恒力基坑支护与土方开挖方案.docx
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恒力基坑支护与土方开挖方案
恒力·金融中心
基坑支护及土方开挖施工方案
2010年04月
1.编制依据及说明
⑴福建省建筑设计研究院提供的10年1月《恒力金融中心基坑支护工程》设计图纸。
⑵福建省建筑设计研究院提供的《恒力金融中心岩土工程勘察报告》。
⑶主要的国家或行业规范、标准、规程、图集、地方标准、法规图集。
⑷组织专家论证意见。
规范、标准、文件一览表
表1-1
序号
名称
编号或文号
1
《建筑桩基技术规范》
JGJ94-2008
2
《混凝土结构工程施工质量验收规范》
GB50204-2002
3
《钢筋焊接及验收规范》
JGJ18-2003
4
《建筑施工安全检查标准》
JGJ59-99
5
《施工现场临时用电安全技术规范》
JGJ46-2005
6
《建筑工程施工质量验收统一标准》
GB50300-2001
7
《建筑地基处理技术规范》
JGJ79-2002
8
《工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程》
JGJ4-80
9
《地基基础工程施工质量验收规范》
GB502002-2002
10
《建筑基坑支护技术规程》
JGJ120-99
11
《混凝土泵送施工技术规程》
JGJ/T10-95
12
《福建省建筑工程文件管理规程》（施工分册）
DBJ13-56-2004
13
《建设工程归档整理规范》
GB/T50328-2001
2.工程概况
2.1工程建设概况
本项目位于福州市湖东路，南临湖东路，东临观风亭街，与宏利大厦（30层）隔路相望，西侧与兴业银行总行大楼（32层）相依，北临公正新苑建筑工地（33层），总用地面积为6035.4平方米。
建设单位为福建恒力房地产发展有限公司，基坑支护设计单位为福建省建筑设计研究院，主体结构设计单位为深圳市水木清建筑设计事务所，监理单位福建工大工程咨询监理有限公司。
为本工程地下室为三层，地上为25层商务办公大楼。
总建筑面积约50643m2，其中：
地下室面积15639m2，地下室单层建筑面积为5292.36m2。
（基坑支护施工与周边建筑物概况具体详图1）
本工程＋0.00相当于罗零高程7.800m，拆迁后原场地标高平均约为罗零高程7.3m考虑，相当于设计标高－0.50m，土方开挖前会同业主及监理单位对现场场地标高进行实地测量；地下室底板面标高为－12.80m，局部底板面标高为-14.20m，底板厚0.50m，垫层厚0.1m，疏水层厚度0.3m，基坑开挖深度为13.2m及14.6m，裙楼部位为单桩承台，主楼为多桩承台。
本工程基坑支护采用三层内撑式灌注桩围护结构，围护桩采用（冲）钻孔灌注桩桩型，桩径Φ900mm，桩中心距1200mm，总桩数270根，桩长30~32m；水平内支撑为钢筋混凝土现浇结构，水平内支撑下设置32根立柱桩，立柱桩（支撑桩）采用格构式钢柱与（冲）钻孔灌注桩（Φ900）组合桩。
（基坑支护平面布置图及支护剖面图详见图3、4）
本工程基坑侧壁安全等级为Ⅰ级，重要性系数为1.10，基坑支护设计使用年限为一年。
2.2内支撑结构设计概况
表2-1
支撑柱LZ1
采用格构式钢柱与（冲）钻孔灌注桩（Φ900）组合桩
第一道支撑
冠梁
GL1
支撑梁
L1-1,L2-1,L3-1
支撑梁
L4-1,L5-1
截面尺寸
1500×950mm
截面尺寸
900×900mm
截面尺寸
700×800mm
第二道支撑
腰梁
YL1-2,YL2-2
支撑梁
L1-2,L2-2,L3-2
支撑梁
