四川某工程基坑降水及喷锚支护设计施工方案_secret

1xx名城B、D区基坑降水及喷锚支护设计施工方案1、工程简介1.1工程概述四川xx地产有限公司拟在成都市东北角二环路外拟建xx名城住宅小区。本工程由xx建筑设计有限责任公司设计，四川xx岩土工程公司提供岩土工程勘察报告。本项目的B区均建高层住宅，框架结构，设一层地下室，D区均建多层住宅，框架结构，设一层地下室地下室，地下室基坑开挖深度约为自然地坪下6m。场地内无自然放坡开挖的施工条件，必须采取有效的基坑支护措施。我公司本着技术可行、安全可靠、经济合理的原则，根据对场地周围环境和场内工程地质资料的分析研究后，结合在成都地区的大量工程实践，确定采用喷锚护壁方式的支护方案。场地降水采用管井降水。1.2场地工程地质及水文地质条件1.2.1工程地质条件根据《四川xx地产有限公司xx名城B区中间勘探资料》，拟建场地表土为新近堆积填筑土，由杂填土与素填土层组成，下伏为第四系中更新统、冲积层，由粘土、粉质粘土和下部卵石层组成。场地地基土自上而下可分为：（1）填筑土土层○1杂填土：杂色。主要由建筑垃圾混粘性土等组成。结构杂乱，厚0.5~1.3m。○2素填土：黄灰色。主要由粘性土混少量卵石等组成，稍密，湿。厚度0.4~1.4m。（2）粘土可塑,稍湿~湿，局部可塑，边续分布,厚度1.0~4.7m。（3）粉质粘土可塑，稍湿~湿，分布较连续，厚度2.2~4.5m。（4）粉土湿，稍密，厚度为0.3~2.4m。（5）卵石层：灰色，稍密～密实，稍湿～饱和。以花岗岩、石英砂岩为主，中等～微风化，呈2亚圆形，磨圆度较好。该层按密实度可分为稍密~密实。卵石层顶板埋深6～7m。场地杂填土中局部存在上层滞水，水位埋深约1.2m。1.2.2水文地质条件根据《四川xx地产有限公司xx名城B区中间勘探资料》，场地地下水主要属第四系孔隙潜水类型，砂卵石层为主要含水层。地下水受上游地下水及大气降水补给，且有随季节变化的特点，变化幅度在1~1.5m左右。地下水水位埋深7m。卵石层渗透系数K=20m/d。1.3基坑周边环境状况基坑周边无紧邻建筑物。基坑距周边建筑物均在15米外。地下管线的分布情况有待业主提供。2、降水工程设计方案2.1降水设计依据（1）《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）（2）《供水管井技术规范》（GB50296-99）（3）《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)（4）《四川xx地产有限公司xx名城B区中间勘探资料》（四川准xx工程公司）（5）《xx名城总平面图》（四川省xx设计有限责任公司）（6）基坑开挖深度为6m。2.2降水技术要求（1）降水面积：○1B区约1800m2；D区约5500m2（2）降水深度：自然地面下—8.0m（3）降深要求：按目前地下水位5m设计，则：△S＝3.0m2.3降水方案设计（1）计算参数因场地范围内未作水文地质试验，故取其附近降水工程资料的水文地质参数为本场地的参数。渗透系数K=20m/d导水系数T=350m2/d导压系数A=98670m2/d（2）基坑等值园半径（Ro）计算3Ro=η[(L+B)/4]…………(1)式中：L、B——分别为降水范围化为相似矩形的长度与宽度η——系数，取η=1.16（3）基坑涌水量计算用非稳定流方法Q=[2πT（2Ho-S）S]/[HoW(u)]…………(2)U=R2o/4ato式中：Q——基坑涌水量（m3/d）W(u)——井函数Ho——含水层度（m）S——基坑设计水位下降值（m）T——导水系数（m2/d）a——导压系数（m2/d）to——预期的基坑中心点水位到达设计水位下降值的抽水时间（d）Ro——基坑等值园半径（m）（4）过滤器比排水性能ψ=120πγ3K…………（3）式中：ψ——过滤器比排水性能γ——井的半径（m）（5）井点数目计算用非稳定流方法：Yo=niooUiWTnQHH12)(2Ui=X2i/4ato……………(4)nYo≥Q/ψ≥(n-1