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地标建筑超高层地下空间围护结构及降水开挖施工方案
目 录
一、 工程概况
1.工程简介
2.工程概况及周围环境条件
3.场内工程地质及水文条件
( 1) 工程地质条件
( 2) 各土层物理力学指标
( 3) 场内地下水情况
( 4) 不良地质情况
二、 编制依据
三、 基坑围护设计概况
1.基坑围护设计方案
2.基坑降水方案
四、 本基坑工程重点和难点
五、 施工部署
1.项目组织和管理体系
2施工准备工作
3.项目管理目标
4.施工机械准备及劳动力组织
( 1) 各阶段施工机械准备及进出场计划
( 2) 劳动力组织
5、 深基坑工程施工顺序
6.施工进度计划
六、 分部工程施工方案及技术措施
( 一) 基坑降水
1.概述
1.1水文地质概况
2.降、 排水方案
2.1降水方案
2.2排水方案
2.3备用预案
3.降水施工
3.1深井施工
3.2轻型井点施工
3.3排水施工
3.4降水运行
3.5降水阶段应注意事项
4．深井封堵措施
( 二) 土钉墙施工
1.施工准备
2．土钉墙支护结构施工工艺
3．质量检测
4.土钉避让路边管线处理措施
5.附图1-4
( 三) 土方挖运
1.土方工程概况
2.施工及相关项目
3.土方开挖施工方案
3.1施工前准备工作
3.2施工流水段划分
3.3 土方挖土工况
3.4交通组织方案
4.施工组织机构
5.成品保护
6.保洁措施
7.附图1-16
( 四) 基坑内支撑施工及拆除
1.概述
2.内支撑施工
2.1施工流水段划分
2.2施工工艺流程
2.3主要分项工程施工方法
2.3.1模板工程
2.3.2钢筋工程
2.3.3混凝土工程
2.4支撑施工过程中另须注意事项
2.5支撑拆除
3.附图1
七、 基坑工程监测
2. 监测要求
八、 基坑支护应急措施
1.成立应急领导小组
2．职责与分工
3．应急材料准备
4．应急措施
( 1) 围护结构渗水与漏水
( 2) 防止基坑围护侧向位移发展
( 3) 流砂及管涌的处理
( 4) 管线位移的控制
( 5) 雨季应急措施
( 6) 施工中停电的应急措施
九、 工程质量保证措施
1降水阶段质量保证措施:
2土方开挖阶段质量保证措施:
十、 安全生产保证措施
1.安全生产管理制度
2.安全生产措施
( 1) 基本措施
( 2) 土方挖运专项安全措施
( 3) 施工用电安全措施
一、 工程概况
1.工程简介
工程名称:
工程地点:
建设单位:
基坑围护设计单位:
地质勘探单位:
监理单位:
总承包单位:
2.工程概况及周围环境条件
建成后将成为XX市最高的标志性建筑物, 总用地面积17376m2, 总建筑面积209024m2, 共包括两幢办公楼, 西侧塔楼地面以上55层, 东侧塔楼地面以上37层, 均为钢筋混凝土框架－核芯筒结构; 裙楼无地面层, 为1层下沉式广场。
该工程设三层整体地下室, 平面形状大致呈矩形, 平面尺寸约194×78m。基础结构形式: 东西塔楼部分为桩筏板基础, 其余部分为桩承台基础, 工程桩采用钻孔灌注桩。本工程设计±0.000标高相当于黄海高程7.500。地下室底板面设计标高为-12.250, 地下二层楼板面标高-8.000, 地下一层楼板面标高为-4.500。
周围环境条件: 基坑东南侧地下室外墙距红线约4m, 红线外侧为7号路( 公园路) , 7号路下布有电信、 煤气、 给水和雨水管, 距离地下室外墙分别为5.8m、 11.4m、 13.1m和16.4m。基坑西南侧地下室外墙距红线3.3m, 红线外为5号路( 香樟路) 。5号路下布有电信、 煤气、 给水和雨水管, 距离地下室外墙分别为5m、 10.8m、 12.8m和16.3m。以上所指的距离都是从地下室外墙起算。因此基坑围护施工期间应采取切实有效的措施防止周围道路产生沉降、 倾斜及裂缝, 确保电信、 煤气等管线不被破坏。
