第六章工程降水基坑支护及土方工程施工技术方案

1第六章工程降水、基坑支护及土方工程施工技术方案第一节工程概况一、工程概况雁栖湖国际会都（核心岛）会议中心及8-10号别墅项目基坑位于北京市怀柔区雁栖湖西岸（伯崖厂新村东侧）。根据本工程单体划分，共分为4个独立的基坑，即会议中心、8号别墅、9号别墅、10号别墅。本项目总建筑面积59868.26㎡，其中会议中心建筑面积42000㎡，地下一层，地上二层（局部三层），采用抗浮锚杆处理抗浮问题；8号别墅建筑面积5754.79㎡，地下一层，地上二层，采用桩基础；9号别墅建筑面积6571.18㎡，地下一层，地上二层，采用桩基础；10号别墅建筑面积5542.29㎡，地下一层，地上二层，采用桩基础。会议中心基坑东西长约130m，南北宽约120m，近似为矩形，基坑底口面积较大，约1.5万m2。本工程±0.00标高相当于绝对标高91.00m，根据地勘报告，现场自然地坪标高分为绝对标高92m、94m、97.5m三种。本工程基底标高复杂，从-5.95m、-7.2m、-8.15m三种，支护深度按8.2m、8.95m、10.2m、12.45m、11.15m、13.7m、14.65m考虑。8号别墅基坑东西长约48m，南北宽约40m，近似为矩形，基坑底口面积约1900m2。本工程±0.00标高相当于绝对标高95.5m，根据地勘报告，现场自然地坪标高＝±0.00。本工程基底标高复杂，分为-4.4m、-5.8m和-8.4m三种，支护深度分为4.4m、8.4m两种。9号别墅基坑南北长约68m，东西宽约63m，为不规则多边形，基坑底口面积约2300m2。本工程±0.00标高相当于绝对标高98.3m，根据地勘报告，现场自然地坪标高＝96.3m，即（-2.0m）。本工程基底标高复杂，分为-5.4m、-5.65m、-5.75m、-6.4m、-6.65m、-7.85m、-8.15m、-10.55m等多种，支护深度按4m以下、4.65m、5.85m、8.55m四种考虑。10号别墅基坑长约63m，东西宽约24m，为不规则多边形，基坑底口面积约1400m2。本工程±0.00标高相当于绝对标高101.5m，根据地勘报告，现场自然地坪标高＝100.5m，即（-1.0m）。本工程基底标高为-4.4m，支护深度按3.4m考虑。2二、工程地质条件1、现状地形、地貌及地物概况拟建场地位于怀柔区雁栖湖西侧一半岛上，属山前丘陵地貌，北、东、南三侧靠近雁栖湖（原北台上水库），场区内沟谷发育，沟谷一般深3～5m。拟建8号及9号别墅场地地形较为平坦，现状地面标高在94～96m左右；拟建10号别墅地形起伏较大，现状地面标高在86～102m左右，拟建会议中心场地起伏较大，场地中间高，两侧低，整体上西北高东南低，地形高差最大可达9m（地面标高在89.0～98.0m左右）。本次勘探期间测量的钻孔孔口处地面标高为86.14—101.85m。拟建8号、9号别墅场地现状主要为民房及拆迁完的空地，拟建10号别墅场地地物主要为树林，拟建会议中心场地现状地表植被发育，种植有大量果树及经济林，局部分布有民用建筑、水泥路、高压线等。2、地层岩性概述根据对现场勘探、原位测试与室内土工试验成果的综合分析，在本次岩土工程勘察的勘探深度范围内(最深28．00m)的地层，按成因年代可划分为人工堆积层、第四纪沉积层及侏罗纪火山岩、火山碎屑沉积岩四大类，并按岩性及工程特性进一步划分为4个大层及其亚层，现分述如下：表层为一般厚约0.10～1．70m的人工堆积的碎石填土、房渣土①层；人工堆积层以下为第四纪坡冲洪积的粉质粘土、重粉质粘土②层，粘质粉土、粉质粘土②1层及粘土②2层；第四纪坡冲洪积以下为第四纪坡洪积的粘性土混碎石③层，碎石、碎石混粘性土③l层及粉质粘、粘质粉土③2层；碎石、碎石混粘性土④层，粘性土混碎石④l层及粉质粘土、粘质粉土④2第四纪坡洪积层以下为侏罗纪基岩，主要为全风化～强风化凝灰质砂岩⑤01层及中等风化凝质砂岩⑤02层；全风化～强风化安山岩⑤ll层及中等风化安山岩⑤12层，场区基岩埋深起伏很，部分场地基岩出露。