地下室基坑支护施工方案.pdf
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1、一一:工程概况工程概况1、工程概况三明市梅列区兴园幼儿园工程位于三明市东新五路新碧路与兴园一路的交叉口。拟建工程包括主楼(0F)与副楼(4F),主楼采用桩基基础形式,并设有层地下室,室内地坪设计标高为0。8m,地下室埋深 56.2、基坑概况(1)基坑规模:基坑总面积约2900,总体近似长方形,长约70,宽约 50m,基坑周长约 22m。(2)基坑挖深:本工程场地较为平坦,场地内现地面高程1。3142。7m。地下基础底板厚度。35、垫层厚度 0。1m,设计基底标高 134。415。3m。本工程基坑最大挖深为 6m。、周边环境概况场地周边环境一般.西北侧红线外6m为新碧路;北侧红线外.m为已建的1
2、0层安置房,基础形式采用桩基础;东南侧红线内地下室范围边线上现有 2m 石砌挡墙,现状稳定,将在基坑开挖前在保证挡墙后土体稳定的条件下拆除;东南侧红线外 6。8m 为已建的 3 栋 9 层梅列区公安支队住宅楼,其基础形式为人工挖孔桩桩基础;南侧红线外 7.为已建的 7 层综合楼,基础形式为浅基础.地下室东北面边线距离红线。6m,地下室西北面边线距离红线。,地下室西南面边线距离红线 3m,地下室东南面边线距离红线m.4、工程地质及水文地质(1)地层概况(由上而下):杂填土:场地均有分布,松散,揭露厚度。5m;粉质粘土:场地均有分布,可硬塑,揭露厚度 4。511。1m;1粉细沙:局部分布,松散稍密
3、,揭露厚度.43。4;泥质圆砾:局部分布,松散稍密,揭露厚度 0。9。4m;残积砂质粘性土、残积砾质粘性土:局部分布,硬塑坚硬,揭露厚度 2.33。1m;砂土状强风化砂岩、砂砾岩、粉砂岩:全场分布,岩芯呈土状;碎块状强风化砂岩、砂砾岩、粉砂岩:全场分布,岩芯呈碎块状;基坑开挖侧壁揭露地层主要为杂填土、粉质粘土。(2)地下水概况场地内地下水主要为赋存在粉细砂、泥质圆砾中的孔隙水和基岩裂隙水,孔隙水富水性弱,补给来源主要为大气降水的渗入补给;基岩裂隙水富水性极弱,补给来源为一含水层侧向补给和上部孔隙水的渗入补给.勘察期间,水位主要处在杂填土层,地下水类型为上层滞水,水位埋深.72。m,稳定水位标高
4、 138。01。4m,水位年变化幅度在 1。02。0m 之间。根据资料,本场地的基坑设计水位按地表标高下 0.5m 考虑。、围护结构形式概述()基坑概述支护结构:根据场地地质条件,基坑主要采用放坡结合土钉支护形式和放坡结合桩锚形式。土钉结合放坡支护形式采用1:0。6 坡率放坡结合 3 排土钉或 1:。7 坡率放坡结合 3 道土钉。放坡结合桩锚支护形式采用 1:0.或 1:.8坡率放坡结合0 支护桩,排桩结合道锚索。具体详见施工设计图。地下水处理:基坑底以粉砂质粘土为主,仅局部区域为粉细砂,基坑内总体水量有限,基坑日涌水量为 50。3m,坑内采用集水明排的方法进行降排水。为防止地表水流入坑内,在
5、坑顶设置截水沟,坑脚设置排水沟,排水沟底面应比挖土面低深 302mm,角点或空间较大位置设集水井(长和宽均为 50m,集水井深 800m,砖砌),让地下水沿排水沟排入基坑的集水井,再采用水泵抽吸排除坑外,集水井位置可据场地空间适当缩减。坡面设0c 长 60cm 外倾泻水管,外倾坡度5,距坡顶标高。m 开始埋设,泄水管水平间距 2.0m,竖向间距 2。m.基坑地下水应排入市政管道。根据地勘资料反映,C及-A 基坑开挖段,开挖至底板底,基坑底局部为粉细砂,应在该段基坑支护施工中采用桩间双管旋喷桩(桩径00mm,搭接 150m),桩端进入粉细砂,1m 以上进行止水,其余段采用桩间挂网喷射混凝土进行基
