1、基坑支护方案混凝土灌注桩锚锁中 煤 地 总 CHINA COAL GEOLOGY ENGINEERING CORPORATION 基坑支护工程施工方案 中煤地质工程总公司2013年1月25日中 煤 地 总 CHINA COAL GEOLOGY ENGINEERING CORPORATION 基坑支护工程编制： 审核： 审批： 中煤地质工程总公司2013年1月25日1.工程概况近年来，北京连续发生降雨导致城区多座立交桥严重积水，造成城市交通瘫痪的事件，严重影响了人们的出行生活。北京作为首善之区，全国的首都、政治和经济文化中心，立交积水的频繁发生，直接影响的首都的形象，为实现北京建设世界城市目标和
2、城市发展规划，各立交桥排水系统急需升级改造。根据水务局2011年8月25日会议精神，拟分三期对城区77座雨水泵站进行改造，提升水泵站的排水能力。本工程方案为基坑支护方案。由雨水调蓄池、雨水泵站及附属用房组成，其中雨水调蓄池为地下2层，采用钢筋混凝土结构，基础埋深约14.00m；目前设计调蓄池室内地坪（0.00）标高为42.50m。2.工程地质及水文地质条件拟建场地地貌上位于永定河冲洪积扇上部，地形基本平坦，勘察期间（2012年10月中旬）测量的勘探钻孔孔口处地面标高为48.1348.40m。拟建场地南部为荒地、北部为居民小区绿地。场地埋设有上水、下水、电缆等多种地下设施，施工前须进一步查明场地
3、内及附近可能分布的地下设施并妥善处理。2.1地层情况表层为一般厚约1.201.90m的人工堆积的房渣土、碎石填土层及粘质粉土素填土1层。人工堆积层以下为新近沉积的粘质粉土、砂质粉土层及砂质粉土1层；细砂、中砂层及卵石、圆砾1层；卵石层及细砂、中砂1层。新近沉积层以下为第四纪沉积的卵石层；卵石层。2.2地下水情况地下水稳定水位标高为40.2540.45m（埋深为2.002.20m），地下水类型为上层滞水；第2层地下水稳定水位标高为18.5018.53m（埋深为23.7024.00m），地下水类型为潜水。3.设计依据3.1甲方提供有关资料（1）本工程岩土工程勘察报告；（2）甲方关于现场情况的说明。
4、3.2规范、规程序号规程、规范名称编 号1建筑地基与基础设计规范GB50007-20112建筑基坑支护技术规程JGJ120-20123建筑基坑支护技术规程DB11/489-20074基坑土钉支护技术规程CECS96：975建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-20026混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-20027施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-20058钢筋焊接及验收规程JGJ18-20039建筑机械使用安全技术规程JGJ33-200110建筑工程资料管理规程DBJ01-51-200911建筑基坑工程监测技术规范GB50497-20093.3标准序号规程、规范名称
5、编 号1建筑工程施工质量检验统一标准GB50300-20012混凝土强度检验评定标准JGJ107-873建筑施工安全检查标准JGJ59-993.4主要法规序号法规名称法规编号1中华人民共和国建筑法2中华人民共和国产品质量法3中华人民共和国计量法4中华人民共和国环境保护法5中华人民共和国安全生产法6建设工程质量管理条例7城市市容和环境卫生管理条例3.5 其它a）工程现场实际勘察和我公司经过在周边地区基础工程施工经验。b）单位施工管理文件。4.设计与施工思路根据现场实际情况，结合甲方要求，本工程基坑支护设计与施工组织做如下考虑：4.1基坑支护由于现场空间条件有限，考虑到场地空间条件以及地层性质，基
