深基坑及支护方案新.docx
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深基坑及支护方案新
津南污水处理厂(纪庄子污水处理厂迁建)配套进出水管网工程及津南再生水厂(纪庄子再生水厂迁建)配套输水管网工程
第六标段
深基坑土方开挖及降水施工方案
编制单位:
天津三建建筑工程有限公司
编制日期:
2012年9月12日
第一章编制依据
《建筑基坑工程技术规程》DB29-202-2010
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-1999
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
《岩土工程技术规范》GB50021-2001
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
《给水排水工程顶管技术规程》CECS246-2008
《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008
津南污水处理厂(纪庄子污水处理厂迁建)配套进出水管网工程支护结构设计图纸工程编号:
12008W
津南再生水厂(纪庄子再生水厂迁建)配套输水管网工程支护结构设计图纸工程编号:
12009S
第二章工程概况
本工程为津南污水处理厂(纪庄子污水处理厂迁建)及再生水配套进出水管网工程中第六标段污水进行输送干管。
津南区共计2座鱼塘,此段鱼塘为污水顶管施工。
西青区共计3座鱼塘,4#鱼塘抽水后池底标高为-1.700m;3#鱼塘抽水后池底标高为-2.200m;2#鱼塘抽水后池底标高为0.12m。
施工前进行施工辅道的修筑,基坑周边环境为鱼塘、草丛及荒地,管线周边无高大建筑物,污水及中水管道顶管均穿越津港公路及南引河,施工范围内无重大地下管线。
1、污水
起点为污水WE1井,终点为WE10井;管道直径为d3000mm,管道顶管长度为2424m,基坑最深为11.224m,污水管线共计13座基坑,其中主坑主坑6座,副坑7座。
WE5~WE6井为明开段,沟槽深度较浅,未达到深基坑深度米数。
WE1~WE5井、WE6~WE10井为顶管段,此段有深基坑13座,需要论证。
2、再生水
再生水管道主线起点由Z节19,至终点Z节26,管道直径为d1650mm,管道顶管长度为326m,基坑最深为11.69m,再生水管线共计4座基坑,其中主坑主坑2座,副坑2座。
Z放9~Z放10井、Z放11~Z闸14井为顶管段,此段有4座深基坑,需要论证。
其余段为明开,沟槽深度较浅,未达到深基坑深度。
3、地下水地质情况
地下水:
浅层地下水主要为潜水,静止水位埋深0.50~1.3m,相当于标高1.3~0.8m。
年变幅一般为0.50~1.00m。
抗浮设防水位:
按地面以下0.50m考虑。
本场地标准冻结深度为0.60m。
地下水腐蚀性:
地下水对混凝土结构的腐蚀性评价:
按Ⅲ类环境,无干湿交替作用时,地下水对混凝土结构有弱腐蚀性,腐蚀介质为SO42-;有干湿交替作用时,地下水对混凝土结构有弱蚀性,腐蚀介质为SO42-;按地层渗透性判定,地下水对混凝土结构有微腐蚀性。
地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋的腐蚀性评价:
在长期浸水作用时,地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性,腐蚀介质为CL-;在干湿交替作用时,地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋有中等腐蚀性,腐蚀介质为CL-。
(1)人工填土层(Qml)
全场地均有分布,厚度0.50~4.30m,底板标高为1.73~-0.29m,主要由素填土(地层编号①2)组成,呈褐色,软塑状态,粉质黏土、黏土组成,含砖渣、石子,腐植物、有机质,土质结构性差、不均匀。
其中在418、424、425、427号孔附近缺失该层。
人工填土填垫年限小于十年。
(2)全新统上组陆相冲积层(Q43al)
厚度1.50~4.30m,顶板标高为1.73~-0.29m,主要由黏土(地层编号④1)组成,呈灰黄色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土。
