金域华庭核心筒土方开挖施工方案.docx

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金域华庭核心筒土方开挖施工方案

金域华庭

地下室核心筒基坑土方开挖

施工方案

1、工程概况

金域华庭2#商业住宅楼核心筒位于B-D~B-G轴/B-14~B-17轴范围内，坐落于CT10上，CT10的基底标高最深处为▽-8.600。

本施工方案针对CT10范围内的基坑土方开挖进行编制。

2、地质情况

（一）土层分布

根据韶关地质勘察院提供的《东莞万科金域华庭勘察报告》，CT10所处的位置的地质情况如下：

1、人工填土层（Qml）

素填土（层序号①）：

褐灰色，土黄色，很湿，松散状，由砂质粘性土组成，局部（ZK25、ZK35、ZK36等孔范围）在下部有混凝土及砖块。

该层各孔均见。

层厚5.30～14.10m，平均10.99m。

主要的物理力学性质指标平均值：

含水率ω=28.5%，孔隙比e=0.895，液性指数IL=0.49，压缩系数a1-2=0.510MPa-1，压缩模量Es=3.72MPa。

2、第四系冲积层（Qal）

根据土层的沉积顺序及组成成份不同，可划分为三个亚层

淤泥质土（层序号②1）：

灰黑色，饱和，流塑，主要成份为粘粒，含有机质及粘粒。

层厚0.90～1.80m，平均1.15m；层顶埋深5.30～5.50m，平均5.45m，层顶高程5.92～6.39m，平均6.14m。

主要的物理力学性质指标平均值：

含水率ω=47.1%，孔隙比e=1.252，液性指数IL=1.17，压缩系数a1-2=0.960MPa-1，压缩模量Es=2.35MPa。

粉质粘土（层序号②2）：

浅灰色，湿，可塑，主要成份为粘粒及粉粒，含砂粒。

层厚1.40～2.20m，平均1.87m；层顶埋深5.40～6.70m，平均5.87m；层顶高程5.37～6.53m,平均6.08m。

主要的物理力学性质指标平均值：

含水率ω=27.4%，孔隙比e=0.804，液性指数IL=0.36，压缩系数a1-2=0.345MPa-1，压缩模量Es=5.23MPa。

中粗砂（层序号②3）：

灰白色，饱和，稍密，主要由中粗粒石英组成，含粘粒。

层厚0.50～1.40m，平均0.90m；层顶埋深6.20～7.60m，平均6.80m；层顶高程4.33～5.49m，平均4.86m。

3、第四系残积层（Qel）

砂质粘性土（层序号③）：

褐黄色，湿～稍湿，可塑～硬塑，主要成份为粘粒及粉粒，含砂及砾，为花岗片麻岩风化残积而成，残留原岩结构。

层厚1.40～10.40m，平均4.76m，层顶埋深7.10～13.80m，平均10.86m，层顶高程-1.36～4.60m，平均1.08m。

主要的物理力学性质指标平均值：

含水率ω=24.1%，孔隙比e=0.726，液性指数IL=0.18，压缩系数a1-2=0.297MPa-1，压缩模量Es=5.84MPa。

（2）水文地质情况

地下稳定水位为2.90～3.80m，标高为7.77～9.49m，初见水位与稳定水位基本持平。

但其稳定水位受地形及季节性气候影响波动较大，施工时为雨天，但不是雨季高峰，预计雨季高峰期会上升约0.50m左右，旱季时会下降约1.00m。

场地地下水主要赋存于①层填土、②3层中粗砂及④层基岩裂隙中。

①层填土含水量一般，透水性中等，属上层滞水，受大气降水影响；②1层淤泥质土含水量大，但透水性弱，为隔水层；②3层中粗砂含水量大，透水性强，属孔隙潜水；②2层粉质粘土及③层砂质粘性土含砂及砾，亦具一定的含水量及透水性；④层基岩裂隙水，受上部土层地下水下渗及邻近裂隙水涌入或排出影响。

