33层高层修建电梯井深坑水下施工现实操纵计划指南.docx

阆中市首批自然人合伙建房合作会华胥南苑工程B标段电梯井、集水坑深坑开挖施工技术措施 重庆巨能建设（集团）有限公司阆中华胥南苑B标段项目经理部时间：2012年10月15编制人： 梁利洲 审核：刘伟阆中市首批自然人合伙建房合作会华胥南苑工程B标段电梯井、集水坑深坑开挖施工技术措施一、工程概况：二、场地工程地质条件2.1场地交通位置、地形地貌2.1.1交通位置阆中是四川省省辖市，由南充市代管。位于四川东北部，嘉陵江中游，东枕巴山、西倚剑山、雄峙川北为蜀道南路的“咽喉之地”。自古为“川北重镇”。介于东经1054110624，北纬31223151之间。东靠巴中市、仪陇县，南连南部县，西邻剑阁县，北接苍溪县。国道212线北经广元直达兰州，东连重庆，与省道302线交汇形成网络。拟建场地位于位于阆中市华胥路148号地块内，凌家坝村以西，马池坝以东，赵家祠以南。 2.1.2地形地貌阆中市处于川中丘陵区向川北低山区过渡地带。全境东西北部高，中南部低，呈堰尾槽状地势和多层次梯级地形，海拔328888.8米。境内主要河流有嘉陵江，地貌上为构造剥蚀地形，区内沟谷发育，山梁纵横，锥状山，条形单薄山及浸蚀洼地等地貌景观常见。拟建场地地貌单元即属嘉陵江级阶地，现主要为耕地，场地内分布有3个小水塘，水塘一般深0.51.5m，勘察期间水塘均干枯无水，一般雨后即积水，在19、20号楼地段分布有民房，场地海拔高程（孔口高程）357.75360.15m，场地地形平坦开阔，适于进行工程建设。2.2区域地质构造与地震本场地属嘉陵区级阶地地貌，地表分布第四系全新统人工堆积（Q4ml）之素填土，第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）成因的粉质粘土、粉土、粉细砂及卵石等组成，下伏地层为侏罗系上统（J3P）砂、泥岩，基岩埋深约26.7m29.0m。根据建筑抗震设计规范（GB500112010）附录A的规定，拟建场地地震动峰值加速度为0.05g，地震基本烈度为6度。总体而言，该区域地质构造稳定，未发现新构造活动行迹，无发震断裂构造，主要受外围地震波及的影响，区内晚近期构造活动微弱，地壳运动以大面积间歇性整体抬升为主，未见大的断裂构造，构造裂隙不发育，属相对稳定地块，宜于工程建设。2.3气象概况阆中市属亚热带气候，温暖潮湿，气象特征为“冬春干，夏伏旱，秋多雨”。多年平均气温17.1，干旱指数为0.84，最高气温为39，最低气温为4.1。2.4场地岩土构成拟建场地上覆地层为第四系全新统人工填土层（Q4ml）和第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）之粉质粘土、粉土、粉细砂及卵石层，下伏地层为侏罗系上统蓬莱镇组（J3P）砂、泥岩，现由新至老对各层岩土的构成和特征分述如下：（1） 第四系全新统人工填土（Q4ml） 素填土（Q4ml）：一般为黄褐色、浅灰褐色，稍湿，结构松散，主要由粉质粘土和粉土组成，上部含植物根系。该层在场地内地表连续分布，一般层厚0.51.2m。（2）四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）-1粉质粘土（硬塑）：黄褐、灰褐等色，硬塑状，下部渐变为可塑状，稍有光泽，无摇振反应，干强度高，韧性高，含铁锰质氧华物条斑及少量结核。该层在场区内连续分布于素填土以下，层厚2.54.0m，层底埋深3.64.8m。 -2粉质粘土（软塑）：褐黄色，以软塑状为主，上部多为可塑状。干强度不高，局部含粉土块体。在场内均匀公布于硬塑状粉质粘土以下，层厚0.82.8m，层底埋深4.8m7.3m。 粉土：褐黄、灰黄色；稍湿；中密密实；含少量铁、锰质结核；摇振反应中等；干强度低；韧性低。层底含少量粉砂，在场内连续分布于软塑状粉质粘土以下，层厚2.55.1m，层底埋深7.810.3m。 粉细砂：青灰色；松散；饱和。矿物成分以长石和石英以及角闪石矿物颗粒为主，云母次之，含少量砾石粉粒，局部偶见中砂。连续分布于卵石层顶板，层厚为1.55.4m，层底埋深10.714.8m。 