井点降水放坡大开挖施工方案.docx
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井点降水放坡大开挖施工方案
第一章．工程概况及周围环境条件----------------------------------2
第二章．场内工程地质条件---------------------------------------------2
第三章．施工依据-----------------------------------------3
第四章．基坑及围护设计概况----------------------------------4
第五章．施工部署-------------------------------------5
第一节施工准备----------------------------------------------------5
第二节施工人员组织--------------------------------------------6
第三节基坑施工顺序及施工段划分---------------------------8
第四节施工进度计划-------------------------------------9
第六章．主要施工分项施工方法---------------------------------------9
第四节土方开挖工程----------------------------------------------------9
第五节支撑、压顶梁和围檩施工----------------------------------------15
第六节传力带施工和支撑拆除-------------------------------------------17
第七章．基坑排水措施----------------------------------------------18
第八章．基坑工程监测------------------------------------------18
第九章．基坑支护应急措施------------------------------------------22
第十章．质量保证措施----------------------------------------23
第十一章．安全生产及文明施工--------------------------------------23
附表施工进度计划表
第一章工程概况及周围环境条件
1、工程概况
无锡星洲.鸿山尚院水泵房工程位于鸿山尚院会所南侧约11.5米,人工湖西侧约11.5米,
基坑土壁的防渗止水设想为井点降水放坡开挖。
本泵房的±0.000相当于绝对高程的4.9米，自然地坪绝对标高5.14米至筏板顶标高-1.15米,筏板厚为0.65米.以下设置0.10米厚素砼垫层。
所以基坑底开挖至绝对标高-1.65米，基坑土方开挖深度为7.05米。
局部深基坑板底标高相对标高为-2.45米和-3.10米，开挖深度为分别为7.85米和8.05米。
基坑平面开挖形状近似长方形，几何尺寸见下图，上口周长约160.30米.下口周长约80.7米,局部基坑略.
水泵房基坑平面简图
2、周围环境条件
根据总平面图，本泵房的基坑周边环境简述如下：
北侧约11.5米为鸿山尚院会所层高16.127米,有一层负3.4米的地下室影响不大.但会所南侧约8.5米处的雨污井管线水、自来水总管影响土方开挖.
泵房东侧至人工湖边约11.5米.中间有一道雨水井及管线影响基础坑开挖.
西侧没有地上建筑物.开挖一条6米的土方运出车道。
南侧开挖一条6米的运土方的进车道、作为以后的施工道路.
泵房北侧和东侧两处的雨污水井及管线应先进行清除.或改道后泵房方能进行正常施工
第二章场内工程地质条件
1．场内基坑的土层条件
根据江苏省苏洲地质工程勘察院出据的《星洲·鸿山尚院岩土工程详细勘察报告》从地表往下基坑开挖有关的土层资料如下：
1素土层：
灰褐色,松软,以粘性土为主,夹植物根茎.该土层场地内分布广泛,厚度0.40～3.90米,层高－2.08～3.89米.
②黏土层
黄褐～灰黄色,可至硬塑状,厚度0.00～4.10米
③粉质黏土层
灰黄～青灰色,可至软塑状态,干强度中等,场地内分布较稳定,厚度0.80～4.60米,层底标高－5.08～－1.20米
粉土层
灰黄～灰色,稍密～中密状态,很湿,干性强度低,厚度1.10～4.00米,层底标高－6.38～－4.15米
（以下略）
2．地下水情况
根据江苏省苏洲地质工程勘察院出据的《星洲·鸿山尚院岩土工程详细勘察报告》
素填土层中,富水性较差,主要以大气降水补给为主以地面蒸发为主,水位升降变化明显,年变幅在1米，勘察提供的水位标高为3.80～4.10米（黄海高程）稳定水位标高为3.50～3.90米,因此要采取排泄措施.
第三章施工依据
1.江苏省苏洲地质工程勘察院出据的《星洲·鸿山尚院岩土工程详细勘察报告》2010-KW-068
2.本工程的基坑围护与土建结构设计图纸；
3.《建筑变形测量规程》JGJ/T-97
4.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
5.《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；
6.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
7.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2011）中的有关条文要求
8.无锡市现行的有关文明施工和安全生产规定
9.无锡市现行的有关文明施工和安全生产规定
10.国家及江苏省的有关标准图集
11.国家及江苏省的有关规范、规程和标准
第四章基坑开挖及降水设计概况
1.基坑降水开挖设计方案
综合分析场地地理位置、土质条件、基坑开挖深度及周围环境等多种因素，在确保周围建筑物安全和正常使用、确保基础和水泵房施工安全的前提下，在“安全适用，经济合理，确保质量，方便施工”的原则下，经多方案分析比较，最后确定采用井点降水放坡大开挖基坑方案，放坡1：
1开挖。
（如图）
±
2.开挖路线
本工程基坑底面积较小采用1台挖掘机从东北角向西南角分步（层）开挖。
开挖路线简图
弃土堆场
车道坡度简图
3.开挖方案±
1、本工程采用分步（层）开挖法，分三步挖土。
第一阶开挖深度为2.55米，第二阶开挖深度为2米，第三阶开挖深度为1.80米。
留0.2米人工跟踪清槽。
2）挖土过程中测量工配合测定标高，当挖土快接近槽底时，用水准仪在槽底测设3×3m的放格控制网，并撒上白灰点，以示标记。
3）开挖时机械挖土、人工修坡，开挖过程中，随时用标杆检查边坡坡度是否正确无误。
4）挖土之前做好坑外排水,坑内井点降水.
