青岛邮电大厦基坑工程设计.docx
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青岛邮电大厦基坑工程设计
青岛邮电大厦基坑工程
施
工
方
案
青岛理工大学
2005年5月31日
1.施工部署
青岛邮电大厦工程基坑工程主要由两部分组成,即基坑支护止水部分和土石方挖运部分。
根据现场情况，施工分为两大分项工程进行流水作业控制施工：
第一部分：
基坑支护止水水施工。
主要施工内容包括：
a.锚杆施工
b.混凝土面层施工
c.肋梁施工
d.基坑降水施工
第二部分：
土石方工程。
主要施工内容包括：
a.土方开挖外运
b.石方爆破、外运
为确保工程质量及施工的安全，在施工施工期间，设专人负责基坑的监测，以便全面了解相关参数，掌握基坑动态，指导工程施工。
2.施工方案
2.1施工准备
2.2工艺流程
基坑支护工程包括拈结性锚杆、预应力锚杆、混凝土面层、肋梁、土石方挖运、基坑降水、动态监测等多个工项，且土钉墙施工需分层进行。
为有效缩短工程工期，施工中采用流水作业施工工艺，即基坑止水、支护、土石方挖运与基坑降水施工交叉作业，流水施工。
总体工艺流程如下：
第一步：
基坑止水帷幕施工；
第二步：
第一层土方挖运（石方爆破挖运）；
第三步：
根据开挖情况及设计要求分段进行边坡修整；
第四步：
锚杆施工（含成孔、灌浆、养护）；
第五步：
混凝土面层初喷；
第六步：
钢筋网片绑扎；
第七步：
肋梁施工；
第八步：
细石混凝土终喷（混凝土养护）；
第九步：
锚杆预应力锁定；
第十步：
设置完备的基坑动态监测系统；
第十一步：
施工下一层（重复第二~十步工艺）；
工程施工过程根据开挖深度情况，进行合理的基坑降水施工及基坑动态观测。
2.4锚杆、混凝土面层施工方案
基坑采用预应力锚喷支护方案，锚杆按梅花型布置，锚杆制作时应每2米设一对中架，每根锚杆至少设2个对中架；在墙面设2m×2m的φ50排水管。
土层成孔直径为130mm，预应力锚杆采用低松驰高强度预应力钢铰线，要求采用P.O32.5R普通硅酸盐水泥配浆，水灰比0.4~0.5，注浆压力2.0MPa，要求设置止浆措施，以保证注浆压力。
2.4.1施工工艺
喷锚支护施工需在挖土方的配合下进行，与土方开挖进行交叉流水作业，即开挖一层，支护一层，分层分段开挖，分层分段支护循环至完成全部工程。
工艺流程如下：
1挖土、人工修坡：
土方开挖采用分层分段式，在技术人员准许下方能开挖，开挖段每次每段长度不大于15米，分层高度与相应锚杆竖向间距相吻合，严禁超挖或欠挖，土方开挖后，采用人工进行修坡，要严格按设计要求控制放坡角度，清理坡面上的浮土，将不稳定的土体清除，保证边坡平整。
2初喷：
该项工作在修坡后及时进行，采用PR-5型砼喷射机，砼强度等级C20，喷射厚度40mm，骨料采用5-10mm碎石、粗砂、P.O32.5R普硅硅酸盐水泥，并加入2-3%早强剂。
3成孔：
土层施工采用洛阳铲人工成孔和螺旋钻机械成孔；岩层采用潜风锤机械成孔，其水平间距、倾角、成孔直径等参数按各单元设计要求施工。
4锚杆安制：
粘结性锚杆采用Ⅱ级钢筋制作，为保证锚杆在孔内的中心位置，锚杆体上每2米焊导正装置一个，导正装置用φ6.5钢筋制作，注浆管绑扎在杆体上，距杆体端部约50mm。
预应力锚杆采用低松驰高强度预应力钢铰线
5下锚与灌浆：
锚管连同注浆管均应下至设计深度，采用一次全孔灌浆，水泥浆用P.O32.5R普硅水泥，按水灰比1:
0.5配制，灌浆压力不小于2.0MPa，直至孔口溢出浆液为止。
6挂网:
首先将φ6.5网筋按200×200双向钢筋网形式绑扎于坡面上；再将加强筋φ20纵、横焊于锚头处，加强筋压紧钢筋网片，其与锚焊点焊或绑扎连接。
7喷砼面层：
喷射砼采用PR-5型砼喷射机，砼强度等级C20，终喷厚度60mm，采用P.O32.5R普硅水泥、中粗砂、绿豆状瓜米石（粒径5-10mm），并加入2~3%早强剂。
8精度要求：
锚杆施工长度误差为0.2m，角度误差为±2.0度，面层喷射混凝土厚度误差为±10mm。
2.4.2土钉墙质量保证措施：
1在锚孔的成孔过程中，要根据设计要求及规范规定对钻机进行定位、安装、调整角度，并控制好成孔深度，确保其孔位垂直偏差及水平偏差符合设计及规范规定。
2在锚杆的制作前，要核实所用材料是否符合设计要求，并根据图纸尺寸进行加工制作，下入孔内前要逐根检查，经三方验收合格后方可使用。
3严格按照配合比进行浆液配制。
4在施工中，每道工序做好记录，严格验收，不经验收，不得进入下道工序施工。
2.5肋梁施工方案
2.5.1工程概况：
肋梁是为为加强基坑整体稳定性，在预应力锚杆部位设置刚性骨架结构。
肋量沿锚杆位置纵横双向布置，截面尺寸为300*300mm。
拉压各边配筋3Ø20、2Ø20，箍筋Ø6.5@150，喷射C25细石混凝土。
2.5.2施工工艺：
肋梁施工在钢筋网片绑扎完成之后进行，施工工艺如下：
2.5.2.1肋梁施工工艺流程：
锚杆清理准备→钢筋笼加工安装→支设模板→喷射细石混凝土→养护→拆除模板→锚杆预应力锁定→进行下一步施工。
2.5.2.2肋梁施工工艺参数：
施工工项
分项内容
控制参数
混凝土
用料
P.O32.5R硅酸盐水泥、中粗砂、0.5石子
配合比
C20（喷射施工）
保护层厚度
3cm允许偏差20mm
钢筋笼
焊接
双面焊接长度≥5d
主筋
ф20骨架长允许偏差10mm
箍筋
φ6.5箍筋间距允许偏差10mm
2.5.3技术方案
2.5.3.1钢筋工程
⑴、钢筋的焊接：
钢筋焊接在冠梁施工中采用双面焊接，其搭接长度不小于5d，焊接接头距钢筋弯折处不应小于钢筋直径的10倍。
⑵、钢筋绑扎安装：
1钢筋交叉点应采用铁丝扎牢。
2受力筋垂直设置，箍筋弯钩叠合处，应沿受力钢筋方向错开设置；
3钢筋搭接长度的末端距钢筋弯折处，不得小于钢筋直径的十倍，接头不宜位于构件最大弯距处；
4各种钢筋之间的绑扎接头位置应相互错开；
⑶、混凝土：
1砼采用C20配比，且所需建筑材料必须有出厂合格证，并对其品种、标号、包装、出厂日期等检查；
2对砼用料必须按规范取样送检，并按试验结果使用；
3砼用的粗料其最大颗粒粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋间最小净距的3/4；
4拌制砼水质必须符合国家现行标准“砼拌合用水标准”的规定；
⑷、模板：
1模板支设必须保证冠梁各部分形状尺寸和相互位置正确无误。
2模板必须具备足够的承载力、刚度和稳定性，能可靠的承受混凝土的自重和侧压力，以及在施工过程中产生的荷载。
3构造简单，装拆方便，并便于钢筋的绑扎、安装和混凝土的浇筑、养护要求。
4模板与混凝土的接触面应涂隔离剂。
5模板及其支架在安装过程中，必须设置防倾覆的临时固定设施。
6模板拆除在混凝土能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏后方可进行。
