基坑支护降水开挖监测及回填施工方案4.docx
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基坑支护降水开挖监测及回填施工方案4
A2
施工组织设计（方案）报审表
工程名称：
三亚市“同心家园”迎宾路三期保障性住房项目第四标段编号：
致：
河南宏业建设管理有限公司
我方已根据施工合同的有关规定完成了三亚市“同心家园”迎宾路三期保障性住房项目第四标段地下室基坑支护、降水、开挖、监测及回填工程施工方案的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。
附：
三亚市“同心家园”第三期保障性住房项目第四标段地下室基坑支护、降水、开挖、监测及回填施工方案
承包单位（章）
项目经理
日期
专业监理工程师审查意见：
专业监理工程师
日期
总监理工程师审核意见：
项目监理机构
总监理工程师
日期
三亚市同心家园三期四标段地下室基坑支护工程
基坑支护、降水、开挖、监测及回填
施工方案
编制：
黄金泉
审核：
黄家平
审批：
刘积胜
广东省高州市建筑工程总公司
2010年6月12日
第一章基坑支护
一.1工程概况及周边环境
三亚市“同心家园”迎宾路三期保障性住房项目位于三亚市迎宾路北侧，占地面积约为122亩，总建筑面积231404.96平方米，其中地上面积219072.96平方米，地下面积约12332平方米。
拟建的4标段包括地下室和安-1、安-2工程,地下室面积平时车库13041.83㎡，战时人防11046.19㎡，地下室建筑地面标高-5.7m，经计算各构件坑底相对标高分别是：
地下室底板底-6.28米；地梁底-6.84米；1.2米高承台底-7.04米；1.8米高承台底-7.64米；2.2米高承台底-8.04米；集水井底-6.84米；电梯井底-9.34；人防入口-6.58米。
基础承台面与板底面标高均为-5.7m，承台高度分别为1.2m、1.8m和2.2m三种，基坑底分别挖至各承台底标高，全部梁槽、承台及电梯井坑均砌24墙砖胎膜。
实测得开挖前自然地面标高6.50m，因此基坑实际挖深分别是：
地下室底板底5.58米；地梁底6.14米；1.2米高承台底6.34米；1.8米高承台底6.94米；2.2米高承台底7.34米；集水井底6.14米；电梯井底8.64；人防入口5.88米。
安-1、安-2在地下室范围内，虽然楼层均为23层。
周边建筑物均为低层民房，且离基坑边坡较远，但周边几个标段同时施工，实行封闭式管理后场地变为窄小。
基坑开挖不具备完全放坡条件，不能完全放坡开挖。
一.2场地岩土工程地质及水文地质条件
一.2.1场地地基土特征
场地地层主要为第四系更新统河流相冲洪积层（Q2al+pl）和滨海相沉积层（Q1m）。
依据地基土岩性结构物理力学性质及差异性，本场地自上而下可分9个工程地质层及亚层，与本基坑开挖相关的4层现分述如下：
第①层素填土（Q4ml）：
灰褐色、灰黄色，稍湿，松散状，主要成分为粘土质砂，表面堆有砖块、砼块等建筑垃圾。
该层主要分布于经-1栋的ZK79、ZK80、ZK81和ZK82，出露地表，厚度0.70～1.00m，平均厚度0.91m。
第②层粉质粘土（Q2al+pl）：
灰黄色、黄褐色，软塑～可塑状，局部夹硬塑状，干强度及韧性中等，切面光滑，无摇震反应，局部夹粘土质粉砂、粉砂，表面为薄层耕植土。
该层除ZK78孔外，全场均有分布，大多数出露地表，厚度0.50～4.50m，平均厚度2.18m。
第③层粗砂（Q2al+pl）：
灰色，松散～稍密状，颗粒成份主要为石英质，细粒土含量15%～25%，局部夹薄层粉砂、粘土质粗砂。
该层分布于全场，其顶板埋深0.00～5.30m，层顶标高-0.41～3.36m，厚度2.00～6.90m，平均厚度4.39m。