5）挖土至设计标高，地基钎探后，尽快会同勘测、设计、甲方、质监站、监理等部门共同对基底进行验槽，办理验槽手续。
4.成品保护
1.开挖时注意保护测量控制定位桩、轴线桩、水准基桩,防止被挖土和运土机械设备碰撞、行驶破坏。
2.基坑四周设排水沟、集水井,场地设置一定坡度,以防雨水浸泡基坑和场地。
3.因本泵房基坑较深、施工面狭小、工期较长。
开挖后应对基坑壁进行保护。
防晒、防雨水渗透、防溜坡，做法见下图。
￠100水泵两台间断式抽水
开挖后的基坑壁保护做法简图
5.安全措施
：
1.开挖边坡土方,严禁切割坡脚,以防导致边坡失稳；
2.机械行驶道路随时平整、底部应铺设建筑垃圾垫道,防止作业时下陷；
3.机械挖土分层进行,合理放坡,防止塌方、溜坡等造成机械倾翻、淹埋等事故。
用推土机回填,铲刀不得超出坡沿,以防倾覆。
陡坡地段堆土设专人指挥,严禁在陡坡上转弯。
4.机械施工区域禁止无关人员进人场地内。
挖掘机工作回转半径内不得站人或进行其他作业。
5.挖掘机、装载机卸土,应待整机停稳后进行,不得将铲斗从运输汽车驾驶室顶部越过；装土时人都不得停留在装土车上。
6.挖掘机操作和汽车装土行驶要听从现场指挥；所有车辆必须严格按规定的开行路线行驶,防止撞车。
8.基坑四周做1.2米高的临时围栏，并用密目网封闭，1米以内不得堆土堆料。
夜间设红色警示标志。
9.在基坑顶部边口一米
：
土方边坡计算书
本计算书参照《建筑施工计算手册》、《实用土木工程手册》第三版《地基与基础》第三版
本工程基坑壁需进行放坡，以保证边坡稳定和施工操作安全。
基坑挖方安全边坡按以下方法计算。
层土
一、参数信息:
坑壁土类型：
粘性土
坑壁土的重度γ（kN/m3）：
19.50
坑壁土的内摩擦角φ（°）：
16.6
坑壁土粘聚力c（kN/m2）：
41.8
边坡的坡度角θ（°）：
45.0
二、挖方安全边坡计算:
θ=45°>φ=16.56°，为陡坡。
h=2csinθcosφ/（γsin2（（θ-φ）/2））=2×41.75×sin45×cos16.56/（19.5×sin2（（45-16.56）/2））=48.1m。
土坡允许最大高度为48.1m。
示意图
层土
一、参数信息:
坑壁土类型：
粘性土
坑壁土的重度γ（kN/m3）：
20.20
坑壁土的内摩擦角φ（°）：
18.3
坑壁土粘聚力c（kN/m2）：
50.0
边坡的坡度角θ（°）：
45.0
二、挖方安全边坡计算:
θ=45°>φ=18.25°，为陡坡。
h=2csinθcosφ/（γsin2（（θ-φ）/2））=2×50×sin45×cos18.25/（20.2×sin2（（45-18.25）/2））=62.13m。
土坡允许最大高度为62.13m。
示意图
层土
一、参数信息:
坑壁土类型：
粉土
坑壁土的重度γ（kN/m3）：
19.10
坑壁土的内摩擦角φ（°）：
22.9
坑壁土粘聚力c（kN/m2）：
23.8
边坡的坡度角θ（°）：
45.0
二、挖方安全边坡计算:
θ=45°>φ=22.94°，为陡坡。
h=2csinθcosφ/（γsin2（（θ-φ）/2））=2×23.76×sin45×cos22.94/（19.1×sin2（（45-22.94）/2））=44.26m。
土坡允许最大高度为44.26m。
层土
一、参数信息:
坑壁土类型：
粉土
坑壁土的重度γ（kN/m3）：
18.60
坑壁土的内摩擦角φ（°）：
31.9
坑壁土粘聚力c（kN/m2）：
7.6
边坡的坡度角θ（°）：
45.0
二、挖方安全边坡计算:
θ=45°>φ=31.87°，为陡坡。
h=2csinθcosφ/（γsin2（（θ-φ）/2））=2×7.64×sin45×cos31.87/（18.6×sin2（（45-31.87）/2））=37.74m。
土坡允许最大高度为37.74m。
示意图
经计算各土层按1：
1放坡能满足施工要求.
