浦江镇新工艺部分施工方案0104分析.docx

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浦江镇新工艺部分施工方案0104分析

上海新浦江城122-15#地块项目

基坑支护工程

（基坑专利新技术部分）

施

工

专

项

方

案

上海岩土工程勘察设计研究院有限公司

ShanghaiGeotechnicalInvestigations&DesignInstituteCo.,Ltd.

2017年01月

第1章工程概况

第1节工程概况

1.1一般概况

（1）项目名称：

上海新浦江城122-15#地块项目

（2）项目位置：

上海市闵行区浦江镇，陈行路、浦锦路、浦驰路

（3）建设单位：

上海天祥华侨城投资有限公司

（4）基坑设计：

上海岩土工程勘察设计研究院有限公司

（5）项目规模：

基坑总面积约5.0万m2，基坑周长约1000m

1.2基坑概况

本工程基坑总面积约5.0万m2，基坑周长约1000m。

设置一层地下室，建筑±0.000相当于绝对标高+5.100m，周边道路路面绝对标高约＋4.400m，本工程地下室底板板面相对标高统一为-5.600m，地库底板厚度400mm，主楼底板厚度650mm，一般地下车库底板开挖深度为5.40m，主楼区域底板开挖深度为5.65m。

本工程基坑安全等级为三级。

经与建设单位、总包单位沟通，基坑西侧浦锦路中部约120m范围拟采用排桩+内抛式注浆钢管工艺，相关专利新技术相关设计参数为：

６剖面：

采用钻孔灌注桩+内抛式注浆钢管工艺，注浆钢管桩采用Φ273×10钢管，平均间距约3.6m，水平倾角为50°，桩长21.0m，单根水泥用量不小于4.0吨。

7剖面：

采用土工法（双轴搅拌桩内插H700×300型钢）+内抛式注浆钢管工艺，注浆钢管桩采用Φ273×10钢管，平均间距约3.6m，水平倾角为50°，桩长21.0m，单根水泥用量不小于4.0吨。

本施工方案主要针对基坑专利新技术部分编制。

新工艺特点：

排桩支护体系+注浆钢管桩内抛撑新工艺具有如下特点：

1、融合多项国家专利。

2、代替了原有复杂的支撑体系，施工内容大大减小。

3、施工速度较快，且可实现土方的敞开式开挖，施工工期大大节约。

4、无支撑施工、养护和拆除工况，地下结构施工可连贯进行。

5、无换撑工序。

节约成本及工期。

6、有利于基坑的风险控制。

内抛式支撑可在基坑回填后割除，基坑变形完全可控。

7、绿色环保，环境及社会效益明显。

钢筋、混凝土等材料用量远少于常规方案，又避免了拆撑时对环境的二次噪音、粉尘污染。

8、施工性价比较高，同样的深度条件下，围护成本较常规工艺可以节约10~30%的造价。

该工艺一般用于1~2层地下室基坑，目前已经在上海多个工地获得了成功应用，现场施工的照片如下：

图1.1青浦区盈浦街道漕盈路（03A-02、03A-03、03B-1、03C-01）地块项目

图1.2旭辉车墩安贝尔花园项目围护

1.3周边环境概况

基坑西侧：

红线：

地下室边线与该侧基地红线最近距离约为5.20m。

道路：

红线外为浦锦路人行通道，浦锦路为主干道，车流量较大。

管线：

该侧地下管线较多，其与地下室边线的相互关系如下表所示：

表1.1浦锦路管线分布情况

管线类别

埋深（m）

与地下室边线最近距离（m）

信息管线

1.30

6.46

电力管线

1.50

7.26

DN300给水管

1.70

9.57

DN200燃气管

1.60

12.63

DN400污水管

3.80

18.20

D1200雨水管

3.00

21.20

图1.3基坑西侧浦锦路（由南向北看）

第2节编制依据

（1）本工程基坑围护设计资料；

（2）业主提供的周边环境资料、总平面布置图、桩位平面布置图和地下车库结构图；

（3）业主提供的本项目工程地质勘察报告；

（4）现场踏勘情况及我司类似工程施工经验。

（5）涉及的有关国家及地方规范、规程，包括：

&国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）

&国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）

&国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）

&国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

&国家标准《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

&国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

&国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）

&行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）

&行业标准《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）

&行业标准《型钢水泥土搅拌墙技术规程》（JGJ/T199-2010）

&上海市标准《基坑工程技术规范》（DG/TJ08-61-2010）

&上海市标准《地基基础设计规范》（DGJ08-11-2010）

&上海市标准《地基处理技术规范》（DG/TJ08-40-2010）

&上海市标准《基坑工程施工监测规程》（DG/TJ08-2001-2006）

&其他有关的规范、规程及文件要求等

第3节工程地质、水文地质概况

一、工程地质条件

根据本场地勘察资料，该勘察场地位于长江三角洲入海口东南前缘，其地貌属于上海地区四大地貌单元中的滨海平原类型。

受周边建设项目堆土影响，拟建场地内部地势起伏较大，局部区域堆土厚度超过3.00m，根据项目要求，基坑围护施工前需将拟建场地整平至绝对标高+4.400m，即相对标高-0.700m。

