资源描述
xx区xx小学校(迁建)工程
基坑支护设计方案
xx市xx建筑设计院有限责任公司
XX ARCHITECTURE DESIGN INSTITUTE CO.,LTD.
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时间:2009年11月23日
xx市xx区xx小学校(迁建)工程
基坑支护设计文件
设 计 人:X X 工学硕士
项目负责人:X X 工学硕士
审 核 人:X X 工学硕士
工程师
批 准 人:X X 注册岩土工程师
高级工程师
xx区xx小学校迁建工程
目 录
第一部分 基坑支护设计方案说明
★ 工程概况及周围环境
★ 设计依据及使用规范
★ 工程地质条件
★ 支护方案选型分析
基坑支护设计方案
★ 支护方案说明
★ 设计计算
★ 施工要求
★ 监测要求及内容
第二部分 基坑支护设计方案计算书
第三部分 基坑支护设计方案图纸
★ 基坑支护设计施工总说明(1张)
★ 基坑周围环境示意图(1张)
★ 土方开挖施工示意图(1张)
★ 基坑支护方案图(7张)
第一部分 基坑支护设计方案说明
1 工程概况
1.1 一般概况
(1)项目名称: xx区xx小学迁建工程
(2)项目位置: 工程位于xx市xx路东侧,xx河北侧
(3)业 主: xx市xx区教育文体局
(4)设计单位: xx市城市建筑设计院有限责任公司
(5)勘察单位: xx地质工程勘察院
1.2 结构概况:
(1)主体建筑:xx市xx区xx小学由3幢4层教学楼、一幢4层行政楼、1幢5层xx楼、一幢1层报告厅、1幢4层食堂和艺体馆及其外扩的1层纯地下车库和1幢4层教辅楼组成,建(构)筑物平面位置见“控制点平面位置图”。本工程设计室内地坪标高(±0.000)相当于1985国家高程基准3.85m。设计的地下车库室内地面标高为±0.000下5.50m,拟采用天然地基片筏基础,筏板厚约600m(约相当于1985国家高程基准-2.25m)。
(2)地下设置:工程教学楼、行政楼、xx楼、报告厅、食堂、艺术馆等均设地下一层,且与地下车库相连成一整体地下车库。
(3)基础型式:根据建筑设计资料,本工程基坑采用天然地基筏板基础,持力层为③1粉质粘土,地基承载力特征值fak=140kPa。基础底板标高一般均为-5.750m,筏板厚为600mm(局部为800mm)。基础梁顶标高均为-5.350m。
(4)基坑规模:基坑面积约为11240m2,周长约548m。
(5)开挖深度:本工程±0.000=+3.850(1985国家高程),取自然地面绝对标高平均为+3.350(相对标高-0.550m)。根据工程结构设计资料,基础底板顶标高为-5.750m,底板厚为600mm、800mm,考虑垫层厚度为100mm,基坑大面积开挖深度为5.90m、6.10m;集水坑等局部挖深处资料尚不全。
1.3设计依据
(1)《总平面定位图》建施-1、《结构设计总说明》结初期1、《地下室工程结构设计说明》结初-02、《基础布置图》结初-03、《基础布置图一》结初-04、《基础布置图二》结初-05(xx市城市建筑设计院有限责任公司2009.10.30);
(2)《xx市xx区xx小学岩土工程详细勘察报告》(工程编号:2009-K-398)(江苏xx地质工程勘察院2009.10)。
1.4 周围环境概况
本工程建设用地原为厂房,现已拆除,表层2.50m左右为建筑垃圾,建筑用地范围内无建筑物,原有地下管线分布不清,经调查场地范围内没有需保护的管线等,基坑周边东侧红线外、北侧红线外有建筑物距离较近,南侧红线外为道路,基坑西侧为操场,较空旷。
(1)基坑东侧:基坑东侧基础外包线距用地红线最近处仅为5.70m,红线外为多层建筑物(主要为1~3层的居民住宅),距基坑较近的建筑有一幢2层楼民用建筑,基础情况不清,基坑设计时按天然地基浅基础考虑,基础埋深按1.00m考虑。建筑物距基础外包线距离最近为8.70m。
(2)基坑南侧:基坑南侧基础外包线距红线距离变化较大,中部15米左右最近处仅4.0m,其余部位距红线较远,红线外为渡僧桥下塘路。南侧东段基坑外侧为本次工程拟建宿舍楼,南侧西段基坑外侧为拟建轮滑场。
(3)基坑西侧:基坑西侧距红线较远,最近处为23.50m。基坑与红线间为本工程拟建的蓝球场及运动场,目前为空地。红线外为xx路。规划中轻轨二号线从场地西侧北部下穿,场地西侧大部分位于轻轨35米控制线内。根据现场踏勘,场地西侧中部有一幢五层住宅尚未拆迁,西侧北段红线边少量1层民宅未拆除。
