基坑支護(hù)技效對比分析

基坑支護(hù)技效對比分析一、工程概述1.1、工程概況xx某大廈位于xx某區(qū)，占地面積3222m2，總建筑面積51218.76m2。自然地面絕對標(biāo)高46.27～47.85m，±0.00相當(dāng)于47.70m，室內(nèi)外高差0.45m。xx工程根據(jù)擬建場地實際鉆探資料和附近區(qū)域地質(zhì)資料綜合分析，擬建場地土類型為中軟場地土，地形基本平坦，建筑場地施工空間狹窄且水位較高，地下水較豐富。1.2、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)●基坑施工影響范圍內(nèi)的地層從上到下分別為：表層為人工堆積層，厚度一般在2.00～3.00m左右，以下為第四紀(jì)沉積的粘質(zhì)粉土②層，粉質(zhì)粘土③層，細(xì)砂④層，粉質(zhì)粘土⑤層，細(xì)砂⑥層，細(xì)、中砂⑦層和卵礫石⑧●水文地質(zhì)條件:據(jù)水文地質(zhì)資料、地下水位勘察地質(zhì)剖面及勘察報告，本場地揭露3層地下水，見下面地下水情況一覽表：表1地下水層地下水類型鉆孔內(nèi)靜止水位測量時間水位埋深（m）水位標(biāo)高（m）1臺地潛水1.40～5.3041.72～45.35xx年xx月中旬2層間水11.20～13.9033.30～36.06xx年xx月中旬3潛水～承壓水25.50～26.5020.55～21.07xx年xx月中旬場區(qū)內(nèi)第1層地下水（臺地潛水）天然動態(tài)類型屬滲入—蒸發(fā)、徑流型，其季節(jié)變化規(guī)律一般為：6月～9月份水位較高，其余月份較低，年自然變幅2m二、基坑支護(hù)設(shè)計2.1、方案選擇建筑基坑支護(hù)設(shè)計的原則是“技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠”，從而確保地下結(jié)構(gòu)施工期間基坑邊坡穩(wěn)定、基坑周圍建筑物、道路及地下設(shè)施安全。基坑支護(hù)設(shè)計與施工，應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、基坑開挖深度、周邊環(huán)境、施工季節(jié)、基坑周邊荷載等因素，因地制宜、合理設(shè)計、精心施工、嚴(yán)格監(jiān)測。下表為五種常見的基坑護(hù)坡形式在現(xiàn)場條件、施工工藝、工期以及費用方面的對比表。表2序號結(jié)構(gòu)形式現(xiàn)場條件施工工藝工期費用1護(hù)坡樁適用復(fù)雜長高2地下連續(xù)墻適用復(fù)雜長高3土釘墻適用一般一般低4土層錨桿適用較復(fù)雜一般較低5原狀土放坡不適用簡單短低綜合上表，考慮后續(xù)施工用地及場地情況，并考慮到xx工程工期緊、任務(wù)重的特點，為確保工程總工期，在保證基礎(chǔ)施工安全的前提下，應(yīng)盡可能降低造價，并最大可能的減小回填量。xx工程選用在xx地區(qū)技術(shù)比較成熟、應(yīng)用比較廣泛、施工工藝成熟的土釘墻支護(hù)形式（即噴錨支護(hù)），其具有穩(wěn)定性高、施工界面美觀的特點。