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第六章 土方开挖施工及排水要求9
1、土方开挖施工要求9
2、基坑排水要求9
3、基坑支护设计的有效期9
第七章基坑监测要点10
1基坑支护结构和土方开挖对基坑安全的监测要求10
2监测目的10
3、基坑监测原则10
4、监测内容及监测方法10
5、信息反馈11
6、基坑监测预警值11
第八章 应急抢险措施12
附件:
1、天汉深基坑设计计算书
2、施工图纸
武汉清江山水2.1期1号地下室基坑支护设计
第一章工程概述
1、工程概况
拟建地下室位于武汉市洪山区光谷地区高科技园区内,洪山区曙光软件园西侧,东靠曙光大道,南临铁路线,西面为高压走廊,北面为南湖南路,地下室呈刀把形状。
场地整平标高约为31.00m,建筑±
0.00为31.00m,基坑周长约287米,开挖面积约3900㎡。
根据建设方提供地下室设计图纸,筏板底标高为25~22.4米,开挖深度为6.0~8.6m。
本项目建筑结构设计由中南建筑设计院承担,场地岩土工程勘察报告由湖北中南勘察基础工程有限公司提供。
本工程以基础底面及筏板底面为支护结构设计计算依据。
2、基坑周边环境状况
地下室北侧为拟建35#楼,其基础形式为人工挖孔桩基础,地下室底板外边线距离35#楼3.6米,基坑开挖前普挖至29.2m。
东侧为曙光大道,地下室底板外边线距用地红线约5.4m。
南侧为拟建36号楼,其基础形式为人工挖孔桩基础,地下室底板外边线距离36#楼2.8米,基坑开挖前普挖至30.2m。
西侧为规划道路,可放坡。
拟建地下室基础形式为筏板基础(板下设独立基础)。
南北两侧拟建35、36#楼人工挖孔桩尚未施工,但挖孔桩距基坑较近,应先进行人工挖孔桩施工,桩形成强度后方可进行基坑开挖。
第二章工程地质与水文地质
1、工程地质条件
根据勘察报告拟建场地勘探深度范围内,上覆第四系土体,由上而下主要由填土(主要为素填土)、第四系全新统冲积一般粘性土、中更新统冲积粘性土及残积土组成。
底部基岩为志留系泥岩,各岩土层基本特征描述见下表。
岩土层埋藏分布及岩性特征统计表 表1
层号及
土名
成
因
层
厚
(m)
层顶
埋深
标高
岩性描述
分布
特征
①
素填土
QmL
0.4
~
3.5
28.00
33.68
灰褐色、黄褐色,主要为粘性土,含少量碎石、建筑垃圾、腐植物等组成。
松散,堆填期约2年。
局部
②
粉质粘土
Q4al
1.2
8.3
3.1
25.47
32.05
黄褐色、灰褐色,可塑。
含少量铁、锰质氧化物,易钻进。
干强度较高,无摇振反应,具中压缩性。
③
Q2al
0.9
8.2
6.6
23.52
35.07
棕褐色、黄褐色,硬塑。
含少量铁、锰质氧化物及灰白色高岭土,易钻进。
干强度较高,无摇振反应,具中低压缩性。
缺失
④
残积粘性土
Qel
1.0
5.8
7.3
22.29
30.88
黄褐色、灰褐色,硬塑,见少量铁、锰质氧化物,局部高岭土化,含少量次棱角状泥岩碎屑。
具中压缩性。
⑤1强风化泥岩
S2f
1.7
11.0
2.2
10.5
19.21
23.40
灰绿色、黄灰色,散体状结构,风化裂隙发育,裂面多为铁质、泥质充填。
岩芯呈碎块状,土状,手用力可捏散,钻进较容易。
主要成分为绿泥石、石英、绢云母等,属极软岩,岩体完整程度为极破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ级。
全场
2、水文地质条件
场地地下水类型主要为上层滞水。
上层滞水主要赋存于地表填土中,地下水补给来源为大气降水,通过蒸发排泄。
场地无地表径流,仅有水塘零星分布,大气降水一般顺地面坡向流走。
地下水位、水质、水量变化主要受日常气候影响,动态不稳定,无统一地下水位,赋水量变化较大,总体水量较小。
勘察期间测得地下水水位埋深0.40~1.60m(标高28.08~26.97m)。
其它各土层均为相对隔水层。
第三章设计思路与方案比选
