基坑及土方开挖施工组织方案.docx
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基坑及土方开挖施工组织方案
双流县第一人民医院迁建工程PPP项目
基坑及土方开挖施工组织方案
冶金工业部华东勘察基础工程总公司成都分公司
二〇一五年十二月
双流县第一人民医院迁建工程PPP项目
基坑及土方开挖施工组织方案
项目负责:
编写:
审核:
审定:
总工程师:
总经理:
提交单位:
冶金工业部华东勘察基础工程总公司成都分公司
提交时间:
二〇一五年十二月
附1:
施工平面布置图
附2:
施工进度横道图(含土方开挖)
附3:
《安全生产专项方案》
附4:
土方开挖施工平面图
附5:
土方开挖剖面图
一、工程概况
1.1拟建物简况
本工程位于成都市双流县城北上街与航都大道交口西南角位置。
主要结构由住院楼,门诊医技楼和大底盘地下室三部分组成,附属工程为污水处理站、制氧站、门卫室等。
项目净用地面积137.25亩,总建筑面积约21万m2。
由双流县第一人民医院建设,四川省蜀通岩土工程公司岩土勘察和基坑支护及降水设计。
本工程中地下车库的建筑±0.000m为黄海高程+497.20m,基础垫层底建筑标高为-6.95m,基坑开挖深度为7.0m,基坑轮廓线周长约为1150m,面积约为70000m2,拟建物层数为5层、9层,建筑物高度分别为门诊医技楼23.95m、住院楼36.8m;场地平坦,拟建场区现状地形在护坡桩施工前场地已基本平整完毕,现场地坪建筑标高约为496.80m。
基坑西侧不具备放坡开挖空间,东、南、北三侧具备小面积放坡开挖的空间。
工程重要性等级属二级,场地为中等复杂场地,中等复杂地基,岩土工程勘察等级乙级。
据相关规定,基坑安全等级为二级。
1.2场地工程地质及水文地质条件
1)地质条件
根据钻探揭露,将场地内地基土自上而下划分为:
第四系全新统填土层(Q4ml);第四系全新统(Q4al+pl)冲洪积粉质粘土、粉土、细砂、砂卵石层。
各土层的分布埋藏情况见工程地质简易柱状图。
各土层的主要性状特征描述如下:
耕土:
黄褐色,松散,稍湿,成分主要为粘土及植物根须、腐殖质。
杂填土:
杂色,松散,稍湿,成分主要为卵石、砂粒、生活垃圾及粉质粘土,为人工近期回填而成,未经压实。
粉质粘土:
灰黄色、灰色,可塑,稍湿,成份以粘粒为主,粉粒含量次之,无摇振反应,稍有光泽,干强度中等,中等韧性。
粉土:
灰黄色、灰色,松散,成分以粉粒为主,粘粒及砂粒含量次之,无摇震反应,少有光泽,干强度中等,韧性中等。
细砂:
浅黄色、灰色,湿~饱和,松散,成份主要为长石、石英、云母及暗色矿物,含少量粘粒及粉粒,摇振反应中等,无光泽反应,干强度低,韧性低。
卵石土:
褐黄色、灰色,松散~密实,湿~饱和,卵石成份以花岗岩、石英岩、灰岩为主,卵石含量在50~80%左右,卵石粒径以20~190mm为主,大者可达200mm以上,卵石磨圆度较好,以圆状、亚圆状为主,卵石风化程度以微风化为主,少量呈强风化状,充填物为粉粒、砂粒及少量粘粒,卵石土中局部夹薄层细砂。
2)水文条件
(1)气象
根据成都市气象局观测资料,成都地区属亚热带气候区:
1、气温:
多年年平均气温16.1°C,极端最高37.30°C,极端最低-5.90°C;
2、降水量:
多年平均降水量为911.6~983.9mm,丰水期为6~9月,其降水量占全年降水量的74%,枯水期为12~2月;
3、相对湿度:
相对湿度多年年平均为82.1%;
4、风速、风向:
多年年平均风速1.35m/s,最大风速14.8m/s,极大风速27.4m/s;最多风向NNE;
5、大气影响:
成都地区大气影响深度3m,大气影响急剧深度1.35m;
6、干燥度:
成都地区干燥度为0.65~0.94。
(2)地下水特征
拟建场地内东南侧分布周家碾沟,西南至东流向,沟宽约2.5m,深度约1.5m,目前该沟无水。