2.2、土釘墻支護(hù)●土釘墻概述土釘墻支護(hù)技術(shù)是一種先進(jìn)的原位巖土加固技術(shù)，它充分利用原狀土體自身的承載能力，通過密布土釘及壓力注漿，徹底改善加固區(qū)原狀土體的力學(xué)性能，在邊坡原狀土體中形成加固區(qū)（土釘墻）以抵抗不穩(wěn)定的側(cè)向土壓力；邊坡加固施工緊隨開挖，能迅速封閉開挖面，使得因開挖造成的土層應(yīng)力釋放及時得到控制，從而使邊坡土體變形得到有效的控制；用土釘將不穩(wěn)定的土壓力引入深層土體中，借助穩(wěn)定土層自身的承載力，提供有效的錨固力來平衡不穩(wěn)定的土壓力。從而形成一種先進(jìn)的深層主動承力支護(hù)體系，與土體共同作用，充分發(fā)揮土層能量，提高邊坡土層整體性的自身強(qiáng)度、自穩(wěn)定能力，使邊坡得以穩(wěn)定。土釘墻支護(hù)技術(shù)是用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新的擋土技術(shù)，由于經(jīng)濟(jì)、可靠且施工快速簡便，已在我國得到迅速推廣和應(yīng)用。在基坑開挖中，土釘墻支護(hù)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為樁、墻、撐、錨支護(hù)之后又一項成熟的支護(hù)技術(shù)。其獨特的優(yōu)點有：1）材料用量和工程量少，施工速度快；2）施工設(shè)備輕便，操作方法簡單；3）對場地土層的適應(yīng)性強(qiáng)；4）結(jié)構(gòu)輕巧，柔性大，有很好的延性；5）施工所需的場地較小，能緊貼已有建筑物進(jìn)行基坑開挖；6）安全可靠。土釘支護(hù)施工采用邊開挖邊支護(hù)，安全程度較高；在與現(xiàn)場量測監(jiān)控相結(jié)合的前提下，比其它支護(hù)有更高的安全度；7）經(jīng)濟(jì)。我國由于人工費用相對低廉，機(jī)械設(shè)備的臺班費用昂貴，所以土釘墻支護(hù)比灌注樁等支護(hù)形式可節(jié)約造價30%左右。其主要局限性有：1）當(dāng)基坑附近有地下管線或建筑物基礎(chǔ)時，則在施工時有相互干擾的可能；2）在有豐富地下水源的情況下，不能單獨使用，需要考慮進(jìn)行有效降水?！裨O(shè)計方案根據(jù)業(yè)主提供的地下管線分布圖，北側(cè)電力管線和污水管線緊鄰地下車庫，西側(cè)天然氣和熱力管線距基坑邊也較近，護(hù)坡設(shè)計需作特殊處理。尤其是北側(cè)污水管線，因年久可能會存在一定的滲漏現(xiàn)象，從而造成該處的土體性能下降，需要加強(qiáng)支護(hù)，其余側(cè)管線可不考慮。根據(jù)現(xiàn)場平面布置圖，并參照鄰近工程經(jīng)驗，xx工程采用如下護(hù)坡方案：自現(xiàn)狀地面以下9.0m范圍內(nèi)按1:0.1開挖，基底肥槽按700mm留設(shè)（保證在筏梁頂面處，結(jié)構(gòu)外皮與護(hù)壁之間有土釘墻支護(hù)護(hù)坡從上至下共設(shè)6排土釘，長度依次為6.5米、7.5米、8.5米、7米、6米、5米，縱向間距從上至下均為1400mm，橫向間距均為1400mm土釘橫壓筋采用通長2Ф16，豎壓筋2Ф16長200mm，與橫壓筋在土釘端部做井字型焊接。土釘成孔直徑不小于100mm；鋼筋網(wǎng)片采用φ6.5@250×250，現(xiàn)場綁扎，坡面上下段搭接長度應(yīng)大于300mm；面層噴射C20混凝土，厚度不小于80mmxx工程采取信息法施工，各段土釘?shù)呐艛?shù)、長度、間距應(yīng)根據(jù)實際的地下障礙物和土質(zhì)情況由現(xiàn)場技術(shù)負(fù)責(zé)人及時作出變更和調(diào)整?！窕咏邓O(shè)計1）基坑涌水量估算：基坑開挖深度為-9.52m。