深基坑开挖专项施工方案专家论证1共31页.docx
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深基坑开挖专项施工方案专家论证1共31页
大连机车二期水泵房基坑专项施工方案
第一章工程概况
一、工程概述
水泵房：
本项目为一般工业建筑，主要由水池、地下水泵房、控制室、软水制备间及变电所组成；总建筑高度为5.70m，室内外高差0.3m。
总建筑面积1169.28m2，其中地上建筑面积398.52m2，地下水泵房建筑面积770.76m2（地下水池不计入建筑面积）。
建筑类别为3类，合理使用年限50，水泵房结构形式为钢筋混凝土框架结构，地上一层，地下一层。
火灾危险性类别为戊类，耐火等级二级。
抗震设防烈度7度。
屋面防水等级Ⅱ级。
二、工程地质和水文地质
（一）工程地质
1、杂填土：
回填时间不超过2年，但已经经过强夯处理。
厚度2米。
2、强风化板岩：
厚度为1.9~3.4米。
3、中风化板岩：
厚度为15.64米
（二）水文地质
大连市位于亚欧大陆的东部、太平洋的西海岸，地处北半球的中纬度。
市区三面环海，一面连接陆地，形成依山傍水的自然地理环境。
本区属温带季风气候，并具有海洋影响的特点。
其主要特征是冬夏风向明显交替，影响整个气候的变化。
冬季主要受蒙古及西伯利亚冷高压的控制，多为偏北季风，气温较低，降水少。
夏季受太平洋副热带高压的控制，盛行东南季风，气温较高，降雨多。
春、秋两季则为过渡性变化气候。
在季风气候的基础上并受海洋影响的情况下，本区气候总的特点是气候温和、四季分明，空气湿润，降水集中，风力较大。
大连地区属于北温带季风气候区，并具有海洋影响的特点，本区属暖温带大陆性季风半岛气候区，雨量集中，冬季寒冷，夏季炎热，八月最热，一月最冷。
1、根据国标《建筑气象参数标准》提供的大连市气象资料（1951—1980年），主要气象要素如下：
（1）、年平均温度10.20С，极端最高温度35.30С，极端最低温度-21.10С。
（2）、平均年总降水量658.7mm；一日最大降雨量171.1mm。
（3）、全年平均风速5.2m／s；30年一遇最大风速31.0m／s；全年最多风向N，频率15%；最大积雪厚度37cm。
2、根据《建筑结构荷载规范》，50年一遇本市基本风压0.65kN/m2，基本雪压0.40kN/m2；100年一遇本市基本风压0.75kN/m2，基本雪压0.48kN/m2。
3、据大连市××局气候资料室统计。
1971—2019年气象资料如下：
（1）、相对湿度（%）
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
月平均
56
56
55
56
61
74
84
81
69
62
60
58
月最大
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
（2）、气温（0C）
年极端最高干球温度：
35.3；日期1972年
年极端最高湿球温度：
27.7；日期1994年
连续5天平均最高温度极值：
32.7
连续5年平均最低温度极值：
-16.6
（近20年连续5天平均最低温度极值：
-16.1）
（3）、雷暴（天）
年平均雷暴日数：
20.3
最多年雷暴日数：
30
最少年雷暴日数：
11
（4）、冰雹
累年最大冰雹直径：
20厘米
年平均冰雹次数：
0.9次
（5）、台风
年平均台风次数：
1.5次
台风出现月份：
6月—9月
10分钟平均最大风速（1971-2019）24.7米/秒；风向：
SW；时间：
1985.8.19
瞬时极大风速（1991-2019）：
33.8米/秒；风向：
N；时间：
1994.8.16
累年10分钟平均最大风速：
33.3米/秒；风向：
N；时间：
1956.02.28
说明：
（1）、所提供资料除风以外均为1971年-2019年。
（2）、观测站经度：
121.38E；纬度：
38.5N；观测场拔海高度91.5米。
（3）、测风仪距地高度
1969.4.1—1984.11.13：
16.5米
1984.11.14—2019：
19.0米
（4）、10分钟平均最大风速观测时段：
1951-1956、1971-2019
瞬时极大风速感测时段：
1991-2019
4、土壤标准冻结深度0.70米，最大冻结深度0.93米。
5、据大连市区旅顺口地区海潮观测资料表明，年平均潮位-0.066米，年高潮位1.954米，年最低潮位-2.816米，年平均高潮位0.964米，年平均低潮位-1.116米，受台风影响时，最大海浪高达8米。
三、施工场地条件
根据本工程施工现场实际条件，结合现场踏勘，项目部布置主要在业主规定的红线范围内，并按方便施工、经济实用、管理方便的原则进行布设，实行标准化管理，力求做到科学、合理、文明、规范。
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6.75米，根据周边的条件，基坑开挖及施工通道，西侧坡道两侧随高度变化均按照下图边坡支护结构进行施工。
（一）基坑支护形式
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次且每天观测2次，时间为上午开工前，下午收工后。
（2）土体侧向变形监测
基坑开挖过程中每开挖支护一层观测一次。
（3）基坑内四角各凿一集水坑，集水坑深1米，直径1米，始终低于工作面1米。
