南港工业区南堤路排水管道基坑开挖施工方案呕心沥血整理版.docx
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南港工业区南堤路排水管道基坑开挖施工方案呕心沥血整理版
南港工业区南堤路
排水工程管道基坑开挖施工方案
编制:
审核：
批准:
广东航盛建设工程有限公司
一、编制依据
1.1天津南港工业区市政基础设施工程南堤路排水工程施工图（天津市市政工程设计研究院,2010年6月）
1。
2天津南港工业区市政基础设施工程南堤路道路工程施工图（天津市市政工程设计研究院,2010年6月）
1。
3天津南港工业区南堤路工程岩土工程勘察报告（天津市勘察院，2010年6月）
1。
4《建筑地基与基础施工手册》
1。
5《天津市市政工程施工技术规范》（排水工程部分）DB29-76-2004
1.6《给水排水管道施工质量验收规范》GB5.268—2008
1。
7《城市排水工程质量检验标准》DB29—52—2003
二、工程概况
2.1工程概况
本工程位于天津开发区南港工业区，西起现状津歧路,向东穿越大片盐田，下穿在建的海滨大道南段二期高架桥以后，继续向东进入渤海湾围海造田区域，止于港前道。
桩号区间为K0+049。
103～K3+902。
472，路线总长约3。
85公里。
根据工程性质，可划分为道路工程、桥梁工程和排水管道工程,排水管道工程分为雨水管道工程及污水管道，管坑开挖深度部分超过4米，属于深基坑开挖,故编制本深基坑开挖施工专项方案。
2.2工程地质水文概况
根据《南港工业区南堤路工程岩土工程勘察报告》得知本工程的地质情况，现就本管道工程涉及到的地层简单描述如下:
1、人工填土层（Qml）
全场地均有分布，厚度050~2.30m,底板标高为3.35~1。
27m，只要由素填土（地层编号1）组成，呈褐~褐黑色，可塑状态，粉质粘土质，含少量杂质，数中压缩性土,填垫年限小于十年.
2、全新统上组陆相冲积层（Q43al）
厚度0.60～3.10m，顶板标高为3。
35～1。
27m，主要有粉质粘土（地层编号4）组成，呈褐黄色,软塑~可塑状态，无层理,含铁质，属中压缩性土.其中在17、18号孔附近缺失该层。
本层土水平方向上土质较均匀，分布不甚稳定。
3、全新统中组海相沉积层（Q42m）
厚度13.50～16。
50m,顶板标高为1。
92~-0.56m，该层从上而下可以分为4个亚层。
第一亚层，粉质粘土（地层编号6a）：
厚度变化较大，为2.80～7。
10m，呈褐灰色~灰色，流塑～软塑状态，有层理，含贝壳,土质软,属中压缩性土，局部缺失该层.
第二亚层,粉质粘土（地层编号6b）：
厚度一般为1。
90～5.50m，呈灰色，软塑状态，有层理，含贝壳,有砂性，土质较6a、6c好，属中压缩性土。
局部缺失该层.
第三亚层，淤泥质粘土（地层编号6c）:
厚度一般为5。
30~16。
50m,呈灰色，流塑状态，无层理，含贝壳，属中压缩性土。
第四亚层,粉质粘土（地层编号6d）：
厚度一般为1.50～3。
00m，呈灰色，软塑状态，有层理,含贝壳，属中压缩性土.
本层土水平方向上土质较均匀，分布不甚稳定.
