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1、天津工务段综合生产办公楼工程基坑支护及降水施工方案 天津路鑫建设工程有限公司 2011年11月2日目 录一、工程概况2二、降水井施工3（1）施工工艺流程3（2）施工要点3（3）降水井施工技术、质量保证措施6（4）降水井保护措施7三、工程抽降水7四、基坑开挖施工.8（1）开挖原则（2）开挖设计方案（3）开挖施工工艺和方法五.基坑支护方案(1) 初步分析（2）基坑支护设计（3）基坑支护施工工艺和方法一、工程概况工程名称：天津工务段综合生产办公楼工程地理位置：金纬立交桥东南角（天津机车车辆配件厂院内）建设单位：北京铁路局天津工程项目管理部设计单位：天津颐和设计院勘察单位：天津市勘查院监理单位：天津建
2、设工程监理公司 监督单位：天津市建设工程质量监督站投资性质：自筹并已落实质量目标：合格建筑面积：5473平方米占地面积：2148平方米建筑高度：檐口高度21.2 米工期目标：2011年11月1日开工，2012年6 月30日竣工结构概况本工程为框架结构，基础为预应力混凝土管桩，基坑最深处标高为-4.7m。建筑高度21.2米（檐口），结构安全等级为二级，抗震设防烈度为7度，结构耐火等级：地上多层为二级，地下室为一级。基础工程：预应力混凝土管桩，桩身砼标号C80(试验桩砼C80)；承台及底板、地下室梁板墙砼标号：C30 S8；素砼垫层C10。上部结构：现浇框架柱及梁、板砼强度等级：一层五层为C30；
3、楼梯及其余部件均为C25。内外墙体-0.020标高处地圈梁砼等级为C15。基坑开挖前需要做基坑降水，本工程计划采用大口井降水。二、降水井施工（1）施工工艺流程井点测量定位挖井口、安护筒钻孔就位钻孔回填井底砂垫层吊放井管回填井管与孔壁间的砂砾过滤层洗井井管内下设水泵、安装抽水控制电路试抽水降水井正常工作盖井盖清理施工现场降水管理降水任务完成封井。（2）施工要点钻井按布设的井位坐标测放井位，采用钢筋做显著标志，对井位处的地面标高进行测量，根据设计井底标高，确定井深。按设计井位，根据天津地区地下地层情况，施工时设置护筒，避免泥浆浸泡、冲刷导致孔口坍塌。采用反循环潜水钻机成井，井内径不小于300mm，
4、井孔保持圆正垂直，孔深大于10m。换浆井管下入前注入清水置换，砂石泵抽出沉渣并测定井深。用水泵或捞砂管抽出沉渣，使井内泥浆密度保持在1.15-1.25g/cm3。吊放井管井管采用300mm水泥砾石滤水管，分节下放，滤水管外包多层土工布及等粒径碎石。井管要高出地面不小于300mm，并加盖临时保护。填滤料井管下入后立即填入滤料。滤料沿井孔四周均匀填入，宜保持连续，将泥浆挤出井孔。填滤料时，应随填随测滤料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因。不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防不均匀或冲击井壁。洗井后，如滤料下沉量过大，应补填至井口下1m 处，其上用粘土封填。滤料必须符合级配要求