基坑四周设置排水明沟，分别流向集水坑，防止雨季施工地表明水。
第三章总体施工安排
本基坑边坡支护工程随土方开挖进度逐层进行加固施工。
本工程土方开挖分3个层次进行开挖。
第一次开挖将整个平面降标-2.5米。
第二阶段开挖至-6.00米。
第三个阶段开挖至-7.25米。
其中-6米和-7.25米工作面预留人工清槽层。
第四章基坑支护计算书
本计算书参照《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业出版社、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著人民教同出版社、《地基与基础》第三版中国建筑工业出版社、《土力学》等相关文献进行编制。
计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算，由于该计算过程是大量的重复计算，故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果，省略了重复计算过程。
本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上的作用力。
西侧及南侧边坡计算书
一、参数信息:
条分方法：
瑞典条分法；
条分块数：
14；
不考虑地下水位影响；
放坡参数：
序号放坡高度（m）放坡宽度（m）平台宽度（m）条分块数
12.003.001.500.00
23.502.004.000.00
31.250.502.000.00
荷载参数：
序号类型面荷载q（kPa）基坑边线距离b0（m）宽度b1（m）
1满布10.00----
土层参数：
序号土名称土厚度坑壁土的重度γ坑壁土的内摩擦角φ内聚力C饱容重
（m）（kN/m3）（°）（kPa）（kN/m3）
1风化岩7.0021.5032.5030.0022.00
二、计算原理:
根据土坡极限平衡稳定进行计算。
自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。
将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着：
1、土条自重，2、作用于土条弧面上的法向反力，3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。
将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足≥1.3的要求。
三、计算公式:
Fs=∑{cili+[（γh1i+γ'h2i）bi+qbi]cosθitanφi}/∑[（γh1i+γ'h2i）bi+qbi]sinθi
式子中：
Fs--土坡稳定安全系数；
ci--土层的粘聚力；
li--第i条土条的圆弧长度；
γ--土层的计算重度；
θi--第i条土中线处法线与铅直线的夹角；
φi--土层的内摩擦角；
bi--第i条土的宽度；
hi--第i条土的平均高度；
h1i--第i条土水位以上的高度；
h2i--第i条土水位以下的高度；
γ'--第i条土的平均重度的浮重度；
q--第i条土条土上的均布荷载；
其中，根据几何关系，求得hi为：
hi=（r2-[（i-0.5）×bi-l0]2）1/2-[r+l0-（i-0.5）×bi]tanα
式子中：
r--土坡滑动圆弧的半径；
l0--坡角距圆心垂线与坡角地坪线交点长度；
α--土坡与水平面的夹角；
h1i的计算公式
h1i=hw-{（r-hi/cosθi）×cosθi-[rsin（β+α）-H]}
当h1i≥hi时，取h1i=hi；
当h1i≤0时，取h1i=0；
h2i的计算公式：
h2i=hi-h1i；
hw--土坡外地下水位深度；
li的几何关系为：
li={arccos[（（i-1）×bi-l0）/r]-arccos[（i×bi-l0）/r]×2×r×π}/360
θi=90-arccos[（（i-0.5）×bi-l0）/r]
四、计算安全系数:
将数据各参数代入上面的公式，通过循环计算，求得最小的安全系数Fs：
------------------------------------------------------------------------------------
计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）
第1步5.63435.5091.2263.2283.453
示意图如下：
计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）
第2步2.72449.929-0.0299.8789.878
示意图如下：
计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）
第3步2.73436.9604.46111.32312.170
示意图如下：
--------------------------------------------------------------------------------------
计算结论如下：
第1步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=5.634>1.30满足要求!
