护坡及帷幕止水施工组织设计方案416.docx
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护坡及帷幕止水施工组织设计方案416
1.概述
1.1编制依据
1.1.1编制资料依据
（1）北京市顺义区工程勘察所提供的《杨镇二中岩土工程勘察报告》（2011技18）。
（2）北京清尚环艺建筑设计院有限公司提供的实验楼楼“基础平面布置及配筋图”（结施-0-03）。
1.1.2主要规程、规范及标准
1、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；
2、《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》DBJ11-501-2009；
3、《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2003）
4、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）
5、《建筑工程质量验收统一标准》（GB50300-2001）；
6、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
7、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；
8、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）；
9、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）；
10、《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-2003）；
11、《工程测量规范》（GB50026-2007）；
12、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；
13、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
14、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）；
15、《建筑基坑支护技术规程》（DB11/489-2007）；
16、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；
17、《建筑基坑工程检测技术规范》（GB50497-2009）；
18、《危险性较大分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）、北京841号文；
19、其他有关规范、规程、标准。
1.2工程概况
拟建场地位于北京顺义区杨镇木燕路的东侧。
实验楼地上5层，地下1层，框架结构，±0.000标高37.30米，基底标高30.55m（-6.75m）。
基坑东侧紧挨现有宿舍楼，东南侧有重点保护文物古庙和银杏树，这部分地形较高，取自然标高为40.55m；其他各侧取自然标高为37.30m。
考虑防水层和垫层后基础底板，基坑开挖深度分别为6.75m/10.00m。
1.3场地岩土工程地质条件
1.3.1区域地质与气候条件
北京地区位于华北平原西北端，西、北、东北面三面环山，东、南及东南面为广阔的平原，称之为北京平原。
顺义位于北京市东北郊，地处燕山南鹿，华北平原北端，地势北高南低，北部山地最高点海拔637米，平原海拔25-45米，坡度为6/10000，属潮白河冲积扇中下段。
第四纪以来由于受新构造运动的影响，山区不断抬升，平原强烈下降，并接受了巨厚的河流沉积物，地层以厚层粘性土、粉土、厚砂层和卵石为主。
