深基坑围护桩及土方开挖技术交底.doc

《深基坑围护桩及土方开挖技术交底》

㈠、工程概况
本工程为位于市中心的某办公大楼，由主楼与裙楼组成，建筑面积为14449m2，主楼12层，高40.5m，设一层地下车库，主楼前场地下为专设地下车库。主楼座北朝南布置，南面为突出门厅，其上部为四层圆形建筑，裙房为一至三层沿街商业性建筑，涉及餐厅等。主楼地下室设有人防，500t水池和相配合的机房，北面是消防通道出人口。
主楼为柜架剪力墙结构，7度设防，柱网尺寸为7.2m×5.4m和 7.2m×5.7m两种。地基基础解决的工程桩为直径φ800、φ100、φ1200mm大孔径钢筋混凝土钻孔灌注桩。
建筑物基坑深为4.95m，涉及厚200mm毛石和厚100mm素混凝土垫层，其中桩基之间的钢筋混凝土连梁高为1200mm，钢筋混凝土底板厚600mm。在图纸会审时，为了达成减少基坑深度的目的，建议设计院将其中基坑周边地基连梁梁底标高向上抬高600mm，使地基梁的底面与钢筋混凝土底板面的标高相同，并得到设计院与建设单位赞同，故基坑深度由4.95m改为4.35m。基坑围护平面见图2－1。
图2－1 基坑围护平面图
该场地地下水位在地表下0.35～1.19m之间，系浅层孔隙潜水，对混凝土无侵蚀性，工程地质报告给出地层岩性见表2－1。
㈡、施工准备
1、技术资料准备
⑴、工程设计地下室图纸及图纸会审纪要
⑵、工程地质报告
⑶、基坑围护及土方开挖施工方案，由现场技术主管向作业班组负责人作具体介绍。
2、作业准备
表2－1
地层岩性表
层
次 岩土名称 层顶标高 层厚 天然含
水量W 孔隙比 压缩系数 压缩模量 内磨擦角 内聚力 地基承载
力标准值 桩端磨擦
力标准值 桩端承载
力标准值
a1-2 Ea1-2 ρ C fk qs qp
m m ％ C0 Mpa-1 Mpa ° kPa kPa kPa kPa
1 填土 0.00 1.6～3.4
2 粘质粉土 1.60～2.30 0～3.5 29.6 0.835 0.27 7.57 20.7 12.6 140 18
3-1 淤泥质粉土 3.00～5.70 5.7～7.4 44.4 1.239 0.85 2.54 8.4 9.4 80 10
3-2 淤泥质粘质粉土 8.10～11.2 8.5～11.1 36.4 1.043 0.60 3.27 17.7 6.2 100 11
3-3 淤泥质粘质粉土 18.7～21.0 9.7～13.5 45.8 1.301 0.29 3.04 7.6 16.2 80 9
4-1 粘质粉土 29.5～32.55 0～1.55 23.3 0.617 12.0 200 30
4-2 中粗砂 30.7～33.7 0～3.15 220 35
5 角砾 32.5～35.6 0.7～4.25 300 45 3500
6-1 强风化熔结凝灰岩 34.6～39.0 0～8.0 50
6-2 中风化熔结凝灰岩 35～44.5 未揭底 90 7500
7-1 强风化角砾熔结凝灰岩 35～35.6 0～13.0 50
7-2 中风化角砾熔结凝灰岩 35.4～48.2 未揭底 100 8000
⑴、施工场地四通一平。由于本场地为旧房拆除，故原场地地下旧房房基与地下各种管阿比较复杂，通过建设单位提供原建筑物竣工图及场区管网布置，按施工方案规定进行清场，由挖土机械将表土1.25m挖去外运，达成场地表面平整目的。现场水电供应按施工组织设计规定实行。