由于影響基坑開挖和護(hù)坡的地下水為1、2層水，因此滿堂紅降水水位應(yīng)按全場區(qū)≥由于基坑基底地層滲透系數(shù)較小，基坑中部、底部為粉質(zhì)粘土及粘土相對隔水層，對降水不利?？紤]細(xì)砂層的分布及降深要求以及輕型井點的能力限制，應(yīng)采用大口管井方法降水。根據(jù)以上分析，xx工程理論井型為潛水完整井，基坑涌水量可估算如下：式中基坑涌水量（m3/d）潛水含水層厚度（m）基坑水位降深（m）滲透系數(shù)（m/d）降水影響半徑（m）基坑等效半徑（m）根據(jù)降深范圍內(nèi)卵石層分布較少，滲透系數(shù)K值的選用綜合考慮為5m/d。按上述方法估算，基槽總排水量約為1440m3/d2）降排水設(shè)計：采用大口井進(jìn)行基坑降水，兼顧護(hù)坡施工、土方開挖，大口井設(shè)在基坑四周。經(jīng)計算并結(jié)合以往的施工經(jīng)驗，單井涌水量按1.0m3/h考慮，則需要管井?dāng)?shù)n=1.1×1440÷(1.0×24)=66井深16.00井間距6.0成井口徑600濾水管內(nèi)徑≥300濾料3～7碎石潛水泵初步選型揚(yáng)程＞25m出水量＞5米3降水井布置在槽邊1.5米處，實際施工時應(yīng)根據(jù)地下管網(wǎng)情況適當(dāng)調(diào)整2.3、護(hù)坡樁支護(hù)●護(hù)坡樁概述鉆孔灌注樁是高層建筑在鬧市施工、取代打入樁的無振動、無噪音的新樁型。20世紀(jì)70年代以來，由于其施工對周圍建筑、地下管線不造成危害，造價也較低，得到了廣泛的應(yīng)用。設(shè)計方案擬采用在xx地區(qū)應(yīng)用比較成熟的護(hù)坡樁加背拉錨支護(hù)形式如下（計算從略）：選用直徑800的水下灌注樁，樁長12米，樁頂標(biāo)高定在46.25米，樁底標(biāo)高定在33.2米，樁間距1.6米，樁頂往下2米設(shè)一道20米長Φ32土層錨桿做背拉錨，傾角為300間距6米，用二次灌漿法，第一次灌漿為水泥砂漿，平均單錨用10包水泥、300kg黃砂，第二次灌漿為水泥漿，平均單錨用6包水泥。錨梁選用28槽鋼?；炷恋燃墳镃25、配24Φ三、支護(hù)施工3.1、護(hù)坡樁施工主要機(jī)械及勞動力護(hù)坡樁施工主要機(jī)械設(shè)備及勞動力配置計劃如下：1）護(hù)坡樁施工主要機(jī)械設(shè)備類別旋挖鉆機(jī)25噸吊車灌注設(shè)備數(shù)量2臺1臺1套土層錨桿施工設(shè)備類別工程地質(zhì)鉆機(jī)灰漿泵泥漿泵噴射機(jī)攪漿桶數(shù)量1臺1臺1臺1臺1個3）勞動力配置計劃工種機(jī)械工鋼筋工焊工電工混凝土工其它人數(shù)（人）1010416153.2、土釘墻施工主要機(jī)械及勞動力土釘墻主要施工機(jī)械設(shè)備及勞動力配置計劃如下：1）降水施工主要機(jī)械設(shè)備類別正循環(huán)鉆機(jī)9m潛水泵組數(shù)量2臺1臺70臺套土釘墻（噴錨）施工設(shè)備類別空壓機(jī)噴射機(jī)攪漿桶注漿泵數(shù)量2臺2臺2個2臺3）勞動力配置計劃工種成孔工鋼筋工焊工電工混凝土工其它人數(shù)（人）2020411030四、成本分析4.1、護(hù)坡樁施工●概述護(hù)坡樁根數(shù)合計：270根。