L4-2,L5-2
截面尺寸
1500×950mm
截面尺寸
900×900mm
截面尺寸
700×800mm
第三道支撑
腰梁
YL1-2,YL2-2
支撑梁
L1-2,L2-2,L3-2
支撑梁
L4-2,L5-2
截面尺寸
1500×950mm
截面尺寸
900×900mm
截面尺寸
700×800mm
混凝土强度等级
C35
钢筋规格等级
Ⅰ级钢：
8mm、10mm
Ⅲ级钢：
16mm、22mm、25mm、28mm
2.3围护桩结构设计概况表2-2
混凝土
强度
桩身
C30
高压旋喷桩
5～7Mpa
支护桩桩型
桩径
（mm）
数量
（根）
间距
（mm）
桩顶
标高
（m）
桩长
（m）
主筋长度（m）
高压旋喷桩
/
600
270
1200
-3.15
16.0
/
围护桩
ZHZ1
900
31
1200
-3.15
30.0
9
25×22.875
9
25×30.875
围护桩
ZHZ2
900
57
1200
-3.15
32.0
10
25×24.875
10
25×32.875
围护桩
ZHZ3
900
182
1200
-3.15
30.0
10
25×22.875
10
25×30.875
支承桩
LZ
900
34
/
-2.2/-13.7
34.8
8
16×34.8+4┗160*16×13.24
桩端
持力层
支承桩：
桩端进入强风化⑴不少于1.0米；
围护桩：
桩端应进入圆角砾或粉（砂）质粘土。
图4：
支撑吊筋大样
2.4场地工程地质条件
2.4.1场地地形地貌
本场地位于福州市中心，新店溪古河道上，地貌单元属于河流冲积平原地貌。
场地原为公正新村等，现原有建筑物已拆除，场地地势平坦，地面现有标高在6.35～7.72m（罗零标高）之间。
基坑边南面离湖东路约4m，采用砖砌围墙，西面离兴业银行与中心小学围墙约4~6m，在中山小学处原围墙拆除采用彩钢板围墙；北面与公正新苑相隔一条规划道路，原场地属公正新苑基坑塌陷回填；东面围护占用观风亭街人行道，原围墙拆除采用彩钢板围墙，设置在观风亭街上。
（详图5：
现场照片）。
图5：
现场场地地形地貌
2.4.2地下室开挖土质及分布情况：
根据福建省建筑设计研究院提供的地质勘察报告，场地中上部土层自上而下依次为：
表2-3
层号
土层名称
状态
厚度（m）
备注
1
杂填土
稍密
0.70～4.80
1-1
淤泥质填土
流塑
1.70～2.40
2
粉质粘土
（1）
可塑
1.20～1.30
3
淤泥
流塑
9．20～18.20
4
粉质粘土
（2）
可塑
4.30～11.40
4-1
淤泥质土
流塑
0.90～6.10
4-2
碎卵石
中密
1.20
局部
5
淤泥质土（夹砂）
流塑～软塑
3.20～8.60
5-1
泥质中砂
中密
0.80～1.20
局部
6
粉质粘土（3）
可塑
0.20～1.60
局部
2.4.3场地水文地质条件及水土对建筑材料影响评价
本场地对开挖有影响的地下水为浅部上层滞水，水位埋深0.30～3.8m，受大气降水和地表人工排水的影响，中下部含水层即含砂粘土圆角砾水位埋深19.10～46.90m。
由于承压含水层与基坑底之间为巨厚的淤泥质土和粉质粘土，故下部含水层对本基坑开挖无影响。
场地地下水对砼结构及钢筋砼结构的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀。
2.4.4周边道路及交通条件
本工程位于福州市湖东路，东临观风亭街，与宏利大厦（30层）隔路相望，北侧与公正新苑（33层）工地相依，西临兴业银行总行大楼（32层）和中山小学，南侧为湖东路。