⑵、施工机械。围护桩施工机械选用三支点震动加压桩架，挂设509反动器，另加10t．配重备用。
⑶、劳动组织（略）
㈢、施工方案
1、降水
由于场地地表潜水较多，土方开挖前先用简易管井降水，待围护桩施工完毕后开挖施工，每隔20m设一个小井，井深为6.0m，并孔采用围护桩十426施工机械成孔，管井由钢筋焊接成型，详见图2－2，外包两层编织布，管井底部放一些卵石，以利管井下沉。配5台微型泵，由2名工人负责轮流在各管井抽水，当管非的水位达成一定标高，便放入微型水泵将水抽走。
施工场地四局挖排水沟，用120mm壁厚的砖砌筑，排水沟截面为370mm×490mm，将地表水导入水沟，并排至城市排水管网，不准流入基坑内。坑内设水沟与集水井，用水泵及时将基坑表面积水或雨水排出坑外，不准滞留在坑内。
图2－2 简易管井降水
2、围护桩施工方案如图
测量定位→埋设桩尖→灌注桩机进场→试桩→成孔→放钢筋→灌注混凝土→桩架移位→灌注桩施工完→搅拌桩机进场→试桩→定位→施工搅拌桩→移位→搅拌桩施工完
四）、围护灌注桩技术交底
⑴、本工程采用以用沉丘钢筋混凝土灌注桩和搅拌桩组合成复合深基坑支护的围护方案，每延米布置2根φ426灌注桩和4根φ550搅拌桩，每相邻两根φ550搅拌桩之间重迭50mm，φ426灌注桩承担积极上压力。由于φ550搅拌桩每桩之间重迭50mm，形成一道连续水泥土墙，避免地表潜水渗入基坑内，起到止水作用，发明一个良好基坑开挖条件，同时搅拌桩与前后两根钢筋混凝土灌注桩连接成整体，改善围护桩的整体力学性能，提高围护桩的安全储备。围护桩平面布置见图2－3与图2－4。
图2-3 围护桩平面布置
图2-4 围护桩剖面
⑵、测量定位和埋桩尖：由市测绘院到现场测量提供建筑物轴线方位木桩，以此为依据，由本公司测量组放线并按施工组织设计规定埋设φ426灌注桩的桩尖，预制混凝土桩尖应保证质量，桩尖的上平面应水平。
⑶、试桩：φ426灌注桩桩机按施工进度计划准时进场，按设计规定准备灌注桩的材料，涉及砂、石和水泥、钢材，由公司实验室出灌注桩的混凝土配合比，按公司规定在记任土搅拌机旁挂牌，混凝土后台上料严格按配合比规定过磅。
按施工组织设计规定进行试桩，拟定打桩参数，涉及贯入度、混凝土充盈系数、拔管速度。
⑷、振压成孔：
1）、桩架就位应平整、稳固，以保证在施工中不发生倾斜和位移。
2）、桩管垂直套入桩尖，两者轴线应一致，桩尖与套管接触处缠绕三圈草绳，以使桩尖平面与套管接触处封闭严密，防止淤泥与污水侵入管内。
3）、在震动器激振过程中应防止损坏桩尖。
4）、孔的长度应满足施工组织设计的规定，不得小于此值，贯入度控制为副。
⑸、放钢筋笼：钢筋笼制作应满足施工组织设计规定，涉及钢筋品种、直径、间距、焊接方法。因钢筋笼的钢筋布置为非对称，这与工程桩完全不同样，因此钢筋笼下放时应严格按规定放置，每孔下放钢筋笼时应设专人检查，并进行记录，按隐蔽工程验收规定进行。
⑹、灌注混凝土
1）、为了抢工期，采用散装普通硅酸盐水泥。砂与碎石含泥量要符合施工组织设计规定，后台上料严格按混凝土配合比规定过磅，搅拌时间不得小于90s。
2）、混凝土充盈系数应满足试桩时拟定参数，并不得小于1.12；当混凝土充盈系数局限性时，应放慢拔管速度来解决。
3）、每一根桩的混凝土总灌注量不得少于施工组织设计规定，在拔管时应专人用测锤检查管内混凝土的标高及下落情况，应及时添加混凝土，以保证管内混凝土足够数量，达成管内混凝土顶面略高于地面，以利于振实混凝土，使混凝土达成设计规定的强度。
4）、按公司规定填写混凝土日记，按规范规定每班留置一组混凝土试块。
