护坡桩、锚杆及旋喷桩施工方案(发送施工单位).doc
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【护坡桩、锚杆及旋喷桩施工方案】
目录
一、编制依据 1
二、工程概况 1
2.1工程概况 1
2.2建筑设计概况 2
2.3护坡桩工程概况 2
2.4周边建（构）筑物概况 2
2.5工程水文地质条件 2
2.5.1场区地层岩性及分布特征 2
2.5.2水文地质条件 3
三、基坑支护、降水总体设计 5
3.1基坑支护降水设计主要考虑因素分析 5
3.1.1基坑支护设计原则和重要性等级 5
3.1.2承压水处理方法以及降水施工方案 5
3.2肥槽留设与地下室结构层高影响 6
3.3承压水对于锚杆设计与施工的影响 6
四、护坡桩及锚杆方案 6
4．1国汇大厦东南侧基坑支护设计 7
4．2商场东侧北段基坑支护设计 8
4．3商场东侧南段基坑支护设计 8
4．4商场南侧基坑支护设计 9
4．5主楼南侧基坑支护设计 10
4．6主楼西侧基坑支护设计 10
4．7大宴会厅西侧基坑支护设计 11
4．8大宴会厅北侧基坑支护设计 12
4．9护坡桩和锚杆规格及长度一览表 13
五、护坡桩及锚杆施工工艺 14
5.1护坡桩施工工艺 14
5．1．1工艺流程 14
5．1．2施工要点 15
5．2常规锚杆施工工艺 17
5．2．1常规锚杆施工工艺流程 17
5．2．2施工要点 17
5.3高压喷射注浆止水帷幕施工工艺 19
5.3.1设计介绍 19
5.3.2高压喷射桩简介 20
5.3.3施工工艺流程 21
5.3.4施工要点 21
六、质量要求及保证措施 23
6.1护坡桩质量检验标准及质量保证措施 23
6.2锚杆质量检验标准及保证措施 23
七、雨季、冬季施工措施 24
7.1雨期施工措施 24
7.2冬期施工措施 25
八、安全、文明施工及环保施工措施 25
8.1安全施工管理 25
8.1.1护坡桩施工安全措施 25
8.1.2锚杆施工安全措施 26
8.2文明施工管理 27
九、进度计划 27
9.1施工进度计划 27
9.2保证措施 27
一、编制依据
l国贸三期A阶段土方、护坡及降水工程施工合同文件；
l国贸三期A阶段土方、护坡及降水工程招标图纸；
l《中国国际贸易中心三期工程岩土工程勘察报告（卷A）》（北京市勘察设计研究院）
l《中国国际贸易中心三期工程地下浅层水位测量报告》（北京工业大学建筑勘察设计院2005年7月5日）
l《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
l《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
l《建筑地基基础施工质量验收规范》（GB50202-2002）
l《土方与爆破工程施工及验收规范》（GBJ201-83）
l《工程测量规范》（GB50026-93）
l《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）
l《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）
l《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）
l《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）
l《施工现场临时用电安全规范》（JGJ46-2001）
l《建筑施工安全检查标准》（JGJ159-99）
l《土层锚杆设计与施工规范》（CECS22:
90）
l《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》（DBJ01-501-92）
l《建筑安装工程资料管理规程》（DBJ-03-21-2003）
l国家和北京市现行有关工程施工和验收的标准、规范、规程、图集
l本工程施工组织设计
二、工程概况
2.1工程概况
工程名称
中国国际贸易中心三期Ａ阶段工程之土方开挖、基坑临时支护及桩基础工程
工程地址
中国北京市朝阳区建国门外大街1号
建设单位
中国国际贸易中心股份有限公司
设计单位
项目建筑工料测量师：
WTPARTNERSHIP（务腾＜香港＞有限公司）
项目交通设计顾问：
MaunsellConsultantsAsiaLtd.
