桩锚支护体系施工方案1、工程概况本工程地上为全现浇钢筋混凝土剪力墙+钢结构,地下为钢骨砼框架结构,筏板基础。
总建筑面积109341㎡,地上24层,地下4层;建筑总高度105.9m,基础基坑深度为-24.5m。
根据相关管线资料结合现场实勘,现场周围地下管线、管沟比较多,影响土方开挖及基坑支护施工的管线主要集中在西侧。
西侧新修的二环西辅路上东西走向的燃气管道(甩口)、电信井、有线电视井、热力管、雨污水管已进入场区西侧红线,土方及基坑支护施工时要破除或改移。
西侧电缆沟(南北走向,实勘断面尺寸2.5*2.0m,埋深约4~7米,沿南北走向呈加深之势,外皮距场区西红线约25cm),且有两个甩口已进入场区西红线。
此电缆沟是西侧基坑支护设计中考虑的关键问题。
2、地质水文条件2.1 土质条件根据北京市勘察设计院提供的现场岩土工程勘察报告(2003技031),本工程施工范围内土层从上到下如下:人工堆积层①房渣土,杂色,稍湿,夹粘质粉土、粉质粘土填土①1层,黄褐色,湿可塑-软塑,高-中压缩性,层顶标高42.66-46.26米。
粉质粘土、粘质粉土②层:褐黄色,湿-饱和,可塑状态,中高-中低压缩性,夹②1层砂质粉土②2粘质粉土、砂质粉土②3重粉质粘土,层顶标高37.40-40.93米。
.粉砂、细砂③层:褐黄色,湿,低压缩性,夹③1层粉质粘土、粘质粉土,可塑,中低压缩性,层顶标高32.71-35.32米。
圆砾、卵石④层,杂色,湿-饱和,低压缩性,夹细砂、中砂④1层,层顶标高27.06-29.83米。
粘土、重粉质粘土⑤层,夹砂质粉土、粘质粉土⑤1层、粉质粘土、粘质粉土⑤2层,褐黄色,湿-饱和,可塑-硬塑,低-中低压缩性。
层顶标高21.36-24.29米。
卵石、圆砾⑥层,夹细砂、中砂⑥1层⑥2层,杂色,饱和低压缩性,层顶标高19.26-21.53米。
2.2 水文条件据水文地质资料、地下水位勘察地质剖面及勘察报告,本场地有4层地下水,具体埋深和水位标高详见如下地下水情况一览表:3、总体设计方案确定本工程基坑支护设计的基本参数如下:依据设计院要求,主楼部分基坑开挖深度按相对标高-24.80(绝对标高19.70m)确定。
裙楼部分开挖深度按相对标高-23.13(绝对标高21.37)确定。
设计方案选取:因场地上部有不均匀的杂填土,地下管线复杂,特别是西侧管线实勘情况与施工图纸有所出入,如果采用从±0.00开始护坡桩施工,可能会对地下管线及市政设施造成破坏,且不易修补。
综合考虑以上各方面的因素,基坑支护方案采用多种支护体系。
东、南、北三侧:绝对标高34.20m(自然地表以下约9.0m)以上采用土钉墙,绝对标高34.20m以下主楼部分采用∅800mm护坡桩加三道锚杆支护(见剖面图1-1);纯地下部分采用∅800mm护坡桩加二道锚杆支护(见剖面图2-2)。
西侧:实测电力管沟埋深由南至北呈加深趋势,西南部分基底绝对标高约为39.20m(自然地表以下约4.0~7.0m,管沟结构断面尺寸为2.5*2.5m),因此西侧拟按实测的管沟埋深进行设计,标高39.20m以上采用大开挖,挖出管沟结构;由于管沟南北走向埋深呈加深之势,管沟上部的覆土厚度约为2~4m不同。
管沟上部覆土厚度在2m以内采用1:0.75放坡后喷锚支护,覆土厚度在2~4m部分则根据上口开挖线不变的原则调整放坡坡度,坡度约为1:0.5,然后进行喷锚支护。
标高39.20m以下采用护坡桩支护,锚杆设三道。
主楼与纯地下部分由于开挖深度不一致,锚杆位置有所差异,分两种情况详见剖面3-3、4-4。
此外由于管沟位置不十分确切,第一道锚杆在施工时须探明管沟位置后方可施工,否则须进行调整、变更。