3、浅部土的腐蚀性评价拟建场地浅部天然沉积的地基土对混凝土结构及钢筋昆凝土结构中的钢筋均具有微蚀性。4、土的湿陷性初步评价根据拟建场地附近已有勘察资料(工程编号：2010技080)中关于土的3湿陷性评价结果，现场勘探地层描述，初步判别拟建场地内第四纪细粒土层不具有湿陷性。三、水文地质条件1、勘察期间实测地下水位勘察期间(2011年6月上、中旬)于钻孔中未量测到地下水。根据建场地附近勘察资料(工程编号：2011技080)，在第四纪坡洪积的碎石层中局部赋存1层下水，其静止水位埋深为8.40～9.50m，标高为83．73～83．80m左右，其地下水类型为潜水。2、历年高水位调查拟建场区已超出北京市浅层地下水动态监测网的覆盖范围，拟建地历年高水位埋深均大于5m。3、地下水腐蚀性初步评价拟建场地地下水及雁栖湖湖水水质对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有微腐蚀性。第二节降排水工程1.基槽降水设计原则1.1遵循各项文件条款的原则，确保挖至槽底时基槽干燥无水；不影响土方、护坡的施工。1.2遵循维护地下水资源平衡的原则，确保不发生大量地下水流失。1.3遵循安全施工、文明环保的原则，确保地基及周边管线、建筑物不沉降、不变形、同时保证基坑不发生隆起及管涌等不良地质现象。1.4遵循经济节约施工可行的原则，设计方案尽量降低造价，为业主节省不必要的成本开支；根据本单位的能力，确保施工组织的可行性、先进性及合理性。2.地下水基本情况根据初勘报告，初勘钻孔内（25m深）未量测到地下水。根据建场地附近勘察资料(工程编号：2011技080)，在第四纪坡洪积的碎石层中局部赋存1层下水，其静止水位埋深为8.40～9.50m，标高为83．73～83．80m左右，其地下水类型为潜水。3.降排水方案4根据初勘报告，本工程8~10号别墅基坑开挖不考虑地下水影响，采用眀排措施；会议中心基坑需处理可能的局部第四纪坡洪积的碎石层中局部赋存1层下水，其静止水位埋深为8.40～9.50m，标高为83．73～83．80m左右，高于会议中心基底约1m左右，实际开挖中，若无此层地下水，则采取眀排措施，若遇该层地下水，则可在基坑内局部设置集水井抽降地下水。3.1基坑坡顶排水措施3.1.1为防止地表水流入基坑，冲刷边坡，造成支护结构冲刷或冻结破坏，基坑支护结构顶部砌筑30cm高挡水墙，挡水墙采用页岩砖砌筑，外抹水泥砂浆。3.1.2基坑上口线向外做2％泛水，同时沿基坑周边距离上口线1.0m～1.5m的位置设置排水沟，沟宽度为200mm，深度为300mm，泛水为1‰，具体施工时依据现场实际条件决定。3.1.3沿排水沟外侧布置直径为500mm的钢管排水总管，直接与周边排水系统相连，其水力坡度为3‰。排水管布设到排水口位置设置沉淀池，基坑抽出的地下水采取集中回收用于冲洗土方车轮等，抽出的多余地下水可经沉淀池沉淀，将地下水中携带的泥砂净化后再排入市政管线，以避免水污染。3.2支护结构排水措施基坑边壁支护结构施工过程中，可能遇部分残留水影响，这部分水若处理不好将带出地层中大量细颗粒物质，使开挖面受扰动并可能发生坍塌。出现这种情况时，须放慢挖土速度，及时在坑壁做导流盲管，再将支护结构后残存的水排走。导流盲管如右图所示，一般采用长1m的φ25mm塑料管，做成花管并缠40目尼龙纱网，在支护结构面上每隔1米设置一个。3.3基坑坑底排水措施为防止基坑边坡导流的渗水及大气降水流入基坑影响底部原状土体，基坑周边采用排水沟进行集水明排。在基坑底肥槽内设置上口400mm、下口300mm、深500mm的排水沟，并按间隔20m和转角处设置500mm×500mm，深1m集水坑，若集水坑内出现较多积水时，可在集水坑内布置3～5t/h、扬底部缠尼龙网填充碎石排水管锚喷砼面5程为20m潜水泵，通过水泵将集水坑内水抽出引入地面雨水沉淀池内，经沉淀后再排入现场雨水管道。排水沟向集水坑找坡0.5%。