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(最新)深基坑施工专项施工方案(DOC)全套资料
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万象国际3号楼工程
深
基
坑
工
程
专
项
方
案
编制人: 王知明 审核人: 潘强生 批准人 周东
遵义县万象广场片区棚户区改造3号楼工程项目经理部
编制日期:2021年6月30日
目 录
第一章 工程概况………………………………2
第二章 编制依据………………………………2
第三章 施工计划………………………………4
第四章 施工工艺技术…………………………4
第五章 施工安全保证措施……………………6
第六章 劳动力计划……………………………7
第七章 计算书及相关图纸……………………8
施工降水专项施工方案
一、工程概况
本工程基坑深度2-7m左右。根据岩土工程勘察报告和本工程的设计要求,基础施工时应使地下水位低于其基坑底标高不小于1。0~2。0m.现场地下水位较高,地下水位上表面标高—1.0 m(根据岩土工程勘察报告),开挖深度内上部为石灰岩,下部为透水性较好的破碎石灰岩,根据基础图纸推算,需降水至基础顶-8m处,才能满促本深基坑工程正常施工的需要.本深基坑工程情况特殊.采用大口径管井井点降水法,进行本深基坑工程施工地下降水,地下水经沉淀池沉淀过滤后直接排入下水道管网。
二、编制依据:
本专项施工方案按照施工图纸、标准、规范参照规范性文件并结合现场实际情况编制的;本分项工程施工、材料、验收规范和标准的参考依据如下:
1、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)
2、《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98)
3、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB5 2-2002;
4、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-86;
5、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46—2005;
6、《遵义县公共卫生中心岩土工程勘察报告》
7、《建筑施工计算手册》《基础工程施工手册》
8、《遵义县公共卫生工程施工组织设计》
三、施工计划:
(一)施工进度计划
1、管井降水为深基坑工程土方开挖之前的关键工序,降水的成功与否直接影响到基础结构工程的施工。
2、根据工程总体工期及深基坑工程的进度安排,结合表层土质坚硬等实际情况,拟用30天完成基坑四周管井施工.
基坑支护工程进度计划表
施工段
工期(天数)
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
观测井
降水井
回灌井
降水
(二)施工机械设备计划
主要施工机械设备表
序 号
名 称
数 量
单 位
备 注
1
500型钻机
1
台套
2
空气压缩机
1
台套
3
电焊机
1
台
4
风管
20
米
5
风镐
1
把
6
铁尖锹
15
把
四、施工工艺技术
(一)施工工艺流程及施工方法
降水井、回灌井、观测井用成孔用回转钻机成孔。
1、成井工艺:成孔,成井,洗井与试抽,降水。
2、成孔:用500型的钻探设备打孔.
3、成井:成井后用清水置换泥浆,掏去底部沉渣,然后下井管填滤料。成井质量是降水方案成败的关键,施工前项目部要制定统一的成井质量标准,技术人员现场指导把关.
4、滤料:按设计本管井采用4#加工砂做为滤料,填充滤料时,要保证充盈系数≥1.滤料填充后,采用粘土封口。
5、洗井:井管埋设好后,用泥浆泵抽水洗井.洗井是成井工艺中重要的道工序,是管井能否发挥作用的关键。洗井采用活塞一水泵相结合方法,反复进行,直到满足洗井前后两次涌水量差值﹤10%,水中含砂量﹤0。5%方,平均单井洗井达6h。待抽出的水由混变清后,再换潜水泵。
6、试抽:坚持单井验收签证,没有技术负责人签证,机组不得移新井位。验收时特别应满足抽水﹥4h,基本稳定出水量﹥150m3/d,井内沉渣﹤0。1m。
降水
抽水泵采用口径50㎜,抽水量15~30 m3/h的潜水泵。
1、水泵安装在距井底0.5 m深度,以后随着降水的进展逐渐调整泵的安装深度,降水后期可用部分井降水.
2、水泵必须做到一机、一闸、一阀,以便控制抽水量,抽水泵安装漏电保护器。
3、基坑周围安装集水管,集水管安装分管,分管上安装阀门,和水泵用蛇皮管连接。集水管通向地下排水井.
4、降水抽水应连续进行,避免抽抽停停,由集水管分管阀门控制抽水量,使降水井内水位保持稳定。
5、回灌与降水同步进行,回灌用降水抽出的清水,回灌井要安装阀门,以控制灌水量.
6、降水设专人负责,每天记录水位变化高度和出水量情况,并随时注意调整水泵安放高度.
7、降水井施工前,先在基坑四角各打1口井,进行试抽水,根据试抽水结果,再调整后续井参数.
