基坑支护及降水综合项目施工专项方案.doc
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1、衡水市新华人防地下商业街工程基坑支护及降水施工方案编制: 审核: 审批: 中铁建设集团市政工程分企业12月目 录一、编制依据3二、工程概况32.1工程总体概况32.2基坑支护及降水设计条件4三、基坑支护及降水设计53.1基坑支护方案比选53.2基坑支护设计63.3基坑降水设计8四、施工准备及布署94.1施工内容及次序94.2施工目标104.3机械设备及劳动力资源配置104.4施工布署11五、分项施工125.1钢筋混凝土灌注桩施工125.2钢管桩施工175.3高压旋喷桩施工185.4锚杆施工205.5土钉墙施工245.6轻型井点降水施工285.7管井降水施工305.8土方施工32六、质量管理体系
2、及确保方法326.1 质量管理体系及质量目标336.2 确保体系336.3 管理制度346.4 质量管理确保方法346.5 质量教育管理35七、工程进度确保方法35八、安全文明施工378.1安全施工378.2 文明施工398.3 绿色环境保护施工40九、冬季施工及维护方法449.1组织方法449.2冬季施工准备449.3具体技术方法45十、工程监测4610.1监测目标4610.2 监测内容和监测项目467.3 监测报警47十一、应急预案4911.1应急预案方针和目标4911.2应急工作布署4911.3关键风险源辨识49附件51一、编制依据建筑地基基础设计规范(GB50007-)。建筑地基基础工
3、程施工质量验收规范(GB50202-)。建筑桩基技术规范(JGJ 94-)。建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)。基坑土钉支护技术规程(CECS96:97)。岩土锚杆(索)技术规程(CECS22:)。喷射混凝土施工技术规程(YBJ226-91)。岩土工程勘察规范(GB50021-)。人民防空工程设计规范(GB50225-)。建筑地基基础工程施工技术标准和质量验收规范实用手册。相关印发通知(建质87号文)。衡水市新华人防地下商业街工程施工图(河北人防工程设计研究院设计)。新华人防地下商业街(HF-073)岩土工程勘察汇报(具体勘察)(衡水衡房岩土工程勘察提供)。衡水市新华人防地下商业街工程
4、施工组织设计(以下简称施工组织设计)。和本工程施工总承包协议、协议,招投标文件、函件等。二、工程概况2.1工程总体概况本工程为衡水市新华人防地下商业街工程,处于衡水市内繁荣地段,东临红旗大街,南侧紧贴衡水师范学院、河北长途电信传输局衡水线务局和衡水日报社,西邻报社街,北为新华东路。本工程总建筑面积22570m2,为地下室一层,筏板基础,板柱结构,平时为商业及配套车库(车位数168个), 战时为二等人员掩蔽部(2个防护单元)及六级人防物资库(4个防护单元)。建设单位:衡水金开利地下工程投资管理;勘察单位:衡水衡房岩土工程勘察;设计单位: 河北人防工程设计研究院;监理单位:上海浦桥建设工程监理;施
5、工单位:中铁建设集团。协议工期120日历天,计划10月20日开工,2月17日完工,具体以签署协议为准。2.2基坑支护及降水设计条件2.2.1拟建场地岩土地层条件依据业主提供新华人防地下商业街(HF-073)岩土工程勘察汇报(具体勘察),拟建工程勘察深度内所揭示地层除地表素填土及杂填土外,其它均属第四系全新统冲洪积地层,岩性以粘土、粉质粘土、粉土为主,依据野外判定及物理力学性质指标,将地层划分为7层,各土层特征及厚度改变以下:层素填土:黄褐色,土质松散不均,以粉土为主,加粉质粘土团块,多含植物根系,层厚0.50-2.20米,底板埋深0.50-2.20米。填土年限超出五年。(基坑设计参数提议值:=
6、17.0kN/m3,uuk=10,Cuuk=10kPa)。1层杂填土:黄褐色、杂色、灰褐色,土质松散不均,以粉土、砖块、石灰为主,地表多为水泥路面,层厚0.50-1.60米,底板埋深0.5-2.20米。填土年限超出五年。关键分布在场地周围。(基坑设计参数提议值:=16.0kN/m3,uuk=10,Cuuk=0kPa)。粉土:浅黄色,土质不均匀,摇振反应快速,干强度底,韧性底,湿,中蜜-密实,中压缩性,层厚2.50-4.20米,地板埋深4.00-4.80米。(基坑设计参数提议值:=19.0kN/m3,uuk=20,Cuuk=15kPa,渗透系数0.3m/d)。层粘土:红褐色,土质不均匀,夹薄层粉
7、质粘土,含锈斑,有光泽,干强度高,韧性高,可塑,局部为硬塑,中压缩性,层厚3.80-5.40米,底板埋深8.40-9.50米。(基坑设计参数提议值:=18.0kN/m3,uuk=7,Cuuk=36kPa,渗透系数0.001m/d)。层粉土:浅黄色,土质不均匀,夹薄层粉沙,含沙粒、云母,摇振反应快速,干强度底,韧性底,湿,中蜜-密实,中压缩性,层厚3.90-5.50米,地板埋深12.70-14.30米。(基坑设计参数提议值:=19.0kN/m3,uuk=20,Cuuk=15kPa,渗透系数0.30m/d)。1层粉砂:褐黄色,颗粒不均匀,矿物成份以石英、长石、云母为主,饱和,销蜜,层厚0.5-1.