车辆可由场地沿湖东路与观风亭街交汇口东南角大门及观风亭街中门出入，交通较便利，由于地处湖东路路交通严管路段，受交通高峰期7：
00～9：
00和17：
00～19：
30管制，以及夜间22：
00以后受环保管制影响车辆通行。
2.4.5场地内大门口临时通道处理
本工程场地狭窄，东南角临时大门（宽6米，简称大门1）入口正对地下室东南角，且大门距离地下室围护仅3米，另外观风亭街大门（宽6米，简称大门2）入口正对地下室东侧与地下室围护桩距离仅为5米，地下室施工时，施工进出车辆必须从局部地下室支撑梁、围护桩上通过（详见图6土方开挖施工平面布置图），由于现场地面标高约为-0.8米，而地下室围护桩顶圈梁面及第一道支撑梁面标高均为-2.3米，地下室施工时大门1门口临时通道应设计钢栈桥直接通至围护桩边。
2.4.6场地（含周边）临设及地下管线情况
东侧观风亭街和南侧湖东路路边埋设有污水管、电力管线、煤气管、电信管线，均在现场基坑外侧，对土方开挖无较大影响。
已使用线路在开挖围护桩场地时予以向基坑外侧迁移，预留多根空螺纹管在围护桩施工时破坏，待工程室外施工时再进行预埋。
场地东侧有数棵树及路灯需要迁移。
西边学校操场北侧空地（即本基坑L轴以北位置）为原公正新苑地下室基坑支护塌陷回填土。
3.本基坑支护及土方开挖施工的难点和特点
⑴本工程为地下三层，水平钢筋砼内支撑为三道，地下室基坑支护面积大，南北长约125m，东西长50m，基坑开挖深度大，达13.2m和14.6m，土方开挖量约7.4万m3；由于受每道内支撑需闭合形成整体受力特点限制，无法留置斜坡道作为土方运输通道。
⑵本工程地下室占地面积大，施工场地狭小，无专门材料堆放、加工场地，车辆无法沿地下室四周行走，因此原材料水平二次搬运频繁，影响机械使用效率、施工进度以及安全文明施工。
⑶恒力金融中心位于湖东路，交通十分便利；但处于繁华路段，文明施工要求较高，车辆出场地必须做好冲洗工作，土方车、混凝土搅拌车进出场地严禁有滴、撒、漏等现象。
⑷本工程围护体系组成为（冲）钻孔灌注桩、高压旋喷桩、支撑体系及-2.3米标高上部计划采用剪力墙结构做为挡土墙。
在设计的整个围护体系中不具有止水功能，施工过程中如有地下水从维护桩间排水，需另采取排水或者封堵措施。
⑸本工程基坑土方开挖较深，达到13.2m及14.6m，基坑支护内支撑采用三层钢筋混凝土支撑，施工跨越时间较长，土方开挖穿插钢筋、模板、混凝土、电焊、排水等工序，施工过程需要各班组的互相协作，确保各项工作顺利进行。
⑹本工程基坑土方约在8～12月份开挖完成，刚好处在台风活动频繁季节，因此需制定应急预防措施，防止基坑被雨水浸泡，确保基坑开挖安全。
⑺根据支护设计说明：
“本场地对开挖有影响的地下水为杂填土中上层滞水、受大气降水和地表排水的影响，水位埋深0.3m-3.8m，中下部含水层即含砂质粘土圆角砾，含粘性土卵砾石水位埋深19.10m-46.90m，由于承压含水层与基坑底之间为巨厚的游泥质土和粉质粘土，故下部含水层对本基坑开挖没有影响。
”设计高压旋喷桩为加固挡土，但由于西面兴业银行围墙距围护距离2-4m，开挖至-3.3m，地表水排出后难免引起沉陷、开裂。
⑻根据塔吊起重吊装，附着安装位置特点，1#塔吊需在土方开挖前全部安装完成，2#塔吊在地下室结构施工之前安装完成。
⑼土方在开挖过程中水平支撑范围内土方开挖难度大，进度慢。
⑽基坑南半部分由于原建筑桩基的存在，在土方开挖过程中应随挖随砍桩。
⑾由于本工程桩图纸需工程桩静载后进行调整，只能先施打维护桩，原正常主导工序为先打工程桩，维护桩才能施打，加上北侧公正新苑基坑塌陷需回填，东面人行道需移树木、道路管线，形成桩基施工时间长，并且两侧桩基走机需重新回填砖渣，增加零时道路费用.
