工程土石方开挖基坑降水支护及地基处理方案.pdf
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1、 *三期 土石方开挖、基坑降水 支护及地基解决方案 *年*月*日 目 录 文字部分:第一部分 工程概况 第二部分 设计方案及施工技术措施 第三部分 施工部署 第四部分 工程保证措施 附图表部分:图 1:基坑降水井点布置平面示意图 图 2:基坑支护布置平面示意图 图 36:基坑支护剖面图 图 79:CFG 桩桩位图 表 1:项目经理部人员名单 表 2:施工进度计划表 第一部分 工程概况 第一部分 工程概况 目 录 一、工程项目简述 二、工程地质条件与水文地质条件 三、方案编制依据 一、工程项目简述 受北京 光房地产开发有限公司邀请,我单位对北京*三期 F、G、H、J、K、L 座范围内的降水、土石
2、方、基坑支护及地基解决工程进行投标。拟建工程位于北京市朝阳区三元桥北侧,原曙光电机厂内。本工程由 F、G、H、J、K、L 座六栋住宅楼、地下车库和附属设施组成。其中 F、G、H 住宅楼地上 31 层,地下二层,建筑物总高度为 100米,拟采用筏板基础,剪力墙结构,基坑开挖底标高为-10.45m;J、L 住宅楼地上 9 层,K 住宅楼地上 10 层,基坑开挖底标高为-5.95m;地下车库基坑开挖底标高为-9.55m;附属设施与 F 座近邻部分基坑开挖底标高为-10.62m 及-2.9m。场地自然地面标高 38.0139.59m,平均 39.05m 左右,0.0039.60m,高出现自然地面 0.
3、55m。二、工程地质条件与水文地质条件 1、地层 根据北京中铁工建筑工程设计院勘察分院提供的场地内岩土工程勘察报告编号为:010136-kj,对本工程设计、施工有影响的地层重要有:(1)粘质粉土、粉质粘土填土层:黄褐色,稍密,湿,含砖渣、灰渣、水泥块。杂填土1层,杂色,稍密,含砖块、水泥块、灰渣、生活垃圾、建筑垃圾。该层一般厚度为 0.73.0m。(2)砂质粉土、粘质粉土层:褐黄色,密实,湿,属中高低压缩性土,含氧化铁、云母、少量姜石。粉质粘土、重粉质粘土1层,褐黄色,可塑,含氧化铁、姜石、粘土透镜体,属中高中低压缩性土,以薄层分布。本层层底标高为 31.5432.92m。(3)粉质粘土、重粉
4、质粘土层:灰色,可塑,含氧化铁、姜石、粘土透镜体,属中高中低压缩性土,砂质粉土、粘质粉土1层,灰色,密实,湿,属中中低压缩性土,含氧化铁、云母、少量姜石。本层层底标高 27.2128.59m。(4)细砂层:褐黄色,中密密实,饱和,含氧化铁、云母,属低压缩性土。砂质粉土、粘质粉土1层,褐黄色,密实,饱和,属中低低压缩性土,含氧化铁、云母。本层层底标高 20.1623.14m。(5)粉质粘土、重粉质粘土层:褐黄色,可塑硬塑,含氧化铁、姜石、粘土透镜体,属中低压缩性土。砂质粉土、粘质粉土1 层,褐黄色,密实,饱和,属中低压缩性土,含氧化铁、云母、少量姜石。本层层底标高 14.8817.90m。(6)
5、细砂层:褐黄色,饱和,密实,含氧化铁、云母等。该层层底标高 9.5612.79m。(7)粉质粘土、重粉质粘土层:褐黄色,可塑硬塑,含氧化铁、姜石、粘土透镜体,该层层底标高 6.199.89m。(8)粉细砂层:褐黄色,饱和,密实,含氧化铁、云母等。该层层底标高 4.088.00m。(9)粉质粘土、重粉质粘土层:褐黄色,可塑硬塑,含氧化铁、姜石、粘土透镜体,部分钻孔未穿透此层。(10)粉质粘土、重粉质粘土层:灰色,可塑硬塑,含氧化铁、姜石、粘土透镜体,夹砂质粉土粘质粉土1 层。部分钻孔未穿透此层。2、地下水 根据勘察报告,勘察深度范围内,实测到两层地下水,地下水类型分别为潜水和承压水。潜水水位埋深