8、降水在基坑开挖前5天开始。
五、施工安全保证措施
(一)组织保障
公 司
总工办
质量、安全、技术部
项目经理
专责质检员
技术负责人
专责安全员
施工负责人
各专业作业班组
(二)封井技术措施
1、降水完毕后,应采取有效措施封堵井孔,避免承压水沿井孔及井壁上涌。
2、±0。000以下全部工序(含后浇带)施工完毕后,采取“以砂还砂,以土还土"的原则,封堵井孔。
(三)监测监控
1、降水前及降水过程中应对周围邻近的边坡支护结构、道路及建筑设置沉降观测点进行观测。
2、观测水准点,应设在降水范围之外,并不少于2个。
3、降水初期和开挖初期应每天观测一次,如有异常情况时,增加观测次数,当沉降和水平位移趋于稳定时,2~4天观测一次.
4、加强监测,发现问题及时报告,并做好应急处理。
(四)安全文明施工措施
1、现场施工人员必须进行技术交底,并持证作业,挂牌负责,定机定人操作。
2、所有进场机械必须进行严格的检查,保证机械设备完好.
3、夜间施工配备足够照明,主要通道不留盲点。
六、劳动力计划:
(一)施工人员配备
健全的施工管理组织机构是保证施工质量和进度的关键,工程实行项目管理,管理人员应认真履行各自职责。
1、施工管理网络图
管 理 网 络 图
项 目 经 理
专责质检员
专责安全员
施工负责人
技术负责人
各专业作业班组
2、劳动力进场计划
加强组织管理,根据工程需要实行例会制度.施工班组由具有丰富经验的施工人员组成,劳动力合理调配,确保各阶段施工人员极时到位。作业层施工人员安排16人分两个钻井作业组进行作业。
七、计算书及相关图纸
(一)降水设计原则
为了避免周围设施和地面的沉降,降水井采用小深度、井间距10m,深度在15~16.0m之间.
(1)砂管井井点布置计算:
①砂管井埋设深度H : H≥H1+h+I·L
H1-井点埋设面至坑底的距离—0.30-(-8。5)=8.2m.
h-基坑中心处的坑面至降低后地下水位的距离取1.0m.
I—水力坡度 取1/10
L—井点管至基坑中心的水平距离取L=55m
H≥8.2+1.0+1/10×55=14.7 m
本工程管井深入度12m四周砂管井眼数确定为8眼(其中4眼为观测井),每个降水井下的滤管长度为8m/眼(为考虑井底面砂沉结,本工程采用滤管长度为9m/眼)。井点布置避开道路及施工出入口,见平布置图。
观测井/降水井/回灌井
序号
降水井/回灌井设置
数量
深度M
用途
启用
时间
封堵时间
降水
时间
1
观测井
4
15
观测
降水井
施工前
回填土全部结束后
110天
2
降水井
44
15
降水管井
挖土前
一周
回填土全部结束后
110天
3
回灌井
11
8
回灌井
与降水同时进行
回填土全部结束后
110天
4
坑内降水井
24
9
降水管井
挖土后
浇砼前
40
(二)降水井设计
(1)、降水井
管井深16m,成孔直径φ500,井管φ360。0~5 m、为实壁管,5~14 m为格栅式滤管,井管顶应高出地面20㎝左右。
砖砌排水地沟
2#沉淀池
1#沉淀池
北
≤10M
≤10M
≤10M
@≤10M
≤10M
1、泥水处理说明:
①管井井点降水成孔过程中产生的大量泥水,设置排水地沟流入沉淀池进行泥水处理。泥水经设于基坑上口四周(建筑外边线外12M处)的排水地沟流入沉淀池,经沉淀池沉淀后用清水泵进行二次抽排至市政下水道。
②、1~4#沉淀池做法:净空2M×3M×2M的砖砌沉淀池,M10水泥砂浆砌筑一砖厚池壁墙,池底为0.12M厚素砼垫层. 池底及砖砌体均内外粉1:2.5水泥砂浆.为考虑安全,池盖为0.12M厚钢筋砼盖板.内配φ14@100双向钢筋网。
③、砖砌排水地沟做法:沟底为0.12M厚素砼垫层.净宽05M深05M的地沟两侧用 M10水泥砂浆砌筑一砖厚墙体, 池底及砖砌体两侧均粉1:2.5水泥砂浆。砖砌排水地沟长度为480M。
2、管井井点降水说明:
基坑土方开挖结束后,在基坑中间显回字形布置一不少于24眼井(具体数量根据降水情况可作调整)。
井点降水必须保证连续供电,考虑到电源无保证的情况发生,本项目为了保证降水过程中不断电,配备一台小型发电机组及备用线路。如市电一停,自备的小型发电机组及备用线路立即合闸送电。
砖砌排水地沟
@≤10M
≤10M
≤10M
4#沉淀池
5~7M
1M宽1 M深的砂沟
3#沉淀池
@≤10M
≤10M
≤10M
≤10M
≤10M
≤10M
降水井井点分布示意图
底部第一节管下口在下管前用混凝土堵孔,防止下端地下水从底口进入井内。底部管周围全部用红胶泥球填实,以防井管周围水渗入管内。格栅管外包两层100目尼龙网,网外包棕皮。井孔回填采用2~5 ㎜豆石。
降水深度应控制在基坑底标高下1.0~2。0m。
如基坑中间增设降水井,其位置注意不应和桩位冲突,如和桩位冲突时,作适当调整。
(2)、回灌井
为防止周边建筑物发生沉降,在基坑支护(止水帷幕)外侧,降水井点与被保护建筑物之间设置回灌井,再沿回灌井布置一条砂沟,将降水井抽出的水,适时、适量排入砂沟,再经砂井回灌到地下。回灌井间距与降水井间距基本相同,井深8 m,成孔直径φ500,井管采用φ360格栅管,顶部2 m采用实壁管,井管高出地表20㎝。格栅管外包40目尼龙网两层,外填2~5㎜豆石滤料。回灌井与降水井间距一般为5-7m左右,平行设置.
