某综合楼基坑支护降水方案(放坡+复合土钉墙)与施工组织设计

11.0工程概况1.1工程概况河南置业有限公司拟建综合楼工程，该工程场地位于郑州市花园路与路交叉口东北侧，设计建筑为框剪结构，地上18层，地下一层，基坑开挖深度约6.0m,局部8.0m。由于本工程基坑深度较大，地处闹市区，周边环境较复杂，因此必须进行必要的基坑支护工作，才能保证基础施工正常进行。1.2环境条件拟建建筑位置居于郑州市花园路与路交叉口东北侧，场地北侧2m为中国银行围墙，东侧8m为已有7层建筑，南侧为路，西侧紧邻花园路，环境条件较复杂，场地内地下管线，周边管线待查。2.0场地工程地质条件2.1地形、地貌拟建工程场地地形平坦，勘察施工场地为加油站、住宅楼及垃圾站，水泥硬化地坪，场地地貌单元属黄河泛滥冲积平原，地势平坦，地貌单一。2.2地层根据化工部郑州地质工程勘察提供的《岩土工程勘察报告》，勘探深度40m范围内的土层按地层的成因类型、岩性及工程地质特性将其划分为9个工程地质单元层，对本工程基坑支护工作存在影响的主要是上部4层地层，其主要特征如下：第（1）层填土（Q4ml）:全场普遍分布，地表主要为素混凝土铺设路面，其下主要为素填土，局部为杂填土。厚度1.0～2.7m。第（2）层粉土（Q4-3al）:灰黄色-褐色，稍湿-湿,密实，无光泽，摇震反应中等，干强度低，韧性低。厚度1.3～3.30m。2第（3）层粉土（Q4-3al）:灰黄色，湿,密实,无光泽，摇震反应中等，干强度低，韧性低。见针状孔隙，黑色斑点。厚度1.60～2.70m。第（3-1）层粉土（Q4-3al）:灰黄色，湿，密实，摇震反应迅速，干强度低，韧性低，东部缺失。厚度0.90～1.40m。第（4）层粉土（Q4-2al）:灰黄色，湿,密实,无光泽，摇震反应中等，干强度低，韧性低。偶见小姜石颗粒。厚度1.40～4.60m。勘察报告提供的上部土层强度综合参数；γ=19.0KN/m3，Ck=6.0kPa，φk=20°，具体各土层参数见下表：上部土层强度指标建议值表1层号（2）（3）（3-1）（4）γ（KN/m3）2022.121.824.5Ck(kPa)65.36.67.9φk(°)20.116.019.821.82.3水文地质条件2.3.1地下水类型、埋深勘察报告揭示场地内地下水位6.4-7.1m，即第四系孔隙潜水，潜水主要分布在上部粉土层中。主要受大气降水补给。根据郑州市经验及该单位居民在此处的生活经验，水位年变幅在2.0左右，历史最高水位埋深2.0m左右。2.3.2水质根据水水质分析的结果，地下水对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋都没有腐蚀性，对钢结构无腐蚀性。勘察报告上部土层综合渗透系数0.5m/d。3.0基坑支护与降水基坑支护与降水的目的是为基坑和地下室施工及周边建筑物提供安全保障，根据建设单位提供的资料，本工程基坑开挖深度在6m左右，基坑形状不规则，周围环境除东、北侧因存在建构筑等设施而3较复杂外，其他范围相对较简单。本工程基坑边坡土的抗剪强度低，基坑开挖对周围建筑物影响较大，根据建筑基坑支护技术规程规定，本工程基坑侧壁安全等级为二级，故必须采取必要的支护措施。由于勘察报告揭示水位位于开挖深度以下，且根据现场开挖显示现阶段坑内无水，故本次不考虑降水，但考虑雨季水位升高，对降排水以预案措施处理。3.1基坑支护方案设计与论证3.1.1本工程基坑支护要点分析1、本工程位于郑州市主城区，且为综合楼工程，必须严格控制基坑变形，确保安全,在设计中应重视作好变形控制及监测工作；2、本工程场地北、东侧距离原有建构筑较近，应控制好变形工作时，确保基坑支护对周边建筑影响不大；3、雨季降水工作必须严格控制，管井降水影响半径大，易影响周边环境，故要加强地下水位及降水期间变形监测工作，重视信息化设计和施工；4、根据郑州市市区同类工程施工经验，雨季降水在基坑支护过程中可考虑采用明排降水措施，必要时采取轻型井点临时降水；5、本场地地质勘察报告揭示，场地上部土层尤其是基坑开挖范围内土层强度较低，在场地周边建构筑较多，因此在支护设置时应分区段考虑，针对不同地段分布采取相应的技术措施处理，以确保基坑安全。