土方开挖及基坑支护施工方案
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本项目位于湖南省长沙市岳麓区,项目南临长韶娄高速,东临玉赤路,西临智达路。本工程由S1与S2两个地块组成,总建筑面积为317998.43㎡,其中S1地块建筑面积为144840.43㎡。S1地块基坑面积约34244㎡,地下层数为1层,现状地坪标高为60.2-78.8m,地下室基坑底标高为61.8-65.35m,基坑顶标高为63.8-71.8m,基坑支护高度为2.2-8.3m基坑北侧场地控制标高为64-71.8m,基坑西侧场地控制标高为71.8m,基坑南侧场地控制标高为61.6-71.8m,基坑东侧场地控制标高为61.6-64m,基坑南侧距高速路辅道约40m,基坑长度约260m。基坑分为:AB段为排桩支护+放坡,BC段为土钉墙支护+重力式挡土墙,CD段CD1为土钉墙支护,DD1为排桩支护,DE段为排桩支护+放坡,EF段为土钉墙支护+放坡,FG、HJ、LA段为两阶不大于1∶1自然放坡,坡面挂网喷浆,GH段为土钉墙支护+放坡,其他段为1∶2自然放坡,坡面挂网喷浆,AB、BC、CD、DE、EF、FG、GH各段支护设计安全等级均为一级,其他支护设计安全等级为二级。基坑支护为临时性支护,支护结构使用年限2年。
3.1.5.选择有丰富经验的施工队伍,由于该基坑周边环境复杂,地质条件复杂,施工风险大、难度大、施工技术要求高,场地工程地质和水文地质条件、施工组织对基坑工程性状影响极大,只有经验丰富的施工队伍才能确保基坑安全。
基坑土方开挖自上而下、分层分段施工,严禁无序大开挖,基坑分为AB、BC、CD、DE、EF、FG、GH、HJ、KL、LA十段开挖,基坑每层土方开挖高度不超过该层锚索或土钉标高以下0.50m,待该层锚索或土钉施工完成锁定后方可进行下一层土石方开挖。坡面开挖后人工修坡,平整度达到施工规范要求,保证坡形平直均匀。
基坑支护与土方开挖密切配合,先行施工外围边坡支护,待边坡土方开挖至设计标高后,随即进行S1基坑支护施工,分段形式同上。施工顺序为:AB段→BC、CD段→FG段→DE段→GH、HJ段→JK、KL、LA段,AB段为排桩支护+放坡,BC段为土钉墙支护+重力式挡土墙,CD段CD1为土钉墙支护,DD1为排桩支护,DE段为排桩支护+放坡,EF段为土钉墙支护+放坡,FG、HJ、KA段为两阶不大于1∶1自然放坡,坡面挂网喷浆,GH段为土钉墙支护+放坡,坡面挂网喷浆,每层土方开挖完成后进行土钉施工。
(3)降水施工安排:采用明沟—集水坑排水方式,在基坑底设尺寸300×300mm排水明沟,并在基坑内按间距约40m设尺寸为1m×1m×1m集水井。水泵抽水统一汇入沉淀池,并经沉淀后排入市政管道。
本工程由项目经理部项目经理具体组织施工,副经理辅助项目经理进行现场组织管理,项目总工程师进行技术管理。建立以项目经理为主的施工管理系统和以项目总工为主的技术管理系统。下设五部一室(即工程技术部、安全环保部、设备物资部、成本部、财务部、综合办公室),具体负责施工现场协调指挥、计划安排、安全管理、物资供应、技术质量控制、劳动力调配等。项目部工程技术部负责编制专项施工方案完成后,经项目总工批复并上报工程公司,由项目部项目经理及总工程师组成指导层,工程技术部和各专业负责人负责作业层的技术指导和工程质量把关,保证工程高速、优质、顺利完工。在施工作业层组建土方施工队,负责基坑土方施工;支护施工队,负责基坑支护施工;降水施工队,负责基坑降水。
(3)根据场地的定位控制线(桩)、标准水平桩洒出基坑开挖的上下口线)根据基坑支护设计方案,采取明沟排水,每层挖至该层锚索或土钉标高以下0.5m,然后进行支护施工,再进行土方开挖,依次循环至基底。
1)AB段山体边坡分四段进行开挖:第一步根据现有地面整体降至81.15-78.4m处,然后进行第一段边坡开挖施工,开挖厚度约2m,进行边坡钢筋网绑扎,喷射混凝土施工,混凝土强度C20。然后继续进行边坡开挖,土层厚度为2m,进行边坡钢筋网绑扎,喷射混凝土施工,依次进行,完成第一段至第三段边坡支护施工,然后进行基坑支护桩施工,支护桩施工完成后,立即组织进行锚索施工,锚索及冠梁施工完成后,进行边坡开挖,完成边坡喷护施工。
