某工程承台深基坑开挖方案.docx
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某工程承台深基坑开挖方案
一、工程概况
（一）、工程简介
津宁三标永金引河特大桥位于东丽区欢坨以北，金钟河与永金引河交汇口以西，桥梁设计范围为桩号K8+339.67～K9+388.13，桥梁面积为35448.4m2。
永金引河特大桥左、右26、27、28、29#墩施工系梁时需要开挖的基坑深度较深，具体基坑参数见下表：
基坑位置
地表高程
（m）
基底高程
（m）
基坑深度
（m）
系梁尺寸（m）
总长度
宽度
高度
主线左26#
3.751
-1.25
5.001
16.1
1.2
1.6
主线右26#
3.388
-1.25
4.638
16.44
1.2
1.6
主线左27#
2.878
-2.55
5.428
16.1
1.2
1.6
主线右27#
2.873
-2.55
5.423
16.44
1.2
1.6
主线左28#
3.042
-2.55
5.592
16.1
1.2
1.6
主线右28#
2.922
-2.55
5.472
16.1
1.2
1.6
主线左29#
2.694
-2.55
5.244
16.1
1.2
1.6
主线右29#
3.046
-2.55
5.596
16.1
1.2
1.6
（二）、现场地质及水文状况
本工程中的这4个墩位均位于原天然河道沟渠内，但是前期灌注桩施工对河道进行了填土围堰处理，但是时间较短土体沉降未稳定，基坑开挖过程中上层仍为较松散的素土，而素土以下将仍然为河道内的老淤泥，其含水量大，渗水系数低，呈流塑状态。
本工程范围内水位较高加之开挖位置处于原河道内所以在开挖过程中水量将会很大。
二、支护开挖体系的选择：
鉴于本工程中这4个墩位基坑深度较深，加之开挖土体将很松散，地下水位高丰富，放坡开挖难以实现边坡的稳定，所以采取钢板桩支护的形式进行施工。
钢板桩采用36a工字钢，间距60cm，钢板桩内侧基坑四周采用双36a工字钢做横撑,四角布设角撑，将横撑两两相联，角撑也采用36a工字钢。
基坑全部采用一步支撑对撑，对撑采用36a双工字钢。
三、施工工艺及注意事项：
（一）、钢板桩施工前的准备工作：
1、钢板桩检验
钢板桩材质检验和外观检验，对焊接钢板桩，尚需进行焊接部位的检验。
对用于基坑临时支护结构的钢板桩，主要进行外观检验，并对不符合形状要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。
2、钢板桩的矫正
钢板桩为多次周转使用的材料，在使用过程中会发生板桩的变形、损伤，在以后工程使用前应进行矫正与修补。
3、钢板桩施工顺序
在钢板桩的打设前，应先进行基坑的测量放线，本工程中打入土中工字钢的内边线即基坑开挖边线范围为系梁的投影线外扩1.6m,以保证后续系梁施工的需要。
将机架移动到位，挂好控制线，经反复核对无误后方可打桩。
打桩机选用振动打、拔桩机。
（二）、施工力学计算
计算依据：
《建筑施工计算手册》（第二版）之2.3.2单锚（支撑）式板桩计算。
取本工程中基坑最深的左28#为例进行验算。
验算包括两部分：
（1）、工字钢埋深验算；
（2）、36a工字钢强度及刚度验算。
1、工字钢埋深验算：
（1）、计算作用于工字钢上的土压力强度并绘出土压力分布图：
为保守计算去土的摩擦角为20°。
查表得被动土压力修正系数K=1.6
（2）、计算土压力为0点至基坑底距离y
根据平衡方程：
式中：
（3）、按简支梁计算等值梁的最大弯矩和两个支点反力（即Ra和P0）
计算得Ra=64.3KN,P0=59.8KN。
（4）计算板桩最小入土深度
取安全系数为1.2则板桩的理论入土深度为
，实际埋深7m,所以入土深度安全。
2、纵向工字钢强度及刚度验算：
（1）抗弯强度验算
由上述计算简图可知，基坑坑底处即图中B点承受的荷载最大，其对应截面产生最大弯矩，应用截面法可求得B点的最大弯矩值Mmax
。
所以弯曲正应力满足要求。
（2）抗剪强度验算
将作用于板桩上的土压力简化为集中力，建立如下力学模型：
剪力计算简图（力单位：
KN）
运用结构力学求解器可得到其对应的剪力图和最大剪力。
剪力图（单位：
KN）
由图可知最大剪力值为64.25KN,则剪应力计算如下：
则A点处的剪应力为：
所以剪切应力满足要求。
所以通过验算可知采用36a工字钢强度可满足受力要求。
（3）工字钢的刚度验算
运用结构力学求解器可得工字钢的挠度曲线如下图:
挠度曲线
位移计算
杆端位移值（乘子=1）
--------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码u-水平位移v-竖直位移?
