项目土方开挖降水支撑专项施工方案.docx
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项目土方开挖降水支撑专项施工方案
徐州金鹰二期扩建建设工程
土方开挖、降水、支撑专项施工方案
编号：
SBC/XZJY-2017-002
编制人：
付振国
审核人：
吴成锋
批准人：
李方
上海宝冶集团有限公司
徐州二期扩建工程项目部
（盖章）
2017年3月10日发布
受控状态：
受控版本：
01版
发放编号：
017
一、工程概况
1.1参建单位
工程名称：
徐州金鹰二期扩建工程
建设单位：
徐州金鹰文化发展有限公司
监理单位：
南京工苑建设监理咨询有限公司
设计单位：
华东建筑设计研究院有限公司
施工单位：
上海宝冶集团有限公司
勘察单位：
徐州中国矿大岩土工程新技术有限发展公司
1.2现场环境情况
本工程位于徐州市市区繁华商业中心，西临彭城路，东临徐州市第二中学，南隔河清路与徐州苏宁广场项目（已建成）相邻，北隔富庶街与金地商都相邻。
场地总平面如下图所示。
场地总平面卫星图
1、周边市政道路下管线与基坑开挖边线相对距离关系如下表所示：
区域
管线
管径尺寸（mm）
埋深（m）
最近距离（m）
北侧
电信
400×100
1.02
7.9
给水
Φ200
0.61
14
电力
600×150
1.14
18.2
电信
200×100
0.45
19
南侧
天然气
Φ150
1.2
3.45
雨水
Φ400
1
4.9
给水
Φ300
1.12
8.2
天然气
Φ200
1.24
10.9
给水
Φ150
0.75
11.4
雨水
Φ600
1.33
13.8
电信
300×200
1.35
16.3
电信
200×100
0.5
17.1
综上，本工程基坑周边的主要保护对象如下：
（1）东侧徐州第二中学教学楼、办公楼；
（2）西侧徐州金鹰一期项目主体结构、地下室和桩基；
（3）基坑周边道路及下埋市政管线；
本基坑周边环境较为复杂，环境保护要求高，实施具有一定的难度。
2、地铁隧道穿越概况
接地铁管理部门的指令，本项目彭城路区域地下室下方下穿规划地铁盾构隧道，地铁隧道待本工程地下室结构全部完成后择期实施。
根据现阶段地铁设计提资，基坑范围内，地铁隧道大绝对标高约+13.670（南侧）~+11.511（北侧），相对标高约-19.700（南侧）~-21.889（北侧），即与基础底板间距约1.800m（南侧）~3.989m，地下室底板在南侧与地铁隧道的竖向距离近，为1.800m。
平面位置与本工程地下室的关系、剖面关系如下图所示。
盾构隧道外径D=6.2m，内径d=5.5m，管片厚度350mm。
本项目地下室与地铁盾构隧道平面位置关系
本项目地下室与地铁盾构隧道剖面位置关系
1.3工程建筑及基础结构情况
拟建项目二期为1栋10F商业楼。
主楼地上10层，建筑面积31753.0m2，下部设3层地下车库，建筑面积18691.0m2，总建筑面积50444m2，建筑采用框剪结构，基础为筏板基础。
本工程相对标高±0.000为绝对标高+33.400，自然地坪相对标高约-0.900。
场地地形较平坦，地面标高最大值32.72m，最小值32.40m，地表相对高差0.32m。
基坑平面面积约为6500m2，周边总延长约322m，平均开挖深度约15.85~17.15m。
（1）根据桩基及支护标段设计文件，本工程支护结构体系和地下处理方案如下表1.1所示：
表1.1基坑支护结构体系
区段
支护体系
地下水位处理
主基坑
普遍采用Φ1000@1200的钻孔灌注围护排桩+三层钢筋砼支撑
设置Φ850@600三轴水泥土搅拌桩作为外侧止水帷幕；基坑内采用降水井降低坑内地下水位。
连通道
Φ800@1000隔断围护桩
汽车坡道
