33 天乙烯SWF计量井深基坑支护施工技术方案.docx
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33天乙烯SWF计量井深基坑支护施工技术方案
天津石化100万吨/年乙烯及配套项目乙烯工程
100万吨/年乙烯装置SW-F-2002计量井深基坑支护
施工技术方案
1、编制依据
1.1中国石化工程建设公司设计的施工图纸:
27900WS-DW14-0002、27900CV-DW01-9003
1.2《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002);
1.3《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
1.4《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)
1.5《石油化工安全技术规程》SH3505-1999;
1.6施工现场的实际情况。
2、工程概况
2.1工程简述
本工程为天津100万吨/年乙烯及配套项目给排水管道的计量井,位于乙烯装置热区的西北角,其北侧有已经施工完毕的管道(五标段),南侧有已经施工完毕的设备基础,西侧有施工完毕的系统管廊基础。
计量井的底板尺寸为7500mm×5750mm,井深8米,800mm的C15平衡层。
为保证施工安全和周围施工完毕的基础不发生偏移,采用Φ600的灌注桩进行支护,灌注桩长度为22米,位置见布置图。
2.2工程特点
该工程为天津100万吨/年乙烯装置区内地下工程,埋置深度较深,土方支护、土方开挖、周围已施工完毕的工程成品保护和防止基底土方隆起是工程中的难点和重点。
2.3施工技术关键
2.3.1 定位和轴线、垂直度控制;
2.3.2 支护结构的稳定性;
2.3.3 施工中的安全、环保措施的选择。
2.4主要实物量
序号
分项名称
单位
数量
1
土方开挖
m3
2310
3
钢筋安装
t
16
4
混凝土
m3
271
5
土方回填
m3
1905
3、主要施工工序及施工工艺
3.1主要施工工序控制点
3.1.1计量井施工主要施工工序控制点
土方回填
3.1.2工程施工时,严格按设计施工图纸及《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)和其它现行有关的施工质量验收规范组织施工。
每道工序在自检合格后报监理单位验收合格后进行下道工序施工。
3.2主要施工工艺
3.2.1测量放线
根据方案中的平面位置图,采用经纬仪和钢盘尺准确的放出轴线控制桩,桩位中心误差控制在5mm以内,并准确详实的做好定位测量记录,并请验线单位进行复测。
定位控制桩要设置在距离基坑开挖边线4000mm范围外,并妥善保管,用钢管进行维护。
3.2.2支护工程设计及验算
3.2.2.1灌注桩的做法如下图
Φ25;15根
-800
900
Φ10的螺旋箍筋;间距150
Φ600灌注桩;混凝土C30
21200
Φ12加强箍;间距2000
3.2.2.2井位置图及支护系统布置图
4#路A=722
五标段施工管道:
5条
已经施工完毕的阀门井及管道
SW-F-2002
PR090
SW-F-2002井位及已完工程布置图
100
1:
1
95.100
91.200
1-1剖面图
-0.100
M1:
12块300×800×12
(锚筋Φ124根长450)
Φ10@100
Φ80@2000
Φ159通长
6Φ219*7无缝钢管@3300
12Φ20
91.200
2-2剖面图
Φ159×6
Φ219×8
4500
Φ159×6
4500
3300
3300
3300
3300
3300
内支撑布置图
3.2.2.3支护验算
a)内支撑选用材料及节点做法
采用内支撑以方便周边施工,采用¢219和¢159钢管做内支撑,如上图示。
水平支撑钢管连接时,采用对接焊接形式,先计算钢管开口尺寸,再下料。
Φ219
短管与主管连接节点图
中间层钢管与上下钢管连接节点图
b)采用深基坑支护软件验算(理正深基坑软件5.50版)验算内容为:
1整体稳定性验算
2抗倾覆稳定性验算
土层信息来自35万吨/年苯酚丙酮装置结构设计施工说明
(二)
排桩支护
----------------------------------------------------------------------
[基本信息]
----------------------------------------------------------------------
内力计算方法
增量法
规范与规程
《天津岩土工程技术规范》DB29-20-2002
基坑等级
二级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.00
基坑深度H(m)
9.000
嵌固深度(m)
12.500
桩顶标高(m)
-0.500
桩直径(m)
0.600
桩间距(m)
0.750
混凝土强度等级
C30
有无冠梁
有
├冠梁宽度(m)
0.600
├冠梁高度(m)
0.800
└水平侧向刚度(MN/m)
7.946
放坡级数
1
----------------------------------------------------------------------
[放坡信息]
----------------------------------------------------------------------
坡号
台宽(m)
坡高(m)
坡度系数
1
1.000
1.000
1.000
----------------------------------------------------------------------
[土层信息]
----------------------------------------------------------------------
土层数
4
坑内加固土
否
内侧降水最终深度(m)
10.000
外侧水位深度(m)
10.000
内侧水位是否随开挖过程变化
否
弹性法计算方法
m法
