上海东南花苑基坑降水挖土支承工程施工组织设计.docx

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上海东南花苑基坑降水挖土支承工程施工组织设计

上海东南花苑工程基坑降水、挖土、支承工程

施工组织设计

1、工程概况

东南花苑位于南浦大桥桥堍北侧，整个工程由2幢30层及2层裙房组成，占地面积18000m2，建筑面积89053m2,主楼高度99.1m，以商住功能为主。

本工程由上海浦东新区东南置业有限公司投资建设，华东建筑设计研究院设计，上海市建设工程监理公司负责工程监理。

我公司承建本工程的第一标段，包含PHC桩基、基坑围护、降水和挖土四大分项。

本工程基坑长200.3m，宽63.7m，基坑面积12300m2，坑底标高：

主楼-11.65m，裙房-10.25m，承台底-11.05m;现场自然地坪标高-1.15m，实际挖土深度分别为10.5m、9.1m和9.9m，土方量115000m3。

基坑采用密排灌注桩围护，水泥土搅拌桩止水，一道砼支撑（中心标高-4.55m），坑底用搅拌桩加固土体，降水采用轻型井点（除主楼以外部位）和真空深井（主楼区）两种方法相结合，其中真空深井10口，轻型井点10套，支撑砼方量为1759m3，钢筋282t。

2、工程特点和地质状况

2.1工程特点

基坑开挖面积大，土方量多，基坑开挖深度9.1m（主楼10.5m、承台9.9m），采用一道砼水平支撑，是上海地区少有的，风险很大，基坑施工难度随之增大。

基坑降水采用轻型井点（开挖深度9.1m，9.9m范围）和真空深井（开挖深度10.5m范围）两种方法相结合。

轻型井点降水深度（9.6m以上）过大，降水时间较短，降水难度很大。

这同时给基坑开挖施工带来困难。

2.2地质状况

据地质勘察报告可知，基坑开挖涉及4个工程地质（亚）层，其各地基土层的埋藏分布状况及工程地质特征如下：

1.杂填土（①-1）层：

层厚0.6-1.5m，由灰褐色粘性土组成，含有砖石碎块，土质松散；

2.暗浜填土（①-2）层：

层厚2.4-3.0m，由灰褐色粘性土及砖石碎块等组成，含有较多腐植物，土质松散，微臭；

3.褐黄色粉质粘土（②）层：

层厚0.80-1.80m，可塑-软塑，夹有较多粉砂薄层及团块，含铁、锰质结核，有黄色锈斑，平均含水量32.1%，呈流塑状，为淤泥质粉质粘土，属中压缩性土，渗透系数KV=12.4*10-7CM/S，KH=45.4*10-7CM/S；

4.灰色淤泥质粉质粘土（③层）：

层厚4.4-5.8m，很湿-饱和，流塑。

夹有较多粉砂薄层和团块，局部砂性土含量较高，属高压缩性土，平均含水量43.7%，渗透系数KV=29.0*10-7CM/S，KH=171.3*10-7hCM/S；

5.灰色淤泥质粘土（④）层：

层厚9.0-10.8m，饱和，流塑，夹有较多粉砂薄层及团亏，属高压缩性土，平均含水量52.7%，渗透系数KV=0.8*10-7CM/S,KH=2.5*10-7CM/S。

地基土的物理力学性质指标表见附表一

3、施工部署及组织

3.1施工部署

基坑降水：

采用10套轻型井点降开挖深度为9.0m、9.9m范围地下水，用10口深井配4台真空泵降开挖深度为10.5m（主楼区）范围地下水。

在围护桩施工结束，砼压顶板施工期间，进行深井和轻型井点打设工作并开始降水。

轻型井点降水在第二层土方（即支撑下方）开挖前停止，真空深井降水在基础底板施工结束后停止。

基坑土方、支撑及底板垫层：

从基坑开挖到支撑形成时间对围护墙体和坑周地层位移有明显的相关性，为了充分考虑时空效应，以合理利用土体自身在开挖过程中约束位移的潜力而达到控制位移和保护环境的目的，故第一层（支撑以上土方），采用了首先开挖中央区土方后挖四周土方的方法，留出护壁土体，形成较大的作业空间，为后期关键区域争取时间，可做到缩短无支撑暴露时间，相对的抑制位移发展，在土方开挖过程支撑紧跟土方开挖顺序进行流水施工。

