土方及桩基施工方案.docx

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土方及桩基施工方案

.1.1土方及桩基施工方案

.1.1.1土方及桩基工程概况

1.1工程概况

B标段为电视文化中心,由酒店、裙楼（电视剧场、录音棚等）及纯地下车库组成。

设2层地下室，基础大部埋深在设计标高±0.00以下11.05m～14.60m，局部电梯井加深坑部位基础埋深在设计标高±0.00以下15.6m～19.60m。

基坑为不规则形状，东西长约200m，东侧南北宽度约90m，西侧南北宽度约150m。

各建筑功能区地上、地下部分结构相互联结为一体。

电视文化中心采用桩筏基础，桩为钻孔灌注桩，桩长有四种，分别约为14.7m、15m、30m和62.5m，基础底板厚度为0.7～2.5m不等。

1.2场地条件

1.2.1施工场区周围环境

**电视台新台址建设工程建于北京市朝阳区东三环中路32号，原北京市汽车、摩托车联合制造公司厂内，地处东三环路以东、光华路以北、朝阳路以南，在北京市**商务区（CBD）规划范围内。

拟建场区地势平坦，周边环境较为复杂，场区西侧、南侧紧邻交通干道东三环中路和光华路，西北角紧邻市煤气公司，北侧围墙外有两栋永久板式楼房。

因此，本工程基坑设计与施工时，应确保场区周边环境的安全。

1.2.2地下障碍物情况

拟建场区原为北京汽车摩托车联合制造公司光华路厂区，原厂房及附属设施密集。

该工程位置原有建筑物为汽车底盘厂、涂装厂和家具城等，在拆除过程中，在遗留的钢筋混凝土柱基础及其他厂房遗留的钢筋混凝土池体等地下障碍物。

另外，地下分布有较多的热力、电缆、上下水管道及地下人防通道等地下设施，对基础施工十分不利。

1.3工程地质及水文地质条件

1.3.1工程地质条件

根据北京市勘察设计研究院提供的《**电视台新台址建设工程（B区）岩土工程勘察报告（草本）》描述，本工程拟建场区在地貌单元上位于永定河冲洪积扇中下部，第四纪地层厚度（相当于第三纪基岩埋深）约在160m左右。

地面以下至基岩顶板之间的土层岩性以粘性土、粉土与砂土、碎石土交互沉积土层为主。

根据现场勘探、原位测试及室内土工试验成果，按地层沉积年代、成因类型，将B区场地内、本阶段最大勘探深度100m范围的土层划分为人工堆积层和第四纪沉积层两大类，并按地层岩性及其物理力学数据指标，进一步划分为15大层及亚层。

