防城港市文化艺术中心工程基坑开挖支护及降排水施工方案.docx
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防城港市文化艺术中心工程基坑开挖支护及降排水施工方案
防城港市文化艺术中心
基坑开挖、支护及降排水工程
施
工
方
案
中国十九冶集团有限公司
防城港文化艺术中心工程项目经理部
二○一○年七月二十日
防城港市文化艺术中心
基坑开挖、支护及降排水工程施工方案
编制：
审核：
审批：
目录
第一章编制依据3
1.1编制说明3
1.2编制依据3
第二章工程概况5
2.1工程概述5
2.2工程水文地质条件5
2.3工程特点6
第三章主要施工方案8
3.1基坑土方开挖方案8
3.1.1施工段划分8
3.1.2土方开挖方案有关计算9
3.2基坑支护方案10
3.2.1支护方案的选择10
3.2.2塔吊基础加固措施11
3.2.3基坑土换填措施12
3.2.4基坑支护方案有关计算12
3.3截、引、排水方案13
3.3.1基坑截、引、排水措施13
3.3.2雨季施工措施14
3.4夜晚施工照明方案14
第四章现场组织管理机构及管理目标16
4.1管理组织机构及职责16
4.1.1项目经理部组织机构的设置原则16
4.1.2项目经理部组织机构16
4.2管理目标17
4.2.1工期目标17
4.2.2质量目标17
4.2.3安全生产目标17
4.2.4文明施工和环保目标18
4.2.5服务目标18
第五章施工部署18
5.1施工组织与协调18
5.1.1人力组织18
5.1.2机具组织18
5.1.3施工队伍的组织与协调18
5.2施工准备19
5.2.1现场交接准备及土方运输道路施工19
5.2.2技术准备19
5.2.3施工机械准备19
5.2.4人员准备20
其它人员20
40人20
其它辅助工作20
5.2.5测量仪器准备20
5.2.6工具用具准备21
5.2.6材料准备21
第六章基坑周围测量监控22
6.1观测点的布置22
6.2位移观测的技术要求22
6.3观测方法和观测间隔22
第七章安全文明施工措施22
7.1基坑临边防护22
7.2安全交底23
7.3文明施工措施25
7.3.1文明施工管理方针25
7.3.2文明施工管理工作25
7.3.3文明施工组织管理制度26
7.3.4场容布置26
7.3.5防止对大气污染26
7.3.6防止对水污染27
7.3.7防止施工噪音污染27
7.3.8废弃物管理28
第一章编制依据
1.1编制说明
施工组织以施工项目为对象进行编制，用以指导其建设全过程各项施工活动的技术、经济、组织、协调和控制的综合性文件。
为保证基坑施工顺利进行，确保基坑安全，本施工组织设计的编制遵循下列指导思想：
1、根据实际情况制定合理科学的施工方案和施工工艺；
2、采用现代建筑管理原理、流水施工方法和网络计划技术，组织有节奏、均衡和连续地施工；
3、认真编制各项实施计划，严格控制工程质量、工程进度、工程成本，确保安全生产和文明施工，作好环境保护；
4、充分利用施工机械和设备，提高施工机械化、自动化程度，改善劳动条件，提高生产率；
5、科学安排台风、雨季、夏季高温施工，保证施工生产的均衡性和连续性；
6、尽可能利用永久性设施和组装式施工设施，科学地规划施工总平面，努力减少施工设施建造量和施工用地；
7、优化现场物资储存量，确定物资储存方式，尽量减少库存量和物资损耗。
1.2编制依据
1、广西华南设计集团有限公司，2009年12月份编制的防城港市文化艺术中心工程建筑及结构施工图纸；
2、中国十九冶集团有限公司，2009年6月份编制的防城港市文化艺术中心工程施工组织设计；
3、广西建业勘察设计有限公司，2009年4月份编制的防城港市文化艺术中心地质勘探报告；