(3)、观测井
坑四周布置观测井4个,观测井深度及做法同降水井, 井深15M。
遵义县万象广场片区棚户区改造3#楼工程项目经理部
2021年6月30日
深基坑施工方案
1。1。 基坑排水、降水方法
在土方开挖过程中,当开挖底面标高低于地下水位的基坑(或沟槽)时,由于土的含水层被切断,地下水会不断渗入坑内。地下水的存在,非但土方开挖困难,费工费时,边坡易于塌方,而且会导致地基被水浸泡,扰动地基土,造成工程竣工后建筑物的不均匀沉降,使建筑物开裂或破坏。因此,基坑槽开挖施工中,应根据工程地质和地下水文情况,采取有效地降低地下水位措施,使基坑开挖和施工达到无水状态,以保证工程质量和工程的顺利进行.
基坑、沟槽开挖时降低地下水位的方法很多,一般有设各种排水沟排水和用各种井点系统降低地下水位两类方法,其中以设明(暗)沟、集水井排水为施工中应用最为广泛、简单、经济的方法,各种井点主要应用于大面积深基坑降水.
1。1.1. 集水坑排水法
一、排水方法
集水坑排水的特点是设置集水坑和排水沟,根据工程的不同特点具体有以下几种方法:
1.明沟与集水井排水
2.分层明沟排水
3.深层明沟排水。
4.暗沟排水
5.利用工程设施排水
二、排水机具的选用
基坑排水广泛采用动力水泵,一般有机动、电动、真空及虹吸泵等。选用水泵类型时,一般取水泵的排水量为基坑涌水量的1.5—2倍.当基坑涌水量Q〈20m3/h,可用隔膜式泵或潜水电泵;当Q在20-60m3/h,可用隔膜式或离心式水泵,或潜水电泵;当Q>60 m3/h,多用离心式水泵。隔膜式水泵排水量小,但可排除泥浆水,选择时应按水泵的技术性能选用.当基坑涌水量很小,亦可采用人力提水桶、手摇泵或水龙车等将水排出。
1.1.2。 井点降水法
在地下水位以下的含水丰富的土层中开挖大面积基坑时,采用一般的明沟排水方法,常会遇到大量地下涌水,难以排干;当遇粉、细砂层时,还会出现严重的翻浆、冒泥、流砂现象,不仅使基坑无法挖深,而且还会造成大量水土流失,使边坡失稳或附近地面出现塌陷,严重时还会影响邻近建筑物的安全.当遇有此种情况出现,一般应采用人工降低地下水位的方法施工。人工降低地下水位,常用的为各种井点排水方法,它是在基坑开挖前,沿开挖基坑的四周、或一侧、二侧埋设一定数量深于坑底的井点滤水管或管井,以总管连接或直接与抽水设备连接从中抽水,使地下水位降落到基坑底0。5—1.0m以下,以便在无水干燥的条件下开挖土方和进行基础施工,不但可避免大量涌水、冒泥、翻浆,而且在粉细砂、粉土地层中开挖基坑时,采用井点法降低地下水位,可防止流砂现象的发生;同时由于土中水分排除后,动水压力减小或消除,大大提高了边坡的稳定性,边坡可放陡,可减少土方开挖量;此外由于渗流向下,动水压力加强重力,增加土颗粒间的压力使坑底土层更为密实,改善了土的性质;而且,井点降水可大大改善施工操作条件,提高工效加快工程进度.但井点降水设备一次性投资较高,运转费用较大,施工中应合理地布置和适当地安排工期,以减少作业时间,降低排水费用。
井点降水方法的种类有:单层轻型井点、多层轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点、无砂混凝土管井点以及小沉井井点等。可根据土的种类,透水层位置,厚度,土层的渗透系数,水的补给源,井点布置形式,要求降水深度,邻近建筑、管线情况,工程特点,场地及设备条件以及施工技术水平等情况,作出技术经济和节能比较后确定,选用一种或两种,或井点与明排综合使用。表1为各种井点适用的土层渗透系数和降水深度情况。可供选用参考.