主要Φ700@900围护灌注桩+两层钢筋砼支撑
（2）基坑规模：
基坑面积约6500m2，周长约322m，各部位土方工程量见下表1.2：
表1.2基坑规模
部位
主基坑
连通道
汽车坡道
工程量
107250m3
2721m3
1480m3
合计
111451m3
（3）、基坑挖深：
自然地面标高为-0.9m，基坑底标高为-15.900m，基坑开挖深度见下表1.3，区域划分见图1.1
表1.3基坑开挖深度
区域
底板面结构标高（m）
地板或承台厚度（mm）
垫层厚度
（mm）
坑底标高
（m）
开挖深度（m）
纯地下室区域
-15.900
2000
150
-18.050
17.15
主楼区域1
-15.900
700
150
-16.750
15.85
主楼区域2
（普通）
-15.900
1100
150
-17.150
16.25
主楼区域2
（柱墩）
-15.900
2000
150
-18.050
17.15
主楼区域3
-15.900
1600
150
-17.650
16.75
一、二期连通道
-6.15
600
150
-6.90
6.00
注：
基坑底标高按承台垫层底标高计算。
平面支护布置图
1.4工程地质概况
本场地位于徐州市繁华商业中心，金鹰一期工程东侧，徐州二中西侧，南侧为河清路，场地地形较平坦，地面标高最犬值32.72m，最小值32.40m，地表相对高差0.32m。
本场地地貌单元属黄泛冲积平原地貌单元。
勘探深度范围内自上而下岩土层分述如下：
①杂填土：
杂色，表层为砖块、砼地坪等建筑垃圾及生活垃圾，其下以粘性土及粉质粘土为主，含炉渣、石灰、碎石、块石及砖瓦碎块，成分复杂，均匀性差。
场区普遍分布，厚度：
2.00~5.00m，平均3.62m；层底标高：
27.40~30.40m，平均28.79m；层底埋深：
2.00~5.00m,平均3.62m。
②粘土：
灰色，软塑，有光泽，干强度中等，韧性中等。
场区局部缺失，厚度：
0.5~2.90m,平均1.61m；层底标高：
26.90~27.90m，平均27.32m；层底埋深：
4.50~5.50m，平均5.09m。
③老城杂填土：
灰黑色，以粉质粘土、粘土为主，局部含泥炭及有机物质，有腐臭味，含较多砖瓦碎块、碎石、块石、炉渣等，系徐州老城区受故黄河水泛滥淤积形成，沉积年代久远。
饱和，可塑，局部软塑，松散。
硬质颗粒含量20~40%，土质极不均匀，据怒含有大块石。
场区普遍分布，厚度：
4.50~8.50m，平均6.29m；层底标高：
19.40~22.40m，平均21.04m；层
底埋深：
10.00~13.00m，平均11.37m。
④粉土：
灰黄色，湿，稍密~中密，局部夹粘土薄层，摇震反应迅速，无光泽，干强度低，韧性低。
场区局部缺失，厚度：
0.70~2.40m,平均1.66m，层底标高：
19.42~20.30m，平均19.92m；层底埋深：
12.10~13.00m，平均12.5m。
④-1粘土：
灰黄色，可塑，有光泽，干强度高，韧性高。
该层在场地内呈透镜体状零星分布。
场区呈透镜体状分布，厚度：
0.5~0.5m，平均0.50m；层底标高：
20.92~20.92m，ing军20.92m；层底埋深：
11.50~11.50m，平均11.50m。
⑤含砂姜粘土：
黄褐色~棕黄色，硬塑，含砂姜、高岭土及铁锰结核，砂姜粒径0.5~4.0cm，含量20~30%，干强度高，韧性高。
场区普遍分布，厚度9.00~12.10m，平均10.53m；层底标高：
8.15~10.45m，平均9.26m；层底埋深：
22.00~24.30m，平均23.15m。
1.5水文条件
