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文档简介
一般设设计部分 51工程地质及水文地质资料 51.1工程概况及工程地质 51.1.1工程地质 51.1.2水文地质 51.2工程周围环境 62设计依据和设计标准 62.1基坑工程设计依据 62.2基坑工程等级确定 72.3基坑设计控制原则 83基坑维护方案设计 83.1支护体系的组成 83.2几种常见支护体系 83.2.1深层搅拌水泥土围护墙 83.2.2槽钢钢板桩 93.2.3地下连续墙 93.2.4SMW工法(劲性水泥土搅拌桩法) 103.3方案对比分析及选择 103.3.1型钢选择 103.3.2水泥土搅拌桩 114基坑支撑方案设计 114.1支撑结构类型 114.2支撑方式的对比选择 124.3立柱 124.4围檩 134.5支撑制作注意事项 134.6基坑施工应变措施 134.6.1支护墙的渗水与漏水 134.6.2断桩及漏桩的处理 144.6.3防止侧向位移发展的措施 144.6.4流砂及管涌的处理 144.6.5临近建筑与管线位移的控制 144.7支撑施工技术要点 154.7.1支撑安装 154.7.2内支撑体系的拆除 154.7.3支撑体系主要施工技术措施 155计算书 165.1土压力计算 165.1.1标准段地下连续墙深度的确定 165.1.2土的特征计算 165.1.3水土压力计算 175.2支撑及墙体内力计算 185.2.1各参数的计算 195.2.2支撑内力的计算 195.2.3求最大弯距及剪力值 205.2.4SMW的内力验算 225.3基坑稳定性验算 235.3.1基坑底部抗隆起稳定性验算 245.3.2围护墙的抗倾覆稳定性验算 255.3.3整体圆弧滑动稳定性验算 275.3.4抗渗流验算 286基坑主要技术经济指标 306.1开挖土方量 306.2SMW工法水泥土搅拌桩水泥用量 306.3钢材用量计算 306.4人工费用计算 317基坑施工准备 327.1基坑施工的现场准备 327.1.1拆除障碍物 327.1.2测量放线 327.1.3“三通一平” 327.1.4临时设施的准备 327.2基坑施工的技术准备 337.3施工物资的准备 347.3.1物资准备 347.3.2劳动力准备 347.3.3季节施工及应急准备工作 358施工方案 358.1工程概况 358.2工程技术特征 368.3施工工法 368.3.1基坑开挖类型 368.3.2基坑开挖及支撑顺序 378.3.3基坑开挖安全保证措施 378.4SMW围护结构施工 388.4.1导墙制作 388.4.2开挖沟槽及制作泥浆池 388.4.3SMW围护结构钻进施工 388.4.4型钢插入 408.4.5压顶圈梁制作 408.4.6H型钢回收 408.5围护结构质量保证措施 408.5.1质量技术措施 408.5.2质量检验方法 418.6支撑保护 418.7基底加固的混凝土施工 418.7.1施工流程 418.7.2主要技术参数 428.7.3质量检验方法 428.8围护防渗漏措施 428.9降水措施 428.9.1轻型井点降水 428.9.2深井泵井点降水 448.10SMW桩施工冷锋处理 449施工总平面布置 459.1施工现场临时建筑物的布置原则 459.2施工用的临时运输线路的布置 459.3建筑材料的堆放位置 469.4大型设备停放 4610施工进度计划及管理措施 4610.1施工总体筹划 4610.1.1施工筹划的目标 4610.1.2施工进度计划和劳动力设备安排 4610.2施工流程 4710.2.1施工流程 4710.2.2工期保证措施 4810.3工期安排 4910.4施工过程控制与检查 5011质量、安全、文明管理措施 5011.1质量保证体系 5011.2质量保证措施 5011.2.1通用保证措施 5011.2.2防水层质量保证措施 5111.2.3对供货商的管理措施 5111.3土方运输环境管理规定 5111.3.1车辆情况 5111.3.2土方装卸 5211.3.3土方运输 5211.3.4应急响应 5211.4结构施工质量标准 5211.5安全生产管理措施 5311.6文明施工措施 5411.6.1文明施工目标 5411.6.2文明施工措施 54参考文献 55专题设计部分 56深表土和浅表土静止土压力的对比分析 561.问题的提出 562.研究目的、工程意义、研究内容和研究方法 562.1研究目的 562.2工程意义 572.3研究内容 572.4研究方法 582.5研究困难 583浅表土试验结果与分析 583.1理论分析 583.1.1土性的影响 583.1.2中和应力的影响 593.1.3土样扰动程度的影响 593.1.4结构性的影响 593.2浅表土的几种计算方法 603.2.1用经验公式计算 603.2.2理论方法确定的研究现状 613.2.3原位试验确定的研究现状 623.2.4室内土工试验确定 623.2.5试验方法对比分析 654深厚表土试验结果与分析 664.1理论分析 664.1.1固结时间对固结土力学特性的影响 664.1.2高压对固结土的力学特性的影响 674.2试样制作 684.2.1试验方法 684.2.2深厚表土试验结果与分析 684.2.3结果分析 715结论 716展望 72翻译部分 74英文原文 74.中文译文 80致谢 84设设计部分1工程地质及水文地质资料1.1工程概况及工程地质1.1.1工程地质南京地铁珠江路综合楼工程位于中山路吉兆营路路口东南角,占地面积南北长约70m,东西宽约50m。综合楼主楼26层,高约100m,采用钢结构体系;裙楼高6层,采用框架结构体系。综合楼设三层地下室,本工程地质条件与珠江路车站北段基本类似,地面实测标高在10.46m左右。建址范围内自上向下土层构成分别为:(1)①杂填土:褐黄色,松散~稍密,由碎砖、碎石及粉质粘土混填;(2)①-2b2-3素填土:褐黄~褐灰色,软~可塑,主要由粉质粘土填积,夹少量碎砖;(3)②-1b3粉质粘土:灰黄~褐灰色,软塑,局部夹粉土;(4)②-2b3-4粉质粘土:灰色,软~流塑,夹淤泥质粘土;(5)③-1-1b1-2粉质粘土:灰黄~绿灰色,可~硬塑;(6)③-1-1b2粉质粘土:灰黄~褐黄色,可塑;(7)③-1-2b3-4粉质粘土:褐黄~褐灰,软~流塑;(8)③-2-1b2-3粉质粘土:褐黄~褐灰,可~软塑;(9)③-2-2b3-4粉质粘土:褐灰~灰色,软~流塑,夹薄层粉砂;(10)③-3-1b2粉质粘土:褐灰~灰色,可塑;(11)③-3-2b2粉质粘土:灰黄~绿灰色,可塑,夹少量粉细砂及卵砾石;(12)③-3-3d2中粗砂:灰~灰黄色,中密,局部分布;(13)③-4e粉质粘土混粗砂卵砾石:灰黄色~紫红色,可塑,卵砾石含量一般为5~30%,粒径1~8cm,局部含量达60%,粒径大于10cm。1.1.2水文地质场区内地下水主要为浅层孔隙潜水和微承压水。浅层孔隙潜水直接由大气降水和地表水的渗入补给,地下水位埋深约1.0~1.4米。我们取地下水位为1米,高程为深层微承压水主要分布在第③-3-3d2层2.0m厚的粗砂混砾石土层中,地下水位埋深约32m左右。该层地下水的补给来源和径流条件较复杂。