[标高-2.500m]
第2步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=2.724>1.30满足要求!
[标高-6.000m]
第3步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=2.734>1.30满足要求!
[标高-7.250m]
北侧及东侧边坡计算书
本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上的作用力。
一、参数信息:
条分方法：
瑞典条分法；
条分块数：
14；
不考虑地下水位影响；
放坡参数：
序号放坡高度（m）放坡宽度（m）平台宽度（m）条分块数
12.003.001.500.00
24.752.002.000.00
荷载参数：
序号类型面荷载q（kPa）基坑边线距离b0（m）宽度b1（m）
1满布10.00----
土层参数：
序号土名称土厚度坑壁土的重度γ坑壁土的内摩擦角φ内聚力C饱容重
（m）（kN/m3）（°）（kPa）（kN/m3）
1风化岩7.0020.0025.0022.5022.00
二、计算原理:
根据土坡极限平衡稳定进行计算。
自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。
将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着：
1、土条自重，2、作用于土条弧面上的法向反力，3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。
将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足≥1.3的要求。
三、计算公式:
Fs=∑{cili+[（γh1i+γ'h2i）bi+qbi]cosθitanφi}/∑[（γh1i+γ'h2i）bi+qbi]sinθi
式子中：
Fs--土坡稳定安全系数；
ci--土层的粘聚力；
li--第i条土条的圆弧长度；
γ--土层的计算重度；
θi--第i条土中线处法线与铅直线的夹角；
φi--土层的内摩擦角；
bi--第i条土的宽度；
hi--第i条土的平均高度；
h1i--第i条土水位以上的高度；
h2i--第i条土水位以下的高度；
γ'--第i条土的平均重度的浮重度；
q--第i条土条土上的均布荷载；
其中，根据几何关系，求得hi为：
hi=（r2-[（i-0.5）×bi-l0]2）1/2-[r+l0-（i-0.5）×bi]tanα
式子中：
r--土坡滑动圆弧的半径；
l0--坡角距圆心垂线与坡角地坪线交点长度；
α--土坡与水平面的夹角；
h1i的计算公式
h1i=hw-{（r-hi/cosθi）×cosθi-[rsin（β+α）-H]}
当h1i≥hi时，取h1i=hi；
当h1i≤0时，取h1i=0；
h2i的计算公式：
h2i=hi-h1i；
hw--土坡外地下水位深度；
li的几何关系为：
li={arccos[（（i-1）×bi-l0）/r]-arccos[（i×bi-l0）/r]×2×r×π}/360
θi=90-arccos[（（i-0.5）×bi-l0）/r]
四、计算安全系数:
将数据各参数代入上面的公式，通过循环计算，求得最小的安全系数Fs：
------------------------------------------------------------------------------------
计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）
第1步4.40234.5801.2743.1963.440
示意图如下：
计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）
第2步1.76443.981-0.01211.55711.557
示意图如下：
--------------------------------------------------------------------------------------
计算结论如下：
第1步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=4.402>1.30满足要求!
[标高-2.500m]
第2步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.764>1.30满足要求!