场地西侧红线外紧邻一条水渠,水渠宽约5.0m,深约3.0m,目前该沟无水,勘察期间场地无地表水分布。
场地属成都平原岷江水系一级阶地地貌,拟建区地形大体平坦,局部略有起伏,地面高程为495.0~500.0m(黄海高程),相对高差为5.0m。
该场地内地表水不发育。
根据所搜集的水文地质资料和勘察结果,场地地下水为赋存于第四系砂卵石层中的孔隙潜水,主要受岷江、大气降水和地下水径流补给,并通过地下径流、蒸发方式排泄。
勘察期间(2013年4月)为平水期,实际测得拟建场地的地下水水位埋深为地面下10.00~11.40m,由于该场地佳兆8号工程正在降水,降水井深度为20m,东侧迎港花园工程正在进行基础施工,也在降水,故该场地受周围施工影响水位埋藏较深,而该场地正常水位位于地面以下约4.00m,对应高程为498.00m;每年1~3月为枯水期,6~9月为丰水期,其余时间为平水期,其丰枯期季节水位变化幅度为1.50~2.50m左右,历史最高水位位于地面以下约2.00m,对应高程为500.00m;根据成都市水文资料可知该场地地下水渗透系数K=22m/d。
(3)水的腐蚀性
根据勘察报告,地下水对混凝土结构微腐蚀性;对混凝土结构中钢筋有微腐蚀性;对钢结构具微腐蚀性。
1.3场地环境条件
(1)工程位置
双流县第一人民医院基坑工程位于双流县东升镇北蛟村11大队5组,航林路北侧,航园路东侧,航都大道南侧。
项目所在地卫星图
(2)场地条件
项目场地及周边情况表
现场西侧为市政道路-城北上街,为双向四车道,红线外紧邻一条水渠,水渠宽约5.0m,深约3.0m,西侧污水管道埋藏深度为2.50~3.30m。
图1:
现场西侧城北上街现状
现场南侧为市政道路-航林路,较窄,非城市主干道,行人和车辆均不多,道路南侧无建筑。
雨水管道埋藏深度为2.35m。
图2:
现场南侧航林路现状
现场东侧为规划道路和居民小区。
图3:
现场东侧社区
现场北侧为市政道路-航都大道,为市政主干道,供水管道埋藏深度为1.65m。
图4:
现场北侧航都大道现状
场地地面标高介于501.50~506.50m之间,相对最大高差约5.00m。
地势低平开阔,原为一片农田耕地和居民居住区,局部分布土丘。
图5:
场内现状
图6:
场地现状
现场有较多树木。
施工之前需要移栽。
拟建场地内东南侧分布周家碾沟,西南至东流向,沟宽约2.5m,深度约1.5m。
施工之前需要处理。
图7:
现场东南侧水沟
现场西侧有水渠,宽约5m,深约3m。
浇筑二区地下室混凝土时,需要在渠上搭建临时桥梁。
图8:
现场西侧水渠
二、编制依据
2.1相关规范规程
序号
名称
编号
1
建筑地基基础工程施工质量验收规范
GB50202-2009
2
工程测量规范
GB50026-2007
3
建筑边坡技术规范
GB50330-2013
4
建筑基坑工程监测技术规范
GB50497-2009
5
建筑基坑支护技术规程
JGJ120-2012
6
建筑机械使用安全技术规程
JGJ33-2012
7
施工现场临时用电安全技术规范
JGJ46-2005
8
建筑施工安全检查标准
JGJ59-2011
9
供水水文地质勘察规范
GB50027-2001
10
岩土工程勘察规范
GB50021-2001
11
建筑与市政降水工程技术规范
JGJ/T111-98
12
供水水文地质手册
13
《建筑桩基技术规范》
(JGJ94-2008)
14
《建筑与市政降水工程技术规范》
(JGJ/T111—98)
15
《岩土锚杆(索)技术规程》
(CECS22:
2005)
16
《建筑地基基础设计技术规范》
(GB50007-2011)
17
《测量规范》
GB50026-2007
18
《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》