第二层土（支撑以下土方）开挖，从中间向南北每12m分层分段进行，垫层施工紧跟其后。

施工流程概述：

开沟槽（不包括深井）→井点打设（包括深井）→降水（7d）→挖第一层土、施工支撑→拆除轻型井点管→挖第二层（支撑下方）、施工底板垫层。

施工中须加强监测工作，以指导施工。

3.2施工组织

根据本工程规模和特点，组建了强大的项目管理机构即项目经理部，由我公司委派具有丰富现场施工管理经验的张新华先生担任项目经理，配备两位项目副经理和一位总工程师，同时还配有施工技术、质量、安全、计划、预算等方面的专业技术人员，使项目实现全面质量管理，以确保每道工序受控，建造业主满意工程。

同时，经业主、监理同意，我司选择了实力雄厚并具有丰富经验的专业单位上海浦环市政渣土有限公司和上海住宅建设机械公司分别承担挖土工程和降水工程施工。

施工管理体系见附表二

4、施工进度计划

降水工作7月11日正式开始，7月26日开始挖第一层土，砼支撑8月30日施工结束，8月28日开始挖第二层土（支撑下土方），10月10日底板砼垫层施工结束。

降水挖土支撑工程进度计划见附表三

5、劳动力安排和主要设备、材料需用两计划

5.1劳动力安排

5.1.1降水工程

钻井队6人

降水队34人=12人

检修班32人=6人

5.1.2基坑开挖需用劳动力

场内外保洁人员：

12人

清土、铲土人员：

24人

5.1.3支撑底板垫层施工劳动力安排

钢筋工：

74人木工：

30人

砼工：

55人普工：

16人

电焊工：

15人机修工：

2人

破桩头：

20人

5.2主要机械设备、材料需用量

5.2.1基坑降水

1.主要机械设备

①钻机1台

②泥浆泵1台

③排污泵1台

④高压泵1台

⑤3m3水箱1只

⑥电焊机2只

⑦深井泵15台（其中5台备用）

⑧真空泵4台

⑨轻型井点机组10套

⑩配电箱16只

2.主要材料

①φ273钢板卷管130m；

②滤水管40m；

③5-15瓜子片250t；

④真空管、排水管650m；

⑤电线1000m。

5.2.2基坑开挖主要机械设备需用量

①挖土机（1.25-1.6m3）3台

②挖土机（0.7-1.0m3）3台

③挖土机（0.4m3）1台

④土方运输车（15t）40辆

5.2.3支撑施工主要机械设备需用量

①砼泵2台

②振动机（HZ-50）4台

③切断机（GJ5-40）1台

④弯曲机（GJT-40）1台

⑤电焊机（BX3-300）2台

⑥污水泵2台

⑦圆盘踞1台

6、施工方法

6.1基坑降水

6.1.1井点降水原理

真空负压深井降水是利用真空泵不断抽气，使深井管周围的土体形成一定的真空度，土体内孔隙水在大气压及水头压力的共同作用下，从高向低流动，流入井管内，然后由深井泵抽出。

由于真空负压的存在，提高了水头高差，从而加快了水的渗流速度。

轻型井点降水的主要原理是真空泵减压，使地下水顺支管、总管被动吸入泵内直接排出基坑外。

6.1.2井点平面布置

A、B主楼区各设5口真空深井，井距为15m��20m，最大降水半径为12m，平均每口深井降水面积为274m2，每2或3口深井连接一台真空泵，10口深井共设置4口真空泵。