1、对场地条件的综合分析
1.1场地条件
根据拟建场地周边环境,场地较为宽阔,由于南北两侧不能对拟建建筑的基础底地层破坏,但北侧可卸土至29.2m,东侧临近道路,只有AB、BC、GA段可以直接放坡开挖。
1.2场地地层条件分析
基坑开挖深度范围内土层性质较好,填土较薄,总体来说有利于基坑支护。
1.3关于地下水的处理
由于场地填土层较薄,其余土层为隔水层,故对上层滞水可在坑顶设截水沟、坑底设集水井、坡面填土层中设泄水管进行疏排处理。
1.4基坑工程安全等级
根据《湖北省基坑工程技术规程》(DB42/159-2004)的4.0.1条规定,本基坑工程安全等级为二级。
2、设计方案及方案比选
2.1各支护体系的比较
结合实际情况与本工程类似的基坑支护工程中,武汉地区运用较多的支护体系方式大致有以下几种(见下表):
支护形式比较分析表 表2
桩锚支护
技术成熟,应用广泛,安全可靠,对土方开挖和地下结构施工无影响。
锚杆施工对临近建筑地下设施有影响,造价较高。
造价太高,不适用本工程
悬臂桩支护
悬臂高度不宜超过6m,使用双排桩时高度可稍大,对深度大于6m的基坑可结合顶上放坡使用,坑底以下软土层厚度很大时不宜采用
造价较高,局部空间较小处可采用此方案
水泥土重力式挡墙支护
水泥土搅拌桩施工需要一定的场地,造价适中。
造价适中,本基坑开挖深度较浅,场区内周围环境简单、开阔,可采用此方案。
微型钢管桩喷锚支护
适用于填土及坑底无软弱土层地区。
造价低,施工简单、快速,可采用此方案。
自稳放坡喷砼支护
基坑周边开阔,建筑物距离较远,坑底无软弱土层。
造价低,基坑周边开阔,宜采用此方案。
2.2各支护体系的选定
本着基坑支护安全可靠、经济合理、缩短工期的原则,经过试算,本基坑支护方案宜采用以下设计思路:
(1)基坑支护采用喷锚支护及自稳放坡喷砼支护形式;
(2)本工程不需要降水。
第四章基坑支护设计
1、设计依据
(1)《武汉清江山水2.1期岩土工程勘察报告书》,湖北中南勘察基础工程有限公司提供;
(2) 基础平面布置图、桩平面布置图、承台平面布置图等,中南建筑设计院提供;
(3)《基坑工程技术规程》(DB42/159-2004);
(4)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99);
(5)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001);
(6)《建筑桩基技术》(JGJ94-2008);
(7)《武汉市深基坑工程设计文件编制规定》(WBJ-1-2001);
(8)现场勘察及业主、监理方工程技术人员咨询。
2、支护结构设计参数选取
2.1岩土参数的选取
根据本工程的岩土工程勘察报告,结合武汉地区经验,本基坑支护工程所涉及各土层的有关参数按下表中数值采用:
基坑支护设计有关参数 表3
层号及名称
指标
天然重度
γ(kN/m3)
c(kPa)
φ(°
)
①素填土
10
8
18.0
②粉质粘土
26
11
19.4
③粉质粘土
47
12
19.8
④残积粘性土
30
60
16
19.5
2.2基坑周边环境参数选取
整个场地地面均布超载按q=15kPa考虑。
2.3基坑开挖深度
基坑支护设计计算开挖深度为自然地面下6.00m~8.60m。
3、支护结构设计计算
支护结构计算采用《天汉软件2005》。
各项计算结果均满足安全要求,具体见计算书(附件1)。
4、地下水控制
本场地上层滞水主要赋存于上部填土层中,根据其补给、径流、排泄特点,结合本基坑的具体情况,其上层滞水采用明排处理。
第五章基坑支护施工方案
1、排桩施工
(1)、排桩为人工挖孔桩,施工前应进行技术交底,精心编制施工组织设计,精心组织,精心施工。
(2)、甲方必须提供准确无误的现场定位坐标点,施工误差不超过30mm,垂直度偏差不大于1%,每根桩开挖前应复查桩位。
