深基坑开挖专项施工组织方案.pdf
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1、 深基坑专项施工方案 第一章 工程概况 一、工程概述 市西江引水工程输水管线干线(西二环段)管线五标,起点为市三水区与南海区狮山镇交界处附近,终点为虹岭路南侧约 30m 处,即桩号约 16+067.519+567.5,管线桩号长度约 3.5km,管道采用 2DN3600 并排敷设,管中线相距 5.6m,沟槽坑底开挖宽度11.8m。工程容包括管道敷设及相关附属设施(排气阀井、泄水阀井等)的建设。本工程深基坑包括管道基坑及泄水阀井基坑,管道基坑开挖深度 5.312.5m,泄水阀井基坑开挖深度 12.76m。二、工程地质和水文地质(一)工程地质 场区主要出露第四系全新统人工填土层、全新统海冲积层、上
2、更新统河流相冲积层、残积层,基岩为白亚系碎屑岩。现在根据岩土层的成因类型、岩性及状态由上而下可划分为:(1)第四系全新统人工填土层 按组成成分可分为:杂填土:此层缺失;素填土;耕土:此层缺失。(2)全新统海冲积层 按其岩性及状态自上而下可分为:软塑粉质粘土;可塑粉质粘土;流塑淤泥;松散淤泥质粉砂、淤泥质细砂;松散粉砂、细砂:分布于局部地段;松散粗砂。(3)上更新统河流相冲积层 按岩性及状态自上而下可分为:软塑粘土、粉质粘土;可塑粉质粘土;松散稍密粉土:此层缺失。流塑淤泥、淤泥质粉质粘土;松散粉砂、细砂。稍密中砂、粗砂;稍密粉砂、细砂;中密粉砂、细砂;中密中砂、粗砂;卵石质粗砂:此层缺失。(4)
3、第四系残积层 为泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩等的风化残积土,按状态自上而下可划分为:可塑粉质粘土;硬塑粉质粘土。(5)白亚系碎屑岩 场区发育白亚系碎屑岩,岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、粗砂岩。碎屑状结构,呈中厚厚层状,按其风化程度由上而下可划分为:全风化带;强风化带;中风化带;微风化带:此层缺失。(二)水文地质 场地地下水类型主要有上层滞水和孔隙水。(1)上层滞水:赋存于人工填土中,但含水量不大,其动态受季节性控制。上层滞水主要接受大气降水和生活用水的渗入补给。(2)孔隙水:赋存于第四系全新统冲积砂层以及上更新统冲积的砂层中,以上砂层在分布于部分场地,厚度大,透水性好,
4、勘察地下水主要为承压水。孔隙水主要接受上游地下水迳流及周边河涌的侧向补给,补给来源充足。根据钻孔终孔 24 小时后观测,场地地下水混合稳定水位埋深一般为 0.106.30m。三、施工场地条件 施工场地位于西二环高速东侧农田,管道中线距西环路缘约 15.531 米,沿线施工条件变化大,主要为水塘及山丘,18+44319+567.5 段山丘较多,16+459.618+443 段水塘较多,管线南侧村镇较多,与梁家村距离较近。管道与桃源路、虹岭路交叉,桃源路与虹岭路已通车,过往车辆较少,施工机械、车辆等从桃源路与虹岭路出入比较便利。第二章 支护、支撑系统的结构设计 一、支护、支撑结构选型 根据岩土工程
5、勘察报告,本工程场基坑开挖深度围的土层主要为填土、粘土、粉砂和淤泥,地质条件差,同时管道基坑深度较大,且不同地段的管道基坑底的地质条件不同,需根据不同的形式采用相应的支护方式,本工程根据基坑开挖深度,地质条件,以及支撑的不同采用了八种不同的支护方式。(一)管道基坑支护形式 1、管道基坑支护方式一 适用于场地较小,土质较好(承载力特征值达到 120 Kpa 以上),基坑深度6300 的情况。桩号 16+545.316+606.6,16+763.2+16+844.8,17+30017+400,17+926.817+950,18+440 18+499.4段。采用 12 米长 IV 型拉森钢板桩加一道
6、支撑进行基坑支护,钢板桩之间采用 2I50b 围檩进行连接,直径 DN500 的钢管进行支撑,支撑距地面 500。2、管道基坑支护方式二 适用于管基采用换填,基坑深度 6300H8000 的情况。桩号 17+793.717+874.8 17+969.318+046.8,18+146.318+215 采用 15 米长 IV 型拉森钢板桩加二道支撑进行基坑支护,钢板桩之间采用 2I50b 围檩进行连接,直径 DN500 的钢管进行支撑。第一道支撑距地面 500,第二道支撑距第二道支撑 10002700。3、管道基坑支护方式三 适用于管基采用换填,基坑深度 H8300 的情况。桩号 16+613.5