6、坑支护拟采用上部自然放坡+下部桩锚支护施工工艺。同时应注意加强土方开挖与基坑支护的配合，防止因开挖面过大而未及时支护导致边坡塌方以及预留的作业面；应考虑边坡荷载对边坡稳定性的影响。4.2机构配置为便于管理，劳动力使用时，根据专业工作性质，选用政治思想过硬人员，将其成立项目组，即基坑支护项目组，默契配合，交叉流水作业。为确保文明施工和施工施工的顺利进行，协调各方面关系，加强各项目部、施工组之间的配合，拟建立如下组织机构。项目经理现 场 经 理项 目 总 工 程 师土方协调组止水处理组支护项目组生产技术组监测项目组管理办公室5.基坑支护、止水设计5.1方案选择基坑支护的方法较多，如：土钉墙支护、锚
7、杆护坡桩支护等。土钉墙支护土钉支护是依靠土钉体与土体之间的摩擦力将边破土体内不稳定区土体的侧压力，通过土钉的水平推力作用传递到稳固区。在土钉支护体系中，土钉与土体共同作用，充分利用土体的自承能力和土钉与土体之间的摩擦力，约束土体的侧向变形，形成一种自稳性结构，既增强了土的主动受力能力，又增强了土体破坏的延性。由于土体延性的增加，即使土体支护体系发生破坏，也是渐进性的。该工艺最大特点就是土体位移变形相对较大，但经济造价较低。因此在边坡位移无特殊要求的地方广泛采用。锚杆护坡桩北京地区深基坑支护已广泛采用。采用锚杆护坡桩，是一种被动的支挡形式，它依靠桩结构体系的支挡能力、桩体的刚性支挡土体，控制土体
8、位移。这种支护形式最大优点是控制位移能力强，但投入大，成本高。本工程虽然场地周边有些空间，但拟建场地面积狭小，考虑施工期间土方运输及场地内材料堆放及加工场地，基坑支护不得大面积放坡。为此，根据该场地的工程地质和水文地质条件以及结合场地周围环境对位移要求条件，并结合我单位在北京地区类似工程的设计与施工经验，经我方专家与技术人员共同研究论证，本工程基坑支护采用上部自然放坡+下部桩锚杆支护。此种支护方式可有效的利用场地空间。5.2工程特点与难点（1）本工程位于市区中心，并且场地狭小，场地内运作空间十分紧张。（2）应注意土方开挖与基坑支护的配合，如土方开挖分步高度、土体的自立性；以及支护时工艺方法的选
9、择。 （3）施工工艺复杂，大型施工设备运用与交叉作业。 （4）应加强对周边环境影响的考虑，等。基于以上难点，在我方技术部门的组织下，经过现场调查、分析研究和反复论证，本着安全、优化、经济的设计原则，选择科学、合理的设计施工方案。5.3技术措施（1）结合该场地的工程地质和水文地质条件以及结合场地周围环境对位移要求进行支护方案设计。为此我方采用目前最为流行、经典的理正基坑支护软件进行设计验算，满足稳定性要求，该软件已在北京以及全国得到广泛应用，我单位基坑支护设计均采用该套软件并经百余项工程得到验证，产生了极好的经济效益和社会效益。（2）实行动态信息化管理模式，建立完善的信息监测系统，用动态信息施工
10、技术全面控制施工质量。通过采集边坡沉降与位移等方面的信息，对基坑下部施工可能出现的情况进行反演计算，以便及时采取相应措施，确保边坡安全。（3）应注意土方开挖与基坑支护的配合，以及支护时采用的施工工艺方法，确保地层开挖面的稳定。（4）充分发挥桩锚支护安全可靠的优越性。5.4设计方案本基坑级基坑，重要性系数为1.0，边载按照20kPa均布荷载考虑，基坑支护采用上部自然放坡+下部桩锚支护。具体设计如下：双营铁路桥桥区积水治理工程基坑边坡，基坑深度为11.0和14.0m，此处边坡采用上部2m自然放坡。上部自然放坡放坡系数1:1。本次基坑支护共分为个坡面，其中和剖分别为蓄水池和泵房部位支护方案，剖为两者
11、连接部位支护方案。护坡桩使用旋挖钻机成孔，桩径800mm,具体设计见下表。剖桩锚支护设计参数序号项 目设计参数1护坡桩桩径800mm2护坡桩桩长、间距16.2m、1.50m3嵌固深度4.2m4桩顶标高自然地面以下2.0m5桩配筋形式均匀配筋6桩主筋1522，HRB335钢筋7桩加强筋142000，HRB335钢筋8桩螺旋筋6.5200，QBB235钢筋9桩混凝土强度C2510冠梁尺寸0.9m0.5m11冠梁主筋818+214，HRB335钢筋12冠梁箍筋6.5200，QB235钢筋13钢筋保护层厚度护坡桩50mm，冠梁50mm14配置锚杆3道，均一桩一锚15锚杆竖向间距3.5m、3.5m、3.
