成雅工业园污水处理厂建设项目 基坑支护、降水设计.docx
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1、成雅工业园区(一期)污水处理厂、截污干管及配套项目工程凿井降水、喷锚支护设计及施工组织四川华巍地基基础工程有限公司成雅工业园区(一期)污水处理厂、截污干管及配套项目工程凿井降水、喷锚支护设计及施工组织技术负责:项目负责:审 核:方案编写:四川华巍地基基础工程有限公司1. 工程概述11.1拟建物简况11.2场地工程地质及水文地质条件11.3场地周边条件42. 降水设计42.1水文参数42.2水文地质计算42.3井管渗透速度及井深确定62.4计算结果及降水井布设72.5排水管网布设82.6抽水供电83. 护壁设计93.1设计依据93.2护壁方案的选择93.3基坑支护设计93.3.1设计参数93.3
2、.2喷锚设计概要104. 土方开挖135. 变形监测设计135.1变形监测依据135.2变形监测目的和内容135.3变形监测控制点及变形监测点布设145.4监测预警值145.5变形监测周期145.6变形监测观测方法156. 主要施工工艺及方法166.1降水井施工166.2支护施工166.3施工中应注意的问题176.4关键环节及其质量控制187. 质量保证措施188. 安全生产措施189. 文明施工保证措施1910. 环境保护措施1911. 职业健康管理2012. 应急预案2112.1喷锚支护施工预警和紧急情况处理程序2112.2信息化施工及应急措施2112.3突发灾害的抢险措施22附:1、基坑
3、支护图(NO.01NO.07)2、计算书1. 工程概述1.1拟建物简况拟建的“雅成雅工业园区(一期)污水处理厂、截污干管及配套项目工程”,建 设场地位于四川省雅安市名山区成雅工业园内。该工程一期红线内占地面积19651 皿,建构筑物总面积6654皿,由粗格珊及提升泵房、曝气沉砂池、事故池、水解酸 化池、生化池、二沉池、高效沉淀池、臭氧接触池、纤维转盘滤池、接触消毒池、 综合楼等建构筑物组成。该项目由南京寰汇市政工程设计有限公司负责设计,四川 盛唐建设工程有限公司承担岩土工程勘察,我公司进行基坑降水支护设计和施工。 其中1号(粗格栅及污水提升泵房)基坑深度为-7.5m, 4号(调节池及事故池)基
4、 坑深度为-5.5m,基坑安全等级为二级。1.2场地工程地质及水文地质条件1.2.1场地地形地貌拟建场地位于四川省雅安市名山区成雅工业园内,地貌单元属平原地貌。拟建 建沟筑物场区地形开阔,地势较为平坦,地形起伏较小,整个场地地势平缓,东侧 地势略高于西侧,地面标高在633.7m636.5m之间,相对高差约2.8m。1.2.2工程地质条件根据钻探揭示,场地地层主要由第四系全新统粉质粘土( Q4mc、Q4pd),第 四系更新统冰水堆积层卵石层(Q2fgi )组成,各岩土层具体特征分述如下: 粉质粘土( Q4mc、Q4pd ):黄褐色、灰褐色等杂色,可塑,稍湿,表层0.2- 0.3m为含有少量植物根
5、系的根植土,底层0.2-0.3m为黑绿色淤泥质土;主要成 份为粉质粘土,干强度中等,韧性中等,稍有光泽,无摇震反应,手捏有粉质感。 该层层厚1.6m2.2m。该层各钻孔均可见,分布较均匀。 1松散卵石(Q ):灰褐色、灰白色、青灰色等杂色,稍湿湿,松散,浑fg1圆亚圆状,粒径20100mm,大于20mm约占总质量的70%,余为粉质粘土和圆 砾充填,分选性较好,级配良好,卵石母岩成分为花岗岩、石英砂岩。该层层厚 1.8m2.4m,该层各钻孔均可见,分布较均匀,经超重型圆锥动力触探试验,其击 数兰3击。2稍密卵石(Q ):褐灰色、灰白、青灰色等色,稍湿湿,稍密,浑 fg1圆亚圆状,粒径50120m