现按照自上而下的顺序对本工程施工范围内各土层的基本特征综述如下表：

成因

地层

岩性

各大层层顶变

各大层厚度

湿度

天然密度

内磨擦角

内聚力c

年代

序号

化范围（m）

变化范围（m）

ρ（g/cm3）

φ（°）

（kPa）

人工

①

房渣土

37.90～39.14

0.80～5.70

稍湿～湿

/

10

0

堆积

土

①1

粘质粉土、

粉质粘土填

土

湿

1.91

10

15

第四

纪沉积层

②

粘质粉土、

粉质粘土

32.45～38.34

4.60～9.80

湿

1.97

22.5

52

②1

砂质粉土

湿（局部饱和）

1.88

34

26

湿～饱和

1.84

19

40

③

圆砾、卵石

27.85～29.29

7.90～12.10

湿～饱和

/

38.0

0

③1

粉砂、细砂

湿

/

32.0

0

③2

细纱、中砂粉质粘土、

湿～饱和

/

33.0

0

③3

粘质粉土

湿

/

15

25

粘质粉土、

④

粉质粘土

16.14～20.42

1.70～6.00

饱和～湿

2.03

27.3

29

④1

粘土、重粉质粘土

湿～饱和

1.86

15

55

⑤

卵石、圆砾

13.92～15.02

8.50～10.70

饱和

/

40.0

0

⑤1

细纱、中砂

饱和

/

36.0

0

⑤2

粉质粘土粉质粘土、

饱和

/

18

40

⑥

粘质粉土粘土、

3.32～5.56

3.90～7.90

饱和～湿

2.04

20.8

44

⑥1

重粉质粘土粘质粉土、

湿～饱和

1.87

29

67

⑥2

砂质粉土

饱和

1.98

31

20

⑦

卵石

-2.75～0.64

3.90～7.90

饱和

/

42.0

0

⑦1

细砂

饱和

/

35.0

0

第四

纪沉

积层

⑦2

粘质粉土、

粉质粘土

32.45～38.34

0.64～9.80

饱和

/

25

40

根据北京市勘察设计研究院提供的《**电视台新台址建设工程（B区）岩土工程勘察报告（草本）》描述，本工程场区主要存在3层地下水，地下水类型分别为：

第1层地下水为层间潜水，含水层为第3大层卵砾石层、砂层，该层地下水水位连续分布；第2、3层地下水为承压水，赋存于第5大层和第7大层的卵砾石层及细砂、中砂层当中，均具有较高的压力水头：

第2层地下水承压水头高度约在5m～6m左右；第3层地下水承压水头高度约在16m～18m左右。

各层地下水类型及实测水位如下表所示。

序号

地下水类型

含水层岩性

静止水位埋深（m）

静止水位标高（m）

1

层间潜水

卵砾石层、砂层

13.30～15.90

22.60～24.60

2

第一层承压水

卵砾石层及细砂、中砂层

18.50～20.00

18.51～19.72

3

第二层承压水

卵砾石层及细砂、中砂层

20.10～21.70

16.91～18.02

在工程场区第2大层的粉土层中还赋存有1层地下水，其类型为台地潜水。

该层地下水的水量和水位在整个场区不够连续，根据勘察院设于场区附近的地下水长期观测孔的观测资料及区域性水文地质资料，在拟建场区及其附近区域，台地潜水的当前水位标高在33.50m左右。

2.地下水成因及动态变化规律

1）场区台地潜水主要接收大气降水入渗及管道渗漏补给，并以蒸发及地下径流等方式排泄。

其天然动态类型属渗入～蒸发、径流型，其水位季节变化规律一般为：

6月份～9月份水位较高，其它月份相对较低，年变化幅度一般为2m～3m。

2）场区层间潜水主要接收地下径流补给，并以地下径流为主要排泄方式。

其天然动态类型属渗入～径流型，其水位季节变化规律一般为：

11～来年3月份水位较高，其它月份相对较低，年变化幅度一般为1m左右。

3）场区承压水主要接收地下径流补给，并以地下径流为主要排泄方式。

其天然动态类型属渗入～径流型，其水位年变化规律与层间潜水类似，而变幅较层间潜水大，第一次承压水水位的年变化幅度一般为3m～5m。

3.建场区历年最高地下水位

工程场区历史最高地下水位（1959年）为36.60m～35.70m（自西南向东北逐渐降低），近3～5年最高地下水位标高为35.60～35.20m（自西向东降低）。

4.地下水的腐蚀性

各层地下水的水质对混凝土结构均无腐蚀性；但在干湿交替作用条件下，对钢筋混凝土结构中的钢筋有一定的弱腐蚀性；对钢结构也具有弱腐蚀性。

1.4工程特点及难点

1.基坑深度较深，基槽的深度为在设计±0.00标高以下11.05m～14.60m，局部电梯井加深坑部位基础埋深在设计±0.00标高以下15.6m、16.6m、17.60m、19.10m19.60m；开挖面积大，达25850m2，地下部分施工周期较长，对基坑支护的安全性要求高。

基础各部分埋深不同、多达十几种，而且高低差变化较大，开挖深度不好控制，特别是斜面的土方开挖要求精度较高。

同时，高低差变化都发生在砂、卵石地层中，斜面处的土方开挖及支护施工难度都较大。

2.局部深坑区开挖深度大，涉及潜水及第一层承压水的排降，因此，内部深坑区降水较困难，而且降水周期较长，对坑内降水井的封井要求高，要做到既满足基坑施工要求，又要控制周边的沉降。