顺义地区气候属暖温带半湿润、半干旱大陆性季风气候区，年平均气温为11.5℃。
1月平均气温为4.9℃，最低气温零下19.1℃；7月平均气温为25.7℃，最高气温达40.5℃。
年日照2750小时，无霜期195天左右。
年均相对湿度50%，年均降雨量约625毫米，全年降水的75%集中在夏季，为华北地区降水量较均衡的地区之一。
雨季施工对建筑基坑开挖、支护和施工降水等将产生不利影响。
根据本次勘察成果及我院工程地质资料综合判定：
在本工程拟建场地范围内，不存在影响拟建场地整体稳定性的不良地质作用。
拟建场地位于北京顺义区杨镇木燕路东侧。
拟建场地地面标高35.86～42.85米。
按地层沉积年代、成因类型，将本次勘察深度范围的土层划分为人工堆积层、新近代沉积及第四纪沉积层3大类，并按地层岩性及其物理力学性质及数据指标进一步划分为如下：
表层为人工堆积层房渣土①层，其下为新近沉积及第四纪沉积的粉质粘土②层，砂质粉土②1层，粉砂③层，砂质粉土③1层，再以下为第四纪沉积的灰色粉质粘土④层，粉砂⑤，砂质粉土⑤1层，砂质粉土
层，粉土
1层，粘质粉土
2层，粘土
层。
1.3.2水文地质条件
勘察期间，探测得地下水，静止水位标高32.60～36.28米（埋深1.80～7.00m），其类型为上层滞水。
根据依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）第12.2.1条、第12.2.4条和第12.2.5条判定，拟建场地地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。
2.基坑止水方案
2.1基坑地下水处理目的、原则
⑴满足北京市从2008年3月份执行的《北京市建设工程施工降水管理办法》与《北京市建设工程施工降水管理办法实施细则》限制基坑施工进行地下降水的规定。
⑵确保将地下水位降低至槽底以下1.0m，挖至槽底（包括电梯井部分）时基槽干燥无水,不影响土方、护坡的施工。
⑶遵循维护地下水资源平衡的原则，确保不发生大量地下水流失。
⑷遵循安全施工、文明环保的原则，确保地基及周边管线、建筑物不沉降、不变形、同时保证基坑不发生隆起及管涌等不良地质现象。
⑸处理好残留滞水，确保基坑边坡安全。
⑹遵循经济节约施工可行的原则，设计方案尽量降低造价；坚持实事求是的原则，确保施工组织的可行性、先进性及合理性；遵循科学施工的原则，正确组织施工，确保施工质量优良。
2.2地下水处理方法选择
根据以往施工经验，结合场地的环境条件和水文地质条件，本工程采用：
桩锚支护部分基坑周边帷幕桩止水，基坑肥槽内大口径管井抽降坑内地下水，以满足基坑开挖干槽作业的要求。
将疏干井设置在基坑肥槽内，是为了避免疏干井对建筑基础结构造成不良影响。
本工程取帷幕桩插入隔水层粉质粘土④层中2m，桩径1000mm，间距1.50m，桩底进入坑底2.00m，可满足抗渗要求。
2.3坑内疏干井、坑外观测井降水井设计
坑内疏干井与坑外观测井设计：
疏干井孔径φ600，井间距10.0m，疏干井深度18.00m；观测井间距15.0m，井深18.0m，共设计疏干井与观测井9口；土钉墙支护部分降水井设计：
孔径φ600，井间距9.0m，井深度15.00m。
降水井16口。
井管为直径400mm的水泥砾石滤水管；井管外填入砾石滤料，砂层部位填入直径为2～4mm的砾石或石硝。
疏干井沿基坑肥槽布置。
2.4预防措施
①在基坑四周距坑边沿5m内不得设置用水点；在场地内的所有用水点，均应设置排水沟，将水引人下水管道。
②在基坑四周边沿设置排水沟（或排水管道），防止降雨和人工用水的入渗。
③在边坡上，每隔2～3m设置一根引水管，深0.5～1m，以防降雨入渗补给而引起边坡坍塌。