12、5m16锚杆长度20.0m（8.5m+11.5m）、20.0m（6.5m+13.5m）、19.5m（6.0m+13.5m）17锚孔直径150mm18绞线数量2根、3根、3根19锚杆入射角15度20水泥强度等级P.S.A32.521水泥浆水灰比0.4522锁定荷载250KN、300KN、300KN23锚杆梁2工25B、2工25B、2工25B22剖桩锚支护设计参数序号项 目设计参数1护坡桩桩径800mm2护坡桩桩长、间距12.0m、1.50m3嵌固深度3.0m4桩顶标高自然地面以下2.0m5桩配筋形式均匀配筋6桩主筋1322，HRB335钢筋7桩加强筋142000，HRB335钢筋8桩螺旋筋6.5
13、200，QBB235钢筋9桩混凝土强度C2510冠梁尺寸0.9m0.5m11冠梁主筋818+214，HRB335钢筋12冠梁箍筋6.5200，QB235钢筋13钢筋保护层厚度护坡桩50mm，冠梁50mm14配置锚杆2道，均一桩一锚15锚杆竖向间距4.0m、3.5m16锚杆长度18.5m（6.5m+12.0m）、18.0m（6.0m+10.0m）17锚孔直径150mm18绞线数量2根、3根19锚杆入射角15度20水泥强度等级P.S.A32.521水泥浆水灰比0.4522锁定荷载250KN、300KN23锚杆梁2工25B、2工25B33剖序号项 目设计参数1坡度1:0.52高度3.5m3挂网类型5
14、0mm*50mm钢板网4摩擦钉类型141000 L=1000mm5摩擦钉间距横向1000mm，纵向1000mm6混凝土强度C207混凝土厚度50mm桩间挂6.5300*300钢筋网，面层喷50mm厚度C20混凝土。基坑肥槽宽度为0.4m，结构施工时，单侧支模，钢腰梁将浇筑在墙体内。考虑到地层可能有渗水，应在渗水区域的面板上预打排水孔。排水孔直径不小于40mm，深度不小于0.40m，内插塑料管，塑料管上布满花孔，并包扎滤网，孔内充填石料，孔口用粘土封闭，使水从塑料管中排出。6.施工工艺6.1施工准备 （1）了解场地内各种地下障碍物的情况，并办理必要的书面手续。 （2）根据红线桩、城市水准点及施工
15、要求进行定位放线及抄平。 （3）协调施工现场管辖部门及附近单位的关系，保证施工的顺利进行。（4）施工用水、施工用电的连接及临时设施搭建。（5）对施工人员进行生产、技术、质量、安全等全方面的交底。（6）准备施工的机具及所用的钢筋并进行材料复试。（7）根据施工现场实际情况调整修改设计与施工方案。6.2技术准备 （1）根据现场进一步完善施工组织方案，绘制工地挂图包括平面、剖面设计图及施工平面布置图。 （2）健全指挥系统及安全施工、工程质量及环保保障体系。 （3）设计编制人员及技术主管同现场技术及施工人员召开会议、做详细技术交底及总体施工规划。6.3测量放线根据测量人员给定轴线水准点，我方测量人员放出
16、具体施工点、开挖线，经双方复核确认后方可施工。6.4护坡桩施工工艺根据场地层情况，可采用旋挖钻机进行护坡桩钻进，旋挖钻机在北京地区的护坡桩施工中比较常用，具有工艺成熟、污染小、进度快、质量可控等优势。由于场地上部有架空电缆，局部不具备机械施工条件，可采用人工挖孔的方法施工，人工挖孔桩的施工，须编制专项施工方案。6.4.1护坡桩施工工艺护坡桩均为钢筋混凝土灌注桩，拟采用旋挖钻机钻进成孔，水下灌注混凝土施工工艺。施工工艺见下图：6.4.2护坡桩成孔1、测量放线以甲方提供的水准点及测量控制网进行引测,在轴线的延长线上做点建立控制网,在工程桩施工过程中应对现场测量控制点进行校核,并作好有效保护。本工程