3.本工程中工序较多，土方、支护、降水、基础桩各工序的搭接困难，施工连续性相对较差，不易形成施工流水，造成工期长施工工期紧张。

4.建筑基底存在高低差最大处达7m，由于基础桩施工采用的是湿作业泥浆护壁成孔工艺，桩孔内的水压力较大，会渗透到支护面处影响支护的稳定性。

5.拟建场区遗留大量钢筋混凝土柱基础及其他厂房遗留的钢筋混凝土实体等地下障碍物，地下分布有较多的热力、电缆、上下水管道、地下人防通道等地下设施，这些都会影响到土方开挖以及周边支护的施工，必须先探明地下管线、电缆,提前破碎或改移。

6.工程地处北京商务中心的核心，交通流量大，紧邻居民楼群，对土方运输造成很大的制约，对噪音、粉尘等环保要求也很高。

7.本工程中既有抗压桩又有抗拔桩，抗压桩桩长最长达62.5m，而且穿越了多个土层，抗拔桩虽然桩长较短仅有15m，但桩顶标高复杂，而且有部分抗拔桩分布在基坑内侧高低差1:

1的斜面上剔凿桩头时难度较大。

1.5主要工程量

序号

项目

工程量

总量

1

总土方量

约33.3万

约33.3万

2

总支护面积

约8000

约8000

3

自渗井（直径400mm）

42口

129口

4

外侧管井（直径600mm）

36口

内侧大口管井（直径600mm）

46口

水位观测井

5

5

抗压桩

138根

6

抗拔桩

498根

.1.1.2土方及桩基总体施工安排

2.1施工组织机构

2.1.1为了保证本工程的工期、质量、环保、安全、服务实现承诺的目标，保证施工过程中的组织协调，本投标人将成立由项目经理、总工程师、生产副经理组成的领导小组，负责项目组织、机械配备、人力资源、材料资金、技术保障的总体协调。

本投标人选调组织管理能力强、技术业务精、敬业心责任感强的人员组成项目经理部，全面负责工程项目的工期、质量、安全、环保和服务。

2.1.2施工组织机构框图

2.2施工区域划分及施工部署

2.2.1施工区段的划分

根据现场条件及施工顺序的先后、基础桩的分布特点及地上结构的建筑功能，在平面上将TVCC基础分为三个区域即一区、二区、三区；具体的区域划分见下图：

基坑施工分区图

2.2.2总体施工部署

根据现场条件及施工进度计划，该工程施工部署如下：

施工顺序及施工流程（见下页）

施工顺序及施工流程

2.进场后首先进行测量放线，测量出结构线、开挖上口线、外侧降水井中心线，测量完成后，布置3台地质钻机进行基坑北侧42口自渗井的施工，安排3台反循环钻机进行南侧36口大口管井施工，与此同时，安排3台挖土机、3台液压锤进行-2m位置地下障碍物拆除及土方挖运。

3.大面积土方开挖在平面上分为三个区，一区中心区布置3台挖土机由西南向东北方向施工，由东侧两个坡道同时出土；基坑南侧安排1台挖土机配合土钉支护分层施工；二区布置2台挖土机由西南向东北侧开挖，运土车经三区从东北侧收尾坡道出土；西侧和北侧安排2台挖土机配合土钉支护施工；三区为地下车库不是施工主线，可安排1台挖土机由西向东开挖；第二步土方均由-2m开挖至-6m。

4.大面积第三步土方由-6m开挖至打桩工作面（打桩工作面标高前面已有说明），此步土方开挖的各区机械布置与第二步土方布置相同，一区、二区均经三区出土，因此在与三区交界处布置2个临时坡道，此时可将基坑东南角处位于一区的临时坡道挖除土方均由东北侧收尾坡道出土。

