郑东新区CBD副中心综合管廊工程基坑开挖及支护工程专项施工方案.docx

1、郑东新区CBD副中心综合管廊工程基坑开挖及支护工程专项施工方案-郑东新区CBD副中心区综合管廊工程基坑土方开挖及支护方案第一章 概述1.1工程概况 拟建工程场地位于郑东新区的龙湖区规划CBD副中心，主要集中在北三环以北的面积约1.5平方公里的龙湖人工岛内。本标段设计里程为K1+669.824K2+319.292，管廊总长约为649.468米，基坑开挖深度约0.0018.3米。本工程周边为空地，无管线及地下构筑物需保护，根据开挖深度和周边环境，结合附近已有工程经验，本标段基坑围护采用天然放坡方案。1.2场地工程地质水文条件1.2.1 工程地质1.2.1.1、地形地貌 主湖区位于黄河南岸，地貌单元

2、上属全新世黄河泛滥冲积平原，总体上西高东低，地形平坦开阔，地面高程在87.083.0米之间，平均坡降1%。左右。区内有大量鱼塘分布，相连成片，鱼塘深一般在1.52.0米左右，均为人工开挖成塘。区内用于灌溉或排涝的沟渠较多，深度一般1.02.0米左右，宽度2.0米10米，多沿路边展布。1.2.1.2、地层岩性 根据现场钻孔、静力触探试及土工试验结果等，将勘察深度内的土层按其不同成因，时代及物理力学性质差异划分为6个工程地质单元层，并各层特征分述如下：（1）层：杂填土（Q4ml):层底埋深0.5-7.0m，层底标高77.80-85.84m，层厚0.5-7.0m。杂色，松散。东段以耕土、杂填土为主，

3、西段主要为原建筑物房基及硬化地面，含大量碎砖、砼、硬地面等建筑垃圾及少量生活垃圾等，杂填土密实度差异较大，力学性质不均。（2）层：粉砂夹粉土（Q4al)：层底埋深2.1-9.0m，层底标高77.38-83.82m，层厚1.0-6.0m，褐黄色，稍湿，松散稍密，成分以石英，长石为主。局部夹粉土，褐黄色，稍湿，中密，偶见蜗牛壳碎片及锈斑。（3）层：粉质粘土（Q4al）：层底埋深2.4-10.0m，层底标高74.52-81.68m，层厚0.6-5.0m，黄灰，黑灰色，软塑-可塑。干强度中，韧性中。含大量蜗牛壳碎片及黑色腐殖质，具有臭味，偶见小颗粒径钙质结核。本层主要分布在场地东南及西部。 （3）-1

4、粉砂层（Q4al）：层底埋深4.4-9.0m,层底标高76.34-79.92m，层厚0.8-2.8m。灰黄，褐黄色，稍湿，松散-稍密。成分以石英、长石为主。 （4）粉砂层（Q4al）：层底埋深5.8-17.8m，层底标高71.34-76.22m，层厚0.5-8.8m。褐黄色，稍湿，中密-密实。成分以石英、长石为主。 （4）-1粉砂层（Q4al):层底埋深3.0-13.5m，层底标高73.80-80.18m,层厚1.3-7.5m。褐黄色，稍湿中密。成分以石英为主。整个场地均有分布。 （5）粉土层（Q4al):层底埋深7.0-16.0m,层底标高70.20-74.23m，层厚0.5-4.3m。褐黄

5、色，湿，密实。干强度低，韧性低，摇震反应迅速。见锈斑，含少量小颗粒径钙质结核，粒径0.5-1.0cm。 （6）细砂（Q4al):层底埋深27.5-42.0m，层底标高43.34-54.74m，层厚15.0-26.6m。褐黄色，湿-饱和，密实。成分以石英，长石为主。 各层土的物理力学性指标成果统计及建议值见下表： 层号层号（2）层号（3）层号（3）-1层号（4）层号（4）-1层号（5）层号（6） 岩性粉砂夹粉土 粉质粘土 粉砂 粉砂 粉砂 粉土 细砂天然密度（g/cm3)1.971.932.00凝聚力C（kpa)324.230313.60摩擦角（。）257.325323016.2351.2.2水