4.施工部署
4.1工程目标
4.1.1质量目标
支护工程达到国家质量验收标准：
合格。
4.1.2技术目标
开工前完成施工方案与审批、图纸会审，项目完成后编写利用下坡式钢栈桥完成超深基坑土方开挖的技术总结。
4.1.3工期目标
4.1.3.1本工程桩基工程为150日历天，本工程基坑支护内支撑和土方开挖目标工期为120历天。
根据本工程支护设计特点，每道支撑分三个施工区和六个施工段，先开挖六段网格支撑土方，后开挖中间三个区土方，随即进行内支撑施工，由于土方运输需借助C、D段水平内支撑反填土作为运输通道，所以内支撑养护期内无法进行土方开挖。
4.1.3.2本工程由于工程桩图纸滞后影响，整个工程桩施工向后推迟时间较长。
4.1.4职业健康安全目标和环境目标
本工地争创省级文明工地。
杜绝重大伤亡事故，重伤事故频率控制在1‰以下，轻伤事故频率控制在5‰以下。
工地安全文明达标率100%，杜绝违章施工。
降低粉尘的产生和排放；降低噪声的产生，施工现场噪声达标；施工现场污水沉淀后集中排放，主要污染物达福州市级标准；施工现场固体废弃物分类管理，及时清运。
4.2项目经理部组织机构
为确保优质、高效地完成本工程施工任务，中建七局第三建筑有限公司组织成立工程项目经理部，成立以项目经理为首的项目班子，实行项目经理责任制。
（见下图）
4.3施工阶段划分及施工工艺流程
4.3.1施工阶段划分
本工程地下室单层面积大，冠梁、支撑梁、腰梁可随土方的开挖穿插施工，但由于基坑内支撑采用三层水平钢筋混凝土支撑，故必须等上述梁混凝土强度均达到80％后，才能进行下面的土方开挖；土方开挖采取先开挖基坑四周及水平支撑内土方，随即进行腰梁及水平支撑梁施工，栈桥随土方开挖进度跟进施工，每层开挖顺序原则上从基坑四周向中央逐渐开挖，退土方向从开挖处向施工栈桥方向进行；钢筋、模板、混凝土等对冠梁、支撑梁、腰梁的施工随土方的开挖而插入施工。
4.3.2施工工艺流程
4.4施工准备
4.4.1施工技术准备
⑴施工图设计技术交底及图纸会审
施工前应将施工图纸提前交给工程技术人员与项目施工员进行图纸熟悉，将施工图纸设计问题及施工过程可能遇到的问题，以及各专业图纸之间的相互矛盾先进行内部自审。
根据自审结果由建设单位组织各有关单位进行图纸会审时提出解决，使工程顺利进行，以免出现返工现象。
工程技术人员应将图纸发放给施工班组并进行交底，做到操作时能按设计要求进行，确保工程施工质量。
⑵施工图深化设计
①本工程在开工之前对基坑支护进行专家论证，施工方案在工程开工之前应经公司相关部门进行审核，以便在工程施工过程中进行贯彻。
工程施工中必须按施工方案进行组织施工，若有变更应经方案设计人与公司有关部门同意，否则不得随意修改原方案，施工方案应贯彻到施工班组以及每一分部、分项工程中去，作为工程施工依据。
②根据图纸和施工方案编制到施工图纸预算，并编制好能用于指导施工的预算书，提供各种资源的需要量。
施工放样人员根据图纸预算书提出各种材料采购计划，以便进行加工、订货，不致因供货原因而影响工程正常进行，使工程按计划工期完成。
③组织技术交底，编制作业指导书，从项目经理部到各专业施工班组，均以书面形式表达，班组长在接受交底后，认真贯彻执行。
④组织人员进行钢筋翻样、预埋件加工，落实成品、半成品的货源。
⑶测量基准交底、复测及验收
根据规划局提供的基准点引测房屋的角点，并引测至不受施工影响的地点做好标识，形成测量成果记录，并对各测量人员进行交底。
⑷技术工作计划
检验和试验计划表表4-1
检验和试验项目
取样部位
试验批次
见证取样
检验时间
备注
钢筋
Φ28
腰梁
3
1
随进场随检验
/
Φ25
支撑梁、腰梁
3
1
随进场随检验
/
Φ22
冠梁、支撑梁
3
1
随进场随检验
/
Φ16
冠梁、腰梁
3
1
随进场随检验
/
Φ8