卵石：灰褐色、灰色、饱和，松散中密，卵石成分主要为岩浆岩、变质岩，卵石粒径多为210cm，部分卵石粒径可达20cm以上，卵石磨圆度较好，多呈圆形、亚圆形，大多数卵石呈中等风化微风化状。卵石骨架间被粉粒、砂、少量圆砾充填，卵石顶板附近卵石往往以砾石充填为主。根据卵石层密实程度的差异，可划分为松散卵石、稍密卵石、中密卵石3个亚层（在工程地质剖面图中分别以-1、-2、-3予以标注）。松散卵石-1：卵石含量50%55%，粒径一般25 cm，个别粒径大于10 cm。稍密卵石-2：卵石含量55%60%，粒径一般47 cm，个别粒径大于15 cm。中密卵石-3：卵石含量60%70%，粒径一般510cm，部分粒径大于20 cm，根据取芯钻孔鉴别及结全N120超重型动力触探原位测度，在该层中16.020.0m间不连续有厚度不大的胶结卵石分布，胶结卵石以孔隙式胶结为主，胶结程度不一，胶结度好的卵石N120超重型动力触探击数往往偏高。(3) 侏罗系上统蓬莱镇组地层（J3p） a.泥岩：紫红色，泥质结构，中厚层状构造，层理清晰，由泥质碎屑物及钙质和云母组成，质地软弱，属极软岩类，V类岩石。钻探揭露为强风化及中风化，强风化泥岩仅局部分布于卵石底板以下，厚度一般小于0.5m，岩芯破碎。中风化泥岩未揭穿，岩芯呈短柱状-柱状，获得率98%，较完整，风化裂隙一般发育。抗风化能力弱，失水易开裂。b.砂岩（中风化）：青灰色、灰白色为主，主要成分为长石、石英，次为云母，岩屑。细粒结构，厚层块状构造，孔隙式胶结，胶结物以泥质、钙质为主，少量铁质，质地较硬硬，抗风化及抗冲刷能力一般。钻探揭露为中风化，仅其表层部分钻孔揭露有厚0.10.2m厚的强风化。中风化砂岩芯完整，呈柱状长柱状，获得率79100%，岩性较均匀，层位较稳定，斜层理和交错层理较发育。属软岩较软岩类岩石。 蓬莱镇组为一套内陆河湖相沉积产物，岩性以泥岩和砂岩为主，呈互层状产出。根据钻探结果结合现场踏勘，泥岩为紫红色，厚度一般大于10m，砂岩以青灰色、灰白色为主，厚度一般为5.020.0m。2.5场地水文地质条件：2.5.1场地地下水类型和水文特征拟建场地在地貌单元上系嘉陵江级阶地，场地地下水类型主要为空隙潜水，次为基岩裂隙水。（1） 孔隙型潜水：场地孔隙潜水主要埋藏于第四系砂卵石空隙中。受上游地下水补给，向下游排泄于嘉陵江。砂及卵石层为本场地的主要含水层，具强透水性，据区域水文地质资料显示，该场地含水层的平均渗透系数K值约为20m/d，局部区域尤其是卵石底板附近渗透系数可能偏大。（2） 基岩裂隙水埋藏于风化基岩裂隙中，其含水、透水性受岩性、裂隙发育程度、风化程度等条件影响，泥岩含水微弱、透水性差，为相对隔水层；裂隙发育的砂岩为相对含水透水层。基岩裂隙水受上覆松散堆积层中孔隙水补给，排泄于下游嘉陵江中。勘察期间为平水期，在钻孔中测得该场地地下水稳定水位埋深5.26.8m，相对标高为352.26354.06m考虑，地下水位西高东低，地下水水位年变幅在1.502.50m之间。三、B标（1#、2#、3#、4#、21#）地质华胥南苑小区B标位于阆中市华胥路148#地块内，根据（Q4al+pl）与粉土层（Q4al+pl）交界面高程位于351.68353.68之间，粉土层（Q4al+pl）与粉细沙层（Q4al+pl）交界面高程位于348.78349.56之间，地下水位标高位于353.08353.59之间。B标段1#、2#（3#、4#、21#）楼0.000=360.95，地下(室)车库绝对高程355.10m，筏板厚1.8m。根据设计，电梯井（电梯集水坑）底较筏板底-2.05m，实际电梯井（电梯集水坑）底绝对高程：351.25m，电梯井（电梯集水坑）垫层土方顶面高程：351.10m，根据地质资料和实际开挖情况，地下水位较电梯井（电梯集水坑）要高出1.98m2.49m。根据设计要求，在实际开挖中，只要挖土标高超过353.59m，地下水就会将在粉土层（Q4al+pl）呈泉涌状涌出。涌水量在0.050.3m3/s左右，并将粉细沙层（Q4al+pl）内粉沙一起涌出。