酸洗设备基础基坑支护及土方开挖方案.docx
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酸洗设备基础基坑支护及土方开挖方案
天铁冷轧薄板工程
酸洗设备基础基坑支护及土方
施工方案
编制人：
日期：
总工程师：
日期：
项目经理：
日期：
编号：
中国二十冶天铁冷轧薄板工程
项目经理部
二○○七年一月八日
JL/B/Q7.1-01
施工组织设计会签单
编号：
工程名称
天铁冷轧薄板工程酸洗设备基础
方案内容
本方案为天铁冷轧薄板工程酸洗设备基础基坑支护、土方开挖及回填施工技术措施
评审结果
项目经理批准
相关部门会签
一、编制依据：
1.本方案根据酸洗设备基础图（图号228-30101Y1-1～110）编制。
2.规范及标准：
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120—99
《建筑边坡工程技术规范》GB50330—2002
《建筑地基处理技术规范》JGJ94－94
二、施工布置：
1.施工顺序：
施工放线、验线—水泥土搅拌桩（降水）—挖土方—验槽—基础砼施工—回填土
2.双头搅拌桩机6台，分别站位于南北两侧，详见附图。
3.施工车辆行驶走向：
第一阶段挖土机8台，前后两排，分别从115线和103线向107线挖土，第二阶段挖土机8台分别从103线和624线向630线挖土，自卸汽车由冷轧北路出入施工现场，向东过轧东路至卸土场。
4.施工进度计划：
见附图
三、地质概况：
天铁集团冷轧薄板工程地处天津港保税区空港物流加工区（二期）纬七路、经三路、经五路、纬八路所夹地块内。
拟建场地历史上属于退海之地，属于华北平原东部滨海平原地貌，属海相与陆相交互沉积地层，属典型的滨海软土地基。
本场地大部分地段原为农田及洼地，有较多养鱼池及多条排水灌溉沟渠分布，排水灌溉沟渠纵横交错，宽窄及深浅不一，场地原地形起伏较大。
场地中西部约2/3区域4.00～6.00m以上为近两年新垫的杂填土，土质较松散，属欠固结土，压缩性高，土质不均匀，土的工程性质较差；场地中部南侧近期进行了填垫，原为棉花地，地势略低，且棉花地北侧及东侧有灌溉沟渠分布，沟渠宽约3～5m,深约2～3m；场地中部有一条近南北向的水沟基本纵向穿越场地中部，水沟宽约4m,深约3.5m,沟内有水。
场地埋深约12.5m以上正常沉积的土层为典型的滨海软土地层，以淤泥质粘土及流塑～软塑状态的粉质粘土为主，土质软，强度低，工程性质差。
根据天津市勘察院提供的地质资料，酸洗机组第57#勘探孔，勘测数据显示各层土的性质如下表所示：
岩土
名称
厚
度
岩土描述
主要指标
W（%）
r
WL（％）
φ
c
素填土
2.6m
灰褐色软塑粉质粘土质含砖灰渣植物根
35.5
18.6
36
8.6
11
粉质粘土
1.7m
黄褐色软塑无层理含铁质
39.8
18.4
36.5
16.4
14
淤泥质粘土
4.7m
灰色流塑有层理含蚌壳
51.6
17.4
45.5
6.6
17
粉质粘土
3m
灰色流塑~软塑有层理含贝壳
30.1
18.8
29.3
18.7
14
粉质粘土
5m
灰色软塑有层理含蚌壳
34.4
18.5
36.8
24.3
14
粉质粘土
7m
灰黄色可塑无层理含铁质
29.3
19.7
33.3
25.4
16
粘土
3m
褐黄色可塑无层理含铁质
22.3
20.4
25.1
22
14
根据天津市勘察院提供的地质资料，轧机区第65#勘探孔，勘测数据显示各层土的性质如下表所示：
岩土
名称
厚
度
岩土描述
主要指标
W（%）
r
WL（％）
φ
c
素填土
1.5m
褐色软塑～可塑粉质粘土质含石子
36.0
18.2
32.6
13.2
18
粉质粘土
2.5m
黄褐色软塑无层理含铁质
37.6
18.2
38.6
10.8
15
淤泥质粘土
5m
灰色流塑有层理含蚌壳
39.4
18.0
34.9
10.5
9.0
粉质粘土
3m
