再生水综合利用工程泵站抗浮锚杆施工图设计

再生水综合利用工程泵站抗浮锚杆施工图设计第4页目录1、工程概况 22、场地岩土工程条件 22.1地形地貌 22.2地层岩性 22.3场地水文地质条件 22.3.1地表水 22.3.2地下水 22.3.3地下水埋深及水位变化幅度 22.4不良地质作用 32.5地基土力学参数 32.6场地周边环境条件 32.7抗浮锚杆有关力学参数 33、设计依据 34、设计原理 35、抗浮锚杆设计 45.1锚杆拉力设计值、标准值确定 45.1.1锚杆轴向拉力标准值确定 45.1.2锚杆拉力设计值确定 45.2锚杆钢筋截面面积确定 45.3锚杆锚固长度确定 45.4钢筋锚入底板长度的确定 55.5锚杆布置及数量的确定 55.6整体抗浮稳定性验算 55.7主筋导向支架设置 65.8注浆管设置 65.9锚杆材料防腐及灌浆 65.10防水处理 65.11危大工程的主要风险源和处理措施 65.12锚杆施工工艺及注意事项 76、工程量统计 77、质量和工期保证措施 77.1质量目标 77.2质量保证措施 77.3质量保证关键点控制 77.4组织保证措施 77.5技术保证措施 77.6质量事故预防 88、抗拔试验 89、竣工成果资料 8

1、工程概况受成都兴锦生态建设投资集团有限公司的委托，我院承担了“锦江区再生水综合利用工程”工程泵站的抗浮专项设计编制。该项目位于成都市锦江区柳江、三圣、成龙路等街道。该项目拟建设抽水量70万m3/d埋地加压泵站1座，该埋地加压泵站±0标高为486.50m，均为地下建筑，设三层地下室，底板标高为465.00m，最大埋深为21.50m，该泵站重要性等级为一级；附属分水井±0标高为485.70m，均为地下建筑，设一层地下室，底板标高为476.20m，最大埋深为9.50m。本场地地下水抗浮设防水位按《锦江区再生水综合利用工程岩土工程勘察报告》（详勘）建议的自然地面标高考虑。根据设计要求，纯地下室需采取抗浮锚杆措施，为满足抗浮锚杆施工质量要求，地下水需降至抗浮锚杆底端之下。抗浮锚杆工程设计等级为甲级。2、场地岩土工程条件2.1地形地貌拟建场地位于成都市锦江区柳江、三圣、成龙路等街道部分区域，交通便利，地势相对较陡。场地孔口高程为484.01～486.48m，最大高差为2.47m，泵站范围内地形整体平坦。场地地貌单元属岷江冲积平原与龙泉山过渡地段的浅丘地貌单元。2.2地层岩性据钻探揭露，该场地土层组成有：第四系全新统填土层（Q4ml）杂填土，第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）黏土，白垩系下统夹关组（K1j）泥岩。现将各地层分述如下：（一）第四系全新统填土层(Q4ml)杂填土（①）：杂色，灰褐色，松散，稍湿；主要由黏粒、少量碎石、卵石等组成，表层含少量植物根须（茎）及有机质等，局部表层分布生活垃圾等，结构松散，均匀性差。（二）第四系上更新统坡冲洪积层（Q3al+pl）黏土（②）：红褐色，灰色，可塑；成份以黏土矿物为主，含铁锰质氧化物，局部充填灰白色高岭土，切面稍有光泽，用手可搓成较短的土条，干强度较高，韧性中等，无摇震反应。该地区黏土胀缩等级为Ⅰ~Ⅱ级，具弱膨胀潜势。（三）白垩系下统夹关组（K1j）强风化泥岩（④-1）：紫红色，泥质结构，以黏土矿物为主，含有石英、长石、云母等矿物，薄层状构造，岩体较破碎，节理裂隙发育，岩芯成碎块状、短柱状，岩石软，遇水易软化、崩解，该层在场地内大部分地段分布。中风化泥岩（④-2）：紫红色，泥质结构，以黏土矿物为主，含有石英、长石、云母等矿物，中厚~厚层状构造，节理裂隙较发育，岩体较破碎~较完整，岩芯成长柱状、短柱状，局部岩芯较破碎，为极软岩，遇水易软化、崩解，基本质量等级为Ⅴ级，岩心采取率约85%，RQD=80。2.3场地水文地质条件2.3.1地表水勘察期间属枯水期，除局部分布鱼塘外，拟建场地内其余地段无地表水体分布。2.3.2地下水场地内地下水类型主要为赋存于填土层中的上层滞水和基岩层中的裂隙水。①第四系填土层中的上层滞水：为拟建场地附近生活用水及大气降水补给，受隔水层阻隔所致，分布不均，水量随季节变化大，主要以蒸发方式排泄。