拟建场地地基土在勘察深度范围内均为第四系松散沉积物，主要由饱和粘性土、粉性土和砂土组成，具水平层理。

按其沉积年代、成因类型及其物理力学性质的差异可划分为7个主要土层（若干个亚层），基坑开挖影响深度范围内场地分层主要有以下特点：

（1）①层填土，遍布，可分为①1层杂填土和①2层素填土，杂填土，厚度约0.6~2.5m；素填土厚度约1.5~2.5m。

（2）②层褐黄~灰黄色粉质粘土，层底较平缓，含氧化铁斑点，稍有光泽，局部夹少量粉土团块，可塑，中等压缩性，土质均匀。

（3）③层灰色淤泥质粉质粘土，遍布，呈流塑状，含云母，有机质，局部夹薄层粉砂，土质不均匀。

具有压缩性高、强度低、渗透性小和灵敏度高等特性，该层在不同深度含有有多层薄层粉土。

（4）③夹层灰色粘质粉土，遍布，中等压缩性，局部夹少量粘土，中等摇震反应，无光泽低等干强度，低等韧性，场地北侧层厚约1.5m，场地南侧约5.0m。

（5）④层灰色淤泥质粘土，遍布，呈流塑状，夹少量极薄层粉性土，具有压缩性高、强度低、渗透性小和灵敏度高等特性。

（6）⑤层灰色粉质粘土，土质不均，含云母及贝壳碎屑，夹薄层粘性土。

无摇震反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，呈软塑状，中等-高等压缩性。

场地典型工程地质剖面及静探曲线详见图1.4。

图1.4工程典型静力触探曲线图

二、水文地质条件

对本工程基坑有影响的含水层为浅层的潜水层，主要补给来源为大气降水和地表水。

（1）潜水

本次勘察期间测得地下潜水稳定水位埋深为0.50m～4.00m（局部人工堆土较厚），其相应标高为+2.65m～+4.17m。

根据上海市工程建设规范《地基基础设计规范》（DGJ08-11-2010）有关条款，上海地区水位埋深一般在0.5m~1.5m，年平均水位埋深为0.5~0.7m，设计时取地下高水位埋深0.50m考虑计算。

（2）承压水

深部第⑦层为上海地区第一承压含水层，据上海地区已有工程的长期水位观测资料，第⑦层中的承压水，水位年呈周期性变化，水位埋深的变化幅度一般在3.0m～12.0m，均低于潜水水位。

因本工程基坑开挖深度7.0m左右，承压水对本工程基坑开挖无影响。

三、不良地质条件

根据勘察资料，拟建场地红线南侧约20.0m分布有宽度约40.0m的周浦塘，水深约4.0m左右，淤泥厚度约1.0m左右，场地因周边建设场地人工堆土影响，现状杂填土厚度约0.6-2.5m，据现场踏勘，局部高度超过3.0m，素填土厚度最深约7.0m左右。

