污水管道深基坑开挖及拉森钢板桩支护专项施工方案.docx
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污水管道深基坑开挖及拉森钢板桩支护专项施工方案
7.6.3施工进度计划图表.................................................................................................................................75
深基坑专项方案
1.工程概况
1.1项目概况
***经济技术开发区***东路（***闸-***路）工程位于***经济开发区综合保税区B区，为综合保税区B区、**港区对外交通联系的主通道。
综合保税区***东路位于现状***东侧，道路路线呈南-北走向，***东路（***闸-***路）段为新建路段。
本次设计***东路为新建路段，道路北起***闸北侧（***厂区大门南侧），南至***路，起点桩号***，终点桩号***，全长***KM。
道路规划宽为40m。
具体实施内容为上述路段范围内的土方、雨水管道、污水管道、交通、路灯、通信工程等。
1.2深基坑工程概况
1.2.1基坑简介
本次深基坑专项方案为第二次方案审批，原方案于2019年3月19日组织专家论证会，会后根据专家组的意见进行了方案调整，于2019年4月5日通过专家、总监理工程师、建设单位项目工程师审核通过。
于2019年5月3日进行污水管道的施工，至今完成W7—W18污水管道的施工，在此段污水管道的施工过程中由于地质比较复杂地质变化较大施工难度较大，为了确保干槽施工，在基坑两侧各增设了双排轻型井点（高低错台布设），在基坑坡脚增设了槽钢和钢板进行支护。
由于现场地质情况与原勘察报告严重不符，由建设单位重新委托***市建筑设计研究院有限公司进行了二次补勘，于2019年6月12日收到二次补勘报告，二次补勘结果与原勘察报告的土质情况差别较大。
设计单位根据二次补勘察报告对管道基础持力层进行了50厘米厚级配砂石换填。
现我单位根据二次补勘报告和设计变更文件对本工程剩余污水管道（W18—W31）的深基坑专项方案进行重新编制与申报。
本工程污水管道W18-W31段（长549m）污水管道沟槽开挖深度（6.37—5.4m）均超过5m，槽底高程（（-3.07）—（-2.11））m。
本次编制的深基坑专项方案以W18—W20段管道基坑为例（此段基坑最深），基坑尺寸为长80m宽17.3m，基坑底标高为-3.07m,基坑深度为6.37米，本基坑放坡采用放坡和拉森钢板桩支护相结合的形式，上层土按1：
1放坡，下层土按采用钢板桩支护。
本工程超过5m的基坑均按此方案进行放坡和支护。
管道基础形式：
（1）污水支管：
PVC-U实壁管采用360°砂基础
（2）主管道：
预应力混凝土低压排水管（SYG）采用135°钢筋混凝土基础。
（3）污水管道及检查井基础下50cm采用级配砂石进行换填处理，换填宽度为基础两侧向外各加宽50cm。
W18—W31沟槽开挖深度统计表
井号
管底标高m
槽底标高m
槽底深度m
W18
-2.221
-3.07
6.37
W19
-2.173
-3.033
6.33
W20
-2.125
-2.985
6.29
W21
-2.077
-2.937
6.24
W22
-2.029
-2.889
6.19
W23
-1.981
-2.841
6.14
W24
-1.933
-2.793
6.09
W25
-1.885
-2.745
6.05
W26
-1.837
-2.697
6.0
W27
-1.789
-2.649
5.95
W28
-1.741
-2.601
5.9
W29
-1.693
-2.553
5.85
W30
-1.673
-2.533
5.83
W31
-1.610
-2.47
5.77
