北京某危改住宅基坑支护工程设计止水帷幕土钉墙与施工及土方开挖方案-secret.doc
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安外西里危改住宅基坑支护工程
设计与施工及土方开挖方案
院长：
总工：
审核人：
编制人：
2008年3月
5
目录
一、工程概况 1
1、工程介绍 1
2、场地工程地质、水文地质条件 1
3、编制依据 2
二、项目目标及重点难点分析与对策 6
1、项目目标 6
2、重点难点分析 6
3、重点难点对策及方案措施 7
三、止水帷幕工程设计方案 8
1、止水帷幕的设计 8
2、止水帷幕旋喷桩设计参数 8
四、支护工程设计方案 10
1、土钉墙支护方案 10
2、桩锚支护方案 10
3、基坑支护设计说明 11
4、土方开挖设计 12
五、施工组织与质量控制 13
1、施工计划 13
2、加工、材料和施工场地部署 16
3、护坡工程施工测量 17
4、土方施工方案 18
5、土钉墙施工工艺 19
6、护坡桩施工工艺 21
7、旋喷水泥搅拌桩施工工艺 22
8、锚杆施工工艺 24
六、施工部署 27
1、施工总体安排 27
2、施工准备 27
3、土方运输保障网络 29
4、工程质量保证措施 30
5、施工质量持续改进措施 32
6、施工质量验收标准 32
7、工程进度控制 34
8、技术资料管理 36
七、雨季施工措施 37
1、准备工作 37
2、雨季施工技术措施 37
八、地下文物保护措施 39
九、安全管理措施 40
十、文明施工措施 41
十一、环境保护措施 42
1、环境管理体系 42
2、环境保护的管理制度 42
3、环境保护措施 42
十二、工程紧急预案 44
1、坡顶变形预警值 44
2、预案启动前提 44
3、预控措施 44
4、紧急预案 44
十三、基坑边坡变形观测方案 46
1、实施方案及测点布置 46
2、观测精度控制 46
3、观测时间 46
4、观测记录 46
5、观测注意事项 47
附图：
1、基坑支护工程平面布置示意图
2、基坑支护工程剖面示意图
一、工程概况
1、工程介绍
拟建安外西里危改住宅工程位于北京市东城区安定门外西里，东城区师范学校东侧。
由北京建筑设计有限公司设计，由综合勘察研究设计院担任岩土工程勘察。
拟建建筑物地上各层为住宅，局部为物业管理用房。
建筑层高11层，高度为30m，地下设有地下室，地下两层，基础埋深约7.70m。
本次设计与施工范围为基坑止水帷幕、边坡支护、土方开挖。
2、场地工程地质、水文地质条件
拟建场区处于北京市东北部，为永定河及温榆河冲洪积扇的交叉部位，各地层交互沉积，较为紊乱。
根据《北京平原地区第四系覆盖层等厚线图》，场区第四系覆盖层厚度约为120m。
拟建场区地形平坦，地面标高43.19～43.42m。
2.1工程地质条件
根据本工程《安外西里危改住宅工程岩土工程勘察报告》（建设综合勘察研究设计院，2006.11.）描述，勘察25m深度范围内除上部填土外，以下为一般第四系冲洪积层，共分6大层。
场地地层自上而下描述如下：
第1层土为填土，包括①杂填土和①1素填土。
①杂填土：
杂色，湿～饱和，松散～稍密。
上部以建筑垃圾为主含较多砼块、砖块、碎石颗粒等；下部以生活垃圾为主，含大量煤灰渣，为含滞水层，局部为混凝土或方砖路面。
①1素填土：
黄褐～褐黄色，稍湿～湿，松散～稍密。
以粉质粘土为主，局部可见。
含少量砼块、砖块、石灰渣、植物根系等。
第1层土的厚度为3.00～4.30m，层底标高为39.01～40.23m。
第2层土为第四系冲洪积层，包括②粉质粘土～重粉质粘土和②1粘质粉土：
②粉质粘土～重粉质粘土：
黄褐～褐黄色，局部显灰色，湿，可塑～软塑，中高～中压缩性。