(4)基坑北侧:基坑北侧基础外包线距用地红线最近处为4.50m,红线外为西杨安浜路,无建筑物及管线等。
基坑周边环境尚可,基坑开挖主要是确保基坑自身的安全。并防止基坑开挖降水对周边建筑物产生影响。
1.5工程地质条件
1.5.1地形地貌
场地隶属长江三角洲太湖冲湖积平原,地貌形态单一,水系发育。场地原为厂房,现已拆除,目前为停车场。表层2.50m左右多为建筑垃圾,场地标高在2.20~4.74m之间,地势有一定起伏。
1.5.2工程地质概况
根据xx地质工程勘察院提供的《xx市xx区xx小学岩土工程详细勘察报告》(工程编号:K2009K398),场地自然地面下浅部的土体为第四纪晚更新世以来的冲湖积相~滨海相碎屑沉积物。根据其岩性特征及其物理力学性质的差异性,基坑开挖涉及土层情况自上而下为:
①1层杂填土:杂色,松散。主要成份为碎石、碎砖等建筑垃圾,夹少量粘性土,局部夹大石块及砼块。该土层拟建场地内均有分布,厚度1.00~4.00m。系压缩性不均的低强度土层,未经处理一般不宜直接利用。
①2层素填土:灰色,松软。主要成份为粘性土,杂有少量碎石砖块,局部杂有较多淤泥,土性接近淤泥质土(C4孔暗井部位下部以淤泥为主,夹少量碎石)。该土层拟建场地内均有分布,其厚度0.60~3.30m。系压缩性不均且高的低强度土层。
②层粘土:暗绿~黄褐色,可~硬塑。含铁锰质结核,夹青灰色条纹。刀切面光滑有光泽,无摇振反应,干强度高,韧性高。该土层拟建场地内多有分布,其顶板标高-1.63~1.49m,厚度0.30~3.40m。系中等压缩性,中高强度土层。
③1层粉质粘土:灰黄色,可塑为主。含铁锰氧化物斑点,夹青灰色条纹,夹少量薄层粉土。稍有光泽,无摇振反应,干强度中等,韧性中等。该土层拟建场地内均有分布,其顶板标高-3.60~-1.58m,厚度0.60~2.70m。系中等压缩性,中等强度土层。
③2层粉质粘土:灰黄~灰色,软塑为主。薄层理发育,局部夹少量薄层粉土。稍有光泽,无摇振反应,干强度中等,韧性中等。该土层拟建场地内局部有分布,其顶板标高-4.40~-2.78m,厚度0.60~2.90m。系中等偏高压缩性,偏低强度土层。
④1层粉土夹粉质粘土:灰色,很湿,稍密为主。薄层理发育,夹较多薄层粉质粘土。无光泽,摇振反应中等~迅速,干强度中等偏低~低,韧性中等偏低~低。该土层拟建场地内均有分布,其顶板标高-7.20~-3.54m,厚度0.60~6.00m。系中等压缩性,中等强度土层。
④2层粉质粘土:灰色,软~流塑。薄层理发育,夹薄层粉土,局部夹层稍多。稍有光泽,无摇振反应,干强度中等,韧性中等。该土层拟建场地内局部有分布,其顶板标高-10.14~-5.16m,厚度0.70~6.50m。系中等偏高压缩性,偏低强度土层。
④3层粉土夹粉砂:灰色,很湿,中密。薄层理发育,夹薄层粉质粘土。无光泽,摇振反应迅速,干强度低,韧性低。该土层拟建场地内均有分布,其顶板标高-11.91~-6.18m,厚度0.90~8.30m。系中等压缩性,中等强度土层。
⑤层粉质粘土:灰色,软塑。薄层理发育,夹少量薄层粉土,偶见贝壳碎屑。稍有光泽,无摇振反应,干强度中等,韧性中等。该土层拟建场地内均有分布,其顶板标高-14.51~-11.69m,厚度2.80~6.00m。系中等偏高压缩性,偏低强度土层。
其余土层详见江苏xx地质工程勘察院提供的《xx市xx区xx小学工程岩土工程详细勘察报告》(工程编号:2009K398)
1.5.3基坑支护设计参数
基坑支护设计参数详见表1。
基坑支护设计参数表 表1
层序
土 名
重度γο
(KN/m3)
固结快剪
渗透系数 (cm/s)
层顶标高(m)
C(kPa)
φ(°)
①-1
杂填土
19.0
5.0
15.0
(2.0E-3)
①-2
素填土
17.4
12.0
6.0
1.0E-5
②
粘土
19.8
50.63
15.04
5.0E-7
-1.63~1.49
③-1
粉质粘土
19.2
26.06
17.40
2.0E-5
-3.60~-1.58
③-2
粉质粘土
19.2
23.06
11.28
5.0 E-6
-4.40~-2.78
④-1
粉土夹粉质粘土
19.0
15.33
20.69
5.0E-4
-7.20~-3.45