场地内水的渗透性较差,在4.5m厚的第③-1-2b3-4层粉质粘土(夹薄层状粉砂)中,水平渗透系数为12.1×10-7cm/s,垂直渗透系数为59×10-7cm1.2工程周围环境根据《基坑工程手册》,在大中城市建筑物稠密地区进行基坑工程施工,宜对下述内容进行调查:(1)周围建(构)筑物的分布,及其与基坑边线的距离,(2)周围建(构)筑物的上部结构型式、基础结构及埋深、有无桩基和对沉降差异的敏感程度,需要时要收集和参阅有关的设计图纸,(3)周围建筑物是否属于历史文物或近代优秀建筑,或对使用有待殊严格的要求;(4)如周围建(构)筑物在基坑开挖之前已经存在倾斜、裂缝、使用不正常等情况通过拍片、绘图等手段收集有关资料。必要时要请有资质的单位事先进行分析鉴定。本工程建址为一块已拆迁的空地,南侧为同仁大厦的附属建筑,该建筑结构为6层钢筋混凝土框架结构,其地下室边墙距离车站东边墙约8m,基础为30m深的450×450静压预制桩。东侧为同仁宾馆,该建筑为7层框架结构,片筏基础,柱下450×450静压预制桩,深度24m。在吉兆营路的北侧,有二幢省电力建设公司的砖混结构多层房屋,其中一幢为7层,1幢为4层,均为条形基础,结构较差。两幢建筑距基坑北边线12.5m。中山路下有若干地下市政管线,与本工程关系密切的是下水1050、电力380V和电信排管,这些管线由于地铁施工的需要目前正在搬迁中。吉兆营路目前正在拓宽,拟作为中山路翻交后的非机动车绕行道路。因此,地面超载取为20。2设计依据和设计标准2.1基坑工程设计依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)《地基与基础工程施工及验收规范》(GBJ202-83)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)《地基处理技术规范》(DBJ08-40-94)《地铁基础工程施工规程》(SZ-08-2000)《基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97)《简明深基坑工程设计施工手册》《基坑工程手册》2.2基坑工程等级确定在基坑方案总体设计中,必须根据周围环境要求、工程功能要求等制定出安全而合理的设计标准。按深基坑工程已有工程经验,根据周围环境保护要求,将基坑变形控制标准分为四个等级如下表2-1表2-1:基坑变形控制保护等级标准保护等级地面最大沉降量及围护墙水平移控制要求环境保护要求特级1.地面最大沉降量≤0.1℅H;2.围护墙最大水平位移≤0.14℅H;3.K≥2.2离基坑10m,周围有地铁,共同沟、煤气管、大型压力总水管等重要建筑及设施必须确保安全一级1.地面最大沉降量≤0.2℅H;2.围护墙最大水平位移≤0.3H;3.K≥2.0离基坑周围H范围内设有重要干线、水管、大型在使用的构筑物、建筑物二级1.地面最大沉降量≤0.5℅H;2.围护墙最大水平位移≤0.7℅H;3.K≥1.5在基坑周围H范围内设有较重要支线管线和一般建筑、设施三级1.地面最大沉降量≤1℅H;2.围护墙最大水平位移≤1.4℅H;3.K≥1.2在基坑周围30m范围内设有需保护建筑设施和管线构筑物注:H为基坑开挖深度,在17m左右,K为抗隆起安全系数,按圆弧滑动公式算出。根据以上标准,该工程等级可以确定为二级。2.3基坑设计控制原则1)全面响应招标文件,严格遵守招标文件的各项条款。2)采用先进、成熟、有效、切实可行的施工方案,确保在业主要求工期内,安全、优质、高效、低耗地完成本标段施工任务。3)充分考虑本标段工程特点和周边施工环境,最大限度地降低工程施工对城市秩序、环境卫生、市容市貌、地面交通、既有设施安全及市民正常生活带来的不利影响。4)严格贯彻“安全第一”的原则;采用监控量测措施和信息反馈系统指导施工,确保施工安全、环境安全及周边建筑物安全。5)确保工程质量和工期。6)文明施工和环境保护达到沈阳市政府及业主的要求。7)坚持优化技术方案和推广应用“四新”成果,加强科技创新和技术攻关,应用新技术、新材料、新工艺、新设备,确保工程全面创优。8)加强施工管理,提高生产效率,降低工程造价。3基坑维护方案设计3.1支护体系的组成当基坑工程的土方开挖、采用有支护开挖方式时,在基坑土方开挖之前则需先施工支护体系。支护体系按其工作机理和材料特性,分为水泥土挡墙体系、排桩和板墙式支护体系和边坡稳定式三类。水泥土挡墙体系,依靠其本身的自重和刚度保护坑壁,一般不设支撑,特殊情况下经采取措施后亦可局部加设支撑。排桩和板墙式支护体系,通常由围护堵、支撑(或土层诺杆)及防渗旅幕等组成。3.2几种常见支护体系在基坑支护中,实际上多采用以下四种方法,根据工程水文地质及工程安全等级、周围环境等各方面的要求,对以下四种支护方式进行具体的分析,从而选出最适合于本工程施工的一种支护方式。3.2.1深层搅拌水泥土围护墙深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙的优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济。其缺点首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时。为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。一般情况下,当红线位置和周围环境允许,基坑深度<7m,在软土地区应优先考虑采用之。3.2.2槽钢钢板桩这是一种简易的钢板组合护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6—8m,型号由计算确定。打人地下后顶部近地面处设一道拉锚或支撑。由于搭接处不严密,一般不能完全止水。如地下水位高,需要时可用轻型井点降低地下水位。一般只用于一些小型工程。钢板桩的优点是材料质量可靠,在软土地区打设方便,施工速度快而且简便;有一定的挡水能力(小趾口音挡水能力更好);可多次重复使用;一般费用较低。其缺点是一般的钢板桩刚度不够大,用于较深的基坑时支撑(或拉锚)工作量大,否则变形较大;在透水性较好的土层中不能完全挡水;拔除时易带土,如处理不当会引起土层移动,可能危害周围的环境。由于其截面抗弯能力弱,一般用于深度不超过4m的基坑。3.2.3地下连续墙地下连续墙是于基坑开挖之前,用特殊挖槽设备、在泥浆护壁之下开挖深槽,然后下钢筋笼浇筑混凝土形成的地下土中的混凝土墙。地下连续墙用作围护墙有以下优点:(1)施工时振动少、噪声低,可减少对周围环境的影响,能紧邻建筑物和地下管线施(2)地下连续墙刚度大、整体性好、变形相对较小,可用于深基坑;(3)地下连续墙为连续整体结构,施工时处理好接头部怔,能有较好的抗渗止水作用地下连续墙有如下的缺点:如单独用作围护堵成本较高;施工时需泥浆护壁,泥浆要妥善处理,否则影响环境。当基坑深度大,周围环境复杂井要求严格时,往往首先考虑采用。3.2.4SMW工法(劲性水泥土搅拌桩法)SMW工法为日本的叫法,国内亦称劲性水泥土搅拌校法,即在水泥土搅拌桩内插入H型钢等(多数为H型钢,亦有插入拉森式钢板桩、钢管等),将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护培。从我国目前的设计施工水平看,SMW工法围护墙在软土地区用于两层地下室的基坑工程(深度8—10m)完全是可以的,上海东方明珠二期工程用于10.7m基坑。如果用后能将H型钢拔出回收,则经济效益显著。3.3方案对比分析及选择对于深层搅拌水泥土围护墙,由于基坑开挖深度达到17.86米,坑内无支撑肯定达不到安全施工的要求。同时基坑长度过大,达到71.06对于槽钢钢板桩,由于搭接处不严密,一般不能完全止水。且一般的钢板桩刚度不够大,用于较深的基坑(本工程17.86m)时支撑(或拉锚)工作量大,变形较大;且由于其截面抗弯能力弱,一般用于深度不超过4m的基坑。