土方大开挖专项方案319.docx
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土方大开挖专项方案319
目录
1、编制依据3
2、工程概况4
3、工程重点难点及对策14
4、组织原则17
5、施工准备17
6、土方开挖主要施工方法20
7、雨季施工技术措施42
8、基坑监测、巡查43
9、应急预案51
10、周边建筑物及地下物处理58
11、施工质量保证措施59
12、安全、文明施工及环保措施60
深基坑土方开挖专项方案
1、编制依据
1.1招标文件及相关技术文件
名称
编号
日期
《太原万达广场商业综合体施工组织设计》；
《太原万达广场商业综合体基坑支护图纸》；
1803-09-3
2013-3-5
《太原万达广场商业综合体岩土工程勘察报告》；
《太原万达广场商业综合体施工图纸》；
1.2相关规范、标准
类别
名称
编号
国家
工程测量规范
GBJ50026—2007
建筑基坑支护技术规程
JGJ120-2012
建筑地基基础施工质量验收规范
GB50202—2002
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204—2011
建筑地基处理技术规范
JGJ79－2012
建筑机械使用安全技术规程
JGJ33—2012
建筑桩基技术规范
JGJ94—2008
施工现场临时用电安全技术规程
JGJ46—2005
建筑基坑工程监测技术规范
GB50497-2009
建筑施工土石方工程安全技术规范
JGJ180－2009
建筑工程施工质量统一验收标准
GB50300-2001
山西省建筑工程施工资料管理规程
DBJ04-214-2004
2.3设计概况
2.3.1建筑概况：
2.4场地情况
拟建基坑北侧为西二道巷，西侧为平民路，西侧已有建筑为煜卫泽园小区、
建筑概况及周围环境详见图2.3-1建筑总平面图，
塔吊平面布置图详见图2.3-2塔吊平面。
2.3-1建筑总平面图
图2.3-2塔吊平面布置图
2.5工程及水文地质条件
2.5.1地下水文情况
根据**省勘察设计研究院《超高层岩土工程勘察报告》所知，本工程场区自然地面标高介于785.96～789.48m之间，最大高差为3.52m。
场地地下水静止水位埋深2.0～5.50m，表层地下水类型为孔隙潜水。
2.5.2地质情况
根据野外钻探、原位测试并结合场地已完成钻孔资料及室内土工试验结果，在勘探深度范围内，场地地基土自上而下可划分为15层，现依层序分述如下：
第①层：
人工填土（Q42ml）
根据其物质组成的不同，可分为两个亚层：
①1层：
杂填土
杂色，主要由砖块、灰渣、炉渣、煤渣、白灰、混凝土块、碎石块等建筑垃圾组成，含煤屑、植物根茎等。
结构松散，均匀性差。
静力触探比贯入阻力Ps（同一地层按厚度加权平均，下同）平均为1.90MPa。
超高层写字楼地段：
该亚层层厚1.70~7.30m，平均层厚3.88m，层底埋深1.70~7.30m，层底标高781.44~785.13m。
①2层：
素填土
褐黄~褐灰色，主要由粉质粘土构成，局部夹有粉土。
含云母、煤屑、砖屑、氧化铝等。
该亚层呈软塑~可塑状态，具中压缩性。
压缩系数a1-2介于0.214～0.390MPa-1之间，平均0.303MPa-1；标准贯入试验实测锤击数介于2.0~4.0击，平均3.0击，经杆长修正后的标准贯入试验锤击数1.9~4.0击，平均2.9击。
静力触探比贯入阻力Ps平均为0.64MPa。
超高层写字楼地段：
本次勘察只在S17#钻孔地段揭露该亚层，层厚1.8m，层底埋深3.6m，层底标高782.82m。
第②层：
粉质粘土、砂砾层（Q41al+pl）