表1各种井点的适用范围
项次
井点类别
土层渗透系数(m/d)
降低水位深度(m)
1
单层轻型井点
0.5-50
3-6
2
多层轻型井点
0.5—50
6—12
3
喷射井点
0。1—2
8-20
4
电渗井点
<0。1
根据选用的井点确定
5
管井井点
20-200
3—5
6
探井井点
5-25
>15
注:无砂混凝土管井点、小沉井井点适用于土层渗透系数10-250m/d,降水深度5—10m。
1.2. 边坡稳定
开挖基坑时,如条件允许可放坡开挖,与用支护结构支挡后垂直开挖比较,在许多情况下放坡开挖比较经济。放坡开挖要正确确定土方边坡,对深度5m以内的基坑,土方边坡的数值可从有关规范和文献上查出,对深基坑的土方边坡,有时则需通过边坡稳定验算来确定,否则处理不当就会产生事故。我国在深基坑边坡开挖方面发生过一些滑坡事故,有的虽然未滑坡,但产生了过大的变形,影响施工正常进行。对于有支护结构的深基坑,在进行整体稳定验算时,亦要用到边坡稳定验算的知识。
从理论上说,研究土体边坡稳定有两类方法,一是利用弹性、塑性或弹塑性理论确定土体的应力状态,二是假定土体沿着一定的滑动面滑动而进行极限平衡分析.
第一类方法对于边界条件比较复杂的土坡较难以得出精确解,国内外许多人在这方面进行不少研究工作,也取得一些进展,近年来还可采用有限单元法,根据比较符合实际情况的弹塑性应力应变关系,分析土坡的变形和稳定,一般称为极限分析法.
第二类方法是根据土体沿着假想滑动面上的极限平衡条件进行分析,一般称为极限平衡法。在极限平衡法中,条分法由于能适应复杂的几何形状、各种土质和孔隙水压力,因而成为最常用的方法。条分法有十几种,其不同之处在于使问题静定化所用的假设不同,以及求安全系数方程所用的方法不同。
1。3. 基坑土方开挖
高层建筑基坑工程的土方开挖,在设法解决了地下水和边坡稳定问题之后,还要解决土方如何开挖的问题,即选用什么方法、什么机械、如何组织施工等一系列问题。
在基坑土方开挖之前,要进行详细的施工准备工作,在开挖施工过程中要考虑开挖方法和人工开挖和机械开挖的配合问题,开挖后还要考虑对一些特殊地基的地基处理问题。
1。3.1. 施工准备工作
基坑开挖的施工准备工作一般包括以下几方面内容:
1.查勘现场,摸清工程实地情况。
2.按设计或施工要求标高整平场地。
3.做好防洪排洪工作.
4.设置测量控制网。
5.设置就绪基坑施工用的临时设施。
1。3。2。 机械和人工开挖
在开挖施工过程中人工开挖和机械开挖的配合问题一般要遵循以下几条原则和方法:
1.对大型基坑土方,宜用机械开挖,基坑深在5m内,宜用反铲挖土机在停机面一次开挖,深5m以上宜分层开挖或开沟道用正铲挖土机下入基坑分层开挖,或设置钢栈桥,下层土方用抓斗挖土机在栈桥上开挖,基境内配以小型推土机堆集土。对面积很大、很深的设备基础基坑或高层建筑地下室深基坑,可采用多层同时开挖方法,土方用翻斗汽车运出.
2.为防止超挖和保持边坡坡度正确,机械开挖至按近设计坑底标高或边坡边界,应预留80~50cm厚土层,用人工开挖和修坡.
3.人工挖土,一般采取分层分段均衡往下开挖,较深的坑(槽),每挖1m左右应检查边线和边坡,随时纠正偏差.