第④层粉质粘土（Q2al+pl）：
灰黄色、灰色，软塑～可塑状，干强度及韧性中等，切面光滑，无摇震反应，局部夹粉砂、粉土质粉砂，该层分布于大部分场地，其顶板埋深5.20～9.80m，层顶标高-5.20～-2.23m，厚度0.70～7.80m，平均厚度4.82m。
一.2.2场地地下水情况
勘察深度范围内揭露的砂土层均为含水层，场地内对工程影响较大的浅部地下水主要赋存于第③、⑤层粗砂中，地下水类型属孔隙潜水类型，主要受大气降雨补给及地表水渗入；深部地下水同时接受侧向径流补给。
勘察期间对各钻孔均实测水位，测得地下水位埋深0.10～2.10m，标高2.87～3.06m。
一.2.3场地类别
本场地土类型属中软土；根据区域地质资料，本场地覆盖层厚度dov＞50m，按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008版）第4.1.6条的规定，本场地属Ⅲ类建筑场地类别，设计特征周期0.45s。
按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008版）第4.1.1条的规定，对建筑抗震分类属可进行建设的一般场地。
一.3基坑风险分析
1、本工程场地作业面虽然窄小，但具备放坡开挖的条件，既要把坑顶作为施工场地，又不允许坑壁产生较大的水平变形。
2、由于北面G到F段距离拟建28层建筑物、东、西面距离拟建25层建筑物很近，因此基坑的支护不单纯要求基坑稳定，更重要的是对坑壁变形的控制，必须把变形控制在拟建建筑物基础允许范围内。
3、根据地质勘察报告提供的土层特性判定基坑的底板为第③层的粗砂层。
水位要降至第④层的粉质粘土层，这种状态，基坑降水导致坑底回弹和基坑下部超载变形将是影响基坑稳定的主要因素。
因此基坑支护设计时重点考虑下部支护结构的加强。
4、最大的风险是东、北、西面沿着消防环道周边均为拟建28层教-6、教-5、教-4、教-3和25层教-2、教-1的高层建筑，坡顶已经在教-6、教-5的范围内，距最远的教-4拟建建筑物基坑边仅14米左右。
一.4基坑支护方案的选择
基坑支护方案的选择，应以抵抗基坑风险，保护周围建筑物及环境为原则，使基坑支护既安全又经济。
因此，本基坑选择喷射细石钢筋混凝土面层护壁、土钉墙加止水帷幕的支护方案。
采用细石钢筋混凝土护壁+土钉，既能使坡体稳定，又能消减部分静压桩传递来的侧压力；封水桩限制了基坑降水的范围，使基坑降水不影响周围的建筑物及环境。
一.5基坑支护设计
见海南地质综合勘察设计院设计的“同心家园”三期基坑支护设计方案图纸及计算书
1）基坑止水帷幕
采用封水桩（水泥土搅拌桩）及高压喷射砼作为止水帷幕。
1、封水桩的布置
沿基坑周边布置二排，结合喷射砼将整个基坑四周全封闭。
布置图见基抗支护总平面图。
2、封水桩设计桩径φ500mm，咬合厚150mm，中心距350mm，桩长L=8m，水泥参量16%。
3、高压喷砼
每开挖一层，即紧跟高压喷砼于开挖坡面，及时封闭开挖面。
一.6基坑安全监测系统
一.6.1安全监测范围及内容
在开挖前布置安全监测点，在开挖过程中进行现场安全监测，及时记录。
主要监测范围及内容如下：
（1）基坑周围地沉降。
（2）基坑四周坑壁水平位移。
（3）坑底底鼓及坑底管涌。
（4）基坑相邻建筑物地面沉降。
（5）基坑相邻建筑物水平位移。
基坑监测点平面布置图见海南地质勘察设计院设计的“同心家园”三期基坑支护设计方案图纸。
一.6.2精密仪器
1、KM-1型伸长仪（专利产品）
2、DS3型水准仪。
3、经纬仪等。
一.6.3安全监测时间
每次测量的间隔时间根据观测数据及基坑动态稳定性分析进行确认。
一.6.4安全监测的目的
安全监测数据的整理及分析——信息反馈——指导下——步施工——确保基坑开挖中基坑本身及外围建筑物的安全。