根据其物质组成的不同，在超高层写字楼地段可分为2个亚层，其亚层在层位上分布不均，且相互穿插，呈不整合接触。
②1层：
粉质粘土
褐黄色，含云母、氧化铁、氧化铝、煤屑等，局部地段夹有细砂、粉土透镜体或薄层。
该亚层呈软塑~可塑状态，具中等偏高压缩性。
压缩系数a1-2介于0.2140.588MPa-1之间，平均0.349MPa-1；标准贯入试验实测锤击数介于2.0~7.0击，平均4.6击，经杆长修正后的标准贯入试验锤击数2.0~6.0击，平均4.1击。
静力触探比贯入阻力Ps平均为0.93MPa。
本次勘察除在剖面102~102、103~103（S4#钻孔揭露该亚层）未揭露该亚层外，其余钻孔均揭露该亚层，揭露该亚层层厚3.80~8.70m，平均层厚6.38m，层底埋深8.70~13.20m，层底标高774.79~778.23m。
②2层：
粗砾砂
褐色~褐灰色，矿物成分以长石、石英为主，含有云母、煤屑等，局部混夹有大量的圆砾、卵石、角砾及零星碎石等，并胶结有粉质粘土、粉土。
饱和，呈中密~密实状态。
标准贯入试验实测锤击数介于21.0~42.0击，平均31.6击，经杆长修正后的标准贯入试验锤击数26.0击；重型动力触探N63.5值（经杆长修正后）在5.8~13.5击之间，平均9.1击。
静力触探比贯入阻力Ps平均为14.0MPa。
该亚层主要分布于写字楼A南侧地段，详见剖面102~102、103~103，该亚层层厚3.10~9.10m，平均层厚6.45m，层底埋深4.90~12.50m，层底标高774.36~782.03m。
第③层：
粉土（Q41al+pl）
褐黄色，饱和，呈中密~密实状态，含云母、煤屑、氧化铁、氧化铝等，局部地段夹有粉砂、细纱、粉质粘土透镜体或薄层，具中等压缩性，压缩系数a1-2介于0.132～0.367MPa-1之间，平均0.226MPa-1；标准贯入试验实测锤击数介于7.0~14.0击，平均10.6击，经杆长修正后的标准贯入试验锤击数5.6~11.2击，平均8.4击。
静力触探比贯入阻力Ps平均为6.64MPa。
超高层写字楼地段：
该层层厚2.20~6.90m，平均层厚4.72m，层底埋深14.50~17.80m，层底标高770.46~772.52m。
第④层：
粉质粘土（Q41al+pl）
褐黄色~褐灰色，含云母、氧化铁、氧化铝、煤屑等，局部地段夹有薄层粉土透镜体。
呈软塑~可塑状态，具中等压缩性。
压缩系数a1-2介于0.192～0.431MPa-1之间，平均0.312MPa-1；标准贯入试验实测锤击数介于5.0~9.0击，平均7.4击，经杆长修正后的标准贯入试验锤击数3.8~6.8击，平均5.6击。
静力触探比贯入阻力Ps平均为2.46MPa。
超高层写字楼地段：
该层层厚0.70~2.10m，平均层厚1.65m，层底埋深16.00~18.60m，层底标高768.92~771.02m。
第⑤层：
粉土（Q41al+pl）
褐灰色，饱和，呈中密~密实状态，含云母、煤屑、氧化铁、氧化铝等，局部地段夹有粉砂、细纱、粉质粘土透镜体或薄层，具中等压缩性，压缩系数a1-2介于0.143～0.436MPa-1之间，平均0.253MPa-1；标准贯入试验实测锤击数介于11.0~20.0击，平均14.6击，经杆长修正后的标准贯入试验锤击数7.3~14.4击，平均10.4击。
静力触探比贯入阻力Ps平均为6.44MPa。
超高层写字楼地段：
该层层厚1.80~4.00m，平均层厚2.99m，层底埋深19.30~21.30m，层底标高765.81~768.28m。
第⑥层：
细中砂（Q41al+pl）
褐灰色，饱和，呈中密状态，矿物成分以石英、长石为主，含云母、煤屑等，颗粒级配一般，局部地段夹有薄层粉土透镜体。
标准贯入试验实测锤击数介于15.0~29.0击，平均22.5击，经杆长修正后的标准贯入试验锤击数10.5~20.3击，平均15.8击。