6、坑侧壁的挡水、防水处理,桩间双管旋喷桩段不设置泄水孔。基坑东面角落区收粉细砂层影响,应增设降水井,防止基坑产生突涌现象.基坑坡面结构:基坑放坡坡面均采用挂钢筋网82020,坡面喷射厚80的2混凝土。详见施工设计图。本工程除按有关施工图外,未详部分按现行有关规范、规程执行。6、设计原则(1)本基坑侧壁安全等级按以及考虑,支护结构重要性系数取 1。.(2)根据基坑等级,确定一下控制参数:坡顶水平位移03%H(H 为基坑开挖深度)或累计值3mm。基坑坑顶及周边地表沉降30mm。地下水位:变化速率500/d 或累计量00m。(3)施工期间地面超载:均按0ka 考虑。二二:施工准备施工准备1、技术准备(
7、)组织项目部技术人员和施工作业人员认真熟悉图纸,对图纸存在的问题及时做好记录,以待图纸会审时解决。3(2)认真熟悉各项施工操作工艺、规范,项目部技术负责人组织编写质量及安全的专项方案.2、组织措施(1)成立项目管理组织机构,施工现场组织机构设置的指导思想是以质量为中心,建立工程质量保证体系,编制项目质量计划,选配高素质的项目经理,技术负责人及各专业技术管理人员,按项目法进行施工管理,将项目经理部建成一支充满活力,专业配套齐全,管理到位的班子。(附项目经理部组织结构图)项目经理技术负责人土建施工员安装施工员专职质检员专职安全员材料员预算员试验员(2)项目经理部人员分工A 项目经理:全面负责工程的
8、质量、成本、进度、工期、安全、文明负责质量体系运行。项目技术负责人:全面负责工程的技术及质量管理。C 施工员:负责分部分项工程的施工管理。D 专职质检员:负责工程的质量监督和质量评定。材料员:负责材料的计划管理,材料进场的验收工作,配合实验员进行见证4取样工作.F 预算员:负责工程预算书、决算书的编制。3、资源准备为确保边坡施工质量、施工安全、施工进度,必须对施工机械设备、工程材料及劳动力进行合理的计划和安排.A、主要设备如下:序号123456机械设备名称空压机钢筋调直机切割机电焊机挤密式注浆机高压旋喷桩机旋挖机规格12300 型BX1315 型YB2 型单位台台台台台台台数量2222B、主要
9、材料供应计划表序号245材料名称钢筋水泥钢管砼锚索规格、型号(6、10)(14、16、20)单位ttm3m数量485025.700100PO。5RQ5、=48m、=3.5mC、0s1。2C、劳动力及主要技术工种计划5序号1345工种名称钻工灌浆工空压机工测量工钢筋工人数842序号7891工种名称试验工焊工架子工水电工机修工人数021D、基坑支护施工平面布置图三、旋挖灌注桩施工三、旋挖灌注桩施工1、桩基施工方法(1)测量控制开孔前,桩位应定位准确,在桩位外设置定位桩.桩位轴线采取在地面设十字控制网和基准点。钻机就位时,确保垂直偏差不大于 1。(2)成孔在钻进过程中,采用连续性筒式取土钻进成孔。钻
10、机就位:通过自身履带爬行至需钻桩位,由机械自身电脑控制进行钻机桅杆与机身水平和垂直调整。埋设护筒:钻机就位后,在测量和施工人员的指导下,钻尖对准桩位中心,钻机旋挖至一定深度取出土后下放护筒.一般护筒埋深 12m,根据现场情况护筒应高出地面 30m 左右为宜。复测、校正桩位与护筒中心偏差:护筒埋设好后,由测量人员和监理代表进行桩位复核校正。本道工序完成后申报开孔通知单兵进行钻进成孔。、钢筋笼制作与安放(1)钢筋笼制作必须按设计图纸要求精心加工,其品种、钢号及尺寸规格满足设计要求,制作偏差符合下列规定:主筋间距:10mm,箍筋间距:20mm,钢筋笼直径:0,钢筋笼长度:50mm,主筋弯曲度:1%,
11、钢筋笼弯曲度:.6钢筋笼应分段制作,钢筋接长采用单面搭接焊,焊缝长 10d,封闭箍和加强环采用单侧搭接焊,焊缝长 10d,主筋焊接时接头应错开,在同一截面内的钢筋接头数不得多于主筋总数的 50%,螺旋箍筋应大部分与主筋点焊,增加钢筋笼的强度,扎口焊接时,上下主筋位置对正,保持钢筋笼上下轴线一致.(2)钢筋笼保护层要求:钢筋笼入孔时应对准孔位轻放慢慢入孔,钢筋笼入孔后应徐徐放下,不得左右转动,严禁高起猛落强行下放,确保钢筋笼保护层满足要求,钢筋笼下放孔内符合要求后,可将主筋点焊于孔扣护筒上或用铁丝牢固绑扎于孔扣,以使钢筋笼定位和防止窜动。3、水下砼灌注(1)下灌注导管后,二次清孔,确保孔底沉渣厚