对于本工程,显然不合要求,故放弃此支护方案。对于地下连续墙和SMW(劲性水泥土搅拌桩法),是深基坑支护方式最常用的几种方法之一,在此工程中两种方法都可以应用。但是考虑到环境和造价要求,我认为还是优先使用SMW(劲性水泥土搅拌桩法)工法进行施工。因为该工程南侧为同仁大厦的附属建筑,东侧为同仁宾馆,在吉兆营路的北侧,有二幢省电力建设公司的砖混结构多层房屋,两幢建筑距基坑北边线12.5m,由于地下连续墙施工对环境的要求和破坏都很大,同时由于该工程开挖深度深,基坑长,如果采用地下连续墙施工的话,那么工程造价势必会提高很多。所以采用SMW工法较为合理。具体参数如下。3.3.1型钢选择SMW工法中,由于内插型钢,不需要配筋。选用取HW394*398*18*11H型钢,型钢截面见图3-1。3.3.2水泥土搅拌桩水泥土搅拌桩桩机钻孔直径为800mm,孔轴间距为600mm,且水泥搅拌桩选择w=394mm,t=600mm,见图3-2。4基坑支撑方案设计4.1支撑结构类型根据《基坑工程手册》,对于深度较大的基坑,为使围护堵经济合理和受力后变形的控制在一定范围内,都需沿围护墙竖向增设文承点,以减小跨度。如在坑内对围护墙加设支承称为内文撑;如在坑外对围护墙拉设支承,则称拉锚(土锚)。内支撑受力合理、安全可靠、易于控制图护墙的变形但内支撑的设置给基坑内挖土和地下室结构的支模和浇筑带来一些不便,需通过换撑加以解决。用土锚拉结围护墙,坑内施工无任何阻挡,但于软土地区土锚的变形较难控制,且土锚有一定长度,在建筑物密集地区如超出红线油需专门申请,否则是不允许的。一般情况下,在土质好的地区,如具备锚杆施工设备和技术,应发展土锚;在软土地区为便于控制围护墙的变形,应以内支撑为主。支护结构的内支撑,按材料分,可分为钢支撑和钢筋混凝土支撑两类。钢支撑的优点是安装和拆除速度较快,能尽快发挥艾撑的作用,减小时间效应,既使围护墙因时间效应增加的的变形减小;可以重复利用,多为租赁方式,便于专业化施工;可以施加预紧力,还可根据围护墙变形发展情况,多次调正预紧力值以限制围护墙变形发展。其缺点是整体刚度相对较弱,支撑的间距相对较小;由于在两个方向施加预紧力,使纵、横向方捏的诈接处处于铰接状态。钢筋混凝土支撑优点是形状多样性,由于是现浇而成,可浇筑成直线、曲线构件,可根据基坑平面形状,浇筑成最优化的市置型式;整体刚度大、安全可靠,可使围护墙的变形小,有利于保护周围环境;可方便地变化构件的截面和配筋,以适应其内力的变化。其缺点是支撑成型和发挥作用时间长,现场浇筑需时较长,再加上养护达到规定的强度,时间更加长,为此时间效应大,使围护墙因时间效应而产生的变形增大;属一次性的支撑结构,不能重复利用(做成装配式者例外);拆除相对困难,如利用控制爆破拆除,有时周围环境不允许,如用人工拆除.时间较长,劳动强度大。4.2支撑方式的对比选择由于本工程的施工同时施工影响着珠江路地铁车站的施工,所以工期较为紧张。而钢筋混凝土支撑由于其成型和发挥作用时间长,现场浇筑需时较长,同时养护要达到规定的强度,时间更加长,一来是时间不允许,二来是围护墙也会因时间效应而产生变形增大的后果;且不能重复利用;拆除相对困难。又由于工程周围建筑物较多,空间上也不许。而钢支撑的安装和拆除速度较快,能尽快发挥支撑的作用,减小时间效应,有利于保证工期;可以重复利用。此基坑长度长,开挖深度大,若是连结处处于绞结状态的话,对于基坑开挖的安全性是不能保证的,也能满足环境的要求。因此我建议采用钢支撑施工,采用4.3立柱当基坑的平面尺寸较大时,需布置支撑立柱来支撑水平支撑系统的自重,同时还可以防止支撑弯曲,在一定程度上起到缩短支撑的计算长度,防止支撑失稳破环的作用。支撑立柱通常采用钢立柱。由于在基坑开挖结束建筑底板的时候支撑立柱一般不能拆除,所以立柱最好做成格构式,以利于底板钢筋的通过,否则必须截断底板钢筋或在立柱侧壁上穿洞,而造成不必要的麻烦。本工程中,立柱采用和钢支撑同样的材料,为4.4围檩围檩的作用为将支护墙体上所承受的土压力、水压力等外荷载传递到支撑上,围檩的另一个重要作用是加强支护墙体的整体性,将支护墙体的各施工单元组成一个整体而共同受力。4.5支撑制作注意事项内支撑施工体系安装施工要点:(1)千斤顶预加轴力必须对称同步,以平衡横撑自重下落的可能和初期开挖预放的初应变。(2)钢管横撑的设置时间必须严格按设计工程条件掌握,土方开挖时应分段分层,严格控制安装横撑所需的基坑开挖深度。(3)所有支撑连接处,均应垫紧贴密,防止钢管支撑偏心受压。(4)端头斜撑处钢围囹及支撑头,必须严格按设计尺寸和角度加工焊接、安装、保证支撑为轴心受力。(5)钢管支撑安装的允许偏差应满足表4.1的规定表4.1钢管横撑安装的允许偏差项目横撑中心标高及同层顶面的标高差支撑两端的标高差支撑挠曲度主柱垂直度横撑与主柱的轴线偏差横撑水平轴线偏差允许值±30mm≤20mm≤1/600L≤1/1000L≤1/3000H≤50mm≤30mm4.6基坑施工应变措施4.6.1支护墙的渗水与漏水土方开挖后支护墙出现渗水或漏水,对基坑施工带来不便,如渗漏严重时则往往会造成土颗粒流失,引起支护墙背地面沉陷甚至文护结构坍塌。在基坑开挖过程中,一旦出现渗水或漏水应及时处理,常用的方法有:对渗水量较小,不影响施工区不影响周边环境的情况,可采用坑底设沟排水的方法。对渗水量较大,但没有泥砂带出,造成施工困难,而对周围影响不大的情况,可采用“引流—修补”方法。4.6.2断桩及漏桩的处理在成桩过程中有时会遇到无法清除的地下障碍,使支护桩形成断桩或漏桩现象,在钻孔灌注校施工中也会遇到坍孔等原因造成断校。这对支护堵的受力会带来影响,断桩或漏桩处也易造成严重漏水。对于施工过程中已知的或怀疑可能发生的断桩或漏桩,在基坑开挖前,应先行对该桩险及桩背进行压密注浆或高压喷射注浆,保证其在开挖后不发生严重漏水,以便开挖后处理。断桩如发生在基坑底面以上,则在开挖后,可将断校部位的泥浆、粘土、浮浆及不密实的棍凝土凿干净,支模后用很凝土补浇填实。对于施工过程中未知的断桩或漏校,开挖发现后应先进行止水处理,再用混凝土补浇填实施工阶段未知的断桩,其位置又发生在基坑底面以下,一般很难发现也难以修复。4.6.3防止侧向位移发展的措施基坑开挖后,支护结构发生一定的位移是正常的,但如位移过大,或位移发展过快,则往往会造成较严重的后果如发生这种情况,应针对不同的支护结构采取相应的应急措施。4.6.4流砂及管涌的处理在细砂、粉砂层土中往往会出现局部流砂或管涌的情况,对基坑施工带来困难。如流砂等十分严重则会引起基坑周围的建筑、管线的倾斜、沉降。对轻微的流砂现象,在基坑开挖后可采用加快垫层浇筑或加厚垫层的方法“压住”流砂。对较严重的流砂应增加坑内降水措施,使地下水位降至坑底以下0.5—1m左右。降水是防治流砂的员有效的方法。但应注意,坑内降水不能对基坑外产生不利影响,因此,如果支护结构本身没有止水惟幕或止水椎幕渗漏严重的,则应慎用。4.6.5临近建筑与管线位移的控制基坑开挖后,坑内大量土方挖去,土体平衡发生根大变化,对坑外建筑或地下管线往往也会引起较大的沉降或位移,有时还会造成建筑的倾斜,并由此引起房屋裂缝,管线断裂、泄漏。对建筑的沉降的控制一般可采用跟踪注浆的方法。对基坑周围管线保护的应急措施一般有二种方法:一是打设封闭桩或开挖隔离沟;二是管线架空。4.7支撑施工技术要点4.7.1支撑安装钢支撑安装的质量直接影响到工程安全和施工人员的安全,对于工程质量和地表沉降有着至关重要的作用,必须引起高度重视,施工中,必须加强以下几个方面的控制:(1)本次基坑施工的钢支撑选用φ580规格,钢支撑进场后,应有技术人员专人负责(2)钢支撑进入施工现场后都应作全面的检查验收,必须进行试拼装,不符合要求的坚决不用。