(建质【2009】87号文)
19
《成都市建筑工程安全文明施工设施标准化图例》
20
《成都市建筑工程深基坑施工管理办法》
(2009)
21
《绿色建筑评价标准标准》
GB/T50378-2006
22
《施工现场临时用电安全技术规范》
JGJ46-2005
23
《成都地区基坑工程安全技术规范》
DB51/T5072-2011
24
《关于进一步强化我市深基坑施工安全管理的通知》
成建委监发【2012】37号)
25
《双流县第一人民医院迁建工程一期工程岩土工程勘察报告》
26
《双流县第一人民医院迁建工程一期工程总平图》
27
《双流县第一人民医院迁建工程一期工程基础图》
28
《双流县第一人民医院迁建工程一期工程基坑支护工程设计》
29
其它国家、地方相关现行建筑工程施工标准、规范、规程
2.2基坑施工设计概要
根据甲方提供设计文件,基坑施工中,降水采用管井降水,支护体系采用排桩+土钉墙方式,分项列表为:
1)降水井表1
井数
(口)
井距
(m)
井深
(m)
井径
(mm)
管径
(mm)
单井出水量(m3/d)
泵量
(m3/h)
混凝土井管
滤管长
实壁管长
40
约30
17.5
Φ600
Φ350
按设计
3×2.5
4×2.5
注:
其中坑内布4口。
2)排桩表2
部位
桩径
(m)
桩间距
(m)
孔深(m)
桩长
(m)
嵌固段
(m)
钢筋
桩数
桩芯砼
纵筋
加强
箍筋
三角筋
螺旋箍筋
A-B
1.00
2.50
11.4
10.8
5.1
19
22
+4
16
16
@2000
16
@2000
Ф10
@100
124
C30
3)冠梁表3
宽(mm)
高(mm)
长(m)
主筋
箍筋
砼
1.00
0.60
308.5
16
16
2Φ10@200
C30
4)桩间网喷砼表4
植筋
钢筋网片
加强筋
喷细石砼
泄水孔
直径
长度
(m)
强度
等级
厚度
(mm)
规格
长度
(m)
仰角
(0)
16
0.36
Φ8@250
16@1000
C20
100
ф75PVC
@1000
5
5)土钉墙
①土钉表5
部位
排数
坡比
长度
(m)
倾角
(°)
孔径
(mm)
杆体
材料
间排距(m)
注浆
Sx
Sy
水灰比
注浆压力
(MPa)
B-CD-E
段
第一排
1:
0.4
6
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
第二排
1:
0.4
5
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
第三排
1:
0.4
4
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
第四排
1:
0.4
3
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
C-D
F-G段
第一排
1:
0.4
7
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
第二排
1:
0.4
6
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
第三排
1:
0.4
5
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
第四排
1:
0.4
4
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
E-F
G-H段
第一排
1:
0.4
8
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
第二排
1:
0.4
7
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
