深基坑坑中坑二次降排水施工新方法-(终稿)

深基坑坑中坑二次降排水施工新方法甘肃省长城建设集团总公司长城大饭店项目QC小组二O一三年五月深基坑坑中坑二次降排水施工新方法目录一、工程概况二、QC小组概况三、选择课题1.问题提出2.课题确定四、设定目标五、提出各种方案确定最佳方案1.方案提出2.选定方案六、问题分析与对策措施1.问题分析2.对策措施七、对策实施八、效果检查九、巩固措施十、总结及今后的打算一、工程概况长城大饭店工程位于兰州市城关区,地下2层，地上25层，框架剪力墙结构，平板式筏形基础，建筑面积6.2万㎡。场地主要为第四系冲洪积物和新近系砂岩，自上而下依次为填土、粉土、粉质粘土、卵石及砂岩。持力层为强风化粉砂质泥岩层，设计承载力420kpa。Ⅰ类(轻微)非自重湿陷性场地。依据《地质勘察报告》，地下水为孔隙潜水，主要赋存于卵石层中，水位随季节及周围人工开采降水影响明显，年波动幅度在0.5~1.5m左右，勘察期间（3、4月）地下水的埋深8.40~9.10m，对应的标高为-9.860~-9.550m。深基坑支护方法为土钉墙。基坑整体降水方案为沿基坑周边每15m设一口管井降水井点，通过管井降水，地下水位稳定在-12.500m左右。主楼筏板厚度1.80m，工程基底标高-11.90m，大部分接近卵石层底面，部分集水坑、电梯基坑等下沉的坑中坑穿透卵石层，进入强风化粉砂质泥岩层，坑底标高-12.900m～-14.300m，超过管井降水深度，需要进行二次降排水。长城大饭店地理位置长城山海苑小区效果图长城大饭店效果图基坑中的坑中坑位置基坑中的坑中坑基坑开挖1.QC小组简介表1小组名称甘肃省长城建设集团总公司长城大饭店项目QC小组课题名称深基坑坑中坑二次降排水施工新方法课题类型创新型小组成立时间2012年11月QC教育32学时/年注册编号GSCCJS-QC2012-07课题编号GSCCJS-2012-03活动时间2012年11月--2013年4月活动次数10出勤率100%获奖情况2008年7月信宜大厦项目QC小组成果“攻克钢筋砼桁架梁在结构转换层中的施工难关”获全国工程建设优秀质量管理小组；2009年7月长城家园3#楼项目QC小组成果“提高导座式升降脚手架的整体稳定性”获全国工程建设优秀质量管理小组；2010年7月设备公司铝合金班QC小组成果“提高铝合金窗框扇孔槽位的制作质量”获全国工程建设优秀质量管理小组；2011年7月第五工程公司QC小组成果“楼层梯段支模方案创新”获全国工程建设优秀质量管理小组；2012年6月兰州交家电经适房项目QC小组成果“提高内控法轴线竖向传递精度”获全国工程建设优秀QC小组二等奖。二、QC小组概况制表人：梁军时间：2012年11月10日小组获得的荣誉小组成员概况表姓名性别年龄职务职称学历组内职务组内分工常自昌男48总工程师正高大本组长指挥审核王军男42项目技术负责人工程师大本副组长技术策划梁军男34技术质量部部长工程师大本副组长质量策划张卫旗男46项目经理工程师大专组员实施策划任军尚男32施工员工程师大专组员施工组织白守满男30质量员助理工程师大专组员质量检查惠璟骞男27技术员助理工程师大本组员现场落实慕丰丞男28资料员助理工程师大专组员资料整理高成亮男28施工员助理工程师大专组员现场落实巩利军男26安全员助理工程师大专组员现场落实张静雯女25资料员助理工程师大专组员资料收集制表人：梁军时间：2012年11月10日三、选择课题1.问题提出依据地勘报告，场地内卵石层分布不均匀。基坑开挖后，场地南侧自西南至东北向呈山脊状分布有一条强风化粉砂质泥岩带，按照设计，部分集水坑、电梯基坑等下沉的坑中坑穿透卵石层，进入强风化粉砂质泥岩层，下沉深度超过深基坑管井降水深度，需二次降排水。