⑺、安全交底：
1）、桩机操作工严禁酒后操作，工作时间不得任意离开工作岗位。
2）、进入施工现场必须戴安全帽，桩机操作工爬上机架进行检修时应系安全带。不得向下方丢任何材料。
3）、非操作工不准任意开动桩机，桩机操作设专人负责，不准随意顶岗操作。
4）、在桩架激振器下严禁站人。
5）、下班前应先切断电源。
6）、桩架进场后应先进行全面检查，不准带病作业。桩机在运转过程中发现异常情况应立刻停机检查。
7）、凡是电气设备外壳必须接地，电气设备保险丝与其额容量相适应。
8）、天天下班时，应将桩管沉入土中2～3m，当有大风财，采用加固措施，保证桩架稳定。
9）、桩机设专人维修保养，并及时进行检查。
10）、夜间施工设专人监护，并有足够照明设备。
㈤、搅拌桩
1、施工准备
⑴、材料：箭牌525号普通硅酸盐水泥、石膏、木质素磺酸钙。
⑵、水泥浆配合比：525号普通硅酸盐水泥渗入比αw＝15％，半水石膏掺入水泥用量2％，木质素磺酸钙掺入水泥用量0.2％，水灰比为0.45。
⑶、现场测量定桩位，挖掉地面障碍物。
⑷、施工机具见表2－2。
表2－2
施工机具表
序号 名称 型号规格 技术规定 备注
1 深层搅拌机 SJB 搅拌轴长＝12m，48r/min
2 履带式起重机 W-10 15t
3 测速仪 CYD-6
4 导向架 由导向架和撑杆组成 φ90钢管制
5 进水管 R＝20mm胶管
6 回水管 普通胶管
7 电缆 YHC3×25+1×10 四芯橡胶套
8 重锤
9 搅拌头 合金质、二叶片式
10 输浆胶管 R＝60mm夹钢丝耐压 耐压达1.5MPa
11 冷却泵 离心泵 普通
12 贮水池
13 灰浆搅拌机 L＝200 两台
14 灰浆泵 HB6-3 排浆量为8m3/h
15 集料斗 L＝0.4
16 电气控制柜 自耦降压延时启动，设保护装置
17 工作平台 自制
18 胶管 D＝6mm夹钢丝胶管
⑸、由电工及时办理电力供应手续，电压不低于350V，容量不低于150kVA
⑹、施工机械进场前在进行一次全面检查，排除各种故障。
⑺、φ426灌注桩施工后14d，开始进行搅拌桩的施工。
2、施工机械组装与试运转
⑴、深层搅拌机吊装：运用进场履带式起重机进行吊装，先将吊臂放平，安装吊臂上的附加夹板和导向架，抬起吊臂带起导向架，放下吊约，挂上深层搅拌机，安装校撑固定导向架，安装导向滑块固定深层搅拌机。在安装过程中应注意保护身向架、深层搅拌机转轴和其外片，防止损坏。
⑵、安装灰浆制作系统：安装操作平台，再安装制浆设备和泵送设备，其集料斗出口高度应略高于灰浆泵进口，灰浆拌制机应高于集料斗上口，以便于拌和好的水泥浆能所有倾入集料斗内。
⑶、因围护桩为线性布置桩位，施工场地狭长，将灰浆流动站安装在拖车上，沿围护桩布置流动供应灰浆。
⑷、管网连接：用压力胶管连接深层搅拌机输浆管和灰浆泵，连接必须牢固；用普通胶管连接深层搅拌机冷却水进口和冷却水泵的出口；用电缆连接深层搅拌机电源线与电气控制相，将上述管线固定在深层搅拌机上。
⑸、检测仪表安装：在导向架顶端安装速度检测仪，在导向架上安装深度检测仪，其深度读数标尺应面向起重机架驶室。两台电机工作电流监视表用电线引入驾驶室工作台上，以便于观测。
⑹、调试运转：深层搅拌机系统安装完毕后，应进行试运转，检查各机械部位是否符合机械性能指标，上下运转是否灵活。各电气部件和控制柜是否正常工作，电流值是否在正常允许范围之内。灰浆泵及其管路、冷却水泵及其管是否畅通，深层搅拌机的搅拌头旋转是否正常。当一切工作正常后，由现场工长指挥下令转入正常作业程序。