场地地下水以蒸发和下渗方式排泄，本场地地表径流水往北偏西排泄。

经过前期的降排水工作，本基坑内的地下水位已有所降低（降低约1m），在本基坑正式开挖前，需要保持持续降水，具体降水方案已编制送审。

（三）各岩土层有关力学参数表

具体详见下表：

各岩土层有关力学参数表

地层

代号

地层

序号

地层

名称

承载力

特征值

fak

（kPa）

压缩

模量

（Es1-2）

（MPa）

土的天

然重度

（kN/m3）

凝聚

力

（kPa）

内摩

擦角

度

Qml

①

填土

18.0

Qal

②1

淤泥质土

2.2

17.2

②2

粉质粘土

140

5.0

18.9

②3

中粗砂

180

5.3

19.3

Qel

③

砂质粘性土

220

5.5

19.2

④1

全风化

花岗片麻岩

280

15.5

④2

强风化

花岗片麻岩

fa=550kPa

3、施工方法的选择

（一）基坑支护

根据现场实际情况，结合我公司现有的施工机具，决定选用拉森钢板桩进行支护，拉森钢板桩长度选用12m，规格为400*80*8mm。

支护钢板桩距离CT10边缘1000mm。

根据设计验算，如果就在原地面开始打入拉森钢板桩，不能满足要求，必须先对基坑周边的土方进行卸载处理，即按1:

1放坡卸载1000厚的土方，然后再行打入钢板桩，即可满足验算要求。

拉森钢板桩的布置具体详见下图。

（2）土方开挖机具的选择

由于本基坑的开挖属于桩间土开挖，结合开挖深度（3.6m）及宽度，以及施工工期的要求，选用KOMARSU120型反铲挖土机，最大挖深5m，斗容量0.7m3，挖斗宽度0.6m。

运输车选用12m3自卸车。

（3）土方开挖的方式

本基坑的土方开挖采用坑端开挖、坑端运土的方式，挖土机在开挖时分段不分层，一次开挖到位（预留200mm人工清底），分段的宽度以挖土机回转半径内（约3m）能挖到底为宜。

坑边不堆放土方，挖土机和自卸汽车可以进入拟开挖的即可范围内。

具体详见下图。

（四）承台砖胎模

由于本承台开挖深度较大，且场地土为回填土，故选用的砖胎模厚度为500mm,材质为MU7.5灰砂砖，砂浆为MU7.5水泥砂浆。

具体详见下图。

4、施工方法

（1）施工顺序

测量放线→压入拉森钢板桩→土方开挖→降排水→砖胎模砌筑→拔出钢板桩→土方回填至底板底。

（一）基坑土方开挖的施工方法

本基坑的土方开挖施工方法具体参见已编制的《承台土方开挖方案》，本初不在赘述。

（2）基坑钢板桩支护的施工方法

1、本基坑支护的具体大样图如下所示。

2、拉森钢板桩的施工机械及材料用量

拉森钢板桩采用反铲挖土机换掉挖土斗，换装钢板桩夹具，挖土机型号为小松300型，数量一台。

12m长拉森钢板桩数量为：

260条。

3、施工方法

（1）测量放线

根据坐标定位及本方案的平面图，测设处钢板桩的位置线，并采用木桩和白灰做出标记。

（2）压入钢板桩

根据已测设好的位置线，将拉森钢板桩逐条压入土内。

压入钢板桩是要注意保持垂直度、轴线偏差、桩顶标高等。

压入钢板桩时，遇到地下障碍物（如下埋的石块、砼块等）时，压桩机要打开震动，震碎障碍物；如遇较大且坚硬的石块，尽量采用挖除的方法处理，难以挖除处理时，则将钢板桩向外转角或弧形通过，避开障碍物。

（3）拔出钢板桩

咋基坑土方开挖完成，且砖胎模砌筑完成后，拔出钢板桩。

拔出钢板桩的设备仍然为压桩机，拔桩是开启震动，缓慢拔出。

注意咋拔桩时不要碰撞砖胎模，尽量避免土方坍塌压塌砖胎模。

5、质量控制

本基坑开挖的质量控制体系必须在本项目的整体质量控制体系内运行，其运行体系此处不赘述。

土方开挖的质量验收标准在承台土方开挖方案中已编制，此处不赘述，严格按此标准执行即可。

拉森钢板桩的质量标准具体详见下表。

垂直度

桩顶标高

位移

100mm

六、钢板桩的施工中遇到的问题及处理：

由于场地内地质结构复杂（属于杂填土），钢板桩打拔施工中常遇到一些难题，常采用如下几点办法解决：

①桩过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍物，导致钢板桩打入深度不够，采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。

②钢板桩杂填土地段挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：

在发生偏斜位置将钢板桩往上拔l.0m～2.0m，再往下压进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。

③钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。

④在基础较软处，有时发生施工当时将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。

七、文明施工措施

1、完善技术和操作管理规程，确保邻近建筑物及管线的安全。

2、采取各种措施降低施工噪声，尽量避开夜间22:

00时以后施工扰民。

3、车辆出场地要对车轮进行冲洗干净，保证车轮干净上路；对车载土进行覆盖，避免洒漏。

4、现场设立专职调度，对运土车辆进行合理安排，保证施工的顺利进行。

5、成立专门的清洁班，每天对施工场地施工道路及相接的市政道路进行清洁维护。

八、应急措施

1、在施工过程中要加强对拉森钢板桩的位移观测，观测点设置在每条边的中间位置。

2、如发现在土方开挖过程中，发现出现较大位移及其他异常情况时，要及时向上级汇报，并立即停止施工，所有人员和设备撤出基坑范围10m以外。

3、钢板桩出现大的位移时，采取加水平斜角撑的方法进行加固处理，即在每个边咋角部采用I16#工字钢，长度为6m，进行焊接加固，焊缝高度8mm满焊。

具体如下图所示。

4、在挖土过程中，要保持降排水，始终保持地下水位位于基坑底部以下500mm处。

发现水位异常上涨时，要立即停止施工，撤离所有机械和人员毛病立即上报处理。

具体处理方法为，在本基坑四周边增设降水井点（每边增设一个），加强降水工作，待地下水位降至底板以下500mm后方能继续施工。

九、附件：

拉森钢板桩支护计算书

悬臂支护结构设计计算书

计算依据：

1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

2、《建筑施工计算手册》江正荣编著

3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著

4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著

5、《土力学与地基基础》

一、参数信息

1、基本参数

支护桩材料

拉森钢板桩

支护桩间距ba（m）

通长

支护桩嵌入土深度ld（m）

9.4

基坑开挖深度h（m）

2.6

基坑外侧水位深度ha（m）

3.2

基坑内侧水位深度hp（m）

0.5

支护桩在坑底处的水平位移量υ（mm）

地下水位面至坑底的土层厚度D1（m）

0.5

基坑内外的水头差△h（m）

0.9

2、土层参数

土层类型

土厚度h（m）

土重度γ（kN/m3）

粘聚力c（kPa）

内摩擦角φ（°）

饱和土重度γsat（kN/m3）

水土分算

填土

否

淤泥

1.5

17.2

19.2

否

粘性土

18.9

19.9

否

3、荷载参数

类型

荷载q（kpa）

距支护边缘的水平距离a（m）

垂直基坑边的分布宽度b（m）

平行基坑边的分布长度l（m）

作用深度d（m）

满布荷载

条形局部荷载

3.5

矩形局部荷载

4、计算系数

结构重要性系数γ0

综合分项系数γF

1.25

嵌固稳定安全系数Ke

1.2

圆弧滑动稳定安全系数Ks

1.3

流土稳定性安全系数Kf

1.1

二、土压力计算

土压力分布示意图

附加荷载布置图

1、主动土压力计算

1）主动土压力系数

Ka1=tan2（45°-φ1/2）=tan2（45-9/2）=0.729；

Ka2=tan2（45°-φ2/2）=tan2（45-9/2）=0.729；

Ka3=tan2（45°-φ3/2）=tan2（45-9/2）=0.729；

Ka4=tan2（45°-φ4/2）=tan2（45-9/2）=0.729；

Ka5=tan2（45°-φ5/2）=tan2（45-4/2）=0.87；

Ka6=tan2（45°-φ6/2）=tan2（45-15/2）=0.589；

2）土压力、地下水产生的水平荷载

第1层土：

0-2m

H1'=[∑γ0h0+∑q1]/γi=[0+3]/18=0.167m

Pak1上=γ1H1'Ka1-2c1Ka10.5=18×0.167×0.729-2×8×0.7290.5=-11.47kN/m2

Pak1下=γ1（h1+H1'）Ka1-2c1Ka10.5=18×（2+0.167）×0.729-2×8×0.7290.5=14.774kN/m2

第2层土：

2-3.2m

H2'=[∑γ1h1+∑q1+∑q1b1/（b1+2a1）]/γi=[36+3+1.75]/18=2.264m

Pak2上=γ2H2'Ka2-2c2Ka20.5=18×2.264×0.729-2×8×0.7290.5=16.047kN/m2

Pak2下=γ2（h2+H2'）Ka2-2c2Ka20.5=18×（1.2+2.264）×0.729-2×8×0.7290.5=31.794kN/m2

第3层土：

3.2-5m

H3'=[∑γ2h2+∑q1+∑q1b1/（b1+2a1）]/γsati=[57.6+3+1.75]/20=3.118m

