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美林设计施工方案

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2020年4月19日
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设计施工技术方案
一、工程概况：
拟建的美林湖畔花园二期T10～14号楼位于广州市天河区东圃镇杨桃公园旁，该楼盘总建筑面积为100287.83平方米,地下室25617.8平方米,二层,开挖深度约10米,其中T10～12地面以上为18层,T13～14O为24层。±0.00相当于绝对标高8.40米。
二、设计依据：
1、广州市智海建筑工程技术有限公司《美林湖畔花园10～14号楼总平面及地下室平面图》；
2、广东省地质建设工程勘察院提供的《美林湖畔花园第10～16号楼岩土工程勘察报告》；
3、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)；
4、《建筑基坑支护工程技术规范》(GB 7- )；
5、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086- );
6、国家现行有关技术标准、规程、规范。
三、工程地质条件：
根据广东省地质建设工程勘察院：美林湖畔花园第10～16号楼工程岩土勘察报告提供，拟建建筑场地位于三角洲平原，地面已经人工回填整治，地形平坦，地貌简单。
地段类别：地地平坦，填土、淤泥、淤泥质土、松散砂层属软弱土，且松散砂层为液化土，北、南侧距排洪渠较近，平面分布上局部岩性、状态不均匀，属建筑抗震不利地段。
地下水评价：经取水样进行水质分析，场地地下水没有遭受污染，水质类型简单矿化底低，地下水对砼及砼中钢筋无腐蚀性，对钢筋砼中的钢筋无腐蚀性，对钢结构弱腐蚀性。
场地地下水水位较浅，以孔隙承压水为主，主要赋存于砂层孔隙中，水量丰富，地下水位在地下室和基础埋深度及受压层范围内，其力学作用表现为对地下室和基础的浮力作用，地下水水头和作用宜经过渗流计算分析确定。
场地内粉、细砂层易发生潜蚀、流砂作用，同时承压水水头压力易引起基坑底隆起和突涌。在地下室水位下开挖基坑和基础，应采取降水或隔水措施，降水时应采取防止土颗粒的流失的有效措施，同时应考虑在地下水位下降影响范围内可能引起的地面沉降和当地下水位回升时，可能引起的地面回弹和附加浮托力对工程的影响。
场地内风化岩石、残积土，可能因地下水的聚集和散失产生软化和干裂等有害作用。
四、支护结构设计原则：
1、支护结构平面布置应满足地下室边墙外界尺寸要求，并按规范允许的结构受力变形，施工误差等要求进行放线施工；深度应满足地下室承台施工要求；
2、支护结构采用北京理正软件计算。施工阶段支护结构的最大变形控制在30mm以内。支护结构仅作为基坑施工的临时支护结构。
五、结构设计：
根据场地工程地质条件和基坑周边环境情况，从安全、经济、可靠出发，采用三种类型支护形式进行支护。AB型支护方式为：搅拌桩止水，钢管桩加锚喷网、锚索、钢花管联合支护；C支护型方式为：搅拌桩、喷砼与放坡联合支护。
如基坑开挖时边界条件已发生变化或土层情况与地质资料不符时，本基坑支护设计将作相应的修改。
1、A-A剖面支护段，支护长度约170m。(详见大样图)
采用垂直开挖，深层搅拌止水，结合垂直压密注浆钢管桩、土钉墙、预应力锚索的综合支护方案。
（1）采用垂直开挖。
（2）沿基坑开挖边线布设二排φ500搅拌桩，搅拌桩纵横间距均为350mm，桩长13～15m、要求穿过砂层进入粘性土层不少于0.5m。搅拌桩采用"四喷四搅"施工工艺，水泥浆液压力宜大于0.3Mpa，提升速度为1.2m/min，宜用32.5R普通硅酸盐水泥，水灰比为0.55，要求水泥用量不少于50kg/m。