6、本工程基坑工作重点是做好变形控制，同时确保支护结构的有效发挥，控制基坑及周边变形，这是本方案设计的根本思路，最终的设计原则是确保安全的前提下争取最大的经济效益。3.1.2基坑支护方案分析4目前在用于基坑支护的主要结构形式有：悬臂桩支护结构、桩锚支护结构、钻孔灌注桩加内支撑支护结构、逆作钢筋砼连续墙支护结构、重力式挡土墙支护结构及喷锚支护结构等。结合本工程实际，考虑到确保安全、科学合理、经济可靠的原则，本次设计在结合地质报告建议及本工程基坑实际情况分析后，根据我单位多年施工同类工程经验，按照确保安全，降低造价的原则，对场地地质条件和技术资料进行了充分的论证研究，决定采取放坡+复合土钉墙及放坡+土钉墙支护技术措施。该支护体系经验算其安全稳定性能够满足使用要求，而造价大大降低，不仅如此，该工艺技术条件成熟，应用广泛，已取得了很多成功经验，能够满足本工程要求。4.0方案设计4.1支护结构设计原则和依据原则：安全第一、经济合理、节省工期、便利施工，确保周边建筑安全。本工程基坑侧壁安全等级为二级，根据确定的基坑深度，设计确定各项安全系数为:整体稳定性安全系数达1.25，抗倾覆安全系数安全系数达1.5，抗隆起安全系数安全系数达1.5，均满足规范要求。依据：《岩土工程勘察报告》；《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；《建筑桩基技术规范》（JGJ94—94）；《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2002）；《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）；《建筑地基基础处理规范》（JGJ79-2002）；《基坑土钉支护技术规程》（CECS96：97）；5《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）；《建筑工程测量规范》（GB50026-93）；《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）；《建筑工程质量验收标准》（GB50300-2001）；《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）；《北京中科院大力神基坑支护设计软件》（正式用）；《理正基坑支护设计软件》（复核用）；其他国家相关规范、规程等要求；4.2支护方案设计针对场地不同地段地层条件、开挖深度及环境条件，共分3个基坑类型剖面区段支护（见平面布置图），其中重点控制东、北临靠已有建构筑物部分。主要支护设计方案如下：1-1支护剖面段：主要是场地西、南侧临花园路和路及东侧临临时工棚部分，基坑开挖深度为±0.00m以下6m，且周边环境简单，故设计时按照二级基坑控制，考虑采取放坡＋土钉墙支护形式进行支护，总体施工坡度按照1：0.3考虑，边坡采用土钉墙支护，具体见设计剖面1－1。土钉墙设计根据场地实际情况及土层参数，钉孔直径100mm，采用1：0.5纯水泥浆灌注，主筋采用HRB335Ф16钢筋，长度一般4.5-6m；喷射砼采用施工配合比为：水：砂：石子：水泥=1：2.8：2.8：0.5；土钉纵横间距1.5m，倾角10°，共布置4排；面层采用施工配合砼喷射，喷射厚度不小于60mm，面层网筋采用成型钢板网片铺设，面层加强筋采用φ10@1500菱形布置,加强筋与土钉钢筋连接;面层至基坑顶部边缘外延1m,并采用1m长的φ12@1500钢筋固定。边坡顶部由主体施工单位做表面硬化处理。2-2支护剖面段：（北侧临中国银行部分）：本施工段紧靠已有围6墙，基坑边线距离现有围墙仅1.5m，根据计算结果，考虑振动荷载和道路车辆荷载，拟采取复合土钉墙支护。总体施工坡度按照1：0.25度考虑，边坡采用土钉墙支护，具体见设计剖面2－2。