3、劳动组织
三个作业班，每班10人，天天24h连续作业。每班设工长1人，负责施工指挥，协调各工种之间操作，并控制施工质量，当发生机械和施工事故时及时排除。起重机司机2人，负责深层搅拌机的操作，通过检测仪表观测机械运转情况。设电工1人，负责施工现场电气设备安装调试和电气控制柜的操作。设机械工人2人，负责深层搅拌机组所有机械调试、维修和正常运转。设混凝土工人2人，负责现场水泥浆配合比和指挥后台上料用量供应和拌制水泥浆。设普工2人，负责水泥浆后台上料供应、运送和其他非技术性的各种杂活。作业班组为综合性，各个工种分工明确，但灵活调动，以达成减作业人数。现场记录由工长代替，测定搅拌拉每米长的注浆量，同时记录施工中各种数据，涉及水泥浆的配比和各种事故记录。
4、施工工艺及操作
⑴、就位：悬吊深层搅拌机的履带式起重机移到施工组织设计指定桩位对中，凡是地表砖瓦杂填土过厚应派人及时挖掉。
⑵、预搅下沉：当深层搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌沿导向架搅拌下沉，下沉速度可由电机的电流监测表读数进行控制，其工作电流不应大于70A，假如下沉速度过慢，采用输浆系统补给清水，减少阻力以利钻机下沉。
⑶、制备水泥浆：当深层搅拌机下沉到施工组织设计拟定的深度，开始启动灰浆拌制机，按本交底的水泥浆配合比拌制水泥浆，将水泥浆倒入集料斗中。
⑷、提高喷浆搅拌：当深层搅拌机的搅拌头到达搅拌桩规定深度（见图2－4），开始启动灰浆泵将水泥浆液压火地基中，并且要边喷浆、边旋转，旋转速度为48r/min左右，平均提高速度为35～40cm/min，灰浆泵的输浆量为 3m3/h。
⑸、反复上下搅拌：为了达成水泥浆和地基土充足拌和均匀，将已提高到地面的搅拌机再次搅拌下沉，此时不再喷浆，下沉至设计深度后提高深层搅拌机到地面。
⑹、清洗：往集料斗注入清水，启动灰浆泵，清洗输浆管路中残余的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头上的泥浆清洗干净。
⑺、移动起重机：由于本搅拌桩为了达成止水的目的，搅拌机之间重选100mm，因此为了防止水泥浆初凝，采用24h连续作业的作业程序，半途不准停止作业。
5、注意事项
⑴、由于本场地地表杂填土中砖瓦含量较多，当砖瓦量过多时应预先用人工挖除。
⑵、灰浆制作系统的布置应考虑灰浆水平运送距离不大于50m。泵送水泥浆前，管路应保持湿润，以利运送浆液。水泥浆中不得具有硬结块，故在集料斗上部应加细筛过滤，以防止硬块吸入泵内损坏缸体。输浆管网应天天彻底清洗一次，以防输浆管路中水泥浆结块面堵塞。在喷浆施工过程中，如发生意外事故而停机时间过半小时，应立刻进行清洗，清除管网中的残浆。必要时应拆卸管路，排除灰浆。当灰浆泵在运营中有异常现象，应及时修理。
⑶、电压低于350V时应暂停施工，以免发生机电故障。
⑷、冷却循环水在施工过程中不能中断，应派人检查进水的水温，回水温度过高不能使用，应换水降温。
⑸、当搅拌机钻进旋转切削主体或提高搅拌头负荷过大体使电机工作电流过大而超过额定值时，应采用减慢钻进下沉和提高速度，补充清水减少阻力。若发生卡钻和停机现象，应切断电源，将深层搅拌机强制提起来，再重新启动电机。
6、质量规定
⑴、土作预搅时，上体应完全被搅拌头的叶片粉碎，以达成原状土结构利于同水泥浆均匀搅拌。