3.基坑支护方案
3.1基坑支护方案设计的指导思想
⑴根据工程特点、地质条件、基础施工环境交通要求、并考虑到地下结构施工可能需要较长的施工周期，基坑分两次开挖，基坑支护分别要经过冬、雨季施的考验，支护结构必须有足够的安全系数。
⑵护坡方案要科学合理，因地制宜，切实可行，确保深基坑边坡支护安全可靠。
⑶护坡工程必须与土方工程一体化安排，要为土方工程的顺利施工创造快捷和良好的前提条件。
⑷护坡工程在确保为后续施工创造出良好的施工作业面的同时，还要尽可能地减少不必要的土方回填。
⑸护坡工程要尽量减少与土方施工的工序穿插的次数，以缩短工期，具体体现在进行桩锚支护设计时，尽量将锚杆设计在同一标高，尽管此时桩身弯矩分配不是最佳，可能要适量增加桩的配筋，但可协调护坡与土方的一体化施工进程，有利于缩短工期。
⑹护坡工程要充分考虑到其经济合理性等。
3.2基坑支护方案选择
⑴目前比较成熟的支护形式主要有以下几种：
护坡桩与锚杆支护、悬臂桩支护、上部土钉墙（挡土墙）下部桩锚支护、土钉墙支护、微型桩复合土钉墙支护和地下连续墙支护等几种。
⑵根据以上几种支护形式的适用范围、安全性及经济性特点，结合基坑各部位的开挖深度、周边工作面的影响、场区内地质条件及现场实际情况，采用采用桩锚支护。
3.3基坑边坡支护方案设计
3.3.1基坑边坡支护方案
根据本工程的实际地理位置、槽深和周边情况，采用2个剖面进行支护。
基坑南侧基础边线与现有宿舍楼基础线仅约1.60m，基坑东南侧与现有重点保护文物古庙很近，这部分现状地表较高，采用桩锚支护，桩锚支护部分按一级基坑考虑。
其他各面用一般土钉墙支护，按三级基坑支护。
土钉墙工作面预留80cm的结构施工工作面；桩锚支护东侧预留100cm；南侧紧挨宿舍部分预留50cm。
附加荷载：
一般土钉墙支护部分现场地面超载取20Kpa；桩锚支护部分现场地面超载取20Kpa、100Kpa。
3.3.2基坑边坡支护设计参数
1）1-1剖面土钉墙支护
基坑深度为6.75m，采用土钉墙支护，土钉墙面坡比为1:
0.4（68°）。
土钉墙从地面至基坑底设置4层土钉。
土钉间距为1.5m×1.5m，呈梅花状布置。
土钉倾角为100，土钉钻孔直径φ110mm，主筋拉杆为1Φ20，外配1Φ16加强筋与所有主筋端头相连。
墙面挂φ6.5＠250×250的钢筋网片，并喷80～100mm厚的细石混凝土面层，喷射混凝土的强度为C20，混凝土采用人工搅拌的细石混凝土。
各层土钉参数见下表：
土钉参数表（槽深5.4m）
土钉层序
开挖深度（m）
层高（m）
孔间距（m）
孔深（m）
孔径（mm）
拉杆
倾角
（°）
1
2.0
1.5
1.5
4.8
110
1Φ20
10
2
3.5
1.5
1.5
6.8
110
1Φ20
10
3
5.0
1.5
1.5
5.8
110
1Φ20
10
4
6.5
1.5
1.5
3.8
110
1Φ20
10
2）2-2剖面桩锚支护
为了保护基坑东南侧的古庙和银杏树，采用桩锚支护，设计参数如下：
桩数（根）
桩径（mm）
桩长（m）
嵌固深度（m）
间距（m）
26
0.8
14
4
1.5
支护剖面如下图：
支护桩主筋为HRB3359Φ22，加强筋为Φ16@2000；螺旋筋为Φ8@200；锚杆锁定于2根25B工字钢制作的腰梁上。
预应力锚索的设计参数如下表：
类型
层序
深度m
间距m
孔径mm
自由段＋锚固段长度m
抗拉设计值Kn
拉杆
倾角°
锚索1
1
-0.25
三桩两锚
150
6＋16
450
3束-7Φ5
15
锚索2
1
-3.25
3.0
150
5＋15
450
3束-7Φ5
15
3）3-3剖面桩锚支护
为了保护基坑东侧的现有宿舍，采用桩锚支护，设计参数如下：
桩数（根）
桩径（mm）
桩长（m）