12、度符合规范要求。对灌注导管要检查其圆满度,垂直度及其连接封密性,按期对导管进行水封试验导管下入孔内的底部距孔底 30500mm,隔水塞用和导管口径相符的皮球,保证足够的初灌量,保证埋深。81。5m,连贯灌注时埋深6m,灌注连续进行。灌注混凝土过程中,要经常探测混凝土面上升高度,检查埋管深度.混凝土上升到骨架底口 4以上时,再提升导管,使导管底口高于钢筋笼骨架底部 2m 以上,可以恢复灌注速度,保持正常的埋管深度,灌注接近桩顶时,要保持足够的导管高度,采用接入短导管等措施,水下混凝土灌注面高出桩顶设计高程m,以便清除浮浆,保混凝土桩身质量。()导管提升应保持剧中,防止挂碰钢筋笼,拆下的导管要及时
13、冲清干净。灌注砼时充盈系数控制在 1.1,根据试桩砼充盈系数为 1。,但此地层灌注砼时充盈系数可能会大于 1。1,超出部分的砼应由甲方及监理签证认可。接近桩顶时,由于导管内砼高度减少,压力降低,管外泥浆稠度比重增加,出现灌注困难,应提高漏斗高度。砼灌注完成时,适时拔出护筒,并做好孔口防护,防止发生意外事故。浇筑混凝土时,按设计及规范要求数量留置混凝土试件,测定 28强度。6、混凝土的浇筑(1)浇筑采用导管法,导管下至距孔底 0。5m 处,导管使用 220m 规格。导管使用前需经过通球和压水试验,确保无漏水,渗水时方能使用,导管接头连7接须加密封圈并上紧丝扣(2)导管隔水塞采用水泥塞,塞上钉有胶
14、皮垫,其直径为大于导管内径0-3mm,为确保隔水塞顺利排出光加 0.3砂浆,剪球后不准再将导管下放孔底。(3)初浇量要保证导管在混凝土中 0.81。3m,本工程混凝土初浇量不得小于1.5m。(4)浇筑混凝土过程中提升导管时,由配备的质检员测量混凝土的液面高度并做好记录,严禁将导管提高混凝土面,导管深度控制在 3,不得小于 2m。()灌注接近桩顶标高时,应严格控制计算后一次浇筑砼量.(6)砼浇筑过程中,应防止钢筋笼上浮,砼石接近钢筋笼底部时,导管埋深宜保持3m 左右,并适当放慢浇筑速度,当砼面进行钢筋底端 12m 时,可适当提升导管,提升时要平稳避免出料冲击过大或钩带钢筋笼.四、高压旋喷桩施工四
15、、高压旋喷桩施工高压旋喷桩施工技术是在静压灌浆的基础上,利用射流作用切割掺搅地层,改变原地层的结构和组成,同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体,借以达到加固地基和防渗的目的。1、工艺特点(1)施工机具设备简单,施工简便。()具有较好的耐久性,且料源广阔,价格低廉.()噪声小,无污染。、适用范围(1)受土层、土的粒度、土的密度、硬化剂粘性、硬化剂硬化时间影响小、可广泛应用于淤泥、淤泥质土、粘性土、(亚粘土)、粉土(亚砂土)、砂土、黄土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多种土层.8()可作为既有建筑和新建建筑的地基加固之用,也可作为基础防渗之用;可作为施工中的临时措施(如深基坑侧壁挡土或挡水、防水帷幕等
16、),也可作为永久建筑物的地基加固、防渗处理.(3)当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性、地下水流速过大和已涌水的地基工程时,宜通过试验确定其适用性。、工艺原理及设计要求(1)加固原理高压旋喷注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后,以高压设备使浆液或水、(空气)成为 20M的高压射流从喷嘴中喷射出来,冲切、扰动、破坏土体,同时钻杆以一定速度逐渐提升,将浆液与土粒强制搅拌混合,浆液凝固后,在土中形成一个圆柱状固结体(即旋喷柱),已达到加固地基或止水防渗的目的根据喷射方法的不同,喷射注浆也可分为单管法、二重管法和三重管法。单管法:单层喷射管,仅喷射水泥浆。本工程仅用单管法。喷射注浆法的