灰色流塑～软塑有层理含蚌壳
36.1
18.4
32.7
10
8
粉质粘土
3m
灰色软塑有层理含蚌壳
40.7
18.0
40.9
15.6
15
粉质粘土
2.8m
黑灰～浅灰色软塑～可塑无层理含有机质腐植物
31.9
18.7
34.5
15.7
18
粉质粘土
6.4m
灰黄色可塑无层理含铁质
25.2
20.0
28.4
16
12
根据天津市勘察院提供的地质资料，挖土施工宜加大放坡系数及工作面，逐级放破开挖，减少边坡不稳定因素。
四、施工方法及措施：
1.本工程自然地面标高初测为-0.400米，开挖前以实测为准。
因酸洗线长，设备基础底标高变化大且多。
酸洗线周围设备基础、柱基础多，加之设备基础所在位置土体为近一两年新垫填的杂填土，土质较松散，属欠固结土，压缩性高，土质不均匀，土的工程性质较差。
酸洗线设备基础根据设计蓝图共分八块。
第一块至第二块基础底标高分为：
-10.38m、-9.38m、-8.0m、-7.5m、-7.0m不等。
第三块至第八块相对较浅，基础底标高分为：
-6.8m、-6.4m、-6.1m、-5.8m、-5.3m、-4.9m、-4.6m、-4.1m不等。
因为在第二块和第三块基础中，有一条新近回填的深沟（-9.0M），故在深基础周围（第一块～第三块）采用水泥土搅拌桩做围护结构，墙宽4200mm、3200mm、2200mm，水泥土搅拌桩桩顶设计标高为-4.9m,局部-5.8m、-5.6m、-5.1m。
开挖方式：
因为工程桩桩顶实际标高较高，采用挖掘机分层逐级接力挖土，自卸汽车运土。
由于现场土的含水量较大（约40%）需运至甲方指定弃土场。
2.水泥土搅拌桩施工:
a）施工参数
依据水泥搅拌桩设计要求，水泥（普通硅酸盐水泥32.5）14%（266kg/m3），水灰比0.54，每米搅拌桩注浆量为170L，分二次注浆完成。
施工参数表
喷浆
次数
空搅下沉速度（m/min）
喷浆提升
速度（m/min）
水泥浆
比重
注浆压力（MPa）
每米注浆量（L）
注浆流量（L/min）
第一次
0.75
0.5
1.85
0.4-0.6
85
42.5
第二次
0.75
0.5
1.85
0.4-0.6
85
42.5
第三次
0.75
0.5
1.85
只搅拌不喷浆
b）施工工艺流程及顺序
基层处理→搅拌桩机定位→预搅下沉→喷浆搅拌、提升至桩顶标高→二次搅拌下沉→二次喷浆搅拌、提升至桩顶标高→关闭灰浆泵→三次搅拌下沉→三次搅拌、提升至桩顶标高→提升出孔口→关闭搅拌桩机、清洗→移至下一根搅拌桩处→重复以上工序。
.双头搅拌桩机6台，分别站位于南北两侧，详见附图。
1#、2#、5#、6#施工10小时后再返回将接头处空搅一往返，以便于以后接茬。
c）施工准备
按照要求的掺水泥入量14%，在搅拌中加水启动搅拌机，按0.54:
1的水灰比加入水泥进行搅拌。
当搅拌成浆后，经过筛过滤后，用泥浆比重仪测定灰浆比重，泵浆罐内人工搅拌保证灰浆不产生离析。
搅拌桩正式施工前，将施工范围内的杂填土及建筑垃圾挖除，同时在一侧做好临时排水设施。
开钻前检查机械是否完好，试运转是否正常，叶片直径是否符合设计要求，喷浆泵、输浆管是否合格。
d）放线定位
根据桩位布置图，由测量及技术人员用经纬仪进行桩位定位，每组桩位用短钢筋打入地下，头部涂刷红油标记，定位误差不大于10mm，然后请专检人员进行校对，合格后施工搅拌桩。
搅拌桩内边缘距基础200mm，防止搅拌桩位移造成基础无法施工。
在搅拌桩支护平面布置图已考虑。
e）搅拌桩机就位并对中
定位完成后，将搅拌桩机移到要施工的搅拌桩位置处，钻头中心对准桩位点，中心偏差不大于20mm，机架组装后垂直度偏差不大于1%，每对桩桩与桩之间搭接150mm，挡墙长度方向搭接200mm，宽度方向搭接250mm。
f）搅拌桩施工
