水利工程深基坑支护专项方案.docx

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水利工程深基坑支护专项方案

一、工程概况......................................................................................................2

二、编制依据......................................................................................................3

三、地质情况......................................................................................................3

四、施工方案及计算书......................................................................................8

五、施工方法....................................................................................................12

1、灌注桩施工............................................................................................12

2、搅拌桩施工............................................................................................15

3、拉森钢板桩施工....................................................................................18

4、基坑降水及开挖....................................................................................19

5、基坑回填................................................................................................23

6、雨季施工措施........................................................................................24

六、管理体系安排............................................................................................25

七、安全文明措施............................................................................................25

八、应急预案....................................................................................................26

一、工程概况

城区防洪排涝改造工程（2016年度）一标段为新建东长春河闸站

东长春河闸站，闸孔净宽为8m，采用钢筋砼坞式结构，配弧形下卧式钢闸门。

两泵站在闸首北侧单侧布置，水泵型号800QGL-160双向潜水贯流泵，单泵流量2.0m3/s，扬程2.43m，叶片安放角+2°，电动机功率为75KW。

闸站东侧是体育场游泳池。

闸站西侧是体育弄桥。

闸站南侧是太仓市经贸小学，已与学校协商进行围挡搭设。

闸站北侧有两栋商品房，东侧商品房已协商进行拆迁，西侧商品房距本工程闸站基坑开挖线仅4.5米左右。

目前，商品房内仅剩余一户居民还未签拆迁协议。

我单位拟定方案为在东侧进水池位置打设拉森桩，先进行闸室施工，待东侧房屋拆迁后移至砼结构边线外侧。

二、编制依据

1、城区防洪排涝改造工程（2016年度）一标段设计图纸；

2、城区防洪排涝改造工程（2016年度）一标段地质报告；

3、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012；

4、《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ20283；

三、地质情况

四、施工方案及计算书

本标段闸站原地面标高约为4.3左右，东长春河闸站开挖标高为-0.6，最大开挖深度为5m，砼结构尺寸为27m*16.8m，基坑支护尺寸为30m*19.8m。

原西侧基坑围护设计单位方案为12米工法桩，拉森桩围檩及立柱为HW250*250b，因西侧工法桩与高压线过近（高压线离地仅约12米左右），考虑到安全因素，我单位拟定方案为水闸西侧基坑围护采用13米长600@800灌注桩，河道内灌注桩待施工完成后破除至河底标高，灌注桩顶浇筑600*400冠梁，角撑位置在冠梁内埋设钢板焊接，因地质报告为流沙土，为防止渗进在灌注桩西侧再打设一道9米拉森钢板桩止水，其余3边基坑围护与设计相同采用12米长400*170*15.5拉森钢板桩围护，围护桩离砼边线1.5米。

水闸东北侧离拉森钢板外1米距离施工11米长φ60双头搅拌桩。

拉森桩顶标高控制到▽5.3，考虑到结构受力结合以往施工经验原四周HW250*250b围檩及立柱改成HW400*400b，四角设φ32.5*1.0钢管平面角撑，横撑采用φ32.5*1.0钢管，横向30米设5道，纵向19.8米设1道。

（具体见平面及断面图）

因基坑范围较大，基坑开挖需采用长臂挖掘机，基坑内有钢管横撑，在浇筑砼结构时分二次浇筑，浇筑至合适高程时，回填基坑土方，拆除钢管横撑后再浇筑砼结构。

计算书见附件

《基坑支护平面位置图》

《基坑支护断面图》

《基坑支护断面图》

五、施工方法

1、灌注桩施工

一、工艺流程

场地平整→桩位放样→制备护壁泥浆→护筒埋设→钻机就位→复验桩位→钻孔→成孔至设计高程→提钻→清孔→桩底检查→钢筋笼隐检→吊放钢筋笼→下导管→水下灌注砼并回收护壁泥浆→拔除护筒。

施工工序见钻孔桩施工工艺框图。

钻孔桩施工工艺框图

钻孔桩施工方案报监理工程师批准

场地平整或搭设钻孔平台桩位放样钢护筒制作加工埋设护筒自检后报监理工程师钻孔、清孔终孔检查下钢筋笼、导管灌注水下砼钻孔桩自检报监理工程师审批下道工序质量管理办公室综计财机物安质工合划全量程资械合管技供管同理术理部部部部