8、60米,底板埋深10.70-11.50米。在13、14、20、21、22、23、24、25、号孔揭露该层。(渗透系数0.50m/d)。层粉质粘土:褐黄色,土质不均匀,夹薄层粉土,含锈斑,销有光泽,干强中等,可塑,中压缩性,层厚2.20-4.20米,底板埋深16.00-17.50米。(渗透系数0.05m/d)。层粉土:褐黄色,土质不均匀,夹薄层粉质粘土,含云母,摇振反应快速,干强度底,韧性底,湿,密实,中压缩性,揭露最大层厚3.80米,揭露最大地板埋深20.0米。(渗透系数0.30m/d)。层粉质粘土:黄褐色,土质不均匀,含锈斑,销有光泽,干强度高,韧性中等,可塑,中压缩性,揭露最大层厚1.00
9、米,揭露最大底板埋深20.0米。此次勘察未穿透该层。(渗透系数0.05m/d)。场地浅层地下水为孔隙潜水,含水层以粉土、粉砂为主,地下水动态(水位、水质、水温)关键受大气降水原因影响,地下水位埋深3.23.6m,高水位多出现在汛期8-9月份或稍滞后些时间,低水位多出现在5-6月份。年水位变幅约2-3m。本场地环境类型为类,干湿交替。抗震设防烈度为7度,设计基础地震加速度值为0.1g。拟建场地类别为类。场地设计特征周期为0.55s。地基土不液化。该场地第层适宜做为基础持力层。基坑深度约8m,基坑工程安全等级为二级。提议采取钻孔灌注桩支护,采取水泥搅拌法进行隔水。场地标准冻土深度为0.6m。2.2
10、.2拟建场地环周围条件拟建场地处于衡水市繁荣地段,基坑北侧距结构4m有高架高压电线和和一道通信电缆沿基坑边经过,距基坑南侧3m有地下电缆沿基坑边经过,埋深约2.0m,且距基坑南侧西部6m和基坑西侧20m左右各有6层建筑物。基坑周围12m范围内有地下排水系统沿基坑边经过(已停止使用)。2.2.3场地周围使用条件场地周围设计附加荷载20KPa,南侧为广场,仅有行人经过;北侧为马路,许可小型汽车通行;西侧为施工料场,要求堆载不超出2t/m2,距离基坑边大于2m;东侧为马路,距离坑边2m外许可车辆通行。2.2.4其它情况说明依据现场特殊位置,和业主方协调情况,施工出入口后施工,总体要求为缩短道路恢复时
11、间,立即使道路恢复通行。三、基坑支护及降水设计3.1基坑支护方案比选1、土钉墙支护。依据本工程相关文件、图纸及勘察资料,土钉墙设计以下:土钉水平间距1.5m,竖向间距1.4m,竖向6排,梅花形部署。土钉倾角10,孔径110mm,土钉注浆水泥为P.S.A32.5,水灰比0.450.50。面层厚度80mm,钢筋网6.5200200,喷射混凝土强度C20,水平拉筋采取114。此支护形式结合大口井围降:在基坑周围每间隔6m部署一口管井,共部署138口,管井深度17m,井中距基坑边1.0m;基坑内每间隔20m部署一口疏干井,共部署38口,井深12m。管井成孔直径600mm,下入外径400mm、壁厚50m
12、m无砂混凝土滤管,滤管周围用25mm细石填充,顶部1.0m采取粘土封井。土钉墙造价较低,土方挖运和护坡同时进行,施工工艺简单。但土钉墙支护形式含有一定不足。对于本基坑,深度8m,因为场地限制边坡不许可放坡;且本场地地下水较高(在-3.5m左右),土钉墙作为一个被动支护模式,且结合坑周管井围降,墙顶轻易产生较大变形,尤其对于周围建(构)筑物、地下管线距离较近地方更不宜采取。2、桩锚支护。依据本工程相关文件、图纸及勘察资料,经计算,护坡桩+预应力锚杆支护形式,600混凝土灌注桩桩长12m,嵌固深度4m, 水平间距1.0m,桩身混凝土C25,纵筋1418,钢筋保护层50mm,长螺旋反插钢筋笼工艺施工
