基坑土方开挖及支护施工方案

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基坑土方开挖及支护施工方案

编制:职务(称):技术负责人

审核:职务(称):项目经理

审批:职务(称):总工程师

一、工程概况……………………………………………………………2

DB21/T 3101-2019标准下载二、编制依据……………………………………………………………3

三、工程场地地质条件…………………………………………………4

四、围护结构设计概况………………………………………………….5

五、施工部署………………………………………………………………7

六、施工方案和技术措施…………………………………………………16

七、基坑工程监测…………………………………………………………34

八、应急预案………………………………………………………………36

九、工程质量、安全文明施工和环境保护措….………………………40

十、季节性施工措施.……………………………………………………41

十一、相关附件、图表………………………………………………….45

基坑土方开挖及支护专项施工方案

(二)本工程建设单位为开发有限公司;设计单位为设计集团股份有限公司;基坑支护设计单位为岩土工程有限公司;勘察单位为勘察研究院;监理单位为工程建设监理有限公司;施工单位为建设集团有限公司。监测单位为岩土工程有限公司

(三)本工程“三通一平”工作已基本完成,临时施工道路已铺设;施工场地已平整,障碍物已基本清除;临时设施已基本完善;场区与公共道路已连通,生活、交通、通信、水、电均能满足施工要求。桩基工程已正常开始施工。

(四)基坑周边环境情况

基坑北侧为胡家文河,该侧基坑(从基坑开挖底边线计算)距离用地红线最近处为3.4m,距离河道边线为13.4m,目前河道已驳坎。

基坑西侧为港,该侧基坑距离用地红线最近处为0.68m,距离河道边线10.7m,河道已驳坎。

基坑南侧为在建路,该侧基坑距离用地红线最近处为4.7m,距离现场围墙3.7m。

基坑土方开挖深度主楼靠近基坑边处考虑至承台垫层底,其余考虑至地梁垫层底,垫层按100㎜考虑。地库一挖深约1.4m,车库二挖深为4.35~6.15m。土方开挖总方量约224377m3。

1、勘察研究院提供的本工程岩土工程勘察报告

2、设计集团股份有限公司提供的工程设计图纸

3、岩土工程有限公司提供的地下室基坑围护设计方案

9、《基坑土钉支护技术规程》(CECS96:97)

10、2012年10月18日专家论证意见书

11、住建部建质2009【87】文件

12、其它相关规范及规程

(一)根据勘察报告显示,基坑开挖深度范围内的土层为以下土层:

(二)各层土物理力学性质参数如下表:

基坑开挖影响范围内土体主要物理力学参数

(三)根据地质勘察报告显示,本场地地下水类型主要为上部孔隙潜水和深部承压水。

孔隙潜水主要赋存于浅部淤泥质土及粘性土层中,地下水位埋藏较浅,主要受大气降水、地表泾流及水网的入渗补给而变化,动态变化一般,其水位年变幅在1m左右。

承压水:经钻探揭示,本场地承压水主要赋予第5大层的砂层中,埋藏较深,据区域水文资料,承压水埋深一般在20米左右,其水量稍~中等,渗透性较好,水质微咸,对砼及砼中的钢筋无腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性。

根据区域水文资料和勘察揭示,本场地抗浮设计水位高程为3.50米。

(四)不良地质作用:拟建场地有较厚的淤泥质土分布,采用预制桩打桩时易产生挤土现象,局部有暗塘分布,除此以外未发现其它不良地质作用现象存在。

由于本工程基坑面积大,边坡长,不同区段基坑开挖深度变化较多,故基坑边坡支护共采用了放坡开挖、土钉墙支护、复合土钉墙、灌注桩排桩+内支撑围护四种不同的支护类型进行防护。基坑围护设计地面超载取面荷载15Kpa(北侧和南侧取20Kpa),道路取相应局部荷载。

