土方开挖及基坑围护方案(专家论证后修改).doc
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杭政储出【2009】33号地块商业金融用房工程土方开挖及基坑围护方案
目录
第一节工程概况 3
一、工程概况 3
二、周边环境条件 3
三、场内工程地质条件 3
四、地基土物理力学指标 5
五、场内地下水情况 5
第二节编制依据 6
第三节基坑围护设计概况 7
一、基坑围护设计方案 7
二、基坑降水方案 8
第四节施工部署 9
一、地下室概况 9
二、工程管理目标 9
三、项目班子组织和管理 9
四、施工总体部署 11
五、主要施工机械配备 13
六、劳动力计划 13
七、施工进度计划 14
八、施工总平面布置 14
九、施工用电计算 15
十、高压线临边安全技术措施 16
第五节本基坑工程难点和重点 17
第六节施工方案和技术措施 18
一、SMW工法施工流程和施工方法 18
二、质量保证措施 25
三、钻孔灌注桩施工技术措施 27
四、高压旋喷桩止水帷幕施工 36
五、内支撑立柱施工 41
六、压顶梁、围檩及内支撑梁施工 42
七、钢板桩的施工 44
八、内支撑梁的拆除 45
九、土方开挖与回填 47
十、基坑排水、降水 54
第七节基坑监测 56
一、基坑施工监测的必要性 56
二、专业监测单位监测的内容及要求 57
三、项目部常规监测内容 58
第八节基坑支护应急措施 59
一、组织措施 59
二、安全应急措施 60
三、基坑安全应急预案 60
第九节确保基坑施工质量技术措施 62
第十节确保基坑施工安全技术措施 64
第十一节确保基坑施工进度技术措施 66
土方开挖及基坑围护施工方案
第一节工程概况
一、工程概况
杭政储出【2009】33号地块商业金融用房工程拟建于九堡九乔路以北、九福路以东、南侧为已建新江花园。
建设单位是浙江玉海房地产开发有限公司，工程总建筑面积为117830m2，其中地上12层为75299m2，地下2层为42531m2。
本工程由浙江嘉华建筑设计研究院有限公司承担施工图设计，浙江大地岩土勘察有限公司勘察，浙江大学建筑设计研究院承担基坑支护设计。
本工程建筑高度49.86米，地上最高12层，地下2层，采用框架剪力墙结构。
本工程地下室桩基础采用钻孔灌注桩结合预应力混凝土管桩形式，其中主楼区域内为PHC500A100-14，14，14，有效桩长42米；其余非主楼区域采用φ600钻孔灌注桩，桩身混凝土强度C30，有效桩长42米。
本工程±0.000相当于绝对标高6.800米，自然地坪标高约为6.000米，即相对标高-0.800米。
基坑底部标高：
底板垫层底标高-11.280米及-11.780米，局部电梯井垫层底标高为-13.180米和-13.730米。
本工程地下室基坑长约138m，宽约138m，开挖深度约10.480～10.980m，局部电梯井开挖深度在12.380～12.930m。
二、周边环境条件
本工程南侧为横五港及拟建沿河绿化带，开挖边线至河边最近距离13.7米；东侧为九堡五号河及河道公共绿化带，开挖边线至河边距离18米；北侧为九恒路，开挖边线至路边最近距离6.1米；西侧为拟建九福路，开挖边线至污水管线距离15.6米。
本工程东南角有220KV高压线，开挖边线至高压线边约6.7米；西北角有轨道交通线，开挖边线距离轨道交通线约21.5米。
三、场内工程地质条件
根据浙江大地岩土勘察有限责任公司的工程勘察报告，场地基坑开挖影响范围内各土层特征描述如下：
素填土：
杂色，松散。
以砂质粉土为主，局部含碎石、废砖瓦块等建筑垃圾和少量生活垃圾回填。
表层以耕植土为主。
层顶标高4.17～6.56m，层厚0.30～4.40m。
－1砂质粉土：
灰黄色，湿，稍密。
