基坑支护及降水施工方案

一、施工条件

1.工程概况

详见第二章节工程概况。

6.2.1.2、地质条件

1.地层情况

根据总装备部工程设计研究院提供的《岩土工程勘察报告》，拟建场地地基土层自上而下分述如下：

2.水文地质条件

根据岩土工程勘察报告提供的资料表明，拟建场地地下水为上层滞水和潜水，初见水位多在第②层粘质粉土层中，初见水位为3.5m左右，第④层粉细砂含水量较大，上层滞水和潜水的混合静止水位在2.0m左右，场区地层主要含水层为粉细砂、砂质粉土层。

地下水对钢筋混凝土无腐蚀性。

6.2.2、基槽降水施工

6.2.2.1、降水工程分析

根据前述工程地质、水文地质条件，基槽开挖深度范围内分布的地下水主要为上层滞水和潜水。针对此类型水，本公司认为采用大口井降水方案在槽四周布置降水井即可达到降低地下水位的要求。基坑深度范围内的粘质粉土地层，含水层由于渗透系数不一，影响半径小且地下水流动速度比较缓慢，降水难度稍大，易在坑壁形成一定的悬挂水、出水点及渗水线，影响基坑稳定，因此，必须采用合适的井间距布置，方可在较短的抽降周围内最大程度的达到疏干效果。

6.2.2.2、降水井技术设计

1.方案分析

根据本区的地下水情况、槽深及以往工作经验，本着安全高效、经济节约的原则，决定采用大口井降水方案,离开挖线1.0米的位置布置Φ600mm的大口井。由于含水层的变化，加上抽降周期限短的原因，地下水不会完全疏干，基坑开挖后，初期局部地段坑壁仍会有少量地下水渗入基坑内，须在基坑边坡的含水层底板渗水部位埋设导水管，坑底坡脚设排水盲沟，将残留渗水引至集水坑，再以水泵抽排至坑外。

2.技术参数

根据以上分析及实际经验，降水井参数如下：

1.施工准备

1）详细调查地下管线分布情况（走向及埋深），关闭、阻断渗漏水源；

2）调查场地雨污水管线，清除管道淤泥，安排排水通道；

3）组织项目人员进行安全、技术交底；

4）水、电齐备，场地平整后，材料、设备进场；

5）规划现场平面布置，合理安排钻机施工顺序。

2.施工工艺流程

放线→定井位→挖泥浆坑→挖探坑→钻机就位→钻孔→换浆→下井管→填滤料→粘土封井→洗井→下潜水泵试抽水→铺设排水总管及沉砂池→联网抽水

1）挖泥浆池

根据场地条件在基坑内距降水井3m处挖泥浆池，每1～3口井共用一个泥浆池。

2）挖探坑

为清除井位下障碍物，应在井位处挖探坑，直径800mm，深1.0～1.5m，当井口土质松散时，须设置护筒，避免泥浆侵泡冲刷导致孔口坍塌。

3）凿井

管井采用反循环钻机成孔，地层自造浆护壁。井径不小于600mm，井孔应保持圆正垂直，孔深与设计井深误差小于300mm。

4）换浆

井管下入前应注入清水置换，用水泵或捞砂管抽出沉渣，使井内泥浆密度保持有1.15～1.25 g/cm3。

5）吊放井管

井管采用无砂砼管，在混凝土预制托底上入置井管，在底部中间设导中器，四周栓8号铁丝，缓缓下放，当管口与井口相差200mm时，接上节井管，接头处用玻璃丝布粘贴，以免挤入混砂淤塞井管，竖向用2～4条30mm宽竹条固定井管。为防止上下节错位，在下管前将井管依方向立直。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨水泥砂或异物流入井中，井管要高出地面200mm，井口加盖。

6）填滤料

井管下入后立即填入滤料。滤料沿井孔四周均匀填入，宜保持连续，将泥浆挤出井孔。填滤料时，应随填随测滤料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因，不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防不均匀或冲击井壁。洗井后，如滤料下沉量过大，应补填至井口下1m处，其上用粘土封填。