④-2
粉质粘土
19.8
18.08
11.35
5.0E-6
-10.14~--5.16
④-3
粉土夹粉砂
18.7
9.06
27.76
1.5E-3
-11.91~-6.18
注:表中力学指标为勘察报告提供直剪固结快剪指标,带“()”为勘察资料经验值的0.8计算。
1.6水文地质概况
场地浅部对本工程建设有影响的地下水主要潜水和微承压水。
潜水主要赋存于浅部填土层中,富水性差;受大气降水及周边河流的侧向补给,以地面蒸发为主要排泄方式;受季节影响水位升降明显。勘探时干钻测得潜水初见水位标高为0.93~1.15m,测得其稳定水位标高在1.24~1.36m。
微承压水主要赋存于④1层粉土夹粉质粘土及④3层粉土夹粉砂中,其富水性及透水性中等~较好;主要受浅部地下水的垂直入渗及地下水的侧向迳流补给,以地下水的侧向迳流为主要排泄方式。钻探时下套管至②粘土层中部以隔离潜水,然后干钻至微承压水含水层,测得其初见水位标高为-4.30~-4.00m,间隔8小时后量测微承压水稳定水位,测得其稳定水位标高为0.85~0.93m。
1.7 不良地质条件
拟建场地内无岩溶、滑坡、崩塌及泥石流等不良地质作用,场地稳定。场地浅部土层中无对本建筑物不利的暗坑、暗塘等埋藏物。
2.设计使用规范:
& 国家标准《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002);
& 国家标准《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002);
& 国家标准《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2001);
& 国家标准《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ120-99);
& 国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
& 国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》 (GB50204-2002);
& 国家标准《钢筋焊接及验收规程》 (JGJ18-2003);
& 国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 (GB50086-2001);
& 行业标准《土钉支护技术规程》 (CECS96:97);
& 国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》 (GB50497-2009);
& 其他有关规范及规程。
3 支护方案选型
3.1 基坑工程特点
(1)周边环境条件一般
拟建地下车库基坑东侧距红线较近(最近处仅为5.70m),沿红线外侧均为多层民宅(1~3层),距基础边约为6.70m~16.1m不等,基坑开挖时作为重点保护及监控对象;基坑北侧、南侧东部红线外均为道路,距基坑边较近,西侧虽距红线较远有空地,但目前用地范围内尚有少民宅及一幢五层楼未拆除,支护结构施工时应考虑其安全性。如何根据场地条件选择既经济、安全又便于施工的支护体系成为本工程所面临的一个主要问题。
(2)基坑形状不规则,开挖面积较大,且开挖深度较浅
本基坑工程呈不规则形(南北最长达186m左右,东西最长处为96m),南大北小的平面形状,开挖面积较大,约为11240m2,本工程为地下一层,基坑开挖深度较浅(5.90~6.10m),因此基坑开挖以为基坑边坡稳定性控制为主要目的。
(3)基坑侧壁以粘性土为主
基坑侧壁土体主要为①-1杂填土、①-2素填土、②粘土、③-1粉质粘土,基坑底大面积位于③-1粉质粘土层中。拟建场地存在微承压水,浅部7~17m为微承压水含水层粉土层组成,土层粉性较重,渗透性强,在动水作用下易产生流砂、管涌、坍塌等不利情况。基坑开挖后坑底因承压水作用易产生管涌冒砂等基坑危害,后果将不堪设想,因此基坑支护必需做好降排水工作,同时应考虑基坑降水后对东侧现有多层建筑物的影响。
3.2 基坑整体施工顺序确定
