成都市精神卫生中心扩建工程基坑降水支护及施工组织方案

成都市精神卫生中心扩建工程基坑降水、支护及施工组织方案四川省川建勘察设计院-1-1前言1.1工程概况成都市精神卫生中心扩建工程场地位于成都市营门口路互利西一巷八号成都市精神卫生中心内，包含一栋12F建筑及附属建筑，设一层地下室。基础砌置深度-6.0m，基础形式拟采用筏板及独立基础。其项目详细情况见表1.1。拟建物性质一览表表1.1建筑物名称结构类型层数及高度（m）地下室估计基础砌置深度基础型式单位荷载(kN、kPa)对差异沉降敏感程度扩建楼框架12F-1F-6.0m筏板基础300kPa敏感1.2场地概况拟建场地位于成都市二环路营门口立交桥旁，交通较为便利。东侧：为已建污水池及居民楼（7F），地下室边线距离污水池2.96m，污水池埋深约4.0m左右；居民楼距离地下室边线14.05m，已建居民楼为砖混结构，条形基础，基础埋深约3.0m;南侧：为互利西一巷，地下室边线距离互利西一巷14.88m；西侧：为医院通道、7F及3F居民楼，地下室边线距离医院通道4.19m，距离围墙9.61m，距离7F建筑12.31~18.98m；已建居民楼为砖混结构，条形基础，基础埋深约3.0m;北侧：为医院用地，为拟建地下室通道，连接原有地下室通道，该侧为9F建筑，设一层地下室，基础埋深约6.0m；基坑开挖线距地下室边线1.0~2.0m（工作面).（详见《基坑周围环境图》）。1.3基坑支护技术要求由本场地地勘报告知，由本场地地勘报告知，基坑边坡主要由人工填土及砂土、卵石组成，须采用合适的支护措施，保证基坑及相临建筑物的安全。1、场地开挖深度-6.0m。2、基坑周长203m。3、基坑四周荷载：本次护壁设计基坑四周荷载均按15kpa考虑，有建筑地段按建筑实际荷载加载。4、场地建筑环境一般，场地东、西及南侧基坑开挖线距已建建筑较近，无放坡条件，故该两段采用排桩支护，其余地段采用喷锚支护；1.4基坑等级据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB5002-2002）7.1.7条规定，本基坑挖深-6.0m，排桩支护段基坑等级为一级，重要性系数γ。=1.1；喷锚支护段基坑等级为二级，重要性系数γ。=1.0，基坑支护结构使用时限：1年，属临时支护。1.5相关说明1拟建地下室基础外边线外工作面暂按1.0m~2.0m考虑。2、本方案依据建设单位提供的最新平面图进行支护工程方案设计，正式施工前需由建设单位书面确认，经确认无误后方可作为施工之依据。若平面位置或挖深有变化，成都市精神卫生中心扩建工程基坑降水、支护及施工组织方案四川省川建勘察设计院-2-需及时调整支护方案。施工测量放线前，应仔细核对经施工图审查后的《总平面图》和《基础平面图》等图纸，并以《总平面图》作为放线定位依据，实地测放主要轴线、地下室边线等，检查无误后方可动工。4、建设单位在基坑开挖前应进一步调查、确认周边建筑物和管线情况，并采取针对性保护措施。5、本工程应遵循动态设计、信息化施工技术原则，施工过程中注意观察临近建筑物或道路的变形及地下设施的保护，如遇异常情况，应立即停止施工，并与相关单位协商。如变形过大，可采取加设预应力锚索等加固措施。6、未尽事宜，须符合相关规范规程之要求。2场地工程地质条件2.1地形地貌该场地地貌单元属岷江水系一级阶地，地形较为平坦，钻孔标高509.16～509.21m。2.2地层岩性场地地层从上至下依次为人工填土、砂土和卵石土。1．人工填土（杂填土、素填土）：杂色。主要由粘性土混建渣、生活垃圾、砖、瓦碎屑组成。可塑。湿。一般厚度3.0～4.0m。2．粉土：灰色；系长石、石英、云母细片、岩屑及其它暗色矿物等颗粒组成。可塑。湿。3．细砂：灰色；系长石、石英、云母细片、岩屑及其它暗色矿物等颗粒组成；松散；饱和；分布于卵石土层顶部，部分孔段分布。4．中砂：灰色；系长石、石英、云母细片、岩屑及其它暗色矿物等颗粒组成；稍密；饱和；部分呈透镜体状及条带状分布于卵石土层中部。5．卵石土：灰黄色、黄色；成分主要由岩浆岩与变质岩类岩石组成。弱风化~中等风化。多呈亚圆形。一般粒径3～8cm，最大粒径大于12cm。充填物以中砂为主，混少量砾石和粘性土，含量约15~45%。饱和。根据其密实程度和充填物含量等的差异，可将其划分为松散、稍密、中密和密实四个亚层。