摇振反应迅速，干强度低，韧性低，无光泽，中等压缩性。
含少量云母碎屑、铁锰质渲染斑团，局部粘质粉土含量较高。
层顶标高1.61～4.77m，层厚0.70～4.00m。
－2砂质粉土：
灰色、灰黄色，湿，稍密，局部中密状。
摇振反应迅速，干强度低，韧性低，无光泽，低压缩性。
含大量云母碎屑，少量贝壳碎屑。
层顶标高－0.93～2.61m，层厚4.30～11.60m。
－3砂质粉土：
灰色、灰黄色，湿，中密，局部密实状。
摇振反应迅速，干强度低，韧性低，无光泽，低压缩性。
含大量云母碎屑，少量贝壳碎屑，局部夹粉细砂，个别孔中含有烂木块。
层顶标高－10.40～－2.81m，层厚3.80～9.20m。
－4砂质粉土：
灰色，很湿，稍密，局部中密状。
摇振反应迅速，干强度低，韧性低，无光泽，中等压缩性。
含大量云母碎屑，少量贝壳碎屑，局部含有软塑状粘性土团块。
层顶标高－12.71～－8.83m，层厚1.10～6.70m。
－1淤泥质粉质粘土：
灰色，流塑状，无摇震反应，稍光滑，韧性、干强度中等，高压缩性，夹层状粉土，单层厚约1～2㎜，含少量腐殖质、贝壳碎片等。
层顶标高－16.98～－10.05m，层厚9.50～18.90m。
－2淤泥质粉质粘土：
灰色，流塑状，局部软塑，无摇震反应，稍光滑，韧性、干强度中等，高压缩性，切面呈鳞片状，含少量腐殖质、贝壳碎片等。
层顶标高－31.93～－25.07m，层厚4.10～12.10m。
－1粉质粘土：
灰黄、青灰色，硬可塑状，局部可塑状。
无摇震反应，稍光滑，韧性、干强度中等，中高压缩性，含少量铁锰质结核，局部夹少量粉土、粉砂。
层顶标高－41.50～－30.91m，层厚1.10～10.60m。
－2细砂混粉质粘土：
灰黄色，很湿，中密－密实。
摇震反应迅速，干强度低，韧性低，无光泽，低压缩性。
粉细砂含量约占60%左右，含少量云母碎屑，余为粘性土填充，局部含小砾石。
层顶标高－39.95～－38.53m，层厚0.00～4.30m。
粉质粘土：
灰色，软塑状，局部可塑状。
无摇震反应，稍光滑，韧性、干强度中等，中高压缩性，局部含1～2㎜薄层状粉细砂。
层顶标高－44.71～－39.94m，层厚1.00～5.10m。
砾砂：
灰色，浅黄色，中密－密实状，砾石含量不均，粒径2㎜以上的约
占40%左右，个别大的径约50㎜，砾石质地较硬，其余为中粗砂、粘性土填充，部孔中顶部中粗砂含量较高。
层顶标高－47.01～－41.63m，最大控制厚度为9m。
夹粉质粘土：
灰色，软塑状。
无摇震反应，稍光滑，韧性、干强度中等，中高压缩性，呈透镜体分布。
经勘察表明，拟建场地未发现溶洞等影响场地稳定性的不良地质作用存在。
本工程地下室基坑预计开挖土层主要为素填土、－1砂质粉土、－2砂质粉土等。
四、地基土物理力学指标
各土层物理力学指标：
层号
土层
含水量
W（%）
天然重度
KN/m3
孔隙比
e
固结快剪
粘聚力
c（KPa）
内摩擦角
Ψ（ο）
1
素填土
2-1
砂质粉土
29.8
17.68
0.943
5.7
34.6
2-2
砂质粉土
28.2
19.18
0.753
9.4
35.8
2-3
砂质粉土
25.3
19.02
0.741
10.3
34.7
2-4
砂质粉土
31.5
18.59
0.871
10.2
29.2
3-1
淤泥质
粉质粘土
39.9
17.64
1.136
17.2
8.2
3-2
淤泥质
粉质粘土
39.6
17.33
1.177
22.7
9.4
五、场内地下水情况
勘察期间统一测得场地内各钻孔的地下水位埋深在1.5m~4.5m之间，相应黄海高程1.81~3.48m之间。
场地浅部主要赋存第四系孔隙潜水，地下水位埋深较浅，其水位升降受大气降水控制，水位随气候变化而升降，其年变幅一般在0.5m~1.5m之间。