----------------------------------------------------------------------
[土层参数]
----------------------------------------------------------------------
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
(m)
(kN/m3)
(kN/m3)
(kPa)
(度)
1
粘性土
2.00
20.1
---
15.30
21.00
2
粉土
5.00
20.0
---
8.00
15.10
3
淤泥质土
3.00
19.3
9.3
17.20
1.70
4
粉土
23.00
18.0
8.0
---
---
层号
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
水土
计算m值
抗剪强度
擦阻力(kPa)
水下(kPa)
水下(度)
(MN/m4)
(kPa)
1
60.0
---
---
---
4.68
---
2
60.0
---
---
---
18.48
---
3
60.0
45.00
15.00
合算
7.50
---
4
120.0
10.00
10.00
分算
10.00
---
----------------------------------------------------------------------
[支锚信息]
----------------------------------------------------------------------
支锚道数
1
支锚
支锚类型
水平间距
竖向间距
入射角
总长
锚固段
道号
(m)
(m)
(°)
(m)
长度(m)
1
内撑
3.300
0.500
---
---
---
支锚
预加力
支锚刚度
锚固体
工况
抗拉力
道号
(kN)
(MN/m)
直径(mm)
号
(kN)
1
300.00
15.00
---
2~
---
----------------------------------------------------------------------
[土压力模型及系数调整]
----------------------------------------------------------------------
弹性法土压力模型:
经典法土压力模型:
层号
土类名称
水土
水压力
主动土压力
被动土压力
被动土压力
调整系数
调整系数
调整系数
最大值(kPa)
1
粘性土
合算
1.000
1.000
1.000
10000.000
2
粉土
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
3
淤泥质土
合算
1.000
1.000
1.000
10000.000
4
粉土
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
----------------------------------------------------------------------
[设计结果]
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[结构计算]
----------------------------------------------------------------------
各工况:
内力位移包络图:
地表沉降图:
----------------------------------------------------------------------
[冠梁选筋结果]
----------------------------------------------------------------------
___
钢筋级别
选筋
As1
HRB335
8D20
As2
HRB335
4D20
As3
HPB235
d8@150
----------------------------------------------------------------------
[截面计算]
----------------------------------------------------------------------
[截面参数]
桩是否均匀配筋
是
混凝土保护层厚度(mm)
40
桩的纵筋级别
HRB335
桩的螺旋箍筋级别
HPB235
桩的螺旋箍筋间距(mm)
150
弯矩折减系数
0.85
剪力折减系数
1.00
荷载分项系数
1.25
配筋分段数
一段
各分段长度(m)
20.00
[内力取值]
段
内力类型
弹性法
经典法
内力
内力
号
计算值
计算值
设计值
实用值
1
基坑内侧最大弯矩(kN.m)
459.89
1318.98
488.63
488.63
基坑外侧最大弯矩(kN.m)
312.33
1204.91
331.85
331.85
最大剪力(kN)
268.91
264.20
336.14
336.14
段
选筋类型
级别
钢筋
实配[计算]面积
号
实配值
(mm2或mm2/m)
1
纵筋
HRB335
15D25
7854[7547]
箍筋
HRB235
d10@150
1047[-604]
加强箍筋
HRB335
D12@2000
113
----------------------------------------------------------------------
[整体稳定验算]
----------------------------------------------------------------------
计算方法:
瑞典条分法
应力状态:
总应力法
条分法中的土条宽度:
0.40m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks=1.102
圆弧半径(m)R=14.303
圆心坐标X(m)X=-1.654
圆心坐标Y(m)Y=1.624
