[湖南]文化大厦深基坑支护设计施工方案(钢管桩).doc

xxxxxx大厦
基坑支护设计、施工方案

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2012年5月10日
一.工程概况
xx县xx房地产开发有限公司在xx县站前路与和城路交汇处西北角兴建xx大厦，拟建的xx大厦长64.1米，宽42.8米，17F，框剪结构，设计标高为46.00米。设地下室一层，地下室底板标高为42.1米。由于此栋楼临津口东路侧的8F原有建筑近，土体压强大，孔隙水饱和且地下水埋深较浅，易造成土体失衡，故基坑开挖前采用钢管桩与旋喷咬合桩联合支护形式
二.场地工程地质与水文地质条件 详见岩土工程勘察报告。
三.基坑支护工程设计方案与施工
1. 设计依据：
《建筑基坑支护技术规范》JGJ120-99
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑地基基础技术规范》DB21/907-2005
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
地下室平面图。
各土(岩)层物理力学参数
参数
人工填
土层　
冲积层
残积层
强风化层
细砂
淤泥
淤泥质
粉砂
重度Y/kN．m-3
18
17
16.7
18
20.0
21
粘聚力C/kPa
8
0
13.5
2
32.2
80
内摩擦角Φ/(°)
11
11
6.2
12
28.0
40
抗剪强度τ/kPa
16
15
16.0
22
50.0
150
1．1、边坡安全设计计算

根据开挖地形所得坡面形状，结合场地周边地质勘察资料分析，利用边坡分析软件GEO-SLOPE进行分析计算，并根据计算结果进行治理、加固结构设计。
1.2、边坡支护和加固设计
按已探明的工程地质条件，岩体的风化状态、岩体结构以及按地质勘察报告提供的岩体分级，确定设计坡比，不同的岩级采用不同的坡比。然后对拟定的边坡坡比计算，同时做出加固支护设计方案，调整初定的坡比。从而大致可以确定边坡的开口线高程、马道布置、不同区域的开挖坡比及加固支护方案。边坡加固不仅是边坡产生变形破坏后的补强和治理手段，更重要的是用于主动提高岩土体强度条件，提高稳定的边坡角，确保边坡的稳定安全。设计采用的加固措施主要有混凝土框架梁结合钢管桩、高压旋喷桩等多种形式支护能使块状岩体中的块与块之间存在的镶嵌咬合作用不致受到开挖后出现临空面而松弛破坏。对碎裂结构岩体, 旋喷桩的固结使坡面形成一定厚度的加固岩体, 与钢管桩结合使用, 更进一步增加了表面岩体的整体性。旋喷桩咬合的作用既可止水又可以消除或减小开挖后岩体中的拉应力区, 使岩体间的抗剪强度增加, 它还可以深入较深的岩体内部, 施加较大的预压应力, 对影响稳定的结构面、 较大可能的滑移面进行锚固效果更为明显。坡面采用喷混凝土和加钢筋网喷混凝土, 除能加强坡面整体性外, 还能防止坡面的地表水浸入岩体内部, 使岩体内部保持干燥状态, 以保持其抗剪强度。
实际开挖过程中应进行施工地质鉴别，如发现局部地质情况有变动时，及时通知设计及各单位，对支护方案进行局部修改或调整。

具体的边坡加固和支护方案如下：
①M轴线段采用垂直支护法结合钢管桩及旋喷桩加钢筋砼冠梁的支护方式。
②其他轴线段段采用1:1放坡、局部植入土钉挂网喷浆的支护方式，
2. 钢管桩设计参数
(1) 桩长约：14.0m；
(2) 桩径：φ159 mm；
(3) 钢管壁厚：6mm；
(4) 桩距：800 mm；
(5)挂网喷射C25细石砼,厚度为80mm；
(6)砼顶压梁请参照设计图。

3. 高压旋喷桩设计参数
(1)设一排直径400的高压旋喷咬合桩、桩长约14m。
(2) 加固后的复合地基承载力特征值不小于130KPa。

4.基坑支护体系施工工艺及技术要求
(1) 钢管桩施工工艺：
桩位放点→ 打桩机就位 → 打入钢管桩 →移至下一桩位。
(2) 桩位放点
按设计图纸要求和业主给定的控制点，由专业测量人员测放桩位，并做好明显标志。