(3)对施加支撑轴向预应力的液压装置要经常检查,使之运行正常,使量出的预应力值准确,每根支撑施加的预应力值要记录备查。(4)钢管支撑连接螺栓一定要全数栓上,不能减少螺栓数量,以免影响钢支撑的拼接质量。(5)在基坑开挖与支撑施工中,应对SMW墙体的变形和地层移动进行监测,内容包括SMW墙体变形观测及沉降观测、邻近建筑物沉降观测。要求每天都有日报表,及时反馈资料指导施工。4.7.2内支撑体系的拆除支撑体系拆除的过程其实就是支撑的“倒换”过程,即把由钢管横撑所承受的侧土压力转至永久支护结构或其他临时支护结构。支撑体系的拆除施工应特别注意以下两点:(1)拆除时应避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。(2)利用主体结构换撑时,主体结构的楼板或底板混凝土强度应达到设计强度。4.7.3支撑体系主要施工技术措施(1)严格遵循“边挖边撑”的原则,合理安排施工周期第一层土方开挖沿纵向长度一次不超过6m,一旦挖出工作面即迅速安装钢支撑,当支撑预应力施加完成后,才能继续沿纵向开挖。第二层及以下各层土体开挖中,每一小段长度不超过6m,开挖每一层的小段土方,要再16小时内完成,随即在8小时内安装好两根钢支撑,完成后方可进行下一段或下一层土方开挖。斜支撑的头部设置垫箱。(2)施加支撑预应力开挖前准备好合格的支撑以及施加支撑预应力的各项装置、仪表,支撑时按设计支撑轴向力的80%施加预应力,考虑到所加预应力损失10%,对施加预应力的油泵装置要经常检查,使之运行正常。5计算书5.1土压力计算5.1.1标准段地下连续墙深度的确定按照《基坑工程手册》,搅拌桩的加固深度,亦即桩的长度,与开挖深度及土层分布等因素有关,一般取开挖深度的1.8—2.2倍进行试算。即H=1.8h=1.8*17.86=32.12(m)。5.1.2土的特征计算计算中通常考虑粘性土的内摩擦角和粘聚力c的影响。为简化计算,对成层构造的土体,墙底以上各层土的物理力学性质指标按各层土的厚度加权平均计算,即:(5-1)(5-2)(5-3)式中::第i层土天然重度(kN/m);:第i层土的厚度(m);:第i层土的内摩擦角(º);:第i层土的粘聚力(KPa);H:墙深(m),取H=1.8h=32.12m.由墙底至坑底间各土层参数计算得:=(1.3*18+0.9*18+0.8*18.93+3.3*18.83+4.5*19.9+3.1*19.49+3.6*18..54+1.8*18.73+3.5*17.96+6.1*19.62+3.12*20)19.07(kN/m)=19.07(kN/m)=(1.3*10+0.9*10+0.8*11.4+3.3*10+4.5*6.66+3.1*9.2+3.6*15.0+1.8*12.2+3.5*9.3+6.1*11.410.5+3.12*)/32.12(KPa)=10.4(KPa)(1.3*20+0.9*20+0..8*28.3+3.3*26.9+4.5*18.8+3.1*26.9+3.6*21+1.8*20+3.5*20+6..1*22+3.12*25.5)/32.12()=22.4()5.1.3水土压力计算由于年平均地下水位在地表以下1.0-1.4m,取地下水位在地表以下1.0m处。地面超载取20kN/m。开挖面以下主动土压力:计算压力简图5-1如下:EaEaEpPa1Pa3Pp2Pp3qPa2123有公式:(5-4)Ka=tan(45o-/2)=0.45其中:—坑内土的被动土压力;—计算厚度内土的平均天然重度(KN/m3);—计算厚度内土的平均内摩擦角(º);c—计算厚度内土的平均粘聚力(KPa);—水的重度;取为10KN/m3;—土的浮重度;—水土压力的临界值点。代入数值计算得:-4.42KPa248.45KPa454.62KPa2)开挖面以下被动土压力:(5-5)其中:=tan(45o+/2)=2.19代入公式计算得:31.64KPa628.01KPa5.2支撑及墙体内力计算在本设计中,我采用日本的山肩邦男为简化计算,山肩邦男提出了如下近似解法,其基本假定如下:(1)在粘土地层中,挡土结构作为底端自由的有限长弹性依;(2)挡土结构背侧土压力在开挖面以上取为三角形,在开挖面以厂取为矩形,已抵消开挖面—侧的静止上压力;(3)开挖面以下土的横向抵抗反力取为被动土压力;(4)横撑没置后即作为不动支点;(5)下道横撑设置后,认为上道横撑的轴力保持不变且下道横撑点以上的挡土结构仍保持原来的位置;(6)开挖面以下挡土结构弯矩M=0的那点假设为一个铰,而且忽略此铰以下的挡土结构对此铰以上挡土结构的剪力传递。5.2.1各参数的计算按水土分算公式计算水土压力等于零的点:令式(5-4)等于零得:=0.96m由式(5-4)计算得基坑底水土压力:=248.45KPa由上面计算的水土压力等于零的点力地面以下0.96m,考虑地下水位的作用取水土压力等于零的点力地面以下1.0m处,近似取水土压力为三角形分布,三角形的顶点在地表以下1.0m处,可得三角形荷载的斜率:=====-==因为=x+,由式(5-5)可得:=41.76x+31.64则有:=41.76=31.64=105.2.2支撑内力的计算因为我们所考虑的墙后水、土荷重图式与山肩邦南法所采用的不一样,故虽然照山肩邦南的基本假定,但是另行推导了近似解的计算公式。基本假定与山肩邦南法相同。开挖面以下的水平力认为衰减到零。被动侧的土抗力认为达到被动主动力,为区别于山肩邦南已减去静止土压力部分,以代替。计算简图5-2如下:由和推导得出以下式子(5-6),(5-7):和根据计算机VB编写的计算小程序可以直接得出各支撑的轴力和墙体所受的弯矩。各计算参数如下:第一道支撑的参数:K=1i=0=6.5+20/r=7.55==4.5=;第二道支撑的参数:K=2i=0,1=12.01=9=4.5==;第三道支撑的参数:K=3i=1,2=16.51=13.5=9=4.5=;第四道支撑的参数:K=4i=1,2,3=18.85=15.84=11.34=6.84=2.34=;计算得:=3.65=5.86 =7.93 =8.63=325.33=599.38=940.73=675.45=8.28=-407.43=-1372.36=-2971.53=-3522.32注:为坑底的弯矩值。5.2.3求最大弯距及剪力值(1)最大弯矩值由经验可知最大弯矩处位于基坑底面和最后一道支撑之间.设该点距最后一道支撑的距离为xm。则对此点取距得:对两边求导=325.33+599.38+940.73+675.45-14.73(x+15.5)2/2使=0可得:X=2.077代回可得最大弯矩=3546.45kN.m围护结构及支撑内力见下图5-3:轴力值弯矩值-8.28KN.m407.43KN.m172.36KN.轴力值弯矩值-8.28KN.m407.43KN.m172.36KN.m325.33kN2971.53KN.m599.38kN940.73kN3532.32KN.m675.45kN3546.45KN.m(1)内力计算按厚度为h的混凝上壁式地下墙,计算出每延米墙之内力,,然后换算得每根型钢承受的内力:(5-8)注:w为型钢的宽度;t为型钢间的净距。由于我们只要验算出内力最大处的强度若满足要求,那么结构就会安全.