5、，合格率要大于90%，杂质含量不大于3%。洗井成井后，借助空压机清除孔内泥浆，至井内完全出清水止，再用污水泵反复进行恢复性抽洗，抽洗次数不得少于6次。洗井应在成井4小时内进行，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化难以破坏，影响渗水效果。洗井后可进行试验性抽水，确定单井出水量及水位降低能否满足设计要求。下泵抽水潜水泵在安装前，对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查。检验电动机的旋转方向，各部位螺栓是否拧紧，润滑油是否加足，电缆接头的封口有无松动，电缆线有无破坏折断等情况，然后在地面上转35min，如无问题，方可放入井中使用。深井内安设潜水电泵，可用绳吊入滤水层部位，带吸水钢管的应用吊车放入，上部与井
6、管口固定。设置深井泵的电动机座应安设平稳，转向严禁逆转（设有逆止阀），防止转动轴解体。潜水电动机、电缆及接头必须有可靠的绝缘，每台泵配置一个控制开关。主电源线路沿深井排水管路设置。安装完毕应进行试抽水，满足要求后始转入正常工作。封井（盖井盖）井口地面以下2m范围内用粘性土回填压实，井管要高出地面0.3m，并在周围立显著标志和加井盖予以保护。水位观测抽水前应进行静止水位的观测，抽水初期每天早晚7点观测2次，水位稳定后应每天观测1次，水位观测精度2cm，并绘制地下水水位降深曲线。降水结束封井在浇注底板前，在保证抽水效果的前提下，按照隔一封一的原则，提前封闭部分降水井，其余井点接1.4m高，与井点同
7、直径的带止水环的钢套管，在浇注底板时，浇注入混凝土底板内，待结构底板达到设计强度后，在底板标高以下200300mm焊钢盖板止水，焊前要求计算井点水位上升的间隔时间，焊好后，浇注比底板高一等级膨胀混凝土。施工技术要求尽量使用清水钻探，必要时使用稀泥浆钻进；机械垫平，保证钻孔垂直度，严格按设计孔径、孔深施工；作好钻探记录，记录好孔号、孔深、地层岩性等；下管时将井管对整齐，捆扎要牢靠，防止下管脱落或井斜；滤料规格要整齐干净、圆度要好，绝不准含砂；成孔下管前，要用清水换浆，成井后，应立即用空压机洗井，一切水质洗到清澈透明，抽水五分钟后含砂量应低于1/2000；洗井后应下泵抽水，观测出水情况，及时调整降
8、水方案。（3）降水井施工技术、质量保证措施 井点成孔质量控制措施：钻孔的孔口处设置护筒；孔径施工垂直，上下一致，管井设计管径300mm，孔底比管底深0.51.0m；空压机洗井至水清砂净；钻进中在需要的时候取土样并做好记录。分节组装的井点管直径一致。管井井点管采用无砂混凝土管，其孔隙率不应小于20%，且外壁包无纺布。井点管沉设符合下列规定：下管前进行冲孔换浆，泥浆比重控制在1.05-1.10之间。沉设前应先配管， 分节沉设时，各节应同心并连并连接严密；管井井点管高出地面300mm，井点管就位固定后，管上口应临时封闭。滤料洁净，其规格为含水层筛分粒径的510倍。投放时符合下列要求：滤料投放前清孔稀
9、释泥浆；滤料沿井管周围均匀投放，投放量不得小于计算量的95%；滤料填至井口下1m左右时用粘性土填实夯平。井点管沉没后，检查渗水性能。当投放滤料管口有泥浆水冒出或向管内灌水能很快下渗时方为合格。配水管路断面根据排水流量确定并连接严密。排出的水经过沉砂处理后，方可排入市政管道。降水井点系统，在工程结构底板浇注完毕且混凝土强度达到设计要求后再行撤除、封井。井点封井后，及时回填密实。（4）降水井保护措施坑内井在井口处用16螺纹钢焊好保护架，设置井盖盖好。坑外砌筑井台，井口设置井盖盖好，以防掉落井内杂物。土方开挖时，除向土方开挖人员作好保护交底外，派专人负责看护成井，并随土方下挖逐节拆下井管。观测井的保