1.2.2工程地质、水文地质概况
1、地形、地貌
厂区地貌单元属长三角洲冲积平原北翼，整个厂区多为农田、民房，有明河、局部有暗沟分布，河边地势稍低，其余地形尚平坦，地面标高一般在85国家高程基准3.0m～3.5m。
2、地基的构成与特征
（1）原勘察报告信息
根据勘探结果，在钻孔深度20～30m内，将本次勘探深度范围内的土层分成5个工程地质层，其中层1分为三个亚层、层2分为两个亚层，各土层自上而下分别为：
、冲填土（层1-1）：
灰黄、灰色、松散。
上部夹少量杂质，该层土上部主要成分为从长江河床底抽取的粉土和粉砂，成分不均，冲填时间较长，下部约0.5m厚为素填土，较松软。
层厚2.30～2.90m，层底标高为0.09～0.84m。
该层土主要分布于江堤北侧。
、冲填土（层1-2）：
灰黄、灰色、松散。
上部夹少量杂质，主要成分为从长江河床底抽取的粉土和粉砂，成分不均，为新近冲填而成。
层厚2.00～3.10m，层底标高为-0.20～0.94m。
该层土主要分布于江堤南侧。
、淤泥（层1-3）：
灰、灰黑色，流塑～流动，主要由淤泥质粉土、淤泥质粉质黏土和淤泥组成。
层厚0.50～1.00m，层底标高为0.00～0.50m。
该层土主要分布于明沟（河）处。
、粉土夹粉砂（层2-1）：
灰、青灰色，含云母。
粉土中密，湿～很湿，无光泽，摇振反应中等，干强度低，韧性低；粉砂稍密，饱和，主要矿物成分为石英和长石。
属中压缩性土层。
层厚0.60～2.20m，层底标高为-1.91～-0.18m。
此层土全场地分布。
、淤泥质粉质黏土夹粉土（层2-2）：
灰、青灰色，含云母。
淤泥质粉质黏土流塑，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等；粉土稍密，很湿，无光泽，摇振反应中等，干强度低，韧性低。
属中偏高压缩性土层。
厚度0.60～2.10m，层底标高为-3.19～-1.08m。
该层土主要分布于场地南侧。
、粉砂夹粉土（层3）：
灰、青灰色，含云母。
粉砂稍密～中密，饱和，主要矿物成分为石英和长石；粉土中密，湿～很湿，无光泽，摇振反应中等，干强度低，韧性低。
属中压缩性土层。
厚度4.30～6.40m，层底标高为-9.25～-5.68m。
该层土全场地均有分布。
、粉土夹粉质黏土（层4）：
灰、青灰色，含云母。
粉土稍密～中密，湿～很湿，无光泽，摇振反应中等，干强度低，韧性低；粉质黏土软塑，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等。
属中压缩性土层。
厚度0.90～2.40m，层底标高为-10.75～-7.22m。
该层土全场地均有分布。
8、粉砂夹粉土（层5）：
灰、青灰色，含云母。
粉砂中密，饱和，主要矿物成分为石英和长石；粉土中密，湿，无光泽，摇振反应中等，干强度低，韧性低。
属中压缩性土层。
厚度大于3.0m，为揭穿。
该层土全场地均有分布。
（2）补勘勘察报告信息
在勘探深度范围内可分为5个工程地质层，除冲填土外，均属第四纪长江冲积层（Q4al）。
自上而下各土层的分布及工程地质特性描述如下：
①层冲填土：
灰色，上部夹少量杂质，主要成分为粉砂和粉土，粉土为砂质粉土，松散不均，局部夹植物根茎及淤泥质粉质粘土，为新近冲填形成，局部经过多次冲填。
层厚4.40～6.60m，平均层厚6.03m，层底标高-3.69～-1.18m；
②-1层粉土夹粉砂：
灰色，中密，很湿，具层理，为砂质粉土，含云母碎片，局部夹薄层粉质粘土，该层土局部缺失，主要分布在道路北段。
摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。
层厚1.00～4.30m，平均层厚2.51m，层底标高-5.82～-4.30m；
②-2层粉质粘土夹粉土：