由于本工程地下车库部分为包括食堂和艺术馆、教学楼、综合楼、行政楼、xx楼及连廊等组成,根据结构设计资料分为北侧食堂和艺术馆、中部教学楼、南侧报告厅、行政楼、综合楼xx楼区三个部分,基坑面积大。根据现场勘察,目前将基坑南部作为主要出土通道,由基坑施工及土方开挖可以确定;综合分析场地条件,考虑分区、分期开挖及施工的原则,基坑施工及土方开挖总体规划顺序为“由北向南,由东向西,先开挖施工北侧食堂和艺术馆,再开挖中部教学楼,最后开挖南部报告厅、行政楼、xx楼、综合楼等部分。
3.3 支护体系选型分析
根据本工程基坑开挖深度及场地周边条件、地层特点等,确定本工程基坑安全等级为三级。基坑东侧红线外有多层建筑,按二级基坑考虑。
根据大量基坑工程的成功实践经验,在周边环境保护要求各异,且开挖深度相近的这类基坑工程中,考虑“安全、经济、施工方便”的原则 ,可选择的支护结构型式有放坡、放坡土钉墙、重力式挡墙、钻孔灌注桩排桩等。
各支护型式主要特点如下:
F放坡
放坡是一种最经济的支护方式,对于周边环境较为开阔,对基坑开挖深度较浅、变形要求不高区域可采用。当场地土质较好时,采用放坡开挖,坡比较小,占用场地空间较少,土方开挖量及回填时也较小。
本工程场地土质较好,周边有条件放坡,推荐基坑西侧、南侧西段建议采用。
F放坡土钉墙
土钉墙是由天然土体通过土钉就地加固并与喷射砼面层相结合,形成一个虚重力式墙以此来抵抗墙后的土压力,从而保持开挖面的稳定。相对而言,由于对坡面进行了处理,边坡的坡度可适当放陡。
根据同类土质条件中已有的基坑施工经验,南侧与拟建宿舍楼相临处有条件放坡但考虑放坡对宿舍楼地基产生的影响,因此推荐采用土钉墙,尽量减少基坑开挖对地基土的影响范围。基坑西侧目前用地范围内尚有建筑物未拆除,本方案根据现状考虑暂按土钉墙支护。
F钻孔灌注桩排桩
钻孔灌注桩排桩,钻孔灌注桩整体刚度较大,控制变形能力较好,基坑开挖期间对周边环境影响小,施工工艺比较成熟,施工速度较快,施工质量较易保证,适用于各种地层的深基坑施工。
基坑东侧距红线较近,红线外为民宅,经现场踏勘,红线外民宅建筑时间均较长,部分建筑物较破旧,对变形较为敏感,因此为控制基坑开挖产生的变形,东侧选用刚度较大的钻孔灌注桩进行支护。
3.4 地下水的处理
由于组成基坑壁的地基土上部为①-1杂填土、①-2素填土,其基坑壁会因上部潜水的渗透而发生沿基坑壁渗水及坍塌滑移现象。在施工过程中采取沿基坑壁在填土中布置适当的泄水孔,将基坑壁中渗水导入基坑底部排水沟,用潜水泵将水抽出。
基坑大面积开挖深度为5.90~6.10m左右,即基坑底标高为-2.60~-2.80m,根据场地岩土勘察资料,微承压水含水层主要为④1层粉土夹粉质粘土及④3层粉土夹粉砂中,微承压水水位量测得微承压水的稳定水位为0.85~0.93米左右。
由于基坑下部有微承压含水层,基坑开挖时减小了含水层上覆不透水层的厚度,须对基坑底抗渗流稳定性进行验算,根据《建筑地基基础设计规范》GB5007-2001附录W,当上部为不透水层,坑底下某深度处有承压水层时,基坑底抗渗流稳定性可按下式验算,其计算公式为:
γm(t+Δt)/Pw≥1.1
式中 Pw——含水层水压力(kPa);
γm——透水层以上土的饱和重度(kN/m3),取19.5 kN/m3;
t+Δt——透水层顶面距基坑底面的深度(m);
按上式计算时,取γm=19.5KN/m3,基坑中④1粉土夹粉质粘土层层顶标高-3.54m,微承压水水位标高按近3-5年微承压水最高水位1.60m。经计算,t+Δt≥2.90 m,当基坑(槽)底开挖至标高-0.64m时即②粘土层中下部时,将可能会产生管涌、流砂现象。按勘察测量水位标高取0.93m计算,当坑底开挖至-1.01m时,将产生管涌、流砂等坑底失稳事故。
基坑开挖应注意做好基坑周边的支护工作,防止生活用水、施工用水流入基坑,并布好坑内排水系统,要及时排除坑内积水。
根据场地勘察资料,地面以下6.5~17.0m深度范围内均为微承压水含水层,尤其④3层粉土夹粉砂渗透性较好,经分析拟采用管井降水的方式降低地下水。本工程设计采用30口降水管井。
基坑降水应在基坑开挖前完成降水井的布设,并提前降水使地下水位于开挖面以下1.0m左右。基坑降水根据设计要求,满足主体结构抗浮要求,且混凝土强度达设计强度后,方可停止降水井或井点的工作。如降水提前停止运行,需报设计复核后方可停止。
基坑东侧北段距红线较近,红线外有多层建筑。为防止降水引起建筑物附加沉降,基坑东侧采用止水帷幕或回灌,考虑本工程场范围内②层粘土层工程力学性能较好,需采用三轴搅拌桩机进行施工。