2.5.4施工组织及进度计划
本工程肋梁分项工程施工采用跟随土钉墙流水作业施工方法，以锚杆施工提供作业面时间为进度控制依据。
施工组织上实施以工程负责人为首的施工组织体系，下设混凝土班组、钢筋班组、模板班组。
各施工班组由工程负责人统一组织协调。
2.5.5质量保证措施
1、质量保证体系：
冠梁施工严格贯彻执行ISO9000族质量管理体系标准，服从国华大厦基坑工程的全面质量管理。
在建设单位、监理的监督下严格按规范要求施工。
2、质量管理措施：
1水泥等建筑材料按规范规定在监理的监督下取样送检，杜绝不合格材料的使用。
2钢筋焊接、绑扎等必须符合规定及设计说明书的要求，由专职质量检察员负责检查落实。
3跟班技术人员必须坚守施工现场，对各项施工控制参数随时进行检查校验。
4各施工工序必须执行施工技术员、工程负责人、主任工程师的三级质量管理，分别签字认可并报监理同意后方可进入下一道工序。
5工程施工加强与甲方、监理等相关单位的勾通联系，共同把好质量关。
2.5.6安全措施
1、施工前，对现场施工人员进行安全教育，坚持“安全第一，预防为主”的原则，确保施工顺利进行。
2、电工、电焊工必须持证上岗，严禁无证操作，施工过程中必须按照操作规程执行。
3、该工程施工过程正值雨季，应做好雨季施工安全工作。
4、施工现场必须有足够的照明，确保夜间施工现场的安全。
2.6基坑降水施工方案
根据本工程具体情况，采用明排水。
坡顶设截水沟，防止地表水渗入边坡土体。
土钉墙施工中预留排水管，以疏排面层后的地下水。
基坑土方开挖中根据坑内积水情况，可在坑内挖部分排水沟及积水坑，采用水泵进行明沟排水。
基坑底设排水沟及集水井，以保障地下室的顺利施工。
2.7土方开挖施工方案
土方施工采用采用反铲分层开挖施工工艺；结合爆破需要，单层开挖设计深度2~3米。
开挖机械选用TX-300型（斗容量1.5立方米，机重30吨，台班产量800立方米）、EX-200型反铲挖掘机（斗容量1.0立方米，机重25吨，台班产量500立方米）；运输车辆选用20~30部自卸车，其中斯太尔运输车不少于20部。
2.7.1开挖流程：
放开挖线—表土剥离—机械土石方分层开挖—强风化岩石爆破—支护施工—修筑施工便道—施工下一层土。
2.7.2放开挖线：
根据施工图纸及支护方案的要求，确定坡顶界线，白色灰线标示，并测定边界点标高；
2.7.3表土剥离：
由于开挖场区为老城区改造工程，其地下管线错综复杂，施工应先剥离表层填土。
深度约2米。
剥离后暴露管线设明确标志，防止后续施工造成破坏。
同时把该层土底面找平，便于支护施工。
2.7.4分层开挖：
以2米为分层开挖深度，配合支护进行施工。
上部土体选用TX-300型挖掘机进行开挖装载，下部土体用EX-200型反铲挖掘机进行倒运、清理；遇强风化花岗岩进行爆破施工。
分层开挖应注意合理设置排水沟及集水坑，进行合理降水。
2.7.5斜坡道设置：
土石方施工为确保基坑内运输道路畅通，根据工程运输车的上坡要求，沿基坑中央位置修整临时道路，道路按坡度10~15度设置，坡顶位于大门口处。
坡底处修筑环行车道，无环行车道时车辆在斜坡道上退车下行，顺车上行。
车道表面铺筑黄砂，坡顶出口处铺设8mm钢板，保护地下管线。
2.7.6过程控制：
对平面控制桩、水准点、水准标高、基坑平面位置、边坡坡度等经常复测检查，防止超深、超宽、挖错、挖偏。
2.7.7标高控制：
采用S3水准仪。
开挖前，根据甲方提供的水准点，引测到现场基坑外；在基坑分层开挖的过程，逐层引致边坡侧壁，严格控制开挖标高。
