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现浇框支剪力墙结构基坑施工方案.doc
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1、目 录一、编制依据1二、工程概述1三、基坑支护设计2四、土方施工9五、支护施工11六、质量规定及保证措施14七、安全施工保证措施21八、文明施工管理及环保措施23九、雨期施工措施23十、进度计划25附图26一、编制依据1、协议及业主提供资料 基坑工程施工协议; 1996年12月岩土工程勘察报告(北京xx勘测设计研究院勘察); 2023年5月岩土工程勘察报告(2023京咨026); 2023年12月xx大厦建筑物地下管线分布图(北京xx地质工程勘察院测定); 2023年6月提供的工程施工图纸。2、重要规程、规范 土方与爆破工程施工及验收规范(GBJ201-83); 地基与基础工程施工及验收规范(
2、GBJ202-83); 锚杆喷射混凝土支护技术规范(GBJ86-85)。 二、工程概述2.1、工程概况北京xx大厦位于北京市x2号,占地面积3222m2,总建筑面积51218.76 m2。自然地面绝对标高46.2747.85m,0.00相称于47.70m,室内外高差0.45m。本工程平面呈L型,现浇框支剪力墙结构,地上1118层,地下2层,基底标高-9.52 m。根据拟建场地实际钻探资料和附近区域地质资料综合分析,拟建场地土类型为中软场地土,地形基本平坦,建筑场地施工空间狭窄且水位较高,地下水较丰富。因此,为了保证本工程基础顺利施工,必须进行降水和基坑支护施工。2.2、水文地质及工程地质概况
3、基坑施工影响范围内的地层从上到下分别为:表层为人工堆积层,厚度一般在2.003.00m左右,以下为第四纪沉积的粘质粉土层,粉质粘土层,细砂层,粉质粘土层,细砂层,细、中砂层和卵砾石层。 水文地质条件:据水文地质资料、地下水位勘察地质剖面及勘察报告,本场地揭露3层地下水,见下面地下水情况一览表: 表1地下水层地下水类型钻孔内静止水位测量时间水位埋深(m)水位标高(m)1台地潜水1.405.3041.7245.352023年5月中旬2层间水11.2013.9033.3036.062023年5月中旬3潜水承压水25.5026.5020.5521.072023年5月中旬场区内第1层地下水(台地潜水)天
4、然动态类型属渗入蒸发、径流型,其季节变化规律一般为:6月9月份水位较高,其余月份较低,年自然变幅2m左右。本基坑施工基本上全在雨期进行,该层水更值得引起重视,需要事前预留出一定的降水能力,并采用必要的排水措施,以应付不可碰见的大暴雨。三、基坑支护设计3.1、支护设计 设计依据:1) 1996年12月岩土工程勘察报告(北京xx勘测设计研究院勘察);2) 2023年5月岩土工程勘察报告(2023京咨026);3)建筑地基基础设计规范 GBJ7-89;4)砼结构设计规范 GBJ10-89;5)建筑基坑支护技术规程;6)基坑开挖深度为 -9.52m;7)必须进行有效降水, 不计静水压力, 土体重度统一
5、取为r=20KN/m3;8)地面超载按一般情况, 考虑为q=20KN/m。 方案选择:建筑基坑支护设计的原则是“技术先进、经济合理、安全可靠”,从而保证地下结构施工期间基坑边坡稳定、基坑周边建筑物、道路及地下设施安全。基坑支护设计与施工,应综合考虑工程地质与水文地质条件、基坑开挖深度、周边环境、基坑周边荷载等因素,因地制宜、合理设计、精心施工、严格监测。下表为五种常见的基坑护坡形式在现场条件、施工工艺、工期以及费用方面的对比表。 表2序号结构形式现场条件施工工艺工期费用1护坡桩合用复杂长高2地下连续墙合用复杂长高3土钉墙合用一般一般低4土层锚杆合用较复杂一般较低5原状土放坡不合用简朴短低综合上