3.5支护结构设计总概述
本工程基坑面积大、周边环境保护要求差异较大,基坑面以下微承压含水层为影响基坑安全稳定的主要因素,针对本工程以上特点:①设计采取分段分区施工、选择合理的施工顺序;②根据不同的周边环境保护要求选择合理的支护结构形式;③对基坑面下微承压水采取减压降水处理措施。该方案能够满足基坑的稳定以及对周边环境的保护要求;能够体现经济性与安全性的协调统一。
3.6各区基坑支护结构形式汇总
(1)A~J段、RS段
该段基坑位于东侧、南侧中部,开挖深度为5.90~6.10m,基坑外侧距红线较近,红线外为民宅,采用钻孔灌注桩悬臂桩支护结构(φ800@1000L13000),支护桩外侧采用一排三轴水泥土搅拌桩止水帷幕(φ650@900L17000)。基坑上部1.0m采用放坡开挖,坡面喷细石砼硬化。
(2)STA段
该段基坑位于南侧东段,开挖深度为5.90m,基坑外侧为拟建的宿舍楼,宿舍楼设计采用天然地基浅基础,为使边坡稳定且减少地基土扰动,采用一级放坡土钉墙支护结构。边坡采用1:0.5坡度系数开挖,基坑侧壁设土钉五道,土钉长度分别为9.0m、9.0m、6.0m、5.0m、5.0m,土钉水平间距为1.00m,垂直间距为1.0m、1.0m、1.2m、1.2m、1.2m,坡面挂网(φ6@200×200)喷砼护坡。
(3)JKLMNPQR段
该段基坑位于西侧及基坑南侧西段,开挖深度为5.90~6.10m,基坑边距红线较远,有条件放坡,基坑支护采用二级放坡土钉墙的支护结构,边坡采用1:1坡度系数开挖,相对标高-3.55m处设平台宽1.0m。基坑侧壁设土钉四道,土钉长度分别为6.0m、6.0m、6.0m、5.0m,土钉水平间距为1.50m,垂直间距为1.30m,坡顶1.0m范围及坡面挂网(φ6@200×200)喷砼护坡。
由于该段基坑侧上部杂填土及素填土较厚,为防止基坑开挖后地下水位的变化引起周边环境的破坏,基坑开挖前,坡项线外施工三排压密注浆孔,注浆深度进入②粘土层不少于0.50m。注浆孔排距为1.0m,孔距为1.0m.。
4 基坑支护结构设计计算
4.1 计算方法
本工程基坑支护方案的设计计算,采用《北京理正深基坑支护结构设计软件F-SPW》6.0版,按照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)中的有关基坑支护结构设计要求和标准进行的。
4.2 计算条件
F坑外迎土面的土压力取主动土压力,开挖面深度以下的土压力按矩形分布取用。坑内开挖面以下背土面的土压力取被动土压力。
F土的C、φ值均采用勘察报告提供的固结快剪标准值指标。
F按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据,计算时,不考虑支护结构与土体的摩擦作用,且不对主、被动土压力系数进行调整,仅作为安全储备处理。
F土压力计算根据土层特性,基坑影响深度范围内的④层粉土、⑤层粉砂采用水土分算,其余土层采用水土合算。
F地面施工超载基坑选取20kPa,西侧、北侧为主要施工通道,地面施工超载选取30kPa,周边多层建筑按每层15kPa荷载取值。
4.3 基坑边界
考虑地下室外墙防水施工作业面,地下室基础边为准外延不小于0.80m作为基坑支护结构的内边界。
4.4主要计算结果
详见第二部分计算书
5 施工说明
5.1标高系统
本工程建筑±0.00相当于黄海绝对标高+3.85m,本工程场地自然地面标高为-0.55m。
5.2材料要求
(1)水泥:采用42.5级普通硅酸盐水泥。
(2)混凝土等级:坡面挂网喷射砼等级为C20。
(3)钢筋等级: HRB335级、HPB235级。
6 支护结构施工及检测要求
6.1施工流程
(1)场地整平,测量放线;止水帷幕施工→支护灌注桩施工、降水管井施工并预降水。
(2)土方开挖、土钉墙(放坡喷面)跟进施工;
(3)开挖至基坑底标高,及时施工基础垫层,垫层浇筑至支护结构边;大面积垫层浇筑后方可开挖集水井、电梯井等局部落深处土方。降水井运行至结构8.70m完成,且后浇带浇筑养护至设计强度。
(4)结构施工至±0.00后基坑回填。
6.2 自然放坡及土钉墙
6.2.1施工要求
(1)土钉墙的施工顺序为:按设计要求自上而下分段、分层开挖工作面,定位放线→开挖工作面,修整边坡→土钉定位,成孔→安设土钉,注浆→安设连接件→绑扎钢筋网,喷射砼面层→下层土方开挖至坑底。