圈梁、支撑梁、腰梁
3
1
随进场随检验
/
砼
C35
桩顶冠梁
6
2
根据施工情况检验
每道支撑、每个施工段各留置同条件养护试块一组，当强度达到80％后方可进入下道工序施工。
见证取样每道支撑至少取一组。
C35
第一道支撑体系
6
2
根据施工情况检验
C35
第二道支撑体系
6
2
根据施工情况检验
C35
第三道支撑体系
6
2
根据施工情况检验
C25
地下一层、二层隔板
6
2
根据施工情况检验
C15
第一、二、三道支撑体系垫层
6
2
根据施工情况检验
所依据的标准
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）钢材取样规则：
从每批外观检查合格的钢材中任取两根（或两盘），截去端头50mm，再截取试样。
取样数量为，在上述两根（盘）钢材中任选一根（盘）截一长试件做拉伸试验，且在上述两根（盘）钢材上分别截一短试件做弯曲试验.水泥取样规则：
袋装水泥200t取一次，散装水泥500t取一次。
钢筋接头试验计划表表4-2
取样部位
接头方式
钢筋直径
钢筋级别
取样组数
见证取样
总组数（30%）
围护桩、支撑体系
搭接焊
28
三级
3
1
25
三级
3
1
22
三级
3
1
16
三级
3
1
所依据的标准
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）
取样规则：
以同接头型式、同钢筋级别、同焊接位置的300个接头作为一批.不足300个时仍作为一批.取样方法，从成品中每批随机切取3个接头进行拉伸试验.试件长度,每个试件的长度为8d+400mm（d为钢筋直径），焊接点应处于试件长度尺寸的1/2处。
4.4.2现场准备
⑴工程轴线控制网测量定位及标高控制点的保护（详见下图）
工程建筑物的红线及定位由城建规划部门测定，测量人员根据城建规划部门所提供的测量标志和建筑平面图进行复测，按建筑物的轴线、支撑位置和土方开挖区域，以及施工现场的具体情况，建立工程的首级平面控制网，对整个工程的轴线进行控制，作为工程建筑施工放线的主要依据，据实际情况建立平面控制方格网，其测量方法和要求按平面控制技术要求进行测量、复测、复核无误后，在土方开挖前将各轴线两端分别引测到稳固的建筑物上，并做上红三角“▲”作标记，有必要时需埋设轴线控制点，作好标志，以供以后施工中轴线的恢复、复核、控制。
⑵临时供水（详见临时供水施工组织设计）
本工程混凝土采用商品混凝土，地下室土方开挖、基坑支护阶段用水量较少，仅模板清理浇湿、支撑格构柱清洗及混凝土养护等需用水。
由于场地大，现场用水点分散，供水管计划配合总施工平面布置图，根据现场实际需要，分别用Φ25管从主管引到各施工段用水点。
⑶临时供电（详见临时用电施工组织设计）
（1）工地现场用电分施工用电和生活用电两部分，以上供电均采用三相五线制。
（2）施工机械用电采用一机一闸一漏一箱制，保证施工用电的安全，并安装漏电保护器及接地、接零等措施；
⑷施工现场排水：
本工程按照基坑支护图纸要求，在地下室基坑周边砌筑排水沟，每隔40-50m设一个集水井，在二、三层水平支撑腰梁上砌筑排水沟（详支撑吊筋大样），将水引至已挖土层集水坑内，场地污水经过沉淀后排入城市地下水道。
本工程东面观风亭街及北面湖东路已引入临时排水口，东、西面排水线路较长，需充分考虑排水沟底坡度。
根据现场文明施工要求，施工现场道路均在泥土面上浇筑200厚C20砼地面，以便在雨季期间能保持道路畅通，不致产生泥坑、积水。
4.4.3劳动力需用量
劳动力需用量及进场计划表表4-3
序号
班组名称
人数
进场时间
退场时间
1
冲（钻）孔桩机操作工
48
开工前5日内进场
完工后退场
2
搅拌桩机操作工
24
搅拌桩施工前3天
完工后退场
3
桩机协助工
16