3.场内工程地质及水文条件
( 1) 工程地质条件
根据勘察报告, 场地勘探深度以浅可划分为10个工程地质层组, 细划为15个亚层。现自上至下分述如下:
①-1层杂填土: 杂色, 松散, 湿~饱和, 由碎石、 碎砖、 砂夹粉性土等混合组成。局部孔段夹有块石。全场分布, 层顶高程6.49~7.96m, 层厚0.6~7.3m。
①-2层素填土: 灰色, 主要成分为粉土, 很湿, 松散~稍密, 含少量碎石。静探锥尖阴力qc=1.70~4.39Mpa, 平均值2.42Mpa; 实测标贯锤击数N=4.5~14击, 平均值5.9击。全场分布, 层顶标高2.25~7.30m, 层厚0.50~3.40。
全新统( Q4) 上层:
②-1层砂质粉土: 灰色, 湿~很湿, 中密, 含云母。有明显摇震反应, 无光泽, 干强度、 韧性低。底部局部相变成粉砂。静探锥尖阻力qc=4.36~8.45Mpa, 平均值5.60Mpa; 实测标贯击数N=7~19击, 平均值11.2击, 属中等压缩性上层, 全场分布, 层顶高程0.72~4.15m, 层厚0.60~3.00m。
②-2层砂质粉土夹粉砂: 灰色, 湿~很湿, 稍密, 含腐木含有机质, 夹粘土、 粉砂薄层。摇震反应一般, 略有光泽, 干强度、 韧性低。静探锥尖阻力qc=3.57~5.20Mpa, 平均值3.98Mpa; 实测标贯击数N=3~16击, 平均值7.0击, 属中等偏高压缩性土层。全场分布, 层顶高程-0.78-3.76m, 层厚2.70~12.30m。
②-3层粉砂: 青灰色, 饱和, 稍密, 含云母、 贝壳。静探锥尖阻力qc=4.57~10.89Mpa, 平均值5.79Mpa; 实测标贯击数N=7~21击, 平均值10.6击, 属中等压缩性土层, 局部分布, 层顶高程-5.82~-9.75m, 层厚1.00~3.50m。
②-4层砂质粉土: 灰色、 青灰色, 湿, 稍密, 含云母, 夹粘土薄层。有摇震反应 略有光泽, 干强度、 韧性低。静探锥尖阻力qc=2.49~4.38Mpa, 平均值2. 94Mpa; 实测标贯击数N=4~17击, 平均值6.3击, 属中等偏高压缩性土层, 全场分布, 层顶高程-7.32~-12.13m, 层厚1.5~6.30m。
⑤层淤泥质粉质粘土: 灰色, 流塑, 含有机质、 云母。无摇震反应, 略有光泽, 干强度、 韧性中等。静探锥尖阻力qc=0.76~1.58Mpa, 平均值0.85Mpa, 属高压缩性土层。全场分布, 层顶高程-13.18~-15.55m, 层厚2.00~-6.10m。
晚更新世( Q3) 土层:
⑥-1层粉质粘土: 灰绿色, 软可塑。无摇震反应, 有光泽, 干强底、 韧性高, 静探锥尖阻力qc=1.25~2.44Mpa, 平均值1.48MPAa; 实测标贯击数N=7~20击, 平均值9.6击, 属中等压缩性土层, 全场分布, 层顶高程-10.31~15.85m, 层厚1.30~4.00m。
⑥-2层粉质粘土: 褐黄色, 硬可塑为主, 含氧化铁。无摇震反应, 有光泽, 干强度、 韧性较高。底部夹粉土、 粉砂层。静探锥尖阻力qc=1.94~2.46Mpa, 平均值2.08Mpa; 实测标贯击数N=10~29击, 平均值15.1击, 属中等压缩性土层, 全场分布, 层顶高程-17.15~23.21m, 层厚5.40~13.50。
⑥-3层粉质粘土: 褐黄色, 软可塑, 含氧化铁。无摇震反应, 有光泽, 干强度、 韧性较高。底部段夹多量粉土、 粉砂。静探锥尖阻力qc=1.65~3.08Mpa, 平均值1.84Mpa; 实测标贯击数N=7~22击, 平均值9.7击, 属中等压缩性土层, 全场分布, 层顶高程-24.35~-31.02m, 层厚1.40~6.20m。
