住宅楼基坑支护及地基处理施工方案设计书

1 住宅楼基坑支护及地基处理施工方案设计书 1工程概况 区 3 号高层住宅楼工程概况 北京市大钟寺危改小区太阳园小区 A 区 3 号高层住宅楼地下室为 2 层，地上主体部份为 27 层， 27F 以上为电梯机房。本工程属一类建筑，按级耐火等级、 8度抗震设防标准、 5 级人防抗力等级标准设计。 A 区 3 号高层住宅楼 内外高差为 筑面积 2B 1B 准层 梯机房 筑物总建筑面积 20848高 2B、 1200，1F 为 3300， 12F、 24F 为 3200， 27F 为 2920，电梯机房为 2880，其余各层均为 2900。建筑物主体檐口高度为 2B 平时为设备用房和活动室，战时为 5 级人员隐蔽室； 1楼容纳业主 175户。 本工程结构类型为现浇钢筋砼剪力墙结构、箱型基础。地基采用长螺旋钻成孔灌注砼桩（ 合地基，其承载力达到设计标准值 450重的内外墙均为现浇钢筋砼墙。非承重墙及管井隔墙采用砌块填充墙。剪力墙墙体厚度为 200、 250、 300；顶 板厚度为100、 120、 140、 150、 160、 180。分室隔墙 90厚，采用增强石膏水 2 泥圆孔空心板；分户隔墙 150厚，采用 2层 60厚现浇板和空心板中间夹设 30厚岩棉板。 本工程由北京泰跃房地产公司开发，北京中京工程设计软件公司设计，北京海建工程监理公司监理，北京建雄建筑 8公司承建。 本建筑物场地土类型为类。地基采用长螺旋钻成孔灌注砼桩（ 合地基，其承载力标准应达到 450 基础底板上皮标高为 础钢筋砼底板 h 900； h 80（其中 护层厚 50）；素砼垫层 h=100；砂砾石褥垫层 h=200。故，开挖基面标高即砂砾石褥垫层下皮标高即 当于绝对标高 挖时预留槽底原状土保护层，预留厚 500 即达 利 施工。计及自然地平高程， 号楼基础开挖深度 H 坑平面面积 S 1250挖方量 V 9400 00 工程地质条件 根据北京市勘察设计研究院提供的“ 99岩土工程勘察报告，本建筑物位于永定河洪冲积扇中部，地基土 以厚层粘性土、粉土为主，按沉积年代、成因类型可分为人工堆积层和第四纪 2大类，与基坑降水、支护相关土层性状如下： a. 填土层：含砂质粉土、粘质粉土、房渣土、碎石填土，压缩性。 b. 砂质粉土、粘质粉土层：褐黄色，湿饱和，厚度 3 中低压缩性。 c. 粉质粘土、粘质粉土层：夹有重粉质粘土，灰黄灰色，湿饱和，中高中低压缩性，厚度 d. 粉质粘土、粘土 层：夹有砂质粉土、粉细砂，褐黄色，湿饱和，中高中低压缩性，厚度 e. 细 粉砂、砂质粉土层：夹有粉质粘土、粘质粉土层，褐黄色，饱和湿，低中低压缩性，厚度 f. 粘土、粉质粘土层：夹有重粉质粘土、粘质粉土层，褐黄色，湿，低中低压缩性，厚度 g. 卵石层：夹有细砂、砂质粘土层，杂褐黄色，湿饱和，低压缩性，本层未揭穿。 水文地质条件 本建筑物位于“北京市区浅层地下水位特征分区图”中水文地质区的 地表以下 内，分布有三层地下水，第一层为台地潜水，埋深为 水层岩性以砂质粘土、粘质粉土为主；第 二层为层间潜水，埋深为 水层岩性以粉、细砂和粉土为主；第三层为承压水，埋深 水层岩性以砂、卵石为主。该地区地下水的水质对砼均无腐蚀性，在干湿交替环境下，有弱腐蚀性。 4 99技 315”岩土工程勘察报告。 区 3 号高层住宅楼“ 9902基础底板配筋平面图等。 c.建筑基坑支护技术规程（ 96）。 f.地基与基础工程施工及验收规范（ 83）。 工验收规范及规程。 