对基坑稳定性和基础施工影响较大，可采用明排水措施或管井疏排。②基岩裂隙水：基岩属弱透水层，主要受地下径流补给和排泄，赋存于风化带裂隙中，水位埋藏较深，水量一般。建议采取集水坑、排水沟或降水井的排水措施2.3.3地下水埋深及水位变化幅度本次勘察期间为枯水期，在钻孔内测得混合地下水水位埋深1.1~5.3m。本场区地下水年变化幅度约为1.50~2.00m。建议施工前应进一步核实场地内的地下水位，施工期间如遇地下水，可采用明排措施，必要时可采用集水坑明排措施，若水量较大，建议采用管井降水。2.4不良地质作用拟建场地内及周边未发现滑坡、危岩崩塌、泥石流等，也未见有断层通过。场地不存在不良地质现象，现状整体稳定，拟建场地适宜本工程建设。2.5地基土力学参数土层名称天然重度γ(kN/m3)压缩（变形）模量Es（E0）(MPa)黏聚力C(kPa)内摩擦角Φ(o)承载力特征值fak(kPa)基底摩擦系数μ天然（饱和）单轴抗压强度标准值frk(MPa)基床系数kp(MN/m3)杂填土①/0.20//黏土②5.50.30/10卵石③21.023.0（20.0）/30.02800.35/15强风化泥岩④-115.00.351.030中风化泥岩④-2不考虑压缩0.554.61202.6场地周边环境条件根据业主提供的《建筑总平面图》、《基础平面图》及《基坑支护平面图》等，本泵站±0.00标高为486.50m，均为地下建筑，设三层地下室，底板标高为465.00m，最大埋深为21.50m；附属分水井±0标高为485.70m，均为地下建筑，设一层地下室，底板标高为476.20m，最大埋深为9.50m。泵站及分水井地下室部分需布设抗浮锚杆。2.7抗浮锚杆有关力学参数抗浮锚杆施工前，宜选择具有代表性（地层较差）的3～6点进行现场抗浮锚杆的抗拔静载荷试验，以确定抗拔承载力的有关参数，为抗浮锚杆的施工提供依据。岩土名称岩土层与锚固体极限粘结强度标准值frbk(kPa)杂填土黏土50卵石50强风化泥岩150中风化泥岩3003、设计依据（1）《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）（2）《建筑工程抗浮技术标准》（JGJ476-2019）（3）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（4）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）（5）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）（6）《钢筋混凝土用钢第二部分：热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）（7）《四川省建筑地下结构抗浮锚杆技术标准》（DBJ51/T102-2018）（8）《成都市建筑工程抗浮锚杆质量管理规程》的通知成建委[2018]573号（9）《锦江区再生水综合利用工程岩土勘察报告》（西北综合勘察设计研究院）（10）《锦江区再生水综合利用工程基础平面布置图》等，以及现有相关技术规范。4、设计原理本工程基础抗浮采用岩土层锚杆（索）方式，岩土层锚杆（索）是一种埋入岩土层深处的受拉杆件，它一端与工程构筑物相连，另一端锚固在岩土层中，以承受水浮力，维护建筑物的稳定。5、抗浮锚杆设计5.1锚杆拉力设计值、标准值确定5.1.1锚杆轴向拉力标准值确定根据设计院提出的技术要求，将需采取抗浮措施的纯地下室分为两个区域，分别如下：（1）A区泵站区域抗浮力标准值63.2KN/m2，地下室总抗浮面积为1782.9m2，锚杆按2.0m×2.0m间距布置，单根锚杆抗拔力标准值不小于253.0KN。（2）B区分水井区域抗浮力标准值30KN/m2，地下室总抗浮面积为116.28m2，锚杆按2.0m×2.0m间距布置，单根锚杆抗拔力标准值不小于116.28KN。5.1.2锚杆拉力设计值确定根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）相关规定，计算单根锚杆拉力设计值Nd=1.35γwNk（4.6.6-1）式中：Nd——锚杆拉力设计值（kN）；Nk——锚杆拉力标准值（kN）；γw——工作条件系数，一般情况取1.1。