很快将四周粉土层土质软塑状变为液状，形成新的垮塌面，这样，水位不断升高，开挖面就不断向周边垮塌，基坑下涌水不断将细沙从粉细沙层（Q4al+pl）涌出，使得电梯井（电梯集水坑）基坑无法施工。电梯井（电梯集水坑）如采用井点降水施工，因涌水内沙太细，涌水量大，在抽降水的过程中，会将水和细沙一并抽出，在抽水点四周就会形成新的塌陷区域。四、电梯井（电梯集水坑）施工措施鉴于现场的实际情况，对电梯井（电梯集水坑）四周采用(间距80057*3.5热扎无缝钢管，梅花布置，长5米)打入注浆管，然后在注浆开挖范围首先浇注一层C30#,厚250mm的封压层混凝土（加早强剂），三天后，进行注浆作业。每根注浆管注浆（PO32.5纯水泥浆1:1）在812包左右，将电梯井（电梯集水坑）开挖边界内粘土层，粉土层，粉细沙层内的土质，通过水泥浆，固结在一起，形成一道土质与水泥浆混合的止水的幕墙。近似于隧道的管棚法，只是隧道处于水平面，我们的电梯井处于竖直面。适用于新建阆中B标段电梯井、集水坑流砂层深坑施工作业。施工原理简介管棚法或称伞拱法，是地下结构工程浅埋暗挖时的超强支护结构。其实质是在拟开挖的地下隧道或结构工程的衬砌拱圈隐埋弧线上，预先钻孔并安设惯性力矩较大的厚壁钢管，起临时超前支护作用，防止土层坍塌和地表下沉，以保证掘进与后续支护工艺安全运作。管棚超前支护法在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、地面深坑开挖施工中越破软弱地层，涌水、涌砂层发挥了重要作用。由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑为后续的开挖奠定了坚实的基础。 4.1 注浆管的技术参数热扎无缝钢管导管规格：外径57mm。管距：矩向间距80cm；倾角：外插角13为宜，可根据实际情况作调整；注浆材料：M20水泥浆或水泥砂浆；设置范围：电梯井（电梯集水井）的开挖范围内。长度：5.0米4.2注浆管的施工施工工艺流程及平面布置见图4.2.3安装及加工注浆管钢管在专用的管床上加工好丝扣，导管四周钻设孔径1016mm注浆孔(靠孔口1.5米的钢管不钻孔)，孔间距1520cm，呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。钢管顶进采用人工直接锤击的方式。 接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。4.2.4浆安装好有孔钢花管后即对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。注浆材料：注浆材料为M20水泥浆。采用注浆机将水泥浆注入钢管内，初压0.51.0MPa，终压2MPa，持压15min后停止注浆。注浆量应满足设计要求，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围土体与钢管周围孔隙充填饱满。注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。4.3施工控制要点人工锤击打入前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号。打孔外插角13以为宜，工点应根据实际情况作调整。一般控制在11.5。施工中应严格控制锤击入土高度及左右偏移量。严格控制部孔平面位置，钢管不得和相邻的钢管相撞和立交。经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正。掌握好锤击力度和进度，防止断杆。4.4劳动力的组织操作工36人，钢管加工2人，钢管顶进6人，注浆工人6人。4.5机具的配置结合正常施工需要，施工机械设备配置如下：电动空压机1台、注浆机1台BW-250/50、ZJ-400高速制浆机1台、混凝土拌（砂浆）拌合站一座、J3G-400A型型材切割机1台、型钢弯制机1台、BX1400型交流弧焊机2台，砂浆料斗两个，容积35m3左右。4.6主控项目所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。