算结论如下：

第1步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.788>1.30满足要求!

第2步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.835>1.30满足要求!

第3、4步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.800>1.30满足要求!

4.3.5抗滑动及抗倾覆稳定性验算

（1）抗滑动稳定性验算

抗滑动安全系数按下式计算：

式中，Eah为主动土压力的水平分量（kN）；

f'为墙底的抗滑阻力（kN），由下式计算求得：

μ为土体的滑动摩擦系数；

W为所计算土体自重（kN）

q为坡顶面荷载（kN/m2）；

Ba为荷载长度；

Sv为计算墙体的厚度，取土钉的一个水平间距进行计算

1级坡：

KH=48.31>1.3，满足要求！

（2）抗倾覆稳定性验算

抗倾覆安全系数按以下公式计算：

式中，MG--由墙体自重和地面荷载产生的抗倾覆力矩，由下式确定

其中，W为所计算土体自重（kN）

其中，q为坡顶面荷载（kN/m2）

Bc为土体重心至o点的水平距离；

Ba为荷载在B范围内长度；

b为荷载距基坑边线长度；

B'为土钉墙计算宽度；

ME--由主动土压力产生的倾覆力矩，由下式确定

其中，Eah为主动土压力的水平分量（kN）；

lh为主动土压力水平分量的合力点至通过墙趾o水平面的垂直距离。

1级坡：

KQ=766.96>1.5，满足要求！

土钉墙的施工随土方开挖进行。

4.4降水设计方案考虑的特征重点：

（1）快速有效的使地下水降至设计标高。

（2）有效的控制降水，在满足水量和基坑降水要求前提下，布设合理的降水井点，尽量的减少由于降水而引起的地面沉陷。

（3）充分考虑该地段水文地质条件计算基坑降水量，同时考虑基坑特点，必须考虑基坑开挖和地下施工不受影响。

（4）本场地水文地质条件分析

基坑范围内的地下水补给来源主要有二：

A、周围土层的水平向补给；B、下部砂层承压水向上的补给。

降水主要是切断这二部分的补给，并排干基坑范围内的地下水。

因基坑范围较大，而上部土层的渗透系数较小，下部土层渗透系数较大，要达到目的，必须使下部地层的水头高度降低，同时对上部土层进行疏干。

4.5降水计算及现场布置

河南第一纺织有限公司10万锭纺纱生产线建设项目动力站工程基坑深度2.6~7.5m，设计要求降水深度为-8m（自然地面设为±0.00），即实际降水深度Sw=3~4m，降水面积约为S=2100m2。

（1）降水方案设计

人工降低地下水位，常用的方法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点等。

降水方案的选择应根据土层性质、渗透系数、工程特点等，对各种方法进行综合对比分析后确定。

电渗井点主要在淤泥和淤泥质粘土中使用；喷射井点降水深度大，但造价高昂；轻型井点设备简单、安装快捷，是目前降水施工中常用的方法，但降水半径小；管井井点降水深度大，影响半径大。

根据新乡地区降水施工经验及基坑涌水量，通过计算分析对比及地质勘察报告，宜采取水泥管井井点对本场地进行降水。

（2）有关参数的确定

抽水影响半径:

基坑等效半径：

r1：

管井半径r＝0.3m

水力计算

基坑总涌水量Q的计算：

Q1=1.366K（2H-S）S/lg（l+R/r）=1.366×10（2×10-3）3÷0.03=22678m3/d

井点单井抽水量q的计算：

（m3/d）

井点数目n按下式计算：

（根）

现场抽水试验，实测抽水量为90m3/d时，井点数目n为：

（只）井点

动力站基坑周长为180m，其井点间距为

（m）

井点埋设深度Hm按如下方法求出：

从试验得知，水力坡度i=1/10，基坑中心距离最大为L=26m，iL＝1/10×26＝2.6（m），井点外露高度h＝0.3m，中心点基坑最大深度H1＝7.5m，挖掘面到降低水位为1.0m，降水井过滤器工作长度4m,沉砂管长度1.5m，降水期地下水位变化幅度为2m，则