4、防城港市测量队，2010年6月份编制的防城港市文化艺术中心工程测量成果报告；
5、《建筑地基与基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
6、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-992）；
7、《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）；
8、《建筑地基技术设计技术规范》（）；
9、《土钉支护技术规范》（CECS96：
97）；
10、《建筑桩基技术规范》（）；
11、《混凝土结构施工规范》（）；
12、《建筑质量控制标准》（）；
13、建筑施工手册；
14、简明施工计算手册；
15、中国十九冶集团有限公司作业指导书。
第二章工程概况
2.1工程概述
防城港市文化艺术中心工程位于防城港市新的中心区南半部，地处滨海路以北。
建筑占地面积7212m2，地下建筑面积6177.2m2，地上建筑面积15899.1m2，总建筑面积22076.3m2，地下室一层，地上主体一层，局部2～4层。
主体结构形式为框架一抗震墙结构，屋面采用钢结构。
总高度为31.5m；室内外最大高差2200mm，±0.000相当于绝对标高8.15m。
基础为冲孔灌注桩基、基础梁、承台及筏板，埋深-5.500m、-5.000m、-2.850m，C15沥青砼垫层100mm厚，底板400mm厚。
南侧A-1～A-29轴线间各轴线间角度为3.75°，北侧B-1～B-24轴线间各轴线间角度为4°。
内设三部电梯（其中两台电梯到地下室，电梯底座标高为-6.50m；贵宾房处电梯不下地下室，底座标高为-1.45m）。
地下室分为两大部分：
南侧部分底板面结构标高-2.8500m，A-A～A-H轴处为地下车库，共有四个出入口（其中车辆进出口各一个，人员进出口两个，人员进出口可由地下室直达至室外，也可直达首层观众厅）。
A-H～W轴为另一部分，作为其他功能性用房。
该部分除消防水池、水泵房底板面结构标高-5.500m外，其余房间及公用走道部分底板面结构标高均为-5.000m。
集水坑及电梯坑底板标高详见施工图。
地下室钢筋混凝土外墙厚分别为350mm（A-H轴以南）、400mm（A-H轴以北），底板厚400mm，地下室内填充墙及地上外墙厚为200mm，地上内隔墙厚为120mm。
2.2工程水文地质条件
场地南面临海，临海面已修建围堤，围堤设进出水口，并未设止水闸门，涨潮时，海水可进入堤内，地表水受海潮涨落影响，地表水位每日间发生往复性变化。
据地勘报告，勘探期间场地内一直存在少量地表水。
地下水的补给主要靠大气降水和海水侧向补给，地表水与海水呈互补关系，根据附近水文资料，场地最高地下水水位可达3.5米（黄海高程）。
而本工程大面积基坑底标高分别为黄海高程4.78米、2.63米、2.13米，所以基坑开挖后，除地下车库部位基坑底在地下水位之上外（附房部位土方第二阶段开挖处除外），其它部位基坑底均在地下水位之下，但其深度均不大。
根据本工程地质勘探报告，场地地层分布及其主要力学性质如表2-1所示。
表2-1.场地地层分布及主要力学性质
层号
土层名称
天然
重度
Y（KN/m³）
承载力
特征值
fak（KPa）
压缩模量
Es1-2（MPa）
黏聚力（KPa）
内摩擦角标准值ψk（°）
渗透系数
k（cm/s）
1
淤泥
17.6
50
2.0
4
1.2×10-3
2
粘土
19.7
140
4.0
34.5
1.0×10-5
3
全风化泥岩
22.8
320
8.3
107.6
2.5×10-6
4
强风化泥岩
23.5
450
28.9
200
5.0×10-5
5
中风化泥岩