NdA=1.35×1.1×253.0=375.705（kN）NdB=1.35×1.1×116.28=172.68（kN）5.2锚杆钢筋截面面积确定本锚杆属永久性锚杆，采用HRB400螺纹钢筋。按《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB50086-2015)，根据工程性质、施工工艺，按下式计算配筋量：Nd＜fy•As(4.6.8-2)式中：Nd—锚杆拉力设计值(kN)：NdA取值375.705kN，NdB取值172.68kNfy—普通钢筋抗拉强度设计值(kPa)：锚杆拟采用HRB400螺纹钢筋作为锚杆配筋，Ⅲ级钢筋，其抗拉强度设计值fy取360N/mm2。As—钢筋锚杆杆体的截面面积(mm2)。经计算：A区域=375.702/0.36=1043.625(mm2)B区域=172.68/0.36=480.0(mm2)本工程A区泵站采用3根d=25mm的Ⅲ级螺纹热轧钢筋的截面面积为1471.875mm2,B区分水井采用2根d=22mm的Ⅲ级螺纹热轧钢筋的截面面积为759.88mm2，均能满足以上计算要求。5.3锚杆锚固长度确定依据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB50086-2015)规定抗浮锚杆锚固段长度可按式4.6.10-1及式4.6.10-2进行估算，并取其中的较大值：（4.6.10-1）（4.6.10-2）式中：K――锚杆注浆体与地层间的粘结抗拔安全系数（永久性锚杆取2.2）；Nd――锚杆或单元锚杆的轴向拉力设计值（kN）；La――锚固段长度（m）；fmg――锚固段注浆体与地层间的极限粘结强度标准值（kPa），A泵站区域基底的中风化泥岩考虑存在基岩裂隙水，按fmg=235kPa考虑，B分水井区域基底的黏土及强~中风化泥岩取fmg=76kPa考虑；ms――锚固段注浆体与筋体间的粘结强度设计值（MPa），取0.9MPa=900kPa；D――锚杆锚固段的钻孔直径（mm），取150mm；d――锚筋的直径（mm），取25mm和22mm；ξ――采用2根或2根以上钢筋时，界面的粘结强度降低系数，取0.7；ψ――锚固段长度对极限粘结强度的影响系数，取1.0；n――钢筋根数，取3根和2根；（1）A泵站区域抗浮力标准值63.2KN/m2，单根锚杆抗拔力设计值不小于375.705KN。375.705≦300×3.14×0.15×La×1.0/2.2（4.6.10-1）可计算出锚固长度La1=7.47mLa1=375.705KN/（3×3.14×0.025m×900kPa×0.7）=2.53m（4.6.10-2）根据上述计算，锚固段长度取以上两者计算的较大值La1=7.47m；（2）B分水井区域抗浮力标准值30KN/m2，单根锚杆抗拔力设计值不小于116.28KN。116.28≦76×3.14×0.15×La×1.0/2.2（4.6.10-1）可计算出锚固长度La1=7.14mLa1=116.28KN/（2×3.14×0.022m×900kPa×0.7）=1.34m（4.6.10-2）根据上述计算，锚固段长度取以上两者计算的较大值La1=7.14m；本工程为全粘结锚杆，且根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）的4.6.14节要求，岩层锚杆锚固长度宜采用3~8m，考虑基础施工对地基土的扰动影响，各区抗浮锚杆锚固段长度为：A区域泵站抗浮力标准值63.2KN/m2，施工时考虑锚杆上部因施工扰动、孔底沉渣的影响，锚固段长度取8.0m;B区域分水井抗浮力标准值30KN/m2，施工时考虑锚杆上部因施工扰动、孔底沉渣的影响，锚固段长度取8.0m;（注：锚杆全面施工前应作试验锚杆，以试验资料确定施工锚杆长度。