6、m,大于20mm约占总质量的80%,余为粉质粘土和圆 砾充填,分选性较好,级配良好,卵石母岩成份为花岗岩、石英砂岩。该层层厚 0.6m1.2m。该层各钻孔均可见,分布较均匀。经超重型圆锥动力触探试验,其击 数3击或兰6击。3中密卵石(Q):褐灰色、褐黄色、青灰色等色,稍湿湿,中密,浑fg1圆亚圆状,粒径50150mm,大于20mm约占总质量的88%,余为粉质粘土和圆 砾充填,分选性较差,级配较差,卵石母岩成份为花岗岩、石英砂岩。该层层厚 0.9m1.5m。该层各钻孔均可见,分布较均匀。经超重型圆锥动力触探试验,其击 数6击或兰11。4砂类土(。帅):浅绿色,湿,松散,主要由粉砂组成,厚度0.2
7、-0.8m, 经放大镜观察大部分颗粒呈棱角状,手压有明显的印记,该层仅ZK16,ZK17,ZK18,ZK21,ZK22,ZK23可见,其他钻孔缺失,位于 中密卵石中间。经标准贯 入试验,其击数为910击。5砂类土(。帅):浅绿色,湿,稍密,主要由粉砂组成,厚度0.2-0.8m, 经放大镜观察大部分颗粒呈棱角状,手压有明显的印记,该层场地内均有分布,经 标准贯入试验 1112 击。6密实卵石(Q ):褐灰色、褐黄色、青灰色等色,湿,密实,浑圆亚圆 2fg1状,粒径20150mm,大于20mm约占总质量的92%,余为粉质粘土和圆砾充填,分选性较差,级配较差,卵石母岩为花岗岩、石英砂岩。场地内均有分
8、布。以上各岩土层在场区内的空间分布特征详见工程地质剖面图,岩性特征详见钻孔柱状图。地基土物理力学性质指标建议值表表1.2.2主要参数土名 *、天然重度(KN/m3)压缩模量Es(MPa)承载力 特征值 Fak(Kpa)抗剪强度坡比(小于 等于如) (临时)粘聚力C (Kpa)内摩擦角 。(a )粉质粘土18. 05. 08023.6815. 331:1. 50松散卵石禽20. 0191B00281: 1. g稍密卵石23.0232600321:0.75中密卵石22. 034500038/砂上E17&70024/密实卵石.22. 544BOO040/备注:卵石的压缩模星心是由变形模昼根据以下理论
9、公式进行换算的。公式;Es = -Eo p = 1-1.2.3水文地质条件1.2.3.1地表水:拟建场区内地表水主要分布于地势较低洼的地面上,部分田 沟可见地下水渗出,水量较少,其主要来源为大气降水,排泄方式以向低洼地段径 流和蒸发方式排出场外。1.2.3.2场地地下水:拟建场地内地下水类型主要为上层滞水和孔隙水两类。 上层滞水:主要埋藏于粘土层中,呈带状或岛状分布,主要由大气降水或灌溉用水 渗透补给,分布无规律,水量较小,无统一水位。孔隙水:主要埋藏于卵石土中,地下水补给来源主要为大气降水、地下水侧向 径流补给。勘察期间测得地下水稳定水位埋深在现有地面以下1.2m1.6m之间(水位标高在63
10、3.68m -633.26m之间),水位受拟建场地地形控制高差变化一般。根据区域水文地质资料和调查访问,卵石层属强透水层,水位随季节性变化,本场 地内地下水位年变幅约1.002.00m,综合考虑,预计丰水期最高地下水位标高为 634m。结合我单位已有的其它工程经验,建议本场地卵石层渗透系数K取 25m/d。1.3场地周边条件经现场踏勘和调查,本工程基坑边线周边距已建建筑较远,也无地下管网通 过,为本工程顺利施工提供了有利条件。2. 降水设计2.1水文参数在基坑范围内,当降水井把整个基坑范围内地下水形成包围下降到作业区底标 高,整个作业区为干作业区,可开展施工。根据详勘资料和雅安地区水文地质相关
11、 资料,计算参数选用如下:2.1.1. 开挖深度:作业区1号(粗格栅及污水提升泵房)基坑深度为-7.5m,4 号(调节池及事故池)基坑深度为-5.5m。2.1.2. 降水井管距作业区边线不小于2.5米。2.1.3 .地下水埋深:据地勘资料,地下水类型为孔隙性潜水。测得地下水静水 位为 1.21.6m,标高 633.68633.26m。2.1.4. 含水层厚度:地下含水层厚H=14.0米。2.1.5. 水位降深值:S7.0m。W2.1.6. 渗透系数:由地勘资料和实践经验,本片区取K=25m/d。2.2水文地质计算根据拟建场地的岩土工程条件,并结合雅安地区常用的降水施工经验进行计 算。在计算中地
