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深基坑开挖及支护工程安全专项施工方案 新.docx

1、深基坑开挖及支护工程安全专项施工方案 新 青洋路(武进大道至老342省道)快速化工程一标段武进大道下穿通道基坑开挖及支护工程安全专项施工方案江苏恒基路桥有限公司青洋路快速化工程一标项目部二0一三年十一月第一章编制依据与工程概况一、编制依据及编制原则(一)编制依据 1、青洋路(武进大道至老342省道)快速化工程一施工标段 2013年8月设计的武进大道隧道设计施工图;2、工程地质勘察报告;3、建筑基坑支护技术规程 (JGJ 120-2012);4、混凝土结构工程施工质量验收规范(GB 50204-2011);5、地基与基础工程施工及质量验收规范(GB 50202-2002);6、地下工程防水技术规

2、范(GB501082011);7、地下防水工程质量验收规范(GB 50208-2011);8、建筑地基处理技术规范(JGJ79-2012);9、建筑结构荷载规范(GB50009-2012);10、建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范(JGJ166-2008);11、钢结构设计规范(GB50017-2011)12、公路工程建设现场安全管理标准化指南(二)编制原则1、坚持统筹安排,编制施工计划,并按此配备劳动力、机械设备,确保按期完成。2、坚持机械化、标准化作业,严格按照招标文件和有关要求组织施工。3、坚持分区作业、点面结合、均衡生产的原则,根据实际情况,合理安排施工工序,做好施工中的监测,同时有

3、针对性的制定预警方案,保证工程施工安全。4、坚持按专业化组织施工的原则,组织强有力的管理机构和优秀的专业施工队伍,承担施工任务。5、坚持安全、文明、环保施工、以人为本的原则,做好安全管理控制、水土保持、环境保护、交通疏导等工作。(三)编制范围本专项施工技术方案编制范围:青洋路(武进大道至老342省道)快速化工程一施工标段武进大道隧道工程,起始桩号为WJK4+765-WJK5+335,全长共570米;含基坑降排水、深基坑开挖、支护与基坑围护结构及暗埋段箱体结构等工作内容。二、工程概况(一)工程简介青洋路(武进大道至老342省道)快速化工程一施工标段,武进大道下穿通道的起始桩号为WJK4+765-

4、WJK5+335,全长共570,共分22个节段。其中WJK4765K4985、WJK5115WJK5335为敞开段,分别单节长度西到东(25*8+20)m、( 25*8+20)m,共18节段,长440米。WJK4+985-WJK5+115为暗埋段,节段长度分别是(30+3035+35)m,共4个节段,长130米。通道全宽27米,采用双向六车道。敞开段采用“U”型船坞结构,暗埋段采用钢筋混凝土箱涵结构。内部结构采用C35防水混凝土浇注,抗渗等级P8,底板下设C20混凝土垫层及细石混凝土保护层,底板上设C30混凝土调平层,在道路中心位置设置1.5米宽中央分隔带,侧墙顶设置护栏。武进大道下穿通道工程

5、基础采用钻孔灌注抗拔桩基础,其中A型桩(立柱桩)45根,桩径800mm; B型桩 (抗拔桩)314根,桩径800mm; 800桩长有10m、11m、12m、13m、14m、16m、18m、24m,八种。基坑围护结构形式有SMW工法桩支撑体系。SMW工法桩直径为850mm,间距600mm。工法桩插入深度比为0.8,根据基坑的深度不同,850桩长有5m、6m、7m、9m、11m、13m、15m、16m、17m、18m、26m,11种。本工程设计工法桩水泥土搅拌桩采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,水泥掺量为20%,型钢的插入方式均采用“隔一插一”,插入深度为工法桩底以上1米,型钢规格为H700300