（3）在靠基坑开挖边线一侧的搅拌桩桩中心每隔一条布设一排垂直压密注浆钢管桩，桩间距700mm，成孔口径φ110mm，孔深12m，全长置入φ76mm焊管。焊管下段三分之二长度范围内每隔0.5m钻孔径φ5～8mm的出浆孔。钢管桩的注浆采用压密注浆工艺，注浆压力1MPa，全长灌注水灰比为0.50～0.60的32.5Mpa水泥净浆，浆体强度不低于20MPa。钢管桩顶部用2φ25钢筋纵向焊接，横向与摩擦土钉用φ16钢筋焊接。
（4）沿基坑开挖边线外布设一排摩擦土钉，间距700mm，长2m，用人工或机械直接打入。
（5）坡面上按不同区段布设土钉，不同区段布设的土钉排数、土钉长度、垂直间距、水平间距及土钉倾角详见A-A剖面图。土钉杆体用φ48焊管，焊管下段三分之二长度范围内每隔0.5m钻孔径φ5～8mm的出浆孔，形成钢花管，前端制成尖锐状，用人工或机械直接打入，锚孔注浆采用32.5R普通硅酸盐水泥净浆，注浆压力0.5Mpa,水灰比用0.5，水泥用量应不少于15kg/m，若久注不满，在排除水泥浆液渗入地下管道或冒出地表等情况外，可采用间歇注浆法。
（6）坡面上第2、4、6排与土钉相间设置三排预应力锚索，预应力锚索长分别为28、25、22m，其中自由段分别为5、4、3m、锚固段23、20、19m，间距2.40m,成孔直径130mm,杆体采用2×7φ5钢绞线，倾角25°，水平通长设置［20b槽钢腰梁。选择夹片锚具，张拉锁定作业在锚固体的混凝土强度大于15Mpa并达到设计强度等级的75％以上时进行,张拉按预应力90KN锁定。预应力锚索的钻孔，应采用专用的锚杆钻机，在砂层地段采取套管护壁，采用孔口止水装置，并采用快速钻进，快速接管，入残积土后再冲洗。锚孔注浆采用二次注浆法注浆，锚孔内同时装入两根注浆管，注浆管能够用3/4in镀锌铁管或其它合格的注浆管代替，两根注浆管分别用于一次注浆与二次注浆。一次注浆管的管底出口用黑胶布封住，开始注浆时管底距孔底50cm左右，随一次浆注入，一次注浆管可逐步拔出，待一次浆量注完即予回收。二次注浆用注浆管，管底出口封堵严密，从管端起向上沿锚固段全长每隔1～2m作一段花管，花管孔眼φ6～φ8，花管段用黑色胶布封口。一次注浆压力0.3～0.5Mpa，待一次浆初凝后，即可进行二次注浆，二次注浆为劈裂注浆，二次注浆压力2～3Mpa左右，要稳压2min。锚孔注浆采用32.5Mpa普通硅酸盐水泥净浆，水灰比用0.45，加入适量的外加剂。
（7）基坑壁网筋采用φ6钢筋按200×200mm编网；加强筋采用2φ16钢筋水平布设，焊牢于土钉端部；喷砼强度为C20，喷砼厚度为10cm，其中初喷砼厚度为5cm、终喷砼厚度为5cm；顶部与垂直钢管桩和摩擦土钉用φ16钢筋焊接，现浇强度为C20，厚20cm，宽1.5m的混凝土压顶梁；土钉端部用2φ16加强钢筋焊牢水平压紧于垂直压密注浆钢管桩上，连同预应力锚索腰梁垂直压密注浆钢管桩连成一个整体；若垂直压密注浆钢管桩之间局部出现渗水或土体坍塌现象，可采用水平压密注浆或快速喷素喷砼补救处理。
2、B-B剖面支护段，支护长度约185m。(详见大样图)
采用垂直开挖，深层搅拌止水，结合垂直压密注浆钢管桩、土钉墙、预应力锚索的综合支护方案。
（1）采用垂直开挖。
（2）沿基坑开挖边线布设二排φ500搅拌桩，搅拌桩纵横间距均为350mm，桩长12m、要求穿过砂层进入粘性土层不少于0.5m。搅拌桩采用"四喷四搅"施工工艺，水泥浆液压力宜大于0.3Mpa，提升速度为1.2m/min，宜用32.5R普通硅酸盐水泥，水灰比为0.55，要求水泥用量不少于50kg/m。
