济南市天桥区天成新居廉租房基坑工程设计与施工方案

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济南市天桥区天成新居廉租房基坑工程设计与施工方案

重力:615.9(kN)

重心坐标:(5.000,3.503)

超载:30.0(kN)

JTGTF30-2014公路水泥混凝土路面施工技术细则.pdf超载作用点x坐标:4.000(m)

土压力作用点y坐标:2.040(m)

基底平均压力设计值63.3(kPa)<400.0

基底边缘最大压力设计值66.6(kPa)<1.2*400.0

抗滑安全系数:20.209>1.300

抗倾覆安全系数:30.0>1.600

[喷射混凝土面层计算]

混凝土强度等级:C20

配筋计算As:15(mm)

荷载分项系数:1.200

编号深度范围荷载值(kPa)轴向M(kN.m)As(mm^2)实配As(mm^2)

10.00~2.000.0x0.000188.6(构造)251.3

y0.000188.6(构造)251.3

22.00~3.500.5x0.039188.6(构造)251.3

y0.039188.6(构造)251.3

33.50~5.0016.0x1.321188.6(构造)251.3

y1.321188.6(构造)251.3

45.00~6.0034.9x0.981188.6(构造)251.3

y2.537192.1251.3

基坑深度:6.000(m)

基坑内地下水深度:7.000(m)

基坑外地下水深度:2.000(m)

基坑侧壁重要性系数:1.000

土钉荷载分项系数:1.250

土钉抗拉抗力分项系数:1.300

整体滑动分项系数:1.300

序号水平投影(m)竖向投影(m)倾角(°)

序号土类型土层厚容重饱和容重粘聚力内摩擦角钉土摩阻力锚杆土摩阻力水土

(m)(kN/m^3)(kN/m^3)(kPa)(度)(kPa)(kPa)

1杂填土1.73015.015.015.05.020.020.0分算

2粘性土5.81019.417.623.79.560.060.0合算

3粘性土5.05017.517.543.611.370.070.0合算

序号超载类型超载值(kN/m)作用深度(m)作用宽度(m)距坑边线距离(m)形式长度(m)

1局部均布15.0000.0002.0003.000条形

序号水平间距(m)垂直间距(m)入射角度(度)钻孔直径(mm)长度(m)配筋

11.5002.00015.01108.0001d28

21.5001.50015.01109.0001d32

31.5001.50015.01106.0001d32

考虑地下水作用的计算方法:总应力法

土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数:0.500

*******************************************************************

*******************************************************************

工况开挖深度破裂角土钉号土钉长度受拉荷载标准值抗拔承载力设计值抗拉承载力设计值满足系数

(m)(度)(m)Tjk(kN)Tuj(kN)Tuj(kN)抗拔抗拉

12.50048.20

24.00048.818.0006.3104.2129.313.17016.349

35.50049.018.0000.086.9129.3999.000999.000

29.00010.9120.3168.98.86512.447

46.00049.118.0000.081.2129.3999.000999.000

29.00010.9114.5168.98.44012.447

36.00066.184.1168.91.0172.044

工况号安全系数圆心坐标x(m)圆心坐标y(m)半径(m)

土钉墙计算宽度:10.000(m)

墙后地面的倾角:0.0(度)

墙背倾角:90.0(度)

土与墙背的摩擦角:10.0(度)

土与墙底的摩擦系数:0.300

墙趾距坡脚的距离:0.000(m)

墙底地基承载力:400.0(kPa)

抗水平滑动安全系数:1.300

抗倾覆安全系数:1.600

重力:615.9(kN)

重心坐标:(5.000,3.503)

超载:30.0(kN)

超载作用点x坐标:4.000(m)

土压力作用点y坐标:2.040(m)

基底平均压力设计值63.3(kPa)<400.0

基底边缘最大压力设计值66.6(kPa)<1.2*400.0

抗滑安全系数:20.209>1.300

抗倾覆安全系数:6.802>1.600

[喷射混凝土面层计算]

混凝土强度等级:C20

配筋计算As:15(mm)