6、1324。基坑安全等级设计为二级。等级的划分参照施工设计图与表3.1.32、根据工程类比与计算,对于不同深度的基坑分别采用管井降水和SMW工法桩围护,基坑均采用明挖法施工。(二)工程名称及建设地点1、工程名称:青洋路(武进大道至老342省道)快速化工程一施工标段武进大道隧道工程,始桩号为WJK4+765-WJK5+335。2、建设地点:常州市武进区礼嘉镇。(三)工程规模及结构形式1、 工程规模:主要为下穿通道的土建及结构工程,包括敞开段、暗埋段的施工降水、基坑土方开挖、内支撑体系、箱体结构等内容;其中暗埋段箱体结构宽度为29米。 2、 结构形式:通道敞开段采用“U”型船坞结构,暗埋段采用矩形箱

7、体框架结构。(四)设计标准汽车荷载等级:公路一级;项目区地震动峰值加速度为0.1g;基坑保护等级为二级,地面最大沉降量0.15H,围护桩最大水平位移量0.2H,桩顶最大水平位移量0.1H。(五)主要工程数量主要工程数量:土方开挖:9.3万 m3;临时支撑及连接用型钢:约2100t,结构混凝土 3.5万 m3;结构钢筋4800t。 (六)地下水及地质情况: 场地地下水类型分为两种:一种是赋存于层填土中的上层滞水,主要由于大气降水和地表径流补给,水量较小,水位受大气降水影响明显。第二种是赋存于粉土夹粉质粘土、粉砂、粉砂。河水是其主要补给来源,水量丰厚,上层滞水静止水位标高为1.2米左右,水位变化幅

8、度在0.50米之间。下穿段土方地质情况主要由粘性土及粉性土组成拟建区域地质及场区工程地质条件稳定,其具体地层情况如下:填土:杂色,湿,松散,主要由粉质粘土构成,厚度0.46-2.18米。1粉质粘土:灰褐色,可塑状态,稍光滑,摇震无反应,强度中等,层厚1.5-3.13米。2粉质粘土:黄褐色,可塑状态,稍光滑,摇震无反应,强度中等,层厚1.5-3.13米。粉土夹粉质粘土:黄灰色,湿,中密,摇震反应中等,干强度低,层厚1.8-3.8米。粉质粘土:灰色、软塑,摇震无反应,干强度中等,层厚1.80-4.20米。粉砂:黄灰色,饱和,中密,无光泽,摇震反应迅速,干强度低,层厚2.5-11.51米。1粉质粘土

9、:灰色,软塑,摇震无反应,干强度中等,层厚0.79-3.26米。2粉质粘土:灰色,流塑,稍光滑,摇震无反应,干强度中等,层厚1.82-10.54米。粉质粘土:黄灰色,可塑,摇震无反应,干强度中等,层厚0.89-11.77米。粉砂:黄灰色,饱和,中实,无光泽,摇震反应迅速,干强度低,层厚1.5-13.94米。粉质粘土夹粉土:黄灰色,可塑,稍光滑,干强度低,层厚1.5-13.94米粉质粘土:黄灰色,可塑,稍光滑,摇震无反应,干强度中等,层厚2.51-18米。第二章施工组织部署一、施工平面布置图二、人员组织机构框图项目经理:潘曙青常务副经理:孙明项目总工:陈元骏项目副经理:仲小飞施工队长:李小伟三、

10、机械、材料准备情况表基坑土方开挖、支护机械设备及进场时间计划表序号名称规 格数量用 途计划进场时间1长臂挖掘机W1 100/A2台用于基底土方开挖2014.32短臂挖掘机WL 100/A4台用于一般土方开挖2014.33自卸汽车12辆用于土方运输2014.34吊车50t2台用于钢支撑吊装2014.35空压风炮机2台用于破除桩头2014.36电焊机6KW2台用于钢支撑、牛腿等焊接2014.3 说明:设备进场时间计划,视进场条件将时间顺延。主要材料进场表序号材料名称单位数量备注132a槽钢t25用于连系梁2300*300mm钢板块248用于牛腿3609*16mm钢管t1020用于钢支撑4活络头个1