4.对有工艺要求,深入基岩面以下的基坑,应用边线控制爆破方法松爆后再挖,但应控制不得震坏基岩面及边坡。
5.如开挖的基坑(槽)深于邻近建筑基础时,开挖应保持一定的距离和坡度,以免在施工时影响邻近建筑基础的稳定。如不能满足要求,应采取在坡脚设挡墙或支撑进行加固处理。
6.挖土时注意检查基坑底是否有古墓,洞穴,暗沟或裂隙、断层(对岩石地基)存在,如发现迹象,应及时汇报,并进行探查处理。
7.弃土应及时运出,如需要临时堆土,或留作回填土,堆土坡角至坑边距离应按挖坑深度,边坡坡度和土的类别确定,干燥密实土不小于3m,松软土不小于5m。
8.基坑挖好后,应对坑底进行抄平,修整。如挖坑时有小部分超挖,可用素土、灰土或砾石回填夯实至与地基土基本相同的密实度.
9.为防止坑底扰动,基坑挖好后应尽量减少暴露时间,及时进行下一道工序的施工,如不能立即进行下一工序时,应预留15—30cm厚覆盖土层,待基础施工时再挖去.
1.3.3。 地基局部处理
对于基坑开挖过程中或开挖后遇到特殊地基问题要进行地基局部处理,以下介绍了几种特殊地基的局部处理方法。
一、 坑(填土,淤泥,墓穴)的处理
1 若松土坑在基槽中,且较小时, 将坑中软弱虚土挖除,使坑底见天然土为止,然后采用与坑底的天然土压塑性相近的土抖回填,当天然土为砂土时,用砂或级配砂回填,天然土为较密实的粘性土,则用3:7灰土分层夯实回填,天然土为中密可塑的粘性土或新近沉积粘性土,可用1:9或2:8灰土分层夯实回填。
2 若松土境较大且超过基槽边沿时,因各种条件限制,坑(槽)壁挖不到天然土层时,可将该范围内的基槽适当加宽,用砂土或砂石回填时,基槽每边均应按l1:h1=1:1坡度放宽,用l:9或2:8灰土回填时,基槽每边均应按l1:h1=0.5:1坡度放宽,用3:7灰土回填时,如坑的长度2m,基槽可不放宽,但灰土与槽壁接触处应夯实。
3 若松土坑较大且长度超过5m时,将坑中软弱土挖去,如坑底土质与一般槽底土质相同,可将基础落深,做1:2踏步与两端相接,每步不高于50cm,长度不小子100cm,如深度较大,用灰土分层回填夯实至坑(槽)底一平。
4 若松土坑较深,且大于槽宽或1。5m时,槽底处理完后,还应适当考虑是否需要加强上部结构的强度,常用的加强办法是;在灰土基础上l~2皮砖处(或混凝土基础内)、防潮层下1~2皮砖处及首层顶板处各配置3~4根φ8~12钢筋,跨过该松土坑两端各1m。
5 对地下水位较高的松土坑,将坑(槽)中软弱的松土挖去后,再用砂土或混凝土回填
二、 井或土井的处理
1水井,在基础附近将水位降低到可能限度,用中,粗砂及块石,卵石或碎砖等夯填到地下水位以上50cm.如有砖砌井圈时,应将砖井圈拆除至坑(槽)底以下1m或更多些, 然后用素土或灰土分层夯实回填至基底(或地坪底).
2 桔井在距基础边沿5m以内,先用素土分层夯实,回填到地坪下1.5m处,将井壁四周砖圈拆除或松软部分挖去,然后用素土或灰土分层夯实回填.
3 枯井在基础下,条形基础3B或柱基2B范围内先用素土分层夯实,回填到基础底下2m处,将井壁四周较软部分挖去,有砖井圈时,将砖按规定拆除,热后用素土或灰土分层夯实回
4 井在房屋转角处,但基础压在井上部分不多时 除按以上办法回填处理外,还应对基础加强处理,如在上部设钢筋混凝土板跨越。当影响不大时,可采用从基础中挑梁的办法。
5 井在房屋转角处,且基础压在井上部分较多用挑梁的办法较困难或不经济时,则可将基础沿墙长方向向外延长出去,使延长部分落在天然土上,并使落在天然土上的基础总面积,不小于井圈范围内原有基础的面积,同时在墙内适当配筋或用钢筋混凝土梁加。
6 井巳淤填,但不密实可用大块石将下面软土挤紧,再用上述办法回填处理,若井内不能夯填密实时,则可在井砖圈上加钢筋混凝土盖封口,上部再回填处。
三、 局部软硬(高差)地基的处理
1若基础下局部遇基岩、旧墙基、老灰土、大块石或构筑物 尽可能挖除,以防建筑物由于局部落于较硬物上造成不均匀沉降而建筑物开裂,或将坚硬物凿去30~50cm深,再回填土砂混合物夯实.