在5.2的支撑和墙体的内力计算中我们已经得最弯矩和剪力为:=3546.45(KN.m)=452.29(N)故:=3546.45*(0.394+0.600)=3525.17(KN.m)=452.29*(0.394+0.600)=449.57(KN)(2)强度验算1)抗弯验算考虑弯矩全部由型钢承担,则型钢应力需满足下式:(5-9)注:—型钢抵抗矩(mm3);=2860cm3—绕X轴的最大计算弯矩();—一代入数值得:2)型钢抗剪验算:(5-10)注:—计算剪力(N):—型钢面积矩(mm3);——所验算点处的钢板厚度;=11mm—代入数值得:5.3基坑稳定性验算在基坑开挖时,由于坑内土体挖出后,使地基的应力场和变形发生变化,可能导致地基的失稳,例如地基的滑坡,坑底隆起及涌砂等。所以在进行支护设计(包括排桩支护与地下连续墙支护等)时,需要验算基坑稳定性,必需时应采取必要的加强防范措施,使地基的稳定性具有一定的安全度。5.3.1基坑底部抗隆起稳定性验算许多验算抗隆起安今系数的公式中,仅仅给出了纯粘性土()或纯砂性土(c=0)的公式。很少同时考虑c,。显然对于一般的粘性土,在土体的抗剪强度中应包括c,的因素。因此参照Ptndtl和Terzaghi的地基承载力公式,并将墙底面的平面作为求极限承载力的基准面,示意图5-5如下:hh0Dγ2γ1(h0+D)q(5-11)其中:D:墙体入土深度(m),D=14.26m:基坑开挖深度(m),=17.86m;,:墙体外侧及坑底土体加权平均重度(kN/m),=19.06kN/m,=19.07kN/m;,—分别为墙底以下主要影响范围内地基土的粘聚力、内摩擦角峰值,取,;q:地面超载(KN/m),取q=20kN/m;,:地基承载力系数,由太沙基公式:其中,由太沙基公式得:(5-12)(5-13)代入得:=9.08==20.11把各数值代入公式(5-11)中得:=4.248为支护墙底地基承载力安全系数。根据基坑重要性等级,一级基坑取2.5;二级基坑取2.0;三级基坑取1.7。本基坑的安全等级为二级,故验算满足要求.5.3.2围护墙的抗倾覆稳定性验算板式支护结构的抗倾覆稳定性又称踢脚稳定性,是验算最下道支撑以下的主动、被动土压力绕最下道支撑(拉锚)点的转动力矩是否平衡。计算简图如图5-6:图5-6抗倾覆计算简图hhdht432eP,3eP,2ea,3ea,4EpEaq1支护结构的抗倾覆稳定性可按式下式验算:(5-14)(1)土压力计算2点处的被动土压力、3点处的主被动土压力已在荷载计算中计算得出:=31.64KPa;628.01KPa;454.62KPa;4点处的主动土压力式5-4计算:=214.36KPa;(2)坑内、外土体土压力对支撑点产生的力矩:(5-15)(5-16)其中式中:—坑内被动土压力对最下层支撑点4点处产生的力矩,kN.m/m;—坑外主动土压力对最下层支撑点4点处产生的力矩,kN.m/m;—坑内开挖面处被动土压力强度,KPa;—坑内墙角处被动土压力强度,KPa;—最下道支撑4点处距离开挖面的距离,m;=2.34m;—连续墙埋深,m;=14.26m;—坑外最下道支撑处4点处的主动土压力强度,KPa;—坑外墙底处的主动土压力强度,KPa;代入参数得到:=54646.16(kN.m/m)=31382.5(kN.m/m)=54646.16/41382.5=1.32>1.2故抗倾覆稳定性满足要求。5.3.3整体圆弧滑动稳定性验算全面地对有支护基坑进行稳定性分析,是基坑工程设计的最重要环节之一。分析中所需地质资料要能反映基坑顶面以下至少2.3倍基坑开挖深度的工程地质和水文地质条件。采用圆弧滑动法验算支护结构和地基的整体抗滑动稳定性时,应注意支护结构一般有内支撑或外锚拉结构,墙面垂直的特点,不同于边坡稳定验算的圆弧滑动,滑动面的圆心一般在挡墙上方,靠坑内侧附近.通过试算确定最危险的滑动面和最小安全系数。考虑内支撑作用时,通常不会发生整体稳定破坏,因此,对支护结构,只设一道支撑时,需验算整体滑动、对设置多道支撑时可不作验算。5.3.4抗渗流验算在地下水位较高地区基坑开挖以后,地下水形成水头差,使地下水由高处向低处渗流。当渗流力较大时,就有可能造成基坑底部的潘流或管涌稳定性破坏。为防止此类破坏,便可通过提高挡水帐幕入土深度,增长地下水渗流路线,从而减小渗流水力坡度,达到防止渗流或管涌失稳破坏的目的。由于该工程地下水位埋深约32m左右,而搅拌桩的入土深度为32.12m,故取坑底渗流路径刚好通过基坑底部。如图5-7所示,可通过下式验算基坑底部稳定性:(5-17)式中:—坑底土体临界水力坡度,根据坑底土的特性计算:—坑底土体的相对密度;依规范取2.65;—坑底土体天然孔隙比;依照地质资料,按平均加权计算得:0.828;i—坑底土体渗流水力坡度;;—基坑内外土体的渗流水头(m),取坑内外地下水位差;取为17.84m;L—最短渗径流线总长度(m),;—渗径水平段总长度(m);0.8m;—渗径垂直段总长度(m);—基坑底部下地下水位距离桩底部距离(m);;D—基坑底部距离桩底部距离(m);D=14.26m;m—路径垂直段换算成水平段的换算系数,单排挡小帷幕墙取时,m=1.50;多排帷幕墙取m=2.0;—抗渗流或抗管涌稳定性安全系数,取1.5—2.0。基坑底土为砂性土、砂质粉土或粘性土与粉性土中有明显薄层粉砂夹层时取大值。D'hD'hwDH图5-7坑底土体渗透计算简图由=17.84m=14.26-1=13.26(m)得:=17.84+2*13.26=44.32(m)由于按单排桩计算,故m取为1.5,由公式得:=44.32+1.5*0.8=45.52(m)由于=2.65、=0.828,由公式得:==0.9026由于=17.84m、=45.52,由公式得:==0.3919故==2.30>2.0,满足要求。6基坑主要技术经济指标6.1开挖土方量71.6*45.8*17.84=58502.35(m3)m36.2SMW工法水泥土搅拌桩水泥用量6.3钢材用量计算Kg:=Kg6.4人工费用计算施工过程中,主要工序人员如下:1支围护桩专业施工队,二个作业面,60人;基坑开挖,1支机械化基坑施工队,90人,分为2个作业面;内部结构回筑,1支结构施工队,170人,2个作业面同时展开。剩余工序人员分配如下,注浆加固,1支地基加固施工队,30人;制作支撑支承桩,1支桩基施工队,35人。地基加固制作支撑7基坑施工准备7.1基坑施工的现场准备7.1.1拆除障碍物首先拆除场地上的妨碍施工的建筑物或构筑物,再改造地下的妨碍施工的管线。7.1.2测量放线按照设计单位提供的建筑总平面图及给定的永久性的经纬坐标控制网和水准控制基桩,进行场区施工测量,设置场区永久性经纬坐标桩,水准基桩和建立场区工程测量控制网。7.1.3“三通一平”“三通一平”是指路通、水通、电通和平整场地。(1)通路:施工现场的道路是组织物资运输的动脉。在工程开工前,必须按照施工总平面布置图的要求,修好施工现场的永久性道路以及必要的临时道路,形成完整畅通的运输网络。(2)通水:水是施工现场的生产和生活不可缺少的。在工程开工前,必须按照施工平面布置图的要求,接通施工用水和生活用水的管线,使其尽可能与永久性的给水系统结合起来,做好地面排水系统,为施工创造良好的环境。(3)通电:在工程开工前,要按照施工组织设计的要求,接通电力和电讯设施,做好其他能源(如蒸汽、压缩空气)的供应,计算选择配电变压器;架设好连接电力干线的工地内外临时供电线路及通讯线路。(4)平整场地:按照建筑总平面图的要求,首先拆除场地上的妨碍施工的建筑物或构筑物,然后根据建筑总平面图规定的标高和土方的竖向设计图纸,进行挖填土方的工程量计算,确定平整场地的施工方案,进行平整场地的工作。7.1.4临时设施的准备按照施工总平面图的布置,建造施工临时设施,为正式开工准备好生活、办公、生产、居住和贮存等的临时用房。