(3) 打桩施工
施工前要对准桩位，对点误差在30mm以内，打桩过程宜缓慢，确保桩的垂直度，打桩至设计深度后停止。
(4) 旋喷桩工艺流程
本标段拟采用单管旋喷法，工艺流程为施工准备→测量定位→机具就位→钻孔至设计标高→旋喷开始→提升旋喷注浆→旋喷结束成桩（流程图见图4-1）。
泥浆排放处理
钻机就位
调整钻架角度
钻 孔
插 管
试 喷
高压喷射注浆作业
喷射结束
拔 管
桩机移位
机具清理
准备工作
制 浆
一级过滤
二级过滤
高压泵对浆液加压
启动高压清水泵、空压机供水、风
图4-1 施工工艺流程图

4.1、 施工方法
（1）场地平整 先进行场地平整，清除桩位处地上、地下的一切障碍物，场地低洼处用粘性土料回填夯实，并做好排浆沟。
（2）测量定位
首先采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出试验区域的控制桩，然后使用钢卷尺和麻线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置，用小竹签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机准确就位。
（3）机具就位
人力缓慢移动至指定桩位，由专人指挥，用水平尺和定位测锤校准桩机，使桩机水平，导向架和钻杆应与地面垂直，倾斜率小于1.5%。对不符和垂直度要求的钻杆进行调整，直到钻杆的垂直度达到要求。将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%～1.5%。为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于5cm。就位后，首先进行低压（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常
（4）钻孔、插管
采单管旋喷法施工。该方法插管与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。
当第一阶段贯入土中时，借助喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为：启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值。

在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可用较小压力（0.5～1.0MPa）边下管边射水，至设计标高后停止钻进。
（5）浆液配置
桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。高压旋喷桩的浆液，采用普通硅酸盐水泥，水泥浆液配制严格按设计要求控制为水灰比1∶1，水泥浆比重1.49。
搅拌灰浆时，首先将水加入桶中，再将水泥倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。
喷浆时，拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。
（6）喷射注浆
在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。各部位密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并做高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。
旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间、用浆量，冒浆情况、压力变化等的记录。
喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，喷射时，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～40MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转
提升注浆管，提升速度为260mm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度 。
中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。
（7）桩头部分处理
当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。
（8）冲洗
喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞。管内、机内不得残存水泥浆。
向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。
（9）重复以上操作，进行下一根桩的施工。
（10）补浆
喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。
4.2 质量要求
旋喷桩施工质量要求应满足表5-1的要求。

表5-1 旋喷桩施工质量标准表
项次
项目
规定值或允许偏差
检查方法
1
桩距（mm）
±100
尺量
2
桩径（mm）
不小于设计
尺量
3
桩长（m）
不小于设计
查施工记录
4
垂直度（%）
<1.5
查施工记录
5
单桩注浆量
不小于设计
查施工记录
6
桩体28天强度（Mpa）
≥3.0
钻芯取样
7
单桩承载力（KN）
≥300
荷载试验
8
复合地基承载力（Kpa）
间距2.0m ≥130；间距1.8m ≥140；间距1.6m ≥150
荷载试验

5 喷射砂浆
桩间喷射砂浆施工随挖随喷，喷射砼前挖土时要求将1/3桩体外露，并要求将桩体浮土清理干净，确保喷射砼与桩体砼的结合力。
6 喷射砼
（1）施工流程：
喷水湿润 拌料 喷射砼
（2）喷射工序：
送风 送水 送料 至上而下喷射砂浆 停料 停水 停风
（3）喷射施工及要点
① 先将露出的桩体清理干净、平整，挂网。
② 确定风压、水压。要求风压不小于0.4MPa，水压不小于0.1MPa。
③ 喷射前做好试喷工作，对机械设备、风、水管路，输料管路和电路等进行全面检查及试运行。
④ 确定配合比，本工程采用水泥：砂=1：2(水灰重量比)，调整出水量 。

⑤ 水泥采用 PS.32.5级矿渣硅酸盐水泥。
⑥ 采用坚硬耐久的中粗砂，细度模数宜大于2.5，含水率为7%～10%。
⑦ 喷射作业随土方开挖分段分片依次进行，喷射顺序自上而下。
（4）喷射机司机操作应遵守下列规定：
① 作业开始时，应先送风，后开机，再给料；结束时，应待料喷完后再开机。
②向喷射机供料应连续均匀，机器正常运作时，料斗内应保证足够的存料。
③ 喷射作业完毕或因故中断时，必须将喷射机和输料管内的积料清楚干净。
（5）喷射手的操作应遵守下列规定：
① 喷射手应经常保持喷头具良好的工作性能。
② 喷头与喷面宜保持0.6～1.0米的距离。
③ 喷射手随时调整出水量，保持喷面平整，呈湿润光泽，无干斑或流淌现象。
（6）喷射养护
喷射结束一天后开始喷水养护，喷水要求整个坡面湿润，每天一次。
（7）喷射设备
采用国产Z-3型转子式喷射机，利用6.0m3空气压缩机风动力。
四.工程拟投入的主要材料、机械设备、劳动力的供应计划
1. 材料计划表
序号
材料名称
型号
单位
数量
1
钢管桩
Ф159*6
根
96
2
水泥
32.5
吨
2646
3
砂子
中粗砂
M3