[标高-7.250m]
第五章基坑开挖及排水
根据地勘报告显示，无地下水。
基坑内采用明沟排水，污水泵强排的方法进行排水。
防止雨季地表水流入基坑内。
第六章施工进度安排
土方开挖工程自施工起14天内完成。
第七章施工平面图
一、施工现场平面管理措施
（1）工地车辆出入由统一设置的矩形洗车场和沉淀池，高压冲水枪保证驶出工地的机动车辆在工地出入口洗车场内冲洗干净提供必要条件。
（2）保证现场便道畅通，使现场有较好的车辆行走道路，租赁的材料堆放场、加工场必须实行硬地化，确保材料不受污染。
（3）施工现场设置连续、通畅的排水设施，保证场内没有大面积积水，泥浆污水、废水通过排水设施经过沉淀池沉淀，未经处理禁止排入下水道。
废浆和淤泥使用封闭的特种专用车辆进行运输。
（4）施工现场大门口在醒目处张贴施工许可证、规划许可证、夜间施工许可证等证件的复印件，张贴投诉电话。
（5）施工现场四周悬挂有安全警示语的彩旗、横幅，危险区域设立危险警示标志。
（6）施工现场门口设置安全检查员，检查员工是否按照有关规定配戴劳动保护用品。
（7）施工现场的泥浆池和孔洞四周设置有效防护设施。
（8）施工机械按照施工平面布置图规定的位置和线路设置，位置合适，固定牢固，保证施工道路的畅通，施工机具进场须经过安全检查，安装完后，要进行安装验收，验收合格后方能进行开机操作，操作员应依照有关规定持证上岗，禁止无证人员操作。
（9）施工现场的作业区域，材料堆放场、仓库等场所，按照规定配备足够的各类有效防火器材，并经常检查器材的使用状态是否有效。
（10）严格按照大连市政府有关散体物料管理的规定，在排放、运输、散体物料前办理批准手续，并按照规定委托有资质的单位和合格车辆运输，在工地大门口设置专人进行车辆“三证”的验查。
（11）施工现场内禁止使用有毒物体作燃料，禁止燃烧各类建筑废料和生活垃圾，在固定地点分类别堆放建筑废料并及时清理。
（12）施工现场在天气比较干燥进行施工时，为了避免场内、场外的车辆行走造成尘土飞扬，安排专人负责喷水，湿润道路。
（13）施工现场进行动火前必须办理《临时动火作业许可证》，动火前配备相应的灭火器材方能动火，动火人员和现场安全责任人在动火后应彻底清理现场火种后才能离开现场。
二、施工平面图（见附页）
第八章资源配置计划
一、机械投入计划
主要施工机械投入计划表
序号
设备名称
型号及规格
数量
单位
备注
1
挖掘机
PC360-5
1
台
2
铲车
50型
1
台
3
汽车吊
QY-25t
1
台
4
自卸汽车
CQ30-290
6
辆
5
焊接机
BX-315
2
台
6
洒水车
WX144AS
1
台
7
蛙式打夯机
HW-20
2
台
8
潜水排污泵
50m3/h
2
台
备用
9
10
11
12
13
检测设备投入计划一览表
序号
设备名称
型号规格
单位
数量
备注
1
激光全站仪
SET3110
台
1
2
激光测距仪
HP4
台
1
3
水准仪
S3
台
2
4
磅秤
1000Kg
台
1
5
混凝土试模
标准
组
6
6
钢卷尺
50m
把
9
7
坍落度筒
标准
件
3
二、劳动力投入计划
序号
主要工种
基坑施工阶段
备注
1
管理人员
8人
2
司机
15人
4
电工
3人
5
测量工
2人
6
普工
12人
第九章基坑检测控制措施
在基坑开挖前应测得稳定初始值，且不应少于2次；
从基坑土方开挖期间，每天观测2次，稳定后每2天观测1次。
当大暴雨、结构变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测；当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。
监测工作以仪器测量为主，并与日常巡视工作相结合，施工期间，做好现场监测点的保护工作，每次监测前，对所使用的控制点进行校核，发现有位移，要按布网时的测量精度灰复。
施工中要及时观测和反馈信息，定期分析监测报告，及时发现报告存在问题，监测报告每周报送业主和监理，