群房设置轻型井点10套，沿南北方向设四排，东西方向设四排。

井点平面布置及纵剖面见附图一

6.1.3井体结构设计

本工程基坑开挖底标高有-10.25m,-11.05m,-11.65m,其中第四层土（标高-8.00、坑底范围）含水量很大（平均含水量52.7%），渗透系数很小为0.8-2.5*10-7cm/s降水周期短。

给降水带来极大困难。

根据设计要求，施工现场条件，并结合施工经验按如下设计：

（东南花苑降水示意图附图二）

1.主楼范围内不设轻型井点，只设10口深井，深井滤水管设二道：

第一道长度为1m,设在自然地面（标高-1.15m）下5m--6m,处；第二道长度为3m，根据降水坡度计算深井泵位于基坑底标高下≥1.7m，降水深度为基坑底标高≥0.5m之要求，设在自然地面下10.5m-13.5m处，电梯井处为13.5m-16.5m处。

考虑土层含夹砂，第二道滤水管下接0.5m长沉砂管一道；

深井土孔为Ф650mm，深度为自然地面（标高-1.15m）下17m，中央井加长3m，深20m，以满足电梯井坑需要。

井管采用Ф273钢板卷管，井管上口统一出自然地面0.5m，设置一出水口，一吸气口。

2.基坑开挖标高-10.25m、-11.05m范围，采用10套轻型井点进行降水。

根据降水深度为设计开挖面以下0.5m，用挖土机开沟槽，将总管安装在标高-3.85m处，真空泵也同样安置在该标高（-3.85）处。

总管直径Ф90，长50-55m，支管直径Ф38，管长8m，间距2m，下端设滤水管1.0m长，真空泵型号为JQD-60。

6.1.4施工工艺

轻型井点施工工艺：

测量放线----开槽----布置总管----冲孔----清孔----下轻型井点管----下滤料----总管、支管连接----真空泵安装----真空泵运行----排水

真空深井施工工艺：

测量放线----凿孔----钻机安装就位----水电及设备调试----钻孔----清孔----下井管----下滤料----深井泵安装--真空泵安装----排水

6.1.5主要施工技术要求

1.钻井时要求：

钻井钻杆保持垂直，轻型井点冲枪要垂直;

2.土孔孔径不得小于设计要求；

3.清孔必须达到设计要求；

4.下井管时必须垂直，焊缝必须牢固、不漏气；

5.回填滤料要四周均匀，渐下，以防井管偏位；

6.在安装真空管、排水管后要查封漏气、漏水部位；

7.根据检测坑内水位变化情况，对降水施工进行调整，（观测井点的水位每周观测三次，做好分析和记录）。

8.除抽水时间外，真空泵都需要正常运转，其真空度为0.08MPa。

9.自降水开始，到土方开挖，必须保证不小于7d的降水期。

6.2基坑土方施工

6.2.1开挖沟槽

在基坑轻型井点降水施工前，根据降水要求，在设置轻型井点的位置开挖深2.7m（即相对标高-3.85m）、上口宽5-6m、下底宽1.5m的沟槽，然后在沟槽内布设轻型井点总管，打设支管，进行降水。