17、的施工桩位点和水准点由甲方提供，我方作好桩位点的保护工作和桩位高程的引测。2、设备安装钻机就位前，须将路基垫平填实，钻机按指定位置就位，并须在技术人员指导下，调整桅杆及钻杆的角度。钻机安装就位后，应精心调平，确保施工中不发生倾斜、移位。3、成孔（1）泥浆调制。泥浆具有防止孔壁坍塌、抑制地下水、悬浮钻渣等作用，且该段地基岩土中夹有细砂土层、粉土层，地下水位较高，调制出各项性能指标良好的泥浆尤为重要，也是保证孔壁稳定的重要因素。搅浆材料采用粘土粉或膨润土，施工过程中试验员随时检测泥浆的各项性能指标，将泥浆指标控制在泥浆相对密度：1.021.10，粘度：1822s，砂率4，泥皮厚度：2mm，PH值：
18、大于7范围之内，确保泥浆对孔壁的撑护作用，避免发生施工事故。（2）钻孔施工。采用筒式钻斗，钻机就位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。当钻头下降到预定深度后，旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。接近设计孔深时，准确地控制好钻进速度，钻进过程中，作好钻进记录并核对钻进土质是否与地质报告土质一致，如不一致时，及时通知项目工程师以便采取相应措施。对于亚粘土质土层及砂层，钻进速度宜用低档慢速钻进，同时
19、加大泥浆比重和提高孔内水位。钻进过程中，边钻边注入泥浆，使泥浆面始终位于护筒口下0.5m左右，同时，经常测定泥浆比重及沉渣厚度，沉渣厚度不大于10cm，如有超标必须进行换浆清孔。使用垂球法检查沉渣厚度。垂球法是利用重约1kg的钢球锥体作为垂球，顶端系上测绳，把垂球慢慢沉入孔内，施工孔深与测量孔深之差即为沉渣厚度。成孔后及时通知监理人员进行成孔验收。钻孔达到设计深度且验收合格后立即进行钢筋笼的吊放。6.4.3钢筋笼制作及吊放（1）钢筋笼在施工现场进行制作，在加工台上绑扎。(2)钢筋笼接头采用双面电弧焊连接，同一截面上，焊接接头不超过主筋的1/2。(3)加强筋与主筋点焊牢固，在钢筋笼吊点处应加强，
20、避免吊放时开焊。(4)箍筋与主筋在每个交点处均应绑扎牢固。(5)保证钢筋笼保护层厚度不小于4cm，在钢筋笼上每4.0m绑扎一道混凝土垫块。(6)起吊点位置设置在笼两端的1/4处，以防钢筋笼起吊变形过大。(7)吊放钢筋笼时，注意主筋方向，钢筋笼绑扎时要在钢筋笼同一侧涂有明显标志。钢筋笼要求垂直入孔，不得碰孔壁。（8）在高压线下吊装钢筋笼时，必须保证机械距高压线的安全距离，可采用分节下钢筋笼的方法，降低吊车臂高度。（9）高压线下采用孔口搭接焊时，采用单面焊，搭接长度不小于10D，即220mm，同一截面内（35D范围内），焊头数不超过该截面主筋数的50%，要求在钢筋笼加工时，对接头位置进行合理布置。