(1)现场布置方案根据业主要求,周边工程环境,施工总体安排及经四路交通疏导的需要,施工现场布置应达到以下目的:a分期疏导场外交通,确保经四路交通安全畅通。b确保按期恢复经四路交通,满足奥体中心整体绿化的要求。c不对周边在建工程造成不良影响,特别是紧邻商业区的联强大厦。d生产、生活、办公区域分开布置,方便生产生活。e场地布置美观、整洁、尽量绿化,满足文明工地的要求。(2)临时设施1)临时房屋办公用房均采用二层彩钢夹芯复合板结构,宿舍采用二层彩钢板夹芯复合板或水泥复合板结构生活用房中的食堂、厕所、锅炉房、浴室采用一层彩钢板夹芯合板结构或砖木结构。生产用房中材料库,电工房,机修间等采用一层水泥复合板结构或砖木结构,材料库,木工房等采用钢管支撑简易工棚。2)临时供水供水:采用Ф100mm上水管从业主提供的供水接口接入,再采用Ф50mm水管沿基坑四周环向布置,然后通过Ф25mm分管引入施工场地内。在基坑四周每50m设置一个阀门及水龙头,以便于水管维修,并将生产用水引入工作面。生活用水的水龙头距离根据实际情况布置。3)临时供电a施工用电:通过业主提供的变压器380V下线,经动力、照明总配电柜分配后引至各分配电箱。另外设1台250KVA合1台120KW发电机作自备应急电源,以满足临时停电时降水井井口水泵等小型设备运转及办公、生活照明用电。变压器及自备电源发电室均设避雷装置。全线配备30个施工电箱,其中24个用于生产及设备运转,另外6个用于施工场地及生活区照明。b现场照明①沿基坑四周每30米②车站站台层结构施工时,每50米4)临时供风本工程施工采用2台12立方米7.2基坑施工的技术准备技术准备是施工准备的核心。具体有以下内容:(1)在基坑开挖前,必须布置做基坑施工的测量网点,放出各轴线位置及地面标高。以便控制挖土标高,确定板、梁、柱的位置与立模基准。(2)开挖基坑前,应对全体施工人员进行技术交底,使全体施工人员熟悉并掌握本工程所执行的各项技术措施和技术标准。(3)根据基坑施工的工作量及工期要求,配备好开挖基坑挖掘机和运土工程车辆。(4)基坑开挖时,井点降水持续时间应在20天以上,地下水位必须降至该次开挖深度以下0.5~1.0m。井内基底土体加固已有28天以上龄期。(5)开挖基坑前,应检查地基加固龄期与强度,必须达到设计要求的龄期与强度。(6)预降水必须基坑内地下水位低于开挖面3m。7.3施工物资的准备7.3.1物资准备在物资准备工作中主要有以下几方面的内容:(1)建筑材料的准备。(2)构(配)件、制品的加工设备。(3)建筑安装机具的准备。7.3.2劳动力准备在劳动力准备工作中主要有以下几方面的内容:(1)建立拟建工程项目的领导机构;(2)建立精干的施工队组;(3)集结施工力量、组织劳动力进场;(4)向施工队组、工人进行施工组织设计、计划和技术交底;(5)建立健全各项管理制度。施工过程中,主要工序人员如下:1支围护桩专业施工队,二个作业面,60人;基坑开挖,1支机械化基坑施工队,90人,分为2个作业面;内部结构回筑,1支结构施工队,170人,2个作业面同时展开。剩余工序人员分配如下,注浆加固,1支地基加固施工队,30人;制作支撑支承桩,1支桩基施工队,35人。7.3.3季节施工及应急准备工作(1)雨季施工措施南京处在多雨的地带,由于本工程工期紧迫,不可能在雨天完全停工,因此必须采取雨季施工措施。a、雨季施工注意切实做好避雷装置和防漏电措施。c、在雨季施工,基坑底两侧的排水沟和集水坑应加大加深,以适应大体积抽水的及时需要,尽量做到雨停时基坑内无积水现象。d、雨季混凝土施工要充分做好运输、劳力准备,使浇筑、振捣等各工序间隔缩短,若中间遇雨,应盖上蓬布继续施工,必须完成一个节段的混凝土施工后再停止浇筑,避免发生纵向冷缝。f、要在雨后及时检查浇捣好的混凝土,发现因雨损伤应立即报告监理工程师,并提出合理的处理意见,必须使混凝土整体质量得到监理工程师的认可。(2)夏季施工措施在夏季施工时应注意以下几点:a、夏季施工的特点是气温高,水份蒸发快,混凝土表面容易产生收缩裂缝。为此在高温时要加强养护,及早养护,保证质量。b、在高温季节施工时,要准备好足够的覆盖物,并在必要时采用遮阳棚架设在混凝土浇灌部位,防止阳光直晒。c、在夏季施工中,应和监理工程师商定更改施工时间,避开高温浇捣,尽量利用下午6时至次日上午10点之间来浇筑混凝土。d、夏季施工时,在基坑底的气温较高,应注意施工人员的安全,做好防暑降温工作。8施工方案8.1工程概况南京地铁珠江路综合楼工程位于中山路85吉兆营路路口东南角,占地面积南北长约70m,西宽约50m。综合楼主楼26层,高约100m,裙楼高6层,采用框架结构体系。综合楼设三层地下室,基坑开挖深度为17.84m。珠江路综合楼的一部分作为南京地铁的控制中心,因此综合楼的建设进度对整个地铁工程进度控制有着至关重要的意义,业主要求在2002年7月至11月末完成综合楼的地下部份,为了在安全、优质的基础上保证工程质量,尽量降低工程造价,要对工程方案进行优化设计。由于本工程设计施工和珠江路车站有着密切关系,在设计和施工方案编制时必须与珠江路车站协调考虑,因此,本工程施工方案的复杂程度远远高于单一的车站施工和常规的深基坑施工。8.2工程技术特征工程开挖量:71.6*45.8*17.84=58502.35(),所以本工程的土方开挖量大约为7万立方米SMW施工型钢型号:HW394×398×11×18型钢,采用“1插1”方式插入,由于型钢长度较长,采用KH-180支撑和立柱均采用8.3施工工法8.3.1基坑开挖类型我国地域辽阔,地质状况十分复杂,根据不同区域的工程土质和地下水位分布情况.基坑的开控按其坑壁结构可分为放坡开挖、直壁内支撑开挖、直壁拉锚开挖和直壁无支撑开挖。(1)放坡开挖当基坑深度较浅、周围无紧邻的重要建筑、施工场地允许放坡开挖时,可采用此类形式,但如地下水位较高,必须采取井点降水以降低施工区域的地下水位。(2)直立壁无支撑开挖这是一种重力式坝体结构,一船采用水泥土搅拌桩作坝体材料,也可采用粉喷校等复合桩体作坝体。重力式坝体既挡土又止水,给坑内创造宽畅的施工空间和可降水的施工环境。(3)直壁内支撑开挖在基坑深度大、地下水位高、周围地质和环境又不允许做拉锚和锚杆的情况下,一般采用直壁内支撑开挖形式。基坑采用内支撑。能有效控制例壁的位移,具有较高的安全度,只要支撑结构布置得当,一般不会对坑内的机械化挖土产生很大的制约,仍能保持良好的机械化作业程度。(4)直壁拉锚开挖当周围的环境和地质可以允许进行拉铅和采用土层钱杆时,直壁拉锚开挖坑内的施工空间宽畅,容易组织不同的施工方案,进行优化比较,加快挖土施工速度。在本工程施工中我们采用直壁内支撑开挖的方式。在SMW围护结构的支护下,利用钢筋混凝土支撑来保证开挖过程的安全。8.3.2基坑开挖及支撑顺序根据《基坑工程手册》,支护墙体施工——冠梁及第一道支撑(拉锚)施工——挖土至下一道支撑(拉锚)位置——下一道围模与支撑(拉锚)施工……(重复上面二道工序)……挖至基底—一地下室底板施工——换撑——向上一层地下室施工——换撑……(重复上面二道工序)……基坑工程完成。本工程基坑开挖按支撑的标高逐层开挖、逐层分块、逐块分条的方式进行开挖,每次开挖面为下道支撑底面位置,这样每层挖土的深度和标高如下表8.1:土面标高(板底)(m)挖土深度(m)第一次开挖8.462.00第二次开挖3.964.50第三次开挖-0.544.50第四次开挖-5.044.50第五次开挖-7.382.348.3.3基坑开挖安全保证措施()配合支撑的加设,先撑后挖基坑土方开挖之前,先要了解支护结构的计算工况,按照计算工况来安排分层开招的顺序。