澳門某地下重型車停車場(chǎng)深基坑明挖支護(hù)和開挖施工方案設(shè)計(jì)

1、 澳門 路地下重型車停車場(chǎng)深基坑明挖施工情況下，支護(hù)和開挖施工方案設(shè)計(jì)。1、深基坑；開挖；施工方案；設(shè)計(jì) 澳門 路地下重型車停車場(chǎng)位于澳門特別行政區(qū)路環(huán)島 路下，靠近 大橋，與珠海隔海相望。主要停靠進(jìn)出關(guān)口的貨車、旅游巴士等重型車，為兩層地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?；娱L250m，寬60m。結(jié)構(gòu)深度13.6m，開挖深度14m。1工程地質(zhì)和水文地質(zhì)由于施工場(chǎng)地現(xiàn)狀為道路，尚未進(jìn)行地質(zhì)勘察，根據(jù)已知附近三個(gè)地質(zhì)鉆孔資料推測(cè)，場(chǎng)內(nèi)道路路基下土層從上而下依次為：吹填砂層、淤泥層、淤泥質(zhì)(粉質(zhì))粘土層、粘土層、砂層、巖層。吹填砂層厚5m，淤泥厚1516m，淤泥質(zhì)(粉質(zhì))粘土層厚68m，粘土層厚810m。場(chǎng)區(qū)地面

2、高程5.0m左右，地下水位1.52.0m。2基坑開挖施工方案設(shè)計(jì)2.1基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)根據(jù)場(chǎng)地工程地質(zhì)情況，并結(jié)合場(chǎng)地周邊的環(huán)境情況，本工程的基坑支護(hù)方案采用鉆孔樁+樁間單管旋噴樁止水+3道鋼筋混凝土內(nèi)支撐的支護(hù)形式。2.1.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)基坑開挖深度13.6m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1200mm鉆孔樁，樁中心間距1400mm，打入基坑底部以下8m，且要求樁端進(jìn)入粘土層約1.5m。支護(hù)結(jié)構(gòu)冠梁截面為1.2m×0.8m。鉆孔樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，冠梁混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C30。立柱采用400mm鋼管樁插入800mm鉆孔樁。鉆孔樁打入基坑底20m。結(jié)構(gòu)柱樁和抗浮樁采用1200mm鉆孔樁，單樁單柱，

3、打入基坑底部以下25m。為確?；又顾Ч?，采用在鉆孔樁間設(shè)置單管旋噴止水帷幕，采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥配漿，漿液水灰比為1.0，注漿壓力>20MPa，每米水泥用量>220kg，要求旋噴樁的空位偏差50mm，樁體垂直度偏差1，同一樁體需數(shù)次噴射時(shí)，上下樁體的搭接要>200mm，樁長與支護(hù)樁等長。2.1.2支撐結(jié)構(gòu)第1道主支撐(ZC1-1)截面0.8m×0.8m，第2、3道主支撐(ZC2(3)-1)截面0.8m×1.0m，腰梁截面尺寸為0.7m×1.4m，混凝土內(nèi)支撐和腰梁的強(qiáng)度等級(jí)為C30。由于鋼筋混凝土支撐的跨度較大，因此需要設(shè)置豎向支撐鋼

4、構(gòu)柱來縮短支撐的跨度，鋼構(gòu)柱采用4根L160mm×160mm×14mm焊接而成(截面外圍尺寸0.7m×0.7m)，鋼構(gòu)柱基礎(chǔ)采用鉆孔樁，鉆孔樁直徑1200mm，要求進(jìn)入粘土層2m，且嵌固深度2310m。其中第1道撐水平徑向主支撐(ZC1-1)梁寬0.8m，高0.8m，頂面標(biāo)高+5.00m；第2道撐水平徑向主支撐(ZC1-2)梁寬0.8m，高1.0m，頂面標(biāo)高+0.50m；第3道撐水平徑主支撐(ZC1-3)梁寬0.8m，高1.0m，頂面標(biāo)高-4.20m；由于支撐跨度較大需在設(shè)置立柱，并與工程樁錯(cuò)開面置?；硬棵娌贾萌鐖D1所示。圖1基坑剖面布置示意2.1.3基坑驗(yàn)算為