21、6.4.4砼灌注（1）开始灌注前要认真检查孔底沉渣，沉渣厚度应小于15cm。（2）整个灌注过程中应认真做好各项记录，包括灌注起止时间、停待料时间、天气及灌注中的非正常因素等，记录要完整、准确、及时。砼灌注的整个过程中要高度重视，人人负责，紧密配合，对灌注中的有关问题绝对不能隐瞒不报，而贻误处理时间。（3）混凝土采用导管水下灌注工艺浇灌，导管密封良好，防止泥浆进入导管内，影响成桩质量，导管底距孔底保持0.30.5米高度，以便灌注顺利进行，首次混凝土灌入量保证导管埋深不小于1.0米。（4）混凝土灌注至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高50cm，以保证在凿除浮浆后，桩顶标高和质量能符合设计要求。（5）混
22、凝土灌注必须连续不间断，并保证单桩灌入量，保证充盈系数大于1。6.4.5冠梁施工（1）将桩顶浮浆凿净，使桩头保持一个水平线。（2）桩顶钢筋伸入冠梁中的长度应符合要求，如果部分未达到设计要求采用搭接焊工艺接至设计长度。（3）冠梁钢筋采用梅花绑扎，每个绑扎点必须绑扎牢固。（4）模板安装应平整、牢固、严防灌注中变形或混凝土外泄。（5）浇筑桩顶连梁混凝土前，桩顶必须清理干净残渣、浮土和积水，以保证护坡桩与桩顶连梁连接牢固。（6）浇混凝土前应由工程师进行预检，合格后方可浇注，浇注中边浇边振捣。6.4.6桩间土护壁为保证坡顶稳定，防止桩间土自然坍落，对桩间土进行挂网喷砼处理，钢筋网采用6.5300300，
23、喷50mm厚C20碎石混凝土。在土方开挖时，桩壁面禁止机械挖方，用人工清除，以避免桩间土坍塌及超挖；在挂网喷砼，从基坑桩顶至坑底全面控制，保证壁面的垂直度及平整度。6.4.7 挂网喷射混凝土施工3-3剖面为挂网喷射混你凝土，施工步骤为修坡挂网-打摩擦钉喷射混凝土。挂网时，采用U型扣固定钢板网，使钢板网保护层厚度为20mm左右。喷射混凝土参照桩间土护壁。6.4.8质量标准1、混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准见下表，单位mm项序检查项目允许偏差或允许值检查方法主控项目1主筋间距10用钢尺量2长度100用钢尺量一般项目1钢筋材质检验设计要求抽样送验2箍筋间距20用钢尺量3直径10用钢尺量2、混凝土灌注
24、桩质量检验标准见下表：项序检 查项 目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩 位mm50基坑开挖前量护筒，开挖后量桩中心。2孔深mm+300只深不浅，用重锤测，或侧钻杆 3桩体质量检验按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范4混凝土强度设计要求试件报告或钻心取样送检一般项目1垂直度1%测套管或钻杆，或用超声波探测，干施工时吊垂球2桩径mm50井径或超声波的监测，干施工时用钢尺量3泥浆比重（粘土或砂性土中）1.151.20用比重计测，清孔后在距孔底500mm处取样4泥浆面标高（高于地下水位）mm0.51.0目测5沉渣厚度mm150用沉渣仪或重锤测量6钢筋笼安装深度mm100用钢尺量7混凝土充盈