荷载分项系数:1.200

编号深度范围荷载值(kPa)轴向M(kN.m)As(mm^2)实配As(mm^2)

10.00~2.000.0x0.000188.6(构造)251.3

y0.000188.6(构造)251.3

22.00~3.500.5x0.039188.6(构造)251.3

y0.039188.6(构造)251.3

33.50~5.0016.0x1.321188.6(构造)251.3

y1.321188.6(构造)251.3

45.00~6.0034.9x0.981188.6(构造)251.3

y2.537192.1251.3

5.1.2土钉孔内灌注水泥浆,水泥等级为P.042.5,水泥水灰比为0.45,并适合压力泵送。

5.1.3根据场地土的工程地质条件及当地搅拌桩的施工经验,施工前通过试喷试验,确定不同土层喷射施工技术参数等。水泥掺量15%,粘性土中加固土强度不小于2.0MPa,桩相互搭接不小于200mm。

5.1.4基坑周围尽量减少堆载,堆载不应超过15kPa。

5.1.5为增强土钉墙的稳定性,作好地面水的外排工作,基坑顶部2m范围内喷射6~8cm厚的混凝土护顶硬化,坡度内高外低。土钉墙顶部应设置排水沟,排水沟的尺寸为400(400mm。

5.1.6为排除积聚在坑底的渗水和雨水,坑底应设排水沟和集水井,排水沟离开坑壁0.5~1.0m。

5.1.7土钉长度误差不超过±0.20m,角度误差不超过±2.0°,钢筋网距面壁误差不超过±5mm,面层喷混凝土厚度误差不超过±10mm。

1.1复合土钉墙施工前必须了解基坑工程设计对施工和监测的各项技术要求,做到施工工况和设计工况相一致。

1.2复合土钉墙施工前应确定基坑开挖线、轴线定位线、位移观测基准点、变形观测点等,并妥善保护。基坑开挖线的确定应综合考虑基础、地下结构、施工作业空间以及基坑位移量的影响。

1.3施工开挖和成孔过程中应随时观察土质变化情况,如发现和地质报告不符等异常情况应及时反馈设计方进行处理。

1.4复合土钉墙施工应合理安排作业顺序和时间,减少土壁的暴露时间。开挖至坑底后应及时验槽并构筑基础。

1.5基坑周围临时设施的搭设,建筑材料、构件、机具、设备的布置应符合施工现场平面图的要求,严禁坑边超堆荷载。

1.6复合土钉墙施工的一般流程如下:

开挖工作面,修整边坡;

设置土钉(置入钢筋、注浆、补浆);

重复步骤2)~5)分层分段施工土钉墙直至完成。

支护的内排水以及坡顶和基底的排水系统应按整个支护从上到下的施工过程穿插设置。

2.1基坑开挖前应按照设计要求采取有效措施降低地下水位和排除地表水,防止地表水或基坑排水倒流回渗基坑。

2.2 坑内降水时,水位应降至开挖面以下0.5~1.0m以下。宜采用超前降水方法提高坑底土体承载力。

2.3基坑四周支护范围内的地表应加以整修,构筑排水沟和硬化地面,防止地表水流入基坑。

2.4基坑底应设置排水沟及集水坑,排除积聚在基坑内的渗水和雨水。

2.5喷射混凝土面层若积水较多、渗水量较大时,应在面层背部插入导水管,在面层凝固后再将导水管封闭。导水管直径不宜小于20mm,长度宜为400~600mm,间距宜为2m,外端伸出面层。

3.1施工中应严格按照施工参数和材料用量施工,并如实做好各项记录。

3.2水泥土桩应采取切割搭接法施工,应在前桩水泥土尚未固化时进行后续搭接桩施工;应严格控制桩位和桩身垂直度;施工开始和结束的头尾搭接处应采取加强措施,消除搭接沟缝;确保桩体之间有足够的搭接长度,形成连续的墙体。

3.3水泥土搅拌桩主要施工工序为:

1搅拌机械就位、对中、调平;

2预搅下沉至设计加固深度;