勘察深度范围内揭露的主要含水层有①层杂填土、③层老城杂填土、④层粉土，场地所含地下水类型为潜水，主要接受大气降水、地下径流、越流补给，以径流、越流、地面蒸发为主要排泄途径；土层中地下水分布极不均匀，无稳定统一的地下水位，水位埋深1.3~2.5m不等。
二、编制依据
1、本工程建筑、结构设计及基础围护结构设计、主体结构设计方案及施工图、岩土工程地质勘察报告；
2、GB50026-2007《工程测量规范》
3、GB50202-2013《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
4、JGJ120-2012《建筑物基坑支护技术规程》
5、JGJ311-2013《建筑深基坑工程施工安全技术规范》
6、GB50330-2013《建筑边坡工程技术规范》
7、GB50300-2013《建筑工程施工质量验收统一标准》
8、JGJ33-2012《建筑机械使用安全技术规程》
9、JGJ46-2012《施工现场临时用电安全技术规范》
10、JGJ80-2011《建筑施工高处作业安全技术规范》
11、DGJ08-903-2010《现场施工安全生产管理规范》
12、GB50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》
13、2009年国家建设部87号文——《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》
三、施工计划
3.1主要挖土机械及材料计划表
表3.1.1机械计划表
挖土段
土方分层开挖深度
土方工程量
挖机型号/台数
自卸车数量
第一道支撑底
1.2m
7800m3
卡特320/2台
16
第二道支撑底
5.8m
37700m3
卡特320/2台
20
第三道支撑底
5.7m
37050m3
卡特320/4台
卡特320加长臂挖机/1台
20
基础底板
4.4m
28600m3
卡特320加长臂挖机/1台
卡特320/6台
20
2、机械性能参数如下表3.1.2
表3.1.2机械性能参数
卡特320挖掘机性能参数表
项目
单位
数值
图片
标准斗容
m3
1.4
尺寸
全长
mm
9425
全宽
mm
9425
全高
mm
3040
工作范围
最大挖掘高度
mm
10000
最大卸载高度
mm
7110
最大挖掘深度
mm
6620
最大挖掘半径
mm
9875
最大回转半径
mm
3040
尾部回转半径
mm
2750
卡特320长臂挖掘机性能参数表
标准斗容
m3
1.4
重量
kg
78000
工作范围
最大挖掘高度
mm
18000
最大挖掘深度
mm
16700
最大挖掘半径
mm
22200
最大卸载高度
mm
14300
尾部旋转半径
mm
4300
自卸汽车参数表
机械性能
产品名称
自卸车
实际容积
m3
13～15
外形尺寸
mm
7480*2495*3200
表3.1.3挖机挖土性能
挖掘设备
实际工况
实际挖掘能力
备注
卡特320反铲挖掘机
大开挖
1000m3/台班
挖方→90°内甩方→卸方
挖土
700m3/台班
挖方→90°～180°内甩方→卸方；
卡特320长臂挖掘机
7～12m挖土
400m3/台班
挖方→90°～180°内甩方→卸方
12m以下取土
350m3/台班
取土→180°内甩方→卸方
3.2施工进度计划
表3.2.1每层土方开挖工期
挖土段
土方分层开挖深度
土方工程量
挖机型号/台数
工期（d）
（土方开挖+围檩支撑）
第一道支撑底
1.2m
7800m3
卡特320/2台
7800/650/2≈6+25=31
第二道支撑底
5.8m
37700m3
卡特320/2台
37700/650/2≈29+21=50
第三道支撑底
5.7m
37050m3
卡特320/2台
卡特320加长臂挖机/1台
37050/445/2≈42+25=67
基础底板
4.4m
