基础土方开挖及电梯井承台基坑支护方案2012-5-8.doc

目 录一、工程概况2二、编制说明及依据2三、地质情况3四、钢板桩支护施工4五、基础土方开挖施工11六、基坑监测与应急措施16七、 其它注意事项17八、电梯井承台钢板桩支护布置图18九、电梯井钢板桩支护计算书21一、工程概况水云轩馨园1#、2#、6#楼位于中山市东区康华路；工程由中山市华翔房地产开发有限公司开发建设，广东中山建筑设计院有限公司设计，深圳市宝安区建设工程监理有限公司监理，浙江省东阳第三建筑工程有限公司总承包。1#、2#、6#楼及地下车库建筑面积约70000。地下一层，地上1#楼25层，高度78.3m；2#楼21层，高度66.3m；6#楼31层，高度96.6m。采用为400（500）PHC钢筋混凝土高强预应力锤击管桩承台基础，框架剪力墙结构，安全等级为二级，抗震设防烈度为7度，地下工程防水等级为一级，建筑设防类别为丙类。二、编制说明及依据（一）、编制说明及目标水云轩馨园1#、2#、6#楼工程地下室基坑目前已经大面积开挖至板底，在进行工程管桩施工，已做有基坑边坡支护工程，本施工方案主要为坑中坑承台基坑土方开挖编制。本工程地下室底板厚度400mm，电梯井承台底深度为地下室底板面下3900mm，消防集水井深为3200mm，其他承台高度在800mm至1800mm间。本工程地质情况较为复杂，淤泥层厚达2.813.9米，承台均在淤泥层内。根据现已开挖的地质情况，为确保工程能够安全、优质、高效完成，采取下列支护措施：1. 电梯井核心筒承台基坑及消防集水井采用6m长型拉森钢板桩支护，加一道支撑，见附详图第18、19、20页；2. 其他承台按放坡开挖到承台底部，砌砖胎模。开挖承台土方时，人工配合小勾机挖土，基坑内工程桩两侧不能有超过0.5米高差的土。因机械挖土没办法挖距围护桩50cm的土方，须人工配合及时清理。外露桩要及时锯断，防止土方压断工程桩。（二）、编制依据1、水云轩馨园1#、2#、6#楼高层住宅工程设计图纸；2、建材广州地质工程勘察院编制的岩土工程勘察报告；3、建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）；三、地质情况现有的场地已开挖并换填碎砖渣，高程为1.2 m1. 3m，地下室底板面设计标高为.5m，底板厚度400，因此现地面标高在底板底。根据岩土工程地质勘探报告可知，由于地下水位较高，施工现场为回填土。场地范围内地层自上而下分为：杂填土层、淤泥土层、中砂层、淤泥质粘土层、粉质粘土层、砂质粘性土、全风化岩带、强风化岩带和中风化岩带。由地勘报告资料提供详细资料描述 ,地质情况为；1人工填土层：层厚1.0-2.20m,均厚1.75m, 位于地表。2(2-1)淤泥：层厚2.8-13.90m,均厚6.53m。地层承载力特征值fak=65Kpa。3(2-2)中砂：层厚0.7-5.70m,均厚3.03m，层面埋深4.216.0 m,层面标高-12.80-1.25m。地层承载力特征值fak=160Kpa。4.（2-3）淤泥质粘土：层厚1.2010.30米. 层面埋深5.916.0 m,层面标高-12.95-3.04m。地层承载力特征值fak=100Kpa。 5.（2-4）粉质粘土：层厚0. 99.5米， 均厚3.95m， 层面埋深4.511.0 m,层面标高-7.85-1.70m。地层承载力特征值fak=180Kpa。6.砂质粘性土：层厚介于1.09.7m，均厚3.93m，层面埋深7.319.0 m,层面标高-16.0-4.25m。本层承载力特征值fak=250Kpa。7. （4-1）全风化花岗岩：层厚介于1.313.1m，均厚5.47m，层面埋深9.022.1 m,层面标高-19.2-6.0m。地层承载力特征值fak=300Kpa。8.（4-2）强风化花岗岩：层厚介于0.818.9m，均厚10.00m，层面埋深12.529.0 m,层面标高-25.88-9.5m。地层承载力特征值fak=380Kpa。9.（4-3）中风化花岗岩：层厚0.15.20m，层面埋深21.540.0 m,层面标高-37.10-18.55m。地层承载力特征值fak=1100Kpa。四、钢板桩支护施工1、钢板桩施工要求（1）钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工，即在基础最突出的边缘外留有施工工作面。（2）基坑护壁钢板桩的平面布置形状应平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸应符合板桩模数。（3）整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。