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:地下水层地下水类型钻孔内静止水位测量时间水位埋深(m)水位标高(m)1上层滞水 2.20~5.3038.52~41.022003年2月上、中旬2层间潜水17.70~18.9624.14~25.023承压水(测压水头)19.40~21.1022.10~23.394承压水(测压水头)20.43~20.9022.25~22.963、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800mm4.24.2.1土钉墙支护设计(东、南、北三侧)东、南、北三侧土钉设计参数:6.5@200钢筋网4.2.2西侧土钉设计参数:6.5@200钢筋网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:6.5@200钢筋网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锚杆位置/分布锚杆中心标高(绝对标高)锚杆总长L自+L锚=L总锚杆钢绞线(1860)设计内力/张拉锁定值(75%)第一道锚杆(帽梁)/一桩一锚34.0m8.0+13.0=21.04根7ф5505KN/378KN第二道锚杆/一桩一锚26.40m 5.0+13.0=18.04根7ф5684KN/513KN第三道锚杆/三桩二锚22.90m5+14.0=19.03根7ф5470KN/352KN 序号类别设计1形式桩锚支护形式2桩直径800mm3桩长(含帽梁高度)19.5m4桩间距 1.50m5砼强度C256桩身配筋(不均匀配筋,下笼时注意方向)主筋:728+522通长加劲筋:16@2000箍筋:8@2007帽梁配筋主筋:820+416箍筋:8@2008桩顶(帽梁顶)标高(绝对)34.20m绝对标高4.3.2剖面2-2桩锚支护设计 护坡桩设计锚杆设计锚杆位置/分布锚杆中心标高(绝对标高) 锚杆总长 L 自+L 锚=L 总锚杆钢绞线(1860) 设计内力/张拉锁定值(75%) 第一道锚杆(帽梁)/一桩一锚 34.0m 7.0+13.0=20.04根7ф5 505KN/378KN第二道锚杆 /一桩一锚26.40m5.0+13.0=18.0 4根7ф5 670KN/502KN4.3.3剖面3-3桩锚支护设计 护坡桩设计序号 类别设计1 形式 桩锚支护形式2 桩直径800mm 3 桩长(含帽梁高度) 17.83m 4 桩间距 1.50m 5 砼强度C256桩身配筋(不均匀配筋,下笼时注意方向)主筋:728+522通长 加劲筋: 16@2000箍筋:8@200 7 帽梁配筋 主筋:820+416箍筋:8@2008桩顶(帽梁顶)标高(绝对) 34.20m 绝对标高锚杆位置/分布锚杆中心标高(绝对标高) 锚杆总长 L 自+L 锚=L 总锚杆钢绞线(1860) 设计内力/张拉锁定值(75%) 第一道锚杆/二桩一锚 37.2m 8.0+15.0=23.03根7ф5 380KN/285KN第二道锚杆 /一桩一锚 33.60m7.0+13.0=20.0 4根7ф5 504KN/378KN第三道锚杆 /一桩一锚26.40m 5+13.0=18.0 4根7ф5 670KN/502KN4.3.4剖面4-4桩锚支护设计 护坡桩设计1 形式 桩锚支护形式2 桩直径800mm 3 桩长(含帽梁高度) 22.83m 4 桩间距 1.50m 5 砼强度C256桩身配筋(不均匀配筋,下笼时注意方向)主筋:528通长+522通长+228长14.93m 加劲筋: 16@2000箍筋:8@200 7 帽梁配筋 主筋:820+416箍筋:8@2008桩顶(帽梁顶)标高(绝对) 39.20m 绝对标高锚杆位置/分布锚杆中心标高(绝对标高) 锚杆总长 L 自+L 锚=L 总锚杆钢绞线(1860) 设计内力/张拉锁定值(75%) 第一道锚杆/一桩一锚 36.7m 9.0+14.0=23.03根7ф5 410KN/307KN第二道锚杆 /一桩一锚 28.70m5.0+14.0=19.0 4根7ф5 730KN/547KN第三道锚杆 /三桩二锚23.20m 5+15.0=20.0 4根7ф5 560KN/420KN5、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1 形式 桩锚支护形式2 桩直径800mm 3 桩长(含帽梁高度) 24.50m 4 桩间距 1.50m 5 砼强度C256桩身配筋(不均匀配筋,下笼时注意方向)主筋:728通长+522通长+228长12.0m 加劲筋: 16@2000箍筋:8@200 7 帽梁配筋 主筋:820+416箍筋:8@2008桩顶(帽梁顶)标高(绝对) 39.20m 绝对标高桩施工→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。