开工前5日内进场
完工后退场
4
土方班组
40
土方开挖前3天
土方开挖完
5
木工班组
30
桩顶圈梁及第一道支撑体系前15天
/
6
钢筋班组
30
桩顶圈梁及第一道支撑体系前15天
/
7
砼班组
20
桩顶圈梁及第一道支撑体系砼浇筑前2天
/
8
电焊班组
15
桩顶圈梁及第一道支撑体系前3天
/
9
砍桩班组
15
具备砍桩条件前2天
/
10
电工
2
开工前5日内进场
/
4.4.4主要机械一览表
主要机械一览表表4-4
序号
机械（设备）名称
型号规格
数量（台）
功率（KW）
1
冲击钻机
CZ-D
16
55
2
旋喷桩机
SJD-2
2
45
3
泥浆泵
3PN
16
18
4
吸砂泵
6BS
3
30
5
15T履带吊车
W1001
1
/
6
塔吊
F0/23B
1
100
7
塔吊
TC5613
1
75
8
砂浆搅拌机
UJ325
2
2.8
9
切断机
Q-Q40-4
2
5.5
10
弯曲机
GW402
2
2.8
11
对焊机
UN1-100
2
100
12
电焊机
BX3-500-2
6
19
13
电锯
MJ104
6
2.8
14
插入式振动器
HE69-70A
4
1.1
15
平板式振动器
PZ-150
4
1.2
16
挖掘机
反铲（1M3/斗）
4
／
反铲（0.3M3/斗）
4
／
17
载重汽车
30T
20
／
10T
20
/
18
潜水泵
8535×10
10
2
污水泵
100WQ85-20-7.5
6
7.5
5.施工进度计划
6.主要分项工程施工方法
6.1施工测量
6.1.1平面控制测量
本工程外围轮廓线根据建设单位提供的建筑物控制点组成控制网。
应将控制点引测到桩机施工影响区以外，并用砼周边保护，为了确保进行控制网的恢复，应将控制轴线引到四周的围墙上，用红油漆作好标记。
6.1.2方格网控制
方格网在平面控制网的基础上建立，受平面控制网的控制，本工程由于单层面积大，且造型复杂，施工作业面不断的变化，故选择方格网应分段进行。
支护施工时，支撑梁、均采用方格网进行定位。
现场桩位放样全部采用全站仪以坐标放样为主，对个别桩位采用经纬仪极坐标放样为辅，各桩位放样完成后必须跟相邻桩位尺寸关系进行复核，引测过程中必须进行闭合复核，测量时仪器读数人员与记录计算人员必须各自互换岗位，一测一算各自相互复核。
并将引测结果汇总成放样成果计算书，报监理工程师审核。
对区块间的控制引测点在使用过程中，要经常性的会同监理测量工程师进行经常性复核。
做到每用必核。
6.1.3高程控制测量
根据建设单位提供的国家高程控制水准点，引测、建立施工现场高程控制网，埋设现场水准点，现场水准点埋设3个，BMA、BMB、BMC组成水准网。
水准网应于轴线方格网重叠以便于查找方位，同时可根据桩位分布的具体情况局部加密。
6.1.4桩位放样
本工程外围轮廓线根据建设单位提供的建筑物控制点组成控制网。
应将控制点引测到桩机施工影响区以外，并用砼周边保护，为了确保进行控制网的恢复，应将控制轴线引到拟建筑物场地四周以外不受施工影响并能在施工期间有利于引测使用的区域，并用砼周边保护，用红油漆作好标记。
桩位放样误差计算标准：
测量精度严格按照《工程测量规范》执行。
精度要求如下所示：
⑴水准点闭合差为±12L（mm），（L为水准点之间的水平距离，单位为km）。
⑵工程桩位测量放样误差控制在20mm以内，土方开挖后工程桩偏位满足《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）。
6.2冲孔桩施工方法
6.2.1施工工艺流程
6.2.2泥浆的制备与维护
⑴泥浆的制备
本场地采用
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