由于缺乏该工况下的成熟工法或工艺标准，小组成员对临近先期施工的长城山海苑5#、6#、7#、8#高层住宅楼等深基坑遇强风化粉砂质泥岩层时二次降排水施工过程作了详细调查跟踪，该项目先后采用明泵直排、铺设整体不透水塑料布、斜面砌砖法、基坑底中部预留降水井法，素混凝土垫层整体浇筑法等，以上方法在施工中均产生坑中坑斜面、底面被水浸泡软化丧失承载力、垫层被浮力破坏渗水等多次返工处理的情况，地基验槽过程中勘察、设计、监理、业主方均对施工效果表示强烈不满。我们在深基坑坑中坑遇强风化粉砂质泥岩层典型部位开挖了探槽，探槽在开挖0.5h内无明显可见渗水，槽壁能保持良好的直立性。开挖后2h左右即出现渗水塌方现象，随着时间推移，槽壁迅速软化坍塌（如下图）。探槽开挖2h左右槽壁沿裂隙面层状剥落，裂隙无规律可循渗水量小，开挖0.5h内无明显可见水。随时间推移逐渐增多渗透压大，不采取将排水措施，混凝土垫层会上浮或被浮力破坏探槽开挖后以上表观特性与地勘报告描述一致，即强风化粉砂质泥岩层以赋存裂隙水为主，裂隙发育且无规律，渗透系数小。通过网络检索和翻阅大量资料，未查到相同或相似工况下的成熟施工方法和文献。2.课题确定面对以上制约条件，为保证强风化粉砂质泥岩在坑中坑部位持力层的施工质量，对二次降排水采用新方法，确定本次QC小组活动课题为深基坑坑中坑二次降排水施工新方法四、设定目标活动目标：深基坑坑中坑部位强风化粉砂质泥岩层施工时不受裂隙水影响，即实现干作业目标五、提出各种方案确定最佳方案1.方案提出通过头脑风暴法及查阅大量资料，小组提出以下深基坑坑中坑遇强风化粉砂质泥岩层时二次降排水应对方案并绘制亲和图如下：QC小组活动现场制图人：王军时间：2012年12月12日方案一：基坑周边设井点降水方案二：坑中坑中部开挖集水坑，埋设直径400mm滤水管，内设小型潜水泵，不间断抽水。方案三：在地基上开凿盲沟相互交叉，将水引流至周边总沟，集中排出基坑。方案四：基坑周边做整体止水围堰。方案五：坑中坑周边做素混凝土围堰三、堵二、排一、降深基坑坑中坑二次降排水方法2.选定方案QC小组成员从技术特点、可行性、经济合理性及对其他工序的影响考虑，运用PDPC法进行分析。制图人：王军时间：2012年12月13日降(A1)基坑周边设井点降水(A2)集水坑中部开挖集水坑，埋设直径400mm滤水管，内设小型潜水泵，不间断抽水。(B1)在地基上开凿盲沟相互交叉，将水引流至周边总沟，集中排出基坑。(C2)基坑周边做整体止水围堰(D2)坑中坑周边做素混凝土围堰(E1)排水固结(D5)排(C1)堵(D1)可能存在的问题(A3)1、渗透系数小，渗透压大要求井点布置间距小、数量大，导致降水作业工程量大、工期长、成本高；2、场地狭小、无降水施工作业面；3、过度抽取地下水，对周围高层建筑物影响大；4、砂岩层遇水软化、颗粒小，容易随地下水被抽走，形成地下空洞。对策（A4)无可能存在问题(B2)1、所需抽水设备较多；2、抽水部位防水层难以连续，漏水点多；3、渗水量小的情况下抽水不能连续，水泵空载，容易损坏，发现、维修不及时容易造成地基或混凝土垫层造成破坏。深基坑坑中坑遇强风化粉砂质泥岩层时裂隙水影响施工技术特点1、渗透系数小2、渗透压力大3、裂隙较多4、裂隙无规律5、暴露易风化6、扰动、暴露后遇水迅速软化(A0)对策（B3)无干作业条件下坑中坑开挖、筏板垫层混凝土施工(Z)可能存在问题(C3)：1、所需场地大；2、开挖、砂夹石置换量大；3、周边总沟位于基坑坡脚部位，对深基坑安全性影响大。4、需考虑和验算盲沟及排水过程对地基承载力造成的不利影响。对策（C4)无可能存在问题(D3)1、场地狭小，无施工作业面；2、围堰靠近基坑坡脚，对深基坑安全性影响大。3、工程量大、造价高、工期长。对策（D4)无存在问题(E2)无工艺标准对策（E3)研制工艺通过对以上几种方案的对比分析，我们发现方案二适用坑中坑进入卵石层的情况，其应用已较普遍和成熟不再赘述；第一、三、四种方案由于场地狭小，不具备实施条件；其它明泵直排、铺设整体不透水塑料布、斜面砌砖法、素混凝土整体浇筑法等在5#、6#、7#、8#楼施工中均造成返工处理的方案不再考虑，综上所述，方案五在工程安全、进度、成本、质量等方面可行，成本有可以压缩的空间。