深基坑开挖专项施工方案专家论证.docx
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深基坑开挖专项施工方案专家论证
第一章工程概况
一、工程概述
本工程拟建设污水管道约2.893km,主管管径D500~D1000管道,限流管管径D300~D400,管材主要为:
DN500采用HDPE管,倒虹管采用钢管,顶管采用Ⅲ级钢筋混凝土管,其余采用Ⅱ级钢筋混凝土管。
本工程按污水管埋设的最大深度为最不利因素计算,本方案按设计图纸以6m深度进行设计基坑支护,基坑施工段支护总长度约1720米。
招标工期:
总工期360日历天(含结算、档案资料提交及通过发包人验收)。
其中发出开工令开工之日起,现场施工工期300日历天。
二、工程地质条件和水文地质
1、地形地貌
本片区污水管网位于广州市西北部,属广花冲积平原地貌,地势较为平坦,孔口标高一般为6.45~10.05m,道路两侧主要为工厂、民房、农田等,交通较便利。
2、地层岩性
据野外钻探资料,场区上覆土层主要为第四系人工填土层(Q4ml)、第四系全新统冲积层(Q4al)、第四系上更新统河流相冲积层(Q3al)、残积层(Qel)和石炭系碎屑岩(C)。
各岩土层的性质自上而下分述如下:
(1)、第四系人工填土层(Q4ml)
①1碎石:
仅见于钻孔JGzk8、JGzk11、JGzk13、JGzk16、JGzk16、JGzk20、JGzk32、JGzk34。
褐灰色,结构松散,主要由碎石和粘性土组成,硬质物含量约占60~80%,顶部25~35cm为砼路面。
该层直接出露于地表,层厚0.80~1.80m,平均1.3m。
①2杂填土:
见于厂区部分地段,呈层状或似层状分布。
杂色、灰褐色、黄褐色,稍湿,结构松散,主要由砼块、砖块、碎石和粘性土组成,硬质物含量约占15~40%,顶部30cn多为砼面。
该层直接出露于地表,层厚0.70~1.90m,平均1.28m。
①3素填土:
见于厂区大部分地段,呈层状分布。
灰褐色、黄褐色、褐红色,稍湿,结构松散,主要由粘性土、砂土和少量碎石组成。
层顶埋深0.00~1.90m,层厚0.60~3.30m,平均1.171m。
(2)、第四系全新统冲积层(Q4al)
②1粉质粘土:
见于钻孔JGzk1~JGzk3、JGzk8、JGzk15、JGzk20、JGzk36、JGzk38,呈透镜状分布。
褐黄色、浅灰色等,软塑,土质不均匀,粘性好。
层顶埋深0.80~3.00m,层厚0.60~4.60,平均2.04m。
②2淤泥质粉质粘土:
见于钻孔JGzk1、JGzk15~JGzk16、JGzk29,呈透镜状分布。
深灰色,流塑,有机质含量2.85%,具臭味。
层顶埋深1.50~7.00m,层厚0.90~3.50m,平均2.04。
(3)、第四系上更新统河流相冲积层(Q3al)
③1粘土、粉质粘土:
分布于整个厂区,呈层状连续分布。
褐黄色、褐红色、浅灰色等,可塑,土质不均匀,粘性好,局部砂感较强。
层顶埋深1.00~11.50,层厚0.90~8.70,平均3.14m。
③2中、粗砂:
见于厂区部分地段,呈似层状分布。
黄褐色、灰白色,饱和,稍密,粒径不均匀,含少量粘性土。
层顶埋深1.50~8.40m,层厚0.90~4.80m,平均2.39。
③4中、粗砂:
见于场区部分地段,呈似层状或层状分布。
黄褐色、灰白色,饱和,中密,粒径不均匀,含少量粘性土,局部相变为砾砂。
层顶埋深3.30~10.50m,层厚1.10~6.10m,平均2.77m。
(4)、第四系残积层(Qel)
④硬塑粉质粘土:
仅揭露于钻孔JGzk11。
褐黄色,硬塑,土质不均匀,为粉砂岩风化残积土,遇水易软化。
层顶埋深4.70m,层厚3.60m。
(5)、石炭系碎屑岩(C)
⑤1全风化粉砂岩:
仅揭露于钻孔JGzk11。
褐黄色,岩石风化剧烈,岩芯呈坚硬土柱状,遇水易软化,手捏易散。
层顶埋深8.30m,揭露厚度1.2m。