⑵、水泥浆在运送过程中不得出现离析现象。要严格按水泥浆配合比进行配置，后台上料要计量，结块水泥不得使用。在水泥浆倾入集料斗中之前，灰浆拌制机应不断搅动，以免水泥浆出现离析现象。
⑶、保证搅拌桩均匀性和搅拌桩连接墙体整体性。压浆工艺施工要连续，不允许出现断浆现象，因此输浆管道不能出现堵塞情况。深层搅拌机的搅拌头的旋转和提高速度要严格按照本交底规定进行操作，以防止发生卡转与停转现象，避免各种事故发生，保证上体和水泥浆得到充足搅拌。起重机部位地面要基本保持平整，导向架要垂直于地面，以保证搅拌桩垂直度和搅拌桩之间搭接规定，保证搅拌桩达成止水的目的。
⑷、水泥加固土体28d强度要达成IMPa以上。保证搅拌桩和灌注桩组成墙体整体性，前后两排灌注桩能进行力传递和搅拌桩与灌注桩之间的协同工作。
⑸、由于地表层杂填土较厚，瓦片较多，若桩头水泥加固土强度局限性应用C10混凝土替代。
㈥、围护桩桩顶承台平板
⑴、围护桩桩顶承台平板部位土方采用人工开挖，钢筋混凝土灌注桩桩头按图2-5规定凿去混凝土，大约300mm长，露出灌注桩的主筋，其长度不应小于440mm，并按图2-2中1-1剖面的规定将主筋弯折，并使其埋入承台平板混凝土内。
⑵、围护桩桩顶承台平板两侧模板采用钢模板。
⑶、搅拌桩顶部按图2－2中1一卫剖面规定做100mm厚C10混凝土垫层。
⑷、围护桩桩顶承台平极配筋按图2-2中剖面1-1规定的钢筋配料单进行下料，在现场进行绑扎，钢筋搭接长度要满足施工验收规范中35d（d为钢筋直径）的规定。
⑸、清除模板内泥土等垃圾。
⑹、围护桩桩顶承台平板混凝土强度为C20，按公司实验室提供的配合比计算搅拌机每盘混凝土中水泥、砂、碎石用量。后台上料要过磅，严禁使用按体积上料，搅拌时间不得少于908。混凝土运送采用人力手推小车运送，并直接倒人模内，用振动棒振密，并用木模子挂平，混凝土浇筑12h后用草袋覆盖，并浇水养护7天。
㈦、土方开挖
⑴、当工程桩混凝土强度达成设计强度70％，围护桩混凝土强度达成设计强度以后，便可以开始上方开挖。
⑵、由于本工程地下室柱网间距较大，柱网间土方开挖使用W1-100型正铲挖土机挖土为主，人工挖土整修为辅相结合方案，基坑底标高以上200～300mm上采用人工开挖，以避免机械挖土扰动地基土，同时，桩周边500mm左右上也采用人工开挖，以避免机械挖土碰及工程桩。开挖前先作好桩位标志，人工整修至开挖深度。
⑶、基坑土方应先开挖中间部位，基坑周边应预留2023mm宽土台子，待中间部位土方开挖完后，按设计铺设毛石和打100mm厚素混凝土垫层，然后按图2－7所示分块进行人工开挖，边开挖一块，边铺毛石和浇筑混凝土垫层。该垫层作为围护桩的水平支承点，提高围护桩抵抗土的积极上压力的能力。并及早施工地下室的钢筋混凝土底板。
图2－7周边人工开挖
⑷、土方开挖时应设专人观测围护桩的变形情况，并作出记录，特别是在人工开挖靠近围护桩的土台时更应当注意。凡是出现围护桩较大位移时应立刻停止挖土，并告知现场值班技术人员及时作出解决。
⑸、管井降水水位降至基坑底面下500mm后方可开始上方开挖，在土方开挖期间不得停止降水。
⑹、运土汽车按施工组织设计指定运土路线行驶，并按指定弃土地点卸土。由于市场交通和环保部门规定，运土只能在夜间进行，在上午五点前停止，并按环保规定规定将大门出口处附近路面上散落土清理干净，保证路面净洁的规定。
⑺、土方开挖与管并降水对附近建筑物有一定影响，派专人对邻近建筑物进行沉降和位移观测，并作出记录。一旦发现超过施工组织设计规定，向现场负责人报告。