11、80用于钢支撑5钢围檩t160用于第钢支撑第三章降水施工方案一、水文地质条件及参数基坑挖深最深9.5m,计算范围面积:约1.15万m2;水位标高按地面下0.7m计,承压水含水层厚度M为5.4m,基坑水位降深sd=9.3m,渗透系数k=2.5m/d,采用管井进行降水。 计算模型:均质含水层承压-潜水完整井。二、基坑涌水量计算影响半径(R)值按下式进行计算计算:式中:井水位降深(m);当井水位降深小于10m时,取=10m,其余符号同前。基坑等效半径() 按下式进行计算式中:A为基坑面积(m2)。基坑涌水量(Q)的计算基坑总涌水量(Q)按承压潜水完整井公式进行计算式中: M承压含水层厚度(m);三、

12、管井数量(n)的计算 单井出水量计算考虑到目前能放入315PVC管井管中的潜水泵额定出水能力为4.5m3/h,降水效率系数取0.25,管井使用效率系数取0.3进行计算得:q=4.50.250.324=8.1m3/d。 井数计算井数按下列公式进行计算: n=1.1Q/q=1.1*522.66/8.1=71(口)结合图纸工程量及实际施工经验,共布设降水管井80口,可以满足设计要求。四、降水主要施工方法1、降水井布置降水井沿边沟一侧布置,横向间距10米,纵向间距15米,井底距基坑最深处顶面净距约3米。在现场建筑临近5米处设置观测井,观察降水后对原有降水建筑物影响。2、降水井结构基坑四周降水按照上述初

13、步设计进行。降水井孔径为315mm,全孔下入水泥砾石滤水管,管底封死,管外填滤料。滤料的规格:下部47mm,上部24mm。滤料填至孔口径以下12m,上部回填粘土封至孔口。3、降水井周边应采取的措施在边沟、基槽一侧修建一条明渠,以便抽出的水汇集在一起,防止土壤被水冲走,引发地质灾害。4、排水沟施工沿管沟外围用机械配合人工开挖一条排水沟,沟槽用塑料薄膜铺,根据自然地面高程布置排水渠,所有基坑内的地下水集中通过排水渠,引入附近河道内,防止抽出来的地下水回渗。五、降水井施工工艺及要求1、施工准备(1)测量定位:用测量仪器定出轴线及标高,确定井位。(2)用KE-1000干钻孔连续钻孔取土。(3)组织协调

14、好施工作业人员进场工作及井具设备堆放场地。(4)现场供电、供水及场地平整由甲方协助解决。2、工艺流程及工艺要求降水井施工工艺流程及工艺要求见下页表1。六、降水技术要求 抽水工作要求做到:1、每台水泵抽水不能间断。2、抽水需要24小时派员值班,并作好抽水记录,以掌握抽水动态。3、每日二次(间隔12小时)定时对观察井进行水位观察,选取一个地方作为观察点,水位观察要在抽水前进行,并做好观察记录。4、每口井平均降水周期为90天。表1 降水井施工工艺流程及工艺要求工艺流程工艺要求定位通过测量仪器定出井位,并严格按照设计井位成孔。钻机就位时必须对准所定孔位,机架水平、正直,井位误差不超过10cm。成孔采用

15、正循环钻进工艺,成孔直径为40mm,钻进过程中,根据不同的地层合理选用钻压、转速、泵量等技术参数,采用自然造浆护壁,成孔垂直度偏差小于1%。清孔清孔的目的是将成孔后的稠泥浆及孔内的泥浆冲出。下管本工程拟采用PVC管,下管时所有深井的底部要通过测量控制在一个水平面上:为了保证井管不靠在井座上和填砾厚度,在井管上加设扶正器(门形钢管架)。填砾所用材料为粒径38mm的瓜子片。填砾高度至孔口2m处,填砾时采用管外返水快投法,封闭井口从管内送入清水,当送入的水从孔中返回时,即可快速均匀的沿着井管四周撒入砾料,如此砾料中的杂质和细砾可顺循环槽排走。洗井洗井工作必须在下管填砾后及时进行,拖延的时间越长,泥浆