(2)土方开挖严格按土钉设置要求分层开挖,上层作业面的土钉与混凝土面层强度达70%后,方可开挖下一层的土方。分段开挖长度为15~25m。
(3)成孔土钉钻孔直径100mm,选用1Φ20(HRB335)普通钢筋,梅花型或矩形布置。注浆材料选用水泥浆,水灰比为0.45~0.55,注浆采用二次注浆,一次注浆材料为水泥砂浆,二次注浆材料为纯水泥浆;第一次采用重力或低压注浆为0.2~0.4MPa,第二次注浆压力为1.0~1.5MPa。
(4)超前土钉钻孔直径100mm,采用1∅48×3.0花管制成,管壁钻孔沿长度方向每0.25m1个,沿管壁周长均布3个,梅花形或矩形布置,孔径∅6~8,孔口加焊护孔倒剌。注浆材料选用水泥浆,水灰比为0.45~0.55,注浆压力为0.5~0.8MPa,锚固体强度不得低于M10。
(5)土钉成孔尺寸允许偏差为:孔深±50mm,孔径±5mm;孔距±100mm,成孔倾斜角±5%。
(6)土钉墙坡面采用挂网喷浆处理,钢筋网片及土钉由4Φ12(HRB335)井字形钢筋固定(纵向通长);自然放坡钢筋网片由Φ12@1000(长度L=1000mm)垂直插筋(平面梅花型布置)固定,钢筋网片顶部水平覆盖宽度不小于1000mm。
(7)喷射砼施工应符合《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50026-2003),土钉墙支护段砼面层厚80~100mm,一次喷射;放坡挂网支护段砼面层厚为50~60mm。
(8)喷射砼应采用强度等级为C20细石砼,其配合比:水泥:砂:碎石:水=1:2:2:0.5,水泥用强度等级为42.5,碎石最大粒径应小于15mm。
(9)喷射压力为0.3~0.5MPa,喷射作业应分段进行,同一分段内喷身顺序应自下而上,喷射砼终凝2h后,应喷水养护,养护时间宜为3~7d。
6.2.2检测要求
(1)土钉墙可采用抗拉试验检测承载力,同一条件下试验数量不宜少于土钉总数的1%,且不应少于3根。
(2)喷射砼面层喷射混凝土厚度采用钻孔检测,钻孔总数且每100平方米墙面积一组,每组应不少于3点。
6.2三轴搅拌桩施工要求
6.2.1施工要求
(1)止水帷幕选用φ650@900三轴深层搅拌桩,采用套接一孔法施工,使用42.5级普通硅酸盐水泥,水泥掺入量为20%。水灰比应严格控制1.5~1.8之间。要求桩体28d无侧限抗压强度大于1.0Mpa,墙体抗渗系数10-7~10-6cm/sec。
(2)应保证三轴搅拌桩桩位偏差不大于50mm,垂直度偏差小于1/250;桩间搭接时间不大于24小时,否则需进行补强加固处理,冷缝处建议采用外侧补打2幅三轴搅拌桩处理。
(3)三轴搅拌桩机下沉速度与搅拌提升速度应控制在0.6m/min以内,并保持匀速下沉与匀速提升。搅拌提升进不应使孔内产生负压造成周边地基沉降。
(4)因故搁置超过2h以上的拌制浆液,应作为废浆处理,严禁再用。
(5)施工时应保证前后台密切配合,禁止断浆。如因故停浆,应大恢复压浆前将三轴搅拌机下沉0.5m后再注浆搅拌施工,以保证搅拌桩的连续性。
(6)桩与桩的搭接时间不就大于24h,若因故超时,搭接施工中必须放慢搅拌速度保证搭接质量。
(7)三轴搅拌桩施工前应进行似处理土的成桩工艺及水泥掺入量或水泥浆的室内配合比试验,以确定相应的水泥掺入比或水泥浆水灰比。
(8)施工第一批桩(不少于6根)必须在监理人员监管下施工,以确定实际施工水泥投放量、浆液水灰比、浆液泵送时间和搅拌下沉及提升时间、桩长及垂直度控制方法,以便确定三轴搅拌桩的正常施工控制标准。
(9)三轴搅拌桩的总体施工工序为:清除地下障碍物→开挖沟槽→设置导向定位型钢→搅拌桩就位,校核水平、垂直度→开启空压机,送浆至桩机钻头→钻头喷浆、气,下沉桩底→钻头喷浆、气,提升→移机。
6.2.2检测要求
(1)深层搅拌桩施工一周后进行开挖检查或采用钻孔取芯等手段检查成桩质量,若不符合设计要求应及时调整施工工艺。
(2)深层搅拌桩应设计开挖龄期采用钻芯检测墙身完整性,钻芯数量不宜少于总桩数的2%,且不应少于5根。
(3)深搅桩作为止水帷幕应根据规范要求取样进行渗透试验。
6.3钻孔灌注桩施工要求
6.3.1施工要求
(1)灌注桩混凝土设计强度等级为水下C30,保护厚度不宜小于50 mm。
(2)桩顶泛浆高度确保有效桩混凝土强度满足设计要求,取一倍桩径或取桩长的5%。