6、表,考虑后续施工用地及场地情况,并考虑到本工程工期紧、任务重的特点,为保证工程总工期,在保证基础施工安全的前提下,应尽也许减少造价,并最大也许的减小回填量。本工程选用在北京地区技术比较成熟、应用比较广泛、施工工艺成熟的土钉墙支护形式(即喷锚支护),其具有稳定性高、施工界面美观的特点。土钉墙支护技术是一种先进的原位岩土加固技术,它充足运用原状土体自身的承载能力,通过密布土钉及压力注浆,彻底改善加固区原状土体的力学性能,在边坡原状土体中形成加固区(土钉墙)以抵抗不稳定的侧向土压力;边坡加固施工紧随开挖,能迅速封闭开挖面,使得因开挖导致的土层应力释放及时得到控制,从而使边坡土体变形得到有效的控制;用
7、土钉将不稳定的土压力引入深层土体中,借助稳定土层自身的承载力,提供有效的锚固力来平衡不稳定的土压力。从而形成一种先进的深层积极承力支护体系,与土体共同作用,充足发挥土层能量,提高边坡土层整体性的自身强度、自稳定能力,使边坡得以稳定。土钉墙支护技术是用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术,由于经济、可靠且施工快速简便,已在我国得到迅速推广和应用。在基坑开挖中,土钉墙支护技术现在已经成为桩、墙、撑、锚支护之后又一项成熟的支护技术。其独特的优点有:1)材料用量和工程量少,施工速度快;2)施工设备轻便,操作方法简朴;3)对场地土层的适应性强;4)结构轻巧,柔性大,有很好的延性;5)施工所需的场地较小
8、,能紧贴已有建筑物进行基坑开挖;6)安全可靠。土钉支护施工采用边开挖边支护,安全限度较高;在与现场量测监控相结合的前提下,比其它支护有更高的安全度;7)经济。我国由于人工费用相对低廉,机械设备的台班费用昂贵,所以土钉墙支护比灌注桩等支护形式可节约造价30%左右。其重要局限性有:1)当基坑附近有地下管线或建筑物基础时,则在施工时有互相干扰的也许;2)在有丰富地下水源的情况下,不能单独使用,需要考虑进行有效降水。 设计方案根据业主提供的地下管线分布图,北侧电力管线和污水管线紧邻地下车库,西侧天然气和热力管线距基坑边也较近,护坡设计需作特殊解决。特别是北侧污水管线,因年久也许会存在一定的渗漏现象,从
9、而导致该处的土体性能下降,需要加强支护,其余侧管线可不考虑。根据现场平面布置图(见附图1),并参照邻近工程经验,本工程采用如下护坡方案:自现状地面以下9.0m范围内按1:0.1开挖,基底肥槽按700mm留设(保证在筏梁顶面处,结构外皮与护壁之间有850mm的空间)。土钉墙支护护坡从上至下共设6排土钉,长度依次为6.5米、7.5米、8.5米、7米、6米、5米,纵向间距从上至下均为1400 mm,横向间距均为1400 mm。土钉锚筋采用118,土钉倾角510度(见附图2)。其中,因西侧边坡和北侧边坡有地下管线,为有效控制该处边坡变形,西侧第二排和北侧第三排土钉作成预应力土钉,用114槽钢作反梁,土
10、钉端部焊接118螺栓,用螺母锁紧(见附图3、4)。土钉横压筋采用通长216,竖压筋216长200 mm,与横压筋在土钉端部做井字型焊接。土钉成孔直径不小于100 mm;钢筋网片采用6.5250250,现场绑扎,坡面上下段搭接长度应大于300mm;面层喷射C20混凝土,厚度不小于80 mm。坡顶喷射混凝土护顶,宽度不小于500 mm(见附图5)。本工程采用信息法施工,各段土钉的排数、长度、间距应根据实际的地下障碍物和土质情况由现场技术负责人及时作出变更和调整。 计算书喷锚计算 _ | | | BFP-SOIL NAILING WALL | | | | BPUSoft SNW V1.20 01/1