其中一区东侧与二区西侧基底标高为-11.7m与-12.2m处此部土方开挖至距基底300mm处，以下土方人工清土。

5.一区土方首先开挖至-11m工作面，在此位置布置4台旋挖钻机、1台反循环钻机进行一区基础桩施工，与此同时，施工基坑内侧的降水井；二区开挖至-11m打标面标高后，插入基坑内侧降水井施工，打完井后，布置6台反循环钻机进行二区抗拔桩施工；三区上部开挖进度较慢，待开挖至-9.0m亮出工作面后，布置6台反循环钻机进行车库部分抗拔桩施工。

6.各区段基础桩施工完毕后，进行空钻土方施工、桩间土清理及剔凿桩头，随此步土方的进行，施工剩余的支护施工（包括外侧剩余的土钉墙及内侧高低差处的挂网喷射混凝土支护施工）。

7.最后进行坡道处土方收尾。

2.3施工进度安排

2.3.1工期要求

1.地基基础部分施工工期

工期共113天

2.3.2工期保证措施

1.选派得力人员组成施工项目经理部，对生产要素优化组合，实行动态管理，灵活地对人员、设备、材料进行及时调整。

2.抓紧进场及施工前的准备工作。

尽快落实材料采购计划，迅速组织机械设备进入施工现场。

3.制定详细合理的施工计划。

抓住关键工序，对影响总工期的工序和具体环节给予人、财、物的充分保证，确保整个工程进行顺畅和连贯。

4.配足人力、设备，充分发挥本投标人集科研、设计、施工为一体的优势。

积极与业主和设计部门配合，对影响工期的工序或施工过程实行集体攻关，选择合理施工方案。

5.主动做好与其他施工单位的密切配合。

充分发挥机械的台班利用率。

需要配合的项目事先向有关单位联系，提前作好准备。

6.机械设备的完好程度是影响工期的主要因素之一，所有设备进场前做好保养，保证机械完好进场。

保证机械设备定期保养。

7.制定详细的材料采购计划，保证材料供应及时。

临时所需材料立即解决，不能拖延。

8.建立切实可行的工期奖罚制度。

加强管理，加强施工组织设计的运筹，制定并落实一切可行机制和措施，确保控制工期目标的实现。

9.本工程由于工序多，工程量大，工期紧。

为保证工程如期完工，在人力、物力保障充足的前提下，先进的技术方案、合理的施工组织也是重要因素之一。

为此，本投标人针对本工程特点，制定如下措施：

1）由于建筑物的基础桩、土方工程量都很大，因此，要求土方、支护、降水井、基础桩施工工序间合理搭配、穿插作业，以一区即核心筒部分土方、桩基施工为主线，以利于土建的提前插入，从而节省工期。