24.6
3000
/
/
1.0×10-6
另，勘察后场地经过回填处理，回填高度约7~8m，回填土经固结后，目前厚度约6~7.6m。
填土主要为砂土和削切山体的含20%左右的碎石土，其黏聚力和内摩擦角分别约5KPa、20°。
2.3工程特点
1、场地靠经大海，地下水位变化大，对防降水要求高；
2、场地土质较差，开挖深度范围内均为回填土，对变形及强度控制要求高；
3、场地临近有多台高大塔吊，对塔吊周围的保护要求高；
4、基坑平面为异性，对开挖的工序组织要求高，对基坑支护及变形控制技术要求高；
5、基坑坑底呈3级台阶，底板标高差异大，对施工组织亦提出了更高的要求。
因此，合理解决每一施工段土方开挖分层施工的关系；合理解决施工段与施工段之间的土方开挖关系；合理解决深基坑与浅基坑土方开挖的关系。
2、合理解决基坑土方开挖与基坑支护施工之间的穿插关系。
解决土方开挖进度与下道工序作业条件之间的矛盾，即基础梁、承台部位低于底板基坑的土方采用小型挖掘机施工进度必须以保证该部位沟槽成活质量，以保证该部位砖胎膜的顺利施工。
否则将加大人工挖土工程量，使整个工期延长。
基坑土方开挖，特别是如电梯坑、集水井坑及基础梁沟槽人工清土到位后，应及时定位放线基础梁、电梯坑及集水井坑砌筑砖模边线，以免边坡土方遇雨水浸泡塌方。
而且基槽土方完成后，下道工序即为砌筑砖模、浇筑混凝土垫层，为防水施工创造作业面。
因此，必须利用砖模能保证边坡稳定及加快施工进度这一特点，从而保证施工质量和施工进度。
第三章主要施工方案
3.1基坑土方开挖方案
本工程基坑面积约7000平方米，基坑大面积开挖深度分别为5.02m、4.52m、2.320m，局部电梯井开挖深度5.52m，属深基坑。
工程量大，工期紧。
3.1.1施工段划分
1）、第一阶段（结合JG-03A施工图中后浇带布置图）
a、第一施工段：
M轴以东1000mm处～A-D轴以西1000mm处基坑土方开挖（坡度1:
0.15开挖）；
b、第二施工段：
M轴以东1000mm处以西基坑土方开挖（坡度1:
0.15开挖）；
c、第三施工段：
A-D轴以西1000mm处第一次开挖边线以东基坑放坡土方大开挖（坡度60°角开挖）。
以上各施工段的划分见详图。
2）、第二阶段：
（均为局部开挖）
待上述阶段部位基础结构施工完毕，防水工程结束后进行基槽回填土再进行桩基基础梁部位的土方开挖。
基坑土方的开挖起点及开挖路线（见详图）。
表3-1.基坑土方开挖工程量
内类
容别
项目名称
单位
工程量
备注
开挖土方
m³
35000左右
截、破桩
根
338
挖临时集水坑
个
20
排水明沟
m
950
排水盲沟
m
800
盲沟内填碎石
m³
300
人工挖电梯坑、集水坑、承台、基础梁等部位余土
m³
按实际工程量施工
3.1.2土方开挖方案有关计算
斜坡情况下,挖方最大允许高度按下式计算
其中:
ψ土的重度ψ=20.57KN/m3
φ土的内摩擦角φ=23.95度
c土的内聚力c=58.53kPa
θ边坡的坡度角θ=60度
q地面均布荷载q=40kN/m2
地质勘探数据由地质部门提供,如下:
表3-2.地质勘探数据表
序号
土层类型
土层厚度h（m）
重度ψ（kN/m3）
土的内聚力C（kN/m2）
土的内摩擦角φ
计算方法
1
淤泥
1.50
17.60
4
13.00
2
粘土
3.15
19.70
34.5
22.90
3
全风化泥岩
3.21
22.78
107.60
30.10
经过计算hmax=2×（58.53-40÷cos（60-23.95））×sin（60）×cos（23.95）÷20.57÷sqr（sin（（60-23.95）÷2））=7.28m
计算结果实际挖方高度5.52m不大于最大允许高度7.28m,满足要求!