试验组数不得少于三组，每组不得少于3根）5.4钢筋锚入底板长度的确定钢筋锚入底板基本长度的确定按《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）中相关条文确定如下：fy—普通钢筋抗拉强度设计值(Ⅳ级螺纹热轧钢筋fy=360N/mm2)；ft—混凝土轴向拉强度设计值(C30,ft=1.43N/mm2)；α—钢筋外形系数，带肋钢筋α=0.14；d—钢筋的公称直径（d=25mm，d=22mm）；L—钢筋锚入底板基本长度。经计算，L1=0.14×25×360/1.43=881mm，L2=0.14×22×360/1.43=775mm同时锚入长度不少于30d，即不少于750mm，考虑100mm厚垫层，本工程钢筋锚入底板长度取1000mm。5.5锚杆布置及数量的确定A区域泵站抗浮力标准值63.2KN/m2，地下室总抗浮面积为1782.9m2，锚杆按2.0m×2.0m间距布置，总荷载112558KN，实际布置锚杆数量为493根。B区域分水井抗浮力标准值30KN/m2，地下室总抗浮面积为116.28m2,锚杆按2.0m×2.0m间距布置，总荷载3488.4KN，实际布置锚杆数量为30根。5.6整体抗浮稳定性验算根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第5.4.3条的规定，基础抗浮稳定性应符合下式的要求：GK/NW,K≥Kw式中：Gk—建筑自重及压重之和（KN）；Nw,k—浮力作用值（KN）；Kw—抗浮稳定安全系数，一般情况下可取1.05(甲级为1.1)。根据设计院提供的抗浮参数，抗浮稳定性验算如下：A区域（12431*25+12480.3+112558）/（371322）=1.17＞1.10；B区域（75*116.28+116.28*30+814）/（100*116.28）=1.12＞1.10。地下室整体抗浮安全系数满足均规范要求。5.7主筋导向支架设置为保证锚杆主筋下入锚杆孔后，其位置能居于孔中心，主筋上每隔2m设置一组导向支架，该导向支架采用φ8钢筋弯成“［”形，然后将其点焊在主筋上。5.8注浆管设置在主筋放人钻孔之前，需随主筋绑扎注浆管。注浆管采用直径20mm的硬塑料管，为防止注浆时在受浆液压力作用下管身爆裂，影响注浆效果，注浆管壁厚大于3.5mm。注浆管上端长出主筋顶部300mm使注浆操作方便；下端短于主筋500mm，防止塑料管钻入锚杆孔底土层使浆液无法流出，影响注浆质量。5.9锚杆材料防腐及灌浆锚杆材料采用直径25mm的HRB400钢筋，水泥浆保护层厚度不小于25mm。杆体上端钢筋伸入基础或防水板混凝土内长度不小于30D（D为钢筋直径），若底板砼厚度不足30D，则钢筋末段采用弯钩形式(钢筋上端距离基础底板顶面不小于5cm)，将锚杆拉筋与防水板钢筋绑扎在一起，混凝土浇筑时一起隐蔽。由于地下水对混凝土中的钢筋微腐蚀性，本工程防腐等级为Ⅱ级，故锚固段注浆后，无需作特别防腐处理。钢筋下放后即填入砾石，砾石应粒径接近0.5~1.0cm，填筑的砾石应无风化现象，且级配均匀。为增大锚固体的强度，锚固体采用砾石与水泥浆结合体，钢筋下放后即填入砾石后，加入的砾石质量满足要求，在注浆过程对锚杆进行振动，注浆后应反复补浆直至孔口浆液不下降，以确抗浮锚杆锚固体注浆密实无空洞。灌浆材料采用纯水泥浆,水泥采用普通硅酸盐42.5#水泥，水灰比1:1～0.5:1，灌浆压力0.5～1.0MPa，直至孔口浆体饱满无空洞。锚杆填砾灌浆体抗压强度不低于30MPa，砾灌浆体抗压强度试验，应满足《四川省建筑工程施工质量验收规范》规定。5.10防水处理施工前加强周边地下水、地表流水情况调查，核实抗浮水位对后期工程的影响，施工期间及汛期，现场应做好降排、截排水工作，充分保证各项抗浮措施保证有力。抗浮锚杆与基础连接处的防水处理措施由土建施工单位结合地下室防水工程完成。5.11危大工程的主要风险源和处理措施（1）施工抗浮锚杆前应对施工影响范围内的管线位置进行核实，避免破损管线。施工过程中应加强对其的巡视及观测，保证管线的安全和正常使用。（2）主要风险源和处理措施见下表施工类别危险源防范措施及对策施工准备安全管理不到位抗浮锚杆施工前必须对作业人员进行三级安全教育和操作规程及安全技术交底，特殊工种必须持证上岗，进入施工现场必须正确佩戴劳动防护用品。