----------------------------------------------------------------------
[抗倾覆稳定性验算]
----------------------------------------------------------------------
抗倾覆安全系数:
_
_Mp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力
_决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
_Ma——主动土压力对桩底的弯矩;
_注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
_序号_支锚类型_材料抗力(kN/m)_锚固力(kN/m)
_1_内撑_545.455_---
_
_Ks=1.222>=1.200,满足规范要求。
3.2.3支护系统施工
3.2.3.1拆除及修复工程
① 将仪表井北侧的ND1、RUD管道(施工区域段内)全部拆除,然后回填土方到自然地坪;
② 将南侧施工完毕的排水管道部分拆除,然后回填土方到自然地坪;
③ 挖出的土方均进行外运现场不得堆放土方;
④ 施工过程中对拆除的管道妥善保护,待施工完毕将土方回填到拆除的管道底标高后进行管道修复,修复完毕后根据现场实际情况进行可行的检测(或闭水),检测(或闭水)合格后回填土方至自然地坪标高。
3.2.3.2管道坐标复核
① 已经施工完毕的CWS、CWR管道土方开挖到管顶,然后进行现场实际测量,并做好控制桩看CWS、CWR管道的坐标是否与图纸相符,如有不同按照现场实际情况确定桩位,如不能满足施工要求则暂停施工另行研究方案;
② 挖出的土方均进行外运现场不得堆放土方;
③ 将开挖后的土方进行分层回填夯实,然后在进行灌注桩和钢板桩的施工。
3.2.3.3灌注桩施工(泥浆护壁灌注桩)
① 将施工现场场地进行平整,按照桩位进行排水沟(泥浆导流用)开挖,并根据施工现场设置泥浆池,泥浆池的尺寸为4m×4m×2m,并根据施工现场设置水源。
② 按照桩位埋设6mm厚的护筒,护筒的直径大于桩径100mm。
③ 灌注桩施工顺序为由西向东跳打,系统管廊基础和地梁部位的灌注桩要紧贴其施工。
④ 桩机就位,调整桩机的平整和转杆的垂直度,调试泥浆比重为1.3后进行转孔作业。
⑤ 根据现场施工实际情况在泥浆池中进行泥浆比重调节,并用专用泥浆车将多余的泥浆进行外运,外运距离暂定5km。
⑥ 用测绳进行测量转孔深度,待达到22m后进行清孔,清孔时间控制在1h左右,清孔时要严格控制泥浆比重,并用测绳随时检查,沉渣厚度小于100mm后立即进行钢筋笼安装(钢筋笼为提前预制并检验合格)。
⑦ 钢筋笼预制按照此方案进行施工,螺旋箍筋与主筋100%连接,钢筋笼分两段,两段钢筋笼连接时采用同心单面焊接,焊接接头要相互错开,接头率50%。
⑧ 混凝土浇注时要严格控制混凝土导管的提升,要一直保证导管埋置在混凝土下2m。
⑨ 灌注桩施工完毕后将导流沟和泥浆池清理干净,并回填土方进行平整。
3.2.3.4系统管廊和PR090管廊已施工完毕的基础保护
① PR090管廊最北侧一组管廊基础和系统管廊基础(2组)用12的工字钢在基础承台顶的位置处拉接成整体(共九个);
② 将系统管廊和PR090管廊连接的钢结构按照施工图纸进行施工;
③ 按照支护桩布置图进行钢板桩施工,然后用2台打桩机按照支护桩布置图的位置将挡土钢板(6.93m×2.5mδ=25mm)送至CWS、CWR管道顶;
④ 将支撑挡土钢板的钢板桩与内撑系统进行焊接,防止发生位移。
3.2.3.5冠梁施工
待灌注桩的强度达到设计要求时进行冠梁的施工,冠梁施工前要将灌注桩破除并保留灌注桩的主筋,冠梁施工时要与灌注桩主筋锚固,严格控制冠梁和M1的顶标高,顶标高控制在-0.1m。
3.2.3.6顶部支撑的安装
顶部支撑采用Φ219×8的无缝钢管,双层,与M1进行焊接,纵向连接采用Φ159×6的无缝钢管进行连接。
3.2.3.7基坑开挖完毕后安排专业测量人员进行支护系统的沉降和位移的观测,并做好记录,如发现异常立即停止施工作业,并通知相关负责人进行处理,处理完毕方可继续施工。
3.2.4土方工程
3.2.4.1土方开挖
本工程土方开挖量较大,采用先支护后开挖,对土方开挖的难度增加,施工过程中要有专人指挥逐空开挖,防止破坏支撑系统;
机械开挖为了避免桩基和地基基土受到扰动,待土方开挖至管顶300mm范围后停止机械开挖,剩余土方采用人工开挖,挖出土方外运至指定位置;
基坑有支护桩的两侧采用垂直开挖,另两端没有支护桩的采取放坡的开挖形式,放坡系数为1:
1;
土方开挖完毕后进行对基坑周围3000mm范围内进行卸载,卸载高度为2000mm,放坡系数为1:
1;
土方开挖完毕后,在基坑上口边线外1200mm位置用脚手架钢管搭设安全防护栏杆,栏杆高度为1200mm;
基坑开挖完毕后设置专用爬梯,施工人员上下基坑必须由专用的扶梯上下,边坡必须修整平整,拍实,土方开挖至设计标高后进行自检,自检合格后报监理、设计及勘察单位进行地基验槽,验槽合格后施工下一道工序。
3.2.4.2排水措施
在开挖完毕的基坑周边设置500mm宽300mm深的排水沟,并设置集水井1个;
集水井内固定架设出水口径为100mm的污水泵二台(另准备二台清水泵备用),排水时设专人昼夜值班,以确保基坑底部高于地下水位500mm;
定期派人对所有排水沟、坑进行清理和疏通,任何时候不得出现堵塞现象;
沿基坑顶面四周距开挖边线处500mm位置填筑坑顶挡水墙,避免地表水冲刷边坡,使泥土流入基坑;
坑底排水沟与坑顶挡水墙之间的边坡土方,雨天采用彩条布覆盖防水,晴天应让其保持良好的通风。
3.2.4.3土方回填
施工完毕,对结构组织验收后,并填写隐蔽验收记录和结构验收记录后进行土方的回填;
回填前将基坑内的杂物清理干净,坑底的水抽干净后用含水率适中的黏土分层碾压,回填土每层的虚铺厚度不超过250mm,回填土的压实系数大于0.95。
4、质量保证措施 (略)
5、施工现场照明、临时道路及现场临时设施,现场排水 (略)
6、HSE管理措施 (略)
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