6、为 9.8010.00m,绝对标高 28.4229.14m;含水层为上部细砂层,观测时间为 2023 年 8 月 17 日2023 年9 月 4 日,重要接受大气降水和侧向径流补给,以径流方式排泄。承压水(弱承压性)水头埋深 12.3014.70m,绝对标高 24.4825.92m。含水层为下部细砂层,观测时间为 2023 年 8 月 17 日2023 年 9 月 4 日,重要接受侧向径流补给。拟建场区历年最高地下水位接近自然地面,近 35 年的最高地下水位标高在 35.00m左右。根据勘察报告,本场地地下水对混凝土结构不具有腐蚀性,在干湿交替情况下,对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性。三、
7、方案编制依据 1、招标书;2、岩土工程勘察报告编号为:010136-kj 北京中铁工建筑工程设计院勘察分院,2023 年 9 月 10 日;3、北京凤凰苑(*)三期基坑开挖图 中国电子工程设计院;4、现场踏勘记录;5、建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)6、我总队现行工程降水设计规程(HKZZ04-001-1999)7、建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2023);8、混凝土结构设计规范(GB50010-2023);9、建筑桩基技术规范(JGJ 9494);10、建筑地基解决技术规范(JGJ792023,J220-2023);11、建筑地基基础设计规范(GB50007-2
8、023);12、北京地区建筑地基基础勘察设计规范(DBJ0150192);13、建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300-2023)。第二部分 设计方案及施工技术措施 第二部分 设计方案及施工技术措施 目 录 一、降水设计方案及施工技术措施 (一)工程招标技术规定 (二)基坑降水设计方案(三)基坑降水施工工艺及施工技术措施(四)基坑降水施工验收准则 二、支护设计方案及施工技术措施(一)工程招标技术规定(二)基坑支护设计方案(三)基坑支护施工技术规定(四)基坑支护施工工艺及施工技术措施(五)基坑支护施工验收准则 三、地基解决设计方案及施工技术措施(一)工程招标技术规定(二)地基解决设计方案(
9、三)施工质量检测(四)地基解决施工工艺及施工技术措施(五)施工验收准则 四、土方开挖方案及施工技术措施(一)工程招标技术规定(二)土石方开挖方案(三)土石方开挖施工工艺及施工技术措施 一、降水设计方案及施工技术措施(一)工程招标技术规定 1、F、G、H 住宅楼基坑开挖底标高为-10.45m,依降水设计规定需将地下水位降到基底标高以下 0.5m,实际需将地下水位降到自然地面以下10.4m;2、J、L 住宅楼基坑开挖底标高为-5.95m,依降水设计规定需将地下水位降到基底标高以下 0.5m,实际需将地下水位降到自然地面以下5.90m;3、地下车库基坑开挖底标高为-9.55m,依降水设计规定需将地下
10、水位降到基底标高以下 0.5m,实际需将地下水位降到自然地面以下 9.50m;4、附属设施与 F 座近邻部分基坑开挖底标高为-10.62m 及-2.9m,依降水设计规定需将地下水位降到基底标高以下 0.5m,实际需将地下水位降到自然地面以下 10.57m及 2.85m。(二)基坑降水设计方案 1、降水方案的选择 根据场地岩土工程勘察报告提供的资料,场地内地下水位埋深最高为9.8m,需要降水的范围仅为 F、G、H 住宅楼及与 F 座近邻的附属设施(-10.62m 段)。其余基坑底标高处在地下水位以上较多,不需要降水。根据场地含水层特性、基础埋深及现场施工条件,拟采用管井抽降的降水方案。2、计算公