7）洗井

成井后，用污水泵反复进行恢复性抽洗，抽洗次数不得少于4次。

8）水泵安装

潜水泵用绝缘通电源，铺设电缆和电闸箱，安装漏电保护系统。

9）铺设排水管网

排水管网采用钢管、硬塑料管做为排水主管路，排水管直径150mm。排水管线布置在降水井外侧，每5～8m设托台，排水管居中放置。井口设置保护砌衬并加盖。在排水管线转角连接处，排水管网进入市政管线接口处设置沉淀池，沉淀池可采用铁桶，若采用砌砖池，须做防水处理。

10）抽降

联网抽降后应视水位变化情况，有效的合理的启动水泵。抽降至结构五层以后，并经设计确认后停止抽降。

11）水位观测

抽水前应进行静止水位的观测，抽水初期每天早晚7点观测2次，水位稳定后应每天观测1次。

3.施工材料要求

1）滤料为水洗砂料，粒径为1～3mm，含泥量<5%

2）井管为φ400mm水泥砾石滤水管，底部2m作为沉淀用。

3）现场准备2个水位计。

4.施工技术要求

1）0～1.5m粘土封孔，此工作在洗井之后进行；

3）24小时内洗井，洗到水清砂净为止；

4）下管时，井管周围用铅丝绑3～4个竹皮，使井管与孔中心一致；

5）填料要四周均填，使滤料均匀分布在井管周围；

6）其它要求均按通常的规范和要求执行，保证把地下水处理好， 达到基础工程施工的要求。

5.排水要求

1）由甲方提供排水点1～2个；

2）抽水开始时，井点抽出的水先进入沉淀池，后再排到指定处；

6.2.3、基槽支护工程技术设计

根据场地地质条件及周围环境，各侧均采用土钉墙及预应力锚杆的支护工艺，土钉墙以1：0.2放坡，预应力锚杆加在-4.0m的位置。具体设计技术参数如下。

1.土钉墙技术参数

土钉

6.2.3.1、土钉墙施工方案

1.施工工艺流程

平整场地→抄平放线→接通水电→挖土清坡→土钉施工→编网→喷射混凝土→挖土。

1）挖土

①、土钉支护应按设计规定的分层开挖深度按作业顺序施工，在完成上层作业面的土钉与喷混凝土以前，不得进行下部地层深度的开挖。当基坑面积较大时允许在距离四周边坡8～10m的基坑中部自由开挖，但应注意与分层作业区的开挖相协调。

②、当用机械进行土方作业时，严禁边壁出现超挖或造成边壁土松动。基坑的边壁宜预留10～20cm，采用小型机具或铲锹进行人工切削清坡以保证边坡平整确保砼喷的厚度不少于8～10cm，并保证侧平面不出现渗水。

③、支护分层开挖深度的施工的作业顺序， 应保证修整后的裸露边坡能在规定的时间内保持自立，并在限定的时间内完成支护， 即及时设置土钉或喷射混凝土。基坑在水平方向的开挖也应分段进行，一般可取10～20m.应连续进行作业，尽量缩短边壁土体的裸露时间。 对于自稳能力差的土体如含水量大的粘性土和无天然粘结力的砂土必须立即进行支护。

④、为防止基坑边坡的裸露土体发生坍塌，对于易塌的土体可考虑采用以下措施：

Ａ、对修整后的边壁立即喷上一层薄的砂浆或混凝土，待凝结后再进行钻孔。

Ｂ、在作业面上先构筑钢筋网喷混凝土面层，而后进行钻孔并设置土钉。

Ｃ、在水平方向上分小段间隔开挖。

Ｄ、先将作业深度上的边壁做成斜坡，待钻孔并设置后再清坡。

Ｅ、在开挖前，沿开挖面垂直击入钢筋或钢管，或注浆加固土体。

2）土钉施工

①、土钉成孔前，应按设计要求定出孔位并作出标记和编号。孔位的允许偏差不大于150mm。钻孔倾角误差不大于3°，孔径允许偏差＋20mm、-5mm，孔深允许偏差＋200mm、-50mm。 成孔过程中遇有障碍需调整孔位时不得损害支护原定的安全程度。

②、成孔过程中应做好成孔记录，按土钉编号逐一记载取出的土体特征、成孔质量、事故处理等。应将取出的土体与初步设计时所认定的加以对比，发现有较大偏差时需及时反馈修改土钉的设计参数。

③、本工程土钉成孔宜采用人工洛阳铲成孔 。

④、钻孔后要进行清孔检查，对于孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土应立即处理。成孔后应及时安设土钉钢筋并注浆。