5、了驗(yàn)算支護(hù)方案的合理性，采用了某基坑工程計(jì)算軟件進(jìn)行了驗(yàn)算。模擬了施工過程中的各種工況，進(jìn)行驗(yàn)算。(1)計(jì)算模型 路地下停車場(chǎng)基坑開挖深度為13.6m，采用1200mm1400mm灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，樁長21.4m，樁頂標(biāo)高為0m。計(jì)算時(shí)考慮地面超載15kPa。計(jì)算模型如圖2所示。圖2計(jì)算模型示意共設(shè)3道支撐。其中：標(biāo)高-0.5m剛度為24.69MN/m2；標(biāo)高-5m，剛度為7.7MN/m2；標(biāo)高-9.5m，剛度為27.7MN/m2。(2)地質(zhì)條件場(chǎng)地地質(zhì)條件和計(jì)算參數(shù)如表1所示。地下水位標(biāo)高為-2m。(3)工況表1地質(zhì)條件和計(jì)算參數(shù)土層層底標(biāo)高/m層厚/m重度/(kN/m3)?/°c/

6、kPaM/(kN/m4)吹填砂-3 3 18 20 0 8000淤泥-13 10 15.6 8 6 3000淤泥質(zhì)土-17 4 17 10 10 5000中砂-20 3 18.5 25 0 20000粘土-30 10 18.5 15 18 25000共模擬了施工過程中的12種工況，進(jìn)行驗(yàn)算。如表2所示。表2模擬工況工況編號(hào)工況類型深度/m支撐剛度（/MN/m2）支撐編號(hào)1開挖12加撐0.5 24.69 13開挖5.54加撐5 27.7 25開挖106加撐9.5 27.7 37開挖13.48換撐12.8 10009拆撐310換撐6.7 100011拆撐212拆撐1(4)計(jì)算共進(jìn)行了整體穩(wěn)定驗(yàn)算、

7、墻底抗隆起驗(yàn)算、抗顛覆驗(yàn)算和抗管涌驗(yàn)算等。整體穩(wěn)定驗(yàn)算如圖3所示。圖3整體穩(wěn)定驗(yàn)算墻底抗隆起驗(yàn)算如圖4所示?？构苡框?yàn)算:按砂土，安全系數(shù)K=1.098；按粘土，安全系數(shù)K=1.881。2.2基坑土方開挖方案設(shè)計(jì)抗顛覆驗(yàn)算如圖5所示。(1)采取考慮時(shí)空效應(yīng)的基坑開挖與支撐技術(shù)，合理確定施工單元數(shù)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果不斷調(diào)整優(yōu)化施工參數(shù)。遵循分單元、分段、分層、縱向放坡開挖，圖4墻底抗隆起驗(yàn)算圖5抗傾覆驗(yàn)算并及時(shí)架設(shè)支撐，按時(shí)施工結(jié)構(gòu)，以減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形，確保周邊環(huán)境穩(wěn)定。(2)待上一層梁板結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)，進(jìn)行下層土方的挖掘施工。(3)采取對(duì)稱方式進(jìn)行土方開挖。(4)加強(qiáng)對(duì)地下水

8、的處理，采取開挖排水溝，集水井集中抽排的方法疏干地下水。(5)加強(qiáng)對(duì)開挖標(biāo)高的控制，開挖接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，預(yù)留15cm左右厚度土層人工驗(yàn)底，嚴(yán)禁超挖，土方開挖面的高差最大不超過1.0m。(6)開挖過程中，按規(guī)范要求進(jìn)行放坡，嚴(yán)禁掏挖。(7)土方開挖過程中，密切注意對(duì)周邊環(huán)境的保護(hù)，切實(shí)減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)、中間柱的變形位移及混凝土結(jié)構(gòu)的不均勻沉降。(8)施工過程中，避免土方開挖機(jī)械對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、中間立柱、頂板結(jié)構(gòu)混凝土的碰撞破壞，上述部位附近的土方由人工開挖。(9)盡量縮短圍護(hù)結(jié)構(gòu)暴露時(shí)間，土方開挖滿足混凝土結(jié)構(gòu)施作條件后，即展開混凝土結(jié)構(gòu)的施工。3基坑開挖工程施工3.1基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工3.1.1鉆孔樁施