⑧-18层粉细砂: 灰黄、 褐黄色, 饱和, 稍密, 含氧化铁。局部孔段夹砂质粉土, 含泥质。实测标贯击数N=14~31击, 平均值18.8击, 属中等压缩性土层, 局部分布, 层顶高程-28.62~-31.03m, 层厚1.40~3.70m。
⑧-1层中砂: 灰黄、 褐黄色, 饱和, 中密为主, 含氧化铁。含少量砾石, 不含泥质。静探锥尖阻力qc=8.7~9.2Mpa, 平均值9.0Mpa; 实测标贯击数N=20~50击, 平均值26.9击, 属中等压缩性土层, 局部分布, 层顶高程-28.65~-33.53m, 层厚0.20~5.50m。
⑧-2层含泥圆砾夹砾砂: 灰色, 饱和, 中密, 砾石粒径以1-3cm为主, 最大粒径8~10cm, 卵石占20%左右, 砾石含量40%左右。卵砾石成分以石英砂岩、 熔结凝灰岩为主, 亚圆形, 质硬。充填物为细砂、 粘土。属低压缩性上层, 局部分布。
⑧-夹1层砾砂: 灰色, 饱和, 中密, 砾石粒径以1~3cm为主, 最大粒径8~10cm, 砾石含量30%左右, 卵砾石成分以石英砂岩、 熔结凝灰岩为主, 亚圆形, 质硬。充填物为细砂、 粘土。重型圆锥动探锤击数N63.5=5.5~77击, 平均值30.5击, 属低压缩性土层。呈透镜体状分布, 层厚0.40~5.30m。
⑧-夹2层含砾中砂: 灰色, 饱和, 中密, 砾石含量10%左右, 静探锥尖阻力qc=8.7~9.2Mpa, 平均值9.0 Mpa; 实测标贯击数N=8~55击, 平均值18.1击, 属中等偏低压缩性土层。呈透镜体状分布, 层顶高程-38.42~-52.70m, 层厚0.50~5.00m。
⑧-3层含泥圆砾: 灰色饱和, 密实, 局部孔段夹薄层粉砂。卵砾石粒含量20~40%左右。粒径以2~4cm为主, 4~6cm次之最大粒径11cm以上; 卵砾石矿物成分以砂岩和熔结凝灰岩为主, 其次为石英砂岩、 硅质岩, 原岩均为硬质岩, 亚圆形。充填物为中细砂、 粘土, 含较多泥质成分。实测重型圆锥动探锤击数N63.5=12~125击, 平均值42.4击, 属低压缩性土层。其中ZK15孔深度55m以下粒径较大, 钻进情况判断大于20cm。全场分布, 层顶高程-31.85~-36.74m, 层厚12.50~18.60m。
白垩系下统朝川组( K1c) 基岩:
⑩-1层全风化泥质粉砂岩: 紫红色, 岩芯呈柱状, 质软 已基本风化呈土状。实测重型圆锥动探锤击数N63.5=17~62击, 平均值29.9击。仅深孔局部揭露, 层顶高程-52.80~-54.64m, 层厚0.30～2.20m.。
⑩-2层强风化泥质粉砂岩、 含砾砂岩: 紫红色, 岩芯呈柱状, 泥质胶结, 完整性较好, 手掰可折断, 锤击易碎。以泥质粉砂岩为主, 遇水易软化。实测重型圆锥动探锤击数N63.5＝15～142击, 平均值65击。层顶高程-52.45～-55.52m,层厚0.70～6.20m。
⑩-3-1层中风化一强风化含砾砂岩: 紫红色, 岩芯呈长柱状, 泥质胶结, 锤击易断, 裂隙不发育, 遇水易软化。实测重型圆锥动探锤击数N63.5＝55～200击, 平均值75击。层顶高程-56.24～-60.94m。层厚0.50～6.40m。
⑩-3-2层中风化泥质粉砂岩、 含砾砂岩紫红色, 岩芯呈长柱状, 泥质胶结, 锤击易断, 裂隙不发育, 遇水易软化。以泥质粉砂岩为主, 实测重型圆锥动探锤击数N63.5＝32～200击, 平均值75.9击。层顶高程-54.30～-63.77m, 层厚12.90m( 未揭穿) 。
( 2) 各土层物理力学指标
各层土体的物理力学指标详见表1。
表1 各层土物理力学指标
土 类
层号
重度γ(kN/m3)
粘聚力c( kPa)
摩擦角(°)
渗透系数
kv( cm/s)
杂填土
①-1
17.5
10
10