2）土方挖运分为工作区和中心区：

工作区为土钉墙施工区，需土方分层配合施工；中心区可大面积开挖，充分发挥机械性能，是保障出土量的基本点。

2.4施工资源配置

2.4.1主要施工机械配备

1.测量机械设备

仪器设备名称

品牌、型号

生产厂家

数量

电子全站仪

拓普康GTS-332W

日本

1台

水准仪

DZS3－1

北光

2台

电子经纬仪

ET－02

南方测绘

2台

钢卷尺

50m

2把

钢盒尺

5m、7.5m

若干

对讲机

5KM

摩托罗拉

2对

根据具体施工进度随时调整机械配备。

2.降水井施工机械

名称

型号

数量（台）

功率（kW）

用途

反循环钻机

3

70

降水井成孔

地质钻

SH-50

3

自渗井成孔

空压机

柳州6130

2

洗井

发电机

12A-135

2

200KW

打井发电

电闸箱

10

3.土方施工机械

名称

型号

数量

备注

挖土机

日立EX300-3

4

土方挖运

卡特330B

5

土方挖运

推土机

D-85

2

土方挖运

洒水车

2～3

现场洒水

自卸汽车

斯太尔

88

土方运输

4.土钉墙施工机械

名称

型号

数量

功率（kW）

用途

电焊机

交流电焊机

3

30

钢筋加工

注浆泵

2SNS

1

7

注浆

BW-250

2

7

注浆

灰浆搅拌机

3

3

灰浆搅拌

空压机

W－6135

3

7.5

喷射混凝土

洛阳铲

40

土钉成孔

锚杆机

2

预应力锚杆成孔

张拉机

2

锚杆张拉

5.基础桩施工机械

名称

型号

数量

功率（kW）

用途

旋挖钻机

R-622H、R416

4

10

基础桩成孔

反循环钻机

6

70

基础桩成孔

交流电焊机

EX500

10

50

钢筋笼加工

履带吊

50t

2

吊放钢筋笼

履带吊

35t

3

吊放钢筋笼

直螺纹成形机

GHB40

4

4

钢筋切断机

GQ40-1

4

5.5

切钢筋

2.4.2主要劳动力配备

1.降水井劳动力配备

名称

型号

劳动力数量

反循环钻机

20

地质钻机

SH-50

20

空压机

柳州6130

6

发电机

12A-1350

2

2.土方劳动力配备

工种

人数

备注

挖土机司机

18

推土机司机

4

汽车司机

150

其他人员

10

施工配合

3.基础桩劳动力配备

工种

人数

职责

测工

8

测量放线

电焊工

25

钢筋笼制作

钢筋工

35

钢筋笼制作

钻机机组

40

机械操作、成孔

混凝土及灰浆作业

35

水下灌注及干成孔灌注

4.土钉墙劳动力配备

工种

人数

职责

测工

3

测量放线

电焊工

50

土钉制作

钢筋工

80

土钉制作、编网

混凝土及灰浆作业

100

锚杆注浆、土钉面层

土钉墙成孔

120

洛阳铲成孔

杂工

40

配合施工，扫马路等

5.现场管理人员配备

序号

职责

人数

1

工长

6

3

质检员

6

4

测量校正

6

6

安全员

3

.1.1.3土方工程施工方案

3.1基坑支护设计及施工方案

3.1.1护坡方案设计的特点

1.该工程基底标高变化较多，在基坑电梯井开挖深度范围内有一定厚度的卵石层，地下水情况较复杂；场地地面原为北京市汽车摩托车厂，其拆除后遗留下旧房基础、房渣土，同时地下埋设有多条管线与人防等地下设施，工程基坑四周环境比较复杂，这些都给边坡支护的设计和施工带来一定难度。

2.考虑到基础桩施工及土建地下结构施工可能需要较长的施工周期，基坑支护要经过雨季的考验，因此，要求支护安全系数较大。

3.支护体系施工完毕后,基础桩施工中湿作业成桩工法所用的泥浆池,会对降水井施工造成影响，并使降水井的效能产生损耗。

从而局部地下水可能影响到基坑的边坡支护体系。

4.基坑北侧开挖深度较深，为13.6m和14.6m，需采取有效的措施进行此部分支护的水平位移及沉降的控制。

3.1.2场区周边的条件

1.基坑北侧有两栋3～15层的住宅楼距离基坑结构线最小距离约为11m，估计可能有一层地下室埋深不会超过6m，而TVCC北侧靠近住宅楼部分为车库，开挖深度为11.05m，拟采用土钉墙支护，上部两层土钉的长度为9m，土钉不会影响原有住宅楼。

2.基坑西侧有一排4-5层砖混结构住宅楼，估计此楼物地下室,按条形基础考虑，估计

埋深不会超过2.5m；且住宅楼距离TVCC结构线最小距离也有10m以上，西侧开挖深度为11.7m，土钉支护施工不会影响到原有住宅楼；但在基坑的西南角突出的位置距离原有住宅楼仅有约6m的距离，局部土钉施工会受到影响，因其影响的范围较小，仅有约6根土钉受其影响，我们采取调整土钉角度的方法进行避让，（此角为土钉支护的阴角处受力较小）做法如下：

3.基坑东侧为规划路30m范围之内无任何建筑物，因此东侧采用土钉墙支护不会受到任何影响。

4.基坑南侧距离A标段（即CCTV）的庆典广场最窄处也有20多米距离，而且其间无任何建筑物，此部分基坑开挖深度最深为14.6m，第三层加一道预应力锚杆的长度也仅有16m。