嵌固深度（m）
间距（m）
22
0.8
15
5
1.3
支护桩主筋为HRB3359Φ22，加强筋为Φ16@2000，螺旋筋为Φ8@200；锚杆锁定于2根25B工字钢制作的腰梁上。
预应力锚索的设计参数如下表：
类型
层序
深度m
间距m
孔径mm
自由段＋锚固段长度m
抗拉设计值Kn
拉杆
倾角°
锚索1
1
－0.35
1.3
150
6＋16
500
3束-7Φ5
15
锚索1
1
－3.35
1.3
150
5＋16
530
3束-7Φ5
15
支护剖面如下图：
2）桩顶连梁
桩顶设置一道截面尺寸为800×600的连梁，连梁配筋主筋为6Φ20+2Φ16，围筋为φ6.5@200，连梁混凝土标号为C25，连梁配筋详见连梁配筋图。
3）桩间土支护
对护坡桩桩间土护壁，将桩间土清除至桩内皮线外10cm以上，挂2.0x2.0x11规格的钢板网，采用φ14加强筋（竖向间距1.0m）与护坡桩铆接，然后喷射50mm厚的豆石砼，标号为C20。
局部有地下水渗漏部位，插入塑料管将地下水引入坑底集水沟排出槽外。
3.4对周围建筑的保护措施
本次基坑支护的难点是周边建筑物的保护，基坑东侧有5层学生宿舍楼，东南侧有古庙和银杏树。
为了保护现有建筑，本方案在基坑支护设计中为了减少桩锚支护的水平位移，加长了桩的嵌固深度，设置了一道锚杆；为了减少降水引起的地表沉降，在靠近建筑物的一侧采用桩间止水帷幕隔水的方式控制地下水，护坡桩的嵌固深度进入隔水层2.0m，也让护坡桩的下半部分起到了隔水的作用。
在护坡桩和帷幕桩施工作业中，要求帷幕桩和护坡桩施工采用“跳一打一”的方式，避免串孔；锚杆作业时，采用“跳一打一”的方式，采用“预注浆加劈裂注浆”工艺，钻孔施工完毕后立即注浆下放锚索，避免土层中的细砂流出,引起地表沉降。
4.施工部署
4.1工程管理目标
序号
目标名称
内容
1
工期管理目标
计划工期为60日历天（含假期、周六、日等）。
实际以业主单位开具开工指令的日期为本工程的开工日期。
2
质量管理目标
符合北京市现行质量验收规范，质量达到合格标准。
3
安全施工管理目标
实现安全施工生产，杜绝人身伤亡事故发生。
4
文明施工和环境保护管理目标
实现文明施工，污水、废气达标排放，施工扬尘、现场噪音符合法定要求，固定废弃物分类处理，节约资源，降低能耗。
4.2施工进度计划
根据招标文件要求，我司确定本次土方开挖、基坑支护及降水工程施工计划总工期为60日历天，各工序穿插进行，详见“施工进度计划表”。
本工程主要工序计划工期如下：
日期
工序
工期
4
8
12
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
56
60
施工准备
2
帷幕桩施工
10
护坡桩施工
10
疏干井与观测井施工
5
桩间土支护
36
锚杆及其张拉
28
第一步土钉墙及土方
5
第二步土钉墙及土方
5
第三步土钉墙及土方
5
坡道收尾
5
4.3项目管理组织机构及岗位职能
4.3.1项目管理组织机构
我司将委派经验丰富的项目经理任本工程项目经理，从我公司现有工程技术人员中抽调具有丰富基坑支护和止水施工经验的人员组成项目经理部，并按公司管理体系建立健全各职能部门，公司总部为项目提供全方位的服务支持。
项目管理组织机构详见下图。
项目管理组织机构图
4.3.2项目主要岗位职能
为了保证工程质量管理体系的有效运行和保证工程的施工质量及进度，项目在运行前期建立项目岗位职责，形成对各岗位的监督、考核和约束，从而保证工程的施工质量和施工进度。
其他部门包括安全部、质量部、物资部等各部门也将按照项目管理体系建立岗位责任制，各负其责。
4.4施工流程和总体施工安排
4.4.1施工流程