一.7水泥土搅拌桩的施工部署
根据设计图纸和施工总工期要求，截水帷幕、打降水井可同时开工，先施工水泥土搅拌桩，当桩身无侧限强度达到设计要求后，基坑同时开挖，并在开挖前一周实施基坑降水，随开挖进程喷射砼、打木桩、堆砂装反压坡脚等。
计划工期为125天，降排水工期贯穿始终。
具体时间为：
挖土：
1#楼9月26日至10月30日；2#楼11月1日至11月17日；其它地下室11月17日至12月5日；降水：
9月24日至11年1月30日；承台底板：
1#楼10月30日至11月30日；2#楼11月18日至12月20日；其它地下室11月20日至12月30日；地下室外墙：
1#楼12月1日至12月20日；2#楼12月21日至12月30日；其它地下室12月25日至11年1月5日；地下室外墙外侧防水等工程：
1#楼12月30日至11年1月15日；2#楼11年1月5日至1月20日；其它地下室11年1月10日至1月25日；回填土：
11年1月26日至1月30日。
计划春节前地下室回填完毕。
详见施工进度计划表。
一.8水泥土搅拌桩的施工方法及技术要求
一.8.1前期施工工作准备
（1）依据设计图纸、岩土工程勘察报告编写《施工方案》。
（2）清理施工现场地下障碍物，因场地分布有厚约1—2米的建筑垃圾及大量石块等，必须用挖土机挖成沟槽，将所有影响搅拌桩施工的障碍物清理后，再回填砂。
（3）施工中的施工用电和生活用水要确保供应。
（4）按搅拌桩桩机功率要求，场地内须有能满足功率为80kw的电力接口，为防止停电还需配备相应功率的发电机组一台。
（5）技术交底：
根据图纸、有关技术规范、规程组织所有技术施工人员进行技术交底。
以便使所有人员都对本工程情况、特点、难点、重点有详细了解，在施工过程中予以重视、把握。
严格按照设计图纸及施工规范施工。
（6）测量放线：
根据施工现场测量控制点测放轴线，桩位放样误差≤3cm，用施工现场水准点测放±0.00标高，并标记于一固定处，用来确定施工中的孔深、停灰面等。
一.8.2施工程序
1、钻机就位：
将钻机驱动液压步履机构，前后左右移动钻机，使钻头正确对准孔位中心，并保持钻杆轴线垂直。
2、钻孔：
钻机就位并调平后，开启泵浆机，钻孔钻至桩底设计标高后，钻机换档，反向转动。
3、钻杆提升并喷浆：
当钻孔到设计深度后，开始喷浆并反钻搅拌提升到设计停灰面停止送浆。
4、桩头复搅：
为确保成桩质量，桩顶1/3范围进行复打，并再次搅拌提升至设计停浆面。
5、钻头换向旋转提升至地面。
6、移运桩机打一下根桩。
一.8.3施工工艺参数
1、施工工艺流程：
桩机就位对中——预搅下沉至桩底标高——喷灰搅拌提升——至设计停灰面停止送灰——复搅钻进至桩长1/3——复搅提升——钻头提离地面。
2、桩机就位对中允许误差≤3cm，钻架垂直度用重球控制，允许误差≤1.0%H。
3、桩机的钻进、提升速度用变速箱档位控制。
根据桩机上电流表显示的电流控制档位，电流大于80安培时，档位必须降低，防止烧坏电机；当电流小于30安培时，档位允许按实际情况提高。
4、初下钻1.5米范围内用2—3档钻进，以防硬物损坏设备；进入砂土层可用4—5档钻进，以提高施工速度。
5、钻机的提升速度与喷浆量大小密切相关，故提升速度应随浆量大小而调整。
6、整个桩的喷浆量由机手和送浆员密切配合来控制，钻机的提升速度应由送浆员来指挥。
7、水泥掺入比为15%。
要严格控制水泥用量达标，且喷浆要做到连续、均匀。
8、施工中遇到断灰、堵钻等喷灰间断问题，应在问题解决后重新下钻到该位置下1米处，另行喷灰提升，防止出现断桩或夹泥现象。
9、提升到停浆面标高时关闭搅拌器及蝶阀，这时必须停止送浆只需送气，防止浆管堵塞。
10、复搅钻进、提升时根据桩机及施工地层状况来确定，1—5档均可。
11、施工中钻头直径保证不少于48cm，确保桩径不少于50cm。
一.8.4施工组织