-转角u-水平位移v-竖直位移?
-转角
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000000.00592902-0.003952680.000000000.00000000-0.00395268
20.000000000.00000000-0.003952680.000000000.000000000.00369783
---------------------------------------------------------------------------------
如上可知最大挠度值为0.00592902m即为5.9mm。
工字钢纵梁的允许变形为L/400=4270/400=10.7mm。
所以实际变形小于工字钢的允许变形量，则工字钢的刚度满足要求。
（三）、施工工艺流程图
1、基坑开挖示意图
说明：
本图示中第一步降土，针对28#深基坑，其余位置可直接打设工字钢.
2、开挖工序流程图
（四）、具体施工步骤
1、28#墩位处深基坑，为降低基坑的深度，首先进行降土1m,降土范围为系梁投影线外扩6m,其余墩位处基坑较浅可不进行降土处理。
2、将原地面进行清理，测量放出打设工字钢的内边线，其为系梁投影线外扩1.6m。
3、然后紧贴内边线用打桩机将工字钢打入土中（36a），工字钢长12m,打设间距60㎝。
施工过程中必须控制好打设速度，以保证工字钢的垂直度。
4、工字钢打设完毕后，采用人工配合挖掘机挖土，挖至第一层横撑处，人工在工字钢内侧焊接双工字钢横撑及布设角撑，然后用钢管对撑基坑长边处的横撑，钢管间距如图,如果与墩柱位置相冲突时要调整间距（各对撑的平面布置详见后图）。
这样就完成了第一层横撑及第一步支撑。
5、当挖掘机挖到够不着土时，改用人工挖土装入挖掘机土斗，挖土方式采用人机配合的方法，槽底预留不小于30cm原状土，人工清底。
6、基坑四周随挖随做30cm×30cm排水沟，对角设集水坑，使坑内的水沿排水沟集于集水坑，用两台水泵排除坑底积水，经沉淀把水排放到附近的沟渠中。
抽水时需有专人负责汇水井的清理工作，24小时不间断排水，直至系梁施工完毕。
7、开挖完毕后，进行自上而下进行嵌板，要求做到板缝严密，板与型钢翼缘贴紧，以挡住工字钢间隙之间的落土。
8、待墩柱施工完毕，还填后拔出工字钢。
8、断面图、平面图如下：
左28#基坑支护平面图
左28#基坑支护1-1断面图
左28#基坑支护2-2断面图
6）基坑开挖支护材料用表：
（五）、基坑开挖注意事项
1、基坑开挖之前应通知监理工程师，并经监理工程师批准后进行开挖，以便查看或检测现有地面高程等工作的进行。
2、雨季施工时应沿基坑顶四周地面做成反坡，距基坑顶缘1m处设截水沟，防止雨水浸入基坑内。
3、基坑开挖后，后续各项施工要连接紧密，避免基坑开挖后长期放置，发生土方坍塌问题。
4、做好地下水的排放工作，带泥砂的水需经沉淀后再沟渠中。
基坑排水设置在系梁中，对角设置集水坑。
严禁基槽长时间浸在水中而影响自然土层的密实性。
5、基槽开挖时严禁挖掘机将桩头挖断，挖掘机开挖时必须有专人指挥，确保桩的质量。
6、施工过程中，应密切与施工监测配合，加强信息化管理，若有不稳定的因素存在，及时报请工程师和设计人员调整施工方案，将基坑开挖对周围环境的影响减至最小程度，确保基坑成型；基坑开挖应把基坑侧壁的稳定成型放在首位，已开挖的基坑侧壁不稳定时应及时处理，不许再向下开挖。
7、限制基坑开挖线以外地面堆土堆物荷载，随时做好基坑内的排水工作，及时排出坑内积水，确保开挖过程中基坑底部干燥，确保基坑底部强度和稳定性不被破坏。