(3)桩位偏差不应大于100mm或d/12(桩身);垂直度偏差不应大于1/200;扩颈不应大于100 mm。
(4)围护桩正式施工前,为了解土层情况、施工特性及进行孔壁稳定性测试,宜试成孔,试成孔为2根。
(5)成孔完毕至灌注混凝土间隔时间不应大于24小时;成孔工艺一般采用正循环成孔。
(6)相邻成孔施工,安全距离不应小于4d;或最小间隔时间不应小于36小时。在砂层中成孔时应采用膨润土护壁措施防止缩径确保成桩质量。
(7)清孔分两次进行。第一次清孔在成孔完毕后立即进行;第二次在下放钢筋笼和灌注混凝土导管安装完毕后进行。清孔后的泥浆密度应小于1.15。
(8)围护桩孔底允许沉淤厚度小于200mm,清孔后30分钟内灌注混凝土。
(9)钢筋笼安装:深度应符合设计要求,其允许偏差±100mm。安装符合要求后,将钢筋笼吊筋进行固定,以使钢筋笼定位,避免灌注混凝土时钢筋笼上拱。
(10)混凝土初凝时间为正常灌注时间的两倍。单桩灌注时间不宜超过4小时。充盈系数为1.1~1.3。保证设计标高以下混凝土符合设计要求。
(11)钻孔灌注桩工艺流程为:定位和护筒埋设→机械就位和钻具校验→注入护壁泥浆→成孔施工(钢筋笼笼制作)→排渣→第一次清孔→钢筋笼吊放→灌注导管安放→第二次清孔→灌注混凝土→移机。
6.3.2检测要求
(1)钻孔灌注桩施工完成后,应采用低应变动测法检测桩身完整性,检测数量不宜少于总桩数的10%,且不得少于5根。
(2)钻孔灌注桩当根据低应变动测法判定的桩身缺陷可能影响桩的水平承载力时,应采用钻芯法补充检测,检测数量不宜少于总桩数的2%,且不得少于3根。
6.4基坑降水、排水要求
(1)土方开挖前要进行基坑降水,本工程应采用管井降压,降水深度控制在坑底稳定要求的水位以下。基坑周边及坑内共布设降水井30口,降水井井径φ800,降水井深15m,下入φ360/300无砂混凝土井管,孔内填1~5mm绿豆砂。坑外布设4口观察井。
(2)降水井进行正式施工前应进行现场抽水试验,根据实际出水量以及降水井的工作状态进一步优化调整降水井设计。
(3)应保证降水井的施工质量,钻进时尽量采用清水和稀泥浆,保证水井的出水量;严格控制填滤料的规格,保证水井出清水,防止水井淤塞和坑外掏空;
(4)减压降水井在粘土球封堵部分应回填密实,严格隔绝潜水及承压水之间联系。
(5)基坑排水视施工现场情况沿地面及基坑内应设排水沟,沿基坑纵向25~30m布设集水坑,及时排除雨水及地面流水;
(6)局部电梯井、集水坑等坑中坑开挖时可视地下水情况采用轻型井点辅助降水。
(7)基坑排水视施工现场情况沿地面及基坑内应设排水沟,沿基坑纵向25~30m布设集水坑,及时排除雨水及地面流水;坡面设置泄水管。
(8)排水沟、集水坑布置:
① 排水沟宜布置在建筑物基础边净距0.5m以外,排水沟边缘离开边坡坡脚不应小于0.3m。
② 排水沟底面应比挖土面低0.3~0.4m。
③ 在基坑四角或每隔30~40m设一个集水坑,集水坑应比沟底低0.5m以上。
6.5其它
(1)本工程汽车坡道考虑二次施工,采用自然放坡开挖,本方案暂不考虑坡道处支护,如业主或总包不采用二次施工,坡道处采用自然放坡喷面支护。
(2)支护结构内边线按地下室基础边外扩不小于800mm考虑;
(4)基坑支护结构应准确放线,施工前应由建设、监理、施工单位确认对主体结构无影响后方可施工。
(1)土方开挖和降水前,应充分了解周边各有关建筑、道路、管线等设施的保护要求,实际开挖过程中,应充分重视基坑监测数据,并及时根据监测数据调整施工流程或方案,强调信息化施工。
(2)在正式施工前,应由施工方会同业主、设计、监测、监理及各有关分包单位对各种可能发生的情况进行预估和对策分析,制订详细、可行的施工应急措施和方案。
(3)土方开挖前施工单位应编制详细的土方开挖的施工组织设计,并取得基坑支护设计单位和相关主管部门的认可后方可实施。挖土顺序应严格按施工组织设计进行。
(4)在开挖过程中应充分考虑时空效应规律:遵循分区、分块、分层、对称、平衡、留土护壁、限时开挖支护的原则,土方开挖至设计标高后及时浇筑混凝土垫层,减少基坑开挖期间无支撑暴露时间、宽度和深度,将基坑开挖造成的周围设施的变形控制在允许的范围内。
(5)在基坑开挖过程中,施工单位应采取有效措施,确保边坡土方及动态土坡的稳定性;施工单位应严格按照土方开挖的施工组织设计进行,基坑内部临时坡体应不大于1:2,且在土方开挖过程中挖土高差不得大于2.5m。慎防土体的局部坍塌造成现场人员损伤和机械损坏等工程事故。