局部夹淤泥质土透镜体。
本层土水平方向上土质较均匀,分布尚稳定。
(3)全新统中组海相沉积层(Q42m)
厚度11.50~23.80m,顶板标高为-1.66~-3.20m,该层从上而下可分为2个亚层。
第一亚层,粉质黏土(地层编号⑥1):
厚度一般为5.50~8.00m,呈灰色,软塑状态,有层理,含贝壳,属中压缩性土。
局部夹淤泥质土透镜体。
其中在424、425号孔附近缺失该层。
第二亚层,粉质黏土(地层编号⑥4):
厚度一般为1.50~8.30m,呈灰色,软塑状态,有层理,含贝壳,属中压缩性土。
局部夹淤泥质土、粉土透镜体。
本层土⑥1亚层土质尚均匀,分布欠稳定;⑥4亚层土质较均匀,分布不甚稳定,局部水平方向顶、底板埋深起伏较大,厚度变化较大。
(4)全新统下组沼泽相沉积层(Q41h)
仅在416、417号孔附近揭示,厚度1.00~1.60m,顶板标高为-13.27~-13.85m,主要由粉质黏土(地层编号⑦)组成,呈黑灰~浅灰色,可塑状态,无层理,含有机质、腐植物,属中压缩性土。
本层土水平方向上土质较均匀,分布不稳定。
(5)全新统下组陆相冲积层(Q41al)
仅在416、417号孔附近揭示,厚度2.10~3.50m,顶板标高为-14.85~-14.87m,主要由粉质黏土(地层编号⑧1)组成,呈灰黄色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土。
本层土水平方向上土质较均匀,分布不稳定。
(6)上更新统第五组陆相冲积层(Q3eal)
仅416号孔附近揭示,厚度12.30m,顶板标高为-16.97m,主要由粉土(地层编号⑨2)组成,呈灰黄~褐黄色,密实状态,无层理,含铁质,属中(偏低)压缩性土。
局
本层土水平方向上土质较均匀,分布不稳定。
(7)上更新统第三组陆相冲积层(Q3cal)
本次勘察钻至最低标高-38.55m,未穿透此层,揭露最大厚度7.00m,顶板标高为-29.27~-36.50m,该层从上而下可分为2个亚层。
第一亚层,粉土(地层编号⑪2):
仅416号孔附近分布,厚度为4.70m,呈黄褐色,密实状态,无层理,含贝壳,属低压缩性土。
第二亚层,粉质黏土(地层编号⑪3):
仅416号孔附近分布,本次勘察未穿透此层,揭露最大厚度2.30m,呈褐黄色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土。
地基土渗透系数及渗透性表
地层编号
岩性
垂直渗透系数
Kv(cm/s)
水平渗透系数
KH(cm/s)
渗透性
1
粉质黏土
1.70*10-7
1.00*10-7
不透水
1
粉质黏土
1.07*10-6
2.36*10-6
微透水
2
粉质黏土
4.08*10-8
4.08*10-8
不透水
4
粉质黏土
1.50*10-6
8.69*10-6
微透水
粉质黏土
1.61*10-6
1.82*10-6
微透水
1
粉质黏土
1.00*10-7
1.00*10-7
不透水
1
粉质黏土
1.99*10-6
5.75*10-6
微透水
2
粉土
3.34*10-5
7.62*10-5
弱透水
⑾1
粉质黏土
3.32*10-6
3.63*10-6
微透水
触变泥浆减阻管壁与土的平均摩阻力
地层编号
土性
触变泥浆减阻管壁与土的平均摩阻力(KN/m2)
1
粉质黏土
4.0
4
粉质黏土
4.0
注:
上表参数仅适用于混凝土管道。
抗剪强度指标
地层
编号
岩性
重度
γ(KN/m3)
直剪固结快剪
直剪快剪
C(kPa)
Φ(度)
C(kPa)
Φ(度)
1
杂填土
16.0
0.00
15.00
0.00
10.00
2
素填土
18.0
12.00
10.00
10.00
8.00
1
粉质黏土
18.9
19.54
17.18
18.51
11.36
1
粉质黏土
18.9
19.97
16.77
14.49
14.37
2
淤泥质黏土
17.9
13.48
8.20
9.99
4.67
4
粉质黏土
19.3
16.12
18.36
14.03
16.39
粉质黏土
19.9
24.20
19.05
16.70
14.82
1
粉质黏土
19.9
25.67
17.91
23.33
15.19
1
粉质黏土
19.9
19.76
18.77
18.68
16.31
2
粉土
20.2