2.7.8轴线控制：
采用J2激光经纬仪。
开挖前，对测绘部门提供的控制点进行保护，并通过控制桩，设置在基坑外围。
施工过程中反复检查，防止挖偏、挖错。
2.7.9挖土注意事项：
a.土方开挖过程中，严禁机械碰撞侧壁，严禁扰动基底原状土；
b.挖土发生异常情况，应立即停止施工，查找原因并采取措施，在确认安全后方可继续施工；
c.挖出土方严禁堆放坑边，以更好的控制坑边地面堆载；
d.挖掘机使用安全：
挖掘机行走时，主动轮在后，臂杆与履带平行，制动回转机构，铲斗离地1米左右。
挖掘机回转半径以内严禁人员作业。
2.8石方爆破施工方案
2.8.1钻暴参数确定
a.孔径d=42mm
b.深度H=4.0m
c.孔距a=2.5m
d.最小抵抗线w=2.0m
e.超深h=0.3m
f.孔深L=4.3m
g.炸药单耗q：
根据普氏和古图左夫岩石爆破分级表查得q=0.35kg
h.单孔装药量：
根据周边环境和施工要求，结合扩孔工艺后Q单=k×q×a×b×L=7.35kg
i.单次最大起爆药量Q:
根据根据GB6722-86国标公式：
R=（k/v）*Q（式中：
R—爆破地震安全距离；Q--单次最大起爆药量；k/α—与爆破地形、地质条件有关的系数硬度f=6-8,取k=180,α=1.6;v—地震安全速度，v=3cm/s）。
根据35米的安全计算出单次最大起爆药量Q=19.86kg.
2.8.2装药结构和起爆方式：
根据施工条件，可采用孔内连续装药。
起爆方式为孔内连续微差2段、4段、6段……起爆法。
每次起爆孔数以满足该距离下，单次最大起爆药量的要求为标准。
2.8.3安全计算：
a.爆破地震安全计算：
由于本次爆破装药量限定在爆破药量范围之内，故爆破地震波符合安全距离要求。
b.个别飞石的安全距离：
按lundbord统计规律，爆破单次微差分段起爆药量有限等因素，个别飞石距离R=kd=14.7米，所以达到设计要求。
2.8.4爆破安全技术措施：
a.对施工人员加强安全思想教育，执行有关爆破安全规程，确保工程安全进行；
b.爆破区域均要覆盖2~3层炮被，绝对控制飞石的产生；
c.加强填塞工作，严禁因填塞不好而造成飞石；
d.起爆时，要发出声响信号和视觉信号，使警戒圈内的人员清楚的听到和看到：
第一次信号：
预告信号，所有与爆破无关人员立即撤离危险区，在危险区入口处设立岗哨；
第二次信号：
起爆信号，确认人员和设备撤离危险区，具备起爆条件时，引发起爆信号；
第三次信号：
解除信号，经检查人员确认安全后立即发出解除信号。
2.8.4爆破后安全检查处理：
a.爆破后，爆破员进入爆破地点进行必要的安全检查及处理；
b.如有盲炮要按《爆破安全规程》进行处理，完毕后经爆破工作人员同意可接触警戒；
c.每次爆破完后，爆破员要认真填写爆破记录，经工地负责人签字后存档。
2.9基坑监测方案
2.9.1测点布置
根据本基坑工程特点，确定基坑内外地下水位观测及边坡土地变形监测为重点。
监测基准点设置在不受基坑开挖影响的稳定地段
水位观测孔在基坑外布设，分布在场区周围。
水平位移基准点四个，分别位于四周中间位置，垂直位移基准点四个，分别位于四周中间位置。
2.9.2地下水监测
本工程采用降水方案，主要含水层为花岗岩，拟在基坑外围布设四个水位观测孔，基坑开挖过程中观测基坑外侧水位变化，观测频率为2日/次。
2.9.3边坡变形监测
本基坑边坡变形监测重点应做好边坡岩体的变形监测。