因场地内存在大量堆土区域且堆土较厚，勘察期间部分螺纹孔及小螺纹孔加孔受场地条件限制无法施工，待场地内部明暗浜经补勘探明后再进行针对性处理。

四、基坑围护设计参数

基坑围护设计主要参数如表1.2所示。

表1.2基坑围护设计主要参数一览表

层序

土名

重度γBοB

（kN/mP3P）

固结快剪峰值

渗透系数

K（cm/s）

C（KPa）

φ（°）

②

粉质粘土

18.5

18

18.0

3.0E-06

③

淤泥质粉质粘土

17.5

12

18.0

4.0E-06

③夹

粘质粉土

18.5

6

30.5

3.0E-04

淤泥质粘土

16.6

11

12.0

3.0E-06

⑤

粉质粘土夹粘质粉土

17.9

13

19.0

8.0E-06

第2章施工方案

第4节施工工艺流程

基坑专利新技术（前撑式基坑支护组合技术）：

采用单排或双排排桩围护结构，包括压顶板/圈梁、围护墙以及多组型钢、钢管，根据工程特点，钢管前撑入基坑内部，交错分布，形成稳定体系，保证基坑安全。

前撑式基坑支护组合技术主要施工工艺流程如图2.1所示。

开挖沟槽、测量放线

钢管加工

钻机就位

钻孔、引孔

钻机移位

钢管就位

挖机、机械手吊装就位

角度校正

钢管安放

碎石填充

分阶段注浆

注浆钢管与圈梁连接

结束

图2.1前撑式基坑支护组合技术的主要施工工艺流程图

第5节技术参数

钢管型号：

Φ273×10等。

钢管长度及倾斜角度：

注浆钢管长度21m，水平倾角为50°。

水泥强度等级：

P.O42.5。

第6节施工技术准备

6.1对于施工顺序的要求：

工程桩施工→围护桩施工→注浆钢管斜撑施工→圈梁施工→分段坑边开挖→坑边配筋垫层施工。

6.2对于加工场地的要求：

1、场地尺寸要求1800cm×1200cm，厚度20cm。

2、场地要求素混凝土浇筑。

6.3对于技术的要求：

1、熟悉基坑的围护形式、地勘报告。

2、熟悉设计图纸并领会设计要求

3、要求熟悉施工材料的材质、钢管的的连接方式、以及注浆段的构造要求。

4、要求熟悉注浆量、注浆水灰比、注浆压力以及注浆停止标准。

6.4对于施工设备的要求：

1、引孔斜向钻机，适用于引孔以及角度参照。

2、挖机（200型号），适用于现场沟槽开挖、钢管运输等。

3、机械手（450型号）,适用于钢管安放。

6.5对于材料的要求：

1、对于材料的采购，尽量选用长度满足最少接头长度，保证钢管的整体强度。

2、对于材料的验收必须有质保书、合格证书以及需要的检测报告。

3、材料的堆放，尽量整齐、有序，避免现场的二次伤害造成钢管的垂直度不能满足施工要求。

第7节施工工艺

7.1沟槽开挖

1、沟槽开挖深度70cm，高于设计标高50cm，沟槽开挖宽度80cm。

2、施工工作面必须满足平整，有足够的强度，保证钻机施工时候平稳（若有必要铺设钢板）。

7.2钻机引孔

1、孔位定位是要考虑到引孔的直径大于钢管直径，所以以桩位底标高定位引孔的底标高，避免施工误差。

2、根据土层的地质条件来调节引孔深度。

原则上不小于2米。

7.3安放钢管

1、钢管运输过程必须在1/3处设置两个吊点，保证钢管运输的安全，严禁托运。

2、钻机移到安全距离，设置到同角度，作为钢管安放的参照角度。

3、安放过程中有机械手拎起端部，挖机配合吊住另一端，协助机械手将钢管调整到孔位。

4、在钢管下放过程中，以钻孔机的倾斜角作为校正，下放过程中务必做到准确、均速、平稳。

7.4碎石填充

钢管安放后进行碎石填充。

选用孔径为20~40mm大小的碎石。

填充前需挑出杂质、清洗碎石，避免注浆时堵塞注浆孔口。

7.5孔底注浆

1、注浆钢管在使用前应检查有无破裂和堵塞，接口处要牢固，防止注浆压力加大时开裂跑浆。

2、注浆时通过注浆泵加压，低速注入孔底。

3、注浆分三次注入，第一次注浆以浆液泛出注浆孔壁为止，时长40分钟左右。

间隔时间不小于1.5小时。

注浆量每根不小于4吨。

7.6钢板焊接

1、钢板焊接必须选用502焊条，采取满焊保证焊缝质量。

2、钢板的焊接必须和压顶梁（板）做到有效的接触，满足设计要求。

7.7装配式垫层施工

装配式垫层施工前做好基坑开挖的跟踪，基坑开挖到底后立即进行安装。

安装时先将基地凿平，在底部开槽或填干水泥铺平。

装配式垫层按照图纸进行加工。

7.8钢管支撑拆除

1、钢管支撑拆除时，需先焊断与结构接触部分的钢管，而后露出填芯。

2、采用钢筋混凝土切割机割断填芯素混凝土。

3、采用同样的办法分别切断钢管同外墙及结构底板的连接。

4、采用风镐凿除多余的填芯素混凝土。