10、护措施槽内观测井在井周围做好标志，以示保护。每天进行巡视，检查观测井的保护情况。 (5)降水井点布置基坑降水设计基础开挖前，在基础四周挖设4个排水井，具体位置(A)轴与(18)交点处、(F)轴(18)轴交点处、(A)轴与(22)轴交点处、(F)轴与(22)轴交点处，距基础边缘2米，（按非完整计算，根据建筑基坑支护技术规程JGJ120-99）井深为12米，根据现场坑槽涌水程度将地下埋水位定位4.5米,井间距8米。排水井内径300mm，滤水井采用无砂混凝土管，井管内插入直径为150mm的橡胶管为吸水管，吸水管与水泵相连，采用一泵一井，并预留2个备用水泵，4个降水井同时作业，以保证基础的正常开挖。对
11、地下水水量的预测：由于地质勘察报告没有提供土工试验数据，目前只能够通过查阅一些相关资料进行预测，根据地质报告的显示，挖土区域主要为中粗砂，表层杂填土层位于地下水位以上，基本上可以不考虑它的渗透。通过查阅相关资料，粗砂的渗透系数在a*10-1至10-2cm/s之间；中砂的渗透系数在a*10-1至10-3cm/s之间，可以知道，本工程的渗透系数取值最小值为1*10-3cm/s；最大值为9*10-1cm/s。根据公式进行测算：井点深度：12M地下静水位：Hn=4.5M管井半径为：r=/2=0.30/2=0.15m（砼管径为300mm，壁厚为50mm，公式中=0.3+0.05+0.05=0.40m）有
12、效深度为：H=18-4.5-2=11.5米井内降水深度：S=12-4.5+0.4=7.9m8米影响半径：R=1.95SHK （库萨金公司）R=1.95*8*11.5*3.45=80m单井涌水量：Q=（1.36K）/24,Q=(1.36*3.45*)/24=135.12m3/h(及214.8m3/d)基坑总涌水量：Q=1.366KS(2H-S)/lg（l+R/r0）Q=基坑潜水涌水量（m3/d）K=含水层透水系数=3.45m/dH=有效深度=11.5m（如按完整井计算H为透水层厚度）S=降水深度=8mR=影响半径=80mr0=基坑换算半径=F/（F为基坑面积=1372m2）需要说明的是，这只是一
13、个初步估计，而实际的渗流长度是变数，不是100米而是都大于100米，这是一个最保守的估计。首先，为防止地表生活用水排入坑内，同时加强基坑积水及雨水的及时排放，分层开挖以后，在基坑内四周设置排水沟，排水沟沟宽0.3米，深0.3米，沟底平铺一层石渣，以方便滤水。排水井水泵采用150WQ200-10-15型，出口直径150mm，流量200m3/h。根据开挖的情况及时设置水泵抽水，如果沟内的水不能及时抽出，应适当增加水泵台班，直至抽水量大于渗透量，排水沟内几乎没有积水，方可进行下一步施工。四、基坑开挖施工（1）开挖原则工程经验表明，由于受地下工程不可知的因素影响较多，因此基坑开挖工程是一项风险较大的工
14、程，即使从已知条件设计出安全、可靠的基坑施工方案，在施工中也要采取信息法施工。由于该工程土质较差，且基坑开挖施工要与基坑排水、基坑支护密切配合，所以基坑开挖要采用安全可靠的措施，严密组织，科学施工。尤其是要坚持“慎开挖、快支护、勤监测、早处理”的原则，方能确保基坑边坡稳定和基坑工程的安全。基坑开挖必须与基坑支护和降水方案的实施保持一致，充分考虑土方开挖的前提条件是挖方区域处于无水状态，考虑到基坑支护做到万无一失是开挖顺利进行的保障，考虑到基坑降水是整个开挖乃至基础施工全过程的核心。基坑开挖应遵循分层、分段、按先后顺序开挖的原则。土方开挖设计应充分考虑时空效应，合理确定土方开挖层数、每层分段数量