4、基坑支护计算4.1 参数选取4.24.2.1土钉墙支护设计(东、南、北三侧)东、南、北三侧土钉设计参数:西侧土钉设计参数:4.2.3土钉墙支护设计(西侧管沟上部,上部覆土厚度为 4米)西侧土钉设计参数:4.3护坡桩、锚杆支护设计西侧护坡桩数:83根,其余侧:190根。
根据开挖深度及位置,分四种剖面进行设计。
4.3.1 剖面1-1桩锚支护设计∇护坡桩设计∇锚杆设计4.3.2剖面2-2桩锚支护设计∇护坡桩设计∇锚杆设计4.3.3剖面3-3桩锚支护设计∇护坡桩设计∇4.3.4剖面4-4桩锚支护设计∇护坡桩设计∇5、桩锚支护施工总体部署5.1总体施工顺序根据工程各部位和各工序的设计要求,总体施工顺序安排如下:现场三通一平→地下障碍物处理→测量放线及验线→上部土方按土钉墙锚杆分层施工(西侧护坡桩提前插入)→基坑上部土钉墙施工→护坡桩定位→护坡桩施工→下部第一步土方→护坡桩第一道锚杆施工→下部第二步土方→护坡桩第二道锚杆施工→下部第三步土方见槽底→收马道尾土5.2施工测量测量人员根据工程的具体要求,利用就近的控制导线点,测放土方开挖控制线,并做好土钉墙坡度控制,根据高程控制网,在现场加密高程控制点,准确测量护坡桩顶和槽底标高,以保证钢筋笼的位置。
施工测量要执行三级测量复核制度,经上级复核无误并报监理验收批准后方可进行下部施工。
施工测量所用仪器为2″经纬仪;高程测量采用DS3自动安平水准仪。
6、土钉墙施工6.1.土钉墙施工工艺流程6.2.土钉墙施工工艺要求基坑边坡应分段分层开挖,每次超挖深度不得超过0.5m,边开挖,边人工修整边坡,边喷射砼。
土钉成孔机具采用锚杆机或洛阳铲,成孔直径110~130mm,倾角约为8~10°。
成孔前,在设计孔位处作显著标志,以免钻孔时错位。
成孔采用人工钻进,钻进深度应大于设计深度。
钻孔完毕后,立即将钢筋体和灌浆管同时插入孔底,灌浆管距孔底250~500mm。
土钉钢筋使用前应调直,除锈,钢筋长度不够时,可采用搭接焊工艺加长;若采用其它直径钢筋替代设计钢筋,应采用同级钢筋,进行等截面换算。
水泥采用P.O.32.5普通硅酸盐水泥,注浆材料宜用水灰比为0.45的水泥净浆。
注浆前注浆管应插至距孔底250mm~500mm。
灌浆采用1根Φ20mm的塑料管作导管。
将搅拌好的水泥浆注入钻孔底部,自孔底向外灌注。
灌注完毕后补浆不少于一次,以保证灌浆质量,增加抗拔力。
喷射砼中的钢筋网应调直除锈,钢筋网与坡面间隙宜大于20mm ,网片与坡面间距过小的部位可加设垫块。
钢筋网应与土钉和加强筋连接牢固,喷射砼时钢筋不晃动。
喷射砼应分段分片依次进行,同一分段内喷射顺序应自下而上,一次喷射厚度为40mm ~50mm ,喷射时,喷头与受喷面应垂直,宜保持0.6m ~1.0m 的距离,喷射手应控制好水灰比,保持砼表面平整、湿润光泽,无干斑或流淌现象。
基坑边5m 内,均布荷载不得大于设计荷载值。
四周作好防、排水工作,严防地下管道渗水。
施工中严格观察土质变化,当土质与提供的地质报告有较大不符时应及时变更设计。
并注意地下障碍物对土钉锚杆施工的影响。
为确保土钉墙支护结构的安全,遇潜水层或地下滞水层时,在该含水层埋设导水管(Φ15~20塑料管)。
6.3 土钉墙施工质量保证措施钢筋杆体长度不够,可采用搭接焊。
搭接焊时在搭接的两根钢筋端头各弯曲一定的角度,保证土钉轴心受力。
以若采用其它直径钢筋替代设计钢筋,应采用同级钢筋,进行等截面换算。
土钉注浆水泥采用P.O32.5普通硅酸盐水泥。
.水灰比0.45。
成孔前,在设计孔位处作显著标志,以免钻孔时错位。