16、与砂土、砾料一起凝固后洗井越困难,洗井时必须用清水冲洗,以达到要求。下泵洗井完成后,将潜水泵下放至井底。七、质量保证措施1、技术员和质检员,对成井的各个环节进行质量控制和检查,发现问题及时解决。2、必须按施工工艺的要求及操作规程执行。3、原始资料是整个工程施工的真实反映,是检查工作质量的重要依据。各班组记录人员、质量监督人员、施工管理人员都必须认真填写记录,各种数据做到准确、齐全、清楚。4、井深直径必须达到或大于设计直径。5、井的深度应达到或不超过设计井深的正负2%,采用绳尺进行抽检。6、井的顶角偏斜不超过1度,钻机在坚实的基础上,避免钻机钻孔时机身发生移动。八、安全保证措施1、施工人员必须严

17、格遵守施工现场安全生产“六大”纪律及安全操作规程,尤其是进入现场必须带安全帽,扣好帽带。“六大”纪律:(1)、 进入现场必须戴好安全帽,扣好帽带;并正确使用个人劳动防护用品。(2)、 2m以上的高处、悬空作业、无安全设施的,必须系好安全带、扣好保险钩。(3)、 高处作业时,不准往下或向上乱抛材料和工具等物件。(4)、 各种电动机械设备必须有可靠有效的安全接地和防雷装置,方能开动使用。(5)、 不懂电气和机械的人员,严禁使用和玩弄机电设备。(6)、 吊装区域非操作人员严禁入内,吊装机械必须完好,吊臂垂直下方不准站人。2、每天上岗前施工负责人必须对全体施工人员进行安全交底,施工班组有专人做好“三上

18、岗”工作。操作人员必须对自己所使用的机具和作业环境进行认真检查,确定无隐患后方可施工。3、机械维修必须在停机状态下切断电源、挂警示牌,并派专人监护。4、所有电器设备必须进漏电保护器,严格按照施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005规范要求组织施工。具体着重做到以下几点:(1)、建立临时用电施工组织设计和安全用电技术措施的编制、审批制度,并建立相应的技术档案。(2)、施工现场内临时用电的施工和维修必须有经过培训后取得上岗证书的专业电工完成,电工的等级应同工程的难易程度和技术复杂性相适应,初级电工不允许进行中、高级电工的作业。(3)、配电系统应设置室外总配电箱和分配电箱,实行分级配电。(4

19、)、开关箱应由末级分配电箱配电。开关箱应“一机一闸一箱”,每台用电设备应有自己的开关箱,严禁用一个开关电器直接控制两台及以上的用电设备。第四章深基坑土方开挖与支护方案一、开挖概述本基坑工程根据设计及开挖方法,分为放坡开挖、有围护无支撑开挖和有围护有支撑开挖三种。根据施工条件,基坑开挖深度在01.715m采用放坡开挖的型式,基坑开挖深度在1.7158.797m采用SMW工法复合墙围护加钢支撑型式进行开挖。基坑开挖时,均采用通道纵向开挖法,分段、分层、分区开挖,开挖以机械为主,人工修挖为辅。基坑开挖深度、宽度及支护类型见下:平面图1平面图2平面图3平面图4平面图5平面图6横剖图开挖、支护施工遵循的

20、原则:1、尽可能增加开挖工作面和运输线,采用高挖高弃、低挖低弃的原则。2、在基坑开挖平面内,土方开挖时,分段、分区、分层对称进行,不得超挖。3、无支护段基坑开挖采用从上到下分块开挖的原则,根据不同开挖过程选择不同的放坡坡度。4、开挖前作好截、降排水措施,保证开挖过程中的排水畅通。5、 遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则。二、开挖方案1、开挖前的准备工作(1)基坑降水:在基坑开挖前20天进行地下水降水,确保地下水水位控制在开挖面1m以下;在基坑开挖过程中不出现渗水等现象;另外,地下水的降排应贯穿基坑开挖及结构施作施工全过程。下穿通道基坑开挖深度不均匀,敞开放坡段开挖深度为0.5