黄褐色转青灰色，软塑为主，局部流塑，层理清晰，局部含铁锰质斑痕，含腐殖质，局部夹淤泥质粉质粘土及粉土、粉砂，粉土为粘质粉土，稍密，很湿。
摇振反应无，光泽反应稍有光泽，干强度中等，韧性中等。
层厚1.50～3.90m，平均层厚2.44m，层底标高-7.43～-5.10m；
③层粉土：
青灰色，中密，很湿，具层理，为砂质粉土，夹薄层粉砂。
摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。
层厚1.40～5.40m，平均层厚3.80m，层底标高-12.49～-7.21m；
④层淤泥质粉质粘土夹粉土：
青灰色，流塑为主，粉土为粘质粉土，稍密，很湿。
摇振反应无，光泽反应稍有光泽，干强度中等，韧性中等。
层厚1.20～5.50m，平均层厚3.76m，层底标高-14.26～-12.48m；
⑤层粉土夹粉砂：
灰色，中密，很湿，具层理，为砂质粉土，含云母碎片，局部夹薄层粉质粘土。
摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。
该层土未钻穿。
对于道路工程，有影响的主要土层是①层冲填土，根据土的统一分类法进行补充定名：
①层土为粉土质砂夹含砂低液限黏土。
（3）土层的物理力学指标对比
原勘察报告
层号
土层名称
重度r
粘聚力c
内摩擦角
弹性模量E
孔隙比
渗透系数
KN/m3
kPa
0C
MPa
cm/s
1-2
冲填土
18
6.2
13.3
5.2
0.898
6.68E-04
2-1
粉土夹粉砂
18.42
10.3
21.3
9.14
0.858
3.11E-04
2-2
粉质黏土夹粉土
17.73
14.4
11.6
4.72
1.016
2.88E-05
3
粉砂夹粉土
18.63
8.8
26.4
11.29
0.821
5.78E-04
二次补勘报告
层号
土层名称
重度r
粘聚力c
内摩擦角
弹性模量E
孔隙比
渗透系数
KN/m3
kPa
0C
MPa
cm/s
1-2
冲填土
18.54
11.9
28.5
10.65
0.857
2.16E-04
2-1
粉质黏土夹粉土
18.03
17.1
16.2
5.88
1.003
2.36E-04
3
粉土
18.51
13.2
26.6
12.32
0.870
1.68E-05
4
淤泥质粉质黏土夹粉土
17.92
20.3
4.3
4.78
1.032
1.93E-04
5
粉土夹粉砂
18.61
10.9
25.5
12.23
0.839
2.88E-05
（4）水文条件
勘察揭示的地下水类型主要为孔隙潜水，主要由大气降水与***水补给并受长江水位影响，枯水期地下水向长江径流，丰水期地下水受长江水体补给。
勘察期间进行了地下水位及地表水位观测，水位变化不大，钻孔内初见水位标高约为2.60m，稳定潜水位标高约为2.40m，水位年变幅1.50m左右，一般在85国家高程1.50～3.00m之间，历史最高水位约为标高3.00m。
3、周边环境
本深基坑在施工过程中影响施工的外部环境有：
1基坑降水井至江堤的距离为56.5米。
2其余均为吹填空旷区域，地下无其他相关管线。
1.3施工平面布置图
（见附图）
1.4施工要求和技术保证条件
1.4.1施工要求
1、场地内如有地下管沟及电缆、光缆等管线，应采取有效的保护措施后方可进行土方开挖。
2、基坑开挖至设计标高后及时浇筑垫层混凝土；基坑施工过程中，必须对四周坡顶设置符合相关规范的安全防护措施。
3、基坑开挖四周坡顶禁止大型车辆停放且不得堆放施工材料等。
4、在基坑开挖、地基验槽及基础施工过程中，若发现有地下管线、结构物分布时，应提前进行妥善处理。
5、基坑开挖时，其纵横向边坡放坡应根据地质、环境条件取开挖时的安全坡度。
必须分段、分区、分层、对称进行，不得超挖。
6、纵向放坡开挖时，应在坡顶外设置截水沟或挡水堤，防止地表水冲刷坡面和基坑外排水再回流渗入坑内。