2)DE段分两步开挖(直壁开挖):支护桩施工完成满足开挖条件后进行第一步开挖,第一步根据现有地面整体降至71m处,进行支护桩冠梁施工,然后进行锚索施工,锚索施工完成后进行第二步开挖,第二步整体挖至69m处,土层厚度为2m。边坡钢筋网绑扎,喷射混凝土施工。每层开挖深度2m,支护完成后进行下道土层开挖,直至施工至基底标高。坑底设300×300mm排水沟-集水坑降水,根据基坑实际情况灵活设置。
AB段为放坡+支护桩施工,坡度为1:1.5;BC段为土钉墙支护+重力式挡土墙;CD段为土钉墙支护+放坡,坡面挂网喷浆,坡度不大于1:1;DE段为排桩支护+放坡,坡面挂网喷浆,坡度不大于1:1;EF段为土钉墙支护+放坡,坡面挂网喷浆,坡度不大于1:1;FG、HJ、LA段均为两阶1:1自然放坡,坡面挂网喷浆;GH段为土钉墙支护+放坡,坡面挂网喷浆,坡度不大于1:1;KL段为1:1自然放坡,坡面挂网喷浆。其他段为1:1.2自然放坡,坡面挂网喷浆。
喷射砼原材料采用强度42.5MPa水泥,干净的中粗砂和粒径小于15mm的砾石,配合比为水泥:砂:石子=1:2:2.5,喷料应搅拌均匀,随拌随用。土钉挂网喷射混凝土施工随基坑开挖随时插入施工。
土钉墙采用1:0.5坡比,土钉(D120,1C22/25/28/32,L=6~12m)水平间距1.5m;注浆材料采用M30水泥砂浆,挂网采用φ8@200×200(放坡段为φ8@200×200)钢筋网,喷射混凝土面层厚度为100㎜,强度等级为C25。
根据设计要求确定孔口标高后先成孔。成孔采用钻孔机械,保持其与面层的角度为84°先采用合金钻头钻进,放入护壁套管,再冲水钻进。钻到设计位置后需继续供水洗孔,待孔口溢出清水为止。插入土钉前应清孔和检查。土钉置入孔中前,先在其上安装连接件,以保证钢筋处于孔位中心位置。
钢筋土钉注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除。采用二次注浆,第一次采用低压(0.4~0.6MPa)灌浆,采用底部灌浆方式,注浆管应插至距孔底300mm处,注浆及拔管时,注浆管出浆口应始终埋入注浆液面内,应在新鲜浆液从孔口溢出后停止注浆,保证孔中气体能全部逸出,第二次采用高压注浆(2~3MPa),在首次灌浆初凝后2~4小时内向孔中二次灌注水泥浆,二次灌浆管的边壁带孔且与钻孔等长,孔口设止浆塞,注满后保持压力5~8分钟。
钢筋网片按设计要求制作,网片规格φ8@200×200,网节点采用点焊或绑扎,网片搭接长度不少于300mm。网片外侧按设计要求加焊通长的加强钢筋。钢筋网片绑扎完成后,按3000×3000mm布设排水孔。
喷射混凝土施工过程中严格计量配比,喷射作业应分段进行,同一分段内喷射顺序应自下而上,喷射时喷头与受喷面应保持垂直。喷射射距0.6~1m,喷射混凝土终凝2小时后立即用草帘子覆盖并洒水养护。每层土钉喷射混凝土施工时,每500㎡喷射混凝土面积的试验数量不应少于一组,每组试块不应少于3个,标养28天后进行检验。喷射砼厚度允许偏差±10mm。
按照设计图纸放出桩位点,桩位定点时,用300mm~400mm长钢筋头钉入地面以下,并将写有桩号的布条用铁丝绑在钢筋头上,以便施工时核对桩号,由测量人员倒手校核,校核无误后,并做好标示。放线结束后,施工班组由桩位点向四周引线,并拉十字丝确定桩位,以备开钻后复核桩位用。定位放线cm以内,经监理验收合格后,方能进行下步施工。
桩位核对无误后进行桩机对位,对位后,通过钻机自动调平,保证钻杆垂直度。桩机调整好垂直度后,用全站仪校核钻杆垂直度,确保其垂直度小于1%。垂直度满足要求后,进行校对桩位,对位时将钻头最中心与桩位点相对,存在偏差时,前后左右转动机身直到偏差小于2.0cm时为止。桩位校正时,要求保持平整、稳固。
(3)护筒埋设(若需要):由于场地内为高填方回填土,易造成塌孔,钻进前采用采用12m护筒护壁。施工时用振动锤配合埋、拔护壁,护筒埋设应准确、稳定,护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm。?