拟沿基坑坡顶设置水平位移观测点，观测点位于基坑四周边线中部，每边设置1～２个；每层土方开挖前后必须观测，变形异常或雨季、爆破等特殊情况下加密观测频率。
2.9.4周边环境观测
基坑开挖前详细记录基坑周边的地面和周围建筑物原有的裂隙分布，基坑开挖后组织人员每日对基坑进行例行巡视，观察地表裂隙的变化发展情况，对裂隙宽度较大或发展较块的部位应测量其长度、宽度及走向，并拍照记录。
3、施工准备
工程开工前有计划的作好各项施工准备，主要包括以下几方面的工作：
3.1技术准备
组织有关人员进行图纸会审，确定整个工程的施工工序、主要施工设备、施工方法和施工工艺，进行技术交底，使进场施工技术人员领会设计意图。
各施工人员根据施工组织总设计，编制各工项具体施工方案和进度计划。
3.2组织准备
组成现场项目经理部，进行统一安排、统一协调、统一指挥。
建立项目经理部同建设单位、设计单位、监理单位的直接联络关系。
组织施工用料进场，对进场材料进行复验，并原样封存。
在材料使用过程中，严格做到“四验”、“三把关”，即“验规格、验品种、验质量、验数量”，“材料供应人员把关，技术质量实验人员把关，施工操作者把关”。
对不负责任或玩忽职守的采购人和验收人进行严厉处罚。
无产品合格证、准用证或不合格材料，坚决禁止使用。
3.3施工测量
根据甲方提供的控制点现场定位放线，把施工需要把控制点转测到场区和建筑物周围，并设多处固定点加以保护，作为施工控制依据。
3.4现场准备
3.4.1收集施工场区管线图，对周围管线进行调绘，作好管线的保护工作。
3.4.2作好“三通一平”及现场的总平面布置。
3.4.3修建临时设施，包括办公室、生活区、伙房、厕所、材料库及各种工具棚等。
4、机械配置计划
根据本工程要求，施工中所采用的主要设备及附属机具如下表。
表6.1：
序号
设备名称
规格型号
数量
产地
功率
1
空压机
VF-617
2
中国
45KW
2
注浆泵
HB-80/10
4
中国
22KW
3
钻机
300型
4
中国
26KW
4
泥浆泵
普通型
4
中国
7.5KW
5
砼喷射机
PR-5
3
中国
6
锚杆钻机
JMZ-150
4
中国
7
挖掘机
TX-300
2
日本
8
挖掘机
EX-200
2
中国
9
履带吊车
30吨
1
10
自卸车
斯太尔
20
中国
11
自卸车
解放
20
12
空气压缩机
1.5～2.0m3
4
40KW
13
风动凿岩机
8
14
风镐
6
15
气焊设备
套
1
16
潜水泵
台
8
17
经纬仪
J2
1
18
水准仪
S3
1
19
炸药、雷管
--
20
经纬仪
J2
1
21
水准仪
S3
1
炸药、雷管
--
5、施工进度
5.1施工进度计划
根据项目的要求，工程的具体施工进度计划见下表。
施工工期为实作业时间70天（详见施工进度计划图）。
5.2进度组织措施
我单位将本工程列为年度重点工程，施工中调集优良的设备力量及技术管理人员组织工程施工。
同时，为防止工程意外因素影响工程工期，拟成立以法人代表为首的协调领导小组，以便及时解决工程施工中遇到的难题，确保工程如期完工。
6、组织措施
6.1技术组织措施
本工程包括预应力锚杆、粘结性锚杆、混凝土面层、肋梁、土方开挖外运、岩石爆破等多个分项工程，施工中工序繁杂，只有科学的管理，合理的组织协调，才能确保工程质量优质高效的的按期完成．我单位拟根据工程特性及内部管理的要求，分别从施工、质量、安全三方面成立了领导小组，并最终组本基坑支护工程项目部（如图），使其在项目经理的统一组织领导下全面贯彻ISO9000族质量体系标准，以提高效率、缩短工期、保证质量．