2.3地下水场地地下水为埋藏于第四系卵石层中的孔隙潜水。其主要补给源为大气降水及区域地下水。卵石层为主要含水层，具较强的渗透性。渗透系数按K=20m/d考虑，抗浮和防水设计水位按505.20米考虑。2.4场地地震效应根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，本场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g；所属设计地震分组为第三组。成都市精神卫生中心扩建工程基坑降水、支护及施工组织方案四川省川建勘察设计院-3-3降水方案3.1设计依据1、建设单位提供的基坑开挖图；2、《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）；3、《建筑与市政工程技术规范》JGJ/T111-98；4、《成都市精神卫生中心扩建工程岩土工程勘察报告书》成都市勘察测绘研究院；3.2降水井设计(1)根据场地勘察报告，卵石层渗透系数K=20m/d，场地类型为Ⅱ类，含水层为单层，属降水工程的中等复杂场地。由于现场地地坪平均标高为508.70m，平均开挖深度为-6.0m，电梯井及集水坑更深，约-7.0m，场地抗浮和设防水位505.20m左右，理论降深为3.5m考虑0.5m干燥层，故降深按4.0m设计；降水井按25m~30m间距布置，离开坑壁0.5m，共布置10口，深度15.0m，井管直径600mm，降水设计详见《降水计算书》。3.3凿井施工方法凿井采用CZ-22型钻机，鱼尾型钻头，泥浆及钢质护筒联合护壁，冲击成孔，开孔直径600mm，终孔直径550mm，洗井采用6/7空压机及活塞联合洗井，活塞洗井采用分段冲拉，每段冲拉时间15分钟，以保证降水井入水通畅。3.4井身结构井身结构井径(mm)600井管井壁管采用内/外径300/360mm砼管；7.50m。过滤管采用内/外径300/380mm缠丝砼条缝管，其缠丝间距3mm；过滤管长7.5m。填砾规格ψ8～12mm，如遇砂层应包网处理3.5凿井施工质量控制措施1、在施工前，组织全体施工人员认真学习施工纲要。2、在施工过程中，对每道工序严格把关。首先，重视成井材料质量，砾石按规格筛选，对不符合要求的井管不予使用。3、防止施工时出现偏孔，井斜等事故；下管时要使井管安装垂直居中，井管采用拉板焊接，连接牢固，保证管周填砾厚度。4、洗井时要保证冲拉时间，要求出水清澈透明，含砂量达到规范要求。3.6降水井排水各单井出水，必须经沉砂池沉淀后方可排入市政雨污水排水系统，沉砂池细部构造见《沉砂池细部构造图》。在降水井降水的过程中，降水开始的第1个月，应每天定时测量水中的含砂量，并作好记录，含砂量可采用专用测砂量杯测量；1月后，含砂量减少、稳定后，测量间隔可适当延长至3～5天，并且含砂量小于1/2000；严禁排水系统渗漏和回灌，在降水的过程中，应定期测定主井水位降深，加强降水成都市精神卫生中心扩建工程基坑降水、支护及施工组织方案四川省川建勘察设计院-4-值班巡查力度，对于随时可能出现的水管破裂，水泵故障，线路故障能及时处理。3.7降水周期降水井施工完成后，根据建设单位工期安排，应提前于土方开挖前1周开始降水。降水停止应待拟建建筑主体封顶后，经设计、建设、监理等几方责任主体共同商议、确认后方可停水。本场地降水周期预计12个月。3.8降水对相邻建筑物影响分析地下水位下降会引起地基土自重应力增加，使建筑物产生不均匀沉降，但这种变形应具备的条件的是基底以下有较厚的常处于自然水位以下的可压缩性土。，卵石层中含少量砂层，只要在管井设计与施工中采取措施，使单井出砂量达到规范要求，也不会因为潜蚀而引起地基下沉导致附近建筑物沉降变形。4基坑支护设计4.1设计依据1、建设单位提供的图纸和资料⑴《成都市精神卫生中心扩建工程总平面布置图》（电子文档）；⑵《成都市精神卫生中心扩建工程开挖图》（电子文档）；⑶成都市精神卫生中心扩建工程场地详细勘察阶段岩土工程勘察报告书》（成都市勘察测绘研究院，2010年10月）。