9、工(1)鉆孔灌注樁護(hù)筒設(shè)置護(hù)筒采用6mm厚的鋼板加工制作，高度1.52m，護(hù)筒內(nèi)徑比鉆頭大200mm。護(hù)筒根據(jù)設(shè)計(jì)樁位中心線埋設(shè)，埋設(shè)深度1.21.5m，然后復(fù)核校正，其微差應(yīng)50mm。護(hù)筒的頂部開設(shè)12個(gè)溢漿口，并高出地面，使溢流泥漿流入排水溝，減少污染場(chǎng)地。(2)鉆孔灌注樁泥漿制拌開孔使用的泥漿用優(yōu)質(zhì)粘土制作，當(dāng)鉆孔至粘土層時(shí)可原土造漿。泥漿相對(duì)密度的控制：一般地質(zhì)采用1.01.25，在松散易坍的地層采用1.31.5。泥漿粘度在一般地質(zhì)為1622s；松散易坍地層為1928s。泥漿含砂率不大于8，膠體率不小于90。施工中經(jīng)常測(cè)定泥漿相對(duì)密度、粘度、含砂率和膠體率。(3)鉆孔灌注樁成孔選用DK

10、-50型鉆機(jī)，配備2臺(tái)鉆機(jī)。施工時(shí)每臺(tái)鉆機(jī)最少要配備2個(gè)護(hù)筒，護(hù)筒都預(yù)先埋設(shè)在樁位上。鉆機(jī)就位時(shí)，應(yīng)保持底座平穩(wěn)，不發(fā)生傾斜移位。鉆頭中心采用樁定位器對(duì)準(zhǔn)樁位。為保證鉆孔的垂直度，在鉆進(jìn)過程中，設(shè)置鉆機(jī)導(dǎo)向裝置，利用雙向調(diào)節(jié)標(biāo)尺或線墜調(diào)整鉆桿垂直。先在護(hù)筒內(nèi)用鉆頭造漿，在泥漿池存一部分泥漿后才正式鉆孔。開孔時(shí)做到穩(wěn)、準(zhǔn)、慢，鉆進(jìn)速度根據(jù)土層類別、孔徑大小、鉆孔深度及供漿量確定。鉆進(jìn)施工時(shí)泥漿沿著泥漿溝流向泥漿沉淀池，泥漿經(jīng)沉淀循環(huán)，形成鉆孔施工的泥漿循環(huán)系統(tǒng)。施工時(shí)要有專人清除泥漿溝和沉淀池中的沉碴。(4)鉆孔灌注樁鋼筋籠制作鋼筋籠按設(shè)計(jì)圖紙加工制作，加勁箍一般設(shè)置在主筋外面，主筋不設(shè)彎鉤，以

11、免妨礙導(dǎo)管抽拔。鋼筋籠加工前先調(diào)直主筋，焊接時(shí)，主筋的搭接應(yīng)互相錯(cuò)開35d，且不小于500mm區(qū)段范圍內(nèi)，要做到同一根主筋上不得有2處駁接接頭，同區(qū)段內(nèi)接頭數(shù)不得超過鋼筋總數(shù)的50。鋼筋籠在現(xiàn)場(chǎng)制作，鋼筋在放置和制作鋼筋籠過程中要有足夠的混凝土墊塊保護(hù)層。(5)鉆孔灌注樁鋼筋籠的吊放鋼筋籠吊裝采用汽車吊吊裝就位，鋼筋外圈設(shè)置足夠數(shù)量的保護(hù)層墊塊，以確保鋼筋籠居中。鋼筋籠吊起后要緩慢落入樁孔內(nèi)就位。由于鋼筋籠離樁底均有一定的距離，待就位到正確位置后，用4根22鋼吊鉤鉤住籠頂加強(qiáng)箍，用2根16a做橫擔(dān)懸掛在井壁上，借助自重保證鋼筋籠標(biāo)高及垂直度正確，待樁芯混凝土具有一定強(qiáng)度，：澳門 路大型地下停車

12、場(chǎng)深基坑開挖施工方案設(shè)計(jì)25再取掉掛鉤。鋼筋籠吊運(yùn)時(shí)應(yīng)防止扭轉(zhuǎn)、彎曲。安裝時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位，吊直扶穩(wěn)，緩慢下放，避免碰撞孔壁，就位后立即固定。(6)鉆孔灌注樁水下混凝土灌注鋼筋籠到位后，把扁擔(dān)橫梁固定在井沿上(以防止在澆筑混凝土過程中鋼筋籠向上浮起)，接著進(jìn)行混凝土灌注，采用直升導(dǎo)管法澆筑混凝土，嚴(yán)禁在孔口拋鏟或倒車卸入。下料時(shí)導(dǎo)管口距樁孔內(nèi)混凝土表面的高度保持在2.0m以內(nèi)。混凝土應(yīng)垂直灌入樁孔內(nèi)，避免混凝土導(dǎo)管斜向沖擊主筋，使主筋局部扭曲。混凝土采用連續(xù)分層澆灌，每層厚度1.5m。樁頂混凝土應(yīng)比樁頂理論標(biāo)高高出510cm，以避免樁芯混凝土出現(xiàn)塑性收縮或環(huán)向干縮裂縫。澆筑樁體混凝土?xí)r，相鄰10m