无安全技术方案抗浮锚杆施工前，项目部要对工程环境进行调查，必须编制施工方案并根据工程特点制定有针对性的安全技术措施，有项目部组织施工、安监、设备等部门共同会审，经技术负责人审核并签字后方可施工，并认真组织安全技术交底。工程环境调查不细致1、抗浮锚杆施工对临时设施有影响时，应提前采取加固措施；2、与有关单位联系，搞好周边地下管线、建筑物调查；3、基坑(槽)顶面应提前做好防、排水设施；4、基坑顶有动载时，坑口边缘与动载间的安全距离应根据基坑深度、坡度、地质和水文条件及运载大小等情况确定，且不应小于1.5m，必要时应采取加固措施或加大安全距离；机械施工机械伤害1、采用机械进行施工时，在钻孔机旋转范围内人员不得停留、不得进行任何其他作业。施工防护坠落、物体打击1、作好基坑四周围蔽工作，在基坑边按照规范要求设置护栏并挂设安全网及安全警示标志；2、为防止地面杂物掉入基坑，在基坑周边护栏下缘设置踢脚板；3、夜间施工时还需设置红色警示灯；4、人员上下基坑必须沿规定的通道行进，禁止攀爬土壁及踩踏支撑上下，任何人不得向基坑内抛投工具及物品；施工用电触电伤害1、施工现场临时用电必须采用三级配电两级保护及三相五线制系统；2、用电设备必须实行“一闸、一机、一保护”制度，严禁用一个开关直接控制两台及两台以上用电设备；3、非电工不得进行电工作，停电检修时要挂“有人操作，禁止合闸”标识，并设专人监护；4、用电设备必须规范接地；5、电缆线必须采取架空或套绝缘管的措施进行保护；5.12锚杆施工工艺及注意事项锚杆施工工艺为：锚孔定位编号→钻机就位→钻孔→清孔→下锚→注浆拔管→补浆→封锚。注意事项：锚杆成孔后，孔壁粘附有泥浆、泥皮，必须洗孔。洗孔时可采用专用泥浆泵高压清水洗孔，洗至水净为止，孔底沉渣也需一并清洗。注浆过程中，严格控制注浆配合比、注浆压力和注浆量。浆体在凝固过程中，锚孔顶部水泥浆会下沉，应及时补浆，确保锚固体质量。6、工程量统计（1）本项目A区域泵站抗浮力标准值63.2KN/m2，地下室总抗浮面积为1782.9m2，锚杆按2.0m×2.0m间距布置，实际布置锚杆数量为493根，每根锚杆长9.0m，每根锚杆的钢筋由3根HRB400C25的III级螺纹钢筋组成。（2）B区域分水井抗浮力标准值30KN/m2，地下室总抗浮面积为116.28m2，锚杆按2.0m×2.0m间距布置，实际布置锚杆数量为30根，每根锚杆长9.0m，每根锚杆的钢筋由2根HRB400C22的III级螺纹钢筋组成。7、质量和工期保证措施7.1质量目标确保本工程全部达到国家现行的工程质量验收标准。工程一次性验收合格。7.2质量保证措施（1）施工前，应将施工组织方案报有关技术部门及专业总工审核、审定。（2）开工前，根据施工各环节的质量要求，对参加施工的全体管理人员和施工工人进行技术交底、质量教育，以加强质量意识。（3）在施工过程中，对整个工程的各个工序进行全面质量管理，保证各工序的施工质量满足设计和规范要求，对不合格的工序，下道工序必须拒绝接收，并向工程负责人和施工负责人汇报，直到上道工序满足设计要求为止。（4）各工序的负责人必须作好本工序的记录，记录必须真实可靠，不得随意涂改原始记录。（5）工程技术负责人及时作好原始记录的整理工作，出现问题立即会同有关人员组织处理。（6）作好材质检查和验收工作，各种原材料必须具有质保书方能使用，地方建材必须具有质检报告并符合要求才能使用。同时把好现场进料质量验收关，对不合格材料坚决退回。接受现场甲方代表、监理、土建总包方的监督、检查。具体为：①施工方案报监理核准，并下达开工令；②施工需用的主要材料请监理现场签证后送检；③请监理校核放孔轴线及场地标高；④成孔后请监理验孔，并签字记录；⑤请监理监督下钢筋、注浆过程，并请监理在隐蔽施工记录上签字；⑥抗拔试验点由监理随机抽选。7.3质量保证关键点控制为保证每根抗浮锚杆达到设计的抗拔力，必须严格控制以下影响质量的关键点：（1）成孔深度必须≥设计深度。施工中应作好深度、孔径及孔底地层的记录并及时交项目经理或技术负责人签字确认。（2）成孔孔径必须满足设计要求。（3）降水深度应降低至抗浮锚杆深度以下。7.4组织保证措施 项目经理部成立QC小组，项目经理亲自抓质量工作，配齐专职质检工程师和质检