喷锚及土方工程施工组织设计

喷锚及土方工程施工组织设计一、工程概况拟建高层商住楼，地下室3层，地上31层。占地面积约12000m2。基坑南北边长85m，东西边长135m，周长约440m，基坑开挖深度12m。基坑采用锚杆喷射混凝土支护方案，由广东省轻纺工业设计院设计。东、南边布置锚杆9排，不施加预应力；西、北边布置锚杆10排，其中第3、5、7排锚杆施加预应力。混凝土面层厚150，局部施加预应力处厚200。二、场地地质条件根据地质工程公司提供的工程地质报告，场地地层自上而下依次为：人工填土、冲积粉质粘土、残积粉质粘土及上白垩系基岩。1.人工填土层（Qml）：填土主要分布在场地东半部及北部，为杂填土及素填土，层厚1.0～3.5m，松散，为不良工程地质层。2.冲积层（Qal）：岩性为粉质粘土，局部为粘土或粉土。厚度1.0～6.5m，场地南半部较厚，为4.0～6.5m，北半部薄，为1.0～3.5m。该层岩性较均一，主要呈硬可塑状态，局部硬塑。标贯9～21击，平均13击。取3组土样，土工试验结果为：e=0.839～0.919，ρ=1.93～1.98g/cm3，Il=0.20～0.51，a1-2=0.39～0.57MPa—1，承载力基本值为f0=190～245KPa，属中～高压缩性土。3.残积粉质粘土（Qel）:本场地土层以残积土为主，自上而下可划分为硬可塑粉质粘土及硬塑粉质粘土。总厚度1.7～16.5m，一般厚度4.5～14.5m。（1）硬可塑粉质粘土以场地北半部最为发育，场地南半部多为硬可塑～硬塑，厚度3.5～10.0m，底面埋深7.0～12.0m岩性为棕红色粉质粘土，含粉细砂。标贯击数N=8～15，平均11.86击，修正后为8.92击。取7组土样，土工试验结果为：平均e=0.760，Il=0.433，f0=244KPa，fk=192KPa。（2）硬塑粉质粘土棕红色，稍湿，硬塑，部分钻探孔底部坚硬状，含粉细砂，少量中砂，部分孔段本层底部夹未完全风化的岩石碎块、硬块。厚度1.2～7.3m，底面埋深8.7～17.0m。标贯击数N=16～29，平均20.88击，修正后为12.6击。取土样4组，土工试验结果为：平均e=0.716，Il=0.365，a1-2=0.22～0.53MPa—1，f0=282KPa。4.强风化岩带（K2）:岩性主要为棕红色泥质粉细砂岩，泥、钙质胶结，岩芯呈土夹岩状或岩夹土状及短柱状，岩石普遍质软，手可折断。场地南、北两端较薄，为0.6～4.0m，中部较厚，为8.5～11.2m。标贯击数N=51～70，平均61击，fk680KPa。5.中风化岩带:中偏微风化岩层及微风化夹层，厚度在1.9～4.5m，顶面埋深9.0～15.0m，底面埋深11.4～18.8m。2.中风化岩带在本场地厚度不大，为0.5～3.75m。岩性主要为泥质粉细砂岩，岩芯较坚硬，泥、钙、铁质胶结。顶面埋深11.0～24.5m。6.微风化岩带:岩性为泥质粉细砂岩及砂砾岩、砾岩，岩芯完整，强度高，泥质粉细砂岩为泥、钙质胶结，砂砾岩、砾岩为泥、钙、铁质胶结。本层顶面埋深12.3～26.8m。泥质粉细砂岩天然抗压强度fr=20.8～28.5MPa，饱和抗压强度为fb=15.5～37.5MPa；粉细砂岩fr=23.8～49.1MPa，fb=28.8～40.0MPa；砂砾岩及砾岩fr=40.7～74.5MPa。据干湿抗压强度试验结果，属易软化岩类。场地地下水不丰富，冲积粉质粘土及残积粉质粘土均为弱含水层，在钻探过程中未见有孔内漏水现象，基岩裂隙只在场地中部较发育。水质分析表明，地下水属重碳酸钙型，主要侵蚀性指标为：SO4=54.72—毫克/升，HCO3=3.93毫克当量/升，侵蚀性CO2=15.64毫克/升，PH值=6.73。—根据工民建《TJ7-77》规范有关规定，判定场地地下水对混凝土无侵蚀性。详细描述见工程地质勘察报告。三、喷锚支护设计方案本基坑开挖深度12m，喷锚面坡度1:0.1，支护面积约5600m2，平均每平方米支护面积上布置锚杆7.9m。