第一章
1. 工程概况
工程概况及周边环境
某高层建筑靠近河岸边,距离××河河岸仅有100m左右的距离,地下一层,地上11号楼为7层,框架结构,6号楼为17层,框剪结构。设计6号楼采用筏板基础,11号楼采用了桩筏基础。
基础土方需要开挖的尺寸和大致标高情况如表1:
表1 基础土方需要开挖的尺寸和标高
6号楼 6号楼 11号楼 长 41m 41m 55m 宽 39m 21m 17m 2. 场地工程地质概况
拟建建筑物场地内地势总体平坦,总体上讲场区地层除表层杂填土以外,其下为第四系冲洪积物,场区基岩层为红砂岩层。现根据地质勘察报告的结果,将勘查揭露的与基坑工程密切相关的土层自上而下分述如下:
第①层:素填土,灰褐色,松散,主要成分为细沙、粘性土,底部夹有粗沙和砾石,地表局部为建筑垃圾。层厚2.80~3.80m平均层厚2.91m。
第②层:中砂,黄褐色,稍密-中密状态,饱和,以石英砂为主,承载力高,低压缩性。层厚0.50~4.20m,平均层厚2.91m。
第③层:砾砂,黄褐色,稍密,饱和。层厚1.2~4.10m,平均厚度2.72m 第④层:砾石,杂色,中密-密实,饱和。层厚3.80~5.50m,平均层厚4.29m。 第⑤层:砂质泥岩,强风化,棕红色,层厚2.80~3.80m,平均厚3.25m。 第⑥层:砂质泥岩,中风化,棕红色,未揭穿。 3. 场地水文地质条件
由于地质勘察报告主要服务于工程设计,为设计提供承载力依据,所以,在这份报告中没有见到关于土工试验方面的结果。因此,也不知道土的空隙率、塑性指数、饱和容重和含水率。
4. 周边环境
本工程位于××河岸边,规划范围内原有建筑已经拆除,周边环境较为复杂:北侧面临××河,仅有100m左右的距离;南侧为待开发地段,现状为空地,以后将陆续开发建筑;东侧面临有一栋三层建筑,条形浅基础,距离拟建建筑物有20~30m的距离;西侧有多栋三、四层住宅,条形浅基础,最近处距离基础边仅有10m左右距离,后面临近××酒店,四层,基础为采用天然地基的混凝土条形基础。周边所有房屋除××酒店以外,其余均为未规划以前所建的村民住宅,基本上建筑时没有施工图纸,更别说是地质勘探,基础均为天然地基片石基础,而且片石砌筑均没有水泥砂浆,又加之都是原有二、三层建筑后来又加高1~2层,直接加高而地基与基础均未处理,地基承载力根本就没有富余,是这次土方开挖保护的重点。
挖深 -6.50m -8.00m -5.20m 备注 地下室 平行××河靠近河边 垂直于××河
第二章
1. 编制原则
在保证基坑工程安全可靠;保证坑内工程桩的安全的前提下,力求经济合理、简便可行、缩短工期。 2. 编制依据 工程地质勘察报告 施工图纸
《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—1999) 《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ T111—1998) 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202—2000) 3. 参考文献
《工程地质土力学》 中国建筑工业出版社 《高层建筑施工手册》 中国建筑工业出版社
编制依据
第三章
1. 场区地质水文环境及周边环境分析
基坑规模大、开挖深。拟建工程基坑轴线东西约55m,南北宽约60m,基坑最大开挖深度7.0m 。基底面积约3600m,按不放坡考虑,尚应开挖土方25200m。
基坑周边环境较为复杂。土是一种由碎散矿物颗粒组成,并具有连续孔隙的多孔介质。当土中孔隙完全饱和时,由于水所处的位置不同,存在能量的差异,水就会从高位向低位渗流。拟建建筑物距离××河岸仅100m左右,而且除第一层杂填土渗透性略差以外,其余各层均为饱和状态的砂石类土,尤其是开挖层大部分正好处于第二层土中粗砂层内,渗透性好,水量丰富,较易引起土方边坡滑坡、基底管涌、流沙现象的发生。
临近河边,渗流影响基础施工和开挖边坡稳定,从而影响周边建筑地基的变形和稳定。基坑四周10~40m以内均有建筑物,而且地基基础不是太好,建筑质量不好,一旦产生不均匀沉降,后果不堪设想。
通过查阅有关资料,目前有以下几种方案可供选择;
井点降水:设置三级管井井点进行降水,确保抽水量大于渗透流量,该方案会造成周围建筑物的不均匀沉降,如果施工时间过长,有可能个别井点会堵塞报废,因此不可行。
钢板桩:挖土前打入钢板桩,一方面作为基坑支护用,另一方面可以有效的阻止地下水的浸入,但由于本地没有钢板桩施工企业,费用自然就会增加。同时打桩会产生很大的噪音,对周边环境造成影响。
止水帷幕:浇筑地下连续墙或连续桩,一方面作为基坑支护用,另一方面可以有效的阻止地下水的浸入,是目前常用的一种施工方法,但造价较高,如果从降低造价方面考虑,也可以先挖4m,到达地下水位上,再打6m左右深度的桩,如果在放坡范围以外打桩,不考虑基坑支护作用,桩的直径亦可小一点。
