基坑围护及土方开挖施工方案

基坑围护及土方开挖施工方案一、工程概况1.建设单位：赣州市城市基础设施建设投资管理有限公司2.设计单位：浙江中设工程设计有限公司3.勘察单位：核工业赣州工程勘察院4.监理单位：江西中昌工程咨询监理有限公司5.质量安全监督单位：赣州市质量安全监督站6.施工单位：浙江省东阳第三建筑工程有限公司（二）项目情况描述：本工程位于赣州市．主要由8幢高层住宅及2个一层大地下室组成，本工程1#、8#楼26层,总高度约82.9m，2#、3#楼23层，总高度72.2m，4#楼22层，总高度约70.3m，5#楼24层，总高度约76.1m，6#楼约32层，总高度约99.3m，7#楼结构33层，总高度约103.00m。1#～8#楼标准层层高均为2.900米,主楼下均设一层地下室,各高层均采用现浇钢筋混凝土抗震墙结构;局部配套商业服务及单层大地下室用房采用现浇钢筋砼框架结构;楼、屋盖均采用现浇钢筋混凝土梁板结构。浙江省东阳第三建筑工程有限公司承建。本工程设地下一层，埋深约4.5米,地下室施工时,根据地质勘察报告,地下水的稳定水位埋深为11.50~13.00米,即水位标高在97.75~100.20米之间,位于工程地下室以下,因此不必采用降低地下水的措施,主要要解地表水及上层潜水的问题.现决定基坑施工采用1:0.5放坡,喷射100厚C30素混凝土护坡,内配钢筋片Ф8@150Х150,坡脚水泥注浆技术进行基坑围护,另在基坑及地面上设置排水沟、集水井等排水设施（排水沟、集水井详见附图1、2）。一、准备工作（1）、了解工程质量要求和施工监测内容与要求，如基坑支护尺寸的确允许误差，支护坡顶的允许最大变形，对邻近建筑物、道路、管线等环境安全影响的允许程度等。（2）、土钉支护应在排除地下水的条件下进行施工。应采取恰当的降排水措施排除地表水，以避免土体处于饱和状态，有效减小或消除作用于面层上的静水压力。（3）、确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点等，并妥善保护。（4）、制订基坑支护施工组织设计，周密安排好支护施工与基坑土方开挖、出土等工序的关系，使支护与开挖密切配合，力争达到连续快速施工。（5）、施工机具选用应符合下列规定：1）成孔机具和工艺视场地土质特点及环境条件选用，要保证进钻和抽出过程中不引起坍孔，可选用地质钻机、回转钻机。2）注浆泵规格、压力和输浆量应满足设计要求。3）混凝土喷射机应密封良好，输料连续均匀，输送水平距离不宜小于100m、垂直距离不宜小于30cm..4)空压机应满足喷射机工作风压和风量要求，一般选用风量9m3/min以上、风压大于0。5mpa的空压机。二、土钉墙施工工艺土钉墙支护施工基本过程为分层开挖，循序施工。每层开挖后，立即进行修坡、编筋：进行土钉杆件制作、成孔，置土钉并注浆：最后进行土钉端头处理和挂网，并喷射混凝土面层（做法详见附图3）。1、主要材料（1）、钢材；1）锚管采用D=25，t=3焊接钢管；2）骨架钢筋采用ф16（II级钢）；3）挂网钢筋采用ф8@150X150（I级钢)4）角钢采用100×80，L=2000（与土钉双面焊接）（2）、水泥.注浆和喷射混凝土采用早强型硅酸盐水泥,强度等级R42.5,注浆配合比为水泥:砂=1:0.5(重量比)喷射混凝土配合比为水泥:石子:砂=1:2:2(重量比),石子粒径为5~10mm,水泥浆及水泥砂浆应拌合均匀,随捣随用,一次拌合的水泥浆及水泥砂浆在初凝前用完.2、施工流程：1）按设计要求分层开挖工作面，修正边坡。2）喷射第一层混凝土。3）安设土钉（包括钻孔、插筋、注浆垫板等）。4）绑扎钢筋网、留搭接筋、喷射第二层混凝土。5）开挖第二层土方，按此循环，直到坑底标高。设置坡顶及坡底排水设施（如附图2、3）。3、基坑土方开挖1）按设计要求分层分段开挖，分层开挖深度一般由设计要求的土钉竖向距离决定，超挖不超过各层土钉向下0.5m。分层开挖长度也宜分段进行，分段长度按限制土体变形的严格程度、维持下塌的自稳时间和施工流程衔接情况而定，一般可取10~20m。