7、16+650。采用 15 米长 IV 型拉森钢板桩加二道支撑进行基坑支护,钢板桩之间采用 2I50b 围檩进行连接,直径 DN500 的钢管进行支撑,第一道支撑距地面 1000,第二道在块石填充完成后拆除。4、管道基坑支护方式五 适用于管基采用水泥搅拌桩处理,基坑深度H6500 的情况。桩号 16+067.5 16+517.1,16+874.617+001.8,17+078.517+144.0,17+426.917+614.4。采用 12 米长IV 型拉森钢板桩加一道支撑进行基坑支护,钢板桩之间采用2I50b 围檩进行连接,直径DN500 的钢管进行支撑,支撑距地面 1000。5、管道基坑支护
8、方式六 适用于管基采用水泥搅拌桩处理,基坑深度 6500H8300 的情况。桩号 17+001.817+073.8,17+614.4 17+787。采用 15 米长 IV 型拉森钢板桩加二道支撑进行基坑支护,钢板桩之间采用 2I50b 围檩进行连接,直径 DN500 的钢管进行支撑,第一道支撑距地面 500,第二道距第一道支撑 10002700。6、管道基坑支护方式七 桩号 18+538.119+325 段放坡开挖采用土钉喷锚支护,锚杆采用25,32 钢筋矩形布设,间距 15001500,钢筋锚孔直径 90;基坑壁 C20 喷射砼 100 厚,挂 8200200钢筋网,钢筋网纵向搭接长度300
9、,横向搭接200,加强钢筋搭接采用焊接 7、管道基坑支护方式八 适用于软弱土,下面是岩质土质,桩号 19+32519+567.5 段。采用钢板桩与土钉结合的形式进行基坑支护,土钉喷锚支护锚杆采用25,32 钢筋矩形布设,间距 15001500,钢筋锚孔直径 90;基坑壁 C20 喷射砼 100 厚,挂 8200200 钢筋网。8、过鱼塘及河涌段支护方式 过鱼塘及三岗口涌段采用粘土围堰截流,管道基坑采用 15 米长型拉森钢板桩支护,钢板桩之间采用 2I50b 围檩进行连接,直径 DN500 的钢管进行支撑。(二)泄水阀井基坑支护 泄水阀井基坑采用 16m 长1000 三管旋喷桩桩结合 IV 型
10、15 米长拉森钢板桩支护,设三道50012 钢管支撑,三管旋喷桩桩距 500,三道支撑第一道距地面 500,第二道支撑与第一道支撑相距 3.835m,第三道支撑与第二道支撑相距 3.835m。(三)基坑附近设施保护措施本工程在桩号17+950 段梁家村房屋距离管线较近,施工管道时需要对房屋采取保护措施,施工前对管道沟槽两侧房屋现状进行拍照或摄象,并设置沉降观测点。在房屋一侧打双排 500 单管旋喷桩,两排桩 350350,入不透水层 1米,旋喷桩每间隔一个桩,插入 I32b 工字钢,工字钢采用外包措施施工完毕后回收利用,空隙用 1:3 水泥砂浆灌注。沟槽支护采用拉森钢板桩支撑,工字钢围檩,钢管
11、支撑。施工中随时进行沉降观测,一旦发现有沉降现象发生,应立即停止施工,并采取相应的加固措施,确保建(构)筑物及施工安全(四)基坑边坡保护措施(见附图)管沟回填地面高程与周围地面高差在 3 米以下时采用植草护坡,超过 3 米时采用浆砌石骨架结合植草护坡。二、支撑及支护方式图(见附图)三、本工程投入的拉森钢板桩的参数 本工程投入的拉森钢板桩采用 IV 型拉森钢板桩,每延米板桩截面积 A 为 236.00m2,每延米板桩壁惯性矩 I 为 39600.00cm4。每延米板桩抗弯模数 w 为 2200cm3,要求拉森钢板桩无穿孔,修边调直后方可使用。拉森钢板桩之间用 2150b 工字钢围檩进行连接,围檩
12、与每根拉森钢板桩之间空隙需打入木楔抵紧。转角需设置专用构件,采用50012 钢管进行支撑,支撑水平间距为 5.5m。管道安装需调整对撑间距并及时回顶。四、基坑监测要求 1、监测容(1)基坑周边沉降及位移监测 监测点和控制点均采用钢筋水泥制作,设置稳固。采用 J2 光学经纬仪或全站仪观测水平位移;采用精密水准仪观测垂直位移。基坑开挖期间每开挖一层观测 2 次或每天观测 2 次,时间为上午开工前,下午收工后。(2)土体侧向变形监测 沿基坑周边每 20m 布设一个测斜孔,测斜孔采用专用PVC 管,管正交的两组导向槽,埋入深度以进入弱风化岩为宜。测斜孔埋置时角保其中一组导向槽垂直于基坑边线,测斜孔与钻