支护结构设计都要求先撑后挖,即挖土至支撑设置标高时,要停止挖土,待支撑加设完毕井能起作用后,再继续往下开挖土方,这是保证支护结构安全和限制其变形的重要措施,土方开挖一定要遵守。()()8.4SMW围护结构施工8.4.1导墙制作。规范的要求。c,导墙立模结束之后,浇筑混凝8.4.2开挖沟槽及制作泥浆池在三轴搅拌桩施工过程中会涌出大量的置换出土,为了保证桩机的安全移位及施工现场的整洁,在施工现场还需制作一集土坑,将三轴搅拌桩施工过程中置换的土体泥浆置于其内,待稍干后外运。水泥搅拌桩的直径为1m,则水泥搅拌桩组成的板桩墙的厚度也取为1.0m,水泥搅拌桩长32.12m。水泥采用普硅325#水泥,水灰比1.5~2.0,水泥搅拌桩中的水泥与土之比取为1:2。8.4.3SMW围护结构钻进施工(1)钻机就位桩机移位由当班机长统一指挥,移动前必须仔细观察现场情况,移位要做到平稳、安全。桩机定位后,由当班机长负责对桩位进行复核,偏差不得大于20mm。(2)桩机垂直度校正在桩架上焊接一半径为5cm的铁圈,10m高处悬挂一铅锤,利用经纬仪校直钻杆垂直度,使铅锤正好通过铁圈中心。每次施工前必须适当调节钻杆,使铅锤位于铁圈内,即把钻杆垂直度误差控制在0.5%内。(3)桩长控制标记由于本工程搅拌桩桩长变化较多,因此施工前应在钻杆上做好标记,控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长,当桩长变化时擦去旧标记,做好新标记。(4)水泥浆液拌制施工前应安装调试好自动化拌浆系统,筒仓内备足水泥,对全体工人做好详尽的施工技术交底工作。水泥浆液的水灰比严格控制在1.6~2.0。(5)搅拌桩机钻杆下沉与提升按照搅拌桩施工工艺要求,钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液。钻杆提升速度不得大于2m/min,按照技术交底要求均匀、连续的注入拌制好的水泥浆液,钻杆提升完毕时,设计水泥浆液全部注完。(6)注浆、搅拌、提升开动灰浆泵,待纯水泥浆到达搅拌头后,按计算要求的速度提升搅拌头,边注浆、边搅拌、边提升,使水泥浆和原地基土充分拌和,直提升到离地面50cm处或桩顶设计标高后再关闭灰浆泵。(7)三轴搅拌桩的搭接施工三轴搅拌桩的搭接以及成形搅拌桩的垂直度补正是依靠搅拌桩单孔重复套钻来实现的,以确保搅拌桩的隔水帷幕作用。三轴搅拌桩一般采用跳槽式双孔全套复搅式施工,但在特殊情况下(例如搅拌桩成转角施工或施工间断)也可采用单侧挤压式施工,如下图8-1所示。8.4.4型钢插入型钢的插入工序如下:a.H型钢就位后,通过桩机定位装置控制,靠型钢自重或借助一定的外力(送桩锤)将型钢插入搅拌桩内。b.型钢起吊前在型钢顶端150mm处开一中心圆孔,孔径约100mm,装好吊具和固定钩,根据甲方提供的高程控制点及现场定位型钢标高选择合理的吊筋长度及焊接点,控制型钢顶标高误差小于50mm。c.由于本工程使用型钢较长,型钢起吊需一部50吨吊车配合工作,保证型钢在起吊过程中不变形。d.在导墙上设置H型钢定位卡,固定插入型钢的平面位置。型钢定位卡必须牢固、水平,而后将H型钢底部中心对准桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩内,使用经纬仪或线锤控制型钢插入垂直度。e.型钢插入过程中应随时调整型钢的水平误差和垂直误差。f.若型钢插放达不到设计标高,可以慢慢提升型钢到适当高度,重复下插至设计标高,下插过程中始终使用经纬仪或线锤控制H型钢垂直度。8.4.5压顶圈梁制作8.4.6H型钢回收8.5围护结构质量保证措施8.5.1质量技术措施(1)孔位放样误差小于2cm,钻孔深度误差小于±5cm,桩身垂直度误差不大于1/200桩长。施工前按照设计提出的搅拌桩直径要求两边尺寸外放100-200mm进行沟槽定位放样。(2)严格控制浆液配比,做到挂牌施工,并配有专职人员负责管理浆液配置。(3)施工前对搅拌桩机进行维护保养,尽量减少施工过程中由于设备故障而造成的质量问题。(4)开钻前用经纬仪调正桩架垂直度,并校核桩机倾斜仪。(5)场地布置综合考虑各方面因素,避免设备多次搬迁、移位、以减少搅拌的间隔时间,尽量保证施工的连续性。(6)确保桩身强度和均匀性。(7)水泥渗量达到设计要求,浆液配比采用现场试验确定,为便于施工并考虑提高桩体受力后的抗变形能力,浆液配合比中考虑掺入一定量的缓凝剂及一定量的膨润土。8.5.2质量检验方法每天做一组六块7.07×7.07×7.07cm3水泥土试块,试样来源于沟槽中的置换出的水泥土,按规定条件养护,到达龄期后送三块水泥土试块做抗压强度试验,试验报告即使提交监理与甲方。8.6支撑保护(1)基坑开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系,以防支撑失稳,造成事故。8.7基底加固的混凝土施工8.7.1施工流程基底加固的混凝土施工的工序如下:(1)清除施工区域的表层硬物及地下障碍物、开挖沟槽;(2)按设计要求放样;(3)按设计要求确定深层搅拌桩桩位;(4)深层搅拌桩机就位,校核钻机平面放样精度和垂直精度;(5)启动深层搅拌桩机,切土下沉到设计的桩底标高位置;(6)到达设计的桩底标高位置开启注浆泵,待喷浆30秒后,再根据要求的提升速度边提升边搅拌喷浆至地面;(7)停止喷浆,再次校核桩架的垂直精度,(8)再次搅拌下沉至桩底,根据要求的提升速度边提升边搅拌喷浆至设计桩顶标高,停止喷浆;(9)再次搅拌下沉至桩底,边提升边搅拌至地面;(10)移动桩架,重复步骤3~10,直至施工完毕。8.7.2主要技术参数基底加固的混凝土主要技术参数:(1)水泥掺入比:13%(加固区以上部分6.5%)。(2)加固区搅拌桩施工采用二喷三搅,加固区上部搅拌采用一喷二搅。(3)搅拌喷浆提升速度:0.50±0.03m/min。(4)供浆流量:35L/min。(5)浆液配比(见表8.2)。表8.2浆液配比材料名称水水泥膨润土规格自来水普硅32.5级200目质量比0.510.038.7.3质量检验方法搅拌桩采用钻孔岩芯取样的方法进行质量检验,检验桩龄期为28天,其强度指标按设计要求确定。8.8围护防渗漏措施本工程结构施工在长江河漫滩不良地质条件下,真正做到“内实外美”结构不渗不漏,防水是地下工程的关键技术,应对措施如下:(1)选用优质防水材料,使用专业防水技术工人,严格防水施工工艺。(2)优化围护结构及主体结构施工工艺。(3)注意施工缝、后浇带、变形缝、降水井封口、结构预埋件等特殊部分的处理。(4)注意成品保护。(5)结构施工合理分段,缩小施工长度,设置结构后浇带,对已浇注混凝土及时养护。8.9降水措施8.9.1轻型井点降水轻型井点是通过埋设一系列井点管深入含水层内,井点管的上端通过连接弯管与集水总管连接,集水总管再与真空泵和离心水泵相联,启动真空泵,使井点系统形成真空,井点周围形成一个真空区,真空区通过砂井向上向外扩展一定范围,地下水便在真空泵吸力作用下,使井点附近的地下水通过砂井、滤水管被强制吸入井点管和集水总管,排除空气后,由离心水泵的排水管排出,使井点附近的地下水位得以降低。这样井点附近的地下水位与真空区外的地下水位之间,形成一个水头差,真空区外的地下水以重力方式流向井点排出地面,从而达到降低地下水位的目的。施工工序如下8-2:(1)主要机具设备轻型井点系统主要机具设备由井点管、连接管、集水总管及抽水设备等组成。