含云母、氧化铁等。
局部夹粘土薄层或透镜体。
②1粘质粉土：
黄褐～褐黄色，湿～饱和，密实，中～低压缩性。
含云母、有机质等。
局部砂质粉土。
第2层土的厚度为7.20～9.50m，层底标高为32.02～30.73m。
第3层土为第四系冲洪积，包括③粘质粉土～砂质粉土、③1粘土和③2粉质粘土：
③粘质粉土～砂质粉土：
黄褐～褐黄色，湿，密实，中～中低压缩性。
含云母、斑点状氧化铁等，局部夹粉质粘土薄层。
③1粘土：
棕褐色，稍湿～湿，中密。
含云母、斑点状氧化铁、钙质和姜石等，土质不均，局部为重粉质粘土。
③2粉质粘土：
褐黄色，湿，可塑，中压缩性。
含斑点状氧化铁、姜石，局部揭露。
第3层土的厚度为5.90～7.70m，层底标高为23.72～25.89m。
④粉细砂：
黄褐色～褐黄色，饱和，中密～密实。
含云母、氧化铁，砂质较均，夹粘性土薄层。
本层局部缺失。
第4层土的揭露层厚为0～2.40m，层底标高为22.74～24.64m。
第5层土为第四系冲洪积，包括⑤1重粘质粉土～粘土和③1粘土和⑤2粉质粘土：
⑤1重粘质粉土～粘土：
棕黄～棕褐色，湿，硬塑～可塑，中压缩性。
含氧化铁、云母。
⑤2粉质粘土：
褐黄色，湿，可塑，中低压缩性。
含云母、氧化铁等。
第5层土的厚度为2.20～5.40m，层底标高为18.89～24.62m。
⑥粉砂～砂质粉土：
褐黄色，湿，密实。
含氧化铁、云母。
局部钻孔揭露，最大揭露的厚度为2.00m。
2.2水文地质条件
本次勘察期间，在25.0m深度范围内共测得一层地下水。
为上层滞水，赋存于①杂填土层，初见水位埋深为2.40～3.00m，稳定水位埋深为1.70～2.50m。
根据勘察报告提供资料，该场地与拟建工程关系密切的地下水对混凝土结构有腐蚀性，腐蚀等级为中等腐蚀；地下水对钢筋混凝土无腐蚀性。
3、编制依据
3.1主要施工规程、规范
类别
名称
标准号
国家
工程测量规范
GB50026-93
国家
锚杆喷射混凝土支护技术规范
GB50086-2001
国家
建筑工程冬期施工规程
GBJ104-97
国家
地下工程防水技术规范
GB50108-2001
国家
混凝土外加剂应用技术规范
GB50119-2003
国家
人民防空工程施工及验收规范
GB50134-2004
国家
建筑地基基础工程施工质量验收规范
GB50202-2002
国家
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204-2002
国家
建设工程项目管理规范
GB/T50326-2001
国家
建设工程文件归档整理规范
GB/T50329-2001
国家
建筑边坡工程技术规范
GB50330-2002
行业
建筑机械安全技术规程
JGJ33-2001
行业
施工现场临时用电安全技术规范
JGJ46-2005
行业
建筑施工高处作业安全技术规程
JGJ80-91
行业
建筑工程冬期施工规程
JGJ104-97
行业
建筑基坑支护技术规程
JGJ120-99
行业
建筑施工现场环境与卫生标准
JGJ146-2004
地方
建筑工程施工测量规程
DBJ01-21-95
地方
北京市建筑工程施工安全操作规程
DBJ01-62-2002
地方
建筑工程施工技术管理规程
DBJ01-80-2003
地方
建筑基坑支护技术规程
DB11/489-2007
3.2主要标准
类别
名称
编号
国家
建筑工程施工质量验收统一标准
GB50300-2001
国家
砼质量控制标准
GB50164—92
国家
混凝土强度检验评定标准
GBJ107-87
行业
人民防空工程质量检验评定标准
RFJ1-90
行业
建筑施工安全检查标准
JGJ59-1999