6、文特性 本场地地下水位受周围防渗墙及地铁4号线施工降水影响，地下水位有明显差异，环路北桥防渗墙西侧地下水位埋深11.7-13.5m，标高72.0m左右，防渗墙东侧地下水位埋深16.5-17.3m，标高68.0m,东段受施工降水影响较大，地下水位10.1-20.2米，标高66.5-67.8m，西段由于防渗墙的存在，受施工降水影响较小，地下水位9.0-15.2m，标高73.1-76.1m。地下水属潜水，主要受大气降水的补给。据调查，近5年最高水位埋深约3.0m，标高83.0m，历史最高水位埋深约0.0m，标高86m左右。预估设计基准期内年平均最高水位埋深1.0m,标高85m左右。 通过对场地内地下

7、水取样进行水质分析，根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001)(2009版）判定，该地区地下水对混凝土结构具微腐蚀，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀。根据场地地层情况，水位地质条件，结合附近基坑降水工程经验，各层土的渗透系数建议值见下表： 渗透系数K建议值表层号层号（2）层号（3）层号（3）-1层号（4）层号（4）-1层号（5）层号（6)岩性粉砂夹粉土粉质粘土粉砂粉砂粉砂粉土细砂K(m/d)3.00.13.05.05.00.58.0第二章 基坑支护设计方案2.1设计依据1、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）（2011年版）2、钢筋焊接及验收规范（JBJ18-201

8、2）3、土方与爆破工程施工及验收规范（GBJ201-2012）4、锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）5、郑东新区CBD副中心综合管廊（东段、西段）场地岩土工程详细勘察报告（化工部郑州地质工程勘察院）6、管廊工艺及结构专业提供的施工设计资料（北京城建设计研究总院有限公司，2013年10月）7、建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）8、建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）9、建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）10、建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）2.2基坑设计技术标准1、基坑的安全等级根据地质状况、周边环境和基坑深度划分为：三级。

9、2、基坑变形控制标准：地表最大沉降量不大于60mm，边坡坡顶水平位移不大于0.8%。H且不大于70mm。3、地面超载按20kpa计算。如果施工中地面超载超过设计值，施工单位必须通知设计单位，以便对设计做出调整，确保基坑安全。2.3基坑支护方案 按照本工程的基坑开挖深度约0m17.9m，根据基坑开挖深度、边坡位置和地形情况的不同，采用不同的放坡坡率和防护形式，具体如下： 2.3.1、基坑边坡当地表高程小于87.0m时采用全深度一级放坡开挖，坡面采用C20喷射混凝土6200*200钢筋网+20钢筋长度L=1m间距1.5m*1.5m土钉进行防护，砼厚度80mm。放坡率设置如下：当开挖深度H小于6m时

10、，放坡率为1:1，当开挖深度大于6m小于10m时，放坡坡率为1:1.5，当开挖深度大于10m小于12m时，放坡坡率为1:1.75. 基坑边坡示意图2.3.2、基坑内侧（管廊左侧）边坡当地表高程大于87.0m时采用二级放坡开挖，在高程87.0m处设置10米宽的台阶，一级边坡坡面采用C20喷射混凝土+6200*200钢筋网片+20钢筋长度L=1m间距1.5m*1.5m土钉进行防护，砼厚度为80mm。2.3.3、基坑外侧（基坑右侧）边坡均采用全深度一级放坡开挖，坡面采用C20喷射混凝土+6200*200钢筋网片+20钢筋长度L=1m间距1.5m*1.5m土钉进行防护，砼厚度为80mm。放坡坡率设置如