土坡稳定性计算书
本计算书参照《建筑施工计算手册》、《实用土木工程手册》第三版《地基与基础》第三版、《土力学》
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。
一、参数信息:
条分方法：
瑞典条分法；
条分块数：
50；
考虑地下水位影响；
基坑外侧水位到坑顶的距离（m）：
1.000；
基坑内侧水位到坑顶的距离（m）：
7.500；
放坡参数：
序号放坡高度（m）放坡宽度（m）平台宽度（m）
11.801.801.50
23.003.001.50
32.552.551.20
荷载参数：
序号类型面荷载q（kPa）基坑边线距离b1（m）宽度b0（m）
1局布3.0021
土层参数：
序号
1
土名称
粉土
土厚度（m）
9.3
土的重度γ（kN/m3）
1.9
土的内摩擦角φ（°）
26
粘聚力C（kPa）
19
极限摩擦阻力（kPa）
19
饱和重度γsat（kN/m3）
91
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6.57177.054-3.3695.3816.349
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2.67350.920-0.06210.14710.148
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2.12754.249-0.10814.41814.418
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=6.571>1.30满足要求!
[标高-2.000m]
第2步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=2.673>1.30满足要求!
[标高-5.550m]
第3步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=2.127>1.30满足要求!
[标高-7.350m]
本方案的特点主要如下：
（1）先采取井点降水能有效的降底基坑土体含水量,保证开挖后周边土方不坍塌.
（2）采取地下降水及施工层面排水相结合的方法能有效的提高效率速短工地.
基坑降水设计方案
1、地表面及基坑明排水：
本工程由于地下水位高，基坑内的土体大部份处于地下水位线以下.土体含水量高，容重大，受扰动后强度降低很多，因此应在基坑开挖前一星期进行井点降水，将水降至基坑开挖深度以下1.20米左右,基坑顶部设明300×300，明排水沟应离土体边2m以上，留有一定的坡度引入市政管网，按排人员经常清里保证畅通，有效地防止地表水进入基坑，在基坑四周工作面以外同样设置300×300的明排水沟，对角设二集水井500×500×800，用两台φ100水泵集中排入市政管网。
2、井点降水的计算：
管井降水计算书
一、水文地质资料
土层编号土层名称埋深（m）厚度（m）容重（kN/m^3）粘聚力（kPa）渗透系数（m/d）平均粒径（mm）
1填土02.7019.541.754.328
2粘土63.320.265.5524
3粉质黏土7.81.819.123.765.184
4粉土10.62.818.97.6443.20
二、计算依据及参考资料
该计算书计算主要依据为国家行业标准《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99），同时参阅了《建筑施工手册》（第四版）和姚天强等编写的《基坑降水手册》。
三、计算过程
1、基坑总涌水量计算：
根据基坑边界条件选用以下公式计算：
Q=1.366k（2H-S）×S/log（2b/r0）
Q为基坑涌水量；
k为渗透系数（m/d）；
H为含水层厚度（m）；
R为降水井影响半径（m）；
r0为基坑等效半径（m）；
S为基坑水位降深（m）；
S=（D-dw）+Sw
D为基坑开挖深度（m）；
dw为地下静水位埋深（m）；
sw为基坑中心处水位与基坑设计开挖面的距离（m）；
b为基坑中心到水体边缘的距离（m）；
通过以上计算可得基坑总涌水量为851.8m3。
2、降水井数量确定：
单井出水量计算：
Q=120πrsl3k1/2
降水井数量计算：
n=1.1Q/q
q为单井允许最大进水量（m3/d）；
rs为过滤器半径（m）；
l为过滤器进水部分长度（m）；
k为含水层渗透系数（m/d）。
通过计算得井点管数量为9个。
3、过滤器长度计算
群井抽水时，各井点单井过滤器进水长度按下式验算：
y0>l
y0=[H2-0.732Q/k×（logR0-log（nr0n-1rw）/n]1/2
l为过滤器进水长度；
r0为基坑等效半径；
rw为管井半径；
H为潜水含水层厚度；
R0为基坑等效半径与降水井影响半径之和；
R0=R+r0
R为降水井影响半径；
通过以上计算，取过滤器长度为2m。
4、基坑中心水位降深计算：
S1=H-{H2-Q×[logR0-（log（r1r2...rn））/n]/1.366k}1/2
S1为基坑中心处地下水位降深；
ri为各井距离基坑中心的距离。
根据计算得S1=7.68m>=S=6.25m，故该井点布置方案满足施工降水要求！
基坑降水示意图
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