土钉墙设计根据场地实际情况及土层参数，钉孔直径100mm，采用1：0.5纯水泥浆灌注，主筋采用HRB335Ф16钢筋，长度一般4.5-6m；喷射砼采用施工配合比为：水：砂：石子：水泥=1：2.8：2.8：0.5；土钉纵横间距1.5m，倾角10°，共布置4排；面层采用施工配合砼喷射，喷射厚度不小于60mm，面层网筋采用成型钢板网片铺设，面层加强筋采用φ10@1500菱形布置,加强筋与土钉钢筋连接;面层至基坑顶部边缘外延1m,并采用1m长的φ12@1500钢筋固定。边坡顶部做表面硬化处理。微型桩桩采用人工洛阳铲或冲孔法成孔，直径100mm，内置48mm钢管，充填碎石及压力灌注1：0.5纯水泥浆，深度9m，共布置2排，纵向间距按照0.5m，水平间距按照1.0m施工,梅花形布置。3-3支护剖面段：（东侧临已有建筑部分）：本施工段距离已有建筑约8m,该建筑采用复合地基，，基坑开挖将对复合地基存在一定影响，根据计算结果，考虑建筑荷载，拟采取复合土钉墙支护。总体施工坡度按照1：0.3考虑，边坡采用复合土钉墙支护，具体见设计剖面3－3。土钉墙设计根据场地实际情况及土层参数，钉孔直径100mm，采用1：0.5纯水泥浆灌注，主筋采用HRB335Ф16钢筋，长度一般4.5-6m；喷射砼采用施工配合比为：水：砂：石子：水泥=1：2.8：2.8：0.5；土钉纵横间距1.5m，倾角10°，共布置4排；面层采用施工配合砼喷射，喷射厚度不小于60mm，面层网筋采用成型钢板网片铺设，面层加强筋采用φ10@1500菱形布置,加强筋与土钉钢筋连接;面层至基坑顶部边缘外延1m,并采用1m长的φ12@1500钢筋固7定。边坡顶部做表面硬化处理。微型桩桩采用人工洛阳铲或冲孔法成孔，直径100mm，内置48mm钢管，充填碎石及压力灌注1：0.5纯水泥浆，深度9m，共布置1排，水平间距按照1.0m施工,临靠已有建筑外侧2m布置。5.0土方开挖本工程基坑开挖土方理论计算量较大，采用本支护设计时，土方开挖的顺序与安排，是对基坑安全、工期和质量的重要制约因素，支护结构施工与土方挖运须交叉进行并严格遵循分层分段开挖、支护的原则，分层高度一般为1.5m，分段长度根据现场情况一般为15～20m。本基坑施工开挖前应先施工微型桩，开挖至1.5m,施工第一道土钉，之后按照土钉布置垂直间距开挖1.5m,可超挖深度0.2m,以此类推，最后开挖下排土钉深度，并施工完毕土钉后，开挖至设计深度上方0.3m，剩余部分采取人工清除至设计标高。土方开挖应做好施工组织设计工作，安排合适的挖土方式和挖土设备，并及时与业主协调作好土方运输处理工作，确保与基坑支护工作协调、同步进行，保证质量，确保工期。86.0施工工艺及质量保证措施6.1土钉墙施工工艺放线测量、确定开挖堑顶线土石方开挖及边坡坡面修正复测、复核边坡坡率等水泥、砂、碎石送检合理喷射砼配合比确定喷射第一次混凝土并养护施工记录、砼强度抽检土钉孔位测量土钉钻孔钢筋进场抽检土钉墙施工记录土钉钢筋制作土钉安装灌浆沙浆配合比确定砂浆强度抽检钢筋网编制及与土钉墙喷砼挂网钢筋调直喷射第二次混凝土并养护土钉抗拔力试验喷射砼厚度检查编制竣工文件竣工验收砂浆强度抽检96.2施工方法6.2.1边坡开挖:由土方施工单位按照设计要求开挖深度进行;6.2.2边坡修整:采用人工清理,为确保喷射砼面层的平整,此工序必须挂线定位.对于土层含水量较大的边坡,重点设置泄水管,以便排除混凝土面层后的积水;6.2.3定位放线:按照设计图纸由测量人员准确放出每个土钉孔位;6.2.4成孔:采用人工洛阳铲或螺旋钻机(国产锚杆机)成孔,钻孔后进行清孔检查,对孔中出现的局部塌孔或松落土立即进行压浆处理,并及时安设土钉钢筋并注浆;6.2.5土钉主筋制作及安放:主筋按照设计长度下料,外端按照设计长度予留，以便锚头施工，土钉主筋每2m焊对中支架,防止主筋偏离偏离土钉中心,安放主筋时,将注浆管与主筋捆绑一起,注浆管离孔底0.5m左右;6.2.6造浆及注浆:采用搅拌机造浆,应严格控制水灰比,注浆采用注浆泵,注浆时,将导管缓慢均匀拔出,但出浆口始终处于孔中浆体面之下,保证孔中气体能够全部排除;6.2.7挂网及锚头安装:钢筋网片用插入土中的钢筋固定,与坡面间隙3-4cm,不应小于3cm,搭接时上下左右一根对一根搭接绑扎,搭接长度应大于30cm,并不少于两点点焊;钢筋网片