12、面高程按635.00m考虑,按照丰水期的静止水位1.0m考虑。2.2.1.计算依据:(1) 基坑等效半径(r。)计算:式中:A:基坑面积。(2) 降水井影响半径(R)计算:R = 2 S 顽(3) 单井出水量计算:q = 120r 13ks式中:q:单井出水量(m3/d);l :过滤器进水部分长度(m);r :过滤器半径(m)。(4) 基坑涌水量计算:根据场地工程地质条件,用潜水完整井计算方法: p Alg 1 + r八 7(2 H - S)S Q =兀k式中:Q基坑涌水量(m3/d),渗透系数(m/d) ,潜水含水层厚度(m) 降水影响半径(m) 基坑等效半径(m)(5) 井点数目计算:2.
13、2.2. 计算成果(1) 降水验算基坑降水设计与施工依据为建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)第7.3 条之规定,基坑降水设计计算模型详见下图。r =25.87m(3) 降水井影响半径:R=261.92m(4) 确定单井出水量:q=413.16m3/d(5) 基坑涌水量:Q 涌= 4790.16(m3/d)(6) 求出管井数量n=1.1 Qq=11.6(口)所以取管井数为12 口井。2.3井管渗透速度及井深确定(1) 最大允许渗透速度:Vc=60 - 3K =175.44 (m/d)(2)最小滤水井管长度:Lmin=q干/2 n r Vc=2.5米(3)井点深度确定:降水井深度根据建
14、筑与市政降水工程技术规范和该场地地层情况进行 确定:HW=HW1+ HW2+ HW3+ HW4+ HW5+ HW6=7.5(5.5)+0.5+1.5+2.0+2.5+2.5=16.5mHw1 :基坑深度;hw2 :降水水位距离基坑底要求的深度;Hw3: ir0; i为水力坡度,在降水井分布范围内宜为1/101/15; r0为降水井 分布范围的等效半径或降水井排间距的1/2;hw4 :降水期间的地下水位变幅;hw5 :降水井过滤器工作长度;hw6 :沉砂管长度;根据上式计算结果及相关工程经验,为保证电梯井的降水效果,1号(粗格栅 及污水提升泵房)井深可定为H=20.0m,4号(调节池及事故池)井
15、深可定为H=15.0m。2.4计算结果及降水井布设由上述公式经计算知:在施工场地外围按总平面图布设降水井12 口,井深15.0m、20.0m,基坑涌水量Q=4790.26m3/d。每井每天抽水量为413.16m3/d (平均 值),因此选用25m3/h40m3/h水泵可满足要求。降水后,地下水位可降至地面以 下8.0m,能满足施工要求。可认为降水工程方案按附图中布设降水井是合理、经 济、可行的。大井法计算的总涌水量与井群法计算的总涌水量相符合,故总涌水 量、管井井点数和分布距离均满足本工程降水要求。计算出的检验点水位降深值均满足开挖要求,可保证开挖工程施工在干燥无水的状态下安全、顺利进行。根据
16、上述降水要求及场地区域水文地质特征,结合我公司在雅安地区施工经验,经过大量理论分析、数据计算与论证,最后选择如附图中布井方案,即在基坑 边缘外13m布置降水井,共布设降水井12 口,各降水井深度及布置点均详见降水 井平面布置图。降水井上部5.0m为砼井管,中间12.5m (7.5m)为滤管(滤水管外 包双层60目的滤网),下部2.5m为沉砂管。管井平面布置详见附图。降水开始前进行群井干扰抽水试验,以验证场地水文地质参数,校核井深、井间距,必要时作调整。2.5排水管网布设降水用输水管线采用铁排水管进行排水。铁排水管用法兰螺栓连接,埋暗管至 地表以下沿基坑周边进行布置,就近排入地下管网。沉砂池采用