7.9施工注意事项

场地、气候条件

由于前撑式注浆钢管施工工艺周期较短，各个工序需连续施工。

因此场地、气候条件对施工的成本、质量、安全影响很大。

1、进场前必须有甲方提供满足材料堆放及加工的场地。

以保证钢管的堆放要求及连接质量。

2、如有连续降雨应停止进场施工，避免出现大的工程质量隐患。

测量定位

由于内支撑项目是在围护结构完工后进行施工，斜抛撑桩的位置有可能跟场地内的工程桩、围护系统的型钢立柱发生重叠。

进行钢管桩定位时,如发生重合是应做适当调整。

开挖要求

1、内抛撑施工完毕后需养护10~15天后方可局部开挖；开挖至基坑底标高时，配筋垫层需即刻浇筑。

2、内抛撑附近2米左右垫层需养护3天后周边土方可继续开挖。

第3章施工质量控制

第8节钢管加工质量控制

焊接的满焊的程度，例如外观质量（无焊渣、气泡）、焊材的选材等。

保证焊接的强度不低于母材。

亦或采取机械连接方式以便提高施工速度。

对接钢管时需保证垂直度符合要求，以便保证钢管焊接的水平、垂直方向各自在一条中轴线上。

管壁外侧的钢筋满足设计要求，以确保增加钢管的侧摩阻力。

第9节钢管施工的质量控制

整个施工过程中，应从原材料供应开始，到桩机定位、钻进、钢管的安放、钢管注浆、石子回填、钢板焊接，对各道工序层层把关，以形成优质的围护结构体。

本次将加强下述方面的控制：

1）桩机垂直度控制

a、开机前必须探明和清除一切地下障碍物，须回填土的部位，必须分层回填夯实，以确保桩的质量。

b、桩机行使路轨和轨枕不得下沉，桩机垂直偏差不大于0.5%。

2）合理选择水泥浆液配合比

a、水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水灰比选用0.55。

b、采用标准水箱，按设计要求严格控制水灰比，水泥浆搅拌时间不少于2min，集料池中要不断的搅拌，防止水泥离析压浆应连续进行，不可中断。

3）控制注浆量和注浆速度

注浆量需达到设计量，若过程中未达到设计量而出现注浆压力较大的情况，需与设计沟通确定后续处理方案。

注浆速度易采取“低压、缓速、慢凝”标注。

4）做好桩与桩施工顺序的的工作

可以采取跳打施工，减少相邻桩之间的相互影响。

第10节钢管注浆的质量检测

（1）应进行钢管注浆桩静载荷试验确定单桩承载力，静载荷试验要求：

a.静载荷试验桩的数量：

不少于3根。

b.变形按总沉降量30mm控制。

c.加载方向:

沿注浆钢管桩轴向方向加载。

d.荷载分级要求:

分5级加载，分级加载间隔时间为1小时。

（2）每间隔6根内抛注浆钢管桩进行内力监测，每根注浆钢管桩离桩顶1.5m~2.0m处设置个内力监测点，注浆钢管顶、底面各设置一组，每组四个应力片（计）。

（3）内抛注浆钢管桩内力监测宜采用专用测力计、钢筋应力计或应变计，量程为0~2000kN。

（4）注浆完成后钢管内填满20~40mm级配碎石，并用纯水泥浆液灌满。

第4章设备选型及人员配备

本工程拟投入的主要机械设备如下表4.1所示。

表4.1拟投入的主要施工机械配备表

序号

设备

数量

用电量（kw）

说明

1

斜向钻机

2

30

采用2台15kw的电焊机同时施工

2

泥浆泵

1

15

泥浆泵用于钻进过程中进行泥浆护壁

3

电焊机

2

15

采用2台7.5kw的电焊机同时施工

4

注浆后台

1

19.5

钢管后注浆用电，包含15kw的注浆泵及4.5kw的搅拌桶

5

机械手

1

—

用于钢管插入施工

6

挖机

1

—

用于开挖沟槽及配合钢管插入施工

本工程拟投入的主要施工人员如下表4.2所示。

表4.2拟投入主要人员配置表

序号

班组

人数

说明

1

钢管施工班

3

负责控制钻机进行引孔、负责钢管焊接、负责协助插拔机进行插拔施工

2

注浆班

3

负责水泥浆的制备、负责注浆施工

3

插拔机司机

1

负责操作插拔机，进行钢管插入施工

4

挖机司机

1

负责操作挖机，进行沟槽开挖及配合钢管插入施工

合计

8

第5章进度计划

工期目标：

按照一个机械手每天3~4根注浆钢管计算，本工程共计15个日历天。

施工工期应结合工法桩施工进度调整。

基坑专利新技术钢管最后一批的施工工期应在排桩施工完成后顺延7天。

本工程新工艺施工进度计划如下表5.1所示（表中工期按一次进场计）。

表5.1新工艺计划工期

编号

日历天

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1

现场准备

2

注浆钢管插入施工

3

钢管注浆施工