超高层写字楼地段：
该层层厚4.70~7.60m，平均层厚6.04m，层底埋深25.30~28.10m，层底标高758.96~761.56m。
第⑦层：
粉质粘土（Q3al+pl）
褐灰色，含云母、煤屑、氧化铁、氧化铝等，局部夹有薄层粉土、细砂、中砂透镜体或薄层。
呈可塑状态，具中等压缩性，压缩系数a1-2介于0.157～0.330MPa-1之间，平均0.251MPa-1；标准贯入试验实测锤击数介于17.0~29.0击，平均22.0击，经杆长修正后的标准贯入试验锤击数11.9~20.3击，平均15.4击。
超高层写字楼地段：
该层层厚1.90~6.50m，平均层厚3.90m，层底埋深28.60~32.90m，层底标高754.61~759.00m。
第⑧层：
细中砂（Q3al+pl）
褐灰色，饱和，呈中密~密实状态，矿物成分以石英、长石为主，含云母、煤屑等，颗粒级配一般，局部混夹有零星卵砾石。
标准贯入试验实测锤击数介于21.0~40.0击，平均30.3击，经杆长修正后的标准贯入试验锤击数14.7~28.0击，平均21.2击。
超高层写字楼地段：
该层层厚2.10~8.00m，平均层厚4.52m，层底埋深32.30~38.70m，层底标高747.26~754.63m。
第⑨层：
粉质粘土（Q3al+pl）
褐色~褐灰色，含云母、氧化铁、氧化铝、煤屑等，局部夹有薄层粉土透镜体。
一般呈可塑状态，具中等压缩性。
压缩系数a1-2介于0.122～0.381MPa-1之间，平均0.237MPa-1；标准贯入试验实测锤击数介于20.0~39.0击，平均28.4击，经杆长修正后的标准贯入试验锤击数14.0~27.3击，平均19.9击。
超高层写字楼地段：
该层层厚1.90~8.20m，平均层厚4.74m，层底埋深37.40~41.80m，层底标高745.36~749.22m。
第⑩层：
细中砂、卵石层（Q3al+pl）
根据其物质组成的不同，可分为2个亚层：
⑩1层：
细中砂
褐灰色，饱和，呈密实状态，矿物成分以石英、长石为主，含云母、煤屑等，颗粒级配一般，局部混夹有少量粗砾砂及零星卵砾石。
标准贯入试验实测锤击数介于26.0~48.0击，平均35.0击，经杆长修正后的标准贯入试验锤击数18.2~33.6击，平均24.5击。
超高层写字楼地段：
该亚层层厚1.80~6.80m，平均层厚3.59m，层底埋深41.00~47.20m，层底标高739.83~746.46m。
⑩2层：
卵石
褐灰色，颗粒多呈圆形~亚圆形，磨圆度较好，粒径一般为10~15cm。
母岩成分以灰岩、砂岩为主，多呈中等风化，粗砾砂充填，并胶结有粉质粘土，局部混夹有大的漂石及圆砾。
饱和，呈中密~密实状态，颗粒级配一般，重型动力触探N63.5值（经杆长修正后）在16.3~23.2击之间，平均19.3击。
本次勘察在各写字楼地段只有S5#、S6#、S8#、S9#、S14#、S15#、S17#、S18#钻孔揭穿该亚层，揭露该亚层层厚4.0~5.70m，平均层厚4.89m，层底埋深45.00~49.20m，层底标高737.66~741.53m。
超高层写字楼地段：
该亚层层厚11.0~19.20m，平均层厚15.75m，层底埋深60.20~65.0m，层底标高721.62~726.66m。
第⑿层：
粗砾砂（Q2al+l）
褐色，矿物成分以石英、长石为主，含云母、煤屑等，局部包含有少量的卵砾石，颗粒多呈圆形~亚圆形，磨圆度较好，粒径一般为1~3cm。
并胶结有薄层粉质粘土.该层呈饱和、密实状态。
标准贯入试验实测锤击数介于49.0~65.0击，平均58.4击，经杆长修正后的标准贯入试验锤击数34.3~45.5击，平均40.9击。
2.5.3地下障碍物情况