7、基坑开挖后，应及时设置坑内排水沟和集水井，防止坑底积水。
8、土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“分层开挖、严禁超挖”的原则。
9、机械挖土时，坑底应保留100mm厚土层用人工挖除整平，防止坑底土扰动。
1.4.2技术保证条件
1、由项目技术负责人组织质检员、施工员、技术人员等熟悉、审查图纸并做好记录，参加专家论证会。
对专家论证意见认真阅读并在施工中严格按专家要求进行。
2、编制材料、成品、半成品、机械设备、工具、用具及各技术工种劳力进场计划。
3、由测量人员引进座标、水准点并设置控制桩，做好保护。
4、对特殊工种作业人员进行培训、考核。
5、做好各级的技术安全交底。
2.编制依据
1、《***东路（***闸-***路）工程》招、投标文件；
2、《***东路（***闸-***路）工程》岩土工程勘察报告（2016年9月）；
3、《***东路（***闸-***路）工程》岩土工程二次补勘报告（2019年6月13日）；
4、《设计变更通知单（编号：
变03-R—01）》（2019年5月22日）；
5、《***东路（***闸-***路）工程》施工合同；
6、《***东路（***闸-***路）工程工程施工图》；
7、《***东路（***闸-***路）工程工程》施工组织设计；
8、《工程建设标准强制性条文》（城市建设部分）；
9、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建设部建质【2009】87号）；
10、《***市市区深基坑工程管理暂行办法》（通政规〔2012〕1号）
11、《既有建筑地基基础加固技术规范》（JGJ123-2012）；
12、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；
13、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）；
14、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；
15、《建筑深基坑工程施工安全技术规范》（JGJ311-2013）；
16、《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）
17、《建筑变形测量规范》（JGJ8-2016）
18、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
19、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）
20、《建筑施工土石方工程安全技术规范》（JGJ120-2012）；
21、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）
22、《一般用途钢丝绳吊索和技术条件》（GB/T16762）
3.施工进度计划、材料与设备计划
3.1施工进度计划
根据施工总进度计划，污水管道计划在106天内完成，详见第七章进度计划横道图。
3.2材料计划
根据本工序材料使用计划，落实供货渠道，并对购进的原材料进行复验等工作。
材料进场计划如下表：
序号
材料名称
规格
单位
数量
进场时间
1
砂
粗砂
吨
500
开工前进场
2
碎石
2.4.6
吨
600
开工前进场
3
砼
C15
m3
150
施工过程中
4
砼
C25
m3
800
施工过程中
5
砼
C30
m3
180
施工过程中
6
砼
C30P6
m3
400
施工过程中
7
消防水管
50mm
m
500
开工前进场
8
透水无砂井管
400mm
m
1500
开工前进场
9
编织袋
70kg
只
1000
开工前进场
10
木板枋
4*0.3*0.04
块