因此，即使与CCTV同时进行施工，对南侧TVCC的支护以及土方挖运不会有任何影响。

3.1.3护坡方案设计的指导思想

1.护坡方案要科学合理，因地制宜，切实可行，确保深基坑边坡支护经过雨季的冲刷和冬季的冻融后要安全可靠；

2.护坡工程必须与土方工程一体化安排，要为土方工程的顺利施工创造快捷和良好的前提条件；

3.护坡工程在确保为后续施工创造出良好的施工作业面的同时，还要尽可能地减少不必要的土方回填；

4.护坡工程要尽量减少与土方施工的工序穿插的次数，以缩短工期；

5.护坡工程要充分考虑到其经济合理性等。

3.1.4基坑边坡支护方案的确定

目前北京市比较成熟的支护形式主要有以下几种：

护坡桩与锚杆支护、土钉墙支护、上部土钉墙（挡土墙）下部桩锚支护、悬臂桩支护和地下连续墙支护几种。

根据以上五种支护形式的适用范围、安全性及经济性特点，结合工程开挖深度、厂区内地质条件及现场实际情况，本工程根据各部分开挖深度的不同，拟采用土钉墙、复合土钉墙及挂网喷射混凝土三种支护形式，具体方案如下：

1.基坑纯地下车库部分基底标高为-11.05m，主楼基底标高为-11.70m、-12.2m，此部分开挖深度较浅且地下水影响较小，采用土钉墙支护形式。

2.基坑南侧由西向东基底标高分别为-13.6m、-14.6m，槽底位于细砂层，宜采用安全性较高的支护体系。

根据《基坑土钉支护技术规程》并结合实际情况采取土钉墙结合预应力锚杆的复合土钉支护形式。

3.基础高低差交界处，设计图纸要求为1：

1放坡，因此，土方施工时也按1:

1进行开

挖；基坑内部标高不同处的高低差在1m～7m不等，而且各部分高低差处的地层情况也不一致。

综合考虑以上各种条件对支护的影响，为保证开挖时土体稳定，基坑高低差标高交界处采用1:

1挂网喷射混凝土面层的支护形式。

3.1.5基坑支护方案设计

本工程基坑支护设计，采用经有关部门鉴定的设计软件进行计算及有限元分析，并根据本投标人在类似工程的施工经验进行调整，确定设计方案。

1.各种土层设计参数：

土层

厚度（m）

土体密度（KN/m3）

土体粘结力（Kpa）

土体内摩擦角（°）

房渣土

1.800

18.000

10.000

10.000

粘质粉土

2.200

19.700

25.000

28.000

砂质粉土

4.800

19.000

23.000

25.000

粘质粉土

1.600

19.700

25.000

28.000

细砂

3.100

20.000

0.000

30.000

卵石

6.000

20.000

0.000

38.000

2.土钉墙支护设计参数

1）土钉水平间距为1.5m，按梅花型布置，土钉与水平面夹角为10°；

2）土钉墙墙面坡度1：

0.1，此方案基坑周边允许附加荷载为20KN/m2；

3）土钉钢筋均为二级钢筋，锚筋长度=土钉设计长度+200mm。

（以下设计土钉长度中包括此200mm）

4）土钉采用人工洛阳铲成孔，成孔直径为120mm；下层土方需在上层土钉墙浆体强度、面层强度达到70％后再进行开挖。

5）土钉成孔并放入钢筋后，向孔内压注水泥浆，其注浆压力不小于0.2MPa，水泥浆水灰比为0.5，水泥采用普通P.0.32.5硅酸盐水泥，水泥浆强度应大于20MPa；

6）喷射混凝土面层配置钢筋网，钢筋直径φ6.5mm，间距250×250mm，网距边坡30～50mm，沿土钉横向通长焊上Φ18钢筋作为附加的加强筋，再将土钉伸出孔口