1、设备组织：
根据本工程的工程量、工期要求及场地情况，拟先调进一台钻机及配套设备（备用一台），进场后先进行机械的组装及调试工作。
2、主要施工机械设备配置表（表1）
3、水泥土搅拌桩（PH—5B）主要技术参数（表2）
水泥土搅拌桩主要施工设备配置表（表2）
序号
名称及型号
单位
功率
数量
产地
1
PH—5B型桩机
台
45kw
1
国产
2
水泥浆泵机
台
12kw
1
国产
3
100kw发电机组（备用）
台
1
国产
4
空气压缩机
台
3m3
1
国产
5
空气压缩机自动控制柜
台
1
国产
6
电焊机
台
16kw
2
国产
7
电焊、氧焊成套设备
套
1
国产
PH—5B型水泥土深层搅拌机主要技术参数（表3）
粉
喷
搅
拌
机
搅拌轴规格（mm）
114×114、108×108、125×125
PH—5B
型粉体
喷射机
储料量（kg）
2000
搅拌翼外径（mm）
500～800
最大送浆压力（Mpa）
1.2
搅拌轴转速（r/min）
（正）15、25、44、70、108（反）17、29、52、82、136
送浆管直径（mm）
30～50
扭矩（kn·m）
24、50
最大送浆量（kg/min）
100
电机功率（kw）
37
外形规格（m）
2.7×1.82×2.46
起
吊
设
备
进架结构高度（m）
技
术
参
数
一次加固面积（m3）
0.192-
0.502
提升力（kn）
78.4
最大加固深度（m）
18
提升速度（m/min）
0.48、0.8、1.96、1.273
总重量（t）
12
接地压力（kPa）
0.04
移动方式
液压步履
4、人员组织：
详见本项目组织机构安排表（表4）
5、材料组织：
水泥土搅拌桩施工的主要材料为水泥，为保证施工质量，本工程采购合格的袋装32.5R复合硅酸盐水泥。
水泥进场时应有出厂合格证及水泥抗压强度检测报告，并由监理工程师随机见证取样送检，严禁使用不合格的水泥，或将品种不同的水泥混合使用。
一.8.5质量保证措施
1、本工程水泥土搅拌桩为该项支护工程的重点施工内容，由于地表以下成桩质量看不见模不着，因此必须加强监督检查、严格要求。
具体规定如下：
（1）电子自动计量检测装置必须符合要求；
（2）根据可靠的水准点及控制桩，进行平整场地及放样。
水泥土搅拌桩桩位平面误差不得超过5cm，水泥喷入量误差±3%；否则应重新打桩，新桩距报废桩的距离不得大于桩距的15%，并填报在施工记录内备案。
（3）为确保水泥土搅拌桩施工安全及施工质量，当钻头提升至设计高程下50cm时，应停止喷浆，继续搅拌，同时取1/3桩长复搅措施，复搅下钻、提升下钻、提钻速度一般不得超过0.50米/分钟。
（4）为保证施工质量，人员要配套。
施工人员应增强责任感，尤其是掌握喷粉设备人员要熟练控制气流压力和喷压技术。
2、质量检验方法：
可任选以下两种方式：
（1）外观检查：
检查深度为停灰面以下达到桩实体，一般深度为30cm。
目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径，检查频率为5%。
（2）现无侧限抗压强度试验。
在现场由监理人员指定的桩位挖取桩体。
试件的取样应在停灰面以下0.5m、1.0m、1.5m挖取三段桩体，每段长度为50cm。
试件上下两面用水泥砂浆抹平，并应保证试件的原始含水量。
试件的挖取在成桩28天后进行，检查频率2%。
试件的试验应及时进行。
③选择有能力和资质的单位进行抗压强度试验。
一.9喷射细石砼作业
（1）基坑开挖后随就进行人工修整边坡（1:
0.75标坡），清理淤土，随就喷射砼封闭土体。
（2）采用转子Ⅱ型喷射机械作业，允许输送骨料最大粒径不得超过20mm；围93/mm空压机（电动75千瓦）为工作风压，输料管应能承受0.8MPa的压力，喷头处水压应大于0.2MPa。