11、999 | | | | Department of Civil Engineering, | | Beijing Polytechnic University | - n=3 h= 9 alfa=85 q= 20.0 ncj= 6dx= 1.40 bq= 1.50 xx0=-15 yy0= 15 Ej= 2500000.0 TK= 5000.0 Dj= .25 Sigml= 1000.0 Tei= 4.14 xd1= 0.79 No. C FI r Hi Hy TAO I= 2 C= 20.0 FI=26.0 r= 20.0 Hi= 2.0 Hy= 2.00 TAO= 55.0 I= 3 C=
12、 20.0 FI=26.0 r= 20.0 Hi= 4.2 Hy= 6.20 TAO= 55.0 I= 4 C= 15.0 FI=20.0 r= 20.0 Hi= 2.8 Hy= 9.00 TAO= 45.0 No. Hi Li Qi Di Ti I= 1 Hi= .60 Li= 5.0 Qi= 13.0 Di= .10 Ti= 3500.0 I= 2 Hi= 2.00 Li= 6.0 Qi= 13.0 Di= .10 Ti= 3500.0 I= 3 Hi= 3.40 Li= 7.0 Qi= 13.0 Di= .10 Ti= 3500.0 I= 4 Hi= 4.80 Li= 8.5 Qi= 1
13、3.0 Di= .10 Ti= 3500.0 I= 5 Hi= 6.20 Li= 7.5 Qi= 13.0 Di= .10 Ti= 3500.0 I= 6 Hi= 7.60 Li= 6.5 Qi= 13.0 Di= .10 Ti= 3500.0Center of Failure Circle and Radius: Xk= -11.621 Yk= 20.364 R = 23.45 Safety Factor: Kmin= 1.406护坡变形验算采用有限元法计算,结果如下表:开挖深度m计算点深度m侧向应力KPa土的模量MPa水平位移mm累计位移mm1.61.41.567.20.2210.843.
14、12.814.310.431.998.084.64.213.7610.431.355.716.15.621.8210.432.153.567.67.037.9613.142.372.219.08.444.213.142.760.22 护坡监测方案本工程采用信息法施工,为保证基坑开挖过程中的安全,必须对基坑进行监测,发现问题,及时反馈并分析,采用相应的抢救措施,使基坑不发生意外破坏和变形。方案如下:1)监测内容:土钉墙坡顶水平位移、垂直沉降基坑周边地表沉降土钉墙坡体变形土钉变形观测周边建筑物的变形、沉降观测2)观测点的布置:在距基坑边沿2030米相对稳定地方沿基坑边线延长方向设立测量基准点,用水
15、泥桩固定;土钉墙坡顶水平位移、垂直沉降观测点在土钉墙坡顶布设,测点间距40米,点位用水泥钉固定,并做好明显标记,予以保护;在基坑最长边的中点处,由基坑边沿向外距离为1米、2米、5米、10米各设一个观测点,点位用水泥钉固定,并做好明显标记,予以保护;在开挖后的土钉墙坡体从上到下每隔2米各设一点,水平间距40米,用水泥钉固定,并做好明显标记,以观测土钉墙坡体的变形;土钉变形观测点设立在土钉锚头上,用红漆作标记;周边建筑物的沉降观测及变形观测的观测点设立在原建筑物的墙上。用水准仪、经纬仪进行观测。3)观测精度规定:满足国家三级水准测量精度规定水平误差控制1.0mm垂直误差控制1.0mm4)观测时间方
16、法:采用方向法进行观测,从基坑开挖开始观测,至基坑回填为止结束,土方开挖期间、降水期间和雨后,要天天早晚各观测一次,其它可每周观测23次,并做好记录;设专人使用水准仪及经纬仪进行观测变形情况,记录要准确工整严禁涂改,每次观测结果具体记入汇总表;如地面变形产生裂缝时,应增设观测点,随时观测裂缝的变化。基坑开挖完毕7天后,如边坡稳定不再继续变形,通过业主、监理、设计三方批准可停止观测。5)场地查勘与观测成果分析:施工前对原场地进行全面调查, 查清有无原始裂缝和异常并作记录,照相存档。每次观测结果应具体记入汇总表。正常情况下,分阶段每隔5天进行观测成果汇总,并绘制沉降(S)-水平位移(L)-距离(H