8、及时作好基坑两侧的防护护栏的设置工作，护栏采用脚手管进行搭设，夜晚要有明显的警示标志。
9、基坑开挖过程中，及时进行地质描述，做好开挖记录，当地质情况变化并与设计不符时，应立即报监理工程师和设计人员，及时调整施工方法。
四、雨季施工措施：
降雨对深基坑开挖特别是基坑边坡稳定、基坑降水影响很大，因此尽量避开雨季进行深基坑土方开挖施工。
虽然根据多年降水可以摸索出降水大致规律，但四季变化无常，必须未雨绸缪，才能防患于未然，对于雨季我们采取以下措施：
1、项目经理部实行雨季干部值班制度，设兼职气象员负责搜集各级气象预报部门的气象资料，把天气预报情况与施工安排结合起来，为保证雨季施工的质量、安全、工期等做好信息保证。
2、施工现场的所有电气设备必须设置防鱼罩具及漏电保护装置，临建和堆物与高压线之间要有足够的安全距离。
避免漏电伤人事故。
3、沿基坑四周做好挡水围埝，表面覆盖厚塑料布，防止围埝土体流失，丧失挡水效果。
4、准备足够的防汛抽水机具，防止突发事故的发生，作好充分准备。
5、基坑内的集水井、排水沟满足排水要求，并及时安排人修整，保持良好的使用性能。
6、准备足够用的厚塑料布与彩条布，当开挖深基坑土方时遭遇较大降雨，基坑开挖土方应立即停止，底部用苫盖塑料布覆盖防止雨水浸泡基底，防止造成基底弹软，一旦形成，对于深基坑势必造成很大危害，后果不堪设想，因此必须按规定操作。
7、雨后要及时排除和清理施工现场的积水、烂泥，以保证过往行人的方便和安全。
五、质量保证措施
（一）质量目标
争创交通部优质工程。
工程质量标准：
按《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）达到交工验收合格标准，竣工验收优良标准。
（二）质量保证体系
1．建立质量管理网，明确岗责：
建立完善的施工质量管理网络，严格按照ISO-9000质量管理体系的程序要求进行项目质量管理，明确岗位职责，做到人尽其责。
主要人员岗位职责：
项目经理：
正确贯彻国家各项政策和法令，执行国家和上级制定的规范和规定；贯彻处项目质量安全目标，建立健全组织机构，根据工程情况，合理配置所需资源；主持全面工作，确保全面履行项目合同；定期组织安全、质量大检查，主持制定改进方案和各项措施。
项目副经理：
负责项目的施工进度、施工安全管理、质量管理、文明施工管理等工作。
项目经营副经理：
认真贯彻执行国家有关的方针、政策、法令、法规，围绕质量方针和目标及本项目的创优规划，开展经营管理工作；主持整个项目的计量工作，督促解决预决算工作中出现的问题；组织应用统计技术做好计划统计工作，使计划统计及时、准确、齐全，为项目经理提供可靠的调控和决策依据。
抓好成本管理，科学利用资源，制订节约、节支制度。
项目总工：
全面负责本项目的施工技术管理工作，主持编制本项目的实施性施工组织设计；督促检查物资、设备的采购，加强施工全过程的工序控制，主持对不合格品的评审和处置；组织推广和应用“四新”技术，编写有关成果报告，组织竣工文件的编制及验收交接工作。
工程部：
负责施工进度计划的编制及执行；负责现场的施工组织和管理，人、机、材的调配，并对现场的人、机、材等资源配置定期分析、改进。
技术质量部：
在总工程师的领导下，直接负责整个项目的施工技术工作，对本部的工作质量负责；组织制定综合的实施性施工组织设计，制定满足合同要求的施工技术方案，对其准确性、完整性负责；组织对重点、难点、关键和特殊工序进行施工技术交底，进行过程控制；提供足够的技术支持；组织技术文件、资料的收集、管理工作，参与工程质量的评定与验收；负责各种监测仪器、仪表的组织安装、数据采集、汇总和评价，为各工序提供依据。
器材部：