⑤2强风化粉砂岩:
仅揭露钻孔JGzk11。
灰色、褐黄色,岩石风化强烈,岩芯呈半岩半土状,遇水易软化,手捏可散。
层顶埋深9.50m,揭露厚度2.10m。
3、地下水
(1)、地下水类型
场区地处广花冲积平原,地势开阔低平,是地表水和地下水的迳流排泄区。
场区地下水类型主要有上层滞水,孔隙潜水、承压水等。
1)上层滞水:
第四系人工填土层结构疏松,含上层滞水,但含水量一般不大,其动态受季节降雨影响。
上层滞水主要接受大气降水、地表河涌水及生活用水的补给。
2)孔隙潜水、承压水:
场区上更新统冲积砂层透水性良好,厚度较大,含水量丰富,主要为孔隙承压水,局部砂层直街位于人工填土层之下,则为潜水。
孔隙水主要接受降雨或地表水的渗入补给和上游地下水的侧向补给。
场区的地下水混合稳定水位埋深为0.50~3.20m,标高一般为4.68~9.05m。
(2)、地下水腐蚀性
场区的地下水对混凝土具微腐蚀性,对混凝土中钢筋具微腐蚀性。
三、施工场地条件
本段管线基坑开挖涉及的道路有神山南街、神山大道西、神石路、神山仙苑直街、振华南路、振兴二街,途经雄丰村、中八村、五丰村。
污水管线在村庄出入马路上,重型汽车及工厂出入员工较多,污水管线位于道路一侧,行人及车辆对施工有严重影响,各段施工都需做围蔽和疏导工作。
三根龙截污管管线位于神石路一侧农田,地理位置对施工较为有利。
四、施工整体流程图
第二章支护、支撑系统的结构设计
一、支护、支撑结构选型
根据岩土工程勘察报告,本工程基坑开挖深度范围的土层主要为填土和淤泥,地质条件差,同时管道基坑深度较大,且不同地段管道基坑底的地质条件不同,需根据不同的形式采用相应的支护方式。
本工程根据基坑开挖深度,管道地基处理方式,以及内支撑的不同采用了三种不同的支护方式。
(一)、管坑支护参数表
(二)、管坑支护剖面
(三)、管坑支护平面及腰梁连接大样
(四)、A、B、C三类支护方法使用范围
A型支护
B型支护
C型支护
WC14~WC20、WF1~WF2、
WA1~WA13、WA13~WB3
WD4~WC17、WG1~WG6
WB3~WC7、WC7~WC14WC20~WC21、WC21~WC22WC29~WC30、WE1~WE8WF2~WF10
二、本工程投入的拉森钢板桩的参数
本工程投入的拉森钢板桩采用III型拉森钢板桩,宽400mm,高170mm,厚15.5mm,理论重量68Kg/m,要求拉森钢板桩无穿孔,修边调直后方可使用。
拉森钢板桩之间用HW250*250*11*11围檩进行连接,围檩与每根拉森钢板桩之间空隙需打入木楔抵紧。
转角需设置专用构件,采用φ300×10钢管进行内支撑,内支撑水平间距为3.0m,管道安装需调整对撑间距并及时回顶。
三、基坑监测要求
1、监测内容
(1)基坑周边沉降及位移监测
监测点和控制点均采用钢筋水泥制作,设置稳固。
采用J2光学经纬仪或全站仪观测水平位移,采用精密水准仪观测垂直位移。
基坑开挖期间每开挖一层观测2次或每天观测2次,时间为上午开工前,下午收工后。
(2)土体侧向变形监测
沿基坑周边每20m布设一个测斜孔,测斜孔采用专用PVC管,管内正交的两组导向槽,埋入深度以进入弱风化岩为宜。
测斜孔埋置时角保其中一组导向槽垂直于基坑边线,测斜孔与钻孔壁间的空隙密实填砂并用水泥密封。
基坑开挖过程中每开挖支护一层观测一次。
(3)地下水位监测
观测孔成孔口径φ90,深15米,全长置入口径φ48向钻眼、外包塑料滤网的PVC管;PVC管与钻孔间隙1米以下填砾,深1米至孔口填膨润土并用水泥砂浆抹面;PVC管口配保护盖。
基坑开挖施工过程中,每开挖支护一层观测一次。
本基坑支护结构的最大水平位移允许值,基坑按安全等级二级考虑,最大水平位移允许值为40mm。
各项监测项目在基坑支护施工前应测得稳定的初始值,且不少于2次。
基坑监测完成时间为回填到标高±0.00,从基坑开挖到底面后到基坑回填到标高±0.00这段时间的观测间隔时间为7~15天。
监测数值表
监测项目