根据水样分析，结合地区经验综合评定，地下水对混凝土结构具微腐蚀性。
第二节编制依据
1、浙江大地岩土勘察有限责任公司提供的《杭政储出（2009）33号地块商业金融用房岩土工程详细勘察报告》
2、浙江大学建筑设计研究院提供的基坑支护设计图纸
3、浙江嘉华建筑设计研究院提供的施工图纸
4、相关规范
（1）《型钢水泥土搅拌墙技术规程》（DB33/T1082-2011）
（2）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）
（3）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
（4）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2011）
（5）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
（6）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
（7）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
（8）《建筑基坑工程技术规程》（DB33/T1008-2000）
（9）《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）
（10）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）
5、国家、省、市政府和建委颁发的有关施工工程质量、安全生产和文明施工文件
6、浙江省、杭州市政府，省市建委发布的建筑施工质量、安全文件。
7、公司有关技术管理、质量管理、安全管理、文明施工的文件。
第三节基坑围护设计概况
一、基坑围护设计方案
本工程围护体系由浙江大学建筑设计研究院设计。
综合考虑本工程场地地质条件、基坑开挖深度及附近已有的工程经验，确定本基坑西北侧靠现有轨道交通线范围内采用钻孔灌注桩结合两道钢筋混凝土支撑的支护体系，并在钻孔灌注桩外侧设置高压旋喷桩止水帷幕。
基坑其余范围采用SMW工法三轴水泥搅拌桩内插H型钢结合一道钢筋混凝土支撑的支护体系。
具体做法如下：
1、围护桩
1.1本工程基坑西北侧靠现有轨道交通线范围内采用钻孔灌注桩进行围护，并在钻孔灌注桩外侧设置高压旋喷桩止水帷幕。
钻孔灌注桩φ800@1000，桩长19.48米，桩身混凝土标号为C25。
钢筋笼采用焊接，主筋为HRB335，保护层厚度50mm；桩位偏差，轴线和垂直轴线方向均不宜超过50mm，垂直度偏差不宜大于0.5%，钻孔灌注桩超灌高度为0.8m，桩底沉渣不应超过200mm；排桩采取隔桩施工，并在灌注混凝土24h后进行邻桩成孔施工；不得出现缩颈、夹泥、露筋、断桩等施工质量问题。
钻孔灌注桩背后采用高压旋喷桩止水，高压旋喷桩φ800@550，桩底标高按实际施工情况进入3-1号土层1.0m控制。
旋喷桩采用32.5MPa复合水泥，水泥掺入量为土重的35%，木质素掺入量为水泥掺量的0.2%。
喷射压力为20～25MPa，喷射流量为80L/min，提升速度为15cm/min，旋转速度为15～20r.p.m，水灰比为1：
1。
1.2除钻孔灌注桩围护的部位外，基坑其余部位围护桩采用SMW工法三轴水泥搅拌桩内插手H型钢。
桩型3Φ850@600，水泥掺量20%，内插H700×300×13×24@1200型钢，全断面套打搭接，采用标准连续方式施工。
桩长分别为：
3-3剖面长20.98米，4-4剖面长21.48米。
H型钢定位偏差不大于±20mm，标高误差±100mm，垂直度偏差不大于0.5%，H型钢穿过压顶梁，定位误差不大于±30mm，垂直度偏差不大于1%，水泥搅拌桩养护期为28天，无侧限抗压强度qu>1.5Mpa时方可开挖基坑。