根据地质报告来看，场地内大面积有原建筑基础，主要为原混凝土独立基础、现浇混凝土排水沟槽、砖砌条形基础、钢筋混凝土灌注桩，一般障碍物主要埋深在地面以下2m～3m，5m以下地下障碍物情况，目前没有探明。
4、组织原则
本施工方案根据本工程特点、地质情况及周边环境，参照国家规范、规程、技术标准，结合我单位在龙潭湖周边已施工的B1区、B2区、酒店等同类的深基坑土方开挖工程的实践经验，采取近年较为成熟的施工工艺。
5、施工准备
5.1.技术准备
1）熟悉、审查施工图纸及施工方案中各项技术要求；
2）现场土层及地下水情况的调查分析；
3）编制详细施工方案，并做好交底。
5.2现场准备
1）止水帷幕施工完毕，强度达到设计要求，保证基坑内、外水源切断。
2）地上、地下各种管线及障碍物的勘测定位；地上、地下障碍物的拆除。
3）施工现场的平整；测量放线；临时道路、临时供水、供电等管线的敷设。
4）现场照明设备的安装，人员住宿的安排妥当。
5.3主要施工机械设备
1）资源配置计划
表5.3-1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
JCB330
按土方开挖需要进场
斗容1.5方
2
挖掘机
JCB220
斗容1方
3
挖掘机
JCB150
斗容0.6方
4
长臂挖掘机
Pc800
马道收口
5
自卸汽车
CQ30-290
按需配置
出土
6
轮胎式装载机
PYZ2250
1
辆
应急使用
7
汽车吊
QY-25t
1
台
材料调运
8
洒水车
WX144AS
1
台
文明施工
9
潜水排污泵
50m3/h
20
台
基坑排水
11
空气压缩机
3W-0.8/10
18
台
桩头破碎
2）检测、检查设备详见表5.3-2
表5.3-2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
测量放线、基坑监测
2
激光测距仪
HP4
台
2
测量放线、基坑监测
3
水准仪
S3
台
6
测量放线、基坑监测
4
对讲机
/
台
12
测量放线、基坑监测
5
摄像机
/
台
1
测量放线、基坑监测
6
照相机
/
台
2
测量放线、基坑监测
7
电子称
100KG
台
1
工程计量
8
钢卷尺
50m
把
6
混凝土实验
5.4劳动力计划
5.5.3安全生产目标
杜绝重大人身伤亡事故和机械事故，一般工伤事故频率控制在1.5‰以下。
5.5.4文明施工目标
依据太原市文明工地标准，现场文明施工严格按太原市安全文明施工相关规定执行。
5.6组织机构与职责
土方开挖组织机构如图所示
6、土方开挖主要施工方法
本工程基坑面积约5万平米，地下二层深约12.17m，塔楼开挖深约14.37m深，降水井及电梯井深度为19.6米，土方开挖量约69万方，待局部基坑降水、支护、工程桩及其它条件满足后，根据施工要求分层、分段开挖，（以主楼三道锚杆编制本施工方案）。
6.1.2施工流水段划分
土方开挖采取平面分区分段施工，详见开挖示意图
1、2、3区域土方开挖时确保4、5、6区域土方的稳定性，且土方高差不超过5米。
主要目的是确保通长基坑的稳定性，在该区域形成支点，在一定的程度上缓解基坑变形。
6.2土方开挖方案设计
6.2.1杂土清除及第一道锚杆施工
场地平整，止水帷幕施工完成，地下水位已经降至开挖面以下并满足施工要求，场地平整至桩机工作面后成桩，待护坡桩养护、冠梁施工完毕后进行第一道预应力锚杆张拉、锁定。
见图6.2-1。
图6.2-1杂土清除及第一道锚杆施工
6.2.2第一层土方开挖
1）第一层土方开挖主要为做锚杆服务，开挖时根据锚杆施工需要，沿基坑边进行土方一层土开挖。
2）第一层土挖至第二道锚杆底部以下800mm（建筑标高-8.000m），开挖深度约5.0m，土方量约25万方；投入6台斗容1.5方挖机，120辆35吨运输车。