28600m3
卡特320加长臂挖机/1台
卡特320/4台
28600/340/2≈42
土方开挖及围檩支撑总工期总计190d（市区土方车通行24:
00-5:
00）
表3.2.2地下室施工工期
部位
工期
底板
第三道支撑
负三层
第二道支撑
负二层
第一道支撑
负一层
20
11
33
11
32
11
32
地下室出正负零施工总工期150d。
四、施工安排及准备
4.1施工安排
1）首层土因场地限制无法对称开挖，根据栈桥位置将首层土分东部、四周栈桥板位置、和中间部位分别开挖，首层土开挖至第一道支撑底标高，其后浇筑第一道压顶梁和支撑；
2）待第一道支撑达到设计强度后，分层、分块、对称、平衡开挖至第二道支撑底标高，其后设置第二道支撑；
3）待第二道支撑到设计强度后，分层、分块、对称、平衡开挖至第三道支撑底标高，其后设置第三道支撑；
4）待第三道支撑到设计强度的后，分层、分块、对称、平衡开挖至基底；
1）首先实施主基坑至基底；
2）主基坑地下结构出正负零，此时西侧包含在主基坑范围内的汽车坡道、连通道结构暂不施工，主体地下室与西侧排桩间设置临时换撑；
3）开始连通道基坑开挖，主基坑间围护桩随挖随凿，拆除临时换撑构件；
4）连通道地下结构完成（除与汽车坡道交界隔断围护桩位置），开挖汽车坡道基坑；
4.2土方开挖准备
1）在基坑开挖之前核准红线点和建筑物定位桩，并办理交验手续。
场内所有的红线桩及建筑物的定位桩，全部经监理及业主单位核准。
查清红线桩及定位桩是否产生移位，如有移位应会同规划部门、设计单位、建设、监理单位重新定位。
2）在场边道路及临时围墙上做好临时标记，用作挖土施工阶段定位的临时参照物标记。
3）在基坑开挖前，根据施工图纸、建筑轴线位置、支护放坡要求放出土方开挖基线，打好角点木桩，撒白灰线作为开挖线。
4）土方的施工机械易碰压测量桩，因此，在基坑开挖前，基坑开挖范围内的所有轴线桩和水准点都引出施工活动区域外，并设置涂红白漆的钢筋支架予以保护。
5）所有的测量桩、红线定位标记一经核实后，项目部应落实专人，对其进行定期检查复核，以确保红线定位标记的准确性。
1）施工用水、用电已按基础施工临时用水、用电方案，落实到位。
2）在基坑开挖之前应做好支撑施工所需的原材料厂诸如钢筋、水泥、砂石的进场和复试工作，及确定混凝土垫层的级配比。
3）检查基础施工时所用的计量器具是否配备齐全并已作了计量标定，小型机械设备如砂浆搅拌机、钢筋切断机、木工机械是否已就位并作了试运转。
4）钢筋调直加工成型、模板配模制作加工。
5）垂直、水平运输的设备，如塔吊基础的施工，塔吊安装并经检测合格，施工道路已贯通。
6）挖土机械及劳动力组织到位，主要挖土机械及劳动力的定员及配备见下页表格。
7）土方开挖作业系统内的夜间照明，基坑外采用固定的钢管架子高安置的2只3.5kw太阳灯照明，挖土机操作范围内的夜间照明采用活动灯架，每个灯架安装1kw小碘钨灯。
每台挖土机配备活动灯架4个，其中基底挖土工作面2个，槽上装车工作面两个。
施工现场作业面至现场大门口出口隔20m安装一个固定灯架，安装1个1kw碘钨灯。
8）用电线路均从各配电箱用电缆线沿围墙引出架空至终端，夜间施工用电由2名值班电工专门负责管理，禁止操作工人随意移动照明电气。
9）已制订防止意外事故应急措施和成立应急领导小组。
1）开工前要准备做好各级技术准备和技术交底工作。
施工技术人员、测量人员要熟悉图纸规范。
开挖前施工员与挖机司机交代好挖深、边坡、操作方法，以确保开挖质量。
2）降水施工：
土方开挖前，需先行降水（提前3周）。
根据基坑线，放出深井井点的点位，按降水设计施工方案施工，提前进行降水施工。
根据降水效果及基坑监测报告，在完成开工报告审批流程后，即可安排开挖工作。
3）土方工程竣工后要及时办理相关技术资料，参加专业监理工程师组织的土方分项工程验收。