（茂盛（亚洲）工程顾问有限公司）
项目建筑师：
WONG&TUNGINTERNATIONALLIMITED
（香港王董国际有限公司）
项目结构工程师：
ARUP（香港奥雅纳工程顾问）
项目机电工程师：
PARSONSBRINCKERHOFF（柏诚）
机电系统概念设计师：
ATKINS
国内设计：
北京钢铁设计研究总院
2.2建筑设计概况
用地总面积
62701m2
A阶段建筑面积
28万m2
建筑用途
办公、商业两用
基坑面积
2.2万m2
地上层数
74层
地下层数
3～4层
±0.00标高
39.35m
裙房层数
4～5层
最大檐口高度
330m
上部结构形式
钢混+全钢结构
2.3护坡桩工程概况
本工程护坡桩施工范围在1-1区段至8-8区段，总长为561.35m。
护坡桩桩顶标高为-1.5m、-7.5m、-10.2m开始，护坡桩长度为26.5m、21m、17.85m、16.9m.护坡桩直径为800mm，间距1500mm，桩顶做800mm宽、600mm高，C25混凝土帽梁。
除1-1剖面、3-3剖面为3道锚杆外，其余剖面均为2道锚杆。
护坡桩及锚杆具体数据详见本方案第四章。
图3本工程基础埋深分区图
2.4周边建（构）筑物概况
本工程拟建场区位于北京市朝阳区东三环中路与建国门外大街交汇处之西北角，建筑用地范围东起东三环路，西至机械局综合楼，南起国贸大厦2座，北至光华路，国贸三期A标段基坑占地2.2公顷。
该场区原建筑物密集且多为需要拆除的多层或高层住宅，有两层或一层钢筋混凝土结构的地下室。
基坑北侧紧临光华路，该路边集中埋设了多条管线，高约86m、地下三层的囯汇大厦紧邻基坑北侧。
基坑周边这些建（构）筑物对本工程的设计和施工提出了严峻的挑战。
场区北侧邻近交通干道——光华路，东侧紧邻的国贸行政楼以及西侧紧邻的关东店南街都需要在基坑边坡支护设计和施工时给予足够的重视，严格控制地表沉降和边坡倾斜等变形。
2.5工程水文地质条件
2.5.1场区地层岩性及分布特征
地层岩性特征一览表
大层编号
地层序号
岩性
各大层
各大层层顶埋深（ｍ）
各大层厚度（ｍ）
层顶标高（ｍ）
1
房渣土
38.27～40.31
/
1.70～5.70
1
粘质粉土、粉质粘土填土
2
细砂填土
2
砂质粉土
33.95～37.68
1.70～3.80
1.70～4.90
1
粘质粉土、粉质粘土
2
粉砂
3
砂质粉土
31.87～34.33
5.20～6.90
0.90～6.60
1
粘质粉土、粉质粘土
2
粘土、重粉质粘土
3
粉砂
4
卵石、圆砾
27.81～32.27
7.20～11.60
8.20～13.40
1
细砂、粉砂
2
粉质粘土
3
砂质粉土、粘质粉土
5
粘质粉土、粉质粘土
18.17～20.65
18.60～21.20
3.30～6.90
1
粘土、重粉质粘土
2
砂质粉土、粘质粉土
6
卵石、圆砾
13.53～16.00
22.80～25.70
9.20～13.10
1
细砂、中砂
7
粘土、重粉质粘土
1.80～6.34
32.40～36.90
1.00～6.20
1
粘质粉土、粉质粘土
2
粘质粉土、砂质粉土
8
卵石、圆砾
-0.61～1.28
37.80～39.70
4.20～6.90
1
细砂、中砂
9
粘土、重粉质粘土
-6.73～-5.01
44.10～45.50
2.80～5.10
1
粘质粉土、粉质粘土
10
细砂、中砂
-10.11～-8.69
48.10～49.70
7.50～7.90
1
卵石、圆砾
2
粉质粘土、粘质粉土
2.5.2水文地质条件
勘察实测的自地表以下3层地下水的类型分别为：