3.2基坑支护方案
本工程场地为回填土，基坑开挖深度范围内的土层主要有素填土层，其呈松散状态，厚度大，基坑开挖时易于出现坑壁崩塌，对基坑稳定不利。
基坑工程安全等级可视为三级对地下水采取相应的截、引、排水的抽排水方案，对设备机房及其它功能性用房基坑边坡采取土钉墙支护方案。
3.2.1支护方案的选择
支护方案的选择，实际就是选择基坑支护的结构型式。
1）、车库部位的基坑支护结构型式
由场地条件特征可知，建筑物在东侧具备放坡条件，此部分基坑支护的结构型式为放坡大开挖，为确保边坡稳定，采用分布钢筋Φ8@180单层双向，其上高压喷射150mm厚C20细石混凝土的边坡支护形式（见详图）。
2）、基坑开挖深度分别为5.02m、4.52m部位基坑支护结构型式——土钉墙。
为确保边坡稳定，采用水平间离1200mm，竖向间离1100mm，直径Φ22，长度为8～12m的土钉，分布钢筋Φ8@150单层双向，其上采用高压喷射150mm厚C20细石混凝土（见详图）。
基坑支护顺序
土方开挖至设计深度→人工修坡→放线确定孔位→洛阳铲（或钻机）成孔→下放土钉杆体→注水泥浆→挂网→焊接拉结筋→喷射混凝土→养护
1）、挖土、修坡2）、土钉成孔
3）、土钉下筋4）、注浆
5）、编网6）、喷锚
（我单位以往工程施工现场实拍资料）
3.2.2塔吊基础加固措施
基坑东、南侧为城市道路；基坑周边安设3台施工用塔吊。
所需的3台塔吊基础必须采用冲孔灌注桩、钢筋混凝土承台基础，以保证塔吊有可靠的地基承载力和牢固的稳定性。
根据本工程地质勘探报告“场地为回填土，其呈松散状态，厚度大，基坑开挖时易于出现坑壁崩塌”和塔吊安装技术要求“基础的土质应坚固牢实，要求承载能力大于20吨/平方米”。
本工程施工用塔吊不能直接采用天然地基土作为塔吊的基础承载面。
本工程施工所需的3台塔吊基础必须采用冲孔灌注桩、钢筋混凝土承台、暗梁作为塔吊基础，以满足塔吊承载力和稳定性的要求。
本工程采用3台TC6013A-6型塔吊以满足现场施工需要。
根据拟建建筑物结构特征，其东西方向长度为122.90m，南北方向长度为132.97m。
为了保证建筑物在塔吊转臂回转半径范围内，避免施工过程中垂直运输出现死角，安装塔吊时开挖尽量靠近建筑同。
塔吊基础支撑桩在基坑土方开挖后会出现暴露，出现临空面，容易引起塔吊基础侧移，易出现塔吊倾覆、失稳等安全隐患，故需对塔吊基础进行必要的加固处理，塔吊基础加固处理措施见详图。
3.2.3基坑土换填措施
场地为回填土，其呈松散状态，厚度大。
考虑如下因素本工程坑底淤泥土须进行换填级配砂石，厚度为400mm，压实系数0.94。
1）、据地勘报告，坑底土为淤泥层，根据施工工艺要求须进行换填；
2）、基坑土方开挖过程中，考虑到基础施工阶段雨水较多，而且大、暴雨频繁，场地为回填土，其呈松散状态，其泥浆势必流入挖好的基坑内，雨水抽排后，基坑底必然出现淤泥沉积，导致工人施工无作业面。
故需进行换填处理；
3）、本工程为大型文化艺术中心，是人群活动密集地方，结构的安全性和使用功能都尤为重要。
虽然本工程上部荷载主要依靠冲孔灌注桩承载，但基坑土质差，必然导致建筑物沉降且沉降不匀，建筑物围护结构墙体及装饰层易出现拉裂现象，严重影响建筑物的外形美观和使用效果；
4）、采取级配砂石对基坑淤泥进行换填，按照工程结构对抗震设计的通常做法，换填级配砂石后，即给基坑底土层穿了一层地褥，将大大增强建筑物的抗震性能。