11、式 根据达西直线稳定流渗透法则,结合地下水类型、补给条件,降水井的完整性、以及布井方式等因素,采用潜水完整井基坑仿大井的理论公式对基坑降水设计进行计算。(1)潜水完整井基坑仿大井总涌水量计算公式:)()/()/(rR1lnSS2HKQ30cpmHdmKdmQcp潜水含水层的厚度含水层平均渗透系数基坑仿大井的总涌水量式中(2)潜水完整井单井干扰涌水量计算公式:)()()(0mnmrmrc降水井的个数井管半径基坑假想大井半径(3)基坑干扰总涌水量)/()()/(33dmQndmqQnq单井干扰涌水量个降水井的井数干扰总涌水量式中)()()(mrmRmS基坑假想大井半径井点降水抽水影响半径基坑要求的
12、水位降深值)()()()/()/(lg2366.13100mRmSmHdmKdmQrnrrRSSHKQcpcnncp井点降水抽水影响半径井点水位降深值潜水含水层的厚度含水层平均渗透系数单井干扰涌水量式中(4)基坑中心水头值)()/()()/()(30个降水井的井数含水层平均渗透系数潜水含水层的厚度干扰单井涌水量水层底板的高度值基坑中心水头值即距含式中ndmKmHdmQmhcp 3、计算参数的选择 在降水井深度内将地层综合归纳如下:(1)人工填土及砂质粉土、粉质粘土、粉质粘土+层:平均厚度 H1=10.07m,K10.3m/d。(2)细砂上部:平均厚度 H2=2.75m,K24.0m/d。(3)
13、砂质粉土、粘质粉土1层:平均厚度 H3=1.80m,K30.2m/d。(4)细砂下部:平均厚度 H3=2.18m,K34.0m/d。(5)粉质粘土层:平均厚度 H3=4.95m,K30.1m/d。4、管井降水的计算 依据场地各部分基坑基底标高与岩土工程勘察报告提供的地下水埋深情况,对需要降水的 F、G、H 楼座、地下车库及附属设施局部地方(-10.62m)进行计算。现以具代表性的 G 座基坑进行计算,然后将计算结果推演至其它降水基坑。当拟降水井深度为 18.0m 时,场地内存在二层地下水,二层水位埋深相差 2.5m 以上,因此可按自渗模式进行计算。0020lnrrRKQnHhcpG 座楼基础轴
14、线面积为 1243.53m2,考虑到基槽工作面及放坡等因素,每边外延 2.0m,基坑降水面积约为 1578.81 m2,周长为 176.34m,G 座地面平均标高为 39.05m,0.0039.60m,设计需将水位降至基础底板下0.5m,即该基坑需将水位降至地面下 10.40m。详见降水设计计算书,摘要如下:(1)G 座基坑总涌水量(2)干扰单井涌水量 (3)基坑干扰总涌水量 (4)混合水头高度 混合水头高度的最高处并非在基坑的中心处,而是在基坑周边的井点处,假定基坑总排泄量 277.65m3/d,通过“大井”被承压含水层吸取,自渗井打穿承压含水层顶板,可按平底渗漏公式近似计算:)(47.64
15、04140mrKQnHh 式中:H4承压含水层的水头值 K4承压含水层的渗透系数)/(4.2361ln230dmrRSSHKQcp)/(51.18lg2366.13100dmrnrrRSSHKQcnncp可行。,)/(4.236)/(65.27751.181533dmQdmQn5、基坑降水方案 根据理论计算结合现场资料及勘察报告分析,因场地是老工厂区,10.0m 深度内也许存在有局部上层滞水,因而拟定采用沿整个场地大基坑周边布置管井抽降的降水方案。井点布置见附图。管井的设计:(1)井数:66 个;(2)井深:18.0m;(3)井距:12.0m;(4)井径:600mm;(5)管径:下入外径 40