3边喷浆(粉)、边搅拌、边提升,直至预定的停浆(灰)面;

4根据设计要求和地质条件,决定是否复搅复喷;

6移机,重复以上作业。

3.4水泥土搅拌桩施工应符合下列要求:

1施工前,应进行成桩工艺及水泥掺入量或水泥浆的配合比试验,以确定相应的水泥掺入比或水泥浆水灰比。水泥掺入量不得低于设计要求。

2固化剂浆液应严格按预定的配比拌制。制备好的浆液不得离析,泵送必须连续,拌制浆液的罐数、固化剂与外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。

3搅拌桩搭接处最小宽度不应小于200mm。

4搅拌机到达指定桩位后对中,当场地标高不符合设计要求或起伏不平时,应先进行开挖平整。施工时,桩位偏差应小于50mm,桩机的垂直度偏差不应超过0.5%。

5搅拌机预拌下沉时不宜冲水。当遇到较硬土层下沉太慢时,方可适量冲水,但应考虑冲水成桩对桩身强度的影响。下沉速度可由电动机的电流表控制,避免过载。

6深层搅拌机下沉到设计深度时,开启注浆泵将水泥浆或水泥压入土中,并且边喷边旋转,同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌头。喷浆速度应与提升速度相协调,确保喷浆量在桩身长度范围内均匀分布。

7搅拌机喷浆提升的速度和搅拌的次数必须符合施工工艺的要求,应有专人记录搅拌机每米下沉或提升的时间;搅拌机上应配置经国家计量单位确认的水泥浆量计量装置,自动记录每根桩搅拌深度、提升高度和每延米桩水泥浆液用量(m3)。喷粉搅拌机必须配置经国家计量部门确认的具有能瞬时检测并记录出粉量的粉体计量装置及搅拌深度自动记录仪。

8施工中因故停浆或停止喷粉,应将搅拌头下沉至停浆点或停灰点以下。停浆时,搅拌头下沉至停浆点0.5m处,停灰时,搅拌头下沉至停浆点1m处,待恢复供浆(粉)后再喷浆搅拌提升。若停机超过3小时,应先拆卸输浆管路,并将管路清洗干净。

9当设置插筋时,桩身插筋应在桩顶搅拌完成后及时进行。插筋材料、插入长度和露出长度等均应按计算和构造要求确定。

4.1水泥土墙完成2周后,方可进行基坑开挖。

4.2土方开挖分层厚度应与设计要求相一致,分段长度宜为20~30m。对于面积较大的基坑,土方开挖宜分块分区、对称进行。

4.3上道土钉锚固体未达到足够强度不得进行下层土方开挖。

4.4基坑开挖应遵循分段开挖、分段支护的原则。减少边壁的无支护暴露时间。已施作水泥土墙的土壁,当开挖深度不超过4.0m时,暴露时间不应大于24小时;当开挖深度大于4.0m时,暴露时间不应大于12小时。

4.5对自稳能力差的土体,如含水量高的粘性土、淤泥质土及无粘结力的砂土,应立即进行支护。

4.6采用机械挖土时,基坑底部应保留200~300mm厚的基土用人工挖除、整平,并防止坑底土的扰动。基坑的边壁宜采用小型机具或铲锨进行切削清坡,防止挖土机械碰撞、松动水泥土墙或边壁土体。清坡后基坑边壁的坡度应符合设计规定的坡角,平整度符合规定。

4.7开挖后发现土层特征与提供地质报告不符或有重大地质隐患,应立即停止开挖,并与设计方协商,采取相应补救技术措施。

5.1 土钉施工前应按设计要求定出孔位并作出标记和编号。

5.2注浆泵的规格、压力和输浆量应满足施工要求。

5.3 冲击植入法施工应符合以下要求:

(1)土钉杆体一般采用(48(3.5㎜的普通钢管。根据支护情况,土钉钢管的直径、壁厚及材质可做相应的调整。

(2)土钉杆体管壁每隔600mm设置直径8mm的出浆孔,杆端部位不宜布置出浆孔。出浆孔应用倒刺或胶布覆盖,形成单向阀。杆体端部宜加工成尖状。

(3)应减少土钉击入对周围土层和环境的振动影响。采用冲击植入法时宜选用气动高频振动机械。

(4)在土钉注浆前宜对钢管进行清孔,清孔水压宜小于0.5MPa,清孔至管口冒出清水为止。

(5)冲击植入法应采用压力注浆。压力注浆时应在管口设置止浆塞,注满后保持压力3~5min。

5.5注浆用水泥净浆时水灰比不宜超过0.45。施工时当浆体工作度不能满足要求时可外加高效减水剂,不得任意加大用水量。浆体应搅拌均匀并立即使用,开始注浆前、中途停顿或作业完毕后须用水冲洗管路。

5.6注浆充盈系数必须大于1。每次注浆时,宜预先计算所需的注浆量,并根据注浆泵的冲程数计算出实际向孔内注浆量,以确定实际注浆量超过孔的体积。当注浆量超过预计量过大时,应认真检查周围管道有无穿浆。

5.7用于注浆的砂浆强度用70.7×70.7×70.7(mm)立方试件经标准养护后测定,每批至少留取3组(每组3块)试件,给出3天和28天强度。

5.8土钉杆体与喷射混凝土面层的连接应可靠、牢固。当土钉杆体端部通过锁定筋与面层加强筋及钢筋网连接时,其相互之间应焊接牢固。当土钉端部通过螺纹、螺母、垫板与面层连接时,宜在土钉杆体端部约600~800mm的长度段内,用塑料包裹土钉杆体表面使之形成自由段;垫板与喷射混凝土面层之间的空隙应用高强水泥砂浆填平。当土钉端部通过其他形式的焊接件与面层相连时,应事先对焊接强度作出检验。

第四部分降水工程设计与施工

场区地下水类型属第四系孔隙潜水。勘探期间为丰水期水期地下水位埋深3.65~4.40米,地下水位标高25.00~25.35米,据调查在丰水期地下水位埋深在2.00米左右;地下水化学类型为HC03—Ca型水,PH值为7.6,矿化度894.69mg/L,无侵蚀性CO2,在干湿交替情况下地下水对混凝土具弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋具有弱腐蚀性,对钢结构具有中等腐蚀性。

该区地下水位埋深,设计时按2m考虑,按照要求水位应降低至坑底以下0.5m以上。根据现场情况及当地类似工程经验,本工程采用坑内深井降水。深井深至坑底以下7.00m,孔径Φ600mm,成井管径400mm,井中滤料采用5~10mm石子。降水井要在基坑开挖前完成。

设深井18只,其中沿基坑四周均布15只,在基坑中央布设3只,电梯井附近宜设置。

在基坑四周设300mm(宽)×300(深)排水沟,排水沟离坡脚不小于20cm,在四个角设600×600×1000集水坑,使水通过排水沟流入集水坑,用Ф100污水泵将集水坑内的水排走。排水工作由专人负责,随时疏通和修整。降水工作应持续到土方回填开始。