(2)井点布置采用“田”字形井点布置,点深度7.5m,井点间距1.2m,放线定位冲孔井点管制作放线定位冲孔井点管制作安装井点管安装井点管下部填砂下部填砂铺设总管上部填粘土密封安装集水箱和排水管铺设总管上部填粘土密封安装集水箱和排水管测量观测井中地下水位变化测量观测井中地下水位变化开动真空泵排气开动真空泵排气用弯联管将井点管与总管接通用弯联管将井点管与总管接通安装抽水设备与总管连通安装抽水设备与总管连通开动离心水泵抽水开动离心水泵抽水(3)井点降水施工要点a井点使用时,应保持连续不断地抽水,并备用双电源,以防断电。b一般在抽水3~5d后水位降落漏斗基本趋于稳定。c真空度是判断井点系统良好与否的尺度,应经常观测,一般应不低于55.3~66.7kPa。d井点管淤塞,可通过听管内水流声、手扶管壁感到振动、夏季期手摸管子冷热、潮干等简便方法进行检查。e安装抽水设备,一般位于集水总管的中部,集水管应铺设在坚实地面上,并低于喷射泵。f井点管入土深度须根据降水深度及储水层所在位置等决定,井孔应保持垂直,孔径为30cm,孔深比井点滤管深0.5~0.6m。g集水管排出的水应排出影响半径以外的地方,以免回流。8.9.2深井泵井点降水e,做好基坑内的明排水准备工作,以防基坑开挖时遇大雨能及时将基坑内的积水抽干。8.10SMW桩施工冷锋处理本工程使用了三轴SMW工艺,其搅拌桩加固有隔水和挡土功能,是基坑支护结构施工中的一项重点,为保证工程质量,必须严格按照本文SMW桩施工方案中有关施工操作程序进行。采用深搅拌止水的深基坑支护工程,出现渗漏水的关键往往在于深搅施工中留下了冷锋,所以桩机应尽量保持连续作业,施工时已准备好以下措施:(1)施工过程中,相邻搭接桩体施工间隔时间不得超过24小时。如果超过,则在第二根桩施工时增加注浆量,同时减慢提升速度;如因相隔时间太长致使第二根桩无法搭接出现冷缝,则在设计认可下采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案,为保证补桩效果,素桩与围护桩搭接厚度约20cm左右。(2)对于已发生的冷接头,届时根据冷接头的具体位置、数量、施工停歇时间,分析情况考虑是否采用在冷缝处补打旋喷桩的处理方法。9施工总平面布置9.1施工现场临时建筑物的布置原则根据《基坑工程手册》,施工现场临时建筑物的布置有以下原则:(1)生产性和生活性临时设施的位置应有所区分,以避免相互干扰。(2)临时设施的布置力求使用方便、有利施工、保证安全。(3)办公室应该靠近施工现场。(4)工人休息室应设置在施工地点附近。(5)临时设施应尽可能采用活动式、可装拆式结构或者就地取材设置。9.2施工用的临时运输线路的布置根据《基坑工程手册》,有以下原则:(1)现场主要道路应尽可能利用已有道路或规划的永久性道路的路基根据建筑总平面图上的永久性道路位置,先修筑路基作为临时道路,工程结束后再修筑路面。(2)现场道路最好是环形布置,并与场外道路相接,保证车辆畅通。(3)应满足构件,材料等运输要求。(4)道路布置应满足施工机械的要求。(5)道路路面应高于施工现场地面标高0.1~0.2m,两旁应有水沟,一般沟深和底宽都不小于0.4m,以便于排除里面积水,保证运输。(6)应满足消防的要求,消防车道宽度不小于3.5m。(7)施工道路应避开拟建工程和地下管道的地方。(8)道路的最小宽度和转弯半径应满足交通要求。9.3建筑材料的堆放位置根据《基坑工程手册》,有以下原则:(1)钢模板,脚手架应布置在靠近拟建工程的地方,要求装卸方便。(2)沙石应尽量靠近泵站,并注意运输卸料方便。(3)各种钢构件,一般不宜露天堆放。(4)预制构件应尽量靠近垂直运输机械,以减少二次搬运。(5)基础所需的砖应布置在拟建工程的四周,并距基坑、槽边不小于0.5m,以防止塌方。9.4大型设备停放10施工进度计划及管理措施10.1施工总体筹划10.1.1施工筹划的目标本工程施工筹划的目标主要是在设定2002年7月初开工的前提下保证2002年11月底以前完成地下结构,为此必须创造顺畅的场内交通条件,保证土方运输和其它各项作业的快速连续进行,必须投入足够的施工机械和劳动力。由于基坑四周均无法设置便道,而进度计划要求每天出土600m3栈桥桥面可通行宽度大于7m,在吊车作业的情况下,允许重型卡车单向通行,但卡车必须避开吊车回转半径,在无吊车作业的情况下,允许重型卡车双向通行。在珠江路、同仁街、中山路旁各开设一扇大门,供施工车辆进出,正常情况下场内施工车辆应呈由南向北单向通行,这样既减少了施工车流相互之间的影响,也减少了施工车辆进出场对社会交通的影响。10.1.2施工进度计划和劳动力设备安排如果2002年7月1日具备SMW为达到此进度计划,关键工序的形象进度和相应的资源配置如下表:施工过程中,主要工序人员如下:1支围护桩专业施工队,二个作业面,60人;基坑开挖,1支机械化基坑施工队,90人,分为2个作业面;内部结构回筑,1支结构施工队,170人,2个作业面同时展开。如下表10-1:剩余工序人员分配如下,注浆加固,1支地基加固施工队,32人;制作支撑支承桩,1支桩基施工队,35人。表10.1:主要工序劳动力安排主要工序关键机械劳动力计划日进度SMW围护50吨履带吊2台,步履式SMW三轴搅拌机2台,自动拌浆系统2套1支SMW专业施工队,2个作业面,60人每作业面每天5延米基坑开挖2台KH-180履带吊挖土,1台KH-180履带吊兼顾挖土和吊物,6台液压挖掘机1支机械化基坑施工队,90人,分为2个作业面。每作业面每天开挖600M3内部结构回筑1台KH-180履带吊1支结构施工队,170人,2个作业面同时展开。――10.2施工流程10.2.1施工流程工程总体施工流程见下图10-1:测测量放线开开挖导沟设置导向定位钢板设置导向定位钢板H型钢涂减摩擦材H型钢涂减摩擦材搅拌机就位SMW搅拌机就位SMW搅拌机架成桩成桩H型钢涂减摩擦材工程总体施工工流程见下图10-1:H型钢涂减摩擦材工程总体施工工流程见下图10-1:图10-1:SMW工程总体施工流程插入插入H型钢施工完毕施工完毕HH型钢回收型钢拔出后注浆型钢拔出后注浆图10-1:SMW工程总体施工流程10.2.2工期保证措施为了保证工程工期,我们必须做到以下几点:1)科学合理安排工期,特别是提前安排关键工序,强化管理,要求各分项工程按期完成,为相关专业施工提供良好条件,从而确保整体工期的实现。总进度计划要充分结合施工技术方案,各专业的进度要求,充分利用计划汇总的自由时差,抓住关键线路和重点工作,确保施工的最佳均衡和连续作业。加强各专业之间的协调。2)合理安排分项工程根据本工程特点按工程子项划分施工区段,每一区段安排足够的劳动力、运用均衡流水施工工艺合理安排工序,对工地现场的平面区域同步施工的同时,按照施工工艺程序的要求合理安排交叉作业,确保施工的均衡性,使各道工序搭接紧凑。3)选用优秀的施工队伍根据工程特点,我公司将选用优秀的施工队伍,按既分工又合作的方式统一组织,以总工期进度为依据,编制分项工程施工组织方案。4)外部条件保证施工场地、道路、水电、通讯等准备工作是施工单位进场施工的基本条件,抓紧做好前期准备。5)加强监控、及时调整在施工中要及时发现问题,研究措施,补救工期,强化计划执行过程中的动态管理和控制,保证计划目标的如期实现。6)材料保证选购优质的施工材料,以满足工程质量要求,降低施工难度,在每道工序之前,技术人员根据图纸及时上报材料计划,保证每个工序施工之前材料提前进场,杜绝因材料原因影响施工正常进行。7)资金对工期的保证本工程执行专款专用制度以避免施工中因为资金问题而影响工程进展,充分保证劳动力,机械的充足配备,材料的及时进场。随着工程各阶段关键日期的完成及时兑现各专业队伍的劳务费用,这样既能充分调动他们的积极性,也使各作业
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