3.3主要法规
类别
名称
编号
国家
中华人民共和国建筑法
1997年主席令91号
国家
中华人民共和国安全生产法
2002年主席令70号
国家
中华人民共和国合同法
1999年主席令15号
国家
中华人民共和国劳动法
1994年主席令28号
国家
中华人民共和国计量法
1985年主席令28号
国家
中华人民共和国环境保护法
1989年主席令22号
国家
中华人民共和国招标投标法
1999年主席令20号
国家
建设工程质量管理条例
2000年国务院令279号
国家
建筑工程安全生产管理条例
2003年国务院令393号
国家
建设项目环境保护管理条例
1998年国务院令253号
行业
房屋建筑工程质量保修办法
2000年建设部令第80号
行业
房屋建筑和市政基础设施工程施工分包管理办法
2004年建设部令第124号
行业
危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法
建质[2004]213号
行业
房屋建筑工程和市政基础设施施工实行见证取样和送检的规定
建建[2000]211号
地方
北京市建设工程施工现场管理办法
北京市政府令72号
地方
北京市建设工程施工现场保卫消防工作标准
京建施[2003]4号
地方
北京市建设工程施工现场安全防护标准
京建施[2003]1号
地方
北京市建设工程施工现场场容卫生标准
京建施[2003]2号
地方
北京市建设工程施工现场环境保护标准
京建施[2003]3号
地方
北京市建设工程施工现场消防安全管理规定
北京市政府令84号
地方
北京市建设工程施工试验实行见证取样和送样制度暂行规定
建建字[2000]211号
地方
北京市建筑工程施工降水管理办法
京建科教〔2007〕1158号
地方
北京市建筑工程施工降水管理办法实施细则
京建科教〔2008〕92号
3.4其他相关文件
序号
名称
1
《安外西里危改住宅工程岩土工程勘察报告》建设综合勘察研究设计院，2006年11月
2
GB/T19001-2000（idtso9001:
2000）《质量管理体系要求》
3
GB/T24001-1996（idtso14001:
1996《环境管理体系规范及使用指南》
4
GB/T28001-2001-OHSAS118001：
1999《职业健康安全管理体系规定》
5
关于进一步做好建筑业10项新技术推广应用的通知（ 建质[2005]26号）
6
《建筑施工手册》
7
《冬期施工手册》
8
甲方对本工程的施工进度总体要求及护坡地基处理施工进度安排。
附表图纸表
图纸名称
图纸编号
出图日期
《安外西里危改住宅地下二层（人防层）平面图》
/
2006年12月
/
/
/
/
二、项目目标及重点难点分析与对策
1、项目目标
质量目标：
质量达到《建筑地基与基础工程施工质量验收规范》的合格标准，同时满足招标文件、技术规范及图纸要求。
进度目标：
在施工期间要考虑到如下影响进度因素：
1、施工区间跨奥运会。
2、雨季施工影响。
在充分考虑以上困难因素的基础上，采取切实可行的措施，尽量缩短工期，完成工期目标。
环境和职业安全健康目标：
我单位在施工管理过程中将以“以人为本，关爱生命健康；保护环境，营造绿色建筑；追求人居、社区和施工环境的不断改善”的环境和职业健康安全方针为宗旨，杜绝重大伤亡及火灾、机械事故。
文明施工目标：
文明施工，避免由此引起扰民及民扰，影响工程进度。
2、重点难点分析
工作内容包括旋喷水泥搅拌桩、护坡结构（护坡桩、土钉、锚杆）的成孔、灌注（注浆）、成桩、护壁泥浆处理。
2．1本工程场地地层条件复杂，土层物理参数试验值不高，对边坡支护结构设计不利。