根据工程进度计划编写材料及机械使用计划；负责项目的物资供应，机械设备的管理。
组织对分供方的评价，严格控制顾客提供的产品质量；负责对采购的物资、机械进行控制，做到采购、订货、验收、搬运、贮存、发放和使用手续完备，记录齐全，具有可追溯性。
安全保卫部：
在项目安全副经理的领导下做好施工安全生产和消防保卫工作，对项目安全体系的运行情况随时向上级反映。
综合办公室：
负责对外协调、接待以及后勤保障，文明施工以及环境保护施工。
试验室：
在总工程师的领导下，执行现行有关的国家标准和作业规程，负责生产过程中的试验、计量管理工作，并对其工作质量的准确性负责。
负责试验设备的检定、校验、维护和保养，保证能满足试验精度的要求。
负责采购物资的抽样和试验，为合格的建筑材料进场及施工生产提供正确、完整的试验资料。
对试验数据进行统计分析，为质量分析会提供分析报告。
2．质量管理内容：
（1）在工程用材料的选择上以质量第一为宗旨，并经过取样复试、现场抽验、施工过程中检测、成品检测等一系列检测手段进行材料的质量控制。
（2）系梁开工前，首先向监理工程师提供详细的施工方案、该道工序中所用材料的试验、配合比报告，经监理工程师批复后方可施工。
（3）在施工过程中，以项目经理和项目总工为总负责人，质量主管、测量主管、材料主管、施工主管各负其职，对各自岗位的工作严格把关，每道工序至每个工作细节都以优良标准来衡量，使我们的工程达到内坚外美的效果。
另外要求在每道工序开工前，都由项目总工负责对施工人员进行技术交底，使施工人员熟悉施工方法，并做好交底记录。
（4）在系梁施工中重点控制：
系梁的顶面高程、混凝土的外观质量、主筋的净保护层、混凝土强度的均匀性等。
质量控制标准如下：
系梁实测项目
项次
检 查 项 目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
权值
1△
混凝土强度（MPa）
在合格标准内
3
2
尺寸（mm）
±30
尺量：
长、宽、高检查各
2点
1
3
顶面高程（mm）
±20
水准仪：
检查5处
2
4
轴线偏位（mm）
15
全站仪或经纬仪：
纵、横各测量2点
2
（5）在内业管理工作中，严格按照ISO-9000质量标准来执行，严肃记录施工中的每项检测内容，并按照建设单位和监理单位的要求做好工程竣工工作，实事求是地评出工程中从各个检测项目、分项工程、分部工程到单位工程的具体得分。
配合建设单位与接管单位搞好竣工验收和接管工作。
（6）对施工中使用的仪器设备，按照ISO-9000质量认证工作规定，定期进行校核、保养和维修。
未经检测的仪器不得使用，并做好检测和维修记录。
（7）为提高工程质量，我部在项目中积极开展QC小组科研活动，针对具体施工内容认真研究，提出新方法、新工艺，为公路建设事业贡献力量。
系梁的施工是基础施工中的一个重要环节。
施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。
因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除。
因此在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查相关方面的资料，对系梁在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每系梁的施工记录，以便有效地对系梁施工质量加以控制。
六、安全施工保证措施
（一）安全保证措施
1．安全生产必须贯穿整个工程的始终，各个环节操作必须符合安全规定的要求，工地除专职安全员负责工作外，各级指挥人员要重视安全工作，做到管生产必须抓安全的原则。