4
土钉/锚杆
空Ф40Ф16
吨

2. 入场主要施工机械设备表
序号
机械或
设备名称
型号规格
数量
额定
功率
备注
1
打桩机

1

2
泥浆泵
BW-150
1
40

3
旋喷桩机

1
32

4
喷射砼罐

1
7.5

5
电焊机
2T
2
15

6
切割机

2
40

3劳动力计划表

工种
级别
按照施工阶段投入情况
排桩
桩施工
喷射砼

桩机工
4
20
15

焊工

6

钢筋工

泵工

技工
2
6
5

司机
2

五.工程质量保证措施
依据设计施工图纸和技术文件要求，本工程项目的材料、施工必须达到现行中华人民共和国及省、市、行业的一切有关法规、规范的要求。执行规范如下：

①《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
②《地基与基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
③《建筑地基基础技术规范》(DB201/97-2005)
④《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）
⑤《土层锚杆设计与施工规范》（CECS22：90）
⑥《建筑变形测量规程》（JGJ/78）
为确保该工程质量，该工程做如下几点特殊要求：
（1）进场水泥及其它材料必须经进场试验合格后方可使用。
（2）钢管桩施工确保桩位、桩长，满足设计要求。
（3）严把旋喷桩施工各道工序质量，确保合格率100%。
（4）桩间喷射砂浆施工要求桩体外露无浮土，喷射前应用高压清水冲洗干净，喷射枪头与喷射面仰倾角≤30°。且控制两者距间≤2.0m。喷射枪头呈螺旋线形式，要示喷射面有光泽无滑淌现象，确保砼强度及喷射厚度。
（5）各分项工程设专职技术负责人负责，遇到问题及时上报监理人。
（6）各分项工程做好施工隐蔽记录。并经监理人验收方为合格。
（7）分项工程施工自检后上交自检报告经监理人验收，做好单项工程竣工验收证明。
六.工程质量组织体系

1.组织保证

公司总工办、技术处
GB/T1900-ISO9001

技术总负责
项目经理
分项工程技术负责
安全负责
材料负责
施工负责
质检

2.过程控制
在整个施工过程中，质量上贯彻执行GB/T1900-ISO9001标准和我公司同行的质量手册和程序作业文件，委派具有较高专业水平和丰富施工经验的技术人员担当技术质量检量工作，施工前编写施工组织设计，在施工过程中各道工序派专业人员负责质量管理，严格执行设计、规范和施工组织设计中对各道工序提出的技术与质量要求，信守一切质量承诺，杜绝一切质量隐患，并按规范和监理工程师要求作好各种隐蔽记录。本工程质量目标是创优工程。
3.组织体系
本工程实行项目经理责任制，由项目经理统筹安排整个施工过程。
项 目 经理：
项目副经理

技 术 负责：
技 术 员:
质 量 部：
安 全 部：
测 量 负责：
项目部各部门职责：
项目经理：负责整个工程的施工调度及管理工作，对工程负总责。
项目副经理：协助项目经理对工程进行全面管理，对工程施工进度及质量负责。
技术部：施工现场指导技术工作，对施工质量负全责。
质量部：施工现场检查工程质量对工程质量负责。
施工部：施工管理，对施工进度、施工措施负责。
安全部：检查施工现场安全生产，对施工安全负责。
4.资料控制
及时认真地作好各项工程的施工记录，隐蔽工程检查验收记录，质量检查验收记录和竣工资料归档的整理工作。
5.材料控制
（1）施工材料、水泥、钢筋、碎石和外加剂必须有产品合格证，对三大材要做相应的产品进场试验。
（2）施工前要有砼配合比通知单，钢筋焊接试验报告，每天做一组试块。
七. 安全生产，文明施工措施