由于工地现场施工情况变化，具体测量时间、测量次数将根据施工场地条件、现场工程进度、测量反馈信息和工地会议纪要相应调整，在施工过程中，发现异常情况时，及时各监理报告，并书面报告业主，及时采取有效的措施保证施工人员的安全。
监测的目的主要是为施工安全提供准确、快速的信息，以便及时对可能出现的险情作出预测、预报，并及时将成果反馈给决策层，从而改进施工方案和采取处理措施，以避免事故的发生。
资料要求必须准确和迅速，为达到这个目的，现场监测仪器必须采用高精度设备，并由经验丰富的专业测量人员完成，测量结果应及时送入计算机进行处理。
本工程规模大，监测周期长，拟成立一个专业测量小组，配备高性能计算机和监测设备各一套。
根据设计要求及有关规范规程，相应的报警值暂定如下：
第十章安全文明施工措施
一、安全施工措施
成立以项目经理为组长的施工现场安全文明领导小组，项目经理为项目安全生产第一责任人，对工程施工生产安全负有直接的领导责任。
牢固树立“安全为了生产、生产必须安全”、“安全第一，预防为主”的思想。
1、在工地适当位置设置足够安全标志，在基坑顶部周围要设置围护栏，人员上下要有专用爬梯。
配备专职安全督导员，消除事故隐患，做好安全文明三级教育和施工前的安全技术交底。
2、司机、电工等特种工人必须持证上岗，机械设备操作人员（或驾驶员）必须经过专门训练，熟悉机械操作性能，经专业管理部门考核取得操作证或驾驶证后上机（车）操作；机械设备要有年检合格证。
3、开始挖土前，需对机械进行检查，完工后对机械进行保养，施工中按安全操作系统进行机械操作。
4、晚上施工时，照明系统必须保持良好状态，照明要充足。
5、因场地内地质条件较差，土方开挖过程中必须切实保证机械人员施工安全，由专人负责指挥挖机操作，挖掘机上基坑必须保证有足够的安全坡度，挖掘机行走地方土层必须有足够的强度，强度不够的地方，必须采取措施，铺设钢板、碎石、砂袋等。
6、进入施工现场人员，应按规定佩戴安全劳保用品，严禁赤脚或穿拖鞋上班，有关作业人员必须做好交接班手续，班组应定期进行安全活动，并做好安全检查记录。
7、开展安全文明日检、周检、月检制度，发现安全隐患及时督促整改；配足专职安全员和安全协管员，做到每个施工点有一名安全协管员。
8、搭设临边防护栏时，必须符合下列要求：
（1）防护栏杆应有上、下两道横杆及栏杆柱组成，上杆离地面高度为1.0～1.2m，下杆离地面高度为0.5～0.6m。
（2）基坑四周固定时，可采用钢管并打入地面50～70cm深。
钢管离边口的距离，不应小于50cm。
当基坑周边采用板桩时，钢管可打在板桩外侧。
（3）栏杆柱的固定及其与横杆的连接，其整体构造应使防护栏杆在杆上任何处，能经受任何方向的1000N外力。
当栏杆所处位置有发生人群拥挤、车辆冲击或物件碰撞等可能时，应加大横杆截面或加密柱距。
（4）防护栏杆必须自上而下用安全立网封闭，或在栏杆下边设置严密固定的高度不低于18cm的挡脚板或40cm的挡脚笆。
挡脚板与挡脚笆上如有孔眼，不应大于25mm。
板与笆下边距离底面的空隙不应大于10mm。
9、挖土施工安全要求：
（1）使用时间较长的临时性挖方，土坡坡度要根据工程地质和土坡高度，结合当地同类土体的稳定坡度值确定。
（2）土方开挖宜从上到下分层分段进行，并随时作成一定的坡势以利泄水，且不应在影响边坡稳定的范围内积水。
（3）在斜坡上方弃土时，应保证挖方边坡的稳定。
弃土堆应连续设置，其顶面应向外倾斜，以防山坡水流入挖方场地。
但坡度陡于1/5或在软土地区，禁止在挖方上侧弃土。
在挖方下侧弃土时，要将弃土堆表面整平，并向外倾斜，弃土表面要低于挖方场地的设计标高，或在弃土堆与挖方场地间设置排水沟，防止地面水流入挖方场地。
二、文明施工措施
1、成立以项目经理为组长的施工现场文明领导小组，负责基坑开挖文
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