1.3浙江大地岩土勘察有限责任公司提供的《杭政储出（2009）33号地块商业金融用房岩土工程详细勘察报告》，坑中坑已进入第2-4层：
砂质粉土和第3-1淤泥质粉质粘土，为了节约施工工期，减少挖土量，降低施工成本，同时能止水、安全围护基坑，坑中坑周围的围护采用规格为长度为6米的钢板桩。
钢板桩所用材料为32#b槽钢，规格为320mm×100mm×10mm。
为了使钢板桩连成整体，在钢板桩内侧采用350×350H型钢电焊连接。
支护结构选用钢材均采用Q235等级B的碳素结构钢。
支护结构完成后方可开挖坑中坑土方。
2、内支撑体系
内支撑平面以四周布置角撑及纵向水平支撑为主。
在支撑的竖向布置上，钻孔灌注桩围护部位设置二层钢筋混凝土内支撑，支撑顶标高为-3.80米、-7.30米。
压顶梁截面为1000×700mm，第一道主支撑截面为700×700mm、600×600mm。
围檩截面为1100×800mm，第二道主支撑截面为800×800mm、700×700mm。
SMW工法三轴水泥搅拌桩围护部位设置一层钢筋混凝土内支撑，支撑顶标高为-3.80米，压顶梁截面为1000×800mm，主支撑截面为800×800mm，700×700mm。
围檩截面为1100×800mm。
支撑及压顶梁的混凝土标号均为C30。
压顶梁、围檩及支撑主筋为HRB335。
3、竖向立柱
竖向立柱为钻孔灌注桩，立柱上部采用“口”字型钢格构柱，截面尺寸为480×480mm，下部利用工程桩（钻孔灌注桩），局部采用新增φ800钻孔灌注桩，砼强度等级为C25。
“口”字型钢格构柱由四根L125×10的角钢和400×150×10的缀条焊接而成。
钢格构柱下部插入钻孔灌注桩内2500mm，施工时先将钢格构柱与下部钻孔灌注桩的钢筋笼主筋焊接牢固，再整体吊入孔内并保证钢格构柱居中。
4、传力带
基础底板施工完毕后，底板和围护桩之间用500厚C20素砼的传力带将空隙浇捣填实，强度达设计强度80%后，方可拆除第二道支撑。
地下二层楼面施工时，在围护桩与二层楼板之间位置设3000×300mm钢筋混凝土为C25的传力带（两段之间间隔5米）与楼板一起浇筑，待强度达设计强度的80%后，方可拆除第一道支撑。
5、电梯井坑中坑
电梯井坑中坑局部加深2.50米，采用钢板桩作为围护结构。
二、基坑降水方案
对于地表处的雨水和施工用水，在基坑周边地面处设置贯通的地面排水沟（300×400砖砌，坡度1%，环形设置），并在沿排水沟每30米处设置集水井（800×800×1200mm）。
将地面雨水、污水集中后，经沉淀排入城市污水管网。
基坑内侧共设置36口φ800管井点降水，管井间距25m，井底标高均为－18.8m，潜水泵控制标高为－18.30m。
另沿基坑外侧周围设置φ800管井点降水，管井间距15m，井底标高均为－18.8m，潜水泵控制标高分别为－6.80m和－18.30m，其中西北角现有轨道交通范围内管井为备用井，不设置潜水泵，不采用降水措施。
（具体布置详见附图）
第四节施工部署
一、地下室概况
本工程地下室共二层，自上而下各层建筑层高分别为4.50m、3.75m。
本工程地下室采用C35混凝土，抗渗等级为P6，垫层采用C15混凝土。
地下室底板面标高为-9.95m，地下室底板厚度为600mm，地下二层板厚为120mm，地下室顶板厚度为180~200mm，地下室墙体厚度为250~600mm。
二、工程管理目标
1、质量目标：
整个工程符合（工程施工质量验收规范）标准。
所有分项工程质量合格率为100%。
2、工期目标：
确保在730日历天内完成所有工程施工任务。
确保在240日历天内完成所有地下室工程施工。
3、管理目标：