环

办

务

应部

钢筋笼制作保部

钢筋进场取样试验Y

公室

N部

退

货

各施工队

N自检后报监理工程师Y试块制作N经监理工程师同意采取补救措施

Y

Y

二、灌注桩施工设备、劳力配置、工期安排

1、劳力按每台灌注桩桩架配置6人，其中机械操作手2人，备用人力及辅助工4人，共投入灌注桩机设备2台套，共需劳力18（不含管理、技术人员、砼拌和人员等）。

2、主要施工机具投入

灌注桩机选用适合地基土质要求的正循环钻机进行闸站灌注桩施工。

三、施工方法

⑴搭设工作平台

施工前，对施工场地进行清理，清除桩位周围各种杂物，整平夯实，便于施工机械出入，便于钻进作业。

本工程水上作业需搭设水上平台。

⑵测量放样

利用复核后的导线点、水准点，用全站仪精确定出桩的中线位置，然后分别沿顺桥向和横桥向设置牢固的控制桩。

桩位必须反复校核，护筒埋置后，再次进行校核，确认无误后进行“米”字拴桩,为钻头找中、钢筋骨架找中等后续工作创造条件。

⑶埋设护筒

护筒采用10mm钢板制作，护筒内径比设计孔径大30cm，每节长1.5-2.0m，纵向焊接接长。

护筒采用人工埋设，并设导向支架。

护筒埋入原状土深度不小于1.5m，护筒顶端高出地表30cm，护筒平面位置允许偏差≤50mm，倾斜度偏差≤1%。

⑷泥浆制备

根据工程地质情况，桩孔钻进过程中采用膨润土悬浮泥浆作为护壁泥浆，泥浆比重控制在1.2kg/cm3左右。

钻进时，保持护壁泥浆始终高出孔，以保证在钻进过程中不塌孔。

1.0-1.5m外水位

⑸钻孔

根据地质特点，选用旋挖钻机成孔和正反循环钻机。

就位后的钻机底座保持平稳，不发生倾斜和位移；钻头中心采用桩定位器对中，定位允许偏差≤20mm。

钻进不得干扰相邻桩混凝土强度的增长，必须在中距5m内的任何桩的混凝土浇注完成24h后才能开始。

钻机开钻后保持连续作业，钻进过程中经常检查桩径、中心位置、垂直度和泥浆比重。

如有偏差，及时采取措施进行调整，保证桩基施工质量。

⑹清孔

钻孔达到设计深度且成孔质量符合要求后，采用换浆法清孔。

清孔时，孔内水位保持足够的水头，以防塌孔。

清孔后，孔底沉淀物厚度根据不超过设计要求的沉淀值。

在钻孔终了和清孔后，对孔径、孔深和倾斜度用专用仪器测定。

钻孔质量应达到：

平面位置：

单排桩小于5cm。

钻孔直径：

不小于桩的设计直径。

倾斜率：

不大于1%。

深度：

不小于图纸设计。

⑺钢筋笼的制作与安装

钢筋笼要求在固定平台上制作成型，制作误差要求:

主筋间距:

±5mm

箍筋间距:

0，20mm钢筋笼直径:

±5mm钢筋笼长度+5mm，-10mm钢筋笼成型后，经质检员和监理工程师检验合格后方可使用。

钢筋骨架分节制作，运至现场后吊装连接。

钢筋骨架在吊装下孔前，在骨架周径上绑扎弧型垫块，以保证钢筋保护层厚度；垫块间距沿桩长不超过2m，横向圆周不少于4块。

放入钢筋骨架时用四根钢管作导向，保证钢筋骨架尽量对中，不伤孔壁并保证保护层厚度。

钢筋骨架采取四点固定防止掉笼或上浮。

⑻灌注水下混凝土

采用导管灌注水下混凝土。

导管直径300mm，厚4mm，每节长2m，采用法兰连接，导管底端至钻孔底空隙约为25-40cm。

孔身、孔底经监理工程师验收且钢筋骨架安放后，立即灌注混凝土，混凝土连续浇注不得间断。

灌注首批混凝土后，导管埋入混凝土中的深度不小于1m，在浇注过程中始终保持导管在混凝土中埋置不小于2m。

灌注的桩顶标高高出设计标高0.5-1m，以保证桩身混凝土强度；多余的部分在承台施工前凿除。

⑼成桩检测

成桩后，对基桩进行自检，自检方式和频率为100%的无破损检测，自检合格后，接受业主和监理组织的质量检查，检测合格才可进行下一步工序的施工。

2、搅拌桩施工

搅拌桩使用的水泥应选用普通硅酸盐水泥，强度等级应采用42.5级或以上，质量应符合GB175-2007的有关规定，不得使用过期的和受潮结块的水泥。

水泥搅拌桩施工工艺及水泥掺量由现场试验确定，水泥掺量不小于15%，桩身水泥土28天龄期无侧限抗压强度不小于1.2Mpa。

一、施工准备

1、根据设计要求，确定搅拌桩施工工艺和施工参数，报监理工程师审批。

2、通过实际施工情况结合桩基土质情况确定水泥浆配比，搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间，搅拌机提升速度和复搅深度等施工参数。

3、清理施工现场的地下、地面障碍物，用推土机平整场地，基础底面以上预留50cm土层，搅拌桩施工至地面，确保桩点标高及覆盖土的厚度。

4、按设计要求，进行现场测量放样，定出轴线及桩位，现场布置安排制浆操作间，制浆池及供排水设施。

．

二、搅拌桩成桩施工工艺

根据设计图纸、技术要求及施工经验，本工程采用全桩长四搅二喷工艺。

三、水泥搅拌桩施工设备、劳力配置、工期安排

1、劳力按每台搅拌桩机配置6人，其中机械操作手3人，备用人力及辅助工3人，共投入桩机设备一台套，共需劳力6人（不含管理、技术人员等）。

2、主要施工机具投入

水泥搅拌桩机选用适合地基土质要求的GZB-600型深层搅拌机1套，配备3EJN－100/6型喷浆泵1套以及水泥浆搅拌机1套。

3、计划工期

建筑物根据安排时间确定。

四、成桩施工

1、将搅拌机移至设计桩位，定位对中，偏差不大于5cm。

2、预搅下沉

（1）待施工机械一切准备正常后，启动搅拌机电机；

（2）搅拌机预搅下沉采用不冲水法下沉，放松起吊钢丝绳，使钻杆沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度由电机的电流监测表控制。

3、制备水泥浆

水泥搅拌进行浆液配制。

时，2m待深层搅拌机下沉至距设计桩底高程

浆液严格按试桩确定的施工参数配制，选用425#普硅水泥，采用自动称重装置保证水泥用量准确，拌制浆液时，先在灰浆搅拌机内注入一部分的清水，然后边搅拌边加入水泥。

4、提升喷浆搅拌

搅拌头下沉到达设计标高后，开启灰浆泵，将拌制好的水泥浆液压入桩基中：

桩底喷浆搅拌60秒，再边喷浆边搅拌提升，提升速度严格按试桩确定的施工参数执行。

5、复搅下沉

为使软土和水泥浆搅拌均匀，第1次喷浆搅拌至孔口后，将搅拌机复搅下沉（不压浆），复搅深度按试桩确定的施工参数执行，复搅到预定深度后，再边喷浆边搅拌提升出地面，完成四搅二喷。

关闭搅拌机械，将桩机架移至下一个桩位，重复上述施工工艺。

五、水泥搅拌桩施工质量控制

为了保证水泥搅拌桩的施工效果，按照有关规范规定，并结合类似工程施工实践，按施工前质量控制、施工过程中质量控制，严把质量控制关。

1、施工前质量控制：

首先进行技术交底，根据设计要求和试验桩所确定的参数，使得施工人员掌握明了，以保证桩基质量。

2、施工过程中质量控制：

（1）注意必须均匀连续，防止出现未注浆的夹心层，拌制浆液的罐数及泵送浆液的时间有专人记录。

（2）搅拌机喷浆提升的速度和次数严格按施工工艺要求施工，严格控制水泥用量、搅拌深度，有专人记录搅拌机每米下沉和提升的时间，深度记录误差不大于5cm，时间记录误差不大于5秒，施工中发现的问题及处理情况均作记录。