作为公共娱乐环境，安全性应放在首位。
表3-3.基坑底土质换填级配砂石统计表
序号
材料名称
规格
单位
总量
备注
1
机械挖土
/
m³
3600
2
填压级配砂石
/
m³
5400
3.2.4基坑支护方案有关计算
土钉墙及边坡壁处理施工做法参照《地基与基础工程施工工艺标准》（ZJQ00—SG—008—2003）相关章节，其理论依据见计算书。
3.3截、引、排水方案
地下水文资料详见2.2.1项有关内容，根据现场情况及计算结果，决定在基坑顶周围设置砖砌挡水沿，坑内周边设明沟、集水井，纵横向设若干排水盲沟、集水井，利用潜水泵抽排至场外排水沟（见详图）。
3.3.1基坑截、引、排水措施
5.3.1.1基坑内排水
采用坑底周围布设明沟、集水井，纵、横向布设若干排水盲沟、集水井，利用潜水泵抽至场外排水沟。
5.3.1.2基坑外地表水处理
采用坑顶边布设砖砌挡水沿并设明沟有组织排水，对地表水进行截水处理（见祥图）。
5.3.1.3基坑内结构底板下盲沟排水
采用截面尺寸600mm×800mm的盲沟对基坑内积水利用潜水泵抽排至场外排水沟。
要求盲沟与基坑周围的明沟连通，及时将盲沟内积水排走（见祥图）。
5.3.1.4基坑内周围明沟排水
采用截面尺寸600mm×800mm的明沟对基坑内积水集至集水井中，利用潜水泵抽排至场外排水沟。
每隔20m设置一个集水井，集水井尺寸为1000×700×1000，采用干码红砖、红砖外侧回填砾石作为过滤层（见祥图）。
5.3.1.5基坑坡顶外3米处设排水沟进行有组织排水
共有排水沟1068m，排水沟截面尺寸300×400mm，做法同明沟，增加抹灰15mm厚，砂浆标号MU10。
表3-4.排水沟施工材料表表
序号
材料名称
规格
单位
总量
备注
1
人工挖土
/
m³
328.90
2
干码页岩砖
MU10
m³
43.47
3
砌筑挡水沿
120厚
m³
123.03
4
外侧沟壁抹灰
15mm
㎡
1233.54
5
水泥
32.5
t
17.07
6
砂
中砂
t
60.97
5.3.1.6三级过滤池排水
施工现场合适位置设置2～3处三级过滤池。
过滤池尺寸为18m（长）×4m（宽）×3m（深）。
采用M7.5水泥砂浆砌筑，砌体材料采用MU10红砖。
各集水坑及降水井排出的施工水源必须先排至三级过滤池的一级池，经沉淀后流入二级池，二级池的水经过滤处理后流入三级池，经三级池最后沉淀处理后采用专用排水管将处理后的施工污水排至城市市政管网内。
3.3.2雨季施工措施
在雨季施工要采取基坑截、引、排的抽排水方案，确保安全施工。
坑顶设明沟排水。
具体措施如下：
1）、坑顶布设砖砌挡水沿。
2）、坑底周围布设明沟、集水井。
3）、坑底纵横向布设排水盲沟、集水井。
3.4夜晚施工照明方案
探照灯尽量选择既能满足照明要求又不刺眼的新型灯具，同时增设灯罩，满足夜间作业要求。
本工程基坑支护、土方开挖及降排水阶段必须做好施工现场的灯光照明工作，在边坡、坑槽、洞等危险部位必须设置警示牌，夜间设置警示灯。
考虑到施工现场大，基础施工危险性大，夜间作业频率高，因此，除在作业面设置固定照明灯具外，另结合在现场东侧、西南侧及西北侧各有一台塔吊的优势，在塔吊安装调试好后，选择适当高度和角度，在每台塔吊上安设2台太阳灯，保证光照度，保证施工安全进行。