检验数量：以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每60t为一批，不足60t按一批计。施工单位每批抽检一次；监理单位按施工单位抽检次数的20%进行见证取样检测或按施工单位抽检次数的10%进行平行检验，至少一次。检验方法：施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验；监理单位检查全部质量证明文件和试验报告，并进行见证取样检测或平行试验。 所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。 检验数量：施工单位、监理单位全部检查。 检验方法：观察，钢尺检查。搭接长度应符合设计要求。 检查数量：施工单位、监理单位全部检查。检验方法：尺量。 浆浆液的配合比应符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检验方法：施工单位进行配合比选定试验；监理单位检查配合比选定单，并进行见证试验。 注浆压力应符合设计要求，注浆浆液应充满钢管及其周围的空隙。检验数量：施工单位全部检查；监理单位按施工单位检查数量的20%见证检查。检验方法：施工单位查施工记录的注浆量和注浆压力，观察；监理单位见证检查。4.7一般项目 钢管钻孔的允许偏差应符合下表的规定：钻孔允许偏差序号项目允许偏差1方向角1o2孔口距50mm3孔 深50mm检验数量：施工单位全部检查检验方法：仪器测量、尺量4.8注意事项注浆管的设置，应在全部按设计的位置完工后，才进行封压层混凝土的施工。由于注浆管道太长，不便施工时，可以用加工一操作平台，也可以加工一注浆钢管帽。施工中锤击抷头的钢管，在注浆前须切割，便于压浆管的定位。4.9辅助施工注浆钢管的加工放样钢管规格：热扎无缝钢管48，壁厚6，节长5米n 管距：环向间距50；n 倾角：仰角1（实际施工按2施工），方向与线路中线平行；n 钢管施工误差：径向不大于20；n纵向同一截面内接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1米。施工机械：n 注浆机械：BW-250/50型注浆泵1台；注浆参数：n 水泥浆与水玻璃体积比：1：0.5；n 水泥浆水灰比1：1；n 水玻璃浓度35波美度；水玻璃模数2.4；n 注浆压力0.51.0MPA；必要时在孔口设置止浆塞。 57热轧无缝注浆钢花管施工工艺框图孔位放样风枪钻孔高压风吹净孔内钻渣安设钢花管联接管路及密封孔口注 浆地质调查注浆设计现场试验效果检查制定施工方案进入施工施工准备确定注浆段落设备准备管材加工材料准备机具准备钢管应按设计位置施工，应先打注浆管，注浆后检查注浆质量，注浆顺序按先单号，后双号的原则。位置按先中间，后边缘的原则。初压0.51.0MPa，中压1.02.0MPa，终压2.0MPa，持压15min后停止注浆。4.10施工安全及环保控制施工现场须戴好安全帽，防护手套，水靴等，劳保用具外，压浆的人员，必须戴防护眼镜，防止因压力过高，高压胶管道破裂而伤害眼镜。施工过程中注意观察压力表的变化和注浆量的变化。注浆前，先用清水湿润管道后再压入水泥浆。掺水玻璃的时候，应先试调试，不要一次加入太多而凝结管道，引起管道的堵塞。注浆过程中,应按下列程序实施:A、注浆前检查注浆泵、管路及接头的牢固程度，防止浆液冲出伤人，注浆时密切监视压力变化，发现异常及时处理。B、注浆注意防止串浆和跑浆，若发生串浆和跑浆要停止注浆，分析原因随时解决。C、注浆时先注单号孔，后注双号孔。D、发现压浆过程中有管道堵塞时，应立即停止作业，查明原因，清除障碍后，继续进行。在电梯井及集水坑施工中，待一个基坑的注浆管压满浆后，按1#，2#，3#，4#电梯井，12#电梯井集水坑，34#集水坑，4#车库集水坑，1#车库集水坑的顺序依次压浆，砂浆凝固时间大于5天。根据地质资料和实际开挖情况，地下水位较电梯井（电梯集水坑）要高出1.98m2.49m。施工中，采用口径100泥浆泵2台，24小时不间断排水，确保作业面的水位不能过高。 