10.00
32.68
8.59
30.22
1
粉质黏土
20.2
21.25
20.23
20.90
18.40
注:
(1)上表中C、Φ值为标准值;
(2)
1、
2人工填土结合工程经验提供。
4、污水及再生水全线情况平面图如下:
污水顶管为:
过南引河:
DN3000钢筋混凝土顶管150.4m。
过津港公路:
DN3000钢筋混凝土顶管149m。
再生水顶管为:
过南引河:
双排DN1650钢筋混凝土内衬PVC顶管109m。
过津港公路:
双排DN1650钢筋混凝土内衬PVC顶管54m。
5、顶管工作坑一览表
井位
施工工艺
基坑
名称
间距
基坑
深度
基坑尺寸
围护结构
土层
支护结构
污水项管工作坑
WE1(起点)
副坑
6.25
8.3*8.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑
顶管
264m
WE2
主坑
5.578
10.8*8.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑
顶管
197.5m
WE2-1
副坑
6.217
8.3*7.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑
顶管
153m
WE3
主坑
6.389
10.8*8.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑
顶管
182.3m
WE4
副坑
6.308
8.3*7.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑
顶管
199m
WE4-1
主坑
6.817
10.8*7.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑
顶管
201.5m
WE5
副坑
6.469
8.3*7.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑
WE6
主坑
7.826
10.8*8.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑+一道型钢支撑
顶管
149m
WE7
副坑
8.039
8.3*7.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑+一道型钢支撑
顶管
400m
WE8
主坑
9.079
10.8*8.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑+一道型钢支撑
顶管
360m
WE9
副坑
8.285
8.3*7.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑+一道型钢支撑
顶管
166.2m
WE9-1
主坑
11.224
10.8*8.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑+一道型钢支撑
顶管
150.4m
WE10
(终点)
副坑
11.044
8.3*7.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑+一道型钢支撑
再生水工作坑
Z放9
主坑
10.8*8.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑+一道型钢支撑
顶管
109m
10.39
Z放10
副坑
9*6
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑+一道型钢支撑
Z放11
主坑
10.8*8.3
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑+一道型钢支撑
顶管
54m
11.69
Z闸14
副坑
9*6
水泥搅拌桩+钻孔灌注桩
粉质黏土
一道混凝土支撑+一道型钢支撑
水平支撑共设置两道,桩顶采用钢筋混凝土冠梁+混凝土支撑。
第二道采用三拼I36b工字钢支撑,腰梁采用三拼H600×200×11×17mm型钢。
井位
原地表标高
降水井标高
井垫层底标高
灌注桩桩长
搅拌桩桩长
一步支撑标高
二步支撑标高