17、)-时间(T)关系展开曲线图,定期向监理工程师报告变形情况;对绘制的图形及观测结果集中进行讨论,分析变形是否过大或是否趋于稳定,及时发现问题并拟定是否需采用必要的补救措施。6)注意事项:每次观测应用相同的观测方法和观测线路。观测期间使用一种仪器,一个人操作,不能更换。加强对基坑各侧沉降、变形观测,特别对有地下管线的各边坡要进行重点观测。3.2、基坑降水设计 基坑涌水量估算:基坑开挖深度为-9.52m。由于影响基坑开挖和护坡的地下水为1、2层水,因此满堂红降水水位应按全场区-10.50m考虑。根据地勘报告,地下1、2层水之间有水力联系,因此降水应重要考虑对地下1、2层水的联合降排。由于基坑基底地
18、层渗透系数较小,基坑中部、底部为粉质粘土及粘土相对隔水层,对降水不利。考虑细砂层的分布及降深规定以及轻型井点的能力限制,应采用大口管井方法降水。根据以上分析,本工程理论井型为潜水完整井,基坑涌水量可估算如下: 式中 基坑涌水量(m3/d) 潜水含水层厚度(m) 基坑水位降深(m) 渗透系数(m/d) 降水影响半径(m) 基坑等效半径(m) 根据降深范围内卵石层分布较少, 渗透系数K值的选用综合考虑为5m/d。按上述方法估算,基槽总排水量约为1440m3/d。 降排水设计:采用大口井进行基坑降水,兼顾护坡施工、土方开挖,大口井设在基坑四周。经计算并结合以往的施工经验, 单井涌水量按1.0m3/h
19、考虑,则需要管井数n=1.11440(1.024)=66眼,安排如下: 井深 16.00米 井间距 6.0米 成井口径 f600 滤水管内径 f300 滤 料 f3f7碎石 潜水泵初步选型 扬程25m 出水量5米3/h降水井布置在槽边1.5米处,实际施工时应根据地下管网情况适当调整,重要目的是对基槽采用封闭降水,即封堵基槽外部地下水继续向槽内补给,又可同时抽降基槽内地下水(见附图6)。 疏水管道的布设根据现场污水管线现状,基槽四周共设3个排水口,一是场地西南角污水井,进入市政管线;二是现场东侧场外城市绿地市政管线;三是北面社区临时道路市政污水井。降水大口井设于基槽上坡口外侧1.5m,排水总管沿
20、降水井明设,设在大口井外侧,距离井管0.5米, 铺设8寸钢管,坡度15。降水井井口高出地面500mm,井口用红机砖砌筑120厚加固。在基坑西南角6米外设一砖混沉淀池,东面和北面距围墙0.5米处各设一个砖混沉淀池。沉淀池用钢筋焊成的栅栏盖住。沉淀池尺寸深1.5米、长2米、宽2米,从沉淀池作砖砌排水暗沟直通北中西街和社区临时道路市政管线,做暗管直通西南角污水井市政管线。为防止物体坠入降水井内,降水井用木质井盖封口(见附图7)。四、土方施工4.1、现场渣土清运及场地平整机械设备:50铲车1台,EX300挖掘机1台,D85推土机1台,斯太尔斗车10辆。用50铲车将现场渣土集中装车外运后,用EX300挖
21、掘机将现场平整至室外标高47.25m(0.00=47.70m,室内外高差0.45m),多余的土装车外运,然后用D85推土机将现场来回碾压推平。场地平整后的表面坡度应向排水沟方向做出不小于2的坡度。4.2、土方施工 生产准备:1)设备投入名称挖掘机自卸斗车装载机T140推土机数量2台30台1台1台2)人员安排操作人员:75人 其中:挖掘机2台 6人 装载机1台 2人 自卸斗车30台 60人 推土机1台 2人 修理工和后勤保障人员 5人注:人员安排按2个班排列。 技术准备1)在施工前告知测量队做好技术准备,以保证在施工中的测量需要。2)在施工前,施工现场负责人向所有参与施工的人员进行有针对性的技术
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