17、砖砌池,拟设3座,沉淀池位置在确定排水口后确定,沉砂池底板 采用C20砼,厚10cm,墙身采用红砖砌筑,内外面M10水泥砂浆抹面。100O0沉砂池平面图4-4820_12088012082014-880344041820A-A剖面图2.6抽水供电降水期间12 口井水泵总用电量约为48KW/h,为方便主体工程施工,12 口降 水井抽水用电(三相电线)线路宜采用架空或用半硬塑料管埋暗设至各控制箱。配电 房至最近井口处架设架空线路。各井附近10.00m内立木杆(长7.00m,直径150mm) 挂用电控制箱,主线从现场配电房接出。由于降水期间不能停电,现场应配备一台 50kW/h供电量的柴油发电机组作
18、为备用电源,在工地配电房内设双投开关。3. 护壁设计3.1设计依据(1) 本工程岩土工程岩土工程勘察报告(四川盛唐建设工程有限公司)(2) 建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)(3) 建筑地基基础设计规范(GB5007-2011)(4) 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范(GB 50086-2015)(5) 建筑深基坑工程施工安全技术规范(JGJ311-2013)(6) 混凝土结构设计规范(GB50010-2010)(7) 工程测量规范(GB5006-2016)(8) 建筑变形测量规范(JGJ8-2016)(9) 建筑基坑工程监测技术规范(GB50497-2009)(10) 建筑地
19、基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2016)3.2护壁方案的选择拟建场地平坦、开阔,距已建建筑较远,开挖范围内各土层结构松散,经过多 项工程实践证明喷锚护壁方式是一种造价较低、施工进度快、较安全、稳定性也较 好的护壁方法。本工程基坑支护拟采用喷锚护壁方式。3.3基坑支护设计3.3.1设计参数根据四川盛唐建设工程有限公司提供该工程岩土工程勘察报告,土体物理力学 指标参数见表1.2.2。本锚杆支护工程属临时性支护,安全等级为二级,重要性系数r0=1.00。坑顶超载按局部均布q=10kN/m2。基坑深度:1号(粗格栅及污水提升泵房)基坑深度为-7.5m,4号(调节池及 事故池)基坑深度为-
20、5.5m。基坑开挖放坡宽度按1:0.50。计算采用“理正深基坑计算软件7.0”。3.3.2喷锚设计概要基坑喷锚护壁设计 详见基坑支护平面布置图和喷锚护壁大样图。1)、锚杆设计(1)放坡量:1:0.50(2)侧压力峰值PmP=0.55tg2(45-w /2)y H mY各土层的加权容重(kN/ms)H基坑深度(m)W 各土层的加权内摩擦角()(3)地表堆载土力P1P=tg2(45-U /2)q1(4)每一锚杆所受的最大拉力NN = Ps S/cosaP=P +P1 qa 锚杆的倾角()取a =15P锚杆长度中点所处位置上的侧压力(kPa)P锚杆长度中点所处深度位置上由支护土体自重引起的侧压力。
21、1Pq地表均布荷载引起的侧压力。(5)各层锚杆设计内力满足下式要求:Fd NW1.1 n d2/4 f k式中:Fsd锚杆的局部稳定性安全系数N锚杆的设计内力(kN)d锚杆直径(m)f k锚杆抗拉强度标准值(kN/m2)(6) 各层锚杆的长度满足下式条件LNL1F dN/n dTL1锚杆轴线与45+W /2斜线交点至锚杆外端距离D 锚杆直径(m)T 锚杆与土体间的界面粘结强度(kPa)经计算N = 5、3排。锚杆设计为全段摩擦型锚杆,采用矩形布置,锚杆设计详见下表:1号(粗格栅及污水提升泵房)基坑锚杆设计一览表(-7.5m)表1锚杆排数长度 (m)倾角 (o)杆体材料间距(m)连接方式SxSy
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