第三排
1:
0.4
5
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
第四排
1:
0.4
4
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
第五排
1:
0.4
3
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
污水处理站
第一排
1:
0.4
6
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
第二排
1:
0.4
5
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
第三排
1:
0.4
3
15
50
φ48焊管
1.0
1.5
0.50:
1
>0.5
②砼面板表6
砼靣板
网片
加强筋
泄水孔
材料
间距
(mm)
材料
间距
(mm)
与土钉
连接方式
材料
间距(m)
仰角
长度
C20细石砼
d=100
HPB
φ8
250×250
HRB
16
同土钉
焊接
φ50
PVC
1.0×1.5
5°
2.3工程难点重点
1)工期要求紧。
2)本工程建设地点处于双流县城北上街与航林路交口位置,从勘察报告可知现场地下水位较高,且在开挖深度范围内均为卵石土,渗透系数较大,地下水易降低。
排水工作量大;
3)本工程基坑北侧、南侧临近路灯电缆及污水、雨水管道等市政管线和市政道路,来往车辆较多,因此基坑附近存在动荷载;
4)由于基坑面积较大,坑内护坡桩124根,桩间距为2.5m,桩净距1.5m,挖除桩间土时难度很大;
5)本工程土方开挖深度为7m,在一级放坡3.5米处为淤泥质土,车辆无法行走,需分层退台开挖;
三、施工部署及主要施工方法
3.1施工准备
包括:
场地准备、技术准备、劳动力准备、施工机具准备、施工材料准备等。
3.2总体工序及衔接
3.2.1总体工序
施工准备场地平整测量放线设置测量控制点降水井旋挖桩、土钉墙施工冠梁、变形监测点设置及坑顶排水系统土方挖运桩间护壁(喷射混凝土)、土钉墙依次类推至基坑底部清除马道,马道部位护壁。
3.2.2工序衔接
1)施工准备期间,即熟悉设计图、平整场地、土方修建清洗站、铺设施工用水用电设施和生产生活设施修建,同时完成沉砂池、排水管道的修建铺设工作。
2)降水井施工一定时间后,开始旋挖桩施工。
3)旋挖桩施工一定时间后,插入土方开挖工作,土钉墙跟进。
土方开挖,在冠梁工作面以外的区域进行,预留15.00m的宽度作为冠梁的施工工作面。
前期土方开挖,临时边坡采用1:
1的自然放坡坡率。
4)冠梁施工完毕一定凝期后,进行冠梁预留的工作面的开挖工作,桩间护壁、土钉墙等随后跟进。
以后土方,采用分层开挖的方案,每次开挖高度按设计。
3.2.3配合与交叉施工
1)基坑开挖、基坑支护和基坑降水,三者之间是连续的,也是相互关联、互相制约的。
开挖、支护、降水必须流水作业、交叉施工、紧密配合,方案调整时也是一变俱变。
施工中紧密配合,是实施本方案一大原则。
2)降水井与旋挖桩施工交叉。
施工降水井一定时间后(以相互不影响为原则),安排旋挖桩施工。
3)旋挖桩与土石方施工交叉。
在旋挖桩中后期,在土钉墙部位(桩15m外)土方介入开挖,土钉墙跟进。
4)待桩及冠梁施工完并达一定凝期后,土石方开挖与桩间喷护、土钉墙交叉。
按照设计分层开挖要求,开挖一层土石方,施工一层桩间护壁、土钉墙,逐层完成。
土石方开挖和支护施工应做好配合工作,逐层分段呈流水线推进,使施工顺利进行。
交叉施工时间衔接见进度表图。
3.3施工进度计划
3.3.1总进度计划
根据工程范围及工期要求,在分析该工程特点和施工方案的基础上,充分借鉴长期积累的地下大型构筑物施工经验,经过我单位各专业对进度的分解、细化,然后汇总、协调、讨论,对施工中重点、难点在方案上进行了优化。