單根護(hù)坡樁鋼筋24Φ25，箍筋φ10@300，則：單根護(hù)坡樁：混凝土C25為7.18m3，Φ25鋼筋312米，φ成孔費：150元/米土層錨桿根數(shù)合計：76根護(hù)坡樁費用計算單樁材料費：Φ25鋼筋：312x3.85=1.2t1.2x2480元/t=2976元φ10鋼筋：115x0.617=0.071t0.071x2480元/t=176元C25混凝土：7.18x311元/m3=2232元合計：5384元/根單樁機(jī)械費：25t吊車：1200元/臺班電焊機(jī)：60元/臺班導(dǎo)管：50元/臺班合計：1310/10根=131元/根人工費技術(shù)員2人：2x60元/工日=120元鋼筋工5人：5x50元/工日=250元電工1人：1x50元/工日=50元焊工2人：2x55元/工日=110元混凝土工4人：4x45元/工日=180元合計：710元/10=71元/根4)成孔費：150元/米13x150元/米=1950元樁成本：7536元/根x270=203.4720萬元●土層錨桿費用計算1）單錨材料費：Φ32鋼筋：20x7.8=0.1225t0.1225x2480元/t=303.8元水泥：共16包，為0.8t0.80x308元/t=246元沙子：0.30x32元/t=9.6元28槽鋼：830米x35.823kg/m=29.7t29.7/76x2550元/t=996.5元合計：1555.9元/根2）單錨機(jī)械設(shè)備費地質(zhì)鉆機(jī)：150元/臺班泥漿泵：80元/臺班灰漿泵：30元/臺班電焊機(jī)：60元/臺班合計：320元/臺班3）單錨人工費技術(shù)員1人：1x60元/工日=60元鉆工5人：5x55元/工日=275元鋼筋工2人：2x50元/工日=100元電工1人：1x55元/工日=55元焊工1人：1x50元/工日=50元混凝土工4人：4x45元/工日=180元合計：720元/8=90元/根土層錨桿費用合計：1685.9元/根x76=12.8218萬元護(hù)坡樁方案費用總計：216.2938萬元4.2、土釘墻施工土釘根數(shù)合計：1872根，平均長度6.95米。單根材料費：Φ18鋼筋：6.95x2.0=0.0139t0.0139x2480元/t=34.472元Φ16鋼筋：4x1.58=0.00632t0.00632x2480元/t=15.6736元φ6鋼筋：60x0.223=0.01338t0.01338x2480元/t=33.1824元425水泥：共9包，為0.45t0.45x308元/t=138.6元砂：為0.3t0.30x32元/t=9.6元石：為0.4t0.40x30元/t=12元成孔費：10元/米合計：313元/根2）單錨機(jī)械設(shè)備費注漿泵：80元/臺班電焊機(jī)：60元/臺班攪漿筒：40元/臺班噴射機(jī)：80元/臺班空壓機(jī)：200元/臺班合計：920元/臺班3）單錨人工費技術(shù)員3人：3x60元/工日=180元鋼筋工20人：20x50元/工日=1000元電工1人：1x55元/工日=55元焊工4人：4x50元/工日=200元混凝土工10人：10x45元/工日=450元配合工人30人：30x40元/工日=1200元合計：3085元/60=51元/根4）不可預(yù)見費暫定100元/根5）西側(cè)、北側(cè)加固費14槽鋼：155米x16.733kg/m=2.5932.593x2550元/t=6612元每套墊板和螺桿、螺帽：55元/套x110=6050元土釘墻費用合計：479元/根x1872+6612+6050=90.9350萬元6）降水施工費32萬元（計算從略）。7）降水電費18萬元（計算從略）。4.3、成本分析采用土釘墻支護(hù)加降水方案①成本為：140.9萬元。采用護(hù)坡樁加