11、下：当开挖深度小于6m时，放坡坡率为1:1，当开挖深度大于等于6m时小于10m时，放坡坡率1:1.5，当开挖深度大于等于10m时小于12m时，放坡坡率为1:1.75。当开挖深度大于等于12m时小于15m时，放坡坡率为1:2。 基坑边坡示意图基坑计算采用理正深基坑软件V70，计算后整体稳定性系数大于1.2，满足规范要求。 第三章 基坑水处理方案本工程基坑的水处理主要包括地下水和地表水的处理分述如下：3.1基坑排水方案3.1.1基坑坑内排水本工程基坑开挖深度大部分为018m，长约649.468m,宽约16.5m，汇水面积较大，应注意排水。对于基坑内部的排水，拟在土方开挖过程中设置排水沟和集水坑，间

12、距60-80m，尺寸为长500mm宽500mm深1200mm，排水沟尺寸为宽300mm，深300mm。集水坑配备抽水设备，实时进行排水，遇到降雨时，增加排水泵数量，使其能够满足基坑排水需求。3.1.2地表排水为防止坑外地表水汇入基坑，在坑顶设置240*300mm的砖砌挡水墙，沿基坑顶部全长设置。另外在外侧设置集水坑尺寸500*500*1200mm,间距60-80m，排水沟为300*300mm。3.2基坑降水方案3.2.1基坑降水的方法本基坑开挖深度大部分为8m,局部为18.3m 根据岩土工程勘察报告，本场地地下水位位于自然地面下11.8m13.5m及地铁施工降水影响，可见大部分基坑支护结构不受

13、地下水的影响，不需进行降水。根据一期施工情况存在降水的位置在管廊结构集水坑位置，相比较基坑标高低2m，标高为77m，本标段分布三个集水坑，所以在集水坑两侧采用真空轻型井点降水，降水深度约2.5m.3.2.2施工参数介绍 本标段集水坑设计有三个，分别为9#集水坑在K1+758.357-K1+802.324之间、10#集水坑在K1+894.135-K1+959.862之间、11#集水坑在K2+064.491+K2+089.987之间。 在基坑开挖至基坑底标高后，在集水坑处筏板基础垫层以外的两侧各设置两个井点，先进行井点降水（真空度-0.03MPa-0.06MPa），有效降水（水位低于集水坑底地下不

14、小于2.5m）后进行开挖集水坑，若开挖后遇到明水采用明排水法。施工顺序：井点降水施工，外设明排水；集水坑区内水位降水至槽底地以下2.5m处；进行开挖，留降水管降水直到基坑回填结束3.2.2.1施工方法 1）、施工准备选择总管铺设位置，考虑真空泵的功率及能负担集水总管的长度，确定抽水水流方向及出水口位置，布置抽水泵安放位置的选择，在放置泵的方向外侧开挖集水槽排水。抽水总管为直径50mmPVC管，插入井管为直径20mmPVC管，总管与井管的连接采用软塑管，各种规格的管材分类码放整齐。 2）、井点降水工艺流程施工准备水冲成孔管井定位 连接井管安装集水总管下沉井管井点管周密封抽水外排试运转调试 井点降

15、水工艺流程图 3）、井点埋设 （1）测放井点 用钢尺测放井点，定位井管点用竹签插入地下做好标识。经复测合格后方可施工。 （2）埋设井点 井管为50mm直径PVC管，井管下端为滤管，滤管长0.6m，管壁上钻有8mm的星棋状排列滤孔，为避免滤孔堵塞，管壁外包尼龙丝布作为滤网，在滤网外再围一段螺旋形铁丝，将滤网固定在滤管上，防止滤网脱落或下滑，保护滤管。 井点管埋设采用导杆冲枪式水冲法成孔。导杆式冲枪的由高压水泵、两端开口带有变径的镀锌铁管、高压橡胶软管等组成。将冲枪枪口端略插入地面下，开启冲枪水泵，枪口喷射高压水流冲击土体成孔，枪体跟进枪头下沉，一直达到设计孔深。成孔及井管的倾斜度50，成孔深度略