15、、分段开挖时间限制及护壁留置的宽度、高度等等；土方开挖设计土方开挖前要做好必要的准备工作，如沙袋、木桩、竹片板等排险材料，以备基坑开挖时出现紧急情况之需。基坑开挖时将地面附加荷载减到最小，严禁在坑边堆载或通行重载车。开挖下层土时，保护上层支护的边坡，不得碰撞排水结构和支护结构。土方开挖以后及时施工支护结构，尽量减少土体变形，保证基坑安全。基坑内各区间台阶先放坡机械开挖，再人工修坡到位。同一层土方开挖施工应分层分段跳挖施工，出现紧急情况时便于回填反压。每次每段开挖长度不大于8米。及时检查现场的排水系统，做好基坑周围地表水及基坑内积水的排汇和疏导，防止基坑暴露时间过长或被雨水浸泡。开挖施工工艺和方
16、法基坑的土方施工包括定位放线、土方挖运、验槽与地基的局部处理等。放线是根据定位确定的轴线位置划出基坑开挖边线。基坑上口尺寸的确定应满足支护方案设计的要求。在第一层土方开挖以后，挖第二层土方以前，仍要进行第二次放线，以此类推，需要放线45次。本工程的土方采用W200-C、w60-c型挖掘机开挖，自卸汽车运土，人工配合清槽的方法。这种作业方式可以减轻劳动强度，加快工程进度。严格按造支护设计深度开挖，并应注意逐层开挖，基坑土方开挖采用机械开挖和人工清挖相配合，开挖顺序按先四周排水沟、后中间挖方区域、先南后北逐层开挖的原则。基坑开挖机械不得碰撞支护结构、降水系统和监测系统，严禁碰撞、挤压、拖动工程桩。
17、第一步全面开挖1米深，根据地质报告显示，常地下水位在地表以下2米，因此，全面开挖1米不会出现地下水。第二步四周挖排水沟排水，如果含水层开挖时如果渗透流量过大，会引起四周沙层塌方、中部管涌或流土（俗称沙沸），将无法控制开挖边线和标高，所以在含水层全面开挖以前，在挖方区域以外四周先用挖掘机挖出一条四面连通的排水沟。为方便施工，排水沟开挖完成以后及时用水泵（暂定功率200M3/h）抽水，如果沟内的水不能及时抽出，应适当增加水泵台班，直至抽水量大于渗透量，排水沟内几乎没有积水，方可进行下一步施工第三步排水沟以内再开挖1米深，待排水稳定以后，再将排水沟以内往下开挖1米深。第四步重复第二、三步的工作，直至
18、挖至设计标高。重复第二、三步的工作，直至挖至设计标高。挖至设计标高以后，底部再开挖一条排水沟，始终抽水以保持基底没有积水。五.基坑支护方案初步分析本深基坑工程挖深较深，最大深度为相对标高-4.7m，从经济方面考虑，全面放坡开挖。按照1：1放坡，以满足施工要求。基坑开挖以后地下水必然渗流，透过渗流部位，会引起涌土、涌砂现象的发生，所以土方开挖后该层边坡是不稳定的，必须采取支护措施。（2）坑支护设计放坡开挖以后的基坑边坡支护主要是中粗砂层的边坡支护，支护方法也相对简单，一般可以保证在无水状态下进行，先人工修理边坡，达到平整以后在边坡上平排一层实心粘土砖，以保证支护对象处于稳定状态，人员上下施工时不
19、至于将边坡踩踏下滑。如果边坡始终处于无水状态，简单支护以后就可以满足施工的要求。如果有地下水渗出，长时间会引起边坡变形，再在上面整体做一层30厚细石混凝土找平层。细石混凝土间隔一定的距离预留排水孔，以减少渗流水对边坡土质的影响。边坡支护的具体做法见图3挖掘机和人员、设备上下部位是边坡支护的重点，为确保万无一失，该部位在土方开挖完成以后采用100厚C10混凝土浇筑，并设置防滑条。在挖掘机和人员上下部位的排水沟均提前预制沟盖板，在护壁完成以后盖上，保证施工机具和人员的顺利通行。基坑支护施工工艺和方法边坡支护在基础开挖完成以后，上层排水沟排水基本稳定以后进行，基本上土方开挖完成以后即可，基坑支护采用人力手推车进行垂直和水平运输。 为保证坡度满足设计要求，保证平整度，在靠近设计边坡附近，应停止使用大型机械开挖，采用人工挖铲，以免扰动边坡土体。