16、0mm 水泥管;(6)滤料:直径 210mm 的水洗混合料、粗砂或岩屑。6、施工技术规定(1)施工机械采用循环钻机或螺旋钻机;(2)执行我院工程降水施工工艺和检查、实验规程(HKZZ09-201-1999)(3)在大基坑中选取 12 个管井作为观测孔,施工人员应定期进行水位观测,并作好水位变化记录。出现异常情况,应及时向设计人员报告,以便迅速解决。(三)基坑降水施工工艺及施工技术措施 1、施工工艺 管井重要工艺流程为:放点埋设护筒、挖泥浆池成孔换浆下管填料洗井水泵安装抽降 各工序规定如下:(1)放点:按照结构设计提供的施工图测放出结构边线,按放坡和工作面及设计规定的井位和井距施放井点,监理验收
17、合格后方可施工,井点位应有明显标志,采用6 的钢筋棍楔入地面,井点间距约 12.0m。(2)埋设护筒、挖泥浆池 为保证钻进过程中水流循环及保存钻孔出渣,根据场地条件在距降水井 3m 周边挖单井体积 1.5 倍的泥浆池,每 13 眼井共用一个泥浆池。为避免钻进过程中循环水流将孔口回填土冲塌,根据地层情况钻孔前埋设护筒。在护筒上口设进水口,并用粘土将护筒外侧填实。护筒须安放平整,护筒中心即为降水井中心点。(3)成孔:用循环钻机成孔,采用原土造浆护壁钻进。成孔深度不小于 18.0m,井径 600mm;(4)换浆:成孔深度满足设计规定后,停钻进行泥浆循环或用抽筒抽渣,将孔内泥浆稀释。更换泥浆标准,一般
18、规定孔口返上泥浆与送入孔内泥浆性能接近一致。(5)下管:下管前要检查井管的质量和数量,井管为外径400mm 水泥砾石滤水管,底部 1m 作为沉淀用。在预制混凝土底托上嵌置井管,四周栓 10 号铁丝,缓缓下放,当管口与井口相差 200mm 时,接上节井管,接头处用玻璃丝布密封,以免挤入混砂淤塞井管,竖向用 3 条 30mm 宽竹条固定井管。吊放井管要垂直,并保持在井孔中心。下管时要慢慢上下提高,严禁强行下管。在下管的过程中随时检查井管能否自由转动、有无阻力,发现有阻力要及时查明因素并进行解决。管下到设计深度后要将井管固定在孔的中间,不能偏斜,以保证填料厚度均一。为防止雨水泥砂或异物流入井中,井管
19、口要高出地面 0.3-0.5m,井口应装有保护盖;(6)填料:填料前应检查滤料的质量是否符合设计规定,严禁不合格滤料向井内填充。井管下入后立即填入滤料。滤料为直径 210mm 的水洗混合料、粗砂或岩屑,含泥量5%。滤料沿井孔四周均匀填入,宜保持连续,将泥浆挤出井孔。填滤料时,应随填随测滤料填入高度,当填入量与理论计算量不一致时,及时查找因素,不得用装载机直接填料,以防不均匀或冲击井壁。填料至井口下 0.51.0m;(7)洗井:管井成井后要及时洗井,采用风量为 9m3及以上的空压机或气泵洗井,自静水位起,由上而下分段憋洗,不要急于出水,待充足破坏泥皮后再往下进行直到井底,应洗至水清砂净。(8)水
20、泵安装:安装水泵前要测量实际井深并记录在登记表内。严格按照设计规定下泵,泵底部距实际井深不得少于 1.00m。水泵下到预定深度后,应将绳索吊住或用夹板固定在孔口上,吊装绳索必须有足够的抗拉强度,并与泵体联结牢固可靠。下、拔泵时不得使电缆受力,应将电缆拴在出水管或吊索上,电缆不得与孔壁接触或摩擦;(9)抽降:用潜水泵抽水,抽水过程中应经常观测动水位、出水量的变化,适时调整泵的深度,不得使泵体露出水面及陷入泥砂中。出现异常应立即停泵,检修解决。2、降水井施工技术措施(1)根据施工图纸,准确测放井点位置。(2)管井采用循环钻机或长螺旋钻机成孔。开钻前,提前挖好钻井需要的排浆池,并提供蓄水准备。在保证