2）现场土方简图①、基本参数所依据的规程或方法：《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99基坑深度：5.500(m)基坑内地下水深度：14.000(m)基坑外地下水深度：18.000(m)基坑侧壁重要性系数：1.000土钉荷载分项系数：0.000土钉抗拉抗力分项系数：1.300整体滑动分项系数：1.300②、坡线参数]坡线段数1序号水平投影(m)竖向投影(m)倾角(°)12.0025.50070.0③、土层参数土层层数4序号土类型土层厚容重饱和容重粘聚力内摩擦角钉土摩阻力锚杆土摩阻力(m)(kN/m^3)(kN/m^3)(kPa)(度)(kPa)(kPa)1杂填土3.00018.220.08.110.018.018.02粘性土2.00019.617.039.015.150.050.03粉土3.00019.019.016.010.550.050.04中砂4.00019.519.50.013.175.075.0④、超载参数超载数1序号超载类型超载值(kN/m)深度(m)宽度(m)距坑边线距离(m)形式长度(m)1满布均布2.000⑤、土钉参数土钉道数2序号水平间距(m)垂直间距(m)入射角度(度)钻孔直径(mm)11.5001.80010.010021.5001.80010.0100⑥、坑内土不加固施工过程中局部抗拉满足系数:1.000施工过程中内部稳定满足系数:1.000⑦、内部稳定设计条件考虑地下水作用的计算方法：总应力法土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数：0.500圆弧滑动坡底截止深度(m)：0.000(m)圆弧滑动坡底滑面步长(m)：1.000(m)⑧、局部抗拉设计结果工况开挖深度破裂角土钉号设计长度最大长度(工况)拉力标准值拉力设计值(m)(度)(m)(m)Tjk(kN)Tj(kN)Tj(kN)11.80040.012.4622.462(1)49.00.0023.60040.422.4622.462(2)19.90.0035.50041.032.4622.462(3)19.90.0045.50041.041.2641.264(4)29.20.00⑨、内部稳定设计结果工况号安全系数圆心坐标x(m)圆心坐标y(m)半径(m)土钉号土钉长度11.3290.3406.8303.28812.46220.906-1.1267.5365.43122.35331.327-3.1597.8047.73731.84641.327-4.1598.8049.73741.264⑩、土钉选筋计算结果土钉号土钉拉力(抗拉)土钉拉力(稳定)计算钢筋面积配筋配筋面积10.03.918.81d12113.120.05.626.81d12113.13）喷射混凝土面层计算①、计算参数厚度：100(mm)混凝土强度等级:C30配筋计算as:20(mm)水平配筋:d8@150竖向配筋:d8@150配筋计算as:20荷载分项系数:1.200②、计算结果编号深度范围荷载值(kPa)轴向M(kN.m)As(mm^2)实配As(mm^2)10.00~1.803.1x0.363306.4(构造)335.1y0.238306.4(构造)335.121.80~3.6014.9x1.751306.4(构造)335.1y1.148306.4(构造)335.133.60~5.5013.6x1.746306.4(构造)335.1y1.009306.4(构造)335.1③、外部稳定计算参数所依据的规程：《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002土钉墙计算宽度:10.000(m)墙后地面的倾角:0.0(度)墙背倾角:90.0(度)土与墙背的摩擦角:10.0(度)土与墙底的摩擦系数:0.300墙趾距坡脚的距离:0.000(m)墙底地基承载力:400.0(kPa)抗水平滑动安全系数：1.300抗倾覆安全系数：1.600④、外部稳定计算结果重力:931.2(kN)重心坐标:(5.474,2.605）超载:16.0(kN)超载作用点x坐标:6.001(m)土压力:13.5(kN)土压力作用点y坐标:1.870(m)基底平均压力设计值95.0(kPa)400.0基底边缘最大压力设计值121.6(kPa)1.2*400.0抗滑安全系数:21.3691.300抗倾覆安全系数:209.2811.6004、土钉施工1）按设计图的纵向、横向尺寸及与水平面的夹角进行钻孔施工。