21、277.915m不等,围护敞开及暗埋段基坑开挖深度为7.9158.797m,基坑降水深度较大,在下穿进出口敞开放坡开挖段主要采用管井降水。由于在引道段揭露的地层主要为粘土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土等,为潜水含水层,因此,管井深度可以以微、弱透水粉土为隔水底板,来降低引道段基坑中的地下水。对于明挖暗埋段箱体结构,基坑开挖深度较大,除揭露粘土、粉质粘土外,还揭露了淤泥质粉质粘土,淤泥质粉质粘土为承压水,为保证施工安全,基坑开挖时主要是降土层中的承压水。基坑壁由于采用了三轴水泥搅拌桩内插H型钢的复合墙形式支护结构,具有止水功能,因此坑内主要采用明沟排水沟(坑)与轻型井点降水相结合的方式。为确保坑底稳

22、定,降低坑底承压水头高度,按开挖深度的不同,分段采用疏干降水和减压降水。由以上分析得知,通道基坑降水主要有两种方式: 深基坑内用轻型井点降水结合明沟排水。 (2)施工图设计设置观测井,为有利于对地下水位进行有效观测和施工监测,必要时可考虑在明挖暗埋段左右两侧各设置2个地下水观测井,具体设置位置详见施工图管井与观测井布设平面图。 (3)测量放线:按图纸定出各主要特征点以及边坡线,并对原地面标高进行复测,绘制横断面图,整理资料报监理工程师确认。(4) 清除地表植被、树根、腐植土、表层土等所有土方杂物。(5) 开挖前作好截、降排水设施,保证开挖过程中的排水畅通。(6)依施工图设计,基坑降水根据有无围

23、护结构和开挖深度的不同,分别采用管井降水与明沟疏干排水相结合的方式;WJ K4+765-WJK4+790与WJK5+290-WJK5+335三段(即WJK1WJK21、WJK22段), 属于放坡开挖和无支撑地段,根据设计采用管井降水。WJK4+790-WJK5+290(WJK2WJK20段)属于围护结构和钢支撑段, 根据设计在基坑内采用明沟疏干排水的方式; 明沟疏干排水采用在基坑内开挖纵、横向临时排水沟,在逐段开挖的下一个较深段落基坑围护结构范围设置2个集水坑,用潜水泵排出基坑之外。基坑内排水沟设置在基坑开挖过程,为防止基坑两侧滲水和雨天积水对土方开挖的影响,在基坑全范围内均设置临时排水沟,具

24、体设置如下:a WJK4+765WJK4+840(WJK1WJK3段)与WJK5+265WJK5+335(WJK20WJK22段)基坑两侧,各设置一条0.5*0.2m的纵向排水沟,每隔40米设置一条0.2*0.2m的横向排水沟连通。b 在WJK4+840WJK5+265(WJK4WJK19段),沿基坑中心线位置设置一条顶宽为14米、底宽2米、深3米的梯型沟,便于格构柱牛腿、连系梁安装,同时在梯形底部一侧设置0.4*0.4米的排水沟连通集水井。抽水泵配置根据本下穿基坑开挖正进入梅雨季节的不利因素,拟在本项目配备1.52.2KW潜水泵6台,其中4台用于正常排水,2台备用。另配置管径为46英寸的胶水

25、管300米。2、便道设置 根据土方外运的需要,在土方开挖之前需要在基坑南侧设置施工便道,土方挖运临时施工便道宽度8米,路面高程为4.6米(冠梁顶下0.2米,冠梁顶标高为4.8米),便道路面结构采用50cm厚的道渣填筑,确保行车安全。3、开挖原则本工程基坑开挖始终坚持分段、分层、对称、均衡、限时开挖、随挖随撑的原则;挖土分层厚度不超过2米,在开挖过程中可根据地下土质调整开挖厚度但不得超过2米;尽可能缩短围护结构无支撑情况下的暴露时间,减小基坑变形和地面沉降;无支护段基坑开挖采用按设计放坡要求开挖;开挖前作好截、降排水措施,保证开挖过程中的排水畅通。4、施工步骤 本下穿工程项目土方开挖分为三部分五