对中支架:为了保证钢筋杆体位于成孔的中心,间距2米在钢筋杆体上焊接3根对称的“V ”型φ6的钢筋。
土钉成孔采用人工洛阳铲成孔。
钻进深度应大于设计深度0.3~0.5m 。
钻孔完毕后,应立即将钢筋体和灌浆管同时插入孔底,灌浆管距孔底约250~500mm 。
灌浆采用1根Φ20mm 的塑料管作导管。
将搅拌好的水泥浆注入钻孔底部,自孔底向外灌注。
灌注完毕后视孔口浆液下降情况补浆1~2次,以保证灌浆质量,增加抗拔力。
土方开挖时间间隔:土钉支护要求上部土钉达到强度之后,方可以开挖下部土层。
根据混凝土强度增长的规律,在气温较高的时候,一般情况下1~2天之后可以进行下部土方开挖;在气温较低,则应保证土钉水泥砂浆及面层混凝土强度达到设计强度的75%,才能进行下部土方开挖。
如果工期紧张,可以采取添加早强剂的方法。
7、护坡桩施工7.1护坡桩施工工艺流程护坡桩施工工艺流程图7.2 护坡桩施工技术及质量标准测量放线:以业主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,每个控制点采用不少于0.2m3混凝土浇筑,中间放置埋件,在埋件上刻十字作为轴线引测点,在桩基施工过程中,每天应对现场测量控制点进行校核,并作好有效保护。
埋设护筒:埋设护筒时,护筒中心轴线对正测定的桩位中心,严格保持护筒的垂直度。
护筒固定在正确位置后,用粘土分层回填夯实,以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落。
如果护筒底土层不是粘性土,应挖深或换土,在坑底回填夯实300-500mm厚度的粘土后,再安放护筒,以免护筒底口处渗漏塌方。
护筒上口应绑扎木方对称吊紧,防止下窜。
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。
钻机安装就位之后,应精心调平,确保施工中不发生倾斜、移位。
成孔:采用人工搅桨护壁,泥浆池可根据现场实际条件砌筑。
在施工第一根桩时,要慢速运转,掌握地层对钻机的影响情况,以确定在该地层条件下的钻进参数。
在钻进过程中,不可进尺太快,由于采取泥浆护壁,因此,要给一定的护壁时间。
在钻进过程中,一定要保持泥浆面,不得低于护筒顶40cm。
在提钻时,须及时向孔内补浆,以保证泥浆高度。
在钻进过程中,要经常检查钻斗尺寸。
(可根据试钻情况决定其大小)。
施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符应立即通知设计监理等部门及时处理。
清孔:在钻进到设计深度时,应立即清孔,常采用封底钻头捞渣,可一次或多次进行捞渣。
在清孔后,孔底沉渣不得大于30cm,并将孔口处杂物清理干净,方可进行下步工序。
钢筋笼制作及吊放:根据设计,计算箍筋用料长度、主筋分布段长度,将所需钢筋调直后用切割机成批切好备用。
由于切断待焊的主筋、箍筋、绕筋的规格尺寸不尽相同,注意分别摆放,防止错用。
在钢筋圈制作台上制作箍筋并按要求焊接。
将支撑架按2~3m的间距摆放在同一水平面上对准中心线,然后将配好定长的主筋平直摆放在焊接支撑架上。
将箍筋按设计要求套入主筋(也可将主筋套入箍筋内)并保持与主筋垂直,进行点焊或绑扎。
箍筋与主筋焊好或绑扎后,将绕筋按规定间距绕于其上,用绑扎丝绑扎并间隔点焊固定。
钢筋笼定位板采用47.8*40*8mm钢板,每隔2米沿钢筋笼周边主筋均匀设置4根。
制作好的钢筋笼稳固放置在平整的地面上,防止变形。
起吊钢筋笼采用扁担起吊法,起吊点设在钢筋笼箍筋与主筋连接处,且吊点对称并一次性起吊。