(6)土钉墙部分开挖应按设计要求分层分段开挖,上层喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工,分层开挖高度由设计要求的土钉的竖向距离确定,超挖不低于土钉向下0.3m;分层开挖长度也宜分段进行,分段长度按土体可能维持不塌的自稳时间和施工流程相互衔接情况而定,可取15~25m。
(7)基坑土方预留30cm人工清除,不得超挖;开挖到位后及时施工混凝土垫层(至支护桩边),随挖随浇,即垫层必须在见底后24小进内浇筑完成。无垫层坑底面积最大暴露面积不得大于200 m2。
(8)基坑内的深坑开挖必须等普遍的垫层形成并达设计强度要求后方可进行。
(9)基坑内所有垫层施工完成后,应及时绑扎底板钢筋、浇筑地下室底板。基坑开挖结束后,应在一个月内完成基础底板浇筑。
(10)基坑四周5.0m范围内严禁堆土或堆载,地面超载应控制在20kPa以内。
(11)由于机械进出口通道均位于坑边,应铺设路基箱扩散压力,或设置配筋混凝土面层。
8 监测要求及内容
根据本工程周边环境条件,基坑工程侧壁安全等级为二级;基坑及地下室结构施工期间必须加强基坑监测。
8.1 监测技术要求
(1)本工程应加强信息化施工,施工期间应根据监测资料及时控制和调整施工进度和施工方法,对施工全过程进行动态控制。
(2)监测仪器的选型,要考虑最大可能需要的量程并根据基坑工程只在地下施工期间使用的性质选用满足安全监测要求、合适的仪器。
(3)仪器安装埋设前要进行检验和率定,绘制监测点,安装埋设详图,并按照方案和埋设要求做好埋设准备。
(4)所有监测点安装埋设完成后,及时绘制监测点位置图,并加强对现场测点保护,以监测测点被破坏。
(5)监测数据必须做到及时、准确和完整,发现异常现象,坚强监测。监测数据未达到报警值期间,应向设计单位每周提交一次书面监测结果,监测材料上应注明对应的施工工况及工况平面分布图等施工信息,便于相关各方分析监测结果所反映的情况。
(6)监测数据如达到或超过报警值应及时通报有关各方,以期尽快采取有效措施保证本工程的顺利进行。
(7)对原始数据要进行分析,去伪存真后方可进行计算,并绘制观测读数与时间、深度及开挖过程曲线,按施工阶段提出简报。监测工作贯穿基坑工作始终,待全部资料齐备后,应提供完整电子版监测数据、监测过程曲线图及监测报告予设计单位。
(8)监测方案须得到设计单位的认可,监测得到的数据必须及时提供给设计单位,施工总包单位根据监测数据及时调整施工进度和施工工况,以保证本基坑工程的信息化施工。
8.2 监测内容
建议本次监测的具体项目如下:
(1)支护结构沉降和水平位移的量测
主要用于观测支护结构顶水平位移及沉降。
(2)深层水平位移
(3)周边建筑物沉降、周边道路及地下管线变形的量测
主要用于观测北侧、南侧建筑物的沉降、西北侧道路及地下管线变形。
(4)地下水位
主要用于观测坑内外地下水位。
8.3监测点布置
监测点数量大致如下(具体结合规范要求确定):
序号
监测项目
测点数量(点)
备注(布点原则、深度等详细情况)
1
支护结构沉降和水平位移
21
每边不少于3个,间距不大于30m
2
深层水平位移
8
布置在基坑周边中部、阳角处级有代表性部位
3
周边建筑物沉降
32
乐侧、南侧建筑物的监测变形
4
周边道路及地下管线
竖向位移
18
西侧及北侧道路、地下管线变形
5
地下水位
6
坑外6口
8.4 监测频率与资料整理提交
监测工作的基本程序:在土方开挖前布置好相关监测点并测定初始值;在施工过程中结合工况、天气和监测数据变化情况,确定调整监测频率,及时提交报表;对监测中出现的较大的或异常的数据进行综合分析,确定原因,判断趋势,建议应对措施。
(1)监测初始值测定
各观测点在施工前随施工进度及时设置,并测得初始值。初始值需观测不少于2次,2次观测值较差不超过2倍测量中误差,可认为稳定并可投入使用。监测期间采用有效保护措施,保证其在整个监测期间的正常使用。
(2)施工监测频率
根据我单位以往大量基坑监测工程经验及xx地区经验,按照工况进度,合理安排监测频率,做到既经济又安全。
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