本标段安全保证体系见下图：
2．人身安全：
（1）加强安全教育，定期组织学习安全生产知识和规章制度，考核合格后，方准上岗。
（2）凡进入现场人员，必须戴安全帽，不得穿拖鞋或赤脚进入场地，爬高必须系好安全带。
（3）上班前不准喝酒，工作时间不准打逗。
（4）各施工工序必须符合安全操作规程。
3．现场设备安全
（1）遇有暴雨或六级以上大风，停止一切高空、起重等作业，并做好防风准备。
（2）系梁基坑开挖后必须搭设临边防护，采用密目网进行维护。
（3）对机械的操作与管理，严格按照安全细则与安全操作规程进行，杜绝出现因搅拌、摔落、触电而亡的事故。
（4）对临时便道做好养护维修，确保晴雨通畅，对司机进行长期的安全教育，避免在运输过程中发生车辆交通事故。
（5）起重作业设专人指挥，统一信号，吊臂范围内严禁站人。
（6）起重作业专职起重工必须检查起吊机具的安全性，绳具应完好无损，绑扎应牢固可靠，不超负荷起吊。
（7）配电箱、开关箱、发电机等必须采取防雨措施，避免造成漏电事故并配备灭火器材。
（8）机械移动时，保证电源总开关、电缆线有专人看管。
（9）一切电器都应有接地和漏电保护装置。
（10）凡容易发生危险的地方，应设明显标志提醒。
（11）严格作好防火工作，现场备齐消防器材。
（12）现场备齐消防器材。
4、基坑开挖安全
（1）基坑开挖前应通知监理工程师，并经监理工程师批准后进行开挖，以便查看或检测现有地面高程等工作的进行。
（2）雨季施工时应沿基坑顶四周地面做成反坡，距基坑顶缘1m处设截水沟，防止雨水浸入基坑内。
（3）基坑开挖后，后续各项施工要连接紧密，避免基坑开挖后长期放置，发生土方坍塌问题。
（4）做好地下水的排放工作，带泥砂的水需经沉淀后再入沟渠中，基坑排水设置在承台中，对角设置集水坑。
严禁基槽长时间浸在水中而影响自然土层的密实性。
（5）基槽开挖时严禁挖掘机将桩头挖断，挖掘机开挖时必须有专人指挥，确保桩的质量。
（6）施工过程中，应密切与施工监测配合，加强信息化管理，若有不稳定的因素存在，及时报告项目部调整施工方案，将基坑开挖对周围环境的影响减至最小程度，确保基坑成型；基坑开挖应把基坑侧壁的稳定成型放在首位，已开挖的基坑侧壁不稳定时应及时处理，不许在向下开挖。
（7）限制基坑开挖线以外地面堆土堆物荷载，随时做好基坑内的排水工作，及时排出坑内积水，确保开挖过程中基坑底部干燥，保证基坑底部土的强度和稳定性不被荷载破坏。
（8）基坑开挖过程中，及时进行地质描述，做好开挖记录，当地质情况变化并与设计不符时，应立即报监理工程师和设计人员，及时调整施工方法。
（9）基坑开挖后，必须搭设上下基坑的通道。
5．安全保卫工作
各机组应有专人负责安全保卫工作，确保设备、材料不受外来的破坏或盗窃。
（二）建立健全安全生产保证体系，落实安全生产责任制
1．本合同工程成立以项目经理为组长的安全生产领导小组，全面负责并领导本项目的安全生产工作。
2.本项目实行安全生产三级管理，即一级管理由项目经理负责，项目经理是施工项目安全管理第一责任人，二极管理由项目部专职安全员负责，三机关理由施工作业队班组长负责，实行层层管理，层层把关。
3.按照颁布的《安全生产责任制》的要求，落实各级管理人员和操作人员的安全生产责任制，全员承担安全生产责任，做到纵向到底，横向到边，一环不漏，人人做好本岗位的安全工作。
4.实行逐级安全技术交底制，由项目经理部组织有关人员进行详细的安全技术交底，凡参加安全技术交底的人员要履行签字手续，并保存资料，项目部专职安全员对安全技术措施的执行情况进行监督检查，并作好记录。
5.加强施工现场安全教育