（4）采用拉森 型钢板桩，钢板桩施工前应查明并避开施打位置没有需要保护的已有工程桩。（5）钢板桩锁口不合格的应修整，检查合格后涂黄油。（6）为使H钢围檩受力均匀，在钢板桩和H钢之间的孔隙采用钢板、钢筋填满。（7）H钢围檩、钢管支撑和钢板采用Q235钢，焊条E43。电梯井承台基坑钢板桩采用Q345，焊条采用E50。（8）所有的焊接点要求按照建筑钢结构焊接规程（JGJ81-2002）进行焊接。 l 拉森钢板桩支护基坑施工参考图片：2、电梯井承台基坑钢板桩支护施工的顺序（1）钢板桩位置的定位放线，验线；（2）施打电梯井钢板桩顶至底板底标高；（3）钢板桩基坑内土方挖至檩条处、按设计标高安装支撑檩条；（4）基坑土方开挖、锯桩、测量桩定位坐标（桩坐标交监理复核确认，如有偏位桩或倾斜桩，由业主方处理）；（5）施工承台基坑底因淤泥上涌增加的30CM厚配砂石；（6）砼垫层、安装模板（或砌砖胎模）、钢筋绑扎、浇砼；（7）拆除承台模板；（8）承台与钢板桩间回填石屑；（9）拔除钢板桩，边拔边往桩孔内灌砂或石屑。3、钢板桩的检验、吊装、堆放（1）钢板桩的检验对钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。外观检验：包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和锁口形状等项内容。检查中要注意：a）对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；b）割孔、断面缺损的应予以补强；c）若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度。原则上要对全部钢板桩进行外观检查。材质检验：对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。（2）钢板桩吊运 装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。（3）钢板桩堆放：钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意：堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2米。4、钢板桩施打 拉森钢板桩施工关系到施工止水和安全，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工有关要求：（1）采用型6.0米长密扣拉森钢板桩。拉森钢板桩采用履带式挖土机（带震动锤机）施打，施打前一定要熟悉地下工程桩的情况，认真放出准确的支护桩中线。（2）打桩前，对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格者待修整后才可使用。（3）打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。（4）在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。钢板桩打设的公差标准如下表所示。钢板桩打设公差标准项目 允许公差板桩轴线偏差 土10Cm桩顶标高 土10Cm板桩垂直度 土2 (6)密扣且保证钢板桩顺利合拢；特别是工作井的四个角要使用转角钢板桩，若没有此类钢板桩，则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。 (7)打入桩后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专人进行检查桩体。 （8）内支撑施工技术要求基坑应分段分层开挖，分层开挖厚度不得大于0.5m。开挖至围檩及支撑位置后，安装围檩，然后施工安装支撑。待支撑安装施工完成后，再进行下一步土方开挖。内撑做法，焊接一段工字钢垫挡。内撑的位置和高度按施工方案图设置。电梯井基坑设置一道支撑。 6、钢板桩的拔除 基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有承台或工程桩的安全。设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。 （1）拔桩方法 本工程拔桩采用振动锤拔桩：利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。 （2）拔桩时应注意事项拔桩起点和顺序：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起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100300mm，再与振动锤交替振打、振拔。