因此，我们把“方案五：坑中坑周边做素混凝土围堰”作为可行方案,即E1-E2-E3-D5-Z作为解决问题的路线。六、问题分析与对策措施在确定了方案五：“素混凝土止水围堰”后，依据现行技术规范要求，确定工艺流程如下：定位放线围堰分段开槽混凝土分段浇筑养护坑中坑开挖排水固结砼垫层施工1.问题分析小组成员经过讨论，提出方案实施工艺过程中可能出现的风险：⑴开挖速度慢，开挖过程中即出现渗水塌槽现象；⑵素混凝土浇筑速度慢，浇筑过程出现塌槽现象；⑶开槽深度不合理导致开挖时间过长，挡水效果差；⑷开挖、浇筑顺序不合理，影响施工进度；⑸分段连接部位连接不好，挡水效果差；⑹排水固结不好，影响坑中坑开挖；⑺开挖修整后垫层不能及时浇筑，泥岩表面风化、遇水软化；⑻成本过高。2.对策措施针对以上风险，制定了相应的对策措施。见表3。序号项目对策目标措施地点完成时间负责人1开挖速度慢，开挖过程中即出现渗水塌槽现象选用较大功率的小型履带反铲挖机，故障率低；采取支撑措施功率不小于40KW;机龄不超过1年；支撑可靠1、租赁，依照对策、目标选择合适机型2、机械保养良好3、上口木方支撑市场工地2013-03-16张卫旗2混凝土浇筑速度慢，浇筑过程出现塌槽现象合理安排材料供应和施工工序开槽后5min内浇筑完混凝土联系好预拌砼，溜槽等准备完毕再开挖，动态监控，合格即浇筑混凝土作业面2013-03-18任军尚3开槽深度不合理导致开挖时间过长，挡水效果差以挡水效果为主，兼顾考虑其它影响坑底无渗水现象征对不同深度坑中坑分别确定围堰深度。查阅相关资料，开槽深度为坑中坑底标高下0.5m办公室2013-03-16梁军4开挖、浇筑顺序、分段不合理，影响施工进度合理确定开挖、浇筑顺序、分段长度作业面不交叉，尽可能连续施工先依次开挖浇筑围堰的2个长边，混凝土终凝后（约8h）再依次开挖浇筑围堰的2个短边，超过6m分段开挖浇筑，渗水量大时缩短分段长度。办公室2013-03-16张卫旗5分段连接部位连接不好，挡水效果差查找原因，现场解决接茬部位不出现夹砂现象先开挖的槽段下口沿纵向长度略大于上口，便于下次连接。使用较低强度的混凝土，减少收缩裂缝。作业面2013-03-18王军6成本过高1、满足目标要求的前提下成本最低；2、对成本影响大而对质量影响不大的项目进行优化3、成本不超,节约工期7天，每天工期成本0.78万元成本不超过5.4万元1、利用坑边为45°斜面特点，围堰槽外边紧靠坑中坑上口内边，减少围堰总长度。上口0.5m不浇筑混凝土，斜面垫层施工时一次成型，减少混凝土用量；2、选用C15低强度等级的混凝土；3、减少围堰厚度，选用宽度规格最小的三齿斗，斗宽450mm。4、按第3条合理控制开挖深度。办公室2013-03-16王军7排水固结不好，影响坑中坑开挖排水法围堰内含水率在施工过程中能保证基岩直立性；渗透压影响微小在坑中坑中部开挖0.5m宽、1.2m长、深度略深于坑底的排水井。垫层施工时用混凝土填实。排水井内无明显积水时开挖坑中坑作业面2013-03-19惠璟骞8开挖修整后垫层不能及时浇筑，泥岩表面风化、遇水软化早强性高强度等级水泥撒面泥岩不暴露，表面耐水清底后立时用52.5R普通硅酸盐干水泥水泥撒面，以不露底为准，利用泥岩内水分自然硬化作业面2013-03-21白守满制表人：慕丰丞时间：2013年03月16日3.依照对策表绘制JK4施工图：图4JK4施工图七、对策实施•实施一：合理选用机械，提高施工进度通过市场调查了解，我QC小组根据开挖宽度和深度选用XF60小型履带反铲式挖掘机，机龄6个月，配有可更换3齿、4齿2种挖斗，斗宽450mm，施工方便，成本又低。实施效果：每段开挖并浇筑完混凝土未超过0.5h，，施工过程中未出现机械故障，又降低了工程成本。实施效果：每段开挖并浇筑完混凝土未超过0.5h，，施工过程中未出现机械故障，又降低了工程成本。图5基槽机械开挖图•实施二：开挖时木方支撑，保证槽壁稳定开挖前准备好木质支撑，在不影响挖机开挖作业时及时将支撑卡在