五、主要施工方法
5.1测量方案
1）本工程测量定位采用全站仪1套，水平仪2台；工程定位依据建筑总体定位图,定出施工场地的“十”字控制线,并设控制桩。
再由“十”字控制线定出轴线，经建设单位、设计、监理和有关部门复核无误后，并将所有控制轴线点延伸至挖土影响范围以外的适当位置，打入木桩（桩顶上钉小钉）且采取混凝土加固保护措施。
并标识于远处围墙，整个定位工作由现场测量员与施工员完成，技术员进行复核。
2）工程标高控制由建设单位提供的市测水准点引测至现场,以现场设置的半永久性水准点标记为依据，对现场挖土、支撑施工进行标高测量，每皮土方挖完后进行复核，严格控制结构施工时的标高。
在挖土前，根据设计图纸及本方案放出挖土白灰线，挖土灰线的放设结合围护体系且分区分块进行。
灰线宜在挖土前一天放设，不宜过早，经技术员复核后再与专业单位交底后开始施工。
1）本基础工程高程控制采用水平仪2台以及钢卷尺等测量器械。
在红线内设置3个高程控制点，并读取读数，在挖土施工前，首先应对上述3个高程控制点进行复测，准确无误后方可使用。
在基坑挖土成型后以及整个基础结构施工完毕后应分别复核校正。
2）为了控制基坑每层土开挖深度，在即将挖到此层土设计标高时，由现场专职测量员用水平仪将水准标高引测至围护桩、钢立柱。
然后随着挖机逐步向前推进，将水平仪置于坑底，每隔4～6m设置一标高控制点，纵横向组成标高控制网，以准确控制支撑及基坑底标高，必要时，可拉上白线绳，作为清理槽底和打基础垫层时掌握标高的依据。
3）在机械挖至坑底上300mm时，在坑底插上竹片或木桩，作为人工扦土的标高控制点，间距宜在3-5m。
挖土至坑底以上300mm，余土须由扦土人工进行挖掘，修底而成，以防扰动基坑底土体部份。
5.2基坑土方施工方案
思路
（1）基坑分四层开挖，以每道开挖至支撑梁底为，分别为-2.1m、-7.9m，－13.6m，-16.75～-18.05m（基底）。
每层开挖完成，暴露支撑工作面后，及时制作并浇捣支撑砼，待上一道支撑形成整体并养护达到围护设计要求强度后，再进行下一层土方开挖。
（2）因场地非常狭小以及支撑施工的限制，修筑坡道下基坑运输土方的方案不可行，故本次土方主要以退挖阶梯传土为主，将主基坑分为4个区域，如图所示，总体按图对称分层、分区开挖。
分区对称开挖示意图
（3）基坑总体采用退挖传土方式，先开挖支撑四周区域土方，分层对称开挖，然后进行相应阶段的支撑施工，然后进行中间各区域土方开挖，施工中间十字撑。
通过事先周密计划，过程中合理安排机械，提高运输效率，从而保证每天的出土量。
挖土示意图如下；
挖土示意图
（4）土方施工流程图如下：
5.3施工组织
（1）降水施工：
土方开挖前，需先行降水（不少于三周）。
根据降水效果及基坑监测报告，地下水位降到坑底500mm—1000mm方可开挖。
（2）第一层土方量约7800方，安排2台卡特320大挖机挖土，16辆渣土车倒土，第一层挖土深度约1.2米。
第一层土方开挖至第一道支撑底标高，因场地限制，考虑材料堆放，车辆进出等以及期间涉及到彭城路改道，部分剩余工程桩、及降水井施工限制。
共分为五个阶段开挖，每挖一层土施工相应区域的支撑。
东部为临时市政路，先开挖此块位置土方，随后施工此块栈桥，待养护期达到，临时市政路开通，封闭整个场地。
随后开挖四周栈桥板位置土方，施工此块栈桥板，最后开挖中间所有表层土，施工中间十字板。
开挖示意图如下：
第一层土方及支撑施工示意图
（3）第二层土方量约38000方，采用2台卡特320挖机开挖，20辆土方车运输。
第二层挖深5.8米。
第二层土方开挖需要考虑与第二道支撑流水施工，先进行基坑四周区域土方分层开挖至第二道支撑梁底标高，进行四周支撑施工；之后再进行十字撑区域及整体土方开挖，进行十字撑施工。