（3）在靠基坑开挖边线一侧的搅拌桩桩中心每隔一条布设一排垂直压密注浆钢管桩，桩间距700mm，成孔口径φ110mm，孔深12m，全长置入φ76mm焊管。焊管下段三分之二长度范围内每隔0.5m钻孔径φ5～8mm的出浆孔。钢管桩的注浆采用压密注浆工艺，注浆压力1MPa，全长灌注水灰比为0.50～0.60的32.5Mpa水泥净浆，浆体强度不低于20MPa。钢管桩顶部用2φ25钢筋纵向焊接，横向与摩擦土钉用φ16钢筋焊接。
（4）沿基坑开挖边线外布设一排摩擦土钉，间距700mm，长2m，用人工或机械直接打入。
（5）坡面上按不同区段布设土钉（锚杆或钢花管），不同区段布设的土钉排数、土钉长度、垂直间距、水平间距及土钉倾角详见B-B剖面图。土钉杆体采用φ48焊管，焊管下段三分之二长度范围内每隔0.5m钻孔径φ5～8mm的出浆孔，形成钢花管，前端制成尖锐状，用人工或机械直接打入，锚孔注浆采用32.5R普通硅酸盐水泥净浆，注浆压力0.5Mpa,水灰比用0.5，水泥用量应不少于15kg/m，若久注不满，在排除水泥浆液渗入地下管道或冒出地表等情况外，可采用间歇注浆法。
（6）坡面上第3、5排与土钉相间设置二排预应力锚索，预应力锚索长分别为28、25m，其中自由段分别为5、4m、锚固段23、20m，间距2.40m,成孔直径130mm,杆体采用2×7φ5钢绞线，倾角25°，水平通长设置［20b槽钢腰梁。选择夹片锚具，张拉锁定作业在锚固体的混凝土强度大于15Mpa并达到设计强度等级的75％以上时进行,张拉按预应力90KN锁定。预应力锚索的钻孔，应采用专用的锚杆钻机，在砂层地段采取套管护壁，采用孔口止水装置，并采用快速钻进，快速接管，入残积土后再冲洗。锚孔注浆采用二次注浆法注浆，锚孔内同时装入两根注浆管，注浆管能够用3/4in镀锌铁管或其它合格的注浆管代替，两根注浆管分别用于一次注浆与二次注浆。一次注浆管的管底出口用黑胶布封住，开始注浆时管底距孔底50cm左右，随一次浆注入，一次注浆管可逐步拔出，待一次浆量注完即予回收。。二次注浆用注浆管，管底出口封堵严密，从管端起向上沿锚固段全长每隔1～2m作一段花管，花管孔眼φ6～φ8，花管段用黑色胶布封口。一次注浆压力0.3～0.5Mpa，待一次浆初凝后，即可进行二次注浆，二次注浆为劈裂注浆，二次注浆压力2～3Mpa左右，要稳压2min。锚孔注浆采用32.5Mpa普通硅酸盐水泥净浆，水灰比用0.45，加入适量的外加剂。
（7）基坑壁网筋采用φ6钢筋按200×200mm编网；加强筋采用2φ16钢筋水平布设，焊牢于土钉端部；喷砼强度为C20，喷砼厚度为10cm，其中初喷砼厚度为5cm、终喷砼厚度为5cm；顶部与垂直钢管桩和摩擦土钉用φ16钢筋焊接，现浇强度为C20，厚20cm，宽1.5m的混凝土压顶梁；土钉端部用2φ16加强钢筋焊牢水平压紧于垂直压密注浆钢管桩上，连同预应力锚索腰梁垂直压密注浆钢管桩连成一个整体；若垂直压密注浆钢管桩之间局部出现渗水或土体坍塌现象，可采用水平压密注浆或快速喷素喷砼补救处理
3、C-C剖面支护段，支护长度约196m。(详见大样图)
采用坡度开挖，深层搅拌止水，土钉墙的综合支护方案。
（1）采用放坡开挖。
（2）沿基坑开挖边线布设二排φ500搅拌桩，搅拌桩纵横间距均为350mm，桩长12m、要求穿过砂层进入粘性土层不少于0.5m。搅拌桩采用"四喷四搅"施工工艺，水泥浆液压力宜大于0.3Mpa，提升速度为1.2m/min，宜用32.5R普通硅酸盐水泥，水灰比为0.55，要求水泥用量不少于50kg/m。
（3）沿基坑开挖边线外布设一排摩擦土钉，间距700mm，长2m，用人工或机械直接打入;坡面按垂直方向2.0米,水平方向2.5米设土钉,长度2米。