警戒值
控制值
危险值
土体沉降
35mm
40mm
50mm
墙体倾斜
35mm
40mm
50mm
墙体水平位移
35mm
40mm
50mm
第三章总体施工安排
本基坑工程管道线性延伸,长约2.893Km,拟根据不同地基处理形式及支护形式,分段施工。
管沟支护采用9m长III型拉森钢板桩支护1150.9m,6m长III拉森钢板桩支护694m,6m长[28C槽钢支护207m。
拟安排100延米一个作业面,平行组织流水作业。
拉森钢板桩支护段打拔拉森桩采用振动打桩机/锤,每个作业面2台,挖掘机2台(。
拉森钢板桩支护段拟采用200T履带吊垫钢板下管,吊车和人工配合管道对正,采用外拉法用两台15T手拉倒链平行对管子进行接口。
WC18~WC19倒虹管在穿越河涌段拟在水利部门批准后的旱季施工,采用半幅粘土围堰截流(围堰宽4米,做施工便道),半幅通水,围堰截流后先用大口径轴流泵或潜水泵抽除围堰内部河水,待水位降低至作业面后明挖埋管,半幅施工完毕后拆除围堰施工另外半幅。
围堰施工图见附件1《围堰施工图》
第四章基坑支护施工工艺及施工程序
一、沟槽钢板桩支护
1、施工准备
1)、勘查现场,了解现场地形、地貌、水文、地质、地下埋设物、邻近建筑,选择施工方案及组织降水、排水的依据。
2)、将施工区域内的障碍物,如树木根、基础等进行拆除、清理。
3)、按照设计组织设计要求,做好施工区域内的“三通一平”工作。
对不宜留作填土或回填土的软弱土层、垃圾、草皮等,全部挖除。
4)、基槽施工所需的临时设施,如水电源、道路、排水和暂设设施等,必须在基槽开挖前进行准备就绪。
5)、钢板桩采用振动打入法,以提高工作效率,但须日间施工减少周边影响。
2、施工方法
1)、钢板桩施工的顺序
测量放线→桩机就位→导架安装→钢板桩打设→管道施工→回填土→钢板桩拨除。
2)、钢板桩的检验及矫正
用于基坑支护的成品钢板桩如为新桩,可按出厂标准进行检验;重复使用的钢板桩使用前,将对外观质量进行检验,包括长度、宽度、厚度、高度等是否符合设计要求,有无表面缺陷,端头矩形比,垂直度和锁口形状等。
3)、打桩围檩支架(导向架)的设置:
为保证钢板桩沉桩的垂直度及施打板桩墙面的平整度,在钢板桩打入时应设置打桩围檩支架,围檩支架由围檩及围檩桩组成。
围檩可以双面布置,也可以单面布置一般下层围檩可设在离地约500mm处,双面围檩之间的净距应比插入板桩宽度放大8~10mm。
围檩支架一般用型钢组成,如H型钢、工字钢、槽钢等,围檩入土深度一般为6~8m,间距2~3m,根据围檩截面大小而定,围檩之间用连接板焊接。
4)、钢板桩焊接
由于钢板桩的长度是定长的,因此在施工中常需焊接。
为了保证钢板桩自身强度,接桩位置不可在同一平面上,必须采用相隔一根上下颠倒的接桩方法。
5)、钢板桩的打设方式
①钢板桩的打设方式可根据板桩与板桩之间的锁扣方式,或选择大锁扣扣打施工法及不锁扣扣打施工法。
大锁扣扣打施工法是从板桩墙的一角开始,逐块打设,每块之间的锁扣并没有扣死。
大锁扣扣打施工法设简便迅速,但板桩有一定的倾斜度、不止水、整体性较差、钢板桩用量较大,仅适用于强度较好透水性差、对围护系统要求精度低的工程;小锁扣扣打施工法也是从板桩墙的一角开始,逐块打设,且每块之间的锁扣要求锁好。
能保证施工质量,止水较好,支护效果较佳,钢板桩用量亦较少。
但打设速度较缓慢。
②钢板桩的打设方法还可以分为单独打入法和屏风式打入法两种。
单独打入法是从板桩墙的一角开始,逐块打设,直到工程结束。
这种打入方法简便迅速不需辅助支架,但易使板桩间一侧倾斜,误差积累后不易纠正。
适用于要求不高,板桩长度较小的情况。
屏风式打入法是将10~20根钢板桩成排插入导架内,呈屏风状,然后再分批施打。
这种打入方法可减少误差积累和倾斜,易于实现封闭合拢,保证施工质量。
但插桩的自立高度较大,必须注意插桩的稳
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