土方工程量约118800m3。喷锚支护方案由广东省轻纺工业设计院设计，其中：东、南边布置锚杆9排，均不施加预应力，锚杆间距1.3m×1.3m；西、北边布置锚杆10排，第3、、排锚杆施加预应力，锚杆间距1.2m×1.2m。钢筋混凝土面层厚150，局部施加预应力处厚200，混凝土强度等级C20。喷锚面布置泄水孔φ100@2000×2000。共计布置φ25锚杆2626条，计34008m，2×7φ5预应力锚杆543条，计10136m，总计锚杆3169条，44144m。具体锚杆布置见设计图及锚杆一览表。锚杆一览表锚杆长度倾角设计轴力预应力总长剖面层数主筋条数（m）（°）（KN）（KN）（m）11420φ255074103621420φ2580741036316152×7φ515010074118441415φ25100741036520152×7φ5200150741480A-A61415φ25100741036720152×7φ520015074148081415φ2510074103691015φ251007474010815φ251007459211420φ25设计未提供109152621615φ25设计未提供109174431615φ25设计未提供109174441615φ25设计未提供1091744B-B51415φ25设计未提供109152661415φ25设计未提供109152671215φ25设计未提供109130881015φ25设计未提供10910909615φ25设计未提供109654锚杆一览表锚杆长度倾角设计轴力预应力总长剖面层数主筋条数（m）（°）（KN）（KN）（m）11420φ25505070021420φ258050700316152×7φ51501005080041415φ2510050700520152×7φ5200150501000C-C61415φ2510050700720152×7φ520015050100081415φ251005070091015φ251005050010715φ251005035011420φ25505779821420φ258057798316152×7φ51501005791241415φ2510057798520152×7φ5200150571140D-D61415φ2510057798720152×7φ520015057114081415φ251005779891215φ2510057684101015φ251005757011420φ25设计未提供4258821615φ25设计未提供4267231615φ25设计未提供4267241615φ25设计未提供42672E-E51415φ25设计未提供4258861415φ25设计未提供4258871215φ25设计未提供4250481015φ25设计未提供424209815φ25设计未提供42336总计316944144锚杆主筋除局部预应力锚杆采用2×7φ5钢绞线外，其余均采用φ25钢筋一条。预应力锚杆合计10136m，无预应力钢筋锚杆33894m，另坡顶设垂直摩擦锚杆，长度1.5m，间距1.5m，合计414m。锚杆设计施工依据《土层锚杆设计与施工规范CECS22:90》。喷锚施工与土方开挖交替进行，分层开挖。四、施工总平面布置见施工总平面布置图（附图一）。五、喷锚施工工艺喷锚施工执行中国工程标准化协会标准《土层锚杆设计与施工规范CECS22:90》，同时参照《锚杆喷射混凝土支护技术规范GBJ86-85》和广州市《建筑施工工艺标准》。喷锚施工采用先锚后喷的施工顺序，具体为：挖土修坡→预喷50厚混凝土→锚杆施工→挂钢筋网→喷射混凝土→养护。锚杆施工前应先查明地下管线、地下隐蔽工程和相邻建筑物的基础桩位等。施工需要4～6m宽道路。施工前根据设计要求准备好钢筋、钢绞线、水泥及加工机具等。1.成孔①锚孔直径为φ130，锚杆倾角15°（局部20°）。②锚杆采用100和300型地质钻机成孔，普通斜孔钻进工艺。