（4）坡面网筋采用φ6钢筋按200×200mm编网；加强筋采用2φ16钢筋水平布设，焊牢于土钉端部；喷砼强度为C20，喷砼厚度10cm，其中初喷砼厚度为5cm、终喷砼厚度为5cm顶部与摩擦土钉用φ16钢筋焊接，现浇强度为C20，厚20cm，宽1.5m的混凝土压顶梁；土钉端部用2φ16加强钢筋焊牢水平压紧体坍塌现象，可采用水平压密注浆或快速喷素喷砼补救处理
六、施工要求、施工工艺及施工注意事项
(一)施工要求
1、支护结构施工前，应仔细查明场地范围内的地下管线情况，1并会同建设单位，设计单位和管线权属部门共同研究，确保管线的安全和正常使用；
2、施工过程必须做好坡顶地面截水、边坡体有针对性的排水和基坑内土方开挖时临时降水措施；
3、上部钢花管施工过程中遇到不明障碍物时，可适当调整孔位和倾角，并扫建设、设计单位备案，钢花管不够时，经设计单位认可，调整间、层距，确保支护设计强度；
4、基坑边5m范围内严禁堆载，5m外地面超载不得大于20Kpa；
5、材料的材质及强度要求
(1)混凝土强度等级
①搅拌桩采用32.5R普通硅酸盐水泥，搅拌桩水泥掺入比为15%，且不小于60kg/m；
②土钉墙坡面喷射混凝土：C20
③钢花管、钢管桩注浆材料采用纯水泥浆，强度不低于M20；
（二）搅拌桩按下列顺序进行施工]
1、施工顺序
(1)桩位放线，必要时可开挖导槽，槽深、宽宜为1M；
(2)施工机构就位；
(3)制备水泥浆；
(4)预拌下沉至设计深度，喷浆提升，重复喷浆搅拌下沉至设计深度0.5m，再搅拌提升至孔口；
(5)施工机械移位。
2、搅拌桩施工参数应符合下列要求
(1)为了使水泥浆具有较好的和易性和较好的加固土效果，必须严格根据现场情况控制水灰比(0.5～0.55)。
(2)送浆压力：0.2～0.4Mpa。针对本工程土质特点，桩上部采用较低的送浆压力，桩下部采用较高的送浆压力，如有淤泥层，应适当增大送浆压力，重点加固。
(3)搅拌提升速度：根据规范要求为0.8～1.0m /min，下沉速度速度控制在1.0～1.2m/min左右。
(4)复搅次数：2次。按照设计要求，采用"四喷四搅"工艺，上、下各搅拌两次（即来回四次以保证水泥与土充分搅拌均匀和搅拌桩成桩质量。
(5)严格控制搅拌桩垂直度和桩搭接长度，要求垂直度小于1.0%桩长，搅拌桩横向搭接长度为150mm，纵向搭接长度为150mm。
3、施工主要措施
(1)深层搅拌桩使用的水泥品种、标号、水泥浆的水灰比，水泥加固土的掺入比和外加剂的品种掺量，必须符合设计要求。
(2)施工前要标定深层搅拌机械的灰浆泵输送量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷口的时间和钻杆提升速度等施工参数，确定搅拌桩的配比和施工工艺。
(3)在施工过程中要注意调整桩架底盘的平整度和导向架的垂直度，保证搅拌桩的垂直度偏差不得超过1%桩长，桩位偏差不得大于50mm。
(4)水泥浆不能离析，水泥浆要严格按照设计的配合比配置，水泥要过筛。为防止水泥离析，可在灰浆机不断搅动，待压浆前才将水泥浆倒入料斗中。
(5)深层搅拌施工过程中，输浆应保持连续，同时控制好重复搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围每一深度内，得到充分搅拌。
(6)在成桩过程中，由于电压过低或其它原因造成停机，使成桩工艺中断的，为防止断桩，在搅拌机重新启动后，将深层搅拌钻头下沉到停浆点以下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升。
(7）在施工过程中，若发现搅拌桩垂直度超过规范要求时，视该桩为废桩，需调整导向架的垂直度，符合设计要求后重新施工。