第1层地下水为台地潜水，赋存在第2、第3大层土当中的粉土和砂土层中，该层地下水的水量和水位在整个场区的分布不够连续；第2层地下水为层间潜水，含水层为第4大层卵砾石、砂层，该层地下水连续分布；第3层地下水为承压水，赋存于具强透水性的第6大层卵砾石层及细砂、中砂层当中，该层承压水具有较高的压力水头。
在勘探孔内实测的承压水头高达6～7m左右。
各层地下水类型见下表
地下水情况一览表
序号
地下水类型
北京市勘察设计研究院2003年3月中旬～4月上旬勘察结果
北京工业大学建筑勘察设计院2005年6月下旬勘察结果
水位埋深（m）
水位标高（m）
水位埋深（m）
水位标高（m）
1
台地潜水
3.30～6.50
32.07～35.59
未发现
未发现
2
层间潜水
15.30～17.60
21.99～23.58
19.30～19.80
19.20～19.70
3
第一层承压水
16.70～18.60
20.64～22.00
19.10～19.60
19.40～19.90
本地区水位季节变化规律一般为：
潜水11月份～来年3月份水位较高，其它月份相对较低，其水位年变化幅度一般为2m左右，即该层水位约在12～17m左右。
场区承压水11月份～来年3月份水位较高，其它月份水位相对较低，年变化幅度一般为3m～4m，即承压水水位在12m～19m左右。
深层承压水具有与第3层地下水（第一层承压水）相差不大的水头高程，由于各深层承压水的隔水顶板绝对标高较低，因此具有更高的承压性。
目前实际水位情况：
自2005年6月2日业主下发中标通知书后，我公司立即组织降水队伍进场准备施工地下水位观测井。
因为本工程场区内原有建筑物基础太多，直至2005年6月18日才在场地西区成口1大口管井，井深34m，经近日持续量测水位，发现水位一直稳定在自然地表下24.6m位置。
此水位为上层潜水和第一层微承压水的混合水位，比本工程2003年做地质勘察时至少降低了6m。
为准确探明第2层地下水（层间潜水）的水层厚度，需要采用专门的水文地质勘察钻机。
我公司目前已经联系北京工业大学建筑勘察设计院，进场对本工程的水位做进一步勘察，以查明目前的含水层和隔水层的埋藏条件和地下水的水位、水层厚度等。
经实际勘查表明：
主要赋存于卵石④层中的层间潜水水位已经接近于其下相对隔水层层顶。
场区承压水主要赋存于砂、卵石⑥层，测压水头高出其上相对隔水层层顶0.4～0.5m。
本次勘察实测水位与北京市勘察设计研究院2003年3月～4月实测水位相比，层间潜水水位比后者低3～4m，承压水水头比后者低2～3m。
分析原因：
地铁复八线建设时采用管井降水方式已经造成本工程所在地的地下水位较之前大大降低；虽然地铁建设完成后，地下水位有所恢复；但近2年来CBD地区多个大型工程相继动工，如银泰中心、北京电视台新址、财富中心、中央电视台新址等工程，上述工程基坑支护降水均采用坑外大口管井降水方式，造成地下水位又持续下降；加之北京目前本来就属于缺水城市，上游水源补给不足、下游地下水再大量超采也就造成了北京城区的地下水位逐年降低；并且现在地铁5＃线正在施工，其降水也对本工程场区内的地下水位产生了巨大的影响。
三、基坑支护、降水总体设计
3.1基坑支护降水设计主要考虑因素分析
3.1.1基坑支护设计原则和重要性等级
本工程基坑深达-22.55m（局部电梯井和集水坑深度更是达到-27.10m），属于超深大基坑；同时基坑周边又有国汇高层写字楼、国贸行政办公楼、光华路等重要建筑物和道路，基坑安全至关重要。
因此，本工程基坑支护侧壁安全等级应按一级考虑；重要性系数取1.10。
3.1.2承压水处理方法以及降水施工方案
本工程采用基坑周边施工止水帷幕，并实施内降水方法。
由于本工程基坑深度最深为-27.10m，因此止水帷幕必须截断潜水和第1层承压水，根据计算，止水帷幕需进入第⑦层粉质粘土层1.5～2.0m，以便彻底有效地切断基坑内外的潜水和第一层承压水之间的联系。