2若基础部分落于基岩或硬土层上,部分落于软弱土层上。 采取在软土层上作混凝土或砌块石支承墙(或支墩),或现场灌注桩直至基岩.基础底板配适当钢筋,或将基础以下基岩凿去30~50cm深,填以中、粗砂或土砂混合物作垫层,使能调整岩土交界部位地基的相对变形,避免应力集中出现裂缝,或采取加强基础和上部结构的刚度、来克服地基的不均匀变形。
3若基础落于高差较大的倾斜岩层上,部分基础落于基岩上,部分基础悬空。 则应在较低部分基岩上作混凝土或砌块石支承墙(墩),中间用素土分层夯实回填,或将较高部分岩层凿去、使基础底板落在同一标高上,或在较低部分基岩上用低标号混凝土或毛石混凝土填充.
四、 橡皮土,古河、古湖泊的处理
1橡皮土处理:地基局部含水量很大趋近于饱和,夯拍后使地基土变成有颤动感觉的“橡皮土”。地基处理方法避免直接夯拍,可采用晾槽或掺石灰粉的办法降低土的含水量.如已出现橡皮土,可铺填一层碎砖或碎石将土挤紧,或将颤动部分的土挖除,填以砂土或级配砂石夯实。
2天然古河、古湖泊处理 根据其成因,有年代久远经过长期大气降水及自然沉实,土质较为均匀、密实,含水量20%左右,含杂质较少的古河、古湖泊。有年代近的土质结构较松散,含水量较大的、含较事碎块,有有机物的古河、古湖泊对年代久远的古何,古湖泊,土的承载力不低于相接天然土的,可不处理.对年代近的古河、古湖泊则应将松散含水量大的土挖除,视情况用素土或灰土分层夯实,或采用加固地基的措施。
3人工古河,古湖泊处理分老填土和薪填土,老填土为长期生括填积而成,内含有砖瓦碎块,草木灰等杂物,土质较均匀、密实,稳定。新填土形成时间短,沉降未稳定,土中含有较多的砖瓦碎块、草木灰,炉渣譬,结构松散不均匀,含水量一般大于20%。老填土如承量力不低于同一地区天然土,可不予处理。新填土要将填土挖除,用素土或灰土分层夯实回填,或采用加固地基的措施。
五、 流砂的处理 流砂现象,形成原因及处理方法
基坑开挖深于地下水位0。5m以下时,在坑内抽水,有时坑底的土会成流动状态,随地下水涌起,边挖边冒,无法挖深的现象称为流沙,当坑外水位高于坑内抽水后的水位,坑外水压向境内移动的动水压力大于土颗粒的浸水浮重时,使土粒悬浮失去稳定,随水冲入坑内,从坑底涌起或两侧涌入,变成流动状态.如施工时强挖,抽水愈探,动水压力就愈大,流砂就愈严重。产生流砂的条件是,水力坡度愈大或砂土空隙度愈大,愈易形成流砂,砂土的渗透系数愈小,排水性能愈差时,愈易形成流砂,砂土中含有较多的片状矿物,如云母、绿泥石等,易形成流砂。采取措施的方法是“减小或平衡动水力”,使坑底土颗粒稳定,不受水压干扰.常用处理方糖有,a.安排在枯水期施工,使最高的地下水位不高于坑底0。5m;b. 采取水中挖土,即不抽水或少抽水,使基坑内水压与坑外水压基本平衡,缩小水头差距;c。 对于较重要或流砂严重的工程,可采用井点人工降低地下水位方法,将基坑和附近的地下水位降低至坑底以下,使坑底土面保持无水状态;d。 沿基坑周围打板桩,使深入到不透水层,以阻挡坑外水向坑内压入,减小坑内动水压力涌上。
1。4. 基坑支护体系的选型
作为保证基坑开挖稳定的支护体系包括挡墙和支撑两部分,其中挡墙的主要作用是挡土,而支撑的作用是保证结构体系的稳定,若挡墙结构足够强,能够满足开挖施工稳定的要求,该支护体系中可以不设支撑构件,否则应当增加支撑构件(或结构).对于支护体系组成中任何一部分的选型不当或产生破坏,都会导致整个支护体系的失败。因此,对挡墙和支撑都应给予足够的重视.
1。4.1. 挡墙的选型
工程中常用的挡墙结构有下列一些型式:
1 钢板桩
2 钢筋棍凝土板桩
3 钻孔灌注桩挡墙
4 H型钢支柱(或钢筋混凝土桩支柱)、木挡板支护墙
5 地下连续墙
6 深层搅拌水泥土桩挡墙
7 旋喷桩帷幕墙
除上述者外,还有用人工挖孔桩(我国南方地区应用不少)、预制打入钢筋混凝土桩等作为支护结构挡墙的。
支护体系挡墙的选型,涉及技术因素和经济因素,要从满足施工要求、减少对周围的不利影响、施工方便、工期短、经济效益好等几方面,并经过技术经济比较后方可加以确定,而且支护结构挡墙选型要与支撑选型、地下水位降低、挖土方案等配套研究确定.