．

（3）制备的浆液停置时间不超过2小时，防止浆液离析。

（4）施工过程中若发生喷浆中断，应将喷浆管下沉至停浆点以下0.5m，等恢复供浆时再施喷提升。

因停电或机械故障而中断施工时间过长造成断桩时，可采取补强灌浆或补桩的方法处理。

补强灌浆每桩布置1－2个灌浆孔，灌浆压力0.05Mpa,一根断桩补加施工两根桩，横向与原桩相切8－10cm。

也可以先用钻机钻孔，再用单管高喷接桩50cm，然后再用深层搅拌机从原中断位置搅拌。

3、拉森钢板桩施工

1、钢板桩的选用

根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用的拉森12m长防渗钢板桩，抗弯性能好，其主要尺寸参数为：

400*170*15.5

2、施工工艺流程

本工程基坑施工工艺流程为：

放坡→打桩定位放线→施打钢板桩→土方开挖→安装围檩及支撑→闸站施工→回填土方→拔起钢板桩

3、整平：

在施打钢板桩之前，先用装载机和挖机配合将原地面整平，然后进行钢板桩施工。

4、钢板桩施工方法

1）测量放线

由测量人员放出钢板支护结构的轴线和边线，然后在边线位置撒上白灰进行钢板桩的打设。

2）钢板桩的打设

拉森钢板桩施工关系到施工止水和安全，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工有关要求：

①拉森钢板桩采用振打入法，采用单桩逐块打设。

施工时，挖机的振动锤将钢板桩上端夹紧。

然后将钢板桩吊至插桩点进行插桩，插桩时对准锁口后将钢板桩振动打入。

施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况。

②打桩前，对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格者待修整后才可使用。

③打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。

④在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。

⑤钢板桩施打采用屏风式打入法施工。

屏风式打入法不易使钢板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。

施工时，将10-20根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。

通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后在中间按顺序分1/3或1/2板桩高度打入。

屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。

施打顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。

因此，施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。

其选择原则是：

当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序施打；反之，用逆向顺序施打；当屏风墙两端板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打；当板桩墙长度很长时，可用复合顺序施打。

5、基坑降水及开挖

本工程基坑开挖面位于河道中，地基土中的空隙几乎为水所饱和，地基土的粘度很大，基坑开挖前需进行降水处理。

结合本工程的水文地质条件和该地区以往降水经验，对各种降水方法对周边建筑的安全性和工程造价的综合比较分析后认为：

采用轻型井点降水是本工程优选的方法。

一、准备工作

（一）轻型井点设备

轻型井点系统由滤管、井点管、连接管、集水管及抽水设备等组成。

1、滤管：

Φ50mm，壁厚3.0mm无缝钢管，长2.8m，一端用厚为4.0mm钢板焊死，管壁上钻直径12～18mm的孔/cm的黄铜丝布，外层为8～10孔/cm的铁丝布粗滤网。