在开挖深度-27.10m深电梯井坑周边施工一圈止水帷幕至第⑨层粘土—重粉质粘土层；即在主楼工程桩（ф1200mm、桩间距3600mm）间增加3根旋喷桩（ф1000mm），与主楼工程桩一起形成一道有效厚度500mm左右的止水帷幕。
由地勘报告，旋喷桩桩底标高-7.00m，第⑧层卵石层厚度6m，旋喷桩顶标高为1.00m，旋喷桩长8m即可；同时考虑旋喷止水帷幕在⑦层粘土层中的绕流和斜向渗透问题，将止水帷幕的顶标高提到5.00m。
将-22.55m、-21.60m深基坑地下水位降低至-23.50m左右，局部电梯井坑单独考虑。
亦即在每个电梯井坑附近均布置一口降水井，这样可以确保将来结构施工时，电梯井坑部位也能干槽作业；同时考虑到主楼与裙楼之间设置的后浇带需要后封闭，因此将井位布置在后浇带内，可以达到：
1）对结构底板施工时的影响降到最小；2）在后浇带封闭时将降水井一并封闭，减少底板渗漏的潜在因素。
基坑内部降水井均施工至第⑥层砂卵石层中，对已经施工了止水帷幕的基坑内部的潜水层和第一层承压水进行降排水。
在基坑支护结构外面再施工两口观察井，当基坑周边止水帷幕形成坑内联动抽水后，通过观察井可以知道止水帷幕的施工质量，确保达到业主招标要求的“基坑支护结构外面水位不致降低350mm以上的要求”；同时万一止水帷幕的施工质量欠佳，止水效果较差，也可提前做好超前注浆堵水的补救措施。
3.2肥槽留设与地下室结构层高影响
地下室外墙与支护结构之间空隙称之为肥槽。
肥槽留设与否直接影响锚杆设计位置。
在6-6、7-7、8-8、9-9区段内留设800mm肥槽。
其余区段预留120mm的变形空间，以保证护坡桩在施工过程中垂直度出现允许误差范围内不会进入结构外墙的空间。
锚杆标高统一设置在地下室楼板上500mm以方便结构施工时换撑。
根据目前施工勘查所测得的地下水位情况，综合考虑⑤层土中夹的粘质粉土含水和第1层承压水的水头高度在-19.3m，尚比本基坑槽底高3.25m。
因此基坑支护止水帷幕不能取消，但止水帷幕高度可以适当减少，可从原设计的桩顶高度-15m降低到-16.5m。
3.3承压水对于锚杆设计与施工的影响
本工程中降水仅为降低基坑内地下水位，基坑外地下水位仍维持原状，但锚杆施工（主要是最下一道锚杆）可能进入⑥层卵石，其间埋有第一层承压水。
根据我司在类似地区的类似工程实践证明，由于本层承压水头标高-19.00m，尚高于锚杆施工位置标高，成孔后很可能会发生流砂现象，堵塞锚杆孔，无法下钢绞线。
因此我司设计的锚杆位置均不进入第⑥层卵石层，采取调整锚杆位置和倾角，在下部粘土层中成孔的方案，并且在此层锚杆中应用拉力分散型+二次劈裂注浆的方法，以提高锚杆承载力，减小锚固长度。
同时我司在其他锚杆的设计中亦根据土层情况对于锚杆角度进行适当调整，使锚杆锚固段大都处于砂卵石层中，以提高锚杆承载力。
四、护坡桩及锚杆方案
基坑支护方案各剖面支护形式一览表
序号
支护位置
支护形式（简要说明）
1
国汇大厦东南侧
1-1剖面
-1.5m以下全护坡桩＋3道锚杆+旋喷桩止水
2
商场东侧（北段）
2-2剖面
上部10.20m土钉墙（1:
0.6），下部护坡桩＋2道锚杆+旋喷桩止水
商场东侧（南段）
3-3剖面
上部7.50m土钉墙（1:
0.1），下部护坡桩＋3道锚杆+旋喷桩止水
3
商场南侧
4-4剖面
上部10.20m土钉墙（1:
0.1），下部护坡桩＋2道锚杆+旋喷桩止水
4
主楼南侧
5-5剖面
上部10.20m土钉墙（1:
0.1），下部护坡桩＋2道锚杆+旋喷桩止水
5
主楼西侧
6-6剖面
上部10.20m土钉墙（1:
0.1），下部护坡桩＋2道锚杆+旋喷桩止水