6.2.2第一层土方开挖

第一层土方开挖平面图见附图三

第一步：

大面积开挖

（1）区土方至-3.75m，在支撑通过处掏挖沟槽以在其中支模浇筑制钢筋砼支撑，此时（东区）两侧土方未挖，形成护壁土堤阻止东西两侧围护桩的变形。

土方开挖横断示意图见附图五

第二步；开挖两侧

（2）区土方至支撑底标高处，凿除灌注桩桩头进行砼支撑施工。

第三步：

待

（2）区支撑砼强度达到40%时，同时开挖（3）和（4）区土方至支撑底标高处，凿除灌注桩桩头进行砼支撑施工。

第四步：

按第三步的施工方法，进行（5）和（6）区土方及砼支撑施工。

第五步：

按第三步的施工方法，进行（7）和（8）区土方及砼支撑施工。

第六步：

按第三步的施工方法，进行（9）和（10）区土方及砼支撑施工。

第七步：

按第三步的施工方法，进行（11）和（12）区土方及砼支撑施工。

至此，11道砼对撑全部施工结束。

第八步：

待（11）和（12）支撑砼强度达到40%时，同时开挖（13）和（14）区（圆拱区）土方，凿除灌注桩桩头进行砼支撑施工。

使期与中央对撑形成整体，至此，砼支撑体系完全成型。

（15）和（16）区中心岛土方不挖，以用于开挖第二层土（支撑下土方）时修筑入坑坡道。

同时还有利于增大被动土压力，以阻止基坑变形增大。

另外，东侧在砼支撑施工之前，均需凿除灌注桩桩头，要用较长时间，同时控制基坑变形的要求没有西侧高，为此在进行第三步--第七步施工时，可以根据检测结果，适当放大东侧开挖面。

6.2.3第二层土开挖

第二层土开挖平面图见附图四图四

第二层土（支撑下土方）待支撑砼强度达到80%时开挖。

开挖前，先在两个圆拱中心岛修筑坡道与东三、四大门接通并铺路基箱板至中心挖土区，从中心区开始分层分段同时向南北推进。

具体步骤如下（见图）

第1步：

开挖从基坑中心同时向南北、东西四个方向分层分段开挖中间部分土方，及时浇筑砼垫层（包括承台垫层），以尽可能缩短无支撑（垫层）自动暴露时间。

第2、3、4、5、6步：

每个步序中有2个开挖及砼垫层施工工作面，以便基坑在开挖和支撑施工过程中受力对称而平衡，第2、3、4、5、6步序完成后5C轴-20C轴底板砼垫层连成整体可起支撑作用。

第7步：

分别从基坑两大角和两个弧边向圆心推进挖土和垫层施工，在这个步序中有4个开挖及砼垫层施工工作面，以使基坑受力对撑而平衡。

第8步：

分别从南、北两端向圆心推进进行挖土和垫层施工。

第9步：

在南北两侧中心岛区，从西侧向东推进，进行挖土和垫层施工。

至此，基础底板砼垫层（除基坑四周的承台外）全部完成。

主楼深坑及裙房承台（除基坑四周的承台外）土方随挖土顺序一道挖除。

基坑四周的承台土方待裙房底板垫层砼达到10%设计强度后，才进行开挖。

另外，在充分考虑时空效应，从基坑安全出发，第二层土（支撑下土方）最理想的开挖方案是：

第1、2、3步序土方和底板垫层砼完成后，随后进行9C轴-16C轴之间（C楼）钢筋砼底板施工，待C楼区底板砼强度达到一定要求，使得其与围护墙形成一道支撑后，再进行第4-9步序施工，使一个基坑变成三个小基坑，这样基坑最安全。