(3)、进场材料要符合规范要求,按规定送检,施工方法要正确,确保排桩质量,每个施工环节要有责任人,钢筋笼定位上下误差不超过50mm,I类桩必须达到98%,不允许出现III类桩。
(4)、未尽事宜按《建筑桩基技术规定》(JGJ94-2008)执行。
(5)、冠梁施工必须按《混凝土结构工程施工及验收》(GBJ50204-92)对梁的施工的要求进行。
2、喷锚施工要求
(1)喷射砼材料采用P.S.A32.5水泥,中粗砂,5~15mm粒径瓜米石。
喷射砼强度等级为C20,水灰比为0.5,重量比为水泥:
砂:
石=1:
2:
2。
砼掺8604型速凝剂,含量为3~5‰;
(2)喷射砼厚度为80-100mm,初喷砼厚度30mm,一次连续完成,复喷砼厚度70mm,原则上一次连续完成,必要时可分二次完成;
满足80%的厚度保证率,并保证平均厚度不小于设计厚度;
(3)网筋为φ6.5圆钢,间距@200双向。
网筋上沿每层锚杆设一根横向14b槽钢(Φ16加强筋),每一列竖向锚杆设一根竖向Φ16螺纹钢(加强筋)。
锚杆头部通过Φ16螺纹钢横、竖向交叉连接。
(4)检查确认待喷坡面的形状、尺寸,利用竹签或钢筋等设置好控制喷射砼厚度的标志;
(5)开挖后应立即施喷,缩短坡面的暴露时间,以保证坡面局部稳定性;
(6)喷射机供料应保持连续均匀;
喷射机工作风压应满足喷头处为0.1MPa左右;
喷头与受喷面应垂直,喷头与受喷面的距离宜保持在0.8~1.5m左右;
严格控制水灰比,喷头处水压应不小0.2MPa。
保持喷射砼表面平整,呈湿润光泽,无干斑或流淌现象;
(7)喷射砼时应从开挖层底部逐渐向上、螺旋式进行;
钢筋网片可焊接或绑扎而成,网格允许误差为±
10mm。
铺设时每边的搭接长度应不小于210mm,如为搭焊则焊接长度不小于70mm;
(8)混合料宜随拌随用,采用人工搅拌时,搅拌次数不少于三次。
采用机械搅拌时,搅拌时间不少于2分钟;
当喷射砼终凝两小时后,采用洒水进行养护;
(9)喷射砼的抗压强度试块应在施工中抽样制做。
试块数量,每喷50~100m3混合料或小于50m3混合料的独立工程不少于一组,每组不小于三个。
3、锚杆施工
(1)钻孔,孔径110mm,孔径偏差控制在20mm以内,倾角偏差小于2度,孔深偏差小于30mm。
(2)放置钢筋,应先进行除锈,按要求设置对中支架。
(3)、注浆材料应根据设计要求确定,宜选用纯水泥浆,水泥采用P.S.A32.5水泥,水灰比0.4~0.5,必要时可加入一定量的外加剂或掺合料。
(4)、浆液应搅拌均匀,过筛,随搅随用,浆液应在初凝前用完,注浆管路应经常保持畅通。
注浆量不得小于计算量,其充盈系数为1.1~1.3。
浆液硬化后不能充满锚固体时,应进行补浆。
(5)、部分锚杆施工时如土层含水量过大,则在浆液中添加速凝剂。
(6)、靠近南侧36#楼处,施工锚杆时应注意避开工程桩,根据工程桩具体位置,选择锚杆合理施工位置,尽量避开工程桩,以防对工程桩造成破坏。
阳角处锚杆施工时可倾斜一定角度,避免锚固段临边。
第六章 土方开挖施工及排水要求
1、土方开挖施工要求
(1).土方开挖前必须编制施工组织设计,并经监理,基坑设计施工单位审核认可,针对本工程应着重考虑锚杆及喷锚施工要求,必须分层开挖,每层厚度应控制在1.5m左右,应避免土压力差过大造成土体变形,放线定位要准,坑口线误差小于50mm。
(2).土方开挖前必须做好坡顶硬化和排水设施施工,以防止地面水进入边坡土体及基坑。
(3).严禁坡顶堆放超载、行走运土车辆,边坡处超载不得超过15kpa。
(4).先开挖基坑边坡处土方,待支护施工完成后集中清运基坑中部土方,按规范应留有100mm的土层待结构施工时用人工清除。
(5).每层土方开挖时留出约5~6m宽支护施工作业面,开挖后边坡坡面预留10cm厚土层,由人工清理。
(6).每层土方开挖完成后应及时进行喷砼处理,防止边坡土体裸露时间过长,喷射砼支护施工结束后,再进行相邻段开挖。
(7).开挖下部土体时运土车辆应从GA段出土。
2、基坑排水要求