主要钻进参数包括：（a）钻杆转速；（b）钻进压力；（c）冲洗液泵量。对于不同地层，采用不同钻进参数。钻进松散土层时，采用“慢转速、小压力、小泵量”工艺；钻进密实土层时，采用“慢转速、小压力、大泵量”工艺；为保证锚孔能达到设计要求，施工时作好钻孔原始记录。根据钻进速度、冲洗液颜色、孔口返出的岩粉和钻屑成分、钻进所需压力变化及钻杆钻进时发出的响声等判断地层的变化情况。2.锚杆制作①φ25钢筋锚杆采用20MnSi钢（Ⅱ级钢）。②插入钻孔的锚杆要求顺直，并应除锈。每隔2m设置定位支架，全长注浆。③2×7φ5锚杆主筋采用0.6”270级高强度低松驰型钢绞线，标准强度1860MPa，要求符合ASTM416-90a标准。每隔1.5m设置定位支架。自由段用胶管套住，两头扎牢，以便与浆液隔离，张拉时能自由伸长。3.灌浆①灌浆采用425#普通硅酸盐水泥配制的纯水泥浆，水灰比W/C=0.45～0.50，加入0.4%的N型高效缓凝早强减水剂。②注浆体的立方体强度不得低于20MPa。③灌浆前应先洗孔，直至孔口返出清水为止。。④锚杆下入锚孔时，应将灌浆管与之同时放入，杆体插入孔内深度不应小于设计规定的锚杆长度的95%，注浆管内端应距孔底5～10cm以便于注浆。⑤水泥浆自孔底向外灌注，随着浆液的灌入，应逐步地灌浆管向外拔出直至孔口，拔管过程中应保证管口始终埋在水泥浆内。待孔口溢浆，即可停止注浆。⑥若发现孔口有漏浆或不饱满时，应及时进行补灌。4.张拉与锁定工艺①张拉设备已经在华南理工大学标定，采用OVM锚固体系。②按设计要求安装好支承座及锚垫板，并保证各段平直。③锚杆的张拉与锁定在注浆后14天进行，锚固体强度应达到设计强度的80%。④锚杆张拉前至少先施加一级荷载（即1/10的锚拉力），使各部紧固伏贴和杆体完全平直，保证张拉数据准确。⑤锚杆张拉荷载分级及观测时间应遵守下表规定：张拉荷载分级观测时间(min)0.10Nt50.25Nt50.50Nt50.75Nt51.00Nt101.1～1.20Nt15锁定荷载10⑥锚杆张拉锁定后，若发现有明显的预应力损失时，应进行补偿张拉。5.挂钢筋网①钢筋使用前清除污锈，钢筋网在钻孔灌浆完成后立即铺设。②钢筋网采用φ8@200双向，面厚200处为φ12@200双向。③加强筋采用2φ16@1200（1300）双向，应与锚杆焊接牢固，喷射时钢筋网不得晃动。6.喷射混凝土①喷射前，应对机械设备、水管、电线等进行全面检查及试运转，喷射作业应分片依次进行，喷射顺序应自下而上。②喷射作业应配合锚杆施工进行，混凝土应两次喷成，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝1小时后再进行喷射，应先清洗喷层表面。③喷头应与受喷面垂直，宜保持0.6～1.0m的距离。④开始喷射时，应减小喷头与受喷面的距离，并调节喷射角度，以保证钢筋与坡面之间砼的密实性；⑤喷射时，应控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象。⑥输料管应能承受0.8MPa以上的压力，并有良好的耐磨性能。⑦喷射机的工作风压，应满足喷头处的压力在0.1MPa左右。⑧喷射中如有脱落的砼被钢筋网架住，应及时清除。⑨喷射作业完毕或因故中断喷射时，必须将喷射机和输料管内的积料清除干净。喷射混凝土施工的工艺流程如下图：水泥—→干振料料喷输喷砂子—→拌→合→动→→→射→料→石子—→料筛斗仓机管头减水剂—→压缩空气水六、土方开挖方案土方开挖与喷锚配合进行，分层开挖，每层开挖至相应锚杆标高以下300，详见附图2～12。出土口设置在基坑西北角，靠体育东路。设置一条宽12m道路进入基坑，坡度1:10，其两侧边坡坡度为1:1。自卸汽车直接进入基坑装土。每层土方开挖时，先沿基坑周边开挖一条5m宽槽，人工修坡尽快跟进，以便尽早开始锚杆施工。在喷锚施工进行时，再开挖基坑中间部分的土方。每层开挖后，设置集水坑，用水泵把水抽出基坑外。在除出土道路外的喷锚完成后，采取边退边挖的方式装运土。地下室工程桩