有时，为及时回填拔桩后的土孔，当把板桩拔至比基础底板略高时暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的12-2.0倍。对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过15h。 7、钢板桩土孔处理 对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。回填的方法采用填入法。填入法所用材料为石屑。五、基础土方开挖施工（一）、施工部署根据现场地质情况，分层开挖土方，每层厚度不大于50厘米。电梯井承台周围按图示铺设6M宽的临时施工道路与主道路相连接，临时道路做法为80厚的碎石砖渣，面铺20MM厚钢板。采用PC60型小型挖土机及挖机开挖承台土方，人机配合，严禁挖土机碰伤桩体，靠近桩体边的淤泥由人工清理，用轻型车辆运输土方。尽可能把施工过程出现工程桩偏移情况降到最低。土方施工的顺序为：首先从6#楼开始开挖土方，一边开挖，一边施工承台及梁垫层、砖胎模、回填土、板底垫层。各区域施工顺序为：1) 、#楼塔吊 #楼塔吊 #楼塔吊基础承台2) 、6#楼电梯井承台 #楼电梯井承台 #楼电梯井承台3) 、第1区 第2区 第3区 第4区 第5区 第6区 第7区第区第区第区第区第区第区第区第区4) 、各区间承台 ：按实际工作面安排往临时道路方向挖。2、基础土方开挖顺序示意图（二）、施工准备1、做好土方开挖前应作好已挖土面标高测量确认工作。2、施工设备及工具的准备，如挖掘机、手推车、板式锄及园口锹、潜水泵等。3、开挖前应进行测量放线，设置控制定位轴线桩、龙门板和水平桩，放出挖土边线，经检查并办完预检手续。4、地面有滞水或有地下水时，要做好相应的排水和降低地下水位的措施。滞水或地下水均排至原有边坡支护排水系统排水。 5、夜间施工时，根据需要设置照明设施。在危险区域设置警戒标志。（三）、基础工程施工流程测量放线，验线基坑土方机械开挖（人机挖土配合）锯桩测量桩坐标定位并交监理复核确认，如有偏位桩或倾斜桩，由业主方处理承台底换填30CM厚3：7级配砂石桩检测合格捣桩芯砼承台地梁垫层砼基底放线，验线砖胎模承台边回填土板底换填30CM厚3：7级配砂石板底垫层砼防水找平层防水层防水保护层基础钢筋绑扎止水钢板安装后浇带、排水沟、集水井、挡土墙模板安装底板混凝土浇筑。（四）、施工方法及要点土方开挖的顺序、方法必须与施工方案相一致。1、开挖前用800mm厚碎石砖渣路基，上铺20mm厚钢板，以防止勾机及车辆压断工程桩。2、在基坑开挖过程中，严格按分层开挖，每层厚小于0.5M，人工及时清理桩间高差土方，保证开挖深度均匀，以免造成土方横向挤压工程桩。并加强坑壁的位移监测，一旦出现位移量较大或位移加速，应立即停止施工，加强观测并及时通知业主、监理会同设计部门研究补救措施。3、基坑土方开挖过程中，挖土机不可紧贴工程桩挖土，工程桩周边土体采用人工挖，以保证工程桩不受碰撞。4、本工程土方开挖采用机械与人工辅助开挖的方法。5、基坑开挖施工中，应经常测量和校核其平面位置、水平标高是否符合设计要求。平面控制桩和水准点也应定期复测是否正确。6、基坑开挖注意不扰动基层土，以免土体变动。（五）、地下水排水措施1、为保证开挖后的基层质量，避免开挖后的表层土雨水下渗等情况发生，地下室基坑开挖后在基坑侧边留出水沟和集水坑，以便抽水。2、地下水及雨水的排水：坑中坑内采用坑内设集水坑用水泵降水方式排水。底板排水采用明沟及集水坑用水泵降水方式排水。（六）、土方回填施工顺序与方法1、已施工的电梯井承台在拔除钢板桩前，经监理进行砼隐蔽验收后，才能回填。2、用小型勾机开挖后面基坑土方时将开挖的土方回填至已施工基坑周边，小型勾机已不能到达回填处的土方用塔吊配合人工回填。（七）、 承台施工与要求为保证支撑结构安全有效，承台施工应分步施工：先行施工支撑以下部分的承台，然后在已完成施工承台与基坑支护之间回填土方夯实，再拆除支撑，待整个承台施工完成后，再起拔钢板桩并即时用砂土对钢板桩桩位进行回填。六、基坑监测与应急措施 （一）基坑监测 1、按基坑支护规范规定进行基坑位移监测。在基坑四边中点布置水平位移和沉降监测点。并及时提供基坑监测的情况及数据以便采取相应措施。 2、发现异常情况及时通知甲方、监理和施工技术人员，以便及时采取对策。 3、基坑水平位移预警值为基坑深度的3%，允许值为基坑深度的4%。 4、监测频率为土方开挖每天监测1次，直至土方回填。若出现暴雨、基坑及周边建筑物位移超过预警值等异常情况，应适当加大监测频率。 （二）异常情况与应急措施 1、基坑开挖 (1)施工前应对周边工程桩等进行巡查摸底，施工过程中应经常对坑中坑周围地表裂缝、坑底部回填和隆起、渗漏水状况进行巡查，发现情况及时采取措施。 (2)若坑顶水平位移或沉降超过警戒值，应立即停止开挖，并回填至上一级开挖深度，并通知设计采取措施加固。 (3)在坑中坑支护过程中，挖土机操作人员应保证随叫随到，挖机设备应保证不少于两台在现场，以备不时之需。(4)在现场应配备一定数量的沙包和工人，保证在出现异常情况如管涌时，可及时进行抢险工作。 (5)在分层开挖土方过程中，测量坑底部隆起量，如坑底面向上移位的情况，马上停止开挖，并及时通知技术人员，以便及时采取对策。 2、渗水 (1)坑中坑开挖过程中若坑壁出现少量渗水，要进行疏导或堵漏。 (2)若在开挖过程中出现大量渗砂漏水现象，应立即停止施工，并回填土方，并及时报知设计方采取其他措施，严禁不顾安全野蛮施工。 (3)降水量较大时，要合理组织地表水排放，并安排足够的排水设备对汇集的地表水进行抽排。同时在坑中坑四周，应对地表水进行疏导，避免大量的地表水集中涌入坑内。 (4)对较严重的渗水现象应增加坑内降水措施，使地下水位降至坑底以下0.51.0m以下。七、 其它注意事项1、坑周边不能堆放土方，挖出土方及时运走。2、基坑顶按1.2m高度设置钢管安全护栏。3、电梯井承台支护钢板桩施工中遇其他承台工程桩时，按现场桩位置往承台外避开工程桩。4、电梯井承台设置一道支撑，按实际地质情况如需加设二道支撑，在承台底部设置，第二道支撑可在浇筑承台垫层砼并达一定强度后拆除。八、电梯井承台钢板桩支护布置图九、电梯井钢板桩支护计算书M法计算书 土压力计算依据建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)。 1.地质勘探数据如下： 序号 h(m) (kN/m3) C(kPa) () M值 计算方法 1 0.80 17.00 5.00 8.00 980.0 水土合算 2 3.50 16.00 2.50 3.50 145.0 水土合算 3 5.00 17.00 10.00 16.00 4520.0 水土合算 表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角() 2.基底标高为-4.20m， 支撑分别设置在标高 计算标高分别为-4.20m处， 3.地面超载： 序号 布置方式 作用标高m 荷载值kPa 距基坑边线m 作用宽度m 1 局部荷载 -1.30 30.00 - - 基坑侧壁重要性系数为1.00,为二级基坑 采用闭合钢桩，其型号是拉森 截面面积A=0.0200m2，截面惯性矩I=0.00023200m4，截面弹性模量E=206000.00N/mm2 抗隆起、抗倾覆、抗渗流验算结果 按地基承载力验算抗隆起 计算的抗隆起安全系数为Kwz=3.44 达到规范规定安全系数2.00,合格! 按滑弧稳定验算抗隆起 KL=2.14 达到规范规定安全系数2.00,合格! 计算基坑隆起量： 基坑底最大隆起量=8.60(mm) 验算抗倾覆稳定 计算的抗倾覆安全系数为:2.32 达到规范规定安全系数1.15,合格! 验算抗渗流稳定 达到规范规定安全系数1.50,合格! 内力及位移计算 采用m法计算 计算采用位移法有限元，单元最大长度为0.1m。因为计算中有大量矩阵运算，故不提供计算过程。 共层支点，支点计算数据如下： 序号 水平间距(m) 倾角(度) 刚度(kN/m) 预加力(kN) 共计算1个工况,各支点在各个工况中的支点力如下(单位为kN)： 全部工况下各支点的最大轴力如下(单位为kN)： 各工况的最大内力位移如下： 工况号 桩顶位移 最大位移 最大正弯矩 最大负弯矩 最大正剪力 最大负剪力 (mm) (mm) (kN-m) (kN-m) (kN) (kN) 1 890.45 890.45 0.0 -139.7 157.9 -62.5 全部工况下的最大内力位移如下： 最大桩(墙)顶部位移为： 890.45 mm 最大桩(墙)位移为： 890.45 mm 最大正弯矩为： 0.00 kN-m 最大负弯矩为： -139.70 kN-m 最大正剪力为： 157.90 kN 最大负剪力为： -62.50 kN 钢板桩截面强度验算书 钢板桩最大弯矩为 139.8 kN.m 钢板桩最大剪力为 157.9 kN 钢板桩面积为 19800 mm2 钢板桩截面抵抗矩为 1600000 mm3 钢板桩抗弯强度fy= 215 N/mm2 钢板桩抗剪强度fv= 125 N/mm2 钢板桩弯曲应力 Sigma=M/W=139.8*100000/1600000 =87.3 fy=215 抗弯强度合格! 抗剪强度一般不需验算! 。浙江省东阳第三建筑工程有限公司水云轩馨园项目部 2011年月8日