所在土层
WE1
0.75
-11
-6.0
14.45
11.25
0.35
/
粉质黏土
WE2
-0.08
-11.158
-6.158
12.778
10.738
0.48
/
粉质黏土
WE2-1
0.44
-11.277
-6.277
13.417
11.217
0.04
/
粉质黏土
WE3
0.52
-11.369
-6.369
14.589
11.389
0.12
/
粉质黏土
WE4
0.33
-11.478
-6.478
14.508
11.308
-0.07
/
粉质黏土
WE4-1
0.72
-11.597
-6.597
15.017
11.817
0.32
/
粉质黏土
WE5
0.25
-11.791
-6.719
10.669
11.469
-0.15
/
粉质黏土
WE6
1.22
-12.109
-7.109
17.026
12.826
-0.02
-1.606
粉质黏土
WE7
1.34
-12.199
-7.199
16.239
13.039
0.94
-1.199
粉质黏土
WE8
2.14
-12.439
-7.439
17.279
14.079
1.74
-1.939
粉质黏土
WE9
1.13
-12.655
-7.655
14.485
13.285
0.73
-1.655
粉质黏土
WE9-1
1.07
-15.654
-10.654
19.424
16.224
0.67
-2.154
粉质黏土
WE10
0.8
-15.744
-10.744
19.244
16.044
0.4
-4.744
粉质黏土
Z放9主坑
1.96
-13.43
-8.43
17.59
15.39
1.56
-3.43
粉质黏土
Z放10副坑
1.01
-13.43
-8.43
16.64
14.44
0.61
-3.43
粉质黏土
Z放11主坑
2.1
-7.595
-2.595
10.895
9.695
1.7
/
粉质黏土
Z闸14副坑
1.01
-7.99
-2.990
/
12
0.91
/
粉质黏土
6、工期计划
时间
工程项目
2012.10.1~10.31
2012.11.1~11.30
2012.12.1~12.31
2013.1.1~1.31
2013.2.1~2.28
2013.3.1~3.30
WE9-1~WE10基坑、顶管施工
WE9-1~WE9基坑、顶管施工
WE8~WE9基坑、顶管施工
WE8~WE7基坑、顶管施工
WE6~WE7基坑、顶管施工
WE2~WE1基坑、顶管施工
WE2~WE2-1基坑、顶管施工
WE3~WE2-1基坑、顶管施工
WE3~WE4基坑、顶管施工
WE4-1~WE4基坑、顶管施工
WE4-1~WE5基坑、顶管施工
7、基坑概况
以污水WE9-1为例:
基坑长10.8*宽8.3m,深度11.244m,外部φ850@1200三轴搅拌桩止水帷幕止水,φ800@1000钻孔灌注桩支护。
再生水基坑
8、基坑工程的重点、难点和关键点
“安全第一,预防为主”,强调了安全生产为施工重点。
基坑开挖过程中,必须严格按照设计要求进行先撑后挖,支撑强度未达到设计要求的100%,不得进行下层土体的开挖。
如监测过程中发现支撑内力变化较大,应立即停止开挖,分析原因并采取有效的控制措施后,再进行后续施工。
基坑开挖前,制定专项安全保证措施与应急预案,开挖过程中,一旦出现险情应严格按照开挖方案的应急措施进行抢险,保证应急措施的有效实施,保证基坑安全。
C30钻孔灌注桩施工为基坑施工的难点。
基坑围护结构灌注桩之间距离仅为1m,如何合理确定灌注桩的施工顺序,防止塌孔是工程的难点。
水泥搅拌桩止水帷幕的施工质量为工程的关键点。
如果水泥搅拌桩止水帷幕渗漏,将会给基坑开挖带来很大困难,造成施工成本增加,施工质量下降。
水泥搅拌桩施工过程中应严格按照设计图纸要求、相关规范进行施工,严格控制水泥掺量(20%)、水灰比(1.5)、桩机的钻进速度与提升速度及垂直度等,保证成桩质量及止水效果。
第二道支撑位本工程难点,钢腰梁与灌注桩连接选用植筋方式保证其连接稳定。
脚撑和钢腰梁可通过牛腿增加铁板焊接,保证其连接稳定。
9、施工组织管理机构
10、资源配置
(1)劳动力配置
劳动力计划表
单位:
人
工种
按工程施工阶段投入劳动情况
基坑
支护
基础
开挖
临时
结构
拆除临时结构
降水
回填
测量员
2
2
2
2