13、范圍內(nèi)的樁孔內(nèi)不得作業(yè)，以免發(fā)生危險(xiǎn)。當(dāng)樁內(nèi)滲水量過大(1m3/h)時(shí)，采用水下混凝土灌注法施工。(7)冠梁施工鑿毛處理樁芯頂面混凝土，清除樁頂浮碴及雜物，對(duì)樁頂錨固鋼筋進(jìn)行除銹處理，并校正。要求處理后樁芯混凝土頂面標(biāo)高不超過理論樁頂標(biāo)高。按設(shè)計(jì)綁扎冠梁鋼筋，主筋應(yīng)與樁頂錨固筋焊接，以保證結(jié)構(gòu)的整體性。冠梁鋼筋綁扎完畢后，支立冠梁模板，架設(shè)時(shí)應(yīng)確保鋼模板的牢固、可靠。按設(shè)計(jì)要求埋設(shè)預(yù)埋件，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格并簽證后，然后一次性澆筑混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。3.1.2旋噴樁施工(1)鉆孔使用MD-50型高噴鉆孔機(jī)及XPB-90型高壓泵鈕，根據(jù)地質(zhì)情況采用金剛石鉆進(jìn)工藝成孔，金剛石鉆頭鉆進(jìn)時(shí)，泥漿比重控

14、制在1.051.15，以保證孔壁穩(wěn)定。鉆機(jī)就位后，鉆機(jī)應(yīng)保持水平，鉆桿應(yīng)垂直，鉆孔深度不小于設(shè)計(jì)深度，鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，由項(xiàng)目部和監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入下道工序。(2)插管將注漿管插入樁孔底部，當(dāng)下入有困難時(shí)，可先用稀水泥漿送漿，邊送漿邊旋轉(zhuǎn)直至下入孔底。為防止泥砂堵塞噴嘴，注漿口用膠布封住。(3)漿液配置配料水泥必須過篩，按水灰比11進(jìn)行單桶配料并攪拌成漿，當(dāng)攪拌均勻后將其插入泥漿桶，并進(jìn)行二次過濾，篩網(wǎng)孔徑2mm，以防粗顆粒混入堵塞噴嘴。(4)旋噴注漿插管完畢后，即可進(jìn)行噴射注漿，開啟高壓泵，緩慢向孔內(nèi)送漿，待一切正常后，穩(wěn)定泵壓和泵量，并在原位旋轉(zhuǎn)噴漿30s，使?jié){液能完全達(dá)到孔底。噴射

15、時(shí)應(yīng)在達(dá)到預(yù)定噴射壓力和噴漿量后逐漸提升注漿管，由下而上進(jìn)行旋噴注漿，注漿管應(yīng)分段提升，搭接長度10cm，當(dāng)旋轉(zhuǎn)提升至孔口0.5m，停止噴漿，終止作業(yè)。噴嘴旋轉(zhuǎn)速度控制在20r/min，提升速度控制在1525cm/min，遇土層變化時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整上述參數(shù)。(5)冒漿回灌高噴施工過程中應(yīng)仔細(xì)觀察冒漿時(shí)的變化，冒漿異常時(shí)應(yīng)做好紀(jì)錄并尋找原因，旋噴完畢后應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)漿直到漿液面不再下沉。(6)沖洗機(jī)具當(dāng)噴射提升到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高后，旋噴作業(yè)即告結(jié)束，此時(shí)迅速按除注漿管，用清水沖洗管路，防止凝固堵塞。3.1.3鋼筋混凝土內(nèi)支撐施工腰梁嵌入鉆孔樁內(nèi)部。鑿除鉆孔樁并嵌入樁身50mm左右，將腰梁鋼筋與樁內(nèi)鋼筋接