明挖分阶段排水:通过分阶段开挖,分阶段挖排水沟排水,水量大时,可以增加抽水台班,确保抽水量大于渗透流量,该方案会造成周围建筑物的不均匀沉降,如果业主方能够对周围100m以内的建筑物实施有效保护,这是一个费用最低廉的方案。经过上报初步方案,经业主审查,认为可以考虑此方案,下文将详细进行介绍。
本基坑施工方案主要解决以下几个方面问题:
(1)防止开挖过程中的基坑水土流失,保持开挖边坡的稳定性; (2)有效截断、抽排××水向基坑内渗流,创造基坑内无水作业环境。 (3)对周围建筑物进行定期观测,在危及周边建筑物安全时及时向业主报告。 2. 总体支护、开挖和排水方案
综合分析本基坑工程的工程地质、水文条件、基坑规模、深度以及周边环境,本着确保基坑内安全,留意周边环境安全、经济、快速的原则。选择分阶段衬砌护坡+分阶段排水沟排水+分阶段放坡开挖为本工程的优化施工方案。
基坑开挖采用放坡开挖的方法,第一层杂填土按照1:0.5放坡,第二层中粗砂按照1:1放坡,放坡表面采用红砖护壁、钢丝网水泥砂浆进行衬砌护坡,因现场有足够的放坡面,放坡以后临时衬砌应可以满足施工需要。局部距离周边建筑物较近的部位目前已经采用护坡桩支护,不再采取其他措施。
基础排水采用明挖排水沟排水的方法,明挖排水沟最大的特点就是能够看见地下水的变化情况,及时采取应对措施,本工程在地质勘察报告不太详细的情况下,采取这种办法更具有优势。考虑到一次开挖到位如果水量很大将造成不可挽救的局面,所以确定要分阶段开挖、分阶段排水。
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施工总体部署
本方案强调信息法施工,注重反馈设计。因为深基坑施工具有一定的不可预见性,加之其工程地质水文勘察资料、环境情况调查、设计计算模型等都难以与实际情况相符,因此我们强调对施工情况实时监控,根据开挖揭露出的地质水文条件变化情况和监测结果分析,及时调整设计,达到控制变形,安全施工的目的。所以深基坑工程必须进行信息化施工,其全过程监控和反馈动态设计流程见图1。
收集相关资料编制施工方案 不可行重新编制 公司内部审批、报业主、监理审批 反馈监测数据 可行 实施降水施工方案 实施土方开挖施工方案 实施基坑支护施工方案 与方案不符 实时监测土方边坡、渗透出水量、周边环境 可行 完成 结 束 图1 信息化动态施工流程
3. 总体施工部署
本方案强调深基坑施工的整体性。基坑开挖、基坑支护和基坑排水是深基坑施工的三个不同的施工措施,在实施过程中,他们三者之间是连续的,也是相互关联、相互制约的,为确保本方案实施的成功,开挖、支护和排水必须同步进行,同步施工,方案调整时,也是一变俱变。所以说,把本基坑工程作为一个系统工程来研究,来施工,是本方案施工总体部署的一大原则。
第一步:全面开挖2m深。根据地质报告显示,常地下水位在地表以下4m,因此,全面开挖2m不会出现地下水,保守考虑,地质勘察是在200×年12月,当时是冬季河枯期,河水不深,现在的地下水位应该高一点。如果到了含水层,可以适当提高开挖深度。
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,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。
初步设计排水沟沟宽1m,深1m,开挖以后采用粘土砖干砌护壁,沟底平铺一层红砖,以方便清理。边坡衬砌护坡同时施工。
为方便施工,排水沟开挖完成以后及时用水泵(暂定功率200m/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1m深。待排水稳定以后,再将排水沟以内往下开挖1m深。
第四步:重复第二、三步的工作,直至挖至设计标高。重复第二、三步的工作,直至挖至设计标高。大约需要5~6道排水沟,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。
4. 项目经理部人员配置
为了确保本方案的有效实施,我们项目部内部建立一个高效的技术班子,发挥有关人员的职能作用,以满足施工现场的需要;
项目部设项目经理1名,执行经理1名,技术负责人1名,技术员1名,质检员1名,专职安全员2名,材料工程师1名,资料员1名,设备员1名,劳资员1名,计划核算员1名,电气工程师1名,木工工长1名,钢筋工长1名,混凝土工长1名,泥工工长1名。项目管理人员名单见图2。
项目经理 财务部
项目副经理 技术负责人 3
物资部 工程部 质检部 安全部 监测部
材料员 挖土班组 质检员 安全员 测量员
保管员 护坡班组 巡查员
排水班组 水电班组
图2 深基坑施工项目部施工组织机构设置
第四章
1. 对地下水水量的预测:
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至10cm/s之间;中砂的渗透系数在a×10至10cm/s之间,可以知道,本工程的渗透系数取值最小值为1×10cm/s;最大值为9×10cm/s。
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降水设计施工方案