由于基础埋置较深、地下水位较高且含水量丰富，根据岩土工程勘察报告的建议及我公司在本地区的施工经验，确定采用深井点降水。 降水面积： S 1250井点中心线周长 L=155m 含水层平均渗透系数 k d 抽水假想半径 S/ =全面抽水天数 t=4d 排水率 m=排水影响半径 R= m=含水层厚度 H=12m 8 m 5 基坑总涌水量 依无压完整井深井井点计算，有 Q=)=d 深井井点计算直径取 300，有 单井出水量 p=24d/ =300 24/130=d 管井井数 n p=16 眼 降 水井井深计算 基坑深度 降水水位距离基坑底要求的深度 水力坡度 I 1 10 降水井分布范围的等效半径 2m 降水期间的地下水位变幅 3m 沉砂管长度 3m 降水井的深度 8 1 42+3+7m 根据以上计算，本工程基坑井点降水设计成果取： 井点直径 600管直径 400深 h 20m，井数 16眼，井点间距每边均布 L 6 7m。 太阳园小区 A 区 3 号高层住宅楼降水井点、基坑支护平面布置图见图 1。 6 图 1 降水井点、基坑支护平面布置图 40060015005005020 降 水 井 点 剖 面 图 7 图 2 深井排水井点剖面图 井点结构参见图 2“深井排水井点剖面图”所示。 基坑支护方案选择 根据基坑深度、周边条件、基坑开挖和土建施工的要求，本着安全可靠、经济合理的原则，经过多种方案比较，依据建筑基坑支护技术规程的要求和既往施工经验，确定本工程选取土钉墙喷锚支护工艺作为基 础开挖施工期的边坡支护方案。 土钉墙喷锚支护工艺改变了过去深基础开挖中的被动支护为主动支护，开挖后基坑边坡土体侧压力通过钢筋网喷射砼面板传至土钉，再由土钉传至稳定的土层中，从而保证了边坡的稳定。此项工艺融合了土钉挡墙和加筋土墙的长处，形成土钉墙复合体，能显著提高边坡整体稳定性和承受坡顶超载的能力，增强了土体破坏延性，改变了边坡骤然塌方的性质。经过土钉墙加固后的土层，由于土钉的加筋作用、压力浆体的渗透作用，使相邻土钉区域内土体相互约束。锚喷支护是一分布多点式铰接连续板结构，为柔性支护类型，允许土体有一定量的变 形和位移，各个节点受力可自行调节，从而重新调整了结构受力条件，使结构处于最佳应力状态。而且该工艺尚具有工程造价低；施工噪音低；可充作结构外模；减少土方开挖 8 量；喷锚支护、基坑开挖逐步分层分段实施，不单独占用工期；施工设备简单等等诸多优点。 本工程采用了降低地下水位措施，可消除地下水位对土钉墙的不利影响。 基坑支护设计 设计参数 基坑深度 h=8m; 坑边荷载 q=15kN/ 坡度 85； 土钉间距 1200 1200; 土钉布置方式 梅花型； 土钉孔直径 110土钉入射角 10 计算方法 分别按照 法及王步云法经电算优化，并进行内部稳定性验算及土钉抗拉强度验算。 设计成果 为保证基坑结构工作面及 施工工作面，土钉墙底边线按照距结构外皮 2000 布置，土钉墙剖面为 85放坡。沿基坑压度范围内共设 7 层土钉，第 1 层距地面 600m，以下按照土钉层距水平间距 1200 1200 进行梅花型布设 。土钉选用 1 18 钢筋，从上至下土钉长度依次为 9000、 8500、 8000、 7500、 7000、 6000、 5000。 9 土钉墙喷射细石砼强度等级为 材料采用 425#普通硅酸盐水泥；砂为中砂；豆石粒径 d 20石砼水灰比取 验配合比为水泥 :砂 :石 1:2:2。上部初喷必要时可添加速凝剂。 土钉倾角除最末第 7 层为 30之外，其他各层均为 10 。 