考虑本工程的实际情况，拟投入6台1.5方挖掘机装车，12台1方挖掘机接力翻土，每天工作1个台班，相当于每天实际生产能力：
800×6×1.2×0.8=4608m3；可以在76天内挖运完，但考虑到基坑马道处理、支护锚杆施工、桩间土开、挖马道收口施工和天气等因素，土方开挖总工期按120天考虑。
2运土车辆数量
每台班生产能力
自卸汽车有效载重量为：
式中：
Qx—汽车有效载重量，m3；
N—装载斗数，14斗；
E—挖土机铲斗容积，1.50m3；
T—挖土机铲斗循环时间，30s；
Kh—挖土机挖掘铲斗满斗系数，1.00；
Kp—土方在铲斗中的松散系数，1.2；
取15辆（每台挖土机每台班配备的自卸汽车数量）。
式中:
n—卸汽车在籍数量，辆；
Qc—挖机每班运输量，840m3；
K3—均衡系数，1.10；
A—台班运输能力，64.3m3；
K4—自卸汽车出车率，0.70；
经计算每台挖机需配置运输汽车n=20.5，取n=21，运输车辆=21×6=126辆。
现场合理配置，现场微压车，配置130辆车，确保无挖机等车现象。
本工程主要出入口均位于城区主干道路，主干道路车流、人流量较大，进出车常有堵车现象；由于本工程工期短，一次投入的机械及车辆较多，如何科学合理地组织场内外交通，对保证工程顺利进行，将起到至关重要的作用。
6.4土方开挖施工
本工程土方开挖施工段划分多，平面组织难度大，冠梁施工队、土方开挖施工队存在一定技术衔接，因此要求在“通盘考虑，统一指挥”的原则下，各施工作业队之间本着相互配合、互创工作面的原则，协作配合；由于第二层土方开挖较为复杂，以下主要阐述第二层土方（基坑大开挖）施工方案。
1、分区开挖
基坑大开挖区，分区域布置挖机，一次开挖至设计标高。
图6.4-1长臂挖机收土示意图
6.5、主楼地梁、承台挖土
1）基础承台、地梁挖土采用机械配合人工开挖方式，首先由测量人员定出承台、地梁挖土灰线，由JBc150小挖机进行开挖，开挖过程测量人员进行测量指挥，开挖至基底标高以上300mm，剩余土体进行人工修挖；土方开挖时，应配备足够人员，及时清槽、破桩，挖机及时将破碎桩头及清槽土倒走，严禁挖机进入已经清槽基底区域。
桩间土开挖如图6.4-2所示。
图6.4-2桩区域清槽破桩示意图
7、雨季施工技术措施
本工程经历雨季施工，考虑雨季施工措施如下。
图5.1-9大口井平面布置图
7.1前期排水措施
本工程基坑排水除降水外，基坑采用盲沟排水方式，前期井点降水按照“先过滤后外排”原则（详见大商业基坑支护、降水方案），随着基坑形成施工进展情况基坑排水采用盲沟截水，降水采用架设管道排水。
8、基坑监测、巡查
在基坑开挖期间，随着取土的深入，围护结构由于受到土压力和周边道路动载的作用，会产生相应变形，本工程基坑监测除业主安排第三方单位实施监测外，项目部还需自行组织基坑监测及巡查方案，防止基坑变形过大或突变造成安全隐患。
基坑巡查小组：
工程部负责现场土方开挖旁站监督、降水状况现场巡查，安全部以基坑环境巡查为主，质量部主要以基坑及支撑质量巡视为主；在巡视工作安排时各部门之间应多交圈，避免出现盲点。
巡查过程中做好施工记录，遇到问题按照方案要求及时发出整改指令，遇特殊状况，及时向小组组长、副组长汇报，并按照要求做相关记录。
基坑数据分析小组：
负责基坑监测及巡查反馈数据的处理，为基坑安全提供管理依据。
9.2应急材料准备
应急救援器材、设备、机具
序号
设备名称
型号
数量
负责小组
备注
1
应急照明灯
1000瓦
10个
应急救援
应急料具
2
工字钢
20#
30根
应急料具
3
档土板
钢制
200m2
应急料具
4
铁锹
/
30把
应急料具
5
镐
/
30把
应急料具
6
抬土筐
/
30个
应急料具