16、深于井点管长度，井点管的长度应满足设计要求。水冲法成孔后，关闭冲枪水泵，拔出冲枪，及时将井点管沉放孔中，用砂土将井点管与孔壁之间的缝隙填充密实，以防漏气。该井管埋设结束后进行下一井点管的埋设。1.3.3井管与主管连接主管在井点管处接一变径三通，变径规格同井管，主管的变径端与井管端采用透明软塑管连接，连接时用胶封堵接头孔隙，软塑管两端的连接部位再用薄膜束缚，防止接头漏气影响抽水效果。主管与井管连接示意图 4）、抽水井管与集水管连接完成后需进行试抽，检查管路是否漏气。抽水真空度宜控制-0.03MPa-0.06MPa，真空度以真空泵端安装的真空表读数衡量。如管路密闭即可开始抽水。抽出的水通过集水槽流

17、出。有效降低水位至集水坑槽底以下2.5m，根据类似工程场地施工经验，抽水时间约一周。 5）、井点降水系统的维护与保证措施 井点系统运转时，必须有专人操作与维护，通过一看、二听、三摸确保持续有效降水。配备备用真空泵和动力机械设备，一旦设备发生故障，立即换上备用设备保证设备连续运转、降水连续进行。拟投入降水施工的主要施工机械设备及材料表序号机械设备及材料名称型号规格数量单位施工用途备注2真空泵7.5KW12台井点降水根据实际情况定3PVC管50mm120m井点降水根据实际情况定4三通50mm120个井点降水根据实际情况定5钢丝软管55mm300m井点降水根据实际情况定6挖掘机日立EX2201台挖沟

18、排水根据实际情况定7塑料布243卷排水沟根据实际情况定第四章 土方开挖方案4.1 编制依据及原则1、关于郑东新区CBD副中心综合管廊工程基坑支护、土方开挖有关问题的答复文件2、设计图纸3、地基与基础工程施工验收规范4、中华人民共和国现行与此工程相关的施工规范、规程、评定标准，及施工技术资料；5、开挖原则： （1）、一减少：即减少基坑无支护暴露的时间。（3）、五要点：分层、分步、对称、平衡、限时的五个要点。4.2 土方开挖方案4.2.1基本情况说明土方开挖方量：综合管廊工程约195914m3。土方开挖长度：综合管廊工程649.468米。开挖条件：土方开挖所需所有外部条件具备；开挖所需所有机械设备

19、、人员到位；所有用于监测等的技术配套服务到位,整个开挖过程24小时不间断满负荷施工，不考虑气候因素及外界所有影响，即在绝对理想化的条件下施工。开挖的时间安排：按总包单位指定日期开始开挖施工。工期分解原则：依照现场具体情况及支撑形式不同分解工期。土方量计算原则：考虑到现场开挖的实际操作情况，实方与虚方换算系数定为1.15，而运输车每车满载量实际为17 m318m3,为方便计算，扩为20 m3。4.2.2 区段划分考虑本工程段有一座三幅桥梁，管廊工程需要下穿大桥所以把本标段管廊施工区段划分为两个施工段。开挖方向是自两端向中间进行。运土车在桥梁两头临时道路出土，即第一区段开挖的土方由桥西侧运出，第二

20、区段开挖的土方由桥东侧运出。4.2.3每段的土方开挖方法采用分层倒退开挖的方法，每作业班组设2台挖掘机，六辆自卸车，自卸汽车在基坑内的临时路面上装土。（1）每层开挖，开挖深度为2.5至3米，一个施工区每层挖完待支护喷射完成后、退回继续下一层开挖，至基坑底标高向上留0.3米由人工清理。（2）施工中采用多台挖掘机进行挖、装运作业施工，开挖放大坡度，留好临时道路，以便渣土车出土。竖向每层挖深度应控制在2.5-3m，纵向延伸长度整个施工面。4.2.4工期安排及计算基坑支护和土方开挖共120天，考虑到地铁施工影响，除去施工准备和支护桩施工时间。每个区段平行施工，不单独占用工期。4.2.5机械设备机械设备