30
开工前进场
11
拉森钢板桩
Ⅳ号
根
1000
开工前进场
3.3机械设备投入计划
1、现场在各个施工阶段投入相应机具设备，满足工期、质量要求。
2、机械设备进场前要实行试运转制，性能良好方可投入使用。
现场配备若干名机械修理工，对机具设备定期检修和日常维护保养，保证机具正常运转。
3、操作上“人机固定”，谁操作，谁负责。
主要施工机械详见下表：
序号
设备名称
规格、型号
台数
进场时间
1
挖掘机
PC220
3
开工前进场
2
深井泵
2.2KW
15
开工前进场
3
自卸车
15T
4
开工前进场
4
焊机
15KW
1
开工前进场
6
全站仪
RTS112
1
开工前进场
7
水准仪
S3
2
开工前进场
9
洒水车
10000L
1
开工前进场
10
装载机
3T
1
开工前进场
11
手推车
6
开工前进场
12
发电机组
30KW
1
开工前进场
13
拉森钢板桩打拔桩机
300
2
开工前进场
4.施工工艺技术
4.1技术参数
4.1.1基坑开挖技术参数
1）根据勘测报告孔号J4的静力触探图可知本深基坑的土层结构为：
吹填土2.6米厚（层底标高为0.7m）；
粉土夹粉砂2.2m厚（层底标高-1.5m）；
粉砂夹粉土4.8m厚（层底标高-6.3）；
粉土夹粉质黏土厚1.1m（层底标高-7.4m）。
粉砂夹粉土1.3m厚（层底标高-8.7）；
2）基坑开挖深度为6.56m。
3）开挖放坡按，0.7m至原地面按1:
1坡度；0.7m至-3.07m采用钢板桩支护直槽开挖；标高0.7米处做3米宽的二级台阶。
4）机械挖土时，坑底应保留100mm厚土层用人工挖除整平，防止坑底土扰动。
4.1.2降水设计技术参数
建筑场地浅层地下水属孔隙潜水类型，主要位于层1～层5中。
补偿来源为大气降水、地表水以及区域水系。
水位水量跟季节和人类活动有关，水量较丰富。
勘探期间测得场地内平均初见地下水位标高为2.78m（平均埋深为0.66m），平均稳定地下水位标高为2.90m（平均埋深为0.54m）。
根据***经济技术开发区水文地质资料，近几年场地内最高地下水位标高约为3.00m，最低地下水位标高约为0.80m，本工程地下水水位年平均变化幅度约2.20m。
降水设计技术参数表
层号
土层名称
重度r
粘聚力c
内摩擦角
压缩模量E
渗透系数K
KN/m3
kPa
0C
MPa
cm/s
1-2
冲填土
18.54
11.9
28.5
10.65
2.16E-04
2-1
粉土夹粉砂
18.51
9.5
28.3
12.19
2.36E-04
2-2
粉质黏土夹粉土
18.51
17.1
16.2
5.88
1.68E-05
3
粉土
18.63
13.2
26.6
12.32
1.93E-04
4
淤泥质粉质黏土夹粉土
17.92
20.3
4.3
4.78
2.88E-05
5
粉土夹粉砂
18.61
10.9
25.5
12.23
1.68E-05
4.2工艺流程
污水管道工艺流程图
钢板桩工艺流程图
4.3施工方法
4.3.1基坑开挖施工
1、基坑开挖方法
本基坑采用纵向分段降水、分段开挖，具体施工方法如下：
基坑开挖断面图
、选用2台履带反铲挖掘机（1m3）接力作业，将土方堆至污水管道基坑西侧。
开挖过程需注意：
堆土坡脚距槽边不小于5m；堆土高度不应超过1.5m；土方距基坑5m外堆置，以便回填利用。
堆土部位不得切断或堵塞排水明沟，确保排水畅通。
、基坑第一次开挖从原地面挖深2.6m左右，第二次挖至设计标高上留10cm采用人工清槽，防止扰动槽底原状土。
第一、二次层设宽不小于2m的二级台阶。
2、第二次开挖深度约为3.77米
1、第一次开挖深度约为2.6米
、基坑上层吹填土按1：
1放坡；下层粉砂土沟槽两侧采用拉森钢板桩支护，边挖边退，基坑底基础两侧考虑1m的工作面。
、土方开挖遵循先深后浅的施工程序，自上而下分层进行，边挖边检查槽底宽度，宽度不足时及时修整。