以下的地层在本次基坑开挖过程中不涉及到,故省略。
以上各层的物理力学指标如下表所示
地层编号
ω（%）
r
（kN/m3）
e
Ip
IL
a1—2（1/MPa）
Es1—2
4
29.91
18。
74
0。
95
/
0.79
0。
44
4。
42
6a
45.64
17。
70
1。
27
/
1。
09
0。
87
2。
53
6b
24。
89
19。
87
0.70
/
0。
52
0。
25
6。
76
6c
41。
52
17.92
1.17
/
1.04
0。
69
3。
08
6d
26。
75
19.46
0。
77
/
0。
83
0.35
4.92
各层的直剪固结快剪指标
地层编号
岩性
C（kPa）
Φ（度）
算术平均值
标准值
算术平均值
标准值
4
粉质粘土
18
14.40
12。
00
9。
60
6a
粉质粘土
16.50
13。
20
22。
00
17。
60
6b
粉质粘土
15。
27
12.20
35。
73
26。
89
6c
淤泥质粘土
13。
52
10.82
10。
52
8.42
6d
粉质粘土
19.00
15。
20
21。
90
17。
52
各层的直剪快剪指标
地层编号
岩性
C（kPa）
Φ（度）
算术平均值
标准值
算术平均值
标准值
4
粉质粘土
12。
00
9.60
8.55
6.84
6a
粉质粘土
15。
10
12。
08
20。
80
16.64
6b
粉质粘土
12。
00
8。
00
32。
67
24.73
6c
淤泥质粘土
13。
78
9。
79
10。
47
6.41
6d
粉质粘土
18.00
14。
40
17。
40
13。
92
2.3管道开槽及支护方案
根据地质水文条件、沟槽深度、检查井的位置,并结合附近其他项目的管道沟槽施工的经验，确定了如下的施工方式。
沟槽深度H（m）
施工方式
备注
H〈2.0m
明挖放坡
管道沟槽深度小于2。
0m的，按1：
1.5放坡。
2。
0≤H〈3.0m
管道沟槽深度小于2。
0m的,按1：
2放坡。
3.0≤H〈5。
0m
两级放坡明挖
从沟槽底向上3.0m部分按1:
2放坡,再向上部分按1：
1。
5放坡，中间设平台，平台宽度为2。
0m.
H≥5。
0
方式一：
钢板桩支护开槽
方式二：
放坡开槽
方式一：
H≥5。
0地段,两侧清土减载2。
0m，减载部分按1：
1。
5放坡。
两侧的清土宽度以能行驶挖土机械为准,且不小于4.0m.再打钢板桩支护开槽。
方式二:
采用原地面清土深度3m，可直接按1：
1。
5坡度放坡，弃土运至开槽边10m之外。
各种开挖施工方式的适用的具体路段如下表所示.
起、止井号
长度（m）
管径（mm）
起点原地面到管底距离（m）
起点原地面到管底距离（m）
槽深H（m）
开槽方式
YBa1-YBa3
100
500
地面以上
地面以上
0
不用开槽，属于填方或原地表
YBa3-YBa5
100
600
地面以上
地面以上
0
YBa5-YBa7
180
800
地面以上
地面以上
0
YBa7—YBa9
120
1000
地面以上
地面以上
0
YBb1—YBb2
40
500
地面以上
地面以上
0
YBb2—YBb5
130
500
地面以上
地面以上
0
YBc1-YBc2
40
400
地面以上
地面以上
0
YBc2-YBc4
83
500
地面以上
地面以上
0
YBd1—YBd7
240
500
地面以上
地面以上
0
YNa1—YNa3
100
500
地面以上
地面以上
0
YNa3-YNa5
100
500
地面以上
地面以上
0
YNb1-YNb5
180
500
地面以上
地面以上
0
YNc1—YNc5
—规划河道
211。
5
500/600
地面以上
地面以上
0
YNd1-YNd9
309.5
500/600
地面以上
地面以上
0
WBb1—WBb3
80
500
0。
8
0.886
1.386
1：
1。
5放坡开槽
YNe1—YNe6
240
600
0.639
0。
927
1。
427
YNb5—YNb40
11。
5
1000
1。
15
1.116
1.616
YNa5-YNa9
240
1000
0
1.25
1。
75
YNe6-YNe12
301。
3
800
1.127
1。
428
1.928