Pak3上=γsat3H3'Ka3-2c3Ka30.5=20×3.118×0.729-2×8×0.7290.5=31.799kN/m2

Pak3下=γsat3（h3+H3'）Ka3-2c3Ka30.5=20×（1.8+3.118）×0.729-2×8×0.7290.5=58.043kN/m2

第4层土：

5-10m

H4'=[∑γ3h3+∑q1+∑q1b1/（b1+2a1）+∑q1b1l1/（（b1+2a1）（l1+2a1）]/γsati=[93.6+3+1.75+0.909]/20=4.963m

Pak4上=γsat4H4'Ka4-2c4Ka40.5=20×4.963×0.729-2×8×0.7290.5=58.7kN/m2

Pak4下=γsat4（h4+H4'）Ka4-2c4Ka40.5=20×（5+4.963）×0.729-2×8×0.7290.5=131.6kN/m2

第5层土：

10-11.5m

H5'=[∑γ4h4+∑q1+∑q1b1l1/（（b1+2a1）（l1+2a1）]/γsati=[193.6+3+0.909]/19.2=10.287m

Pak5上=γsat5H5'Ka5-2c5Ka50.5=19.2×10.287×0.87-2×7×0.870.5=158.776kN/m2

Pak5下=γsat5（h5+H5'）Ka5-2c5Ka50.5=19.2×（1.5+10.287）×0.87-2×7×0.870.5=183.832kN/m2

第6层土：

11.5-12m

H6'=[∑γ5h5+∑q1+∑q1b1l1/（（b1+2a1）（l1+2a1）]/γsati=[222.4+3+0.909]/19.9=11.372m

Pak6上=γsat6H6'Ka6-2c6Ka60.5=19.9×11.372×0.589-2×28×0.5890.5=90.314kN/m2

Pak6下=γsat6（h6+H6'）Ka6-2c6Ka60.5=19.9×（0.5+11.372）×0.589-2×28×0.5890.5=96.175kN/m2

3）水平荷载

临界深度：

Z0=Pak1下h1/（Pak1上+Pak1下）=14.774×2/（11.47+14.774）=1.126m；

第1层土

Eak1=0.5Pak1下Z0ba=0.5×14.774×1.126×0.01=0.083kN；

aa1=Z0/3+∑h2=1.126/3+10=10.375m；

第2层土

Eak2=h2（Pa2上+Pa2下）ba/2=1.2×（16.047+31.794）×0.01/2=0.287kN；

aa2=h2（2Pa2上+Pa2下）/（3Pa2上+3Pa2下）+∑h3=1.2×（2×16.047+31.794）/（3×16.047+3×31.794）+8.8=9.334m；

第3层土

Eak3=h3（Pa3上+Pa3下）ba/2=1.8×（31.799+58.043）×0.01/2=0.809kN；

aa3=h3（2Pa3上+Pa3下）/（3Pa3上+3Pa3下）+∑h4=1.8×（2×31.799+58.043）/（3×31.799+3×58.043）+7=7.812m；

第4层土

Eak4=h4（Pa4上+Pa4下）ba/2=5×（58.7+131.6）×0.01/2=4.758kN；

aa4=h4（2Pa4上+Pa4下）/（3Pa4上+3Pa4下）+∑h5=5×（2×58.7+131.6）/（3×58.7+3×131.6）+2=4.181m；

第5层土

Eak5=h5（Pa5上+Pa5下）ba/2=1.5×（158.776+183.832）×0.01/2=2.57kN；

aa5=h5（2Pa5上+Pa5下）/（3Pa5上+3Pa5下）+∑h6=1.5×（2×158.776+183.832）/（3×158.776+3×183.832）+0.5=1.232m；

第6层土

Eak6=h6（Pa6上+Pa6下）ba/2=0.5×（90.314+96.175）×0.01/2=0.466kN；

aa6=h6（2Pa6上+Pa6下）/（3Pa6上+3Pa6下）=0.5×（2×90.314+96.175）/（3×90.314+3×96.175）=0.247m；

土压力合力：

Eak=ΣEaki=0.083+0.287+0.809+4.758+2.57+0.466=8.973kN；

合力作用点：

aa=Σ（aaiEaki）/Eak=（10.375×0.083+9.334×0.287+7.812×0.809+4.181×4.758+1.232×2.57+0.247×0.466）/8.973=3.682m；