6
大宴会厅西侧
7-7剖面
上部10.20m土钉墙（1:
0.1），下部护坡桩＋2道锚杆+旋喷桩止水
7
大宴会厅北侧
8-8剖面
上部10.20m土钉墙（1:
0.1），下部护坡桩＋2道锚杆+旋喷桩止水
4．1国汇大厦东南侧基坑支护设计
本侧开挖区③基坑深度为-22.55m，地下室为4层，每层结构顶面标高分别为-6.35、-11.700、-16.375、-21.050m。
为尽量减少边坡支护结构的整体变形，加强支护结构的刚性，本侧基坑支护设计采取-1.5m以下全护坡桩＋3道锚杆+旋喷桩止水联合支护的形式（见（1－1）剖面示意图），主要考虑是国汇大厦南侧污水排水管沟可能存在的渗漏水情况，采用800mm直径护坡桩从-1.5m一直到底。
上部1.5m支护可在护坡桩施工前采取打两道1.5m长Ф20的钢筋后，挂网抹灰进行临时支护；护坡桩施工完成后采用在冠梁上砌组合柱＋240砖墙支护。
对比采用地连墙支护形式，一方面可以尽量控制支护结构的水平变形，一方面可以降低施工成本并缩短施工工期。
基坑周边坡顶超载取为20kpa，设计荷载作用在坡顶2m以外。
桩顶做0.8m宽、0.6m高帽梁，C25混凝土。
共设锚杆3道，第一道锚杆在-5.80m标高处，锚杆倾角150，采取两桩一锚，即锚杆间距为3.00m；第二道锚杆在-11.100m标高处，锚杆倾角150，采取一桩一锚，即锚杆间距为1.50m；第三道锚杆在-15.800m标高处，锚杆倾角60，采取一桩一锚，即锚杆间距为1.50m。
第一、二、三道锚杆用400×400×20（30）mm垫板锚固在腰梁上，腰梁采用双工字钢组合而成，两并列的工字钢间净距100mm，工字钢间采用钢板连接。
护坡桩规格及长度如下：
1-1剖面
直径（mm）
间距（mm）
桩长（m）
嵌固深度（m）
主筋
箍筋
加强箍筋
800
1500
26.50
5.45
16Φ25
φ8@150
Φ18@2000
锚杆规格及长度如下：
1-1剖面
标高
角度
直径
（mm）
水平间距
（m）
设计值
（KN）
锁定值
（KN）
锚筋
规格
腰梁
工字钢
长度（m）
总长
锚固段
自由段
-5.80
15
150
3.0
372
279
3-7φ5
双22B
22
12
10
-11.10
15
150
1.5
675
506
4-7φ5
双25B
20
13
7
-15.80
6
150
1.5
924
647
5-7φ5
双28B
18
13
5
为了防止桩间土塌落，土方开挖过程中，护坡桩桩间进行挂网喷锚处理。
桩间土边开挖边修理，以保证侧壁土体的稳定。
修理完毕后挂钢板网，其上纵横双向布置骨干Φ14压筋，梅花形打入长600～800mm的φ8锚固钢筋，钢筋设弯钩，钩住骨干压筋。
网片两侧与护坡桩交接处，再用射钉枪固定在护坡桩上。
挂网后进行喷锚处理。
为保证锚杆的锚固力能够达到设计要求，对于本工程这种高含水量的粘性土和粉土层，常规灌浆工艺将使锚杆的锚固段过长而造成施工不便且不经济，需要采取二次高压劈裂注浆工艺或采用拉力分散型锚杆工艺。
4．2商场东侧北段基坑支护设计
本侧开挖区基坑深度为-22.55m，地下室为4层，每层结构顶面标高分别为-6.35、-11.700、-16.375、-21.050m。
本处基坑支护设计采取土钉墙＋护坡桩+旋喷桩止水的联合支护形式，见支护（2—2）剖面示意图。
桩顶做0.8m宽、0.6m高帽梁，C25混凝土。
共设锚杆2道，第一道锚杆在-10.50m标高处，锚杆倾角150，采取两桩一锚，即锚杆间距为3.00m，用200×200×20mm钢垫板锚固在帽梁上；第二道锚杆在-15.80m标高处，锚杆倾角80，采取一桩一锚，即锚杆间距为1.50m。