四周栈桥下土方，采用1、3，2、4分区、对称开挖，每区一台挖掘机在栈桥上向支撑下掏挖装车，挖土由四周向基坑内扩散，直至四周土方均挖出支撑以外，支撑以外土方，采用四个区域向十字撑中间部分退挖装车的方式，土方收尾在十字撑中间部位。
第二层土方开挖示意图
第二层土方退挖阶梯示意图
（4）第二道支撑结构施工完毕达到80%设计强度后，进行第三层土方开挖，第三层土方量约37000方，采用2台卡特320挖机，及一台卡特320加长臂挖机，20辆土方车运输，第三层挖深5.7米。
且需要考虑第三道支撑流水施工。
仍然考虑先进行基坑四周区域土方分层开挖，待挖至第三道支撑梁底标高，进行四周支撑施工；之后再进行十字撑区域及整体土方开挖，进行十字撑施工。
四周栈桥下土方，仍采用1、3，2、4分区、对称开挖，每区一台挖掘机在第二道支撑位置向下掏挖，向上倒土并及时将掏挖的土方装车外运，挖土由四周向基坑内扩散，直至四周土方均挖出支撑以外，支撑以外土方，每区安排一辆挖掘机。
采用四个区域向十字撑中间部分退挖传土装车的方式，土方收尾在十字撑中间部位，采用加长臂挖机取出土台。
开挖示意图如下：
第三层开挖示意图
第三层土方退挖阶梯传土示意图
（5）第三道支撑结构施工完毕达到80%设计强度后，进行第四层挖土施工。
第四层土方量约28600方，采用4台卡特320挖机，及一台卡特320加长臂挖机，20辆土方车运输，第四层挖深约4.4米。
此时基坑较深，挖土难度较大，且需要考虑配合土建单位进行地梁、承台土方的清运。
考虑由北向南开挖，逐一展开工作面，首先1、2区北侧安排一辆挖机向北侧支撑底部掏挖，挖出支撑一定的工作面后，循序退挖，并向后方倒土，在第二道支撑铺出一定的工作面后，再在第二道支撑位置安排一辆挖机向上倒土并装车，再次形成阶梯式挖土倒土方案。
3、4区同1、2区挖土方式两侧同时开挖。
开挖示意图如下：
第四层开挖示意图
第四层土方阶梯退挖示意图
（6）土方收尾时，将土方退至南门位置，多余的机械可采用80吨吊车吊出基坑外，在基坑底部留一辆挖机清理坡道土方及最后土台土方，此部分土方采用加长臂挖机以及塔吊配合吊土收尾，承台、地梁土方及桩头破凿垃圾，也由长臂挖机取出，待基坑内土方全部挖出后，安排一辆80吨吊车将基坑内挖机吊出基坑。
（7）土方开挖结束，经“三检”后应由施工单位、设计单位、监理单位、建设单位、勘察单位等有关人员共同到现场进行检查、鉴定验槽，核对地质资料，检查地基土与工程地质勘察报告、设计图纸要求是否相符合，有无破坏原状土结构或发生较大的扰动现象。
经检查合格，填写基坑槽验收、隐蔽工程记录，及时办理交接手续。
5.4土方开挖要点
（1）混凝土垫层应做到随挖随捣。
挖土到板底标高后，应在24小时内浇筑垫层，无垫层坑底面积最大暴露面积不得大于200m2，以避免土体隆起、泡水和土体扰动。
（2）挖土机械不得碰撞工程桩、降水井井管，挖土应先掏空工程桩四周，避免工程承受不均匀的侧向土压，工程柱四周1m范围内土方人工清除。
（3）挖土时应对深井井点进行保护，深井1m范围内土方人工清除，根据土方开挖情况可对深井井壁管截断。
（4）土方开挖过程中不得停止降水。
（5）基坑边严禁堆载，基坑四周做好安全围护。
（6）基坑内采用明沟排水，在基坑开挖后，沿基坑底四周挖400mm×400mm排水沟、集水井，用污水泵抽水。
（7）土方开挖与外运过程中，应做好地下管线道路、建筑物及监测点的保护措施。
（8）土方开挖时严禁超挖、虚填，保证挖土质量。
（9）土方开挖施工过程中，随时察看土质和观察基坑四周建筑物、道路及围护结构的稳定情况，如遇可能不稳定的情况，应立即将人员、机械撤离基坑，同时采取相适应的有效措施，防止塌方。
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