⑤、土钉钢筋置入孔中前，应先设置定位架，保证钢筋处于钻孔的中心部位，支架沿钉长的间距约为2～3m左右，支架的构造应不妨碍注浆时的浆液自由流动。支架可为金属或塑料件。

⑥、土钉钢筋置入孔中后，采用低压方法注浆填孔，注浆压力为0.4～0.6Mpa。注浆时采用底部注浆方式，注浆导管底端应先插入孔底，在注浆同时将导管以匀速缓慢撤出，保证孔中气体能全部逸出。

⑦、注浆用水泥浆用普通PO32.5搅拌而成，水灰比为0.5。

3）编网

①、钢筋网片用Ф6.5的盘条加工而成，网格规格为200×200mm，允许误差10mm。可用焊接或绑扎而成，搭接长度不小于一个网格边长。

②、土钉钢筋与网片用Ф20主筋横向焊接在一起，在土钉端部用“井”字架与网片焊接在一起。

4）喷射混凝土

①、在喷射混凝土前，面层内的钢筋片应牢固固定在边壁上并符合规定的保护层厚度要求。钢筋片可用插入土中的钢筋固定，在混凝土喷射下应不出现振动。

②、钢筋网片可用焊接或绑扎而成，网格允许误差±10mm。钢筋网铺设时每边的搭接长度应不小于一个网格边长或200mm，如为搭接焊则焊长不小于网筋直径的10倍。

③、喷射混凝土强度为C20，粗骨料最大粒径不宜大于12mm，水灰比不宜大于0.5，并应通过外加剂来调节所需工作度和早强时间。

④、喷射砼厚度为8～10cm，必要进行养护。

6.2.3.2、预应力锚杆施工

1.施工工艺流程

挖土至-3.0m→并平整场地→测量放线、锚索制作→钻机就位成孔→下入锚索→一次注浆→二次压力注浆→养护→上腰梁、锚具→张拉锁定

2.挖土与平整场地:挖土由现场经理部协调，锚杆施工前，要求挖土至锚杆位置以下0.5m。

3.设备选择：根据该地地层条件，本次锚杆施工选用普通锚杆钻机进行成孔，其型号为XY-300型1台。

4.成孔方法：

该工程锚杆采用普通锚杆机配备螺旋钻杆进行钻进，如地下水丰富，则采用跟套管钻机进行钻进。

5.锚杆杆体加工与安装

本次锚杆杆件用抗拉强度为1570N/mm2的7Φ5预应力钢绞线加工而成，制作前应对进场材料进行验检，合格证、质量证明书齐全后方可使用。

杆作应在现场平坦开阔地进行，必要时地下铺塑料布，根据锚杆设计杆体长度用砂轮锯切断，（设计杆体长度为锚杆长度+1.20m）根据锚杆所用根数每隔2.0m用火烧丝跟隔离架绑扎在一起，隔离架用1寸半的硬塑料管加工而成，钢铰线夹在缝隙里，非锚固段涂上黄油，套上Φ20软塑料管，两端用胶带密封，杆体下端用胶带缠紧，以便入孔底。

杆体下放时，把注浆管（6″塑料管）插入隔离架中心孔，距孔底50～100cm，跟钢绞线一同沿钻孔中心线徐徐送入孔内，中途遇阻时，可适当提动杆体，调整方向再下，如处理无效时，应将杆体提出孔外，重新成孔。

6.注浆

注浆是锚杆施工的一道重要工序，直接决定锚杆的质量，本次锚杆注浆分两次进行，第一次以小于1Mpa的注浆压力，直至孔口处溢出纯水泥浆，第一次注浆完成后1小时左右进行第二次压力注浆，注浆压力1～3Mpa，本次补浆要求水泥浆再次自孔口溢出为止。

注浆材料水灰比为0.5的纯水泥浆，用425号普通硅酸盐水泥搅拌而成，用BW-200和BW-250型注浆泵进行注浆，每天应做一组试块，试压7天强度，如7天强度大于或等于15Mpa，七天后锚杆可张拉锁定，如七天强度〈15Mpa，锚杆应延迟拉拔锁定。

7.上锚具、张拉

锚杆张拉前，首先检查试块7天抗压强度，达到15Mpa时，方可张拉，按规范要求拉拔机分级张拉，其逐级加载次序如下：

6.2.4.1、降水施工机具