2、国家现行有关工程施工和验收的标准、规范、规程、图集（1）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）(3)《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）；(4)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；(5)《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-96）；(6)《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；(7)《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；(8)《混凝土结构设计规范》CTB50010-2010；(9)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)；(10)《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204—2002）；(11)《混凝土质量控制标准》（GB50164—92）；(12)《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）(13)《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46—93）；(14)《建筑施工安全检查标准》（JGJ59—99）；(15)《成都市建筑工程深基坑施工安全管理暂行办法》.3、现行的质量、安全生产、文明施工的有关政策、文件规定。4、我院现场踏勘所收集的其它资料。成都市精神卫生中心扩建工程基坑降水、支护及施工组织方案四川省川建勘察设计院-5-4.2设计参数的选取1、根据本场地地勘报告，岩土体物理力学参数见表4.2-1。基坑支护参数一览表表4.2-1指标土名重度γ(kN/m3)承载力特征值fak(kpa)压缩模量Es(Mpa)变形模量Eo(Mpa)粘聚力标准值Ck(kPa)内摩擦角标准值φk(度)泊松比μ素填土19901012细砂19.5100422粉土1990424中砂2011028卵石松散2018032稍密2132034中密2260038密实2390040备注：在运用理正软件进行计算时，根据成都地区工程经验，考虑降水后卵石层的C、φk有提高，计算适当的提高了卵石层的物理力学指标。2、基坑四周荷载对于本场地，西侧7F建筑按200KPa考虑，喷锚支护段建筑按150KPa考虑，其余地段按15kPa考虑；4.3护壁方案分析基坑开挖深度:按-6.0m计算。为保证工程建设的顺利进行及相邻已有建筑物的安全,应对基坑边坡进行支护。综合考虑安全及经济性因素，场地拟采用放坡+喷锚支护及护壁桩相结合的支护措施。为方便叙述，按基坑拐点及护壁方式变更点将整个基坑分为若干小段，各段周边环境及拟用方案情况分别简述如下：1）A～B及E～F段：本段开挖深度6.0m，该段周围无高大建筑，该段采用放坡+喷锚支护方案，放坡量1：1，在深度1.5m、3.0m、4.5m及5.5m处设4排锚杆，长度分别为6m、4m、4m、2m，锚杆水平间距1.5m。2）B～C～D～E：本段开挖深度6.0m，该侧周围无放坡条件，拟采用排桩支护，共布置排桩52根，桩长11.5m，悬臂段6.0m，嵌固深度5.5m，桩径1.0m，桩间距2.5m，采用C30混凝土浇筑。桩顶设冠梁连接，宽1.0m，高0.8m，采用C30混凝土浇筑。4.4喷锚支护设计4.4.1喷锚支护技术要求1、基坑边壁开挖深度:-6.0m；2、基坑顶部水平位移符合国家有关规范要求,并保证坑壁稳定及市政设施和既有建筑物安全。4.4.2计算公式及原理1）、侧压力峰值pmpm=0.55tg2(45－Φ/2)γh;成都市精神卫生中心扩建工程基坑降水、支护及施工组织方案四川省川建勘察设计院-6-γ：各土层的加权容重h：基坑深度Φ：各土层的加权内摩擦角2）、每一锚杆所受最大拉力NN=PSv×Sh／COSθP=P1+Pqθ：锚杆的倾角取θ=15°P：锚杆长度中点所处位置上的侧压力(kPa)P1：锚杆长度中点处所处位置深度上由支护土体自重引起的侧压力。Pq：地表均布荷载引起的侧压力。3）、地表堆载土压力PqPq=tg2(45－Φ/2)q4）、各层锚杆设计内力满足下式要求Fsd•