(8)确保桩壁状加固体的连续性，按设计要求桩体要搭接一定长度，相邻桩体施工间隔时间不得超过24小时。
(三)土钉墙的施工方法及施工注意1事项
1、土钉墙按下列顺序进行施工
(1)安装锚管(包括打管、注浆管)；
(2)绑扎、固定钢筋网、设置加强筋；
(3)喷射混凝土至设计厚度；
(4)坡顶、坡面和坡脚的排水处理。
2、挖土的注意事项
(1)上层锚管注浆及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锚管施工;
(2)基坑开挖应自上而下进行,每层锚管为一个开挖层,每层开挖深度应在该层锚管下0.5m范围内,及时支护,严禁超挖;
(3)机械开挖后,用人工修整坡面;
(4)支护前,松动土体必须清除。
3、喷射混凝土的注意事项
(1)喷射混凝土作业应分段依次进行,同一分段内喷射顺序应自下而上,一次喷射到设计厚度;
(2)喷射时,喷头与受喷垂直,距离宜为0.6~1.2m;
(3)在锚管部位,应先喷锚管下方,再锚管上方;
(4)喷射混凝土时应控制好水灰比,保持混凝土表面平整、湿润光泽、无干斑及滑移流淌现象；
(5)喷射混凝土的其它要求可参照《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086- )。
4、钢筋网铺设的注意事项
(1)钢筋网与土钉和其它锚固装置连接牢固,喷射混凝土时钢筋网不得晃动;
(2)钢筋网的搭接长度为300mm;
七、排水措施
1、沿基坑周边设300×300mm的截水明沟，防止地表水流向基坑。
2、坑内根据需要设置临时排水沟，将基坑内积水导向集水坑，用潜水泵抽至地面排水明沟，经沉淀后排入市政下水道；
3、施工过程中应经常检查排水沟，确保排水沟的畅通；
4、对基坑边的原有裂缝应做必要的填补，严防地表水的渗透。
八、基坑监测
（一）监测内容
1、基坑周边沉降及位移监测
（1）基坑四周按15m间距共布设沉降及位移监测点，（见观测平面图）。
（2）监测点和控制点均采用钢筋水泥制作，设置稳固。
（3）采用J2光学经纬仪或全站仪观测水平位移；采用精密水准仪观测垂直位移。
（4）基坑开挖期间每开挖一层观测2次；基础及地下室施工期间每周天观测一次。
（5）雨天或有异常情况时应加密观测。
2、土体侧向变形监测
（1）基坑两侧周边布设测斜孔（见观测平面图）。
（2）测斜孔采用专用PVC管，管内正交的两组导向槽，埋入深度以进入中风化岩为宜。
（3）测斜孔埋置时应确保其中一组导向槽垂直于基坑边线，测斜孔与钻孔壁间的空隙密实填砂并用水泥密封。
（4）基坑开挖施工过程中，每开挖支护一层观测一次。
3、土钉（锚杆）拉拔试验
土钉和预应力锚杆施工达到龄期后选取有代表性的进行拉拔试验（预应力锚杆按总数的5%、不少于5根，土钉按总数的1%，不少于3根）。
（二）基坑水平位移控制值
1、安全监测工作应采取有效的安全监测措施；
2、本基坑工程安全等级要求基坑最大水平位移不得起过30mm；
3、水平位移预警值：累计位移24mm，昼夜位移速率5mm；
4、监测频率
(1)开挖土方时，每天一次，两天培加一次；
(2)地下室结构施工期间每两周通报一次，如接近警戒值时随时通报，并改为每天次；
5、地理室完成至±0.0前，基坑安全工作应列入工程管理的主要任务范畴，现场必须制定应急安全措施并配备足够的抢险加固材料；
6、基它监测项目、测点布置和精度要求《建筑基坑支护技术规范》执行。
九、信息施工
本工程为隐蔽工程，在施工过程中，应及时收集有关资料与技术参数，并与原设计依据及参数进行比较，如存在差异，须对原设计及施工方案作适当调整，做到动态设计、信息施工。
采用宏观控制与微观监测相结合的手段，跟踪调查，发现异常情况，及时上报处理，并采用相应的补救措施。