孔径 100，网片 00 200，厚度 100网片侧向土钉层位置水平放置加强筋 1 18。 土钉墙喷锚支护布置与结构参见 图 3 所示。 土钉墙喷锚支护施工工艺流程参见图 4所示。 图 3 土钉墙喷锚支护布置与结构 10 图 3 土钉墙喷锚支护布置与结构 11 图 4 土钉墙喷锚支护施工工艺流程 地基处理 ( )设计 本工程地基处理 ( )设计由具备相应设计资质的中建总公司天海公司完成，详见该公司提供的本工程 设计书。 3施工部署 施工组织 基坑支护及地基处理工程采取项目经理负责制。现场施工管理由本工程项目经理部负责。 质量保证体系 本工程项目经理部其组成人员如下表： 项目经理：贺建云 生产经理：周 虹 技术经理：但军民 降水工程：张树新 土钉墙工长：郭振山 长：吴永军 本工程项目经理部隶属太阳园小区 A 区 3 号高层住宅楼工程项目经理部。 主要工程量 工程项目 单位 数量 备注 12 降水面积 1250 支护面积 1100 根 806 施工进度计划 A 区 3 号、 4 号 2栋高层住宅楼将同时施工 。本工程工程量大、工期紧，开工伊始即组织降水设备进场，计划降水井点作业 10d 完成，并铺设好排水管道，开始抽水运行。 当降深漏斗达到设计要求后，开始基础土方开挖施工。在基础土方开挖时同时施工土钉墙，二者配合默契则土钉墙施工不单独占用关键路线工期。以 1d 2d层计算，土钉墙喷锚支护作业 15d 完成。 在基础开挖至设计标高 00 处（预留 ，停止土方开挖作业，开始 施工进度计划表 序 工程项目 单位 数量 2000. 备注 1 施工准备 项 1 2 降水井点 眼 16 3 降水 项 1 4 土方开挖 900 5 土钉墙 100 13 6 根 806 7 钎探 孔 8 槽底土清理 00 9 碎石褥垫层 50 10 施工。 计 806 根，采用现场搅拌 、压浆灌注成形工法，计 20 之后，土方开挖含切割桩头至设计标高，再按设计要求铺筑 200厚碎石褥垫层，计 5d 完成。 太阳园小区 A 区 3 号高层住宅楼基坑支护及地基处理施工总工期计 50d（其间含基础开挖工期），详见施工进度计划表。 劳动力需用量计划 工程项目 人数 备注 井点降水工程施工人员 15人 土钉墙工程施工人员 50人 30人 配合辅工 20人 管理人员 6 人 施工机械设备需用量计划 序号 机械名称 规格型号 单位 数量 备注 1 空压机 6 台 1 2 潜水泵 台 20 14 3 砼喷射机 台 1 4 长螺旋钻机 台 1 5 压浆泵 台 1 6 砼搅拌机 台 1 7 砼泵 台 1 8 钢筋弯曲机 台 1 9 钢筋切断机 台 1 10 交流电焊机 300 台 2 4. 施工方法 基坑降水施工方法 艺流程 敷设进排水管 沉淀池开挖 井位测量放线 钻机就位 成孔 下井管 - 回填滤料 洗井 试抽水 下泵抽水运行 封井 地下水位监测 降水（持续至结构达 - 工准备 组织施工人员认真方案及有关规范、规程，结合本工程支护的特点，制定详细的施工计划和技术措施，做好施工前技术交底和安全交底，做好上岗人员的培训工作。 铺好施工临时排水管道及施工用水、用电管线。做好施工中所需各种材料的计划和供应工作。 工方法 15 点位置允许误差 100。 据现场情况砌若干沉淀池，沉淀池内外用水泥砂浆抹面。 孔后及时下放井管，保证井管的垂直度。井管外填入滤料要均匀，填至距地面 1500处，改用粘性土封填。 量相匹配的水泵，并进行电气安全检查，符合使用要求方可投入运行。