2）钢管要平直、除锈、除油。3）注浆材料用水泥或水泥砂浆，水泥砂浆配合比为1：1~1：2（重量比），水灰比宜0.4!~0.45。4）注浆管插到距孔底250~500mm，为保证注浆饱满，在孔口设止浆塞。5）土钉应设定位器，以保证钢筋的保护层厚度。5、施工工艺1）锚管施工前，根据基坑剖面图标高定出钢管位置，并作出标记和编号；2）采用气压振管机振入土中，其后应及时注浆；3）锚管振入土体内后，用皮管注入清水，洗净管内淤泥；4）冲洗泥浆后才可进行注浆，采用低压（0.5-0.7mpa）方法注浆裹管,使水泥砂浆通过钢管壁外挤压出水泥砂浆,形成ф80至ф100园柱形砂浆体.一次压力注浆时应在钢管内放入ф25塑料管,注满后保持压力3分钟,压力注浆以满钢管为止,并且保证每延米钢管的注浆量50kg。5）注浆过程中要做好锚管记录，按锚管编号逐一记录压管时测得的土体特性、注浆压力、数量与质量、事故处理等、并和设计图加以比较，若发现有较大偏差时要及时反馈，以修改锚管的设计参数；6）若周边有特殊情况，需要提高锚管抗拔能力，要采用二次挤压注浆方法，即在首次注入水泥砂浆终凝（2小时）前用纱布包住管口后，再用高压（1.2-1.5mpa）在钢管外附入ф20开孔塑料管(此管与锚管同时振入土中)内作二次注浆(水泥纯浆),注满后保持压浆5分钟.7)向管内注浆时必须饱满,每米钢管水泥用量20公斤;8)当注浆用水泥砂浆时,其水灰比不宜超过0.45,若超过时应加三乙醇胺促凝剂,促使早凝和控制泌水.施工时当浆体工作度(坍落度)不能满足时,可外加EA-2高效减水剂,不可加水;9)砂浆强度用70mm立方试块进行测定,共做三组,每组六块试件,给出三天、七天、二十八天龄期强度。6、坡面喷射混凝土施工（1）材料：水泥标号宜用42.5号,干净碎石或卵石,料径不宜大于15mm,水泥与砂石重量比宜1:4~1:4.5,砂率不45%~55%,水灰比0.4~0.45.（2）喷射作业1）、作业前要对机械设备，风、水管路和电线进行检查及试运转，清理妥喷面，埋设好控制喷射混凝土厚度的标志。2）、喷射时，喷头与喷面应垂直，宜保持0.6~1.0m的距离.喷射手要控制好水灰比,保持混凝土表面平整,呈湿润光泽,无干斑或滑移流淌现象.3）、喷射混凝土终凝2h后，洒水养护，一般养护3~7d。4）、钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺设，钢筋与坡面的间隙宜大于20mm。5）、钢筋网与下层钢筋网要搭接，长度为25倍钢筋直径。6）、钢筋鸩与土钉锚固装置要连接牢固，喷射混凝土时钢筋不得晃动。土钉杆件应做对中支架，间距25000mm。注浆时浆注浆管插至离孔底250~500mm处。为保证注浆饱满，在孔口部门设置止浆塞及排气管。注浆材料用水泥净浆或水泥砂浆。7、现场信息化施工监测（1）、监控点位布置由于深基坑施工是一项高风险作业，为此，必须做好基坑围护监测工作，通过监测数据提供信息分析基坑变位情况，借以指导土方开挖速度，一旦遇到基坑变形接近和超过允许值，应通知有关部门，并立即采取有力措施避免事故发生，这就是信息化设计施工的优越性。（2）、基坑自身变形稳定性监测1）基坑周边沉降及位移监测在基坑边大约每隔20m左右设置一个觉降及位移监测点，借以测定基坑在土方开挖过程中基坑的稳定性情况。2）基坑周边地下水监测一方面可以监测周围建筑物下沉情况，另一方面观测地下水位情况，借以指导土方开挖。3）基坑外土体侧向位移监测主要控制土体变化，预报围护结构可靠性和邻近建筑物变形与下沉可能性。监测仪器包括：经纬仪、水准仪、测斜仪等。所有监测仪器在监测前应经过校验