(1).基坑开挖过程中,应在坑内坡脚0.5m以外设排水沟、集水坑,对坑内积水进行抽排,坡脚不得有积水。
(2).基坑支护施工结束后,由主体结构施工单位在坑内设立建筑施工期间排水沟。
(3).基坑土方开挖开始后,应由主体结构施工单位对顶地面进行硬化,在硬化地面边缘设排水沟,防止地表水流入坑内,硬化地面宽度最小不要窄于2.0m。
3、基坑支护设计的有效期
本基坑工程的有效使用期限为3个月。
第七章基坑监测要点
1基坑支护结构和土方开挖对基坑安全的监测要求
依据基坑的平面形状及周边环境,本基坑监测要求如下:
支护体系的安全信息,基坑边坡支护结构顶部沉降观测、位移观测。
2监测目的
在基坑开挖及地下室施工过程中,及时掌握周边环境:
道路的沉降和支护结构的变形、并就其变化情况进行及时综合分析,根据分析结果,设计人员可及时更改原设计以达到安全且经济之最终目的,施工单位可掌握工程的安全性,并可针对施工过程中的缺失加以改进,以监测信息指导施工的速度、顺序等,即以监测的信息指导施工。
3、基坑监测原则
基坑监测施工应遵循如下原则:
可靠性原则;
多层次原则;
重点监测关键区原则;
方便实用原则及经济合理原则。
①可靠性:
监测系统应能真实地反映被监测对象的变形情况,以使所获得的信息可靠,故拟采用多层次监测。
②安全性:
监测系统主要为施工安全服务,应能对工程的安全性进行评估,并可预防因施工造成的灾害。
③经济性:
在保证上两项的前提下,力求经济合理,具体表现为根据不同地段重要性的不同,工作量的设置区别对待,并对其观测频率也加以区分,即重点监测关键区。
4、监测内容及监测方法
根据以上对本工程实际情况概述、《深基坑工程技术规程》及监测的基本原则,本次监测采取的监测方法、内容,分述如下:
支护体系的监测
支护结构沉降观测及侧向水平位移监测
支护结构顶部沉降观测采用高精度水准仪及铟瓦水准尺施测,其技术要求按《规程》中二等水准测量方法施测。
水平位移观测一般采用经纬仪视准线法观测支护结构顶部的位移量。
5、信息反馈
各项监测项目的观测间隔时间应根据施工进程变化量大小确定:
在基坑开挖卸载急剧阶段:
①支护结构体系的间隔时间:
沉降观测为3~4天;
水平位移观测为2~3天。
②基坑周边环境监测间隔时间:
沉降水准观测为4~6天。
6、基坑监测预警值
基坑监测预警值
监测项目
坡顶沉降
坡顶位移
预警值
5mm/d
50mm
当基坑检测结果达到基坑检测预警值时,须24小时跟踪监测,并及时上报建设方、监理、施工方,确保信息反馈及时
第八章 应急抢险措施
由于深基坑支护设计与施工是一门综合性的岩土工程工作,基坑开挖后土体和地下水的自然平衡状态会发生巨大的变化,对环境或多或少的影响是不可避免的。
因而加强基坑开挖的环境监测,作好应急抢险准备以防患于未然是很有必要的。
基坑开挖前,应由建设单位组织协调好土方开挖施工单位、基坑施工单位的计划安排,尽量缩短基坑施工的工期。
基坑开挖应尽量避开雨季和长江洪水期。
基坑开挖施工时,应通过监测和现场观察,获得准确的数据并及时分析处理,严密注视是否有险情及险情发生发展情况。
当坡顶位移过大时,应停止开挖施工;
当基坑周边坑壁出现渗水现象时,应停止该段开挖、及时查明原因并采取必要的封堵措施直至不再渗水为止;
当边坡出现失稳或坍塌现象时应及时采取土包或其它材料反压坡脚,以防事态扩大,并尽可能在坡顶削坡减载,必要时应回填。
应充分了解基坑周边管线的分布、走向及位置,一旦出现管道开裂时,以便及时关闭阀门。
作好基坑四周地表水的排泄和下水管道的疏通,防止地表水或雨水对基坑的冲刷、浸润。
坡顶排水沟必须通畅。
现场应配备一定数量的抢险材料,包括钢管、编织袋、草包、水泵、砂、石料、钢筋等材料。
应避免在雨天开挖土方。
坡面开挖形成后,如遇大雨无法立即进行喷射砼处理时,应及时用彩条布等临时措施进行覆盖以保护坡面。
开挖期间挖土司机日夜值班,当出现变形速率增大、坡顶及坡面均出现有多条裂缝等现象时,应迅速用反铲对边坡进行回填反压,或沿坡脚打入钢管、木桩等,待边坡变形趋于稳定后再进行其他处理。