针对本工程特点，对所有从事管理和生产的人员，施工前进行全面的安全教育，重点对专职安全员、班组长、从事特殊作业的架子工、起重工、电工、焊接工、机械工、机动车辆驾驶员等进行培训教育。
经安全教育的施工管理人员和生产人员，不准上岗，未进行三级教育的新工人不准上岗，变换工种或采用新技术、新工艺、新设备、新材料而没有进行培训的人员不准上岗。
特殊工种的操作人员的安全教育、考核、复验，严格按照《特种作业人员安全技术考核管理规定》考核合格，获取操作证方能持证上岗。
对已取得上岗证的特种作业人员要进行登记，按期复审，并要设专人管理。
通过安全教育，增强职工安全意识，树立“安全第一，预防为主”的思想，并提高职工遵守施工安全纪律的自觉性，认真执行安全检查操作规程，做到：
不违章指挥，不违章操作，不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害，提高职工整体安全防护意识和自我防护能力。
6.认真执行安全检查制度
项目经理部要保证安全检查制度的落实，规定定期检查日期、参加检查人员，项目经理部每周进行一次，作业班每天进行一次，作定期检查。
应视工程情况，如施工准备前、施工危险性大、采取新工艺、季节性变化、节假日前后等要进行检查，并要有项目部领导值班。
对检查中发现的安全问题，按照“三不放过”的原则立即制定整改措施，定人限期进行整改，保证“管生产必须管安全”的原则落实。
（三）制定相应分项工程施工安全措施
1.基坑支护施工安全控制措施
（1）深度超过2米的基坑施工应有临边防护措施，临边及其防护应符合要求。
（2）坑槽开挖应设置安全边坡，特殊支护的做法应符合设计方案，支护设施如发生局部变形应采取措施进行调整。
（3）基坑施工应设置有效的排水设施，深基础施工采用坑外降水，应防止临近建筑物沉降。
（4）积土、料具堆放距槽边距离应符合设计要求，机械设备施工与槽边距离应符合要求，并有安全措施。
（5）施工人员上、下沟槽应有专用通道，设置的通道应符合安全要求。
施工机械进场应进行安全验收，挖土机作业时，严禁人员进入挖土机作业半径内，挖土机司机应持证上岗，按规定程序挖土，不得超挖。
（6）定期按规定进行基坑支护变形监测，按规定对毗邻建筑物和重要管线和道路进行沉降观测。
（7）基坑内作业人员应有安全工作面，垂直作业上下应有隔离防护措施，光线不足应设置足够的照明。
（8）各种安全提示牌醒目、明显，安全设施齐全有效。
2.临边防护
待基坑开挖后采用钢管将基坑封闭。
具体做法为：
在距基坑边缘1m的范围内，每2m砸一根脚手管立杆，立杆入土深度0.5-0.7m（视土质情况而定，务必保证立杆的牢固），外露高度控制1.0-1.5m。
而后在0.5m和1.0-1.2m高度处加两道钢管横杆，钢管间采用十字卡环固定，外围满铺一层安全网，铺设时要将安全网相互连接成一个整体。
并在支架的四角挂设安全指示牌、警示灯。
2.施工用电方面的安全技术措施
（1）在建工程与临近高压线之间距离要符合要求，并有严密防护措施。
（2）变配电装置应符合安全规定。
（3）施工现场应有用电施工组织设计和地阻摇测记录，有电工巡视维修记录，并有专人管理。
（4）保护系统采用TN—S系统，工作接地与重复接地应符合要求，保护零线和工作零线不得混接。
（5）配电箱和开关箱用电采用3级配电2级保护，开关箱必须装有合格的漏电保护器，2级保护间漏电电流应相匹配，电源进线处应设隔离开关，配电箱采用“一机、一闸、一漏、一箱”的原则，安装位置应便于操作，周围无杂物，配电箱为多路出线时，应有标记，引出线整齐，闸具无破损现象，有两层门并有锁和
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