消防水池基坑支护方案

永嘉县天业建材有限公司厂区工程1#楼消防水池基坑支护方案一、工程概况永嘉县天业建材责任有限公司厂区工程位于永嘉县桥下镇梅岙村，由永嘉县天业建材有限公司投资建设，由温州市城市规划设计研究院设计，温州市三凯建设监理有限公司监理，中纬建设工程有限公司总承包施工。本工程±0.000高程相当于黄海高程6.000m，厂区1#楼①轴—④轴交H轴—F轴有一消防水池，水池底板面标高为-3.65m，自然地坪标高为4.90m基底最低部位标高为0.63m.水池周边环境：东、西、北均为空地，南侧有一幢两层楼临建板房，距水池边为16m。二、工程地质情况此部位地质根据地质资料Z27、Z26钻探孔显示，①素填土，层厚0.8-1.0m，②粉质粘土层，层厚1.9-2.1m，③中砂夹淤泥质、粉质粘土，层厚2.7-3.5m。地下水位标高2.8m。土层名称湿密度压缩模量凝聚力摩擦角粉质粘土1.93g/m³5.18MPa45.KPa12.5°中砂夹泥1.86g/m³12.5MPa035.3°三、钢板桩支护思路及施工要点1、根据本工程场地地质情况特点，钢板桩主要作用是保证基坑的稳定，隔绝地下水流入，起到支护边坡作用。要点如下：①上口大开挖深度1.6m，放坡1:1.5，平台宽度2m。②采用拉森式Ⅲ型钢板桩，桩长9m；③钢板桩沿基坑四周连续设置成封闭的帷幕④保证基坑安全，钢板桩入土深度不小于6m。⑤在基坑外侧设置深井，降低地下水位。2、施工方法①钢板桩选用根据本工程特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑。选用拉森Ⅲ型钢板桩，此钢板桩宽度适中，止水效果、抗弯性能较好，其主要技术参数为Wx=1350CM³，Ix=16800cm4，【σw】=210MPa,【t】=120MPa,g=60Kg/m。根据地质资料及作业条件决定选用钢板桩9m长，要求入土深度不小于6m。②打桩设备采用一台振动锤和一台35T吊车组合打桩施工③施工工艺流程上口大开挖放坡→钢板桩定位放线→施打钢板桩→土方开挖、深井降水→安装围檀及钢管支撑→地下水池施工→回填中砂→拔钢板桩④施工方法⑴测量放线由测量人员放出上口大开挖的边线，待上部开挖完后，再放出钢板桩的施工边线，然后在边线位置上撒上白灰进行钢板桩的打设。上口大开挖的坡脚距钢板桩之间平台宽不小于2m，坡脚处设截水沟，上部大开挖放坡为1:1.5，开挖深度1.6m，钢板桩内侧距基础外边线每侧工作面不小于1.0m，内设排水沟和集水坑。⑵钢板桩打设拉森钢板桩施工关系到施工止水和边坡安全，是本工程最关键的工序之一。在施工中要求如下：拉森钢板桩采用振打入法，进行单桩逐块打设；施工时先用吊车吊起振动锤，振动锤将钢板桩上端夹紧，然后将钢板桩吊至插桩点进行插桩，插桩时对准锁扣后将钢板桩振动打入。⑶打桩前对钢板桩逐根检查，剔除连接锁扣锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格的待修整后方可使用。⑷打桩前，在钢板桩的锁扣内涂抹油脂，以方便打入拨出。⑸在插打过程中随时测量控制每根桩的斜度不超过2%，当偏差过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。⑹钢板桩施打采用屏风式打入法施工，屏风式打入法不易使钢板桩发生屈曲、曲扭、倾斜和墙面凹凸，打入精度高易于实现封闭合拢，施工时将10-20根钢板桩成排入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后再中间按顺序分1/3或1/2桩高度打入。屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向，往复、中分、中和、复合顺序。其选择原则为：当屏风墙两端板面打设钢板桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序，反之用逆向顺序施打。当屏风墙两端钢板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打。