本企业施工的一向宗旨“创标化工地，建一流工程”，科学管理、精益求精，广泛采用建设部推广的“十项新技术”和其它先进的施工工艺，提高工程质量，加快施工进度。
4、安全生产、文明施工目标：
在整个工程施工过程中杜绝重大伤亡事故和火灾事故，按公司战略布置和管理整个施工现场，创建出一流的文明施工工地。
5、科技进步目标：
为实现上述质量、工期、安全文明施工等目标，充分发挥科技是第一生产力的作用。
在工程施工中，积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备和现代管理技术。
三、项目班子组织和管理
1、项目施工管理机构
项目部将成立以项目经理为首的基坑围护施工领导班子。
在施工过程中，项目部会自始至终掌握基坑围护施工中的每个环节和动态，及时有效地解决施工过程中的各类问题，确保施工安全可靠的完成。
2、项目部管理组织体系
70浙江新瑞建设集团有限公司
项目经理部组织机构及职责图
项目经理部
负责项目经理部的全面工作,侧重协调外部关系,指挥生产,成本控制,负责办公室
项目经理：
陈少华
技术负责人：
程利民
项目付经理：
黄自华
协助经理侧重抓施工进度、安全生产和文明生产
协助经理工作，侧重抓技术和质检工作，负责技术部和质检部
技术部：
程利民
办公室：
董碎木
质检部：
金焕峰
材料设备部：
陈理贵
施工部：
陈孝赏
复核桩位,土工、材料、砼试验，专职负责各分部分项工程的质检,配合监理工程师检查验收,负责质量表格的填写，TQ小组
收发技术文件、施工日志填写、竣工资料收集、制定技术措施及攻关、测量放线
财务、劳动工资、生产生活服务、保卫、接待、维修水电
施工工艺、技术交底、计划统计、生产调度、施工工序管理、安全和文明生产
材料、成品采购；机械设备采购，保管进场物资，材料验收，设备维修
后勤班
杂工队
安装队
桩队
砌筑班
钢筋班
木工班
砼班
汽车班
机修班
铁焊班
电工班
负责桩基施工作业
承担全工地的钢筋制作,运输绑扎安装
承担所有砼结构的模板制作运输安装,支架的搭设及支架模板拆除堆放
承担本工地的砼浇筑施工
土方运输,沙、石材料运输，路面稳定层及砼的运输
吊机、搅拌机、压路机、装载机等各种机械运转维修
预埋件的制作,给水钢管焊接,安装栏杆,凿除砼的工具维修
砌砖、砌石，检查井、电缆沟的砌筑
食堂，保卫，清洁卫生，厕所及冲凉房卫生，接待
水电预埋、安装
土方人工配合以及辅助工作
送配电管理,工地临时电路及流动电箱管理,电机及电器维修
四、施工总体部署
1、总体部署
针对本基坑工程的施工特点：
必须做到合理划分施工区域，合理安排施工顺序，以确保施工安全和目标工期为原则。
在压顶梁、支撑梁混凝土强度达到设计要求后方可进行基坑土方开挖。
本基坑工程面积大，混凝土支撑较多，而基坑四周施工场地较小，鉴于此，我公司计划采用坑内铺设道路，自卸汽车直接进入坑内进行土方装运。
2、围护支撑施工工艺要求
（1）挖土至第一道支撑梁、压顶梁底标高，施工第一道支撑梁及压顶梁，施工时从出土口部位开始。
（2）第一道支撑达到设计强度后，钻孔桩围护部位方可挖土至第二道支撑底标高，施工围檩及第二道支撑；SMW工法围护桩部位分层挖土至基坑底标高，施工地下室底板。
（3）钻孔围护桩部位围檩及第二道支撑达到设计强度后，方可挖土至基坑底标高，施工地下室底板。
（4）底板施工完毕后，进行第二道素砼传力带施工，第二道传力带达到80%设计强度后，方可拆除第二道支撑。
（5）地下二层楼面施工时，进行第一道钢筋砼传力带施工（传力带砼与结构楼板一起浇筑），第一道传力带达到80%设计强度后，方可拆除第一道支撑。
（6）严格控制基坑边超载，基坑周边施工车辆允许装载或堆载不得超过15KPa。
3、围护工程总体施工顺序