素填土
①-2
18.0
4
15

砂质粉土
-1
18.8
4
27
4.5x10-4
砂质粉土夹粉砂
②-2
18.8
4
25
7.0x10-4
粉砂
②-3
19.
2
28
1.6x10-3
砂质粉土
②-4
18.9
5
25
2.0x10-4
淤泥质粉质粘土
⑤
17.7
15
12
2.2x10-7
粉质粘土
⑥-1
19.3
36
13.5
6.4x10-7
粉质粘土
⑥-2
19.4
45
18
7.1x10-7
粉质粘土
⑥-3
19.7
30
15
2.0x10-7
( 3) 场内地下水情况
本场地浅部地下水属孔隙潜水, 主要接受大气降水和西北侧新塘河水的渗入补给。勘察期间测得地下水位埋深在2.4～3.2m左右, 相应的地下水位高程为3.83～5.15m。
( 4) 不良地质情况
本工程底板的底标高基本在第②层, 而第②-1层、 ②-2、 ②-3、 ②-4层土以砂质粉土及粉砂土为主, 透水性强, 本工程深度２１ｍ以内砂质粉土、 粉砂渗透系数建议值为1.6E-03～2.0E-04ｃｍ／ｓ, 基坑土方开挖时易产生塌方、 流砂等不良地质现象, 因此在施工过程中须加强围护结构的止水防渗和坑内降水措施。
二、 编制依据
根据建设部 第213号文件的有关要求, 为了在基坑围护施工中做到技术先进、 经济合理、 确保基坑边坡稳定、 基坑周围道路及地下设施安全, 制定本施工方案。方案编制综合了工程地质与水文条件、 基础类型、 基坑开挖深度、 降排水条件、 周围环境对基坑侧壁位移、 施工季节、 支护结构形式等因数。本方案主要内容包括基坑降水、 土钉墙施工、 土方挖运及内支撑施工与拆除。
1) XX省XX建设工程有限公司提供的《XX财富金融中心岩土工程勘察报告》( 详勘)
2) 基坑围护设计方案(XX省建筑设计研究院);
3) 建筑地基处理技术规范JGJ79-
4) 建筑桩基技术规范JGJ94-94
5) 建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-
6) 锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-
7) 建筑基坑支护技术规范JGJ120-99
8) 混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-
9) 钢筋焊接及验收规范JGJ18-96