7
污水泵
Φ100
10台
基坑积水排除
8
水泥
Po42.5
20吨
基坑漏水应急物资
9
堵漏剂
/
2吨
基坑漏水应急物资
10
无线对讲机
/
10部
后勤保障
应急物资
11
安全帽
/
20个
应急物资
12
柴油发电机
/
1台
应急物资
13
装载机
/
1台
应急物资
14
急救医疗箱
/
4个
应急物资
15
氧气呼吸机
/
4部
应急物资
16
伤员担架
/
4具
应急物资
17
黄黑警戒线
/
80米
应急物资
18
警戒哨臂章
/
10个
治安巡视
现场巡视
19
录音机
/
2台
警示使用
20
照相机
/
2台
技术分析
监测、检测
21
摄像机
/
1台
监测、检测
22
钢尺
50m
2把
监测、检测
23
水准仪
DSZ-2+FS1
2
监测、检测
24
全站仪
GTS-601
1
监测、检测
9.3紧急事故预案
在基坑土方开挖时，应严格按照设计要求及土方挖运施工方案要求进行施工，不得擅自篡改方案内容。
在开挖过程中，当环境监测数值（围护）周围水平位移，当日内有一项或多项突变发生时，可能会遇到以下几个险情：
9.3.1基坑支护出现漏土现象
由于本工程单排钻孔灌注桩与止水帷幕相结合，随土方开挖的不断深入，相邻支护桩间接缝处可能会出现的漏土情况。
处理办法：
一旦发现漏土（无漏水、流沙现象）倾向时，应先将相邻桩间处凿开清理后，用砖砌或快硬早强混凝土及时进行封堵，防止因桩间土体流失而造成地面沉陷。
9.3.2止水帷幕渗漏预案
1）预防措施
施工降水期间，应按照《降水专项施工方案》内容要求，土方开挖前对观测井水位及基坑周边降水井水流量进行监测，发现异常时，应及时汇报，根据相应状况来判断帷幕是否渗漏，如确定止水帷幕漏水，需采用相应措施。
2）止水帷幕渗漏处理方法
在整个基坑开挖及施工阶段，组织基坑渗漏抢险小组常驻现场并备好相应设备及材料，密切注视基坑开挖情况，一旦发现有漏点，及时进行封堵。
对帷幕轻微渗水，不影响施工也不影响周边环境的情况，可采用坑底设排水沟的方法。
对渗水量较大，但没有泥砂带出，而对周围影响不大的情况，可采用“引流－修补”方法（即在基坑渗水点插引流管，在引流管周围用速凝防水水泥砂浆封堵，待水泥砂浆达到强度后，再将引流管打结）。
9.3.6基坑坍塌事故应急预案
本工程基坑开挖深度约12.17m，属于深基坑，深基坑土方开挖与支撑顺序施工不当，或基坑边材料、机具堆放超过设计允许荷载，基坑支撑遭破坏等都可能造成基坑坍塌事故。
对基坑坍塌事故必须采取应急措施。
1、基坑坍塌事故应急工作流程
塌事故应急工作流程见下图9.3-3所示。
2、基坑坍塌事故应遵循的原则
1）施工现场一旦发生事故时，施工现场应急救援小组应根据当时的情况立即采取相应的应急处置措施或进行现场抢救，发生人员伤亡事故时立即拨打120急救电话，同时要以最快的速度拨打报警电话，应急指挥领导小组接到报告后，要立即赶赴事故现场，组织、指挥抢救排险，并根据规定向上级有关部门报告。
2）应急领导小组紧急疏散现场人员，基坑周围拉设警戒线。
安排安全负责人监视基坑边坡稳定情况，及时清理边坡上堆放的材料。
3）基坑坍塌事故较复杂，应急预案不能处理时，要与业主、监理、设计院以及上一级组织制定专门的抢险方案。
10、周边建筑物及地下物处理
10.1基坑周边建筑物现状
本工程基坑东侧为解放路，南侧为酒吧街，北侧为西二道巷。
西侧开挖轮廓线距离用地红线最近约58.45m，距西侧现有住宅煜泽园小区基础最近距离约10m，住宅24层，高度80m，剪力墙结构。
10.2地下障碍物处理
基坑区地下障碍物及管线较多，若开挖过程中碰到地下障碍物及地下管线拟采取以下措施。
现场地面
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