桩基施工（包括围护桩和工程桩）--→土方开挖至-4.40米（压顶梁及第一道支撑梁底）--→压顶梁及第一道支撑梁施工--→土方开挖至-8.00米（第二道支撑梁底）--→围檩及第二道支撑梁施工（SMW工法三轴水泥搅拌桩围护部位可继续挖土）--→土方开挖至基坑底（包含钢板桩的施工及电梯井部位挖土）--→地下室底板施工--→第二道传力带施工--→第二道支撑梁拆除--→地下二层墙板、楼板施工（第一道传力带与地下二层楼板一起浇砼）--→第一道支撑梁拆除--→地下一层施工（含夹层）--→地下二层侧墙防水施工--→地下一层侧墙防水施工--→地下室侧墙防水保温施工--→墙板外侧与围护桩之间分层填实--→型钢回收--→孔隙回填。
4、施工段划分
整个基坑工程施工过程可以划分为工程桩、围护桩施工，挖土施工，围檩支撑梁施工，传力带施工，支撑凿除施工和地下室结构施工阶段。
考虑到本工程的施工工期较紧，为保证工期，使各个施工阶段施工能够有机的结合，我项目部根据各施工阶段的特点，将基坑挖土划分四个施工区域（如下图）。
5、围护桩施工顺序
本工程围护桩周长约为550米，其中钻孔灌注围护桩约为110米，与工程桩同时施工，三轴水泥搅拌桩550米，拟定两台三轴SMW工法深搅设备施工。
（1）SMW工法桩施工：
其中一台桩机从基坑西面开始沿3-3剖面、4-4剖面的顺序施工，另外一台桩机从基坑北面开始3-3剖面、4-4剖面的顺序施工，三轴桩机三轴中心距Φ850为600mm，根据此尺寸在平行H型钢表面用红漆划线定位。
（2）钻孔灌注围护桩与立柱桩的施工，按与工程桩的施工同步进行的原则，考虑到混凝土车运输道路的因素，先施工立柱桩再施工钻孔灌注围护桩。
6、土方开挖及支撑施工顺序
本基坑的挖土分三个阶段进行（详见土方施工部分）。
混凝土支撑钻孔灌注桩围护部位为上下两道，SMW工法三轴水泥搅拌桩围护部位为一道。
为缩短工期，考虑挖土与支撑施工流水作业、穿插进行。
设置两个出土口，分别设置于场地北侧5-3~5-9轴之间及场地西侧1-Q~4-A轴之间，采用坑内铺设道路，自卸汽车直接进入坑内进行土方装运，各分区区块挖土流向为从离运土道路和出口较远处向较近处。
7、换撑（传力带）及支撑拆除施工顺序
底板施工完毕后，进行第二道换撑（传力带）施工，第二道换撑达到80%设计强度后，方可拆除第二道支撑。
第一道换撑（传力带）与地下二层楼面一起浇筑，第一道换撑达到80%设计强度后，方可拆除第一道支撑。
换撑施工与支撑拆除施工顺序按照挖土时确定的施工段进行流水施工、穿插进行。
五、主要施工机械配备
机械设备配备表：
机具名称
规格型号
额定功率
数量
空压机
qm3/min
35KW
6
气动锤
10
交流电焊机
30KW
2
挖土机
CAT-320
4
挖土机
PC-30
1
挖土机
W1-50
1
自卸车
10T
25
水泵
1.5KW
66
钢筋切断机
GJ40
3.5KW
2
钢筋弯曲机
GT40
3.5KW
2
搅拌机
JZ750
7.5KW
2
钻孔桩机
GP-10
65KW
1
深层搅拌机
SF558
280KW
2
高压旋喷桩机
XP-38
180KW
1
汽车吊
16T
1
钢筋对焊机
UN-75
75KW
1
履带吊
50T
1
液压千斤顶
QD－200T
2
六、劳动力计划
劳动力配备表
工种
人数
机操工
5
电工
3
打桩工
15
电焊工
4
土方班组
45
钢筋工
55
混凝土工
40
木工
110
普工
30
凿工
30
七、施工进度计划
本工程计划240个日历天，内完成地下室结构施工任务。
我公司将在计划工期内，保质、保量、高效、快速的完成地下室结构施工任务，施工进度计划表详见附表。
1、工程桩施工-管桩45个日历天，灌注桩60个日历天；
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