、挖土操作人员须听从施工管理人员的现场指挥，严禁土方超挖。
、机械挖土标高高于设计标高10cm左右。
、开挖施工中，施工员、质检员、测量人员跟班作业，密切配合监控、指挥，挖掘中注意对基坑周边的保护。
、挖土接近基坑底时，专职测量人员用水准仪将水准标高引测至基坑底，随挖机逐步向前推进，每5～10m测设一标高控制点
2、基坑支护
本深基坑采用二级坡的自然放坡的形式，上层土层按1:
1放坡，由于下层土地下水充足，土层比较复杂自然放坡不能满足基坑的安全稳定性，所以下层土采用拉森钢板桩支护（悬臂）直槽开挖。
钢板桩两侧设置3米宽的二级台阶。
、防止雨水冲刷边坡措施
为防止雨水冲刷边坡，在槽顶距槽口1.5m处设置排水边沟（见基坑开挖断面示意图），基槽开挖完成后将槽顶地面修整成2%横坡坡向排水边沟，边沟全断面摊铺一层不透水土工布，防止渗漏引起边坡坍塌。
、槽底防护措施
、为保护开挖好的基槽不受雨水浸泡，在护坡底角设20cm×20cm排水盲沟，沟内填筑10cm厚砂石，井位处埋设一根d400pvc短管作集水井，井底比沟底深50cm，并配置水泵，将水抽至基坑外。
、及时浇筑砼垫层让槽底尽快稳定。
3、基坑开挖弃土方案
本工程污水管道土方堆于基坑西侧，距基坑坡顶>10m。
基坑土方及弃土断面图
4.3.2井点降水的施工
1、降水方案
根据地质勘探报告揭示的拟建场地土体地质条件和水文地质条件，结合同类工程施工经验，通过多方案比较对比与本地降水实例调查，选择采用深井降水与轻型井点相结合的方法。
深井具有排水量大、降水深、不受土质限制等特点，适应地下水位丰富、基坑深的工程地下降水；轻型井点可以快速江堤钢板桩内侧土层中的地下水，确保干槽施工。
由于本工程污水管道基坑西侧有一江堤，为了减小深井降水对江堤的影响本方案将深水井布设在基坑东侧，为了减少基坑西侧的地下水的补给对基坑的影响在基坑西侧钢板桩内侧增设一排轻型井点。
本方案按100m长的深基槽进行降水设计。
污水管设计最低高程-2.221m，槽底高程为-3.07m，原地面平均高程为3.3m，地下水位高程为3.0m，深水井间距20m，拟距管道基础中线5m布置于外侧二级台阶，井深20m。
轻型井点立管高5米，立管间距为1米，立管直径0.05米。
降水断面布置图
2、深井施工
、施工准备
、材料、机械：
无砂混凝土管、2*2细目网片、粗砂、潜水钻机、泥浆车、泥浆泵、清水泵、潜水泵等。
、现场条件：
现场三通一平已经完成、地质勘测资料齐全，根据地下水位埋深、土层分布、基坑放坡系数确定井管位置、数量和降水深度；
、工艺流程
井管测量定位----挖井口----钻机就位----钻孔----回填井底砂垫层----吊放井管----回填井管与孔壁之间的砂滤层----洗井----井管内下水泵----安排抽水控制电路----试验抽水----正常降水----降水完毕拔水泵----管井回填----顶面80cm厚C15砼封井。
、操作要点
、定位根据设计的井位及现场实际情况，准确定出各井位置，并做好标记。
、成孔采用循环钻成孔，孔径一般为600-800MM，用泥浆护壁，孔口设置护筒，预防孔口塌方，并在一侧设置排泥沟、泥浆池；成孔后立即清孔。
、安装井管滤水管应设置在含水层内，并在井管与孔壁间加填砂石滤料；安装水泵前，用压缩空气洗井法清洗管井，冲除尘渣，直至井管内排出的水由浑变清，达到正常出水量为止；安装水泵后，对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查，合格后进行试抽水，满足要求后转入正常工作；观测井中地下水位变化，作好详细记录。
、停泵时间须待闭水试验合格、基坑回填至地下水位以上后才可开始拆除井管降水设备。
、管井回填管井在停泵后及时采用中粗砂
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