根据我公司类似基坑工程的施工经验和本工程的主要施工内容，结合工程现场情况以及工期要求，施工流程采取流水平行作业为主的施工工序安排，合理有效节约施工工期，保证按期，保证质量完成施工任务。
4.4.2总体施工安排
本工程施工工序涉及到护坡桩、连梁、预应力锚杆、土钉墙及土方挖运等，如何有效合理的安排施工工序，是能否保证工期的关键。
综合考虑本工程的特点后，总体施工安排顺序如下：
进场后进行现场准备，包括测量控制线及现场三通一平，搭建临时设施，布置施工临水、临电。
预计需要3天完成。
由于现场有需要破碎的旧建筑物基础，需要人工开挖换填后施工帷幕桩、护坡桩、桩顶连梁、预应力锚杆；施工完锚杆，就开始土钉墙施工；土方开挖至槽底（槽底以上0.30m人工配合）,最后土方收尾。
4.5人员安排与劳动力投入计划
4.5.1现场管理人员安排
序号
岗位
人数
职称及资格要求
1
项目经理
1
一级项目经理
2
项目总工
1
工程师
3
现场工长
1
具备施工员证
4
质检员
1
助理工程师
5
安全员
1
具备安全员证
6
材料员
1
具备材料员证
7
测量员
1～2
测量工程师
8
电工
1
具备电工操作证
4.5.2劳动力计划
护坡及土方、降水劳动力表
序号
工种
人数
职责
护坡桩施工
1
钻机操作及辅助人员
5
护坡桩成孔、混凝土灌注
2
钢筋工
10
护坡桩钢筋笼加工
3
吊车司机
1
钢筋笼调运、安放
锚杆施工
4
钻机机组人员
5
锚杆成孔、注浆
5
钢筋工
10
锚索（土钉）、钢梁加工与安放
6
锚杆张拉人员
4
锚杆张拉锁定
土钉墙施工
7
土钉墙施工
20
土钉墙成孔、土钉安放与墙面锚喷
土方施工
8
挖掘机司机
2
挖土
9
运土车司机
10
运土
10
辅助人员
5
辅助施工
地下水控制
11
搅拌桩施工
5
搅拌桩施工
12
疏干井钻机操作人员
20
疏干井成孔、下井管、填砾、洗井
13
力工
5
下井管、填砾、洗井、管线敷设、抽水
4.6机械设备的配置
根据工程需要，首先落实的大型机具为钻机、吊车、空压机、注浆机、锚喷机、电焊机、挖掘机、运输车等，将在企业内调配落实，砼的搅拌、运输及大宗材料的运输，将联系社会力量解决，自备运输车辆和小型机械将随施工队伍一起落实。
根据本工程的特点拟投入的主要施工机械如下表所示：
序号
设备名称
设备型号
数量
备注说明
1
长螺旋钻机
1台
护坡桩成孔
2
混凝土地泵
1台
护坡桩成桩
3
锚杆钻机
1台
锚杆成孔
4
吊车
20～25t
1辆
安放钢筋笼
5
挖土机
日立-300
1台
配合施工挖土
6
运输车
欧曼
5辆
土方外运
7
空压机
VY-12立-6型
1台
锚喷
8
反循环钻机
1台
降水井、疏干井、监测井成孔
9
改装的液压步履式长螺旋钻机
1台
搅拌桩止水帷幕
10
往复式高压注浆泵
1台
桩间帷幕桩施工
11
测量仪器
经纬仪、水准仪、全站仪
各1套
放线、沉降、变形观测
12
锚喷机
PZ-5
1台
桩间护壁施工
13
注浆泵
BW150
1台
锚杆注浆
14
张拉机
1套
锚杆张拉
15
钢筋加工机具
若干
钢筋加工
16
潜水泵
5-10t/h
20
抽水
17
电焊机
EX500
2
护坡桩
18
钢筋调直机
1
护坡桩
19
型材切割机
GQ40-1
1
护坡桩
20
灰浆搅拌机
1
锚杆、帷幕搅浆
5.土方开挖施工方案
5.1土方挖运
1、施工顺序和布置
（1）进场后根据设计接好施工水电出口，进行定位放线，做好轴线控制桩和基准水准点，并进行妥善保护。
定位放线经自检后，请监理复验，合格后再撒槽口灰线挖槽。
（2）由于施工场地有限，采用1台挖掘机施工，出土坡道设置在基坑北侧，做为运输车出土用，在出土的大门口设置一个洗车池。
土方施工根据支护结构施工的特点，合理布置各主要工序的穿插作业，土方施工配合护坡桩、锚杆等工序进行开挖。
（3）基底土挖运。