21、钻机设备运营良好并获得现场技术人员的认可后,钻机司机定位开钻,钻至设计深度后停止下钻,继续反泥浆 35 分钟,保证井底无粘土泥块。(3)成孔后 2 小时内,组织下管填料工序。下管前提前需检查好井管的质量和数量。下管采用“人工吊管下放”工艺,下管过程时要慢速松绳下管,严禁强行压、扭砼井管,上下两节的井管衔接使用普通毛竹片绑扎。下管过程中,随时检查井管能否自由转动,有无阻力,发现有阻力要及时查明因素并进行解决。井管下到设计深度后要将井管固定在孔的中间,不能偏斜,以保证井管周边填料厚度尽量均匀。井管口高出地面0.300.50m。(4)滤料的回填须紧紧衔接下管工序。人工回填,沿井管四周均匀填料。填料前
22、应检查滤料的质量,达成料净无杂质混入,严禁将不合格的滤料填入井内。填料时要注意观测填料量有无变化,核对填料数量与孔深的变化是否相符,发现异常要查明因素,及时解决。(5)成井后 6 小时内组织洗井。管井采用压缩气缸9m3的空压机自上往下洗井。洗井时若井内水量不大,须向井内补水清洗。井口 5m 以下需采用分段憋洗的方法。出水管每次下放长度2m,待出水管洗出的水基本变清后再继续向下放出水管,直至井底。(6)安装水泵前根据实际井深,准备好吊放绳索及井内电缆,并提前试泵,保证潜水泵运转正常。本工程使用 QX6-25-1.1 潜水泵。水泵下到井底后,用绳索吊住并用夹板固定在孔口上。吊泵的绳索必须并与泵体联
23、结牢固。下、拔泵时不得使电缆受力,应将电缆拴在水管或绳索上,电缆不得与孔壁接触或摩擦。(7)水泵安装完毕后,应将井口封住,严禁砖石杂物掉入孔内。(8)根据施工组织,尽快将所有已组装好潜水泵的管井、集水箱、排水系统联系起来,得到指令后开始抽水。井点抽水开始后,无特殊情况应严禁停泵和停停抽抽现象,抽出的水通过沉淀后,然后由管道安全排出场外。抽水过程中应经常观测动水位、出水量的变化,出现异常情况及时报告,检查解决排除问题。(9)降水期间,定期按照规定将测量的水位记录在水位观测登记表内。3、关键过程及控制措施(1)关键过程 降水井施工过程中,成孔、洗井为关键工序。关键工序的施工,必须严格遵照设计执行,
24、保证施工质量。具体施工工艺及相应的控制措施按我总队工程降水施工工艺和检查、实验规程及岩土工程施工中特殊过程、关键过程及其控制措施中相应的条款进行。(2)施工人员应定期进行水位观测,并作好水位变化记录。水位出现异常情况,应及时向设计人员报告,以便迅速解决。(四)、基坑降水施工验收准则 1、孔深不得小于设计孔深;2、孔径偏差不得超过设计孔径的20 毫米;3、井管长度偏差不得小于设计井管长度;4、施工记录齐全(执行我院相应的施工规范);5、降深满足任务书(或协议)规定,降水效果满足基坑开挖后不影响基础施工;6、建筑工程施工质量验收统一标准。二、支护设计方案及施工技术措施 (一)工程招标技术规定 1、
25、F、G、H 住宅楼基坑开挖底标高为-10.45m,0.00 高出现自然地面 0.55m,实际支护深度为 9.90m。2、J、L 住宅楼基坑开挖底标高为-5.95m,0.00 高出现自然地面0.55m,实际支护深度为 5.40m。3、地下车库基坑开挖底标高为-9.55m,0.00 高出现自然地面0.55m,实际支护深度为 9.00m。4、附属设施与 F 座近邻部分基坑开挖底标高为-10.62m 及-2.9m,0.00高出现自然地面 0.55m,实际支护深度为 10.07m及 2.35m。(二)基坑支护设计方案 通过理论计算并结合本工程一、二期的实际情况,对于开挖底标高为-2.90m 的基坑可采用
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