1.4。2. 支撑结构的选型
当基坑深度较大,悬臂的挡墙在强度和变形方面不能满足要求时,即需增设支撑系统。支撑系统分两类:基坑内支撑和基坑外拉锚。基坑外拉锚又分为顶部拉锚与土层锚杆拉锚,前者用于不太深的基坑,多为钢板桩,在基坑顶部将钢板桩挡墙用钢筋或钢丝绳等拉结锚固在一定距离之外的锚桩上。土层锚杆锚固多用于较深的基坑,具体详见“土层锚杆"一章。
以下为常用的几种支撑形式:
1 锚拉支撑
2 斜柱支撑
3 短桩横隔支撑
4 钢结构支护
5 地下连续墙支护
6 地下连续墙锚杆支护
7 挡土护坡桩支撑
8 挡土护坡桩与锚杆结合支撑
9板桩中央横顶支撑
10 板桩中央斜顶支撑
11 分层板桩支撑
1.5. 挡土支护结构体系计算
由于土体结构的复杂性及土参数的离散性或不确定性,使得挡土支护结构体系承受的荷载的分布规律比较复杂,因此要想达到跟上部结构相同的计算精度是比较困的,难甚至说是不可能的。
近年来各国都有不同的计算方法和规范规定,但计算方法差异很大,用不同的计算方法,对挡土结构如桩长,弯距,拉杆荷载等计算,其结果相差可达50%,因为挡土结构的计算,不但涉及到计算理论和计算方法,还涉及到土的性质,水位高低,挖土深度,地面荷载和邻近建筑物等诸多因素,设计计算是比较复杂的.在我国还没有设计计算规范,因此,一个比较安全、稳定、经济合理的挡土支护设计,必须要求设计人员研究各种客观条件,掌握一些经验资料和试验研究资料,综合运用计算理论和方法来进行设计,就能得到比较合理的结果。
深基坑施工方案
大海
本文介绍了深基坑的一般施工方法和要求。内容包括了基坑排水、降水方法,基坑的土方开挖,基坑支护体系的选型,挡土支护结构体系计算等等,具有一定的参考价值.
1。1. 基坑排水、降水方法
在土方开挖过程中,当开挖底面标高低于地下水位的基坑(或沟槽)时,由于土的含水层被切断,地下水会不断渗入坑内。地下水的存在,非但土方开挖困难,费工费时,边坡易于塌方,而且会导致地基被水浸泡,扰动地基土,造成工程竣工后建筑物的不均匀沉降,使建筑物开裂或破坏.因此,基坑槽开挖施工中,应根据工程地质和地下水文情况,采取有效地降低地下水位措施,使基坑开挖和施工达到无水状态,以保证工程质量和工程的顺利进行.
基坑、沟槽开挖时降低地下水位的方法很多,一般有设各种排水沟排水和用各种井点系统降低地下水位两类方法,其中以设明(暗)沟、集水井排水为施工中应用最为广泛、简单、经济的方法,各种井点主要应用于大面积深基坑降水。
1。1.1. 集水坑排水法
一、排水方法
集水坑排水的特点是设置集水坑和排水沟,根据工程的不同特点具体有以下几种方法:
1.明沟与集水井排水
2.分层明沟排水
3.深层明沟排水。
4.暗沟排水
5.利用工程设施排水
二、排水机具的选用
基坑排水广泛采用动力水泵,一般有机动、电动、真空及虹吸泵等。选用水泵类型时,一般取水泵的排水量为基坑涌水量的1。5—2倍。当基坑涌水量Q<20m3/h,可用隔膜式泵或潜水电泵;当Q在20—60m3/h,可用隔膜式或离心式水泵,或潜水电泵;当Q>60 m3/h,多用离心式水泵.隔膜式水泵排水量小,但可排除泥浆水,选择时应按水泵的技术性能选用。当基坑涌水量很小,亦可采用人力提水桶、手摇泵或水龙车等将水排出。
1.1.2。 井点降水法
在地下水位以下的含水丰富的土层中开挖大面积基坑时,采用一般的明沟排水方法,常会遇到大量地下涌水,难以排干;当遇粉、细砂层时,还会出现严重的翻浆、冒泥、流砂现象,不仅使基坑无法挖深,而且还会造成大量水土流失,使边坡失稳或附近地面出现塌陷,严重时还会影响邻近建筑物的安全。当遇有此种情况出现,一般应采用人工降低地下水位的方法施工。人工降低地下水位,常用的为各种井点排水方法,它是在基坑开挖前,沿开挖基坑的四周、或一侧、二侧埋设一定数量深于坑底的井点滤水管或管井,以总管连接或直接与抽水设备连接从中抽水,使地下水位降落到基坑底0.5—1.0m以下,以便在无水干燥的条件下开挖土方和进行基础施工,不但可避免大量涌水、冒泥、翻浆,而且在粉细砂、粉土地层中开挖基坑时,采用井点法降低地下水位,可防止流砂现象的发生;同时由于土中水分排除后,动水压力减小或消除,大大提高了边坡的稳定性,边坡可放陡,可减少土方开挖量;此外由于渗流向下,动水压力加强重力,增加土颗粒间的压力使坑底土层更为密实,改善了土的性质;而且,井点降水可大大改善施工操作条件,提高工效加快工程进度。但井点降水设备一次性投资较高,运转费用较大,施工中应合理地布置和适当地安排工期,以减少作业时间,降低排水费用。