13、孔壁间的空隙密实填砂并用水泥密封。基坑开挖过程中每开挖支护一层观测一次。(3)地下水位监测 观测孔成孔口径90,深 15 米,全长置入口径48 向钻眼、外包塑料滤网的 PVC 管;PVC 管与钻孔间隙 1 米以下填砾,深 1 米至孔口填膨润土并用水泥砂浆抹面;PVC 管口配保护盖。基坑开挖施工过程中,每开挖支护一层观测一次。本基坑支护结构的最大水平位移允许值,基坑按安全等级二级考虑,最大水平位移允许值为 40mm。各项监测项目在基坑支护施工前应测得稳定的初始值,且不少于 2 次。基坑监测完成时间为回填道标高 0.00,从基坑开挖到底面后到基坑回填道标高 0.00 这段时间的观测间隔时间为 71
14、5 天。监测数值表 监测项目 警戒值 控制值 危险值 土体沉降 30mm 40mm 50mm 墙体倾斜 30mm 40mm 50mm 墙体水平位移 30mm 40mm 50mm 水位下降 1m 2m 3m 五、结构设计安全有效期 设计使用年限为:钢板桩支护 30 天;土钉喷锚支护 180 天;排桩支护 360 天。六、深基坑支护计算书(另附)第三章 总体施工安排 本工程管道线性延伸,长 3.5KM,拟根据不同地基处理形式及支护形式,分段施工。管沟支护采用 15m 长、12 m 长型拉森钢板桩支护 2471 米,喷锚支护 1029 米。拉森钢板桩支护段拟安排 50100 米一个作业面,喷锚支护段
15、安排 20 米一个作业面,平行组织流水作业。拉森钢板桩支护段打拔拉森桩采用振动打桩机/锤,每个作业面 2 台,挖掘机 3台(1 台超长臂挖掘机),喷锚支护段每个作业面喷锚机具 2 台,挖掘机两台。第四章 基坑支护施工工艺及施工程序 一、钢板桩支护施工工艺及施工程序 钢板桩采用型拉森钢板桩,钢板桩之间采用2I50b 围檩进行连接,围檩与每根钢板桩之间空隙须打入木楔抵紧,转角必须设置专用构件。采用直径 DN500 的钢管进行支撑,管道安装须调整对撑间距并及时回顶。在块石填充满且密实度达到 95%时拆除石垫层处的钢支撑,然后再吊装好管道后且回填石屑密实度达到 90%以上后方拆除管道上方的钢支撑,以此
16、为准,每 50100 米为一个作业段。1、钢板桩施工的一般要求(1)板桩的设置位置要符合设计要求,便于基础施工,即在基础最突出的边缘外留有施工作业面。(2)基坑护壁板桩的平面布置形状应尽量平直整齐,避免不规则的转角,以便标准板桩的利用和支撑设置,各周边尺寸尽量符合板桩模数。(3)整个基础施工期间,在挖土、吊运、浇筑混凝土等施工作业中,严禁碰撞支撑,禁止任意拆除支撑,禁止在支撑上任意切割、电焊,也不应在支撑上搁置重物。2、板桩施工的顺序 板桩准备围檩支架安装板桩打设偏差纠正拔桩。3、板桩的检验、吊装、堆放(1)板桩的检验 对板桩,一般有材质检验和外观检验,以便对不合要求的板桩进行矫正,以减少打桩
17、过程中的困难。外观检验:包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等项容。(2)板桩吊运 装卸板桩宜采用两点吊。吊运时,每次起吊的板桩根数不宜过多,注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎,而单根吊运常用专用的吊具。(3)板桩堆放:板桩堆放的地点,要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上,并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意:堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便;板桩要按型号、规格、长度分别堆放,并在堆放处设置标牌说明;板桩应分层堆放,每层堆放数量一般不超过5 根,各层间要垫枕木,垫木间距。一般为
18、3-4 米,且上、下层垫木应在同一垂直线上,