坑周地表应进行修整、封闭,为防止周围表层水流入基坑,在距基坑外边线1.5m外设400×400截水沟,对表层地下水进行截流。

基坑土壁面层如有水渗出可埋入塑料导水管,等面层凝固后在将导水管封闭。

基坑外部设置3只观测井兼作回灌井。

第五部分基坑开挖、监测及周边环境保护

基坑开挖应进行信息化施工,通过监测优化设计、指导施工,保证基坑工程的安全。

(2)基坑土方开挖前,应保证搅拌桩等超前支护已具有足够的强度。一般应控制在搅拌桩帷幕完成2周后,方可进行基坑开挖。

(3)基坑开挖应分层分段施工,分层厚度与设计要求相一致,分段长度20~30m,先撑后挖,严禁超挖。

(4)基坑底部留0.2m用人工挖除,减少对基坑底的扰动。

(5)开挖发现土层特性与原地质报告不符时,应立即停止开挖,并与设计方协调,采取补救措施。

(6)机械挖土时,严禁造成松动边坡,基坑边沿宜用小型机具或铲锨进行清坡。

(7)注意挖土与植钉的协调,尽量减少土壁的无支撑暴露时间,当坑深小于4m时,暴露时间不应大于24小时;当坑深大于4m时,暴露时间不应大于12小时。

(8)出土坡道下应用旋喷桩加固,坡道口用灌注桩加固。

(9)严禁坑边15m范围内堆土,地面堆载不得超过15Kpa。

(2)监测单位编写监测方案前,应了解委托方和设计方对监测工作的技术要求,并进行现场踏勘,搜集、分析和利用已有合格资料,制定经济合理的监测方案。

(3)监测方案应经建设、设计、监理和施工等单位共同认可,必要时还需与市政道路、地下管线、人防等主管部门协商一致后方可实施。

(4)监测单位应收集周围建筑物、道路及地下设施、地下管线的原始资料和使用阶段资料,了解当前的工作性状。如有异常情况,应及时进行拍照或录像并保存有关资料。

(5)监测单位应严格实施监测方案,及时分析、处理观测数据,并将监测结果和评价及时向监理、施工和设计人员作信息反馈。当观测数据达到监控报警值时必须立即通报施工、设计、监理单位及相关人员。

(6)基坑工程监测频度应以能系统地反映监测对象所测监测项目的重要变化过程,而又不遗漏其变化时刻为原则。开挖期间和开挖至坑底一周时间内应保证1~2天监测一次,其后可适当降低监测频度,直至回填结束。出现异常时应实施连续监测。

基坑工程的现场监测应以仪器观测为主、仪器观测和巡视检查相结合。

基坑工程监测应抓住关键部位,做到重点量测、项目配套。强调监测项目与施工工况以及具体施工参数配套,以便于验证基坑设计方案,并利用监测数据的反馈信息,进一步调整工艺参数,优化设计与施工,形成有效的、完整的监测系统。

本工程现场监测项目的选择在充分考虑工程水文地质条件、基坑工程安全等级、支护结构的特点及变形控制要求的基础上,根据下表进行选择。

各项监测的监测频度应考虑基坑开挖及地下工程的施工进程、施工工况以及其他外部环境影响因素的变化。围护结构施工期间、基坑开挖期间应加强监测;当监测值相对稳定时,可适当降低监测频度。监测频度参照下表。

当出现下列情况之一时,应立即报警;若情况比较严重,应立即停止施工,并对基坑支护结构和周围环境中的保护对象采取应急措施。

土钉墙最大位移已大于8cm;复合土钉墙水平位移速率已连续三日大于3mm/d;

高速公路施工方案(公路粉喷桩)土钉体系中有个别构件出现应力剧增、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象;

建筑物的不均匀沉降(差异沉降)已大于现行建筑地基基础设计规范规定的允许沉降差,或建筑物的倾斜速率已连续三日大于0.0001H/d(H为建筑物承重结构高度);

已有建筑物的砌体部分出现宽度大于1.5mm的变形裂缝;或其附近地面出现宽度大于10mm的裂缝;且上述裂缝上可能发展;

基坑底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其他可能影响安全的征兆(如少量流砂、管涌、隆起、陷落等)

3.1减少时空效应的影响。基坑开挖严格按照设计工况分层开挖,严禁超挖,开挖后应及时施打土钉,减少无支撑暴露时间。地下工程完工后,基坑应及时回填,不得超过基坑设计使用期使用。

3.2减少降水影响,基坑周边设止水帷幕坑内降水,坑外设观测井兼作回灌井,防止地下水绕流,坑外水位下降,影响附近建筑物及管线。

3.3加强对基坑及周边环境的监测,尤其是对两侧建筑物的位移观测济南市关于提高建筑方案设计水平的指导意见(试行)(济规政[2018]112号 济南市规划局2018年7月23日).pdf,当出现异常情况时及时报警。

4.1当基坑出现危险报警时,可采取以下紧急措施:1)基坑顶部挖土卸载;2)坑内堆载反压;

4.2现场应备有必要的抢险物资,如砂袋、钢管、板材、雨布等。

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