第三节基坑支护结构工程一、基坑支护设计方案1.支护方案设计的原则1.1护坡方案要科学合理，切实可行，确保深基坑边坡支护的安全可靠性。1.2护坡工程必须与土方工程一体化安排，要为土方工程的顺利施工创造快捷和良好的前提条件。1.3护坡工程在确保为后续施工创造出良好的施工作业面的同时，还要尽可能地减少不必要的土方回填。1.4护坡工程要尽量减少与土方施工的工序穿插的次数，以缩短工期。1.5护坡工程要充分考虑到其经济合理性等。2．本工程特点本工程自然地坪起伏变化较大，基底标高种类繁多，支护深度从3.4m~14.65m不等，因此支护设计复杂。考虑到地下结构可能需要较长的施工周期，因此，要求支护安全系数较大。本工程有局部地下水，影响到基坑的边坡支护体系安全。3.基坑支护设计方案本工程在制定基坑支护方案时要重点考虑以下几个因素：①安全可靠性；②技术先进性、合理性；③施工可行性；④经济节约；⑤工期合理。本着安全第一，并考虑经济和便于施工等因素，基坑支护采用“自然放坡挂网喷射砼面层支护相结合”支护形式。具体考虑如下：3.1支护深度小于8m的按1:0.75放坡挂网喷射混凝土支护。支护深度大于8m的按1：1分两级放坡，平台高5-6m，宽1m，挂网喷射混凝土支护。3.2基底标高错台处开挖采用1:1放坡挂网喷射砼支护。4、设计说明4.1本工程基坑支护结构设计使用年限为1年，本工程为会议中心为一级基坑，8~10号别墅楼为二级基坑。4.2顶基坑外侧堆载限值20kpa，距离基坑上口线不小于2.0m。64.3基坑支护结构预留土建施工肥槽按800mm考虑。二、基坑支护施工方案1.挂网喷砼施工基底标高错台处及室外地沟开挖处采用1:1放坡挂网喷射砼支护。1.1施工工艺开挖――修坡――铺设、固定钢板网――喷射混凝土面层――混凝土面层养护――循环下一层挂网喷砼施工1.2主要技术措施1.2.1基坑边土体开挖时，每步开挖深度不超过2m，严格按1：1的坡度进行开挖，坡面预留10cm厚土体，进行人工修坡，边坡支护完成后不得影响结构施工。在坡面进行喷射砼支护前，要清除坡面虚土，确保边坡的立面和壁面的平整度。1.2.2坡面挂挂钢筋网片为Φ6.5@300×300mm，用φ16的T型钢钎固定在坡面土体上。1.2.3坡面喷射40～60mm厚的混凝土，混凝土强度等级为C20。1.2.4放坡的坡面土层中含水量丰富的部位，需留置好泄水管，以便把滞水有效的疏导出来，防止地下水的水压力对支护结构产生不利影响。2.基坑变形监测施工中监测的重点是基坑支护边坡的水平位移及变形监控。2.1支护结构体系的监测2.1.1根据规范要求，考虑本工程为会议中心为一级基坑，8~10号别墅楼为二级基坑。2.1.2监测基准点应布设在变形影响范围以外，靠近观测目标，便于长期保存和联测的稳定位置；监测点应设在变形量大的地段，应能确切反映变形量和变形特征的位置。2.1.3监测点沿基坑周边布置，在变形最大、受力最大及局部地质条件最为不利的地段可调整观测点的间距或加密设置观测点。根据本工程支护结构，基坑位移观测点设置在上口线翻边处。2.1.4位移监测基准点、监测点的埋设方法及基准点的位置应满足规范及标准要求，应设有明显的标识。72.1.5在观测期内要对观测路线和观测点位提供有效的保证，防止产生碾压、扰动及遮挡。2.1.6基准点应布设在变形影响范围以外，靠近观测目标，便于长期保存和观测的位置。2.1.7监测点应设在变形量大的地段，一般为基坑中部及支护的阳角部位。监测点、基准点应在土方开挖前布设完毕，监测点、基准点应设有明显的标识。施工时要对观测线路提供有效的保证，所有点位不得被碾压、扰动及遮挡。2.1.8对支护结构监测基本要求1）变形监测的观测采用DJ2经纬仪、DS3水准仪或全站仪。2）在正式开挖前，要核对基准点并对其进行保护，设置明显标识。3）监测时间的确定：在土方开挖阶段，每天监测不少于2次，在完成基坑开挖、变形趋于稳定的情况下，可适当减少监测次数至每周1次。4）在施工开挖过程中，如发现变位速率较大、支护结构开裂等情况