13、。锚杆为2桩1锚,水平间距2.0m,成孔直径150mm,预应力锚杆采取干作业锚杆机成孔;钢腰梁采取双25b工字钢焊接成箱梁,垫板为300mm250mm30mm钢板;预应力锚杆锁定拉力为设计拉力60%;锚杆注浆采取P.S.A32.5水泥,水灰比0.450.5,水泥浆强度20MPa。桩顶钢筋混凝土连梁尺寸700mm500mm,连梁主筋818,保护层厚度为35mm,桩主筋应插入连梁内450mm。此支护形式结合坑周隔水帷幕和坑内管井降水。止水帷幕采取搅喷桩,桩径400mm,桩长10.0m,超出基坑深度4m,桩顶在自然地面,水泥掺量约20%,位置部署在护坡桩间,和护坡桩搭接10cm。坑内部署38口疏干井
14、,井深13m,间距20m,成井直径600mm,下400无砂混凝土滤管,若水量较大则采取35t型水泵抽排。桩锚支护关键由钢筋混凝土灌注桩和锚杆共同作用,并经过钢腰梁和混凝土冠梁使得灌注桩和锚杆形成一个支护整体,并结合搅喷桩隔水帷幕和坑内管井降水。该支护形式是一个比较成熟基坑支护方法,在多种不一样土层下全部有比较成熟施工工艺,支护安全可靠,在基坑安全系数要求较高情况下被常常采取,但造价较高。3.2基坑支护设计3.2.1支护方案经方案比选,并结合实际情况综合考虑,本工程支护方案关键采取桩锚支护结构和土钉墙护坡相结合方法。设计基坑等级三级,设计使用年限十二个月,周围超载20KPa,距离基坑边大于2.0
15、m,支护形式见附件一:基坑支护及降水平面部署图。1、剖面1-1钢筋混凝土灌注桩加一道锚杆支护,支护桩间插高压旋喷桩做止水帷幕,具体见附件二:基坑支护1-1剖面图。钢筋混凝土灌注桩桩径600mm,桩长9m,桩间距1m,桩顶标高为现实状况地面标高以下3.0m。桩身混凝土等级C25,灌注桩主筋为1418,加劲筋为16,箍筋采取6.5200,累计320根。高压旋喷桩,桩长7m,桩径600mm,水灰比0.5,每根桩水泥用量在0.945m31.155m3,部署在灌注桩之间,共261根。锚杆单根长L=20.0m,自由段5m,成孔直径150mm,3束1860钢绞线,锚杆倾角15,两桩一锚,水平间距2m,竖向在
16、-3.0位置,轴向拉力设计值500kN,锁定值300kN,锚具采取M15-3孔锚具。腰梁借助桩顶冠梁,垫板采取300mm250mm20mm钢板。锚杆注浆采取P.S.A32.5水泥,水灰比0.450.5,水泥浆强度20MPa。桩顶钢筋混凝土连梁尺寸700mm500mm,混凝土C25,主筋818,箍筋6.5250,连梁主筋,保护层厚度35mm,桩主筋插入连梁内450mm。2、剖面2-2钢管桩结合两道锚杆和三排土钉支护,周围轻型井点截水,具体见附件三:基坑支护2-2剖面图,3-3剖面图。钢管桩采取采取外径89mm,壁厚3mm钢管,桩长9m,水平间距700mm,桩数809根。二道预应力锚杆。单根长L=
17、12.00m,(自由段3.0m),倾角=15,锚固段直径D=150mm,注浆水泥为P.S.A32.5,水灰比0.450.50。拉筋采取1251400,第一道锚杆设计拉力Nt=140kN,锁定力100kN,第二道设计拉力Nt=120kN,锁定力80kN。三道土钉,水平间距1.4m,矩形部署。第一、二道土钉单根长L=8.8m,第三道土钉单根长L=5.8m,倾角=10,孔径D=100mm,拉筋1181400,土钉注浆水泥为P.S.A32.5,水灰比0.450.50。土钉墙面层厚度80mm,挂钢筋网6.5200200,水平拉筋采取116,喷射C20混凝土。3、剖面3-3钢管桩结合两道锚杆和三排土钉支护