总之施工中应根据具体情况变化施打顺序。采用一种或多种施打顺序逐步将钢板桩打至设计标高，一次打入的深度一般为0.5-2.5m。⑺打入的钢板桩确保密扣且保证挖开后入土不小于6m，确保钢板桩顺利合拢；特别是工作基坑的四个角要使用转角钢板桩。同时在钢板桩上端以下80cm处设置斜支撑和围檩，四个角分别用两排22#的工字钢做斜支撑，在1-4轴之间用3根Φ500的钢管支撑在工字钢围檀上，加强中间段钢板桩的支撑力，围檩用两排28#工字钢组合拼焊在钢板内侧。（附平面图、剖面图）⑻基坑开挖：Ⅰ、土方开挖顺序为：挖至钢板桩上端下0.8M→进行围檩及支撑支护→采用普通挖机与长臂挖机配合开挖基坑剩余土方，预留基底厚10-20cm土方→设置排水沟、集水井→人工清底→回填片石及砼垫层。Ⅱ、施工过程：沿着打入的钢板桩进行基坑开挖，开挖采用分层的方式进行，首先开挖至板桩上班下0.8M，在此位置焊两排28#工字钢组合钢梁作为围檩，然后加固斜支撑加强钢板桩的四角稳固，并沿1至4轴方向布置三根直径为Φ500的钢管进行顶撑支护；支护完成后，再进行剩余土方的挖除，采用普通挖掘机和长臂挖掘机配合挖除，开挖出的基坑土方边挖除边用自卸车运到指定地点；基坑边缘严禁堆土。在开挖过程中随时测量基底高程，防止超挖和扰动基底，挖至基底标高时，预留10-20cm由人工清理，严禁超挖后回填虚土。Ⅲ、当在基坑开挖过程中出现大量地下水时，在基坑外侧的深井采用深井降水，降低地下水位至基底80-100cm。Ⅳ、雨季施工措施：此基坑开挖正处于多雨天气，排水措施如下：a、、基坑内排水措施：在基坑片石垫层范围之外集水坑，并沿坑底周围开挖排水沟，使水流入集水坑，用水泵及时将水排出坑外，确保坑内无积水。b、基坑外排水措施：在大开挖坡脚处设施一条截水沟，通向北侧积水坑内，用水泵排入临时窨井内。⑼施工监测：I、监测目的：保证在消防水池进行施工时基坑处于安全状态。从而确保施工人员、机械的安全。II、基坑安全等级划分：根据建筑基坑支护技术规程（DB11/489-2007）的基坑等划分，开挖深度2.67m，a=16/2.67=5.99＞1，地质为沙土，地下水位在基底标高之上，但易疏干，综上所述，此基坑安全等级为三级III、监测目的：根据（DB11/489-2007）《建筑基坑支护技术规程》中表384基坑检测项目中，等级为三级基坑得知应测项目为支护结构水平位移及周边环境变形。IV、监测方法：现场监测采用仪器检测与巡视检查相结合的方法：a、仪器监测采用DS3水准仪、全站仪（中纬ZT20R）b、巡视检查1）在整个施工期内，按排专人24小时进行巡视检查2）巡视检查的内容：支护结构成型质量、围檩有无裂缝出现、侧壁有无渗漏、基准点和测点完好状况、周边建筑物有无变形等。3）检查方法：以目测为主，采用钢尺、放大镜等工具辅助。4）检查要有详细记录，如发现异常，应及时处理。5）巡视检查记录及时整理，并与仪器观测数据综合分析。6）每天巡视完成后填写详细的巡视记录。Ⅴ、监测点布置：根据建筑基坑监测技术规范（GB50497-2009）有关要求，基准点设置在1#楼12轴上1#、2#控制点；基坑H轴-F轴的钢板桩支护每边的中点、角点及临时板房北侧两边角为监测点。Ⅵ、监测要求：1）、加强对仪器维护保养。2）、监测项目初始值最小连续观测3次的稳定平均值。3）、监测频率为1次/1天4）、水平位移监测要求：根据有关经验数据，最大位移为0.006m，水平位移监测精度≤3mm。Ⅶ、监测报警监测报警值以监测项目的累积变化量和变化（）来控制，《建筑基坑技术规范》得知累积绝对值变化范围为60-70mm，变化速率值5-7mm/d.Ⅷ、建立三级预警制度：当水平位移超过预警值及累积绝对值＞70mm，变化速率大于7mm/d时，现场施工班组第一时间将人员撤离危险区域同时将情况汇报现场技术人员，然后现场技术人员将情况汇报给项目总工，最后由项目总工牵头项目部相关人员参与制定切实可行的处理措施，并上报公司主管部门。⑽钢板桩拆除：当地下消防水池框架柱和剪力墙的砼强度达到设计要求100%后，在砼墙外侧与钢板桩之间分层回填中粗砂至砼墙下20cm左右，分层回填厚度每层不大于30cm，密实后开始拆除支撑、围檩和拔除钢板桩。拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上，可根据沉桩时的情况确定拔桩的起点。必要时可用跳拔的方法；拔桩的顺序最好与打桩时相反。拔桩时可先用振动锤将钢板桩锁扣振活以减少土的粘附，然后边振边拔，对较难拔除的板桩先用振动锤将桩振下100-300mm，再用振动锤交替振打、振拔。当板桩拔除后及时用砂或注浆方法回填土孔。对引拔阻力较大的板桩，采用间歇振动方法，每次振动锤连续作业时间不超过1.5小时。四、基坑的支护计算1、工程概况基坑开挖深度为3m，采用板桩作围护结构，桩长为9m，桩顶标高为3m。计算时考虑地面超载20kPa。q=20(粉质粘土)(粉质砂土)hw=01H=3D=6板桩共设1道支撑，见下表。中心标高（m）刚度（MN/m2）预加轴力（kN/m）2102、地质条件场地地质条件和计算参数见表1。地下水位标高为3m。表1土层层底标高(m)层厚(m)重度(kN/m3)()c(kPa)渗透系数(m/d)压缩模量(MPa)m(kN/m4)kmax(kN/m3)粉质粘土1219.312.545700050000粉质砂土-91018.635.301500050000坑内进行加固，加固土层的计算参数见表。表2土层层底标高(m)层厚(m)重度(kN/m3)()c(kPa)渗透系数(m/d)压缩模量(MPa)m(kN/m4)kmax(kN/m3)粉质砂土-71018.635.3015000500003、工况工况编号工况类型深度(m)支撑刚度(MN/m2)支撑编号预加轴力(kN/m)1开挖1.52加撑11013开挖3工况简图如下：工况11.5工况21工况334、计算20(粉质粘土)(粉质砂土)36YXO安全系数K=3.94,圆心O(1.14,0.39)整体稳定验算20(粉质粘土)(粉质砂土)036Prandtl:K=20.43Terzaghi:K=25.46墙底抗隆起验算20(粉质粘土)(粉质砂土)036坑底抗隆起验算K=4.511m20(粉质粘土)(粉质砂土)01363447.47231.76.1OKc=17.46抗倾覆验算(水土合算)抗管涌验算:按砂土，安全系数K=3.44按粘土，安全系数K=4.3包络图(水土分算,矩形荷载)1050-5-100123456789深度(m)水平位移(mm)Max:8.540200-20-400123456789深度(m)弯矩(kN*m)-26.9~2740200-20-400123456789深度(m)剪力(kN)-31.8~30.336.3kN/m五、质量安全措施1、质量保证体系1）质量保证措施a、消防水池土方开挖前由项目技术负责人根据工程实际认真编写开挖和支护方案，经项目各有关人员讨论、修正，上报审批。经审批后，应严格按方案要求执行，如需变更须事先提交书面变更方案，经审批后方能执行。b、把好原材料进场质量复验关，钢筋、水泥、防水材料等必须有出厂质保书且必须做抽检复验。钢筋要做机械性能复验，水泥除出厂合格证外，必须每批进行安定性和强度试验。发现不合格产品严格禁在工程上使用。c、每道工序完工后，先进行自检，经建设单位和质监部门复验并签字同意后方可进行下道工序施工，其验收评定的等级，必须作为班组结算人工费的依据。质量控制的流程如下：质量技术交底→班组根据交底单组织学习明确主要工艺方法及质量控制重点→进行施工→施工过程中抽检并修正工艺→施工完毕→自检、自评→下道工序班组互检→质检人员抽检评定→进行下道工序施工。d、认真做好监测点的布置及巡视记录。2、安全措施a、严格执行有关部门下发的关于文明安全施工及环境保护中规定，坚决杜绝“三违”现象。b.加强安全教育，提高施工人员安全意识，牢固树立“安全第一”的方针，建立健全的安保体系和安全生产责任制，制定行之有效的安全技术措施。c.施工前，要清除施工操作范围内的高空和地下障碍物，平整场地，压实形式车辆道路。d.施工现场要设立安全标志，在转角基坑入口处设挂有安全警示牌，基坑上口采用脚手架钢管维护。e.基坑开挖严禁碰撞钢板桩及支撑f.基坑周边严禁超堆荷载，挖出的土方及时运走，坑边堆置建筑材料、施工机械不应