三、 基坑围护设计概况
1.基坑围护设计方案
本工程基坑围护采用钻孔灌注桩结合二道混凝土内支撑的复合支护结构。上部采用土钉墙支护, 钻孔灌注桩采用900和1000直径, 基坑周边设一排三轴水泥搅拌桩作防渗止水帷幕, 坑内外均采用自流深井降水。上部土钉墙共设三道土钉, 顶面第一道为φ48×30钢管@1200,Ｌ=6m,下两道为φ20钢筋@1200, Ｌ=6m,坡面喷射80厚C20砼, 内配φ6.5@200×200钢筋网。钢筋混凝土内支撑由支撑梁, 压顶梁, 围檩梁及格构式钢立柱组成, 第一道支撑顶标高-5.300mm, 第二道支撑顶标高-10.100mm。
2.基坑降水方案
本工程基坑内外均采用自流深井降水, 东西塔楼电梯深坑处辅以轻型井点降水。
四、 本基坑工程重点和难点
本工程的重点是基坑降水, 降水效果如满足不了设计要求, 则可能会产生流砂、 管涌、 土坡失稳、 滑塌等严重后果, 从而影响基坑的整体稳定和施工的正常进行。
基坑土方挖运是本工程的难点, 本基坑开挖深度深, 平面尺寸大, 空间效应小, 基坑周边距离用地红线及现有道路很近, 三侧道路均有较多的市政管线, 基坑土方开挖应合理控制围护体的变形, 确保基坑临近设施的安全和正常使用。
五、 施工部署
1.项目组织和管理体系
围护施工阶段成立以项目经理领导, 各部门及分项工程负责人负责的三级管理系统。全面负责施工过程中的质量、 安全、 进度、 文明施工等的组织协调和管理工作, 各小组成员明确分工, 责任到人。我项目在整个围护施工阶段对人力、 机械、 材料进行科学规范管理, 确保工程顺利进行。组织管理体系如下:
浙江项目总经理

大宗材料采购经理

项目经理

项目总工

工程部经理
商务经理

支撑施工负责人
土方负责人
土钉墙负责人
降水负责人

土方施工队

支撑施工队
降水施工队
土钉墙施工队

项目经理: 对工程进度、 质量、 安全、 文明施工向业主全面负责; 代表单位履行对业主的合约, 并代表业主行使对项目所有分包商的协调管理权。
项目总工: 为项目的技术负责人, 领导技术部。全面落实设计意图, 对项目的总体施工策划、 技术管理负责。
工程部: 全面实施生产计划,协调各作业队伍质量、 进度、 安全和文明施工; 平衡协调机械、 材料、 劳动力等资源; 负责统筹、 协调质量、 安全、 文明施工管理工作, 对分部分项工程和隐蔽工程质量验收, 收集, 整理工程资料, 施工队伍进场前安全教育。
技术部: 编制各项施工方案, 负责技术核定、 技术复核、 技术资料与技术管理工作,
物资部: 负责物资材料资源信息反馈、 物资检验、 供应、 管理, 依据项目部生产计划目标及时协调和调整
商务部: 负责对业主的合同造价、 预算与结算的送审及审定工作, 向业主提交工程月度报表, 每月及时作出工程成本分析报告, 参加经济谈判并起草各类经济合同, 做好合同报批工作, 做好工程施工图预算参加项目部经济活动分析。
2施工准备工作
( 1) 现场场地勘查: 摸清工程场地情况, 收集施工需要的各项资料, 包括施工场地地形、 地貌、 运输道路、 邻近建筑物、 管线、 地上施工范围内的障碍物和堆积物状况, 排水系统等, 以便为施工规划和准备提供资料和数据。
( 2) 技术准备: 检查图纸和资料是否完全, 核对平面尺寸和标高, 图纸相互间有无错误和矛盾; 掌握设计内容及各项技术要求, 了解工程规模、 结构形式、 特点、 工程量和质量要求; 熟悉土层地质、 水文勘察资料; 会审图纸搞清地下构筑物与基础和周围地下管线等的关系; 编制各专项施工方案; 进行技术交底; 工程场地测量定位及放线抄平。
( 3) 临水、 临电及临时施工道路布置。
3.项目管理目标
1) 安全生产目标
杜绝重大伤亡事故, 减少一般事故; 无工程事故和重大设备事故。
2) 质量目标
确保工程质量合格。
4.施工机械准备及劳动力组织
( 1) 各阶段施工机械准备及进出场计划
1) 降水阶段主要机械设备
设备名称
型号
单位
数量
进出场时间
备注
成孔钻机
GXY-1
台
5～6
07.4.5-07.4.30
降水井成孔
发电机组
120kw
台
2
07.4.8-08.4.6
备用
泥浆泵
3PN泵
台
6
07.4.5-07.4.30