17、加固半径和许多因素有关,其中包括喷射压力 p 提升速度 s、被加固土的抗剪强度 t、喷嘴直径 d 和浆液稠度 B。加固范围与喷射压力 P、喷嘴直径 d 成正比,与提升速度、土的抗剪强度 t 和浆液稠度成正比。加固体强度与单位加固体中的水泥摻入量和土质有关.单管旋喷桩机注浆施工示意图参见图 1.(2)成桩机理高压喷射注浆的成桩机理包括以下四种作用:高压喷射流切割破坏土体作用。喷射流动压以脉冲形式冲击破坏土体,使土体出现空穴,土体裂隙扩张。9混合搅拌作用.钻杆在旋转提升过程中,在射流后部形成空隙,在喷射压力下,迫使土粒向着与喷嘴移动方向相反的方向(即阻力小的方向)移动位置,与浆液搅拌混合形成新的结
18、构.充填、渗透固结作用。高压水泥浆迅速充填冲开的沟槽和土粒的空隙,析水固结,还可渗入砂层一定厚度而形成固结体。压密作用。高压喷射流在切割破碎土层过程中,在破碎部位边缘还有剩余压力,并对土层可产生一定压密作用,是旋喷桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。旋喷桩固结体情况图所示.4、工艺设计要求(1)加固体直径的确定旋喷桩直径与现场土质、土体强度和喷射压力、流量、提升速度和浆液稠度等诸多因素有关.本工程设计确定旋喷桩直径为 00mm,旋喷桩成桩直径 60mm。(2)布置形式桩的平面布置形式需根据加固的目的给予考虑,分离布置的单桩可用于基础的承重,排桩、板墙可用作防水帷幕,整体加固则常用于防水基坑底部
19、的涌土或提高土体的稳定性,水平封闭桩可用于形成地基中的水平隔水层。图 3 为一般桩的平面布置形式。本工程设计采用排桩形式。()强度要求旋喷桩设计要求,成桩28 天后抽芯取样进行无侧限抗压强度试验,抽检数为2%,并不小于 2 根,其无侧限抗压强度不得小于设计要求;地基加固后,复合地基承载力不得小于设计要求。105、工艺流程高压旋喷桩施工工艺流程图见图 4。6、操作要点()在设计文件提供的各种技术资料的基础上作补充工程地质勘探,进一步了解各施工工点地基上的性质、埋藏条件。()准备充足的水泥加固料和水.水泥的品种、规格、出厂时间经实验室检验符合国家规范及设计要求,并有质量合格证.严禁使用过期、受潮、
20、结板、变质的加固料。一般水泥为。O4号普通硅酸盐水泥。水要干净,酸碱度适中,pH 值在 510 之间。(3)根据补充勘探资料,在选择的试验工点加固范围内的代表性地层用薄壁取土器采取必须数量的原状土送试验室,对取得的土样在进行试验之前应妥善保存,使土样的物理和化学性能尽可能保持不变。(4)室内配合比试验。根据设计要求的喷浆量或现场土样的情况,按不同含水量设计并调整几种配合比,通过在室内将现场采取的土样进行风(烘)干、碾碎,过25mm 筛的粉状土样,按设计喷浆量、水灰比搅拌、养护、力学试验,确定施工喷浆量、水灰比.一般水灰比可取 1。1。5.为改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高强度,可适当掺入木质
21、素黄硫钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、硫酸钠、陶土、碱等外掺剂。若试验之前土样的含水量发生了变化,应调整为天然含水量。()试桩试验。根据室内试验确定的施工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在试验工点打设数根试桩,并根据试桩结果,调整加固料的喷浆量,确定搅拌桩搅拌机提升速度、搅拌轴回转速度、喷入压力、停浆面等施工工艺参数。(6)推土机、挖掘机配合自卸汽车清除地表.m 厚的种植土,杂物,并将原地面按设计要求整平,填出路拱.根据施工现场实际情况,施作临时排、截水设施,并在11施工范围以外开挖废泥浆池以及施工孔位至泥浆池间的排浆沟。(7)按设计要求完成施工放样,用木桩定出桩位,用白灰作出明显标识.7、施工