（3）喷射作业段长度，当土层具有一定自稳能力时，每段作业长度一段为15—20米（高度为1米），如开挖到软塑的淤泥或流砂层时，每段作业宜控制在15米内，随挖随喷，及时封闭土层，提高边坡的自稳能力。
（4）首次喷射厚度40—50mm，最后复喷到设计厚度。
（5）喷射砼水泥与砂（粗砂），石（粒径10—12mm）过筛的细碎石之重量比宜为1:
4—1:
45，砂率为50—50%：
混合料用拌合机拌匀，随伴随用，存放时间不应超过20min（喷射砼的水灰比为0.4—0.45为宜）。
（6）喷射砼终凝后，喷水养护、根据本地气温环境，一般3—4d。
3、钢筋网铺设
（1）网筋规格及网片之间的焊接要求按设计图纸制作，网筋（φ6@200×200）用扎丝捆扎牢靠，网片与坡面的间隙大于10mm。
加强筋（φ18@1500×1500）必须点焊固定在土钉上，土钉钢筋按图纸设置。
（2）所使用的钢筋、水泥、砂、石要符合有关标准的要求，进场后按有关标准进行质量检验。
（3）沿坡面设置泄水孔，间距为2—3m（平均2.5m），材料为φ50PVC管，每段总长1米，伸入土体0.50米，并用一层尼龙网包扎，外斜5%。
一.10冠梁施工
1、当钻孔灌注桩施工完毕后，即可进行冠梁施工，冠梁尺寸砼标号C25，施工时应清除浮浆，保证钢筋出露长度，各种材料都必须有出厂合格证或试验报告，严格按施工技术规范施工。
2、冠梁的截面尺寸为400×600mm。
3、冠梁的主筋为6Ø18，箍筋为Ø8@200，钢筋保护层厚度为30mm。
4、模板要求边角整齐、表面光滑、平整、清洁、易于脱模，不得有翘曲和变形。
5、施工桩顶冠梁前，桩顶应凿至新鲜混凝土面，出露钢筋应平直，浇注桩项冠梁前必须清理干净残渣、浮土和积水，应保证排桩与冠梁连接牢固，不得造成连接处产生薄弱面。
第二章基坑降水
二.1降水工程设计计算
二.1.1水文地质资料
其它见第一章
二.1.2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》。
二.1.3计算过程
1、井点吸水高度计算：
根据所选施工机械设备的参数，井点管的最大吸水高度计算如下：
HV为抽水装置所产生的真空度（kPa）；
△h为管路水头损失（取0.3～0.5m）；
H1=9.435m；
sw+D=1+4.75=5.75m；
根据计算得H1>=sw+D，故该设备满足降水施工要求！
2、井点布置计算：
（1）、基坑等效半径的确定：
A为基坑面积（m2）；
r0为基坑等效半径（m）；
（2）、井点系统影响半径的确定：
R为降水井影响半径（m）；
r0为基坑等效半径（m）。
S为基坑中心处设计水位降深（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）。
H为含水层厚度（m）；
k为渗透系数（m/d）。
通过计算得到R0=150.723m；
3、基坑总涌水量计算：
根据基坑边界条件选用以下公式计算：
基坑降水示意图
Q为基坑涌水量（m3）；
k为渗透系数（m/d）；
H为含水层厚度（m）；
h为设计降水面到潜水层底面的距离（m）；
R为降水井影响半径（m）；
r0为基坑等效半径（m）；
M为由含水层底板到过滤器有效工作部分中点的长度（m）；
l为过滤器进水长度（m）；
通过以上计算得基坑总涌水量为85.401m3。
4、每根井点允许最大出水量计算：
q为单井允许最大出水量（m3/d）；
rv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）。
通过计算得每根井点允许最大出水量为368.053m3/d。
5、井点数及每根井点实际出水量计算：
通过计算得到井点管数量为48个
6、基坑中心水位降深计算：