搅拌桩施工采用“二喷六搅”工艺，首先预搅下沉至设计标高，预搅下沉前，先空载运转，待正常后让钻头沿导架搅拌下沉，当搅拌机钻头达到设计桩底标高时，启动灰浆泵，进行第一次喷浆，同时搅拌机钻头边搅边向上提升，当搅拌桩机钻头提升至桩顶标高以上0.5m时，关闭灰浆泵，然后搅拌桩机钻头再次搅拌下沉，下沉至设计桩底标高，开启灰浆泵，进行第二次喷浆，同时搅拌机钻头边搅边向上提升，搅拌桩机钻头提升至桩顶标高以上0.5m时，重复第二次步骤，但不喷浆，完成第三次，关闭灰浆泵，将搅拌桩机钻头提升出地面进行清洗，然后移至下一根搅拌桩处。
h）施工技术措施
在搅拌桩施工范围的两端做三个半永久基准点，基准点要有明显的保护设施，两个基准点之间不准有障碍物，以保证通视，随时对搅拌桩的中心位置及标高进行核对。
水泥进场要有质量保证书，同时做复检，符合要求后才能用于施工，当水泥不合格时，严禁用于搅拌桩中。
水泥浆严格按设计的配合比进行秤量配置，不准随意添加或减少。
搅拌时间不少于3分钟。
浆液经滤网倒入贮浆槽后要经常搅拌，防止水泥沉淀离析。
现场配有比重计，随时检查浆液浓度。
水灰比0.54的水泥浆比重约1.84～1.87，浆液配置后停置时间不得过长，停置时间超过2小时的水泥浆应降低标号使用（多喷一次），超过3小时的液浆不得使用，并及时对输浆管进行冲洗。
搅拌桩机钻杆下沉速度和压浆速度要匹配，确保设计确定的水泥用量在桩身内均匀分布。
为保证桩体在每一深度内得到充分的搅拌，喷浆搅拌时钻头的提升速度不得大于0.5m/min。
水泥浆的出口压力保持在0.4～0.6Mpa，输浆管长度不大于50m。
每台桩机单位时间内的注浆量要相等，如果二次喷浆量达不到设计要求时，则进行第三次喷浆搅拌，以使水泥搅拌桩的强度达到设计要求。
搅拌桩应连续施工，搭接施工相邻桩的施工间歇时间不超过10～12小时。
当预计超过此时间时搅拌桩机回头将要接头处空搅一次。
搅拌桩输浆阶段必须保持连续供浆，一旦因故断浆，必须补浆，且与断浆部位搭接长度不少于50cm。
在施工中要经常检查桩机垂直度，发现偏差及时调整。
施工中定期检查搅拌叶片长度，当磨损量大于10mm时，应及时更换，以保证成桩直径和相邻桩的搭接厚度。
每施工完一根桩后要向集料斗中注入适量的清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，并将粘附在搅拌头的软土清理干净，然后施工下一根搅拌桩。
3.挖土施工：
因基础较深，工程桩桩顶标高较高（平均约在-2.6m左右），故需采用分层逐级剥离的开挖方式。
由于第一块～第二块基础深做了水泥土搅拌桩挡墙，故以102线为界，102线以东（102线至624线）分三层进行挖土，102线以西（102线至116线）分二层进行挖土。
本次土方开挖还包括1A、1B列和6A、6B部分柱基础。
116线至102线从自然地面开始挖土，分一次两层接力挖土，第一层挖至-2.6m处留3m宽缓冲平台，第二层挖至基础设计标高。
1A列柱基础及南侧的设备基础，按照1：
2放坡；1B列柱基础从缓冲平台往下整体挖土至-3.6m处，有柱基础的部位在挖土至基础设计标高，按照1：
2放坡；酸洗机组设备基础底板存在高低差的部位按照设计要求进行素砼填充，按照1：
1放坡；局部边坡落差不超1m的部位也按照1：
1放坡。
前后两台挖掘机配合接力挖土，先用挖掘机挖出一部分土至标高-2.6m，挖掘机下到此位置，另一台站在其后自然地面上，后退接力挖至设计标高，即一台挖掘机站在-2.6m位置挖土至设计标高，挖土后将土甩至在身后-2.6m位置，再由另一台站在自然地面位置的挖掘机装土，自卸汽车运土。
102线至624线分二次三层进行挖土。
第一次前后两台挖掘机配合接力挖土，先用挖掘机挖出一部分土至标高-2.6m，挖掘机下到此位置，另一台站在其后自然地面上，后退接力挖至-4.9m标高，即一台挖掘机站在-2.6m位置挖土至-4.9m标高，挖土后将土甩至在身后-2.6m位置，再由另一台站在自然地面位置的挖掘机装土，自卸汽车运土。
第二次第三层采用三台挖掘机接力，即挖掘机站在-4.9m位置挖土至基础垫层底面标高甩至后面-4.9m处,再用另一挖掘机挖土甩至上方-2.6m处,由另一挖掘机装土，自卸汽车运土。