排污泵
WQ7-20
台
6
07.4.5-07.4.30

深井泵
QX1.1-6-25
台
125
07.4.8-07.9.20

电焊机
315F-3
台
1

2) 土钉墙施工主要机械设备
设备名称
型号
单位
数量
进出场时间
备注
空气压缩机

台
4
07.4.20-07.9.1
压入锚杆
砼喷射机

台
4
07.4.20-07.9.1
喷射细石砼
挤压式灰浆泵

台
4
07.4.20-07.9.1
管中注水泥砂浆
交流电焊机

台
4

焊接钢筋
台钻

台
4

钻孔
砂浆搅拌机

台
4

3) 土方施工主要机械设备
设备名称
型号
单位
数量
进出场时间
备注
PC200挖机

台
6
07.4.7-07.8.21

PC100挖机

台
8
07.4.7-07.8.21

加长臂挖机

台
4
07.4.7-07.8.21

机动翻斗车

辆
3
07.4.7-07.8.21

路基箱

块
50
07.4.7-07.8.21

15T~20T自卸车

辆
80
07.4.7-07.8.21

4) 支撑施工主要机械设备
设备名称
型号
单位
数量
进出场时间
备注
塔吊

台
4
07.4.20-08.1.10

混凝土输送泵

台
2
07.4.20-08.1.10

电焊机

台
4
07.4.20-08.1.10

螺纹滚压设备

台
2
07.4.20-07.12.31
钢筋加工
钢筋对焊机

台
2
07.4.20-07.12.31
钢筋加工
钢筋调直机

台
2
07.4.20-07.12.31
场外
钢筋切断机

台
2
07.4.20-07.12.31
场外
钢筋弯曲机

台
2
07.4.20-07.12.31
场外
空压机

台
30
07.10.5-07.11.21
支撑拆除
手提式电锯

台
6

模板工程

( 2) 劳动力组织
1)降水施工队30人, 抽水维护阶段10人;
2)土钉墙施工队30人;
3)土方挖运60人, 人工配合清底50人;
4)基坑支护施工阶段支撑施工200人;
5)支撑梁人工凿除50, 破碎外运100。

5、 深基坑工程施工顺序
打设坑内外深井、 进行基坑降水 施工土钉墙及土钉墙支护范围内的土方开挖 施工压顶梁及第一道内支撑, 进行混凝土养护 第一道内支撑混凝土土强度达到80%设计后, 开挖至第二道支撑底标高 施工围檩及第二道内支撑, 进行混凝土养护 当围檩及第二道内支撑混凝土强度达到80%设计强度后, 分层分块挖土至坑底标高 人工清土、 浇筑混凝土垫层 电梯井深坑轻型井点降水施工 电梯井深坑土钉墙支护及土方开挖 、 垫层浇筑
施工基础底板及传力带二 待基础底板及传力带二砼强度达到设计要求拆除第二道内支撑 施工地下二层楼板、 楼板与围护桩之间的传力带一及钢斜撑 待传力带一砼达到设计要求拆除第一道内支撑 施工地下室顶板 验收 外墙防水 回填土
6.施工进度计划