25、系数1检查每根桩的实际灌入量8桩顶标高mm+30-50水准仪，须扣除桩顶浮层及夯质桩体6.5锚杆施工工艺流程和技术要求6.5.1工艺流程锚杆施工采用套管钻机成孔、注浆工艺，其工艺流程见下图。锚杆标高下50cm土方开挖至测量放线定位设 备 就 位钻 进 成 孔锚杆杆体制作锚杆杆体安放水泥浆搅拌一 次 注 浆二 次补 浆腰梁制作安装张 拉 锁 定锚 杆 养 护 后锚杆施工工艺流程图6.5.2技术要求（1）成孔：锚杆成孔施工允许偏差见下表。锚杆成孔允许偏差表序号项 目允许偏差值1锚杆孔径5mm2锚杆孔距100mm3锚杆成孔倾角20（2）锚杆杆体安置：锚杆杆体制作时应比设计长出1.01.5m，以满足锁
26、定需要。定位骨架间距约2.0m，钢绞线用铁丝均匀捆于骨架周围，二次注浆管固定于定位骨架中心。在锚杆自由段，钢绞线上满涂黄油，以塑料套管包裹，以保证钢绞线与水泥浆体无粘结。将制作好的杆体及二次注浆管缓慢放入锚杆孔内。（3）一次注浆：水泥采用P.S.A32.5，水灰比0.45，清孔完后将一次注浆管插至孔底，用高压泵进行一次注浆。注浆应慢速连续，直至钻孔内的水及杂质被完全置换出孔口，孔口流出水泥浓浆为止，随即将一次注浆管拔出。（4）二次补浆：一次注浆完成进行二次注浆，注浆压力保持1.02.0MPa。（5）锚杆张拉锁定：当锚杆腰梁安装完毕和锚固体强度达15Mpa后，对锚杆进行张拉、锁定。锚杆张位采用6
27、00kN级穿心千斤顶，张拉设备在锚杆张拉前须经计量部门进行标定，锁定荷载按设计进行。6.6 挂网喷射混凝土桩顶自然放坡段和槽底蓄水池与泵房有高差部位采用挂钢板网喷射混凝土的施方法。施工步骤：土方开挖-人工修坡-挂钢板网-打摩擦钉-喷射C20混凝土钢板网规格为50mm*50mm，钢板网用骑马钉固定牢固，两张网片搭接长度不小于20 mm。喷射C20（可用体积比1：2：2来代替）混凝土；混凝土厚度为50mm。7.基坑监测7.1预警值按照建筑基坑监测技术规程（GB50497-2009），结合工作经验，按照0.3%H作为边坡坡顶位移控制值，以控制值的75%作为预警值，当超过预警值时应分析原因，确定是否采
28、取措施。本次基坑支护蓄水池部位冠梁顶位移控制值为35mm，警戒值为26mm，基坑周围地面位移控制值为40mm，警戒值为30mm，地面沉降位移控制值为30mm，警戒值为20mm，。7.2监测方案虽然基坑较浅，必须对边坡进行观测，并根据现场实际情况而定。拟在基槽边缘线按照1525m不等间距布设位移观测点，边坡布设水平位移观测点，以便对其基坑变形进行观测。在施工期间每天不定期进行观测，直至基槽完工。以后可710天观测一次，至变形稳定为止。其间可根据施工进度和变形发展随时加密观测次数，如发现变形异常，应及时停止基坑内作业，分析原因，采取还土、坡顶卸载等加固措施，确保边坡安全。7.2.1监测项目a.支护
29、结构水平位移监测 （主要为护坡桩的水平位移）b 对于基坑边坡及周围环境的巡视7.2.2仪器设备J2经纬仪1台，Zeiss Ni 002型精密水准仪和铟钢水准尺，钢尺2把。7.2.3变形控制要求基坑变形控制值为33mm，预警值为23mm；7.2.4支护结构监测基本思路：采用基线法，沿基坑边建立基准线，基准线的两端点（及基准点）固定牢固，在支护结构的顶部及护坡桩冠梁上布设水平位移监测点，测定观测点的水平位移量。(1)定点方法确定基准点：基准点为测量基准的控制点，是测定和检查工作基点的稳定性，直接测量变形观测点的依据。基准点设在变形影响的范围之外，便于长期保存的稳定位置，并便于定期进行稳定性检查。该基坑边