（m）

（3）井点设计布置如下:

根据本工程地质情况和平面形状，井点按照基础平面图和土方开挖方案进行有效布置。

沿基坑周边布置11口，基坑内布置5口，井间距不大于16米、且应错开基础墙柱进行布置，井管外径为400mm，井管直径为300mm；其中基坑周边11口井井深为18米，基坑内5口井井深为15米，管井底部应包裹密目网。

结合基坑内土层含水量大，地下水位高等特点，井管内水泵采用W3.2kw的潜水泵，排水支管为直径60mm的PVC管；基坑南侧、北侧、东侧设置排水总管，排水总管直径为300mm的塑料波纹管，管下设砖支座进行支撑，间距2.5m，支管与总管交汇处设集水坑，共4个，集水坑深50㎝，宽100㎝，长100cm，120砖砌坑壁，M5水泥砂浆砌筑，1:

2防水水泥砂浆抹面。

排水管应按排水方向预设2%-3%的坡度；由于基坑出水量大，在基坑东侧采用开挖1.5*1.5m排水沟进行外排水。

第5章施工方案

5.1测量

（1）控制点现场交验：

由业主现场工程师及监理工程师负责向施工测量人员现场交验控制坐标点及高程控制点。

（2）专业测量人员根据控制点，在地面上测放出基坑顶、底边线。

并用白灰划出边线。

（3）放出降水点管的位置。

（4）确定并固定及保护好变形观测基准点，对周围建筑物作出观测点，进行观测。

（5）在基坑开挖支护时，在基坑支护顶上设观测点，做好观测工作。

（6）将高程控制点标高测引至基坑，指导土方开挖工作。

5.2基坑降水方案

5.2.1施工准备

A.准备施工图纸及技术资料、施工表格。

B.施工技术交底及安全交底。

C.人员机械按计划进场。

D.材料按计划进场。

5.2.2排水系统

结合现场排水条件及管井出水量，在基坑南北两侧基坑边架设300mm塑料波纹排水管，基坑东侧开挖一道1.5m*1,5m的排水沟。

降水井排水支管均采用60mmVC管将水就近排入排水主管或排水沟。

为防止地下水回渗，东侧排水沟应进行硬化或采用防渗措施；排水沟及排水管末端应设置沉砂池一座，便于及时观察排水含沙量；按现场条件，所有抽降的地下水都排向围墙外的东西向水沟，应及时做好水沟的清淤、疏通，确保排水畅通。

5.2.3供电系统

现场动力站设一主配电柜，沿基坑周围设一主电缆，每台泵通过小配电箱连接到主电缆。

电力安装要严格按照规范进行，采取三相五线制、三级保护。

同时为防止临时停电，施工现场配备二台50kw发电机组。

5.2.4施工工艺流程

井点测量定位→安放护筒→钻机就位→钻孔→回填井底砂垫层吊放井管→回填井管与井壁间砂砾过滤层→洗井→井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试抽水→降水井正常抽水