照明及警示材料统计表见下：
表3-5．照明及警示材料统计表
序号
材料名称
规格
单位
总量
备注
1
照明灯
1000kw
套
60
2
太阳灯
3000kw
套
6
3
警示灯
100kw
套
40
4
安全警示牌
600×400mm
个
40
5
电缆线
铝芯绝缘线
2×30mm2
m
620
6
电缆线
铝芯绝缘线
2×10mm2
m
5600
第四章现场组织管理机构及管理目标
4.1管理组织机构及职责
结合本工程的特点，组织施工管理经验丰富的工程技术人员和工程管理人员，组建“防城港市文化艺术中心工程”项目经理部及相应的组织机构。
4.1.1项目经理部组织机构的设置原则
1）、精干、高效，满足施工管理需要。
2）、协调、统一，满足控制和服务需要。
4.1.2项目经理部组织机构
经理部成立以项目经理为组长的领导小组，其机构组成、人员编制及责任分工如下：
表4-1.项目经理部管理人员一览表
姓名
职务
职责
联系电话
李杰
组长
全面负责
孙高军
副组长
技术总部署
谢俊伟
组员
负责协调工作
赵晓丹
组员
现场施工管理
代祖发
组员
方案编制、技术交底
万庭华
组员
现场安全管理
罗磊
组员
物资、机械设备供应
许小康
组员
生产协调管理
王一明
组员
现场施工管理
4.2管理目标
为后续任务创造一个坚实的基础。
4.2.1工期目标
土方开挖及边坡支护施工进度计划如下：
表4-2.土方开挖施工进度计划
内日期
容工程项目
2010年9月
2010年10月
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
2
4
6
8
10
12
1
一段土方开挖
2
一段土钉墙
3
二段土方开挖
4
二段土钉墙
5
三段土方开挖
6
三段土钉墙
4.2.2质量目标
合同施工质量达到国家有关工程质量验收评定合格标准。
4.2.3安全生产目标
杜绝重大伤亡事故，轻伤事故率控制在千分之一点五以下。
4.2.4文明施工和环保目标
确保“防城港市安全文明工地”过程管理。
控制环境污染，创造绿色环境，建造绿色工程。
4.2.5服务目标
建造业主满意工程。
第五章施工部署
施工部署包括施工组织与协调、施工准备、主要方案选择、施工流程和施工段划分等。
5.1施工组织与协调
5.1.1人力组织
选派抽调技术成熟、组织严密，有同类工程施工经验的施工队伍来负责该工程的施工。
拟投入二个施工队分别负责土方开挖和土建的施工。
5.1.2机具组织
根据工程需要选用塔吊、挖掘机、汽车吊、自卸汽车等主要施工机械。
5.1.3施工队伍的组织与协调
我们将根据施工总进度的要求，提前签订施工合同并纳入总包管理之中，对工程的工程款、进度、质量、安全和文明施工提出明确要求，并监督实施。
每周至少召开一次协调会，协商解决施工交叉的有关问题。
为保证施工的顺利进行，我们将提供方便和各类服务，并对其工作和行为负全部责任。
5.2施工准备
5.2.1现场交接准备及土方运输道路施工
进入现场前，须对现场实况进行交接，向业主索要施工场地的地质和地下管网线路资料，并办理相应的手续。
土方运输临时道路施工：
在基坑土方开挖前做好车辆运输土方临时道路的水泥固化和加固工作。
表5-1.施工车辆运输土方临时道路工作内容
1
行车路线确定
方案中落实
备注
2
挖掘机
2台
3
压路机
1台
4
自卸汽车
4台
升级会员 