各阶段施工工期控制见《深基坑施工进度表图》。
3.3.2施工进度横道图
附后。
3.4降水井施工
3.4.1降水井施工
1)依据设计图纸,本工程共设置40口降水井,其中基坑上口设置36口,基坑内布置4口。
井距约30m,井深17.5m,井径350mm,滤管每节长2.5m,共三节,实壁管每节长2.5m,共四节,如图所示。
2)施工流程如图
成孔φ600
砼井管安装
填砾
洗井
铺设排水管
建沉淀池
安装水泵
布设电路
抽降水
定孔位
安装钻机
3)主要施工方法
(1)放测孔位:
按设计图纸及现场建设方提供的红线为依据,用GTS332全站仪实地放测。
放测时,注意防止降水井与俟后锚孔交叉,避免灌浆浆液进入降水井,影响降水。
(2)成孔:
采用CZ—22型冲击钻机,泥浆护壁,冲击钻进成孔。
孔径600mm,上部松散土层采用套管护壁,砂卵石层中采用粘土泥浆护壁。
(3)成井:
成孔后按设计要求及时下入内径300mm,外径350mm的钢筋砼井(滤)管。
井管下毕,管孔间隙填入粒径0.20~1.00cm的砾石作为井孔间过滤层,然后黏土封填井口。
(4)洗井:
成井后采用空压机、活塞、潜水泵反复交替洗井,以排出护壁泥浆和砂,洗通水路、恢复井壁自然地层状态、保证水流通畅。
出水含砂率小于1/20000。
(5)降水:
降水井各井下入30~40m3/h,扬程为30m的深井潜水泵或离心泵、污水泵实施抽(降)水。
3.4.2降水
场地采用口径为Φ89~300mm无缝钢管作排水管道,长度沿基坑周围敷设。
每井设置一个配电箱,配电线路架空。
场地内设置沉砂池,沉砂池(三级)按照设计要求尺寸施工。
排出的水经三级沉淀后,进入市政雨水管道。
3.5支护桩施工
3.5.1支护桩设计
依据本工程图纸,基坑西侧A-B段为灌注桩支护,总计124根。
灌注桩桩径为1m,桩间距2.5m,桩长10.8m,嵌固段长5.1m,桩心混凝土强度等级为C30,如下图所示
3.5.2工艺流程
场地平整测定桩位旋挖成孔清孔钢筋笼制安浇筑砼成桩。
旋挖灌注桩施工流程图:
制作护筒
开挖埋设护筒
钻机就位
开挖埋设护筒
供水
制作护筒
钻孔泥浆
钻进成孔
泥浆沉淀
泥浆池
钻机就位
供水
清孔
泥浆备料
泥浆泵
钻孔泥浆
制作钢筋笼
组拼及检验导管
安放钢筋笼
钻进成孔
测量沉碴厚度
放置注浆管
备制砼
测量砼面高度
吊运砼
灌注水下砼
泥浆池
拔除护筒
截除桩头、无损检测
泥浆泵
清孔
组拼及检验导管
安放钢筋笼
制作钢筋笼
泥浆备料
3.5.3主要施工方法
1)测放桩位
根据设计的支护桩平面位置及控制坐标测放出支护桩桩位,桩定位点拉“十字”线钉放的四个控制桩,并打入木桩或者用白灰点出中点,以作标记。
桩位测放偏差应控制在5cm以内。
2)旋挖成孔
(1)钻机就位
旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置,并在操作室内有仪表准确显示电子读数,当钻头对准桩位中心“十字”线时,各项数据即可锁定,勿需再作调整。
钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确,误差控制在2cm内。
第一米成孔后,据桩定位点控制桩拉十字线为基准,埋设钢护筒。
护筒选用10mm厚钢板卷制而成,护筒内径为设计桩径+20cm,长度2.0m,上部开设2个溢浆孔。
护筒埋设时,由人工、机械配合完成,主要利用钻机旋挖斗将其静力压入土中,其顶端应高出地面20cm,并保持水平,埋设深度1.8m,护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm。
护筒埋设要保持垂直,倾斜率应小于1.5%。
校中并将±0.000高程标在孔壁上,用于控制桩孔深度。
(2)调制护壁泥浆