4.灌注桩排桩+内支撑围护

1.基坑顶部设置贯通的300×400(H)地面排水沟并每隔20m设置一个集水井截流,将地表雨水、施工废水集中并沉淀后排入城市下水管网。

2.基坑坑外在东侧、南侧采用轻型井点降水,在北侧、西侧临近河道区段采用双排水泥搅拌桩作止水帷幕。

3.基坑内侧主要在车库二区域范围内设置深井进行降水。

(四)本工程基坑支护设计方案已于2010年9月21日经过专家论证。根据论证意见,方案针对土层参数、暗塘部位增加水泥搅拌桩止水加固、监测点补充、结构标高调整、周边环境描述细化、止水帷幕优化、阳角处土钉墙剖面加强等相关问题进行了补充完善。

(一)工程管理目标及项目管理体系配置

1.工程管理目标:质量目标创建优质工程,确保“余杭杯”,争创“西湖杯”;安全文明目标争创杭州市安全文明标化工地;绿化、环保目标创建“绿色工地”。

2.管理体系及项目班子配置

(2)项目管理班子配置

单轴水泥搅拌桩从1#楼西侧开始先行施工;围护桩待该区段的水泥搅拌桩完成后开始施工,完成后便可进行水平支撑梁施工;待工程桩施工完成,围护桩、水泥搅拌桩、水平支撑达到设计强度后,方可分段、分层进行土方开挖;边坡喷锚紧跟土方开挖进程进行施工;坑外井点降水和深井降水必须保证在土方开挖前一周开始降水,并做降水试验;在土方开挖、边坡支护及地下室施工阶段进行基坑监测。总体施工顺序将从第一施工段开始,按流水步距依次进行。施工场地分别在东面和南面开设两扇大门,其中东面大门主要作为第一施工区段出入口,南侧大门主要作为第二、第三施工区段出入口。因此,第一施工段施工顺序将由西向东进行;第二施工段施工顺序将由东向西进行;第三施工段施工顺序将由北向南进行。其中1#、5#楼由于施工工期的特殊要求,将在基坑整体土方开挖施工前进行先行施工。22、23、16#楼由于布置在地下车库以外区域,故施工顺序将单独安排施工。

3.各施工阶段进度安排

安排2台水泥搅拌桩机进行施工,平均每天成桩50桩,共2072根桩,计划42天完成。

钻孔灌注围护桩共43根,安排一台钻孔桩机,平均每天成桩4根,11天完成。

(3)轻型井点和深井降水

一、二级井点跟随边坡开挖进程进行布置;深井共136根,在土方开挖前一周保证施工完成并开始降水。

第一施工段总方量115462m3,平均每天出土3000m3,38天完成。

第二施工段总方量85734m3,平均每天出土3000m3,28天完成。

配合边坡土方开挖进程进行施工。

(6)冠梁、水平支撑施工

围护桩施工完成后挖土施工,计划10天完成。待换撑构件达到设计强度后便可拆除。

地下结构施工完成,防水工程施工完毕后可分区段分层回填。

(三)施工机械、用电量、劳动力配置

1.土方开挖及基坑围护机械设备计划表

180(含10台备用)

动力用电P1=949KW

电焊机额定功率P2=190KW

室内照明P3=25KW

室外照明P4=15KW

P=1.1(K1———+K2∑P2+K3∑P3+K4∑P4)

=1.1×(—————+0.5×190+0.8×25+1×15)

根据施工总用电量的要求,结合实际情况,现场配置额定容量为315kva的变压器5台,总容量为1575kva,能够满足土方开挖及支护和基础结构总施工用电量的要求。

本工程施工场地东侧紧临路,南侧在建路已由三家施工单位联合进行了硬化,场外交通畅通。施工场地在东侧和南侧已修建好2.5米高砖砌围墙,西面和北面紧临河道。整块施工场区地势比较平垣,无较大起伏。场地原为农田,除几处池塘外,无其他地下障碍物及各类管线。场地积水以通过开挖排水沟排入河道。在东南角处由建设单位布置一块大型广告牌,西南面靠近河道处有一处保留种植。