第二道锚杆用400×400×30mm垫板锚固在腰梁上，腰梁采用双工字钢组合而成，两并列的工字钢间净距100mm，工字钢间采用钢板连接。
护坡桩规格及长度如下：
2-2剖面
直径（mm）
间距（mm）
桩长（m）
嵌固深度（m）
主筋
箍筋
加强箍筋
800
1500
17.85
5.50
16Φ25
φ8@150
Φ18@2000
锚杆规格及长度如下：
2-2剖面
标高
角度
直径（mm）
水平间距（m）
设计值（KN）
锁定值（KN）
锚筋规格
腰梁工字钢
长度（m）
总长
锚固段
自由段
-10.50
15
150
3.0
316
237
3-7φ5
16
9
7
-15.80
8
150
1.5
711
533
4-7φ5
双28B
16
11
5
4．3商场东侧南段基坑支护设计
本侧开挖区基坑深度为-22.55m，地下室为4层，每层结构顶面标高分别为-6.35、-11.700、-16.375、-21.050m。
本处基坑支护设计结构与行政楼外墙之间的距离根据最新版图纸显示尚有15.0m（考虑仅有地下一层结构向东扩9.3m，在地下结构施工完成后二次施工），在行政楼西侧为业主留设3.5m宽的消防通道。
因此，本侧基坑支护上部-7.5m采用1：
0.1土钉墙支护，下部采用护坡桩＋锚杆+旋喷止水帷幕的联合支护形式。
上述支护方式可确保行政楼地下结构和地基工程性能不受影响。
（见支护（3—3）剖面示意图）。
桩顶做0.8m宽、0.6m高帽梁，C25混凝土。
共设锚杆3道，第一道锚杆在-7.80m标高处，锚杆倾角200，采取一桩一锚，即锚杆间距为1.50m；第二道锚杆在-13.80m标高处，锚杆倾角100，采取一桩一锚，即锚杆间距为1.50m；第三道锚杆在-19.00m标高处，锚杆倾角60，采取一桩一锚，即锚杆间距为1.50m。
第一、二、三道锚杆用400×400×20（30）mm垫板锚固在腰梁上，腰梁采用双工字钢组合而成，两并列的工字钢间净距100mm，工字钢间采用钢板连接。
护坡桩规格及长度如下：
3-3剖面
直径（mm）
间距（mm）
桩长（m）
嵌固深度（m）
主筋
箍筋
加强箍筋
800
1500
21.00
5.95
16Φ25
φ8@150
Φ18@2000
锚杆规格及长度如下：
3-3剖面
标高
角度
直径（mm）
水平间距（m）
设计值（KN）
锁定值（KN）
锚筋规格
腰梁工字钢
长度（m）
总长
锚固段
自由段
-10.65
20
150
1.5
603
452
4-7φ5
双25B
17
9
8
-15.8
10
150
1.5
783
587
5-7φ5
双28B
17
12
5
-20.3
6
150
1.5
342
257
3-7φ5
双25B
15
10
5
4．4商场南侧基坑支护设计
本侧开挖区基坑深度为-22.55m，地下室为4层，每层结构顶面标高分别为-6.35、-11.700、-16.375、-21.050m。
本侧基坑支护设计采用上部10.20m土钉墙（1:
0.1），下部护坡桩＋旋喷桩止水的联合支护形式，见支护（4-4）剖面示意图。
桩顶做0.8m宽、0.6m高帽梁，C25混凝土。
共设锚杆2道，第一道锚杆在-10.50m标高处，锚杆倾角150，采取两桩一锚，即锚杆间距为3.00m，用200×200×20mm钢垫板锚固在帽梁上；第二道锚杆在-15.80m标高处，锚杆倾角80，采取一桩一锚，即锚杆间距为1.50m。
护坡桩规格及长度如下：
4-4剖面
直径（mm）
间距（mm）
桩长（m）
嵌固深度（m）
主筋
箍筋
加强箍筋
800
1500
17.85
5.50
16Φ25
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