由于目前对于该类模型的中心降水还没有成熟的计算公式，实际施工中都要通过试验确定，所以建议在试验的基础上结合当地降水经验确定水位降深。
该部分软件不予计算。
7、井点管长度计算：
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）。
hd为井点管顶部离地面的距离（m）。
根据计算井点管长度为12.119m。
8、滤水管设计计算：
（1）、滤管长度
Q为流入每根管井的流量；
ne为滤管孔隙率，一般为2%～5%；
v为地下水进入滤管的速度；由经验公式v=k1/2/15求得；
根据计算滤管长度为130.74m。
（2）、滤网孔隙控制，要求dc>2d50
dc为滤网孔隙（mm）；
d50为含水层颗粒50％的直径（mm），d50=5.343mm。
（3）、填料颗粒的控制
砂滤层颗粒尺寸应控制在5d50≤D50≤10d50并且建议D50=（6～7）d50，其中D50为填料粒径（mm）。
二.2降水井设计
见海南地质综合勘察设计院设计的“三亚市同心家园三期四标段地下室基坑支护工程施工图纸”
二.3降水井井位平面布置图
附图：
海南地质综合勘察设计院设计的“三亚市同心家园三期四标段地下室基坑支护工程施工图纸”
二.4降水井施工方法
二.4.1施工顺序
场地平整→定位放线→安枕铺钢轨→钻机安装→就位调整→安埋护筒→施钻成井→深度验收→PVC滤管吊装→孔壁填充碎石虑水层→注清水（清孔换水）→直至孔内泥浆换清为止→拨护筒→成井完毕。
二.4.2施工方法
按照井位平面图布置定点施工。
钻孔成井的技要求：
按钻孔桩施工规范的有关要求严格实施。
PVC滤管的制作安装严格按设计内容，派专人负责指导管理。
确保PVC滤管的滤水效果达到设计要求。
每口井完毕后，应确保足够抽换水时间不得少于8小时。
对于抽出的地下水，应按平面布置图中所布置的排水方向，及时把水源排入集水坑再排离现场，防止水源倒流而降低降水效果。
（排水沟、集水坑及二次抽排水措施详见海南地质综合勘察设计院设计的“三亚市同心家园三期四标段地下室基坑支护工程施工图纸”）。
根据施工图纸设计的井数，本降水井工程施工工期为10天/栋，降水时间随基础施工时间。
地面排水沟设施安排穿插进行。
二.4.3主要设备及材料一览表
序号
名称
单位
数量
规格
备注
1
D50型钻机
台
1
上海D500型
钻孔
2
潜水泵
台
5
φ4寸口
二次抽水用
3
潜水泵
台
15
φ2寸口
单井抽水用
4
漏电开关
个
26
380V10A—15A
个/配套
5
电线25mm2
M
1400
三相五线制
塑铜线
6
电缆线2.5mm2
M
740
三相
7
皮胶管（软）
M
1660
φ2寸口
8
硬胶管
M
300
φ4寸口
二.5降水过程的施工部署
二.5.1降水过程主要设备一览表
序号
名称
单位
数量
规格
备注
1
污水泵
台
70
出口直径200mm
其中3台备用
2
交流发电机组
台
1
250KW
备用
3
漏电开关
个
70
380V10A—15A
个/配套
4
电线25mm2
M
10000
三相五线制
塑铜线
5
电缆线2.5mm2
M
5000
三相
6
皮胶管（软）
M
2600
φ2寸口
7
硬胶管
M
1000
φ4寸口
二.5.2降水过程的施工部署
1、降水井共设置48眼，井深8米，井间距见设计图纸，井管直径200mmPVC，管厚8mm，耐压0.3-0.4Mpa。
集水池10座，做法见施工大样图，三级沉淀池三个。
做法见施工图，平面布置如下图示：
2、基坑降水的原则是：
“不间断抽水作业”，确保“一井一机三台班”。
即每眼井必须配备一台出水口径为200mm的污水泵；每台泵必须确保每天至少完好抽水24小时，并预备备用污水泵。
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