YNa9-YNa11
120
1200
1。
45
1。
531
2。
031
YBa9—YBa11
120
1200
1。
53
1.611
2。
111
1：
2放坡开槽
YNa11—YNa14
220
1350
1。
68
1。
788
2。
288
YBa11—YBa14
202
1350
1。
861
1。
982
2。
482
WBb3—WBb17
550
500
1。
396
2。
056
2.556
WBa1-WBa20
751
500
1.414
2。
315
2。
815
YBe1-YBe11
521
1350
2
2.404
2.904
WNa1—WNa15
828
500
1.815
2。
485
2。
985
WNa15—WNa20
2.485
2。
689
3.189
两级放坡明挖，第一级放坡1：
1。
5，开槽深度2m，中部设2宽平台，以下部分1：
2放坡开槽
YNa14—YNa15
39
2000
2.739
2.767
3。
267
YBa14—YBa15
39
2700
3。
196
3。
221
3。
721
YNa15—YNa24
569.4
2200
2.967
3。
342
3。
842
WNa20—WNa21
44
500
3。
395
3.448
3。
948
WBa20-WBa21
44
500
3。
943
3.989
4.489
YBa15—YBa34
1040。
9
2400
3。
421
4。
058
4。
558
YNa24-Yna37
723。
9
2600
3.732
4.238
4。
738
WBa21-WBa33
563.5
600
3.839
4。
43
4。
93
WNa21—WNa43
1118.2
600
3。
498
4。
471
4.971
WNa43—WNa47
4。
471
4.679
5.179
1：
1.5放坡减载2m，设1。
5m平台,钢板桩支护开槽
YNa37—Yna40
221。
5
2800
4。
438
4。
55
5.05
YBa34—YBa40
351。
5
2800
4。
458
4.669
5.169
YNf1—YNf3
—YNe12
152。
5
2200
4.794
4。
912
5。
412
WNa47—WNa54
370
700
4。
729
5.034
5。
534
WBa33-WBa45
605.2
700
4。
482
5。
057
5。
557
YBf1—YBf3—YBe11
147.5
2600
5。
08
5。
212
5。
712
WBa45—WBa52
330
800
5。
107
5.379
5。
879
WNa54—WBa52
59。
5
700
5。
734
5。
79
6.29
图1南堤路排水管道钢板桩支护沟槽开挖示意图
1、人工开挖沟槽的槽深超过3米时应分层开挖,每层的深度不宜超过2米，采用机械挖槽时,沟槽分层的深度应按机械性能确定.
2、当管线距现状建筑物距离较近或遇淤泥流砂等恶劣地质条件时可采用支撑槽形式施工。
支撑槽及混合槽中直槽部分如实际挖深小于4米，采用木支撑开槽，实际挖深大于5米,则采用钢桩卡板支撑开槽。
对于部分深槽施工，应积极采取减土措施，减小基槽壁所受的侧向力.
3、施工开槽时，槽底禁止扰动，尽量保持原状土，在开挖接近设计槽底标高时，预留30cm左右土层采用人工清槽，勿用机械开挖，不允许超挖.沟槽弃土应随出随清理，均匀堆放在距沟槽上口边线10米以外，沟槽开挖过程中及成槽后，槽顶应避免出现震动荷载,成槽后应尽快完成铺设基础和管道等工作，避免长时间晾槽。
三、开挖方式的验算
采取明挖放坡施工的技术已经在于本道路相交的西中环广泛的使用，固不再做验算。
开挖方式一：
针对钢板桩支护的施工方法进行验算。
开挖方式二：
采用原地面清土深度3m后，其基坑开挖最大深度约为3。
3m，采用直接放坡形式按1：
1。
5坡度放坡，开挖土方运至开槽边10m之外.
开挖方式一：
3。
1支护形式
6c淤泥质粘土
R=17.92kN/m3
c=6.41kPa
φ=9.79°
钢板桩支护采用12m长Ι40b工字钢一丁一顺密排。
在钢板桩桩顶下0。
5m设一道腰梁，腰梁采用双拼工字钢，并做横向支撑,横向支撑采用Φ300×16mm钢管，间距4m。
选取最不利的组合进行计算（埋深最大，开挖宽度最大），如图2所示.