护壁泥浆调制的好坏是钻孔桩施工是否顺利的一个关键性指标,本工程现场设泥浆池(含回浆用沉淀池及泥浆储备池),大小一般为钻孔容积的1.5~2.0倍,要有较好的防渗能力。
在沉淀池的旁边设置渣土区,沉渣采用反铲清理后放在渣土区,保证泥浆的巡回空间和存储空间。
制备泥浆的设备有两种,一是用泥浆搅拌机,一是用水力搅拌器。
使用粘土粉造浆时最好用水力搅拌器;使用膨润土造浆时用泥浆搅拌机。
现场设置回浆池回收护壁泥浆,作泥浆再生处理。
回收泥浆经沉淀净化后(采用重力沉降除渣法,即利用泥浆与土渣的相对密度差使土渣产生沉淀以排除土渣),输送到储浆池中,在储浆池中加入适量纯碱和CMC作进一步处理,经测试合格后重复使用。
(3)泥浆循环系统的布置
根据现场实际情况,在中间场地设置一个造浆池和泥浆净化、循环系统,具体布置如下图所示:
(4)钻进
成孔前必须检查钻头保径装置、钻头直径、钻头磨损情况,施工过程对钻头磨损超标的及时更换;根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度;据护筒标高、桩顶设计标高及桩长,计算出桩底标高,以便钻孔时加以控制。
钻机就位时,必须保持平整、稳固,不发生倾斜。
为准确控制孔深,应备经校核的百米钢丝测绳,并观测自动深度记录仪,以便在施工中进行观测、记录。
钻进中必须控制钻头在孔内的升降速度,防止因浆液对孔壁的冲刷及负压而导致孔壁塌方。
根据地层、孔深变化,合理选择钻进参数,及时调制泥浆,保证成孔质量。
由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度;当软地层变为硬地层时,要减速慢进;在易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩径;对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率;砂层则采用慢转速慢钻进,并适当增加泥浆比重和粘度。
刚开始要放慢钻进速度,放斗要稳、提斗要慢。
经常检查钻杆垂度,特别是在孔口5~8m段,钻进过程中要注意通过控制盘来监控垂直度,如有偏差及时纠正。
而且,必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注入泥浆,使孔内水头保持一定高度,以增加压力,保证护壁的质量;钻进达到要求孔深停钻后,注意保持孔内泥浆的浆面高程,确保孔壁的稳定。
孔底沉淤控制。
旋挖钻斗的切削、提升的机理与常见回转钻进的正、反循环成孔完全不同。
前者是通过钻斗把孔底原状土切削成条状载入钻斗提升出孔,后者是通过钻头把孔底原状土打碎由泥浆循环带出地面。
前者底部面缓,钻至设计标高对土的扰动很小,没有聚淤漏斗,所以要加强稳定液的管理,控制固相含量,提高粘度,防止快速沉淀,还要控制终孔前两钻斗的旋挖量。
成孔深度达到设计要求后,应尽快进行钻机移位、终孔验收工作;从清孔停止至混凝土开始浇灌,应控制在1.5~3h内,一般不得超过4h,否则应重新清孔。
成孔中,设专职记录员记录成孔过程的各种参数,如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。
记录必须认真、及时、准确、清晰。
(5)清孔、成孔验收
清孔。
根据钻孔桩桩底的设计标高和护筒顶标高,计算出钻孔深度,用测绳检测孔深,到位后进行清孔。
清孔采用挖斗反复捞取沉渣,直到其厚度符合规范和设计要求。
成孔验收。
成孔达到如下质量标准后,即可进行下一工序的施工。
成孔验收标准表7
护筒埋设偏差(mm)
孔径偏差
(mm)
孔深偏差
(mm)
桩位偏差
(mm)
沉渣厚度
(mm)
50
±50
300
100
≤50
3)
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