土方开挖至距离基底0.3m位置时要配合主体施工的基底清槽，不得破坏基底原状土，应将水准标高引测至坑底。
形成标高控制网，以准确开挖至预定标高。
2、施工机械及人员计划
1）施工机械
挖土机（小松300或日立400）1台
运土车（斯太尔、太拖拉）5辆
铲车1辆
2）施工人员
调度：
1人
挖土机司机；2人
土方车司机：
10人
铲车司机：
2人
3、土方施工流程
设备进场——场地平整——施工放线——地上、地下障碍物清除———帷幕桩、护坡桩施工——连梁施工——土方开挖——锚杆施工——土方开挖到槽底——清槽收工——后续施工。
4、运土施工流程
挖土装车——出口处清土——清扫（冲洗）轮胎——出场外运
5、挖土与护坡配合
挖土机挖土应配合基坑支护施工进行，挖土大致分为4大步，每步开挖至相应护坡桩标高或锚杆标高，每步挖深与基坑支护施工坚向间距相符，施工时首先开挖施工工作面（周边），然后向中间开挖。
6、为保证土方施工的合理进行，抢工期，争取时间，可在前1步开挖时集中机械和车辆提高施工进度进行突击施工，土方挖运土施工期间应保证车辆状况良好，车容整洁，运土高峰期间可适当增加车次。
7、用推土机或铲车平整现场道路，土方开挖方向，由南向北、由周边向马道口退挖。
8、槽底地沟、集水坑等局部需加深的部位，土方量较大处可用挖土机直接挖走，人工细部清理，人工清理的工运至挖土机旋转半径内，由挖土机挖走。
9、槽底预留土层厚度为30cm，由测量人员配合共同进行，标高由水准测量控制，不许超挖，以免扰动下部持力地层。
10、挖出土方的消纳
拟定土方消纳点为业主指定进行施工卸土点。
11、施工管理及技术要求
1）土方开挖前，先由业主提供的放线控制桩位引线，并结合开槽图施放开挖边线，放线须经监理认可验收，方可进行开挖。
2）土方开挖到基底时预留土层厚度30cm采取人工清理，其中上表10cm清理时，一台挖土机配合5-7名工人，一名测量员。
工人用平底锹清土，清除的土用铁锹直接推铲或用手推车运至挖土机回旋半径之内，由挖土机将土挖走，剩余20cm保护土待钎探验槽后由人工清走。
3）挖土时注意周边管线，开挖浅部5-6m厚度土层时，需有人跟铲作业，注意观察周边暗埋物的情况。
4）土方开挖标高控制由于基础持力层直接放在槽底土层上，挖土时如控制不好很容易对下卧持力层千万扰动，因此在挖土时必须注意控制挖深，土方开挖与喷锚支护同步进行，开挖时，每步挖深与对应每排喷锚坚向间距相符，不得超挖。
前期挖土施工时在护坡坡面上抄测挖土各点标高，喷锚每做一排即测一层标高，及时统计挖土标高，掌握最新开挖深度，将最后一步开挖作为控制重点，开挖时由专业测量人员跟踪超测，控制挖深。
5）预防超挖措施当护坡做至最后一步时（最后一步土方开挖）则应提前作出控制开挖的标高点，先由测量人员给出开挖深度，由挖土机逐步向下开挖，边开挖边测量，配合挖至预留人工清槽土层顶标高，对于已挖出槽底应等间跟撒出白灰点作为标志防止超挖，挖出槽底禁止大型施工机械和设备来回碾压。
6）土方与其它工序的配合
每步土方施工先给支护施工开挖工作面，土方开挖切坡时由支护看坡人指挥确定边坡留土厚度，减少人工修坡工作量，提高工效。
对于边坡一般障碍物可由挖土机直接挖除，支护时再进行处理，施工中全力配合边坡支护，对于边坡开挖深度控制，险情回填处理等安排应积极响应，一切为整体安全考虑。
5.2土方开挖过程中遇紧急情况的处理措施
1、立即停止施工，疏散相关人员
2、当边坡出现明显垮塌迹象，立即进行土方回填，稳住边坡。
3、检查护坡施工情况，查明原因，制定补救方案。
4、当地面出现较大沉降时，可采用跟踪注浆方法，沿沉降区域边缘打注浆孔，孔深根据土层压缩变形、下沉位置确
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