)Yo式中：Yo————井点处的水柱高度（m）N————井点数4W（Ui）——井函数Xi————各井点中心至某一井点外壁处的距离（m）（6）降水井深度计算Hs=HW+Ho…………(5)式中：Hs——降水井深度（m）HW——从地面到自然水位的深度（m）Ho——含水层（揭露厚度m）以上公式，已编为计算机程序，计算结果：○1B区：n=12，Hs=15.0，r=0.30○2D区：n=8，Hs=15.0，r=0.30针对该场地及周边环境实际情况，综合考虑计算结果及成都地区降水经验，作出降水设计方案如下：（1）B区降水井井数共计12口(详见B区降水井平面布置示意图)；D区地块降水井井数共计8口(详见D区块降水井平面布置示意图)；（2）降水井井深，单井深度均为15.0m；（3）降水井井径Ф300（管外径Ф350，成孔孔径Ф600mm）；（4）有效过滤器长度不少于7.5m，井壁采用水泥井管。3、降水工程施工组织方案3.1凿井施工工艺流程采用CZ-22型冲击钻机成井，泥浆护壁工艺成孔，其工艺流程如下：测放井位——钻机就位——埋护壁管——冲击成孔——捞渣换浆——下井管——填砾——洗井（活塞与空压机联合洗井）——交验——放置水泵——所有降水井施工完毕后降水。3.2凿井施工过程控制措施⑴成孔直径控制：检查成孔直径是否达到600mm以上，主要控制钻头直径是否达到450mm，钻头直径为450mm就能保证成孔直径达到600mm以上。如果钻头直径达不到450mm，就应焊钻头保证钻头直径为450mm。⑵成孔深度控制：成孔后施工人员应现场测量成孔深度，成孔深度达到设计5深度15.0m后，停止钻进。否则，必须继续钻进，以保证成孔深度为15.0m。⑶井管质量控制：检查每孔是否用3根光壁管和3根缠丝管焊接成井。缠丝管在下，光壁管在上，管与管之间应焊接牢固，保证垂直度。⑷井管结构及填砾：0.0～7.5m为井壁管（井管均为φ360×30mm水泥管，每根长2.5m），7.5～15.0m为缠丝滤水管。分层填滤料：0.0～7.5m填4～10mm砾石，7.5～15.0m填10～15mm砾石。⑸洗井：用活塞结合空压机洗井，洗至井管通畅、水清，含砂量小于1/20000，以保证降水质量。⑹降水过程控制：结合井位地质情况，井位附近无细砂层的井先降水，井位处有细砂时，待井内水位下降至砂层下面后，再开始降水。控制出砂量，以保证降水不改变基坑的持力层原状土结构。确保基础施工质量符合设计要求。⑺凿井施工中主要注意事项○1冲击速均匀，掌握好井内泥浆浓度，保持井孔中浆液水位高度，防止井壁跨塌。○2井管焊接牢固，铅正居中。○3滤料均匀，含泥量小于5%。○4洗井彻底，直至水清砂净达规范要求为止。○5砂层位置地段的井壁管用缠丝管,如果砂层较厚，井壁管外用纱布进行第二次缠丝。⑻严格以上各个环节的过程控制，以满足施工用的降水深度，确保建筑物基础和地下室的顺利施工。3.3凿井施工机具、材料及人员安排⑴施工机具：CZ-22型冲击钻机4台；6立方空压机4台；电焊机4台；活塞4套；斗车8辆；其它配套器具及管线若干。⑵施工材料序号材料名称单位数量备注61黄泥T1024～10㎜砾石m318310～15㎜砾石m3124缠丝滤水管根605井壁管根606井口盖个20⑶施工人员组成项目经理：1人、技术负责：1人、技术员：1人、施工工长：1人、施工员：1人、安全员：1人、质检员：1人、操作工：4人、电焊工4人、电工：2人、普工：8人。3.4抽降地下水（1）降水井排水管采用管道内排水系统，并在现场设沉砂池(沉砂池位置应靠近城市下水通道)，沉砂池采用C20素砼或钢筋砼底板（板厚150～200mm，沉沙池位置距坑边距离小于3.0m时底板需配筋,采用配筋φ8@200×200），M7.5水泥砂浆砖砌池壁，池壁内外两层用防水砂浆抹灰一遍，水池内侧采用防水处理。（2）抽水采用每井每泵排管（可采用3寸钢管）降水，地面排管集中到沉砂池，抽出的水经过沉砂池沉淀过滤后，再集中排入市政管道中，沉砂池制作位置靠近城市管网接入口的下水道（现场确定具体位置）。（3）为保证基坑支护结构的安全，沉砂池及排水管道应严格防渗防漏。