2．2工程量大，工序交叉项目多，土方开挖、土钉墙、护坡桩、旋喷水泥搅拌桩、锚杆互相干扰，影响工程的总工期。
2．3项目所在区域为居民小区，施工条件影响因素还需考虑如下条件：
2．3．1雨季施工因素
本工程预计开工时间在2008年4月或5月，土方、护坡、旋喷水泥搅拌桩施工多在雨季进行，雨季施工有如下限制条件：
①、土方开挖在雨季时施工，很难按照施工进度计划出土，从而影响总工期，对护坡工程的施工造成压力，可能影响施工质量。
②、雨季施工，对土钉、旋喷水泥搅拌桩的施工造成一定的影响。
③、钢筋在雨季容易生锈，增加施工成本。
④、雨季边坡稳定性相对差。
2．3．2奥运会影响工期因素
本工程施工后期可能碰到奥运会的前期，造成的限制条件为：
交通限行、政府发布停工命令等。
3、重点难点对策及方案措施
3．1经过认真研究并结合以往我公司成功经验，考虑到周边道路、建筑物的影响，边坡进行合理设计，施工中严格控制开挖速度，保证支护结构的安全度，在基坑开挖和维护期间保证周边环境的安全；
3．2考虑与周边条件的相互影响，尽量减少工程造价，根据设计计算，拟订在基坑上部2.0m范围内采用土钉墙支护方案，减少工程造价；基坑下部采取桩锚联合支护方案。
降水采取截水帷幕（旋喷水泥搅拌桩）的施工工艺，来满足北京市有关规定。
3．3为降低土方开挖、支护结构施工对周围居民的影响，首先选用低噪声空气压缩机及锚喷机；其次合理安排设备，保证施工工地噪声限值≤75dB的要求。
3．4本对于交通限行主要受影响的是我方土方开挖施工和护坡桩商品混凝土灌注施工，针对对本地段的交通施工限制条件，我方采取的措施为，调整护坡桩施工时间为政府允许混凝土罐车通行的时间段，保证护坡桩灌注的连续性，避免断桩发生。
同时在甲方没有开工证的情况下利用我方在此长期施工积累的社会关系，疏通相关部门的关系，保证采取夜间施工，争取在夜间早出，多出土方，为后续基础施工创造好的进度条件。
3．5本工程预计开工时间在2008年4月左右，土方、止水帷幕、护坡工作受到多方干扰，施工期间应注意雨天施工措施。
相应的雨天施工措施见后面的有关部分。
3．6针对本工程的特点，我们将重点控制和管理现场平面布置、噪声污染、水污染、废弃物污染等，并加强与环卫部门的沟通协调工作，做好环境保护。
47
三、止水帷幕工程设计方案
1、止水帷幕的设计
1.1确定旋喷桩搭接厚度
作为隔水帷幕的旋喷水泥搅拌桩与相邻护坡桩的搭接厚度为100mm，桩的垂直度为2%。
1.2确定止水帷幕厚度t
其中t为相邻桩搭接厚度；R为旋喷桩半径400mm，2e搭接宽度100mm，则有
（mm）
1.3确定桩长
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）8.4.2落底式竖向隔水帷幕应插入下卧不透水层，本工程只需进入②粉质粘土～重粉质粘土层即可。
其插入深度为
l=0.2hw-0.5b
其中:
l—帷幕插入不透水层的深度；
hw――作用水头；
b――帷幕厚度
l=0.2×5.30-0.5×0.3873=0.866≈1（m）
则止水帷幕插入②粉质粘土～重粉质粘土层2.3m可满足要求，则旋喷桩长应为8m，桩径为800mm。
1.4确定桩间距s
旋喷水泥搅拌桩桩间距与护坡桩间距相同s=1200mm。
由于旋喷桩插入粘土层，所以可不进行坑底边旁流土条件验算。
2、止水帷幕旋喷桩设计参数
使用单排旋喷桩与护坡桩联合形成隔水帷幕，旋喷桩底进入②粉质粘土～重粉质粘土层。
旋喷桩参数：
钻孔直径：
600mm
桩长：
8m
桩径：
800mm
桩间距：
1.20m
四、支护工程设计方案
根据现场条件及地质情况，拟采用土钉墙、锚杆与护坡桩联合支护体系。
基坑上部2m回填土采用土钉墙支护，下部采用桩锚支护。
1、土钉墙支护方案
土钉支护深度2.00m。