将水泵下放至距井底 500。 工方法 放线定位 - 基坑开挖 修整坡面 用洛阳铲成孔 插筋 堵孔注浆 绑扎固定钢筋网 压筋 高压喷射砼面层 砼面层养护 组织机械设备进场，落实材料供应计划，提前进行钢筋加工。根据设计图纸、进度计划、资源配置来划分土钉墙流水作业方式，切实与基础土方挖运施工默契协调。 时按设计坡比修坡整形。第 1步开挖 下每步开挖 后 1 步要与土方施工的测量配合，严禁扰动基底土。施工中不得欠挖或超挖，避免对坡边土体的扰 动。作业表 16 面平整度误差不大于 20。 可放线确定锚孔位置。用 110 洛阳铲成孔，成孔后检查孔深、孔径，确认合格后及时插入锚筋和2500 150 处。随即注水泥浆。当注浆不饱满时应预补浆。 100处做以标识。在面层设 50钢筋网片，用插入土中的钢筋固定。用加强筋压紧并与锚头焊接，钢筋网片应与上部搭接，并给下部留槎，搭接长度不小于 150，以处理施工缝。经检验合 格后，喷射 100 厚 放线定位 - 平整场地 钻机就位 成孔 高压灌注 振捣 搅拌 - 成桩 清土 铺筑褥垫层 切桩头 - 0m3/50电容量，施工现场业已具备此三通一平条件。当基础开挖至预定标高时，施工机械设备及时进场就位，衔接好工序。 钻至设计标高后，边 泵入 石 17 砼，边提钻，直至 后进行振捣。 0%设计强度等级时，可以开始人工截桩。截桩采用凿子、钎子和大锤等工具人工切除，严禁使用机械操作，以免伤及桩身。 人工挖土装入料斗，再由吊车运至坑外。 00 砂砾石褥垫层铺筑作业。 墙、建筑物开裂位置与缝宽等状态监测； 水的位置与流量等状 态监测； 下挖 1 步进行 1 次观测；在基础结构施工阶段，每隔 3 次观测。观测时做好书面记录，有异常情况及时报告分公司技术科处理。 粘性土条件下，基坑顶部的侧向位移与当时的开挖深度之比超过 3 5时须加强观测频度，及时分析原因，并对土钉墙喷锚支护采取有效的加固处理措施。 18 6工程质量保证措施 基坑降水工程质量保证措施 间， 粘度为18 25s。成井后泥浆的比重控制在 防堵塞透水层。成井后经过检查合格，再下井管，使井管居于孔中心。 管井滤料含泥量不超过 1。滤料应由井管四周均匀填入，防止出现堵塞或滤料层不均匀现场。填至自然地平以下 1500时改用粘土填至地面，并予以压实。 00，孔斜不超过 1，孔底沉渣沉积厚度不大于 300。 井管要高出自然地平 300，加设井盖，以防地面水渗入，并 设置明显的保护标志。 在土方开挖时，应注意对降水井点的保护。降水工程完成后，对抽水井和观测井按施工规程要求予以封填。 不合要求的井点不予报验。 要时补充、修改设计方案，增设井点，确保降水效果。 土钉墙喷锚支护工程质量保证措施 位误差不大于 100，定位间距允许偏差 150。如遇特殊情况，应由现场负责人审定。拉杆体沿长度方向呈三角形分布，每隔 2000 焊 1 个 6 托架，确保土钉 19 居于孔中心。 孔直径和长度不应小于设计尺寸，其直径允许偏差10，成孔长度大于设计深度 300。土钉孔内渣土应清理干净。土钉孔若坍塌则必须清孔，经检查合格后再进行下 1道工序。 则要做第 2次补浆。 随即挂上钢丝网，打入短土钉或采取先喷射 1 层细石砼等措施后再进行喷锚施工。 00 1200，分段自下而上垂直坡面喷射。 禁在面层养护期间抢挖下 1步土 方。 送砼坍落度取180 钻速度根据施工工艺规程要求控制。待钻杆完全提离自然地平后立即插入振捣棒认真振捣，振捣深度不小于6000。 。必须保证设计有效桩长。施工时，视具体情