井点降水方法的种类有:单层轻型井点、多层轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点、无砂混凝土管井点以及小沉井井点等。可根据土的种类,透水层位置,厚度,土层的渗透系数,水的补给源,井点布置形式,要求降水深度,邻近建筑、管线情况,工程特点,场地及设备条件以及施工技术水平等情况,作出技术经济和节能比较后确定,选用一种或两种,或井点与明排综合使用。表1为各种井点适用的土层渗透系数和降水深度情况。可供选用参考。
表1各种井点的适用范围
项次
井点类别
土层渗透系数(m/d)
降低水位深度(m)
1
单层轻型井点
0。5—50
3—6
2
多层轻型井点
0。5—50
6—12
3
喷射井点
0.1-2
8—20
4
电渗井点
<0.1
根据选用的井点确定
5
管井井点
20-200
3—5
6
探井井点
5-25
〉15
注:无砂混凝土管井点、小沉井井点适用于土层渗透系数10-250m/d,降水深度5—10m。
1。2。 边坡稳定
开挖基坑时,如条件允许可放坡开挖,与用支护结构支挡后垂直开挖比较,在许多情况下放坡开挖比较经济。放坡开挖要正确确定土方边坡,对深度5m以内的基坑,土方边坡的数值可从有关规范和文献上查出,对深基坑的土方边坡,有时则需通过边坡稳定验算来确定,否则处理不当就会产生事故。我国在深基坑边坡开挖方面发生过一些滑坡事故,有的虽然未滑坡,但产生了过大的变形,影响施工正常进行.对于有支护结构的深基坑,在进行整体稳定验算时,亦要用到边坡稳定验算的知识。
从理论上说,研究土体边坡稳定有两类方法,一是利用弹性、塑性或弹塑性理论确定土体的应力状态,二是假定土体沿着一定的滑动面滑动而进行极限平衡分析。
第一类方法对于边界条件比较复杂的土坡较难以得出精确解,国内外许多人在这方面进行不少研究工作,也取得一些进展,近年来还可采用有限单元法,根据比较符合实际情况的弹塑性应力应变关系,分析土坡的变形和稳定,一般称为极限分析法。
第二类方法是根据土体沿着假想滑动面上的极限平衡条件进行分析,一般称为极限平衡法。在极限平衡法中,条分法由于能适应复杂的几何形状、各种土质和孔隙水压力,因而成为最常用的方法。条分法有十几种,其不同之处在于使问题静定化所用的假设不同,以及求安全系数方程所用的方法不同。
1.3. 基坑土方开挖
高层建筑基坑工程的土方开挖,在设法解决了地下水和边坡稳定问题之后,还要解决土方如何开挖的问题,即选用什么方法、什么机械、如何组织施工等一系列问题。
在基坑土方开挖之前,要进行详细的施工准备工作,在开挖施工过程中要考虑开挖方法和人工开挖和机械开挖的配合问题,开挖后还要考虑对一些特殊地基的地基处理问题。
1.3。1。 施工准备工作
基坑开挖的施工准备工作一般包括以下几方面内容:
1.查勘现场,摸清工程实地情况。
2.按设计或施工要求标高整平场地.
3.做好防洪排洪工作。
4.设置测量控制网。
5.设置就绪基坑施工用的临时设施。
1.3。2。 机械和人工开挖
在开挖施工过程中人工开挖和机械开挖的配合问题一般要遵循以下几条原则和方法:
1.对大型基坑土方,宜用机械开挖,基坑深在5m内,宜用反铲挖土机在停机面一次开挖,深5m以上宜分层开挖或开沟道用正铲挖土机下入基坑分层开挖,或设置钢栈桥,下层土方用抓斗挖土机在栈桥上开挖,基境内配以小型推土机堆集土
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