设计土钉边坡按1：
0.2进行放坡，设计1排土钉，土钉水平间距为1.5m，布置在地表下1.40m处。
土钉长度为2.80m。
杆体采用1Φ18钢筋，土钉成孔直径100mm，倾角8～15°孔内注素水泥浆（W/C=0.50～0.55），面层网片钢筋直径φ6.5，网格间距250mm×250mm。
面层砼强度满足C20要求。
因地下杂填土情况复杂，遇到问题后与本方案设计人员协商后，土钉长度、布置位置、型式可适当调整。
2、桩锚支护方案
桩锚支护深度5.70m。
2.1护坡桩设计参数
桩径：
600mm，
桩间距：
1200mm，
桩长：
8.00m（嵌固段长2.30m），
钢筋笼直径：
530mm
桩主筋：
9Ф22；
加强筋：
Ф14@2000；
箍筋：
φ8@200；
桩身材料：
C25砼；
冠梁参数：
冠梁截面：
600mm×400mm，
主筋：
6Ф22，
箍筋：
φ8@200。
2.2锚杆设计参数
设计一道锚杆。
设置于-2.20m（冠梁上）；
钻孔孔径：
150mm，
倾角：
15°，
长度：
15m（其中自由段长5m，锚固段长10m），
杆体材料：
2根低松弛钢绞线（2фs15.2（1×7）*，fptk=1860MPa），
垫板采用普通热轧炭素钢板，规格：
200mm×200mm，厚度30mm。
布置间距：
二桩一锚，
轴向设计拉力值：
360kN，锁定荷载：
300kN。
注浆材料：
W/C=0.50～0.55的素水泥浆。
垫板采用普通热轧炭素钢板，规格：
200mm×200mm，厚度30mm。
3、基坑支护设计说明
3.1桩间土处理
护坡桩支护时，根据设计计算及工程经验，采用的设计桩间距为2倍桩径，因此桩间土支护必须采用挂网锚喷。
网片采用网目规格2cm～5cm的钢板网，用U型短钉或T型长钉固定，同时用射钉枪在护坡桩上打上锚钉，钢筋网和锚钉固定连接。
3.2现场试钻
因场区内地下土层情况复杂，承接工程后，应进行钻机试钻，以便决定护坡桩的成孔设备、方式。
3.3边坡超载
本工程设计方案中，边坡计算时考虑最大超载为20kPa。
距坑缘2.0m以内，不得堆载任何物品，2.0m以外堆载不得超过20kPa，保证基坑边坡的安全。
有特殊要求，须经设计人员验算后决定。
3.4信息反馈
施工时应采用信息化施工，加强对基坑边坡位移的监测，对出现的情况应及时处理。
变形观测方案见后面第八章节。
3.5应急措施（地下水等危害处理）
对于局部地段大量渗水，可采取预钻孔压力注浆，封堵渗水路径；土钉面层结构掺加速凝剂等外加剂进行处理；另在土钉面层预留泻水孔。
对于其他不可预见因素可能危及到边坡安全，可采用及时回填土方、顶部卸载、支护结构补强等措施处理。
详细应急方案见第七章节。
3.6土钉墙其它设计参数
①土钉成孔直径为100mm，孔内注水泥浆，水灰比0.50，水泥采用P.O.32.5。
②面层网片钢筋直径φ6.5，网格间距250mm×250mm。
基坑边缘设置散水，散水内置钢筋网并用水泥砂浆抹面，散水宽度800mm～1000mm。
③面层混凝土厚度80mm，误差执行有关规范，混凝土强度C20。
④坡面2.5m2预加1个泄水孔。
⑤土钉位置及倾角根据地层情况可做适当调整。
⑥土钉长度包括包括弯钩长度。
4、土方开挖设计
4.1肥槽预留
工程场地条件复杂，预应力锚杆钢腰梁还要占用一定的空间，因此基坑肥槽预留宽度0.8m。
4.2出土马道的设置
出土马道（收口马道）设置在西南角。
马道的宽度8～12m，马道坡比1：
4，马道口两侧坡比1：
0.5。
土方收尾时，马道口做成台阶，进行传递式挖土。
最后余土挖完后，利用草袋装土堆砌，将马道口恢复。
五、施工组织与质量控制
1、施工计划
1.1人员准备计划