6c淤泥质粘土
R=17.92kN/m3
c=9.79kPa
φ=6.41°
图2钢板桩支护简图
根据本工程的需要，最不利的基坑开挖深度为6.3m，基坑宽度为4。
0m。
先对上述支护方式进行验算：
选取土的粘聚力c=16。
64kPa，内摩擦角φ=12。
08°。
则
主动土压力系数Ka=tg2（45°—φ/2）=0。
654
被动土压力系数Kp=tg2（45°+φ/2）=1。
529
40b工字钢的力学参数:
[f］=215N/mm2.W=1140cm3。
3.2腰梁的布置位置验算
桩顶允许的最大悬臂长度
固选择的支撑位置满足工字钢的性能要求.
3。
3用盾恩近似法验算钢板桩的入土深度
根据土压力平衡得到
其中：
H为基坑深度，取4.3m；
L为横撑距基坑底部的距离，取3。
8m.
则由上式的
=6。
6m。
根据如图部分的固定点，桩前被动土压力的作用点距离基坑底部的距离为:
，
则钢板桩总长度为:
。
本工程最大管径为2。
8m。
则本支护方法能满足施工空间要求。
钢板桩的入土深度满足要求.
3。
4基底抗隆起稳定性验算
12m工字钢的入土深度为7。
7m。
基坑范围桩后土重小于土体间抗滑力与基坑底一下地基土的承载力之和时，基底保持平衡状态,基底不会隆起。
则抗隆起系数:
固基底不会隆起。
3。
5横撑验算
1）横撑的受力
根据支护的布置形式,则横撑的受力为相邻两跨的各半跨的荷载。
由于本工程的横撑采用等间距4m每根布置,所以横承受力的计算单元为4m。
则腰梁上的土压力为：
腰梁能成承受的最大间距由
得：
，安全系数为1.5，则L=12。
2/1。
5=8。
13m.本工程的横撑间距为4m,满足要求。
2）钢管横撑稳定性验算
本工程横撑采用Φ300×16mm钢管,重度为121.92kg/m。
则每道横撑平面内钢管横梁承受的荷载为130kN/m×4m=520Kn。
钢管长度D=4m。
钢管Ι=18578cm4；
；A=15524mm2。
则横撑的长细比为
。
根据欧拉公式，横梁的容许应力
则横撑的钢管横撑的容许应力:
在本工程中，
〈
。
即横撑能满足要求，不会失稳.
开挖方式二：
采用原地面清土深度3m后，其基坑开挖最大深度约为3。
3m，采用直接放坡形式按1：
1。
5坡度放坡,弃土运至开槽边10m之外。
四、质量保证措施
4。
1基坑开挖质量保证措施
1、基坑开挖必须严格遵循有关施工操作规定和地铁基坑工程施工规程进行开挖施工，基坑的边坡采用三角板进行控制，边坡必须由人工修挖成型，坡底开设排水明沟，定时进行跟踪检查.
2、基坑开挖必须严格控制分层的高度,挖土施工需连续进行。
在基坑开挖前，对天气情况要进行预测，避免雨天进行基坑开挖.
3、开挖过程中,对地连墙接缝或墙体上出现渗漏点现象，要及时封堵，严防小股流砂冲破地连墙中存在的填充泥土的孔洞,以致发展成急剧涌砂，这不仅将引起大量地面沉陷，还会导致地连墙支护结构失稳，以致造成严重灾害性事故。
4、对侵界地连墙砼或墙面不平整处，及时剔凿，找平.
4.2支撑施工质量保证措施
1、根据设计要求及图纸尺寸，精准放出支撑位置线。
2、上道工序未经验收合格，不得进行下道工序施工。
3、支撑法兰面必须平整，不得使用变形法兰的支撑,螺栓连接控制紧固力矩，严禁接头松动。
4、电焊工须持证上岗，确保焊缝质量达到设计要求，并由专人检查。
5、起重工必须持证上岗，确保安全吊装。
每小块土体开挖完成后,及时按设计要求施加支撑轴向力的预应力。
6、对施加预应力的油泵装置均经常检查，油表要经过计量检验,确保运行正常,并精确控制施工预应力值.每根正常施加的预应力均记录备查.