2、被动土压力计算

1）被动土压力系数

Kp1=tan2（45°+φ1/2）=tan2（45+9/2）=1.371；

Kp2=tan2（45°+φ2/2）=tan2（45+9/2）=1.371；

Kp3=tan2（45°+φ3/2）=tan2（45+4/2）=1.15；

Kp4=tan2（45°+φ4/2）=tan2（45+15/2）=1.698；

2）土压力、地下水产生的水平荷载

第1层土：

2.6-3.1m

H1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/18=0m

Ppk1上=γ1H1'Kp1+2c1Kp10.5=18×0×1.371+2×8×1.3710.5=18.734kN/m2

Ppk1下=γ1（h1+H1'）Kp1+2c1Kp10.5=18×（0.5+0）×1.371+2×8×1.3710.5=31.073kN/m2

第2层土：

3.1-10m

H2'=[∑γ1h1]/γsati=[9]/20=0.45m

Ppk2上=γsat2H2'Kp2+2c2Kp20.5=20×0.45×1.371+2×8×1.3710.5=31.073kN/m2

Ppk2下=γsat2（h2+H2'）Kp2+2c2Kp20.5=20×（6.9+0.45）×1.371+2×8×1.3710.5=220.271kN/m2

第3层土：

10-11.5m

H3'=[∑γ2h2]/γsati=[147]/19.2=7.656m

Ppk3上=γsat3H3'Kp3+2c3Kp30.5=19.2×7.656×1.15+2×7×1.150.5=184.058kN/m2

Ppk3下=γsat3（h3+H3'）Kp3+2c3Kp30.5=19.2×（1.5+7.656）×1.15+2×7×1.150.5=217.178kN/m2

第4层土：

11.5-12m

H4'=[∑γ3h3]/γsati=[175.8]/19.9=8.834m

Ppk4上=γsat4H4'Kp4+2c4Kp40.5=19.9×8.834×1.698+2×28×1.6980.5=371.475kN/m2

Ppk4下=γsat4（h4+H4'）Kp4+2c4Kp40.5=19.9×（0.5+8.834）×1.698+2×28×1.6980.5=388.37kN/m2

3）水平荷载

第1层土

Epk1=bah1（Pp1上+Pp1下）/2=0.01×0.5×（18.734+31.073）/2=0.125kN；

ap1=h1（2Pp1上+Pp1下）/（3Pp1上+3Pp1下）+∑h2=0.5×（2×18.734+31.073）/（3×18.734+3×31.073）+8.9=9.129m；

第2层土

Epk2=bah2（Pp2上+Pp2下）/2=0.01×6.9×（31.073+220.271）/2=8.671kN；

ap2=h2（2Pp2上+Pp2下）/（3Pp2上+3Pp2下）+∑h3=6.9×（2×31.073+220.271）/（3×31.073+3×220.271）+2=4.584m；

第3层土

Epk3=bah3（Pp3上+Pp3下）/2=0.01×1.5×（184.058+217.178）/2=3.009kN；

ap3=h3（2Pp3上+Pp3下）/（3Pp3上+3Pp3下）+∑h4=1.5×（2×184.058+217.178）/（3×184.058+3×217.178）+0.5=1.229m；

第4层土

Epk4=bah4（Pp4上+Pp4下）/2=0.01×0.5×（371.475+388.37）/2=1.9kN；

ap4=h4（2Pp4上+Pp4下）/（3Pp4上+3Pp4下）=0.5×（2×371.475+388.37）/（3×371.475+3×388.37）=0.248m；

土压力合力：

Epk=ΣEpki=0.125+8.671+3.009+1.9=13.705kN；

合力作用点：

ap=Σ（apiEpki）/Epk=（9.129×0.125+4.584×8.671+1.229×3.009+0.248×1.9）/13.705=3.288m；

3、基坑内侧土反力计算

1）主动土压力系数

Ka1=tan2（45°-φ1/2）=tan2（45-9/2）=0.729；

Ka2=tan2（45°-φ2/2）=tan2（45-9/2）=0.729；

Ka3=tan2（45°-φ3/2）=tan2（45-4/2）=0.87；

Ka4=tan2（45°-φ4/2）=tan2（45-15/2）=0.589；

2）土压力、地下水产生的水平荷载

第1层土：

2.6-3.1m

H1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/18=0m

Psk1上=（0.2φ12-φ1+c1）∑h0（1-∑h0/ld）υ

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