根据地质勘查报告数据和6区主厂房柱基础基槽开挖施工经验，周边放坡系数应增大，经采用中科院PKPM基坑支护软件验算，边坡放坡系数达到1：
2时才能满足边坡稳定性要求。
3.1挖运土顺序：
根据酸洗线周围工程桩施工情况，第一阶段挖土机8台，前后两排，分别从115线和103线向107线挖土，第二阶段挖土机8台分别从103线和624线向630线挖土，自卸汽车由冷轧北路出入施工现场，向东过轧东路至卸土场。
3.2机械挖土，挖掘机必须站在安全地带，挖土过程中必须保证挖掘机前1：
1留坡，挖掘机停止作业前必须按照1：
2收好边坡，挖掘机要远离边坡停放，防止边坡塌方或滑移。
机械挖土，基底留100mm厚土人工清坡清底。
3.3由于分几层挖土，挖土机及车辆行驶在淤泥质土上，需加设16个6×1.5×0.15m路基箱，以保证正常施工。
3.4开挖过程中注意对成品桩的保护，严禁挖掘机骑着桩挖土，避免挖掘机碰撞，桩四周的土应均匀挖除，人工配合清理桩周围的土。
3.5为防止雨水、雪水流入基坑，在坑沿外1m处用土叠一高300mm挡水墙。
根据天气情况，及时覆盖一层彩条布，防止雨水渗入边坡。
3.6由于开挖区域水位高，采用管井井点降水及真空井点降水相结合方式降水。
开挖基槽时如有水再进行明沟排水，设13个φ1000mm×1000mm集水井，基槽底四周设宽200mm×深250mm排水沟，沟内加碎石，用潜水泵抽水。
潜水泵接塑料软管，将水抽到甲方指定的排水井内。
3.7冬季土方开挖应连续进行施工，尽可能当日挖完，当日浇灌砼垫层，如条件不允许，基坑（槽）底覆盖一层草垫或其他保温材料，防止基底土层冻结。
4.回填土施工:
4.1回填前要清理干净槽内杂物及桩头，抽干槽内余水。
回填时要四周对称水平回填。
并且回填土时要控制好含水量，淤泥不能用于回填、土块过大不能用于回填。
4.2.冬季回填土工作应连续进行，防止基底土或已填土层受冻。
不能将含有冻块的土进行回填。
4.3采用分层回填土，每层回填厚度控制在300mm以内。
压实系数λc≥0.94。
5.截桩：
酸洗设备基础采用φ600PHC管桩，因沉桩不到位，桩顶标高在-2.6m左右，采用人工分段截桩，挖至第二层时将的桩-4.9m（-5.4m）以上部分截掉，挖至第三层时将桩截到设计标高。
截桩时，管桩采用截桩器截桩，每挖5~6m截桩一次，挖掘机配合吊桩，将截掉的桩头吊出坑外。
6.位移观测
水泥土搅拌桩挡墙上布置12个位移观测点，第二层挖土完毕后，在控制点位置凿200×200×300坑，用砼埋设不锈钢板，测放出控制点。
在底板施工完以前每天早晚各观测一次，底板施工完以后每天早上观测一次，并认真做好观测记录，上报项目经理部。
监测报警值：
桩顶位移10cm；变化速率>5mm/d。
对周围挖出的浅桩进行位移（或倾斜）监测，监测报警值：
位移8cm；变化速率≥3mm/d。
7.临时道路
在114-115线、107线、630-631线处从边坡到冷轧北路修三条6米宽铺700mm厚山皮土的临时道路。
在五区CD跨内一条6米宽铺700mm厚山皮土的临时道路供土方开挖、回填使用，且作为五区开挖、结构安装时使用。
五、资源配置：
1.组织机构：
机施专业项目部金结桩基专业项目部
项目经理：
张振勇项目经理：
柴绍锋
技术负责人：
刘宝生技术负责人：
崔光利
施工员：
李顺昌施工员：
范胜利
质检员：
陈丽新质检员：
崔光利
安全员：
钟跃岩安全员：
韩云国
预算员：
李敏预算员：
梁吉霞
2.2.机械：
长臂液压挖土机1台
1m3液压挖土机8台
15t自卸汽车20台
16t振动碾1台
140推土机1台
装载机1台
蛙式打夯机4台
双头搅拌桩机GDB-26台
泥浆泵6台
2.3主要实物量：
土方量约7万立方米
搅拌桩2100根
六、质量保证措施：
3.1、质量管理体系：
机施专业项目部金结桩基专业项目部
项目经理：
张振勇项目经理：
柴绍锋
技术负责人：
刘宝生技术负责人：
崔光利