（4）抽水采用规格20T扬程20m的深井潜水泵使用,具体设置根据凿井时每口井的洗井出水情况以及抽水时动水位变化情况现场调整。（5）降水时间段目前暂未确定，降水台班计算方式为：每井每天3台班。4、喷锚护壁设计方案4.1基坑支护方案的选择通过对方案的技术可行性、经济合理性、安全可靠性及施工工期的综合比较分析,结合本场地岩土工程勘察资料,本基坑采用的支护方案为：喷锚(土钉墙)护壁。4.2基坑喷锚支护设计方案概述4.2.1支护设计说明（1）喷锚支护设计理论采用：①喷射砼→钢筋网→锚杆支护土壁设计计算方法，7考虑支护与土体联合作用，并以注浆土钉设计作为参考后加以综合；②工程类比法---根据我院实际项目设计施工实例类比；③信息反馈法---根据现场施工实测位移值（即时监控）对本方案设计进行修正。（2）喷锚护壁面积：B区约为3300m2；D区约为1740m2；（3）基坑开挖深度：6.0m；（4）基坑顶部水平位移符合有关国家规范要求。4.2.2设计依据和设计理论（1）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99（2）《锚杆喷射砼支护技术规范》（GB50086-2001）（3）《基坑土钉支护技术规范》（CECS96：97）（4）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-96）（5）《成都地区建筑地基基础设计规范》（DB51/T5026-2001）4.2.3支护设计参数取值（1）场地内主要土层的物理力学参数在地勘报告的基础上考虑降水因素的影响，进行了经验修正。（2）支挡高度设计值：H0=6.0m（3）填土厚度设计值Hz=1.5m粘土厚度设计值Hf=3.0m粉质粘土厚度设计值Hf=1.0m细砂或粉土层设计值Hf=0.5m砂卵石层厚度设计值HL=15m（4）附加荷载：q=10kN/m2（5）基坑顶面水平位移：小于2cm（1‰～3‰H0）4.2.4喷锚支护设计方案概述参照软件计算结果，结合成都地区大量的工程实践经验，根据本工程具体地质条件及周边环境实际情况，喷锚设计方案如下：锚杆列距：Sx=1.50m锚杆行距：首排距地表1.5m，其余Sy=1.7mH0=6.0m，锚杆排数：N=3排，锚杆施工参数：排数入射角深度长度钢管直径L110～20º1.5m6.5m48mm8L210～20º3.2m5.0m48mmL310～20º4.9m3.0m48mm锚杆钢材：φ48、δ2.5焊管面层厚度为50～80㎜，面层喷射砼强度为C20锚杆泄浆孔：钻眼φ3～φ6间距50㎝左右，在锚杆入土端头1.5～3.0m处设置锚杆倒刺：角钢∠20×20×3护焊于泄浆孔处或用φ12螺纹钢护焊于泄浆孔处锚杆倾角：a=10～200钢筋网布置：φ6.5@300×300加强筋：φ12@1500×1500锚杆与喷射砼面板连接处用φ12螺纹钢筋焊接堵头加强锚固。5、喷锚护壁施工组织方案5.1施工方案概述（1）喷锚支护方案详见支护设计图，共布置锚杆：3排，锚杆采用φ48钢管，钢管留有泄浆孔（φ3—φ6），便于灌浆。施工程序如下：①人工修整壁面：按有限放坡量修整平直；②锚杆施工：用专用锚杆机将锚杆顶入地层中；③挂网：在每一段锚杆施工完成后，将编制好的钢筋网片挂在已修整好的壁面上；④焊接主筋：在钢筋网片的外面铺设主筋，并与锚杆焊接起来；⑤喷射混凝土：在上述工作完成后，向壁面喷射细石混凝土，喷射厚度50—80mm；⑥灌浆：对锚杆进行压力注浆，使锚杆周围形成锚固体，增加抗拔力。（2）基坑壁表面采用喷射砼和钢筋网支护，土体内部采用锚杆压力灌浆，通过压力灌浆使支护结构与土体形成整体，共同承担土压力。锚杆参数应根据开挖过程中地质实际情况和基坑位移情况调整。（3）喷锚支护施工与土方开挖交叉同步进行整个基坑分层分段开挖，每层土方机械开挖挖深作业面高度1.8m左右,。遇局部土层较差时，为1.50m左右，砂层开挖深度不得大于1.0m，且每段长度不得超过20m，并可按如下工序进行施工：修面、素喷砼→挂钢筋网→喷射砼→打锚杆、焊接主