6.3砼支撑施工

6.3.1施工工艺流程

砼支撑按第一层土开挖顺序分段分块施工。

每一段支撑施工顺：

放线→挖沟槽→垫层→弹线→绑扎钢筋→支模→浇筑砼→养护（拆模）

6..3.2主要施工技术要求

1.垫层要求

待支撑沟槽开挖后，整理土面,铺预制砼垫层块，垫层亦做支撑底模，上铺塑料薄膜一层，以利垫层与支撑脱离。

垫层较支撑宽100mm，两侧挖排水沟。

2.钢筋工程

进入现场的钢筋必须有质保书，并要经复试合格后方可使用。

钢筋在场外制作，拟在场外东侧设置加工场，成型钢筋用车辆运至现场，搭设斜道运入坑内绑扎。

钢筋纵向连接采用闪光对焊和现场绑扎搭接进行接长。

钢筋搭接长度均严格按施工图及规范要求进行施工。

钢筋堆放、搬运及绑扎过程中不得被污染。

支撑钢筋保护层25mm，加设水泥垫块，用铁丝与主筋绑扎牢固。

钢筋搭接长度35d，钢筋锚固长度30d，腋角处附加钢筋锚固长度不小于30d，U形箍单边长度除注明外，不得短于650mm，并且深入主构件的锚固长度不得短于20d。

3.模板工程

模板采用组合钢模拼装，配以木模拼缝，Φ48钢管扣件固定，发生变形的模板严禁使用。

支模前将模板清理干净，涂刷脱模剂。

侧模的拆除需在不损坏梁的棱角情况下进行，一般在砼浇筑24小时后即可。

模板加固方法：

用8#铁丝在垫层表面作对拉杆，确保模板宽度尺寸准确，防止模板跑模涨模。

4.砼工程

支撑系统采用商品砼，强度等级为C35，坍落度为120--140mm。

为减少砼收缩引起的变形，对中心标高-4.55m支撑系统除附图三所示的

（1）区支撑砼外的各支撑、围檩构件砼均需掺微膨胀剂（UEA），掺量12%。

对经一路一侧中心标高-4.55m围檩，为保证其与灌注桩良好的连接，以灌注桩桩壁为外模，清除桩体表面的泥土杂物，并为承担此处圈梁的自重采用吊筋。

支撑砼浇筑时采用泵送。

砼采用振捣器捣实，浇筑完毕，在终凝前将表面抹平，终凝后进行浇水养护，保持砼处于潮湿状态。

按100m3砼留设试块一组，并进行标准养护。

每次浇筑支撑砼还应留两组砼试块，并与支撑砼同条件进行养护，通过其试压结果以掌握砼强度增长情况，以便与安排下一步工作。

6.4底板砼垫层施工

底板垫层砼厚200mm，强度等级为C25，配筋为Φ12@200双向。

底板砼垫层按第二层土（支撑下土方）开挖顺序分块及时施工。

底板砼施工工艺：

清土→绑扎钢筋→支摸→浇筑砼→养护→拆模。

底板垫层砼采用商品砼，用砼泵输送进行浇筑。

承台垫层（除基坑四周承台外）和底板垫层随挖土顺序进行一道施工。

6.5基坑围护结构监测

本工程支护结构监测工作的内容包括：

周边环境变形监测、围护灌注桩侧向变位监测、围护灌注桩钢筋应力监测、围护灌注桩顶位移沉降监测、支撑轴力监测、立柱垂直沉降监测及坑外水位监测。

有关监测点的位置、数量以及监测方法在《东南花苑基坑围护工程监测方案》中有明确说明。

基坑围护结构施工监测工作严格按经业主、监理批准的方案进行。

在基坑开挖期间，要密切注意有关监测结果资料，并作适当分析，掌握基坑的应力应变情况。

同时通过对工程环境变化因素的趋势分析，对基坑围护体系的稳定性、可靠性、安全性进行预测预报，以便根据现场实际情况适当调整施工步骤。

7、现场平面布置

我公司针对基坑挖土和支撑施工阶段的实际情况绘制现场平面图，以实施文明施工。

该施工阶段的现场平面图布置如下：

（现场平面布置见附图六）

（1）道路及通道：

现场设有五个出入口，并设有相应的岗亭。

在基坑开挖过程中，沿基坑周边设一道安全栏杆，支撑上也设适当的安全栏杆，设置入坑爬梯2座。

安全钢栏杆平面见附图七、入坑安全钢爬梯图见附图八。

（2）现场临时供水、排水：

现场Φ100临时供水管沿围墙内侧铺设，每隔80m留一根Φ75立管，设置闸门。

在坑外搅拌桩外侧沿基坑四周设置一条排水沟。

（3）现场临时供电、照明：

在现场布置6个100KVA配电箱，用50m2三相五线电缆与在总变电室接通。