18、,周围轻型井点截水,具体见附件三:基坑支护2-2剖面图,3-3剖面图。钢管桩采取采取外径89mm,壁厚3mm钢管,桩长7.5m,水平间距700mm,桩数326根。二道预应力锚杆。单根长L=12.00m,(自由段3.0m),倾角=15,锚固段直径D=150mm,注浆水泥为P.S.A32.5,水灰比0.450.50。拉筋采取1251400,第一道锚杆设计拉力Nt=140kN,锁定力100kN,第二道设计拉力Nt=120kN,锁定力80kN。二道土钉,水平间距1.4m,矩形部署。第一道土钉单根长L=8.8m,第二道土钉单根长L=5.8m,倾角=10,孔径D=100mm,拉筋1181400,土钉注浆水
19、泥为P.S.A32.5,水灰比0.450.50。土钉墙面层厚度80mm,挂钢筋网6.5200200,水平拉筋采取116,喷射C20混凝土。3.2.2计算参数基坑支护及降水设计参数参考表1。表1 基坑开挖设计参数参考表地层层号地层名称层厚(m)重度(kN/m3)内摩擦角uuk(度)粘聚力Cuuk(kPa)渗透系数(m/d) 层素填土1.3517.01010/1层杂填土1.0516.0100/ 层粉土3.3919.020150.30 层粘土4.5718.07360.001 层粉土3.7619.020150.301层粉砂0.96/0.50 层粉质粘土2.93/0.05 层粉土1.77/0.30 层粉
20、质粘土0.67/0.053.2.3设计图纸基坑支护及降水设计图纸见:附件三:基坑支护及降水施工平面图。附件四:基坑支护1-1剖面图。附件五:基坑支护2-2剖面图,3-3剖面图。附件六:基坑支护4-4剖面图。附件七:挡土墙施工详图。3.3基坑降水设计3.3.1轻型井点降水本工程关键在钢管桩支护区域(1-1剖面)和拟建场地北侧局部灌注桩支护区域(3-3剖面)采取轻型井点降水。井点管1-1剖面单根长7.5m、3-3剖面单根长6.0m,管径1寸,40根设置为一组,共20组。在钢管桩支护剖面(1-1剖面),井点管距支护桩1.0m,施工时土钉及锚杆要避开井点。3.3.2管井降水管井关键部署在拟建场地中间部
21、位,具体见平面图。坑内每间隔20m部署一口降水井,井深12m,共部署38口,作为开挖疏干和结构施工阶段降压之用。成孔直径600mm,下入外径400mm、壁厚50mm无砂混凝土滤管,滤管周围用25mm细石填充,顶部1.0m采取粘土封井。3.3.3明排水基坑开挖完成后,因为基坑内部管井部分被破坏,基坑内降水受到影响,且局部明水聚集到基坑内,均需采取排水沟配合集水井方法进行排水。排水沟关键设置在基坑内侧周围,集水井设置在基坑内侧转角处,长边按一定间距分别设置,具体依据现场情况现场确定。四、施工准备及布署4.1施工内容及次序基坑采取明挖法,施工内容及关键施工次序以下:1、平整场地,钢管桩、钢筋混凝土灌
22、注桩和高压旋喷桩同时施工。2、桩顶冠梁施工、轻型井点及管井施工、安装和运转维护。3、降水运转一周后,水位降至设计标高后进行第一步土方开挖,至-1.5m,进行第一道土钉施工,挂网喷护。4、第二步土方开挖,至-3.0m,进行第一道锚杆施工,并按规范制作桩顶冠梁、挡土墙,施加预应力。5、第三步土方开挖,至-4.5m,进行第二道锚杆施工,同时进行挂网喷护,并按规范制作安装腰梁,施加预应力。6、第四步土方开挖,至-6.0m,进行第二道土钉施工、挂网喷护。7、第五步土方开挖,至-7.5m,进行第三道土钉施工、挂网喷护。8、第六步土方开挖,至-7.8m,其中第七防护单元(物资库)基底挖至-6.65m,组织验
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