施工员：
李顺昌施工员：
范胜利
质检员：
陈丽新质检员：
崔光利
2、质量、职业健康安全和环境管理方针:
创造精品、诚实守信；以人为本、安全生产；
保护环境、营造绿色；遵纪守法、持续改进；
3、质量目标:
分项工程一次验收合格率达到100%，工程质量达到国家施工验收规范及
设计要求。
4、保证措施:
在搅拌桩和土方开挖施工期间项目经理部和专业项目经理部至少两名以上管理人员跟班作业，全面监控，发现问题，及时处理。
a）层层落实“工程质量管理责任制”，实行奖罚制度；
b）在施工过程中，对工程质量实施全过程控制，随时对工程进行质量检查。
c）积极参加由业主组织的各阶段各专业的设计交底，认真组织施工图纸会审，重点做好向班组进行技术操作和质量标准的交底工作。
d）测量工作提前进行，认真做好测量定位放线，严格控制标高。
e）认真做好施工记录，及时办理各种验收签证手续。
f）施工过程中必须按规定做好有关检试验工作，取样实行见证取样；
g）施工中所有计量器具：
经纬仪、水准仪、盘尺、塔尺等，均须计量部门登记注册，有计量合格证方可使用；
h）工序交接前，上道工序的质量必须符合设计要求和施工及验收规范和工程质量检验评定标准的要求，经质量专检员签证认可，并报业主代表或监理人员确认签证。
i）隐蔽工程实施隐蔽前应经过业主代表和监理人员签证认可，隐蔽工程检验合格后方可进入下道工序施工。
七、安全技术措施：
4.1、安全管理体系：
机施专业项目部金结桩基专业项目部
项目经理：
张振勇项目经理：
柴绍锋
技术负责人：
刘宝生技术负责人：
崔光利
施工员：
李顺昌施工员：
范胜利
安全员：
王殿森安全员：
韩云国
2.项目部成立安全领导小组，施工中做好软硬件检查记录。
对施工人员加强安全教育，做好安全技术交底。
施工人员学习、熟悉并严格遵守操作规程，正确使用个人防护用品和安全保护措施。
3.电缆线要埋地，并设置警示牌，穿越道路加设防护套管。
4.开挖前要问清地下电缆和管线情况后方可开挖,并且要注意周边环境情况,确保无误后再开挖。
5.挖土时，挖土机要站在安全地方，禁止施工人员站在挖土机工作半径内作业。
挖土时还要注意，挖土机卸土后应收回铲斗，避免斗内剩土掉下伤人。
6.道路设专人负责维护，交通路口及卸土场有专人负责指挥。
基坑四周按照要求设置防护栏，夜间要有足够的照明装置。
7.接电由专业电工进行接电作业，其他人员不得随意接触，采用三相五线制电源，用电设备保证一机一闸一箱一漏保。
8.打夯人员要穿绝缘鞋，并戴好绝缘手套。
9.施工时，严禁酒后作业；基坑施工作业期间安排专人负责检查边坡土质稳定情况，如有紧急情况，采取紧急措施，并向上级主管部门汇报；在基坑各层平台上（除搅拌桩顶上外）不允许堆载，在边坡外2m堆载不超过2t/㎡。
施工机械站在安全地带施工作业。
八、工程桩的保护措施：
1、土方开挖时，除磨辊间的地坪桩内土方外运输车辆从北侧出土，避免对浅桩的扰动。
2、开挖减温减压站、排雾装置的地坪桩内土时，采用加长臂挖掘机站在外侧，从而避免对地坪桩的挤压，造成倾斜。
开挖磨辊间地坪桩内土时，采用两台挖机南北对挖，顺序为由西向东。
3、修筑的北侧临时道路、坡道仅供土建浇筑砼、运输材料、施工人员通行用，且避开地坪桩处，磨辊间内路仅供土方（可后修）开挖结构安装使用，回填时由B列和酸洗基础之间由东向西分层推进，详见附图。
4、开挖第一和第二块-4.9m以下时，挖掘机下铺路基箱，增大受压面积。
5、将减温减压站、排雾装置及磨辊间土方边坡线内的地坪桩开挖后用Ф48*3.5钢脚手管连接起来，使其形成一整体。
九、应急措施：
1、如果边坡出现较大裂缝，采用加长臂挖掘机取土卸荷。
2、如果支护墙体位移过大，超出120mm，考虑取土卸荷和局部加设斜向支撑或对撑。
3、搅拌桩施工质量达不到要求，考虑局部凿除加钢筋用砼补强，或钻孔后压力注浆，但压力不超过0.8MPa。
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