16、觸處相焊。鋼筋混凝土支撐采用地模施工，采用C30混凝土，振搗密實(shí)。3.1.4立柱施工立柱鋼構(gòu)柱插入基礎(chǔ)鉆孔樁3m。在基礎(chǔ)鉆孔樁鋼筋籠吊裝完成后，吊放鋼構(gòu)柱，進(jìn)行上下固定，然后進(jìn)行基礎(chǔ)鉆孔樁混凝土灌注。(1)鋼構(gòu)柱的吊放安裝鋼構(gòu)柱一次整體吊放入槽，中間不接駁。出廠前，在鋼構(gòu)柱頂對(duì)稱焊接設(shè)置一對(duì)吊耳，同時(shí)在吊耳側(cè)加焊肋板，以確保鋼構(gòu)柱處于最不利位置時(shí)，吊耳不發(fā)生側(cè)翻破壞現(xiàn)象。準(zhǔn)備工作完成后，用履帶起重機(jī)采用兩點(diǎn)起吊法吊裝鋼構(gòu)柱，將管體緩慢吊起，至垂直位置，放置穩(wěn)定后，慢插入孔，鋼構(gòu)柱底部嵌入定位器，其管端穩(wěn)固座落于定位器十字定位板上，用手電筒直接觀察鋼構(gòu)柱底與定位器的吻合程度。其后對(duì)鋼構(gòu)柱上端精確

17、定位，精確校正鋼構(gòu)柱頂標(biāo)高、縱軸線位置、垂直度后，用工字鋼將鋼構(gòu)柱管頂與預(yù)埋件焊接牢固。由于鋼構(gòu)柱下端平面位置、標(biāo)高、垂直度已由定位器確定，鋼構(gòu)柱上端空間位置校定后，即可認(rèn)為管頂與管底在垂直方向投影重合，鋼管位置已精確定位。(2)鋼構(gòu)柱下端固定在立柱鉆孔樁鋼筋籠頂面以下3m的地方預(yù)先設(shè)置定位裝置。(3)鋼構(gòu)柱上端固定鋼構(gòu)柱上端固定采用焊接固定。(4)灌注鋼構(gòu)柱基礎(chǔ)至設(shè)計(jì)位置與鉆孔灌注樁混凝土施工相同。3.2基坑土方開挖施工土方開挖采用挖掘機(jī)開挖，直接裝車或采用塔吊提升裝車外運(yùn)至棄土場(chǎng)。在支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到齡期后，即可進(jìn)行土方開挖。開挖基坑至冠梁及第1道支撐底，依次施工冠梁、支撐，待冠梁、支撐混凝土強(qiáng)

18、度達(dá)到70以上時(shí)，繼續(xù)開挖至第2道支撐梁底，施工第2道支撐和腰梁，待強(qiáng)度達(dá)到85以上后，繼續(xù)開挖至第3道支撐梁底，施工第3道支撐和腰梁，待強(qiáng)度達(dá)到85以上后，繼續(xù)開挖至基坑底。地下土方工程可依深度劃分為3層：第1層土方為從地表至第2道鋼筋混凝土內(nèi)支撐頂面；第2層土方為從第2道鋼筋混凝土內(nèi)支撐頂面至第3道鋼筋混凝土內(nèi)支撐頂面；第3層土方從第3道鋼筋混凝土內(nèi)支撐底面至負(fù)2層板梁墊層底。土方開挖主要采用分層開挖、直接裝車的方式自西向東進(jìn)行開挖，最后無法放坡的地方采用塔吊或履帶吊提升裝車外運(yùn)。第1層土方+5.0+0.5m，厚度約為4.5m，上部為吹填砂。沿長度方向修筑施工便道，自西向東開挖，采用挖掘機(jī)挖掘土方，直接裝入自卸汽車外運(yùn)。第2層土方+0.5-4.2m，厚度約為4.7m。在第1層土方開挖完成一段后，即施工此段的第2道內(nèi)支撐，待內(nèi)支撐達(dá)到強(qiáng)度70%后，即可開始第2層土方的開挖。在基坑長度兩端沒有支撐的地方修建施工便道，汽車直接開至第2層土方開挖工作面。從中間向兩邊開挖，最后東西兩邊無法放坡的地方，采用塔吊提升裝車外運(yùn)。第3層土方-4.2-8.6m，厚度約4.4m，由于深度較深，不方便放坡，汽車無法直接開至工作間。采用挖掘機(jī)直接開挖，塔吊提升裝車外運(yùn)。4基坑監(jiān)測(cè)方案本工程基坑開挖與支護(hù)的監(jiān)測(cè)，主要包括如下內(nèi)容：基坑周邊沉降測(cè)量；