7、钢支撑工程质量检验标准为：
支撑位置标高允许偏差为±30mm，支撑水平方向位置允许偏差为±30mm,支撑两端的标高和水平面偏差不大于20mm，和支撑长度的1/600,支撑挠度不大于支撑长度1/1000.预应力施加允许偏差为±50KN。
4.3基坑回填质量保证措施
1、基坑回填料除淤泥、粉砂、杂土，有机土、过湿土和大于15cm石块及含量大于8％的腐植土外,其他均可回填。
2、各类回填土，使用前应分别取样测定其最大容重和最佳含水量并做压实试验,确保填实含水量控制范围、铺土厚度和压实密实度等参数.
3、回填土为粘性土和砂质土时，应在最佳含水量时填筑，如含水量偏大应翻动、晾干或加干土拌均；如含水量偏低，可洒水润湿，并增加压实遍数或使用重型压实机械碾实。
回填料为碎石类土时，回填或碾压前宜洒水湿润。
4、基坑回填应分层、水平夯实，基坑回填标高不一致时，应从底处逐层填压;基坑分段回填接茬处，已填土坡应挖台阶，其宽度不小于1m,高度不大于0。
5m。
5、基坑雨季回填时应集中力量，分段施工，工序紧凑，取、运、填、平、压各环节紧跟作业。
雨季施工，雨前应及时压完已填土层并将表面压平后,做成一定坡势。
雨中不得填筑非透水性土壤。
6、基坑不宜冬季回填.如必须施工时，应有可靠的防冻措施。
除按常规施工要求外，尚应符合下列规定：
1）每层铺土厚度应比常温施工减少20％～25％，并适当增加压实密实度。
2）冻土块填料含量不得大于15%，粒径不得大于150mm；均匀铺填、逐层压实。
建筑物、地下管线、道路工程设计高程1m范围内不得回填冻土块；
3）基坑回填前,应清除回填面上积雪和保温材料。
4）集中力量,分段施工，取、运、填、平、压各工序应连继作业.
5）基面压实后立即覆盖保温,必要时可撒盐水；
6）加强测试，严格控制填料含水量.
7、基坑回填时机械或机具不得碰撞结构，应采用人工使用小型机具夯填。
基坑回填采用机械压碾时，宜薄填、慢行、先轻后重、反复压碾,并按机械性能控制行驶速度、碾压时搭接宽度不小于20cm.人工夯填时夯之间重叠不小于1/3夯底宽度。
8、基坑回填碾压过程中,应取样检查回填土密度。
机械碾压时，每层填土按基坑长度50cm（且不应大于1000m2）取一组；人工夯实时,每层填土按基坑长25m（且不应大于500m2）取一组；取样点不少于6个，即中部和两边各取两个点。
遇有填料类别和特征明显变化或压实质量可疑处应增加适当点位。
五、雨季施工措施
1、为了防止下雨时,雨水冲刷沟槽形成塌方，我们将时刻注意天气情况，在下雨之前将开挖的沟槽边坡利用彩条布进行覆盖,避免雨水对沟槽边坡的直接冲刷。
同时，安排专人对集水坑进行抽水。
2、施工用的机械设备要搭好防雨棚;配电箱、柜、板设置防雨罩，电线电缆按规范腾空架设、切实作好漏电短路保护工作。
3、雨季施工的通道、上下爬梯及关键部位做好防水浸、防滑措施。
4、加强雨季施工的领导和管理工作，发现问题及时解决，不留后患.