本次施工严格执行国务院《建设工程安全生产管理条例》，《辽宁省人民政府关于环境保护若干问题的决定》。
1、 环境保护措施
(1)、现场做到场地平整，道路畅通。无长流水、长明灯。建筑工地封闭管理。建筑废料做到日集日清，集中堆放，专人管理，统一清运。
(2)、防止施工噪声污染，尽量减少施工噪声，施工机械要性能良好并尽可能低速运转。控制作业时间，以不影响居民的休息，不干扰企业机关的正常工作为准。
(3)、防止扬尘、扬砂，减小环境污染。
(4)、防止施工运输中随地散落，设专人打扫，落实施工现场 “门前三包”。
2、安全生产
在施工中必须认真贯彻“预防为主，安全第一”的原则。认真执行有关安全法规。
(1)、开工前作好确定危险源，开提出处置方案。针对施工中可能出现的事故，制定应急预案。
(2)、设立专职安全小组，由安全员负责对各施工作业组进行安全教育，签订安全生产责任状。每一作业组组长负责本小组安全作业。
(3)、进入施工现场必须戴好安全帽及其它劳动保护用品。
(4)、对机械设备要经常检修，发现异常现象应立即停止施工，查明
原因，及时处理，杜绝机械、人员伤害事故发生。
(5)、在施工中，机台要由指挥人员统一调度，认真贯彻岗位责任制。
(6)、生产用电及照明用电要由专职电工负责，严禁其他人员擅自拆动。现场电览线要采用架设或埋设方式，严禁裸露在外。电器设施要挂标牌及警示灯。
(7)、现场电焊作业，保护好电览线，严防漏电伤人。雨天禁止野外作业。
(8)、基坑周边要设护栏，防止人员坠入。现场作业区，严禁外人围观。
(9)、现场工程用车辆要由专职司机驾驶。
(10)、施工前对现场地下管网及高空架线等，要由甲方确认后方可施工。
3、现场文明施工
创建文明标准化工地，已成为当前施工的基本要求，为使现场达到文明标准化，现场文明管理需做到：
(1)、成立以项目经理为组长，各专业组长为组员的现场文明施工领导小组，建立文明施工责任制，实行每月组织一次检查评比制度。
(2)、建立总平面管理及文明施工责任制，实行划区责任制。
(3)、工地办公室应具备各种图表、标牌、标志。施工机械设备安全标志均按统一要求制作。
(4)、生活设施齐全，且具备通风、防暑、防火、卫生等基本条件。食堂清洁卫生，饭菜的加工与出售分开，努力使施工场所场貌
规矩、整齐，同周边环境相融合。
(5)、严格按总平面规划布置临时建筑和施工机具、堆放材料、成品及半成品，埋设临时管线和电路未经批准不得任意变更。
(6)、建立节水节电措施，消灭长流水，长明灯。
(7)、现场环境卫生整洁，无污水横流，无建筑垃圾，无污染、无乱弃建筑垃圾，做到随清随运，不允许堆放过夜，场地必须平整无积水。
(8)、严格控制建筑噪音，粉尘污染，减轻噪音扰民。
(9)、安全标志，防火标志和安全牌要明显醒目。
(10)、“四口”防护要严密周到，施工现场按规定设消防器材，易燃、易爆危险物品设专人专库看管。
(11)、现场设立治安保卫小组，出入现场一律凭证，职工带物品出门要有门条，现场不会客。
八.工期进度计划安排及保证措施
根据现场作业条件及基坑设计方案，为确保工程顺利和按期完成，拟采取以下措施：
（1）采用土石方工程与基坑护坡施工交叉作业的施工计划。
（2）在基坑周边预留锚索作业平台，其他区域土方作业正常进行。
（3）充分备料，确保护坡桩施工、锚索施工及喷射砼施工能连续作业。
（4）及时维修设备，保证设备工效。
九.工程保修及监测措施
1.护坡工程的工程保修期为基坑回填到地表，一般为6个月,在此时
间内，支护体系有质量问题，我方给予无偿保修。
2.对有质量问题的部位(生产裂缝、喷射砼局部脱落等)进行调查，找出问题生产的原因，及时采用处理措施。
3.依据调查结果提出合理的加固方案，并及时进行加固处理。
4.施工期间(基坑开挖至地下结构施工完毕，基坑回填)，对支护
体系定期监测，监测时间为：排桩施工完毕，第一层土方开挖
(4.8m左右)，之后每隔
5天监测一次，直到基坑回填之后。
测量采用威尔特N3水准仪及铟钢水准尺按二等水准点测
量精度进行。
测量结果及时反馈给项目技术负责人，一旦基坑变形达到规范规定值的70%就应采取可靠的措施(局部土方回填、钢管桩、旋喷桩注浆等)进行加固、围护处理。