21、一览表序号设备名称型号数量备注1挖掘机SH200GT4辆2山推EX300-22辆 3装卸机ZL-502辆4自卸汽车10吨10辆5测量仪器全站仪2台6照明设备碘钨灯足量7清扫设备扫帚、铁锹足量4.3施工重点、难点控制，雨季、冬季施工技术措施4.3.1施工重点开挖过程中的支护喷射混凝土施工，是整个过程中的关键环节，若支护不到位、不及时，不符合要求是不允许开挖。4.3.2土方开挖雨季施工措施就整个工程而言，应编制完整的雨季施工方案，针对土方开挖若遇雨季应做好以下工作：（1）施工现场排水：基坑四周应硬化处理，基坑两坡口处应砌240厚挡水墙，在基坑四周设排水沟300300mm，流向市政管网，另外应指定专

22、人负责。及时疏通排水系统，确定施工现场排水畅通。（2）边坡基坑支护：雨季施工中加强对基坑周边的监控，配备足够多的潜水泵等排水设施，确保排水及时，雨后应及时对坑、槽边坡和护壁支撑结构进行检查，并派专人对深基坑进行测量、观察现场情况，如发现边坡有裂缝、疏松，支护结构拧断等危险征兆，立即采取措施解决，另为因雨天原因发生坡道打滑等情况时，应停止土方机械作业施工。4.3.3土方开挖冬季施工措施土方工程的冬期施工，施工前做好准备工作，并保证连续施工。基坑挖土接近基底标高时，要严密监视和有效控制，防止超挖，破坏基底原状土的结构，采用机械挖土冬季施工时，基底预留30厘米厚度不挖，在有关验槽人员验收后由人工挖除

23、，做到挖土快，基础施工快，减少暴漏时间。若基槽开挖后不能马上进行基础施工，应覆盖二层草垫进行保温。冬季施工，遇下雪天时，外运土方车辆主要运输道路采取防滑措施，如满铺草席、铺砖渣。4.4开挖监控（1）基坑开挖前应作出系统的开挖监控方案，监控方案应包括监控目的，监测项目、监控板警值、监测方法及精度要求、监测点的布置以及信息反馈系统等，监测点的布置应满足监控要求，基坑边缘以外12倍开挖深度范围内的需要保护物体应作为监控对象，主要监测项目有支护结构水平位移、土体分层竖向位移、支护结构界面上侧向压力等。（2）监测事项 1）测量时应随时计算、校核和分析监测数据。当出现异常值时，应及时进行复测，并分析原因，

24、采取补救措施，以确保支护结构安全。 2）每次测量，均应及时做好记录，完整填写日报表。3）与甲方委托的第三方专业监测单位进行多方沟通相互验证数据信息，以求准确及时，以求达到用检测数据指导现场施工，进行信息化施工，使施工组织设计得到优化的目的。4.5施工安全、后勤保障等事宜1、基坑开挖现场必须全封闭施工，基坑四周必须架设防护栏杆加以安全围护。2、施工现场用电必须符合施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005,J405-2005。3、施工中所用所有设备、机械均需定期检查，不可带伤作业，所有操作人员均应有相关资质。4、负责运输的车辆应封闭或覆盖，出人现场时有专人指挥，出现场时应对车辆及车轮进行清

25、洗，以免污染市政路面。5、严格控制现场粉尘、噪音污染以及夜间施工光污染，采取必要措施减少对周围居民影响，为郑州市的建设作出贡献。4.6 土方施工应急措施1、成立以项目经理为首的安全事故应急指挥机构，下设办公室及专业组，办公室设在项目部。 2、基坑局部出现位移、沉降过大，迅速在此区域内采取袋装土反压回填、加厚喷射砼等补救措施，坑底处变形位移过大，可回填部分基坑或砂石袋堆压坡脚，然后采取固化坡脚土体的措施。3、做好基坑四周地表水的排泄和下水管道的疏导，防止地表水或雨水对坑壁的冲刷。4、基坑开挖施工时，应通过监测和观察，获得准确数据并及时分析处理，严密注视是否有险情及险情发生的情况，准备充足的抢险设