环保控制 在使用水玻璃和水泥浆的过程中，应注意保护好环境和地下水。每天下班后的清洗废料，废水，应引入指定的废水、废料坑，不能乱倾倒，防止污染地下水和周围的土壤。 弃渣场地必须排水通畅、且必须砌筑挡墙，防止洪水，形成泥石流。多余的淤泥应及时转移至指定的弃土场地。施工中的用电安全，严格按施工临时用电安全规定办理。4.11地下连续抗渗墙的施工 工程周边环境比较复杂。根据该工程的结构特性，以及场地环境和地质情况，此次基坑支护结构设计选择地下连续抗渗墙方案，针对工程特性此方案选型有以下特点：地下连续墙自身有较大的强度和刚度，整体性好，安全性高，能承受较大的水、土压力。可在城市密集建筑群中施工，对相邻建筑和地下设施影响较小，并且能够节省施工场地。 施工时振动小，噪音低，对邻近地基扰动少，在开挖过程中采取有效的支撑系统就不会对周围的地基产生影响。 使得临时挡土结构与永久性承重结构相结合，使桩、墙、筏板共同承担全部永久性荷载。 不仅能承担永久性挡土结构的功能而且能充当止水帷幕，其防渗隔水性能好。由于连续墙整体性好而且接头技术已相当完善，采用地下连续墙可实现基坑内全封闭的防渗隔水效果。根据本工程的特点，经过设计、建设方和施工单位多次探讨和综合考虑，并经专家论证后，决定采用地下连续墙作围护结构做止水帷幕墙。土方开挖时减少地面变形和位移，降低对周围环境的影响。为了满足结构及防水要求，连续墙采用C30#抗渗混凝土S6，连续浇筑成型。连续墙厚 800 mm，在施工过程中采用精密仪器监测基坑的变形，进行动态控制。该工程地下连续墙的主要施工工序为槽段开挖、混凝土浇筑等。防渗墙的开挖，在该电梯井施工中，占有很重要的工序。要求分段施工。先施工1#长边墙，3天后，待砼凝固厚，再施工2#短边墙。且一次性挖到位，在开挖快要到位的同时，准备好早强C30#S6商品混凝土。混凝土塌落度要求不大于8cm12cm。开挖到位后，立即原槽浇注混凝土，连续浇注到开挖地面。完工后3天，才开挖另一平行边墙。示意如下： 1#长边防渗墙 1a 电梯井(集水坑)施工示意图2#短边防渗墙 2#短边防渗墙 1#长边防渗墙 1a基坑开挖平面、剖面示意图C30#封压砼，厚250 C30#封压砼，厚250基坑开挖剖面，防渗墙厚800，深度为：4.5米，防渗底板厚800，热轧无缝57注浆管，长5米。防渗底板厚800 1a1a剖面本工程采用挖机挖转土，斗宽度80cm，挖出的淤泥，及时用塔吊转出场外。弃土另用CAT320转土，15T自卸车运至15KM的弃土场缷土。4.12浇灌抗渗墙体混凝土抗渗墙体混凝土采用商品混凝土。 混凝土配合比由试验室通过试验提供混凝土配料单，混凝土拌合站按照配料单拌合混凝土供浇筑防渗墙使用。 防渗墙混凝土配合比例表： 种类项目水泥砂骨料（mm）205外加物DH3G用水量理论用量（kg）35083810592.1203含水量（）12.7412.74施工用量（kg）350838105914.84190混凝土浇筑混凝土运输采用搅拌输运车运至现场，直接放入溜槽内再经溜槽分流进入到开挖的坑槽内。在基坑底部，较设计底标高-800.00，分三次浇注C30#砼，第一次浇注厚500，后300分两次浇注，每次采用4mm*4mm钢丝网，再绑扎12100钢筋网片后浇注砼，待砼三天后，浇注下一层。电梯井(集水坑)斜面墙采用240厚砖砌成型，面摸1:2.5水泥砂浆面层，与防渗墙之间用C30#商混浇注。4.13集水坑的抗浮措施：电梯井(集水坑)完工后，不要及时将坑内水抽出，需在坑内蓄水50%左右，7至10天后抽出，检验坑壁，坑底与桩交界处是否漏水，渗水。如有漏、渗现象，发现后，及时处理并观察。在四周和底板用1:1纯水泥浆满刮两遍，防止周边渗漏。确认无渗，漏时，及时加注满5080%的水，防止因地下水位的上涨而产生浮力将池底和壁损坏。在施工养护期间，注意观察当地天气预报，防止因强降雨地下啊水位上涨过快，产生的浮力而将池底和壁损坏。施工中，不要将注浆管道拔出，必须将注浆管割除，以利于基坑的抗浮和稳定。 重庆巨能建设（集团）有限公司阆中华胥南苑B标段项目经理部 时间： 2012年10月5日 编制人： 审核意见：审核：