项目经理部
6.2施工组织措施
根据工程实际情况，成立以项目经理为首的项目经理部,进行全面管理.由副经理担任施工组织的总调度,指挥现场施工.设专职材料员,负责材料的采购供应.具体安排如下:
6.3施工质量措施
本工程的质量控制以优质工程的考核指标为工程管理的目标,根据ISO9002质量体系标准,实施全面质量管理。
.成立以总工程师为首的质量保证体系，由经验丰富的高级工程师任质量检查员.工程施工实施施工员对工程负责人负责，工程负责人对质检员负责,质检员对主任工程师负责的三级质量保证体系。
具体如下:
施工过程中,由工程负责人负责对各施工队伍进行技术交底,明确设计要求,同时施工应符合下列技术规范:
《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）、《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）、《土层锚杆设计与施工规范》（CECS22：
90）《基坑土钉支护技术规范》（CECS96：
97）
6.4安全组织措施
本工程为一大型基坑，坑深最大地下19米，施工时为多层次、多工种、多工序交叉作业，具有坑内作业时间长，空间狭窄、施工难度大等特点，加之石方爆破、降水、照明等，不安全因素十分突出。
因此生产指挥及参建各类人员均应自觉遵守安全规定，各层施工管理人员亦必须加强教育督导。
项目部设专职安全员,全天24小时进行安全检查.本工程安全保证体系如下:
质量管理网络图
6.5安全管理条例
1施工中，坚持“安全第一，预防为主”的原则，提高全员的安全意识，努力做到安全施工；
2根据不同的工序、工种制定出各自的安全规程，挂入施工现场，并互相监督，严格执行；
3特殊工种的工作人员必须持证上岗，严禁无证操作、盲目操作，施工操作中必须按规程执行；
4绝对禁止地上、空中同时作业，必要时应由专人指挥；
5施工中必须严格做好爆破器材的管理及各种设备的维护保养工作，避免发生人为事故。
6各施工现场要有足够的照明设施，确保夜间的安全施工；
7项目部设立专职的安全员，各施工队组应根据施工人员设立不等数量的兼职安全员，使得每人牢记安全施工。
8基坑开挖过程中随时监控基坑周边变形，以确保周边道路、建筑物、地下管线的安全。
9施工现场标明爆破安全区域，把各项爆破安全数应控制在爆破区范围内。
为防止个别飞石飞出作业区外影响行人和车辆的安全，每次爆破前在各孔口处采用覆盖被防飞石措施。
10每次爆破前10分钟，在施工区域周边设立专职安全员，佩戴袖章，手持小红旗，以哨音为起爆信号。
7、异常处理措施
7.1基坑开挖过程中，进行动态监测，若监测反馈资料表明支护结构向基坑侧产生较大变形。
应立即停止施工，必要时尽快回填土方或堆筑砂石袋等。
并及时确定补救措施，调整设计方案。
7.2基坑开挖过程中，因基坑降水造成周边建（构）筑物坑沉降明显，产生裂缝。
应立即停止降水，采取止水补强措施。
7.3基坑施工过程中设专人巡视边坡土体的变化情况，发现异常，立即撤离基坑内作业人员，并紧急疏散周边道路车辆和人群，同时向有关部门汇报。
7.4施工现场应24小时备有应急车辆和通讯工具，以便发现异常情况及时处理
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