26、备、材料、人员等。5、机械施工时须格外小心，不可触碰支护结构，若不慎损伤支护结构，现场有材料、设备、专人人员及时进行维修安装。6、基坑底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其它可能影响安全的征兆，如少量流砂、涌土、隆起等现象，应立即停止施工，组织专业人员查找原因，消除隐患。7、施工过程中如有人员意外受伤，现场应积极组织抢救，并拨打120急救电话，尽快送往就近医院进行救治。第五章 基坑边坡位移监控方案5.1监测目的根据建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）中有关规定，基坑工程施工前由建设方委托具备相应资质的第三方对基坑工程实施现场监测，根据监测所得数据，实时掌握基坑及周围环境的

27、运行情况，保证工程安全。监测项目包括坡顶位移监测，地质及支护观察。基坑监测的目的如下：1）检验设计所采取的各种假设和参数的正确性，指导基坑开挖和支护结构的施工。2）积累工程经验，为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。5.2监测依据1） “郑东新区CBD副中心综合管廊工程基坑开挖和支护工程设计方案”；2）建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）；3）建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)；4）岩土工程勘察规范(GB50021-2001)；5）建筑变形测量规程（JGJ8-2007）；6）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）。5.3监测项目1）支护施工中的边坡位移监

28、测2）对地质及支护进行监测5.4基坑监测方法5.4.1监测布置方案1）坡顶位移监测 在坡顶设置竖向位移和水平位移监测点，竖向位移和水平位移监测点合二为一，各点间距15m。2）地质及支护观察 检查内容有地表，支护结构等有无裂缝及其出现的位置，发生时间，地面发生鼓胀，沉降的位置、形态、面积、幅度及发生时间等。5.4.2监测周期各监测点在施工到位后即可安装，土方施工期间1次/1d,底板浇筑后30天内1次/2d,之后酌情减少监测次数，并执行相应基坑监测规程。各监测点监测数据出现突变异常或遇大雨时，应增加监测频率。5.4.3监测预警值1)、坡顶位移监测边坡坡顶竖向位移和水平位移控制值为千分之八h (h为

29、监测点处基坑深度）和70mm两者取小值，预警值为控制值得80%。2）、地质及支护观察 查看支护体系各部位是否出现裂缝、渗漏等，必要时应拍照或录像，对变形强烈地段要设立连续观测点。如发生异常现象，经复查后，应立即报告。5.4.4监测管理 对最终边坡的监测点设置及质量检查要严格，并做好防护，保证起始数据及过程监测数据可靠，检测频率必须按设计进行，数据及时整理及传递给甲方及设计单位，以便掌握基坑及周围环境稳定情况。5.5基坑的巡视为确保基坑的安全，基坑工程整个施工期内，每天均应有专人进行巡视检查。 5.5.1基坑巡视内容基坑工程巡视检查应包括以下主要内容：1） 支护结构：支护结构成型质量；支护有无裂

30、缝出现；边坡有无较大变形；墙后土体有无沉陷、裂缝及滑移；基坑有无涌土、流砂、管涌；坑顶、坑底是否有积水，支护面上是否有地下水渗漏现象。2） 施工工况开挖后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异；基坑开挖分段长度及分层厚度是否与设计要求一致，有无超长、超深开挖；场地地表水、地下水排放状况是否正常，基坑降水设施是否运转正常；基坑周围地面堆载情况，有无超堆荷载。3）基坑周边环境地下管道有无破损、泄露情况；周边建（构）筑物有无新增裂缝出现；周边道路（地面）有无裂缝、沉陷；邻近基坑及建（构）筑物的施工情况。4）监测设施基准点、监测点完好状况；有无影响观测工作的障碍物；监测元件的完好及保护情况。5.5.2巡视的方法巡视检查的检查方法以目测为主，可辅以锤、钎、量尺、放大镜等工器具以及摄像、摄影等设备进行。巡视检查应对自然条件、支护结构、施工工况、周边环境、监测设施等