2
2
试验员
2
2
2
2
2
2
材料员
2
2
2
2
2
2
安全员
2
2
2
2
2
2
钢筋工
6
2
1
1
4
1
模板工
10
2
1
1
2
1
混凝土工
15
5
1
2
15
1
木工
4
2
1
1
2
1
电焊工
4
4
1
1
2
1
机械工
15
12
5
5
15
5
电工
5
5
2
2
2
2
普工
20
15
30
30
30
30
注:
1.本计划表是以每班八小时工作制为基础编制的。
(2)拟投入的主要施工机械设备
序
号
机械或
设备名称
型号
规格
数
量
国别
产地
制造
年份
额定
功率
(KW)
生产
能力
用于施
工部位
备注
1
挖掘机
卡特320C
4台
美国
2002
86/83
铲斗容量0.6m3
沟槽开挖
2
装载机
小松WA300
4台
日本
2003
——
铲斗容量1.7m3
材料倒运
3
发电机
凯通R4105ZD
4台
国产
2006
50(KW)
90(A)
临时用电
4
运输车
东方中型
8台
国产
2004
——
6吨
材料倒运
5
顶管机
泥水平衡
2套
国产
2005
——
10米
顶管施工
6
吊车
徐工25吨
2台
国产
2002
——
25吨
吊运材料
设备
7
平板振捣器
恒新ZB110-50
4台
国产
2004
1.5
6880(N)
基础及回填
8
电焊机
150A-500A
4台
国产
2005
500
焊接
钢管连接
9
打桩机
1.2t轨道式
3台
国产
2004
——
20跟
基坑打桩
10
全液压履带起重机
QUY50
2
徐工
02.8
117.6
50t
整个工程
11
三轴搅
拌桩机
NSC-200-EP
1
中国
200kw
基坑工程
12
桩机
重力桩架
1台
中国
基坑工程
13
震动打桩机
GOG18
2台
围护工程
(3)拟配备工程主要的试验、测量、质检仪器设备表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
电子天平
不低于是4000g/0.01g
台
1
2
中型烘箱
带调控温装置,精度±1ºC,体积不小于220升
台
1
3
土工标准筛(套)
方孔,筛框高不小于50mm
孔径0.074~60mm
套
1
4
台秤
15kg/5g
台
1
5
电子秤
30kg/1g
台
1
6
砂浆振动台
转速60转/分,带自动定时装置
台
1
7
砂浆试模
个
18
8
电子温度计
温度范围-30~500℃,精度0.1℃
个
5
9
水准仪
自动安平1.5mm/km
台
3
第三章土方开挖前对支护结构进行渗漏检测
土方开挖前,应对水泥搅拌桩止水帷幕的隔水封闭效果进行渗漏检测。
采用洛阳铲小范围开挖探坑,检查每次开挖深度范围内水泥搅拌桩止水帷幕是否有漏水情况。
如果存在漏水情况,则要找到漏水点的准确位置,然后在漏水点的水泥搅拌桩外侧进行双液注浆补漏。
确保止水帷幕的隔水封闭效果。
第四章基坑开挖及支护
1、基坑开挖及支护
土方开挖应分层、平衡开挖,严格遵守“先撑后挖”的施工原则。
待上层钢筋混凝土支撑强度达到设计要求的100%强度后再进行下层土体的开挖。
基坑开挖时宜采用人工与挖掘机配合、分步进行。
开挖深度直至每一步开挖基底标高以上30cm后,采用人工清理槽底,严禁超挖或扰动基底土层。
机械开挖时,机械工作平台放置在工作井出入口一侧,随开挖随清运至事先指定地点并远离基坑周边区域。
根据设计图纸要求为φ800@1000钢筋混凝土钻孔灌注桩支护结构,止水帷幕采用三轴φ850@1200水泥搅拌桩。
水平支撑共设置两道,桩顶采用钢筋混凝土冠梁+混凝土支撑。
第二道采用三拼I36b工字钢支撑,腰梁采用三拼H600×200×11×17mm型钢。
基坑支护剖面图:
基坑开挖一步土
从原地面向下挖1米,沿基坑挖截水沟0.3m×0.3m,将基坑四周水泥搅拌桩剔平,用空压机将灌注桩剔除0.8m深,用人工挖除砼支撑沟槽。
基坑开挖二步土
冠梁砼强度达到100%挖二步土,钢支撑完成后将钢围檩与灌注桩的缝隙用C30细石混凝土灌实。
坑外挖掘机坐落于工作井出入口一侧,开挖至环梁底部。
基坑开挖到底
开挖到底时用加长臂挖掘机取土并配合人工挖土。
基坑四边挖排水沟深0.3m宽0.3m,清平基坑地面,遇有腐软的地
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