为避免滤孔淤塞，在管壁与滤网间用铁丝绕成螺旋形断开，滤网外面再裹一层8号粗铁丝保护网。

滤管下端放一个锥形铸铁头。

井点管的上端用弯管接头与总管相连。

2、井点管：

Φ50mm壁厚为3.0mm无缝钢管，长6m。

3、连接管：

胶皮管与井点管和总管连接，采用8号铅丝绑扎，应扎紧以防漏气。

4、总管：

Φ100钢管，壁厚为4mm，每节长度为4～5米，用法兰盘加橡胶垫圈连接，防止漏气，漏水。

5、抽水设备：

IB80-65-160离心式水泵，流量50m3/h共7台。

6、凿孔冲击管：

Φ219×8mm的钢管，由公司加工厂自制，共长度为10m。

7、水枪：

Φ50×5mm无缝钢管，下端焊接一个Φ16mm的枪头喷嘴，上端弯成大约直角，且伸出冲击管外与高压胶管连接。

8、蛇形高压胶管：

压力应达到1.50Mpa以上，长120米。

9、高压水泵：

100TSW-7高压离心泵，配备一个压力表，作下井管之用。

二、轻型井点布置

1、平面布置

在闸站四周采用单排线状井点闭合布置，中间闸底板两侧增设两排井。

为了充分利用泵的抽水能力，集水总管标高应尽量1m点，井点管间距按．

接近地下水位线，并沿抽水水流方向留有0.25%～0.5%的土仰角。

在确定井点管数量时应考虑在基坑四周适当加密。

2、高程布置

根据本工程的特点（地下水位的高度）以及河底的标高，埋入深度为4m～６m，保证埋入基础底以下大于2m，待桩基工程完工后，再根据基础开挖的深度做适当的调整。

三、井点安装

1、安装程序

井点放线定位→安装高位水泵→凿孔安装埋设井点管→布置安装总管→井点管与总管连接→安装抽水设备→试抽与检查→正式投入降水程序。

2、井点管埋设

根据建设单位提供测量控制点，测量放线确定井点位置，然

后在井位先挖一个小土坑，深大约500mm，以便于冲击孔时集水，埋管时灌砂，并用水沟将小坑与集水坑联接，以便于排泄多余水。

用绞车将简易井回移到井点位置，将套管水枪对准井点位置，启动高明压水泵，水压控制在0.4～0.8Mpa，在水枪高压水射流冲击下套管开始下沉，并不断地提升与降落套管与水枪。

一般含砂的粘土，按过去经验，套管落距在1000mm之内，在射水与套管冲切作用下，大约在10～15min时间之内，井点管可下沉4m左右，若遇到较厚的纯粘土时，沉管时间要延长，此时可采取增加高压水泵的压力，以达到加速沉管的速度。

凿孔冲击管上下移动时应保持垂直，这样才能使井点降水井壁保持垂直，若在凿孔时遇到较大的石块和砖块，会出现倾斜现象，此时成孔的直径也应尽量保持上下一致。

．

井孔冲击成型后，应拔出冲击管，通过单滑轮，用绳索拉起井点管插入，井点管的上端应用木塞塞住，以防砂石或其他杂物进入，并在井点管与孔壁之间填砂石滤层。

3、冲洗井管q

将φ15～30的胶管插入井点管底部进行注水清洗，直到流出清水为止。

应逐根进行清洗，避免出现“死井”。

4、管路安装

首先沿井点管线外侧，铺设集水毛管，并用胶垫螺栓把干管连接起来，主干管连接水箱水泵，然后拔掉井点管上端的木塞，用胶管与主管连接好，再用10#铅丝绑好，防止管路不严漏气而降低整个管路的真空度。

主管路的流水坡度按坡向泵房5‰的坡度并用砖将主干管垫好，并作好冬季降水防冻保温。

5、检查管路

检查集水干管与井点管连接的胶管的各个接头在试抽水时是否有响声漏气现象，发现这种情况应重新连接或用油腻子堵塞，重新拧紧法兰盘螺栓和胶管的铅丝，直至不漏气为止，在正式运转抽水之前必须进行试抽，以检查抽水设备运转是否政党贬路是否存在漏气现象。

在水泵进水管上安装一个真空表，在水泵的出水管上安装一个压力表。

为了观测降水深度，是否达到施工组织设计所要求的降水深度，在基坑中心设置一个观测井点，以便于通过观测井点测量水位，并描绘出降水曲线。

，在试抽时，应检查整个管网的真空度，应达到550mmHg（73.33kPa）方可进行正式投入抽水。

四、抽水．

轻型井点管网全部安装完毕后进行试抽。

当抽水设备运转一切正常后，整个抽水管路无漏气现象，可以投入政党抽水作业，开机后一个星期后将形成地下降水漏斗，并趋向稳定，桩机工程可在降水10d后开工。

完成围护桩施工后开始进行基坑开挖，考虑到基坑范围较大，采用长臂挖掘机进行施工，第一次先开挖2.5米深，进行围檩及横撑施工，待支撑施工完后进行第二次开挖，机械开挖至基坑底设计标高以上30cm，人工清底找平至设计标高，自检合格后，通知监理等部门共同对基底进行验槽，办理验槽手续。

基坑开挖时，随时对基坑周边土体边坡、坑底高程、周边建筑物、钢板桩位移情况进行监测。

在保证施工安全的前提下作业。

5、基坑回填

为能及时回填土，闸体在施工过完成后及时申请监理、甲方、监督站进行检查验收，尽早开始基础回填。

（1）回填土进场后要进行严格的质量检查，土内不得含杂物