场内设6座灯塔，分别安装3.5KW镝灯，架高4.5m。

（4）其他设施

在场地两端各设一座厕所，其他临设均设置在场外。

8、安全、文明施工管理

8.1安全施工管理

8.1.1现场建立以项目经理为首的安全管理体系（见附表四），设一名专职安全员，对现场安全生产负责日常检查，贯彻“安全第一”和“预防为主”的方针。

8.1.2严格遵守国家和上海市有关安全方面的规范和规程，履行与发包方（业主）签定的安全协议。

严格贯彻项目安全管理计划。

8.1.3加强对工人进行安全教育。

进入工地的人员必须遵守安全生产纪律。

8.1.4加强安全用电管理。

要做到一机一闸、配电箱、配电柜有漏电保护装置。

现场专职电工要经常对用电设备和线路进行检查，杜绝违章施工。

8.1.5该施工阶段是由上向下进行施工，所以在施工期间严禁向下抛投任何物品。

8.1.6出入基坑施工人员必须走安全走道和上下爬梯，严禁不经爬梯任意上下基坑。

8.1.7未经项目生产副经理批准，严禁任何人拆除安全栏杆。

8.1.8挖土期间车辆很多，现场设有专人指挥车辆进出场地。

8.1.9施工人员不得疲劳上岗作业。

8.1.10认真执行深基坑施工有关安全规定，机械操作遵守安全操作规程，严禁碰击支撑、主楼真空深井管、配电箱等。

8.1.11每日由安全员检查围护支撑体系，防止渗水、流砂、基坑地面下沉，防止发生过大侧向压力造成立柱和围护结构倾斜，一旦由情况立即报告，果断处理。

8.2现场文明施工管理

在基坑开挖土方、支撑期间，土方车辆很多，给现场文明施工管理带来很大的困难。

我经理部建立文明施工领导小组，现场文明施工管理由生产副经理负责。

现场设一名文明施工管理员，负责文明施工日常检查监督。

针对该施工阶段的现场情况要特别做好以下几方面的工作：

（1）按照施工总平面布置搭设各种临时设施、材料、产品和机具堆放不侵占场内道路和安全保护措施。

出入车辆按规定线路行使，现场道路保持畅通。

（2）挖土前基坑四周做好排水沟和排水坡，防止地面水流入基坑。

基坑四周不得随意堆放机具物料。

（3）加强保洁工作，及时清扫被污染的道路。

工地大门口设高压水龙头，将出现场土方车冲洗干净。

地面铺设一段麻袋进行保洁，防止途中泥土散、落、漏污染路面环境。

夜间施工要减少噪声对周围的影响。

（4）场地上的材料要堆放整齐。

施工现场每天由专人清扫，以保持现场干净、整洁、无积水现象，排水畅通。

9、质量管理

建立以我公司项目经理部经理为首的质量管理体系（见附表五），以实行全面质量管理。

特别要通过以下几方面加强质量管理。

（1）认真贯彻我公司按照ISO9002标准制订的“质量手册”和各个工作程序文件。

确保每道工序受控，使各部分项工程达到我国现行工程质量检验评定标准的要求。

（2）严格遵守现行有关的施工验收规范和规程。

（3）加强技术管理工作。

做好原材料检验、计量器具检定、技术复核、施工监测工作，杜绝技术失误。

（4）加强对职工的质量教育，提高质量意识，建立优奖劣罚制度，实行全员质量管理。

（5）加强施工预检、中间检和后检，做好隐蔽工程验收。

（6）根据本施工组织设计和各工种的施工工艺，将编制质量验收监督程序，严格执行分包、总包、监理三级验收制度。

10、施工进度管理

计划7月11日开始降水施工，按业主的要求，在确保总工期的前提下，争取97年10月5日将土方全部挖完，97年10月10日垫层全部完成，为此要做好以下几方面的工作。

以保证进度计划得到实现。

（1）计划配备的施工机械要到位，并要保证其能正常运转。

（2）计划投入的施工人员要到位。

（3）在此施工阶段的各种不可预见因素比较多，如有异常情况要针对施工情况及时采取措施。

（4）做好场内外的组织协调工作。

（5）严格检查每天的计划落实情况，以便及时采取对策。

（6）每周召开一次施工协调会，检查本周工作完成情况，分析解决施工中存在的问题，安排下周的工作计划。