26、个段落,即两道支撑(一个段落)、一道支撑(两个段落)与放坡开挖(两个段落)。每一部分开挖采取不同的开挖方法。两道支撑起始桩号为WJK4+940-WJK5+165(WJK8WJK15段),该段土方计划共四台挖掘机施工(其中长臂挖机2台,短臂挖机2台);一道支撑分两段,第一段计划两台挖掘机施工需10天完成;第二段计划两台挖掘机施工需14天完成;放坡开挖段分两段,第一段计划两台挖掘机施工需20天完成;第二段计划两台挖掘机施工需20天完成。5、土方开挖顺序及方法1)开挖顺序(1)、土方开挖施工纵向分段开挖顺序:放坡开挖段一道支撑段两道支撑段。有支撑段按8m为一个节段, 随撑随挖。(2)、横向:先中间,

27、后两侧,左右两侧对称开挖。2)开挖方法(1)土方开挖步骤:a开挖基坑放坡段,最大开挖深度为1.7米,可一次开挖成形;此段开挖在基坑中心线设置临时便道,运输车辆从基坑南端运至弃土场;b开挖一道支撑段,分两层对称开挖完成;此段开挖也在基坑中心线设置临时便道,便道出口设置在西侧,运输车辆从东南侧运至弃土场;c开挖两道支撑段:第一次开挖第一道砼支撑处中心处开始开挖梯形沟, 梯型沟面宽为14米,深度为3m,底宽2米,横向边坡1:2,纵向坡度按1:3考虑,确保纵、横边坡稳定;梯形沟开挖便于格钩柱牛腿及钢连系梁安装和基坑排水;此开挖分段开始,按8米为一个节段,由西向东逐段施工,安排2台挖机配备6台运输车,每

28、一个节段需在3小时内完成土方开挖。此开挖完成后迅速集中力量破除格构柱下桩头与安装牛腿及钢连系梁;其余段落由此东向西拓展,按8米为一开挖节段,逐段施工。第二次开挖从第一道支撑至第二道支撑底开挖,安装第二道第一根钢支撑,安装第二道第一根钢支撑后,按每一个节段长度8米进行分段开挖,待第一个节段第一、第二道钢支撑均安装完成后,再进入下一节段施工。以此类推逐段完成。要求在当天开挖当天完成钢支撑.第三次开挖从第二道支撑下与结构垫层底以上的土体开挖,采用长臂挖机与人工开挖相结合的方法, 长臂挖机停置在基坑两侧临时施工便道上进行横向开挖(如果长臂挖机挖不到的位置,则采用在基坑底部用小型挖机向基坑两侧倒运土方)

29、,此开挖要预留30cm用人工整平,以防超挖。人工整平完成后迅速集中力量逐段进行结构垫层与底板施工。同时按基坑降水要求设置好排水沟。6、支撑施工1)支撑体系施工概况本标段第一道撑采用钢筋混凝土支撑,第二道撑采用609*16(234kg/m*29=6786kg)钢管支撑体系维护稳定。纵向钢管支撑间距为4m。在基坑中部增设钢格构柱。本标段内支撑体系由水平钢管支撑、钢筋混凝土冠梁、钢围檩、钢牛腿、格构式立柱组成。钢支撑安装工艺流程图:测量放线围护结构墙面修凿找平锚固钢围囹预拼检查支撑钢围囹施加支撑预应力施工结束拆除钢支撑结构施工2)钢支撑施工注意事项(1)钢支撑施工原则是边挖边撑,先撑后挖。(2)每段

30、施工结束后(阶段施工节点)、作业班交接班过程中以及作业班下班之前,尤其晚上进行的交接班,必须对钢支撑的支撑情况进行检查;其次,晚上下班时,如果该段钢支撑未施工完毕,必须等钢支撑施工完毕后才能下班。(3)钢支撑安装,先在场外分两节拼装好后再运至施工场地,在钢支撑活络接头与钢围檩处施加一个力,将钢支撑固定住,将钢契敲入钢围檩与钢支撑的缝隙处。3)钢支撑的使用规定:钢支撑规格必须按设计图纸要求来选用。钢支撑应采用两点吊装,吊点一般在离端部0.2L左右为宜。支撑两端的标高差不大于20mm及支撑长度的1/600;支撑挠曲度不大于支撑长度的1/1000;支撑水平轴线偏差不大于30mm;支撑中心标高及同层支撑顶

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