组织有经验的专业人员成立项目经理部，制定实际可行的施工措施及安全措施。
按照GB/T19001质量体系标准的要求进行管理，依据作业文件、设计方案进行严格施工。
本项目部将成立施工阶段专家组。
成员均具有高级技术职称，具有丰富的施工经验与深厚的技术理论造诣。
在桩施工过程中，专家组成员将不定期地到现场予以指导工作，解决施工中遇到的各种难题。
各阶段所需劳动力根据进度计划及时安排进场，分阶段分过程调入。
劳动力计划：
先期准备人员
20人
钢筋笼加工人员
50人
护坡桩施工人员
40人
土钉墙施工人员
50人
锚杆施工人员
40人
水泥搅拌村施工人员
40人
电工、焊工、特种车辆司机等必须持证上岗。
1.2施工机械设备准备计划
施工机械必须保证水泥搅拌桩、护坡桩、土钉墙、锚杆、土方开挖施工进度和质量要求。
准备进场的施工机械根据最终的设计方案确定。
主要设备见下表，进场计划根据进度计划安排，见施工部署及施工进度网络计划图。
对工程中使用的各种设备，在进场前进行全面的检修，以保证各种设备在施工中正常运转，并配备足够易损件。
主要施工机械、设备计划表
序号
施工机械设备名称
规格型号
数量
生产厂家
备注
1
反铲挖掘机
EX—300
4
日立公司
土方开挖
2
装载机
ZL50
2
广西玉林玉柴工程机械有限责任公司
清运钻孔出土
3
自卸车
太脱拉18m3
30
中国青岛重型汽车制造厂
土方开挖
4
反循环/冲击钻机
GSD-I、II型
4
张家口机械制造有限公司
降水井施工
5
长螺旋钻机
ZKL800B
3
郑州勘察机械厂
桩施工
6
汽车吊
QY25T
3
徐州起重机械厂
φ800桩钢筋笼吊装
7
钢筋切断机
GQ—50
2
北京房山机械厂
钢筋笼加工
8
钢筋围弯机
GW40
2
北京房山机械厂
钢筋笼加工
9
交流电焊机
BX—160
8
天津松下电器公司
钢筋笼加工
10
锚喷机
M40
3
河南信阳机械制造厂
土钉、桩间土护壁施工
11
锚杆钻机
4
锚杆施工
12
压浆高压泵
2DWH—70
3
北京探矿机械厂
锚杆、土钉施工
13
水泥搅拌机
JW180
3
宜昌黑旋风工程机械有限公司
锚杆、土钉施工
14
导管
直径250
3
桩混凝土灌注
1.3施工用水、用电计划
根据各工序的不同需要，施工用水、用电量不同，各单项工程的用水、用电量如下：
工程施工阶段
用水量（m3）
最大需电量（KVA）
扬尘治理
30m3/天（可利用降水井抽出的地下水做降尘用水，以节约用水量）
-----
钢筋笼加工
----
150
土钉墙施工
10000（可利用降水井抽出的地下水做搅拌用水，以节约用水量）
100
水泥搅拌桩施工
500m3/天（其余可利用降水井抽出的地下水做循环用水，以节约用水量）
护坡桩施工
10000（可利用降水井抽出的地下水做搅拌护壁泥浆用水，以节约用水量）
500
同期最大使用量
500m3/天
500
1.4材料进场检（试）验计划
施工用钢筋、水泥必须保证桩、土钉、锚杆施工进度和质量要求。
准备进场的钢筋、水泥量根据设计方案确定，进场计划需根据工程进度计划安排分阶段分批次组织进场，尽量节省堆放场地，避免挤占加工场地。
对基础工程中使用的各种原材料，在进场后进行全面的验收，以保证在施工中使用合格的原材料，并及时送检。
原材料名称
规格
检验数目
代表数量
送检日期
Φ22
4根/组
60t
进场2日内
Φ14
4根/组
60t
进场2日内
φ6
3根/组
60t
进场2日内
钢筋焊接接头
Φ22
3根/组
200个
加工后2日内
Φ14
3根/组
200个
加工后2日内
水泥原材料
PO32.5
12Kg
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