六、安全技术措施
6.1采取行之有效的的施工方法
1、施工现场应严格执行《安全生产规定》和各有关安全生产文件，健全和落实工程安全责任制，切实做好“安全第一"和“预防为主”的方针,做到安全生产和文明施工。
进入施工现场应遵守“安全生产六大纪律”，认真学习并执行各项规章制度。
建立文明施工、创建标化工地责任制，指定主管生产的项目副经理重点抓好文明施工，建立文明施工奖罚制度。
2、现场施工人员按国家劳动部门规定正确使用劳动防护用品。
所有参加施工的作业人员必须经安全技术操作培训合格后方可进入现场进行施工。
特殊工程必须持有操作证上岗作业，严禁无证上岗作业。
各工序施工前均应由施工负责人进行书面交底。
特种作业人员持证上岗。
3、专职安全员根据本工程施工特点，结合安全生产制度和有关规定，经常进行现场检查督促整改，如发现严重的不安全情况时，有权指令停止施工,并立即报告项目经理，经处理后方可继续施工。
4、基坑形成后离基坑1m四周内及主要通道应设置好1。
2m的防护栏杆或警式绳围护。
围护区域内严禁材料堆放或机械通行。
上下基坑须设专用通道或登高措施。
5、注意围护桩体的保护和监测，一旦发现有裂纹或异常迹象，则立即进行人员疏散并进行及时处理。
6、施工用电符合国家标准。
施工现场夜间施工时，必须确保足够亮度的夜间照明灯光，现场电工加强值班巡视及时修复损坏的灯，确保施工部位的需要。
7、工程施工过程中，专职安全监督人员须经常检查工作面的安全设施，杜绝、消灭有关的违章行为.
8、做好成品保护，保护上工序已完工程的成果.建筑垃圾不得乱堆、乱放，做到工完料净,垃圾日产日清。
9、按国家技术监督局现行《施工机械安全操作规程》和有关部门规定,加强施工现场人员与机械的施工安全管理。
10、上班前应进行现场安全隐患的清除，工作时要集中精力，严禁吵闹，下班前应进行施工区域清扫及清除存在潜在的安全隐患。
11、进入作业现场，作业人员一定要穿戴好防护用品，电焊专业人员应戴好防护镜或防护面罩。
12、在施工区域出入口按标准设置安全标识，合理布置现场各种临时设施，材料的储存、堆放点，实施现场标准化动态管理，确保整个现场在有序的条件下组织施工。
13、施工现场材料、构件、设备、易燃物品、交通道路应保证安全通道畅通，推行标准化作业。
15、施工区域重点关键部位,一方面需做好安全生产、消防安全等方面警标、宣传及布置相应的设施器材之外，同时必须加强有关文明标化施工的宣传、标识及相应的配套设施。
6.2开挖遵循原则
基坑开挖应遵循时空效应原则,根据地质条件采取相应的开挖方式,“分层开挖，先撑后挖"，支撑与挖土配合，在支撑做好后,才可进行下层挖土，严禁超挖。
基坑开挖中，为确保基坑周围构筑物和管线的安全及支护结构的稳定，要求尽可能减少初始位移，根据时空效应的原理，应按照“分层、分区、分块、分段、抽槽开挖、留土护壁、先撑后挖,减少无支撑暴露时间"的原则，掌握每个分步开挖的空间几何和支护墙体开挖部分的无支撑暴露时间，科学地利用土体自身的控制地层位移的潜力，以解决基坑稳定和变形的问题。
土方开挖应分层分区连续施工，并对称开挖，土方开挖至立板桩顶以下2米时,进行围囹支撑施工;当立板桩未贴靠在围囹上部分，需作加垫处理，使立板桩的压力传到围囹及支撑上，支撑的材料、制作、焊接必须严格按图施工。
挖土和支撑的架设施工过程必须紧密配合,挖土过程要保证安全的前提下，迅速为支撑施工创造工作面,支撑结构必须能较快地产生整体刚度或预紧力，两者配合就能较好地利用软土施工中的时空效应，有效地控制围护体系在受力后的变形.施工中切不可超挖和不及时施加支撑，土方施工要求分层均匀高效,以使支护结构处于正常的受力状态。
基坑开挖过程中，应采取措施防止碰撞支护结构、工程桩或扰动基底原状土。
发生异常情况时，应立即停止挖土，并应立即查清原因和采取措施，方能继续挖土
6。
3基坑边堆放荷载的控制
坑边荷载，是形成基坑失稳的不利荷载，加大土体内的剪应力，一旦控制不当,会诱发基坑坍塌的突发。
因此，在基坑开挖过程，基坑边缘堆置土方和管材，或沿挖方边缘移动运输工具和机械,一般应距基坑上部边缘不少于2m,弃土应距离基坑边缘10m以外.机械设备应根据设备重量、基坑支护情况、土质情况等，经过计算确认。
6。
4保持槽底干燥
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