钻机钻进前用钢卷尺丈量钻具长度、直径,钻孔时,启动钻机钻0.5~1.0m深,检查一切正常后,再继续钻进。在钻进过程中,如遇卡钻、桩机摇晃、偏斜或发现有节奏异响时,应立即停钻,查明原因,采取相应措施后,方可继续作业。
钢筋笼安装入孔时,保持垂直状态,对准孔位慢慢轻放,以免碰撞孔壁,下笼中若遇阻,不得强行下放,应查明原因作出处理后再继续下笼。钢筋笼分段孔口焊接时,应严格按设计及规范要求进行。凡不符合焊接要求的钢筋笼不得下放入孔内。当笼体全部安放到位后,由施工员、质检员及有关人员检查安放位置,确认符合要求后,将钢筋笼用吊筋固定,并使笼体位于桩孔中心。
成孔经确认满足要求后,即进行混凝土灌注。浇筑时,混凝土粗骨料粒径应不大于桩身相邻钢筋净距的1/3;导管底部至孔底的距离宜为300~500mm;初灌应有足够的混凝土储备量,导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8m;导管埋入混凝土深度宜为2~6m;应注意控制最后一次灌注量,超灌高度宜为0.8m~1.0m,预留浮浆高度必须保证桩顶部混凝土达到强度设计值。旋挖桩混凝土保护层厚度为50mm。混凝土灌至设计标高以上0.8m后停止灌注,并做好记录,分析桩的充盈情况,保证充盈系数不小于1.1,且不大于1.3。混凝土灌注完成后,垂直拔出护筒,避免扰动钢筋笼。每根桩在浇筑中间进行混凝土取样,制作试块。按要求每根桩至少留置一组试块,并按单位工程每天多留置二组试块。放置在现场养护室恒温恒湿养护28天,送至实验室做检测。
桩间土开挖:待桩基混凝土强度达到一定强度时(灌注后3-7天),提前规划挖机行走路线,进行桩间土开挖开挖,挖机开挖时注意挖机不能触碰桩头,桩顶保护长度300mm以上。桩间土不能开挖部分时由人工配合进行清理设计标高。
采用低应变检测法判定的桩身完整性,检测数量不宜少于总桩数的20%,且不得少于5根。当根据低应变动测法判定的桩身完整性为Ⅲ类或Ⅳ类时,应采用钻芯法进行验证,并应扩大低应变动测法检测的数量,检测须有具有相应资质且专门技术经验的单位承担。
喷射砼原材料采用强度42.5MPa水泥,干净的中粗砂和粒径小于15mm的砾石,配合比为水泥:砂:石子=1:2:2.5,喷料应搅拌均匀,随拌随用。土钉挂网喷射混凝土施工随基坑开挖随时插入施工。基坑喷射砼支护采用C25细石砼,厚100mm,先喷50mm后,然后挂φ8@200×200钢筋网,挂网后喷表层砼。
基坑开挖线及支护桩位放线、复核→变形观测点(含基准点)的设置→变形初始观测→旋挖孔灌注桩施工→桩顶冠梁施工→坡顶截水沟修筑→(土方开挖至锚索(短钉或土钉)标高以下0.5m→桩间土处理施工→锚索(短钉或土钉)施工、锁定→分层分段土方开挖、喷砼、支护→依此循环至设计基底标高→坡底排水沟修筑。
(1)钻孔前按设计及土层定出孔位作出标记。钻机就位时应测量校正孔位的垂直、水平位置和角度偏差,钻进需保证钻孔位置正确,随时调整锚孔位置及角度。钻孔底部偏斜尺寸不大于长度的3%。锚索钻孔应超出钢绞线)成孔过程中取出的土体特征应按孔号逐一加以记录,并及时与设计所认定的土层加以比较,发现偏差较大时,及时修改锚索设计施工参数。
(3)钻孔位于松散土层中时宜采用跟管钻进成孔施工,防止成孔垮土或湿法施工水浸泡软化坑壁土,孔深超过锚索长度500mm,孔深允许偏差±30m。