5.2.5施工工序

（1）．护筒安放误差5cm，钻机就位误差2cm。

特殊部位根据实际情况进行调整。

（2）．采用水冲钻机成孔，垂直度偏差不大于1%，孔深达到设计要求。

（3）．成孔后清渣换浆，沉渣要求不大于20cm，泥浆比重为1.05～1.1。

（4）．成孔所造泥浆排到甲方指定地点。

（5）．沉渣、泥浆参数达到要求后回填井底砂垫层，采用5mm碎石即可，厚度为30cm。

（6）．沉放井管：

本工程井管采用内径300mm、外径400mm的水泥无砂管。

采用托盘法沉放井管。

为防止泥进入井管内，井管开始沉放时在井底放砼托盘，砼托盘与井管接触的地方用水泥粘结。

每节井管相了处同样采用水泥粘结，在结口周围裹一层油毡布，在井管下放时结口周围附3道竹片，且用8#铁丝扎牢，以防井管下放时发生错节现象。

为保证井管下放在井孔中部，每隔5M在井管外围设导正圈。

井管下放时缓慢下放，严禁快放。

若在下放时发生卡管、塌孔等异常现象需将管重行拔出，下钻扫孔后再次安放。

（7）铺设排水管网

排水管网采用塑料波纹管做为排水主管路，排水管直径300mm。

排水管线布置在降水井外侧，每5~6m砖砌托台，排水管居中放置。

井口设置保护砌衬并加盖。

排水管网向水流方向的倾斜度以3‰为宜。

在排水管线转角连接处、每边中部、排水管网进入市政管线接口处设置沉淀池，沉淀池采用砌砖池，规格为2.00m×1.50m×1.50m，池中间砌一道1.00m高的矮墙。

水先排入一个半池中，水面高于1.00m后流入另一个半池，这样，水中的砂便可沉淀在进水的半池中，清水通过另一个半池的出水口排入市政管线。

沉淀池内壁须做防水处理。

（8）．回填滤料应从井管周围同时均匀填入，不得用铲车填料。

应用铁锹下料。

填料时应将井口暂时封盖以防滤料填入其中，滤料采用干净米石，从井底连续填至地面。

（9）．洗井采用污水泵洗井法。

洗井应在填好滤料8小时内进行，一次洗完。

最终洗至井内排出的水由浑变清达到正常排水为止。

（10）．水泵安放前检查潜水泵转向、连接电缆、排水胶管、吊泵绳索，确信正确、安全后下放。

泵体下放及起吊采用人工手摇辘轳，吊泵绳索采用6mm的钢丝绳。

（11）．每台泵应配置一个控制开关，主电源线路沿深井排水管路设置。

控制开关单独装箱，并在电路内连接水位自动控制器，以防井内没水时泵体空转烧坏电机。

其他电路严格按照配套电原则进行敷设。

（12）．安装完毕后放水泵至水面以下3m开始试抽水。

抽水过程中定时测定抽水量、水位等值，做好记录。

试抽不满足要求后转入正常抽水。

（13）水位观测

抽水前应进行静止水位的观测，抽水初期每天早晚7点观测2次，水位稳

定后应每天观测1次，水位观测精度±2cm，并绘制地下水水位降深曲线。

5.2.6抽降及维护

（1）、现场进行降水测量记录，每天两次（早、晚），测量结果及时上报现场技术负责人及有关各方。

（2）、现场保证有不少于10台备用降水泵，现场降水人员对不能正常工作的水泵必须及时更换，保证抽降效果。

（3）、降水人员分两班轮流进行值班，每班2人。

（4）、电工每天须有电工记录，每天早晚检查现场降水线路，保证现场降水用电安全。

（5）、定期清理降水管线、沉淀池里的泥沙，保证排水线路畅通。

5.2.7封井

1）挖至设计标高后，进行基底清理。

2）铺设垫层找平层，沿找平层以上约15cm处截断PVC管，在其上加套钢管，并且在钢管和滤管接触周围涂上止水腻子。

3）铺设底板钢筋，井孔周围处的内缘受力钢筋先断开并弯起，然后在钢管中部周围加焊10mm厚的止水钢板，浇筑底板混凝土并捣鼓密实。

4）大容量抽水，然后向井管内灌注微膨胀混凝土C30的混凝土，封闭井孔。

5）给钢管顶上焊接10mm厚的封堵钢板，并保证焊接严格密封，然后连接底板内缘受力钢筋，灌注混凝土。

降水井封闭图

5.3基坑支护方案

动力站工程支护施工前应做好了解临时设施中水管、电缆的埋设情况。

基坑四周3m内不宜堆土及其它重物，应禁止重型车辆在基坑四周行驶，对基坑周边进行硬化，以防地表水和雨水渗漏，并保持周边排水畅通。

从±0.00至图纸设计筏板开挖底标高为-6.6m，局部最深处-7.5m，动力站由东向西分层开挖，每层厚度为