22、工艺(1)钻机定位。移动旋喷桩机到指定桩位,将钻头对准孔位中心,同时整平钻机,放置平稳、水平,钻杆的垂直度偏差不大于1。就位后,首先进行低压(。5Ma)射水试验,用以检查喷嘴是否畅通,压力是否正常。()制备水泥浆.桩机移位时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先将水加入桶中,再将水泥和外掺剂倒入,开动搅拌机搅拌100 分钟,而后拧开搅拌桶底部阀门,放入第一道筛网(孔径为 0.8m),过滤后流入浆液池,然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网(孔径为0。8mm),第二次过滤后流入浆液桶中,待压浆时备用。(3)插管。当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时,钻孔和插管二道工序合而为一。当第一阶段贯入土中时,可借助
23、喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为:启动钻机,同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液,使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉;直到桩底设计标高,观察工作电流不应大于额定值.三重管法钻机钻孔后,拔出钻杆,再插入旋喷管.在插管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,可用较小压力(0。51。0MPa)边下管边射水.(4)提升喷浆管、搅拌。喷浆管下沉到达设计深度后,停止钻进,旋转不停,高压泥浆泵压力增到施工设计值(530Pa),坐底喷浆0s 后,边喷浆,边旋转,同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆.若为二重管法或三重管法施工,并用仪表控制压力、流量和风量,分别达到预订数值时开始提升,继续旋喷和提升,直至达到预期的
24、加固高度后停止。(5)桩头部分处理。当旋喷管提升接近桩顶时,应从桩顶以下开始,12慢速提升旋喷,旋喷数秒,再向上慢速提升 0。m,直至桩顶停浆面.(6)若遇砾石地层,为保证桩径,可重复喷浆、搅拌:按上述 46 步骤重复喷浆、搅拌,直至喷浆管提升至停浆面,关闭高压泥浆泵(清水泵、空压机),停止水泥浆(水、风)的输送,将旋喷浆管旋转提升出地面,关闭钻机。(7)清洗。向浆液罐中注入适量清水,开启高压泵,清洗全部管路中残存的水泥浆,直至基本干净,并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。(8)移位。移动桩机进行下一根桩的施工。(9)补浆。喷射注浆作业完成后,由于浆液的析水作用,一般均有不同程度的收缩,使固结体
25、顶部出现凹穴,要及时用水灰比为1.0 的水泥浆补灌。8、主要施工技术参数(1)单重管法。浆液压力 2530MPa,浆液比重(水灰比)1:11:1。5(内掺 3水玻璃),旋喷速度 120 r/m,提升速度不大于 0.m/in,喷嘴直径 23mm,浆液流量 80100 L/min(视桩径流量可加大)。、使用的主要机具设备主要机具设备见表 1序号1245机械设备名称旋喷钻机注浆泵/50-1液压钻机压力表灰浆搅拌机G-2A60MP台台台2规 格D0H B5 台单位台数 量136空压机台20、劳动力组织单机作业每班人员组织分工见表 211、质量要求及质量控制要点(1)旋喷桩施工质量要求旋喷桩施工质量要求
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