(2)现场围护:东面和南面采用2.5米高砖砌围墙防护,西面和北面拟采用2.5米高轻质围墙作现场围护。

(3)生活、生产用水:从东面大门处由市政管网接入,分两条支路沿场区四周布置,总管管径为100㎜,分支管径分别为70㎜和80㎜。

(4)施工用电:由甲方负责在场区东北角布置2台,东南角处1台,西南角2台,共5台,每台容量315KW,沿围墙位置安装,分别在场地西北边靠近河堤边、东面围墙边、场地中间留置土区域设置三个总配电室,再通过二级箱分区块配电。

(5)材料堆放、加工棚布置:在桩基施工阶段将在场区中间部位搭建钢筋加工棚、布置泥浆池、安装水泥桶和堆放材料。在土方开挖及基坑边坡支护施工阶段各类材料的加工,堆放主要考虑在基坑周边进行布置。中间留置空地主要作为钢筋加工场地。西南面围墙边区域将作为木工加工及各类材料的主要堆放场地。场区地面超载取值荷载为15kpa,其中北侧和南侧为20kpa,施工期间各类材料的堆载要严格加以限制,严禁超载堆放。

(6)泵车停放:在浇捣砼时,泵车主要考虑停放在两大门区域硬化的施工道路上。

(7)基坑临边防护:沿基坑四周采用钢管搭设0.6m、1.2m高防护栏杆,用脚手片防护,设置警示标志和夜间照明灯。在基坑四周每50米设置上下基坑通道。

(9)临时用房布置:东大门北侧搭建门卫室,仓储用房和男女卫生间,南侧搭建二层标准雅致房办公用房。南大门东侧搭设门卫室、标养室、工具间、水电仓库、机修间。距基坑上坡线最近处1.5m。生活区将另行择地布置,职工宿舍,食堂等临时用房不布置在施工场区内。

(10)冲洗池布置:在东、南两大门内侧修建冲洗槽和沉淀池,对出场车辆进行冲洗,做到净车出场地。

(五)本工程基坑工程的特点、施工重点及施工难点和危险源的分析及其相应对策措施

(1)地下室基坑面积较大,形状不规则,东西向宽约260m,南北向长约280m,基坑总延长米约1278m,基坑开挖面积约60000m2,挖方量约220000立方,属大型基坑,基坑等级为二级。

(3)基坑开挖影响范围内土体主要为粉土和淤泥质粉质粘土,该层淤泥质土呈流塑状,且分布巨厚。土方开挖后易出现流动变形及坑底土体隆起现象,对基坑稳定和变形控制极为不利。基底土极易拢动,承台、地梁砖胎模和素砼垫层施工较困难。

(4)基坑边坡支护类型较多,有自然放坡、土钉墙、复合土钉墙、灌注桩排桩+内支撑围护,降水分坑外井点降水和坑内深井降水,施工工序多,各工种穿插施工、协调配合要求高。

(5)基坑面积大,土方开挖量大,施工周期长,基坑暴露时间长,需长期做好基坑防护,基坑内排水工作。

(6)基坑边坡延长米较长,且转折较多,边坡深度变化较多,地库一与地库二之间有高差,坑中坑有高差,地库与中间留置土之间有高差,边坡形式繁多,施工难度大。

(7)场地北侧和西侧临近河道,地下水上部孔隙潜水丰富,水位埋深浅,对基坑降水和止水帷幕止水要求高。

2、施工重点及难点及预防措施

(1)本基坑的施工重点是首先加强边坡支护质量的控制,确保边坡支护安全;其次要做好基坑止水,降水工作,严防基坑周边产生渗漏。

(2)本工程基坑施工可能存在的危险源主要是基坑边坡的失稳坍塌,施工要保证质量,加强监测,控制周边堆载,制定针对性应急预案,一但发生险情能及时有效的进行应对。其次是场地比较大,用电线路多并且铺设距离长,多为拖地线,施工机械多,电缆极易造到损坏而发生事故,要做好埋地和过路保护。另外由于变压器靠近围墙布置,架空线路在塔吊覆盖范围内,必须做好防护工作,防止触电事故发生。

(3)本工程基坑支护的一个主要难点是水泥搅拌桩止水帷幕的成桩质量控制,由于本场地上层开挖深度范围内多为粉土,水泥搅拌桩在此土层中成桩较为困难,并且很难保证搅拌质量,成桩后很难保证不产生渗漏。为预防此类事故发生,经于建设方和支护设计单位沟通协商,将原设计一排单轴水泥搅拌桩增加为两排,在考虑尽量少增加成本的情况下以减小发生渗漏的可能性。

(4)本基坑标高变化较多,开挖深度不一,施工中需加强标高测量控制,以防超挖或浅挖。

(6)基坑监测的土体深层水平位移、基坑内水平支撑杆件的轴力监测、支撑系统沉降观测、地下水位观测以及基坑周边建筑物、道路及地下管线的沉降、倾斜、裂缝监测的准备工作必须按要求布置,并使其处于正常运行状态。

(7)掌握倒土场地、运输距离和交通高峰时间限制情况,合理及时配备车辆数量和调整挖机的工作时间等。

(9)土方开挖顺序必须严格按经专家论证通过的施工方案中规定的要求,分段分块分层进行开挖,严格控制土方分层深度不得超过2m,每层的水平距离不小于25m,坑内临时边坡放坡坡率不小于1:3.0,保证立柱桩附近的土方高差小于1.5m以内,并做到对称开挖。

(10)基坑开挖时应严格控制基坑土方开挖的土坡高度及坡度,施工时派施工员对工程桩、竖向立柱、支撑梁和围护桩等位置进行标识,防止挖土过程中挖机碰到工程桩、竖向立柱等,尤其注意支撑梁底的土方不得超挖。

(11)及时做好监测信息的交流和沟通工作,每天定时由监测单位把监测的数据情况向建设、监理和施工单位进行通报,当相关数据超过设计值时,应及时向设计报告,提出处理意见,未处理前挖土工作停止进行。

(12)做好基坑的排水工作,确保坑外水不流入到基坑,基坑内的地表水在土方开挖前降至挖土层标高1m以下,当挖淤泥土时,边挖边做好排水小沟和临时集水井布置,防止雨水对基坑的影响。

(13)在挖至坑底土方时,应用水准仪跟踪控制挖土的标高,留300mm厚土方由人工清土,承台处应跳挖,尽量减少对坑底土的扰动;同时严禁超挖,如局部有挖深现象,严禁用土回填,应用素砼或砂石级配进行回填。

(14)基坑周边10m范围内采用先浇筑垫层再开挖承台及地梁施工方式,并采用跳挖施工公路工程标准施工招标文件-技术规范(2018 第二卷).pdf,挖出一个浇筑一个,以减小承台开挖对围护结构的影响;

(15)工程桩之间的净距小于1100㎜时,应采取人工挖除桩间土方;并协调好机械挖土、人工修土、截桩和砼垫之间的施工进度,防止机械挖进度过快,人工修土太慢,造成基坑暴露时间太长。挖土至坑底后应尽快分块施工完成素混凝土垫层,素混凝土垫层应延伸至围护桩边,并抓紧施工承台及基础底板。

六、施工方法和技术措施

(一)单轴水泥搅拌桩施工

(1)定位。测量定位开挖沟槽后,搅拌机塔架悬吊搅拌机到达指定桩位,对中。当地面起伏不平时,应使起吊设备保持水平。

(2)预搅下沉。待搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌机电机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉,下沉的速度可由电机的电流监测控制。工作电流不应大于70A。如果下沉速度太慢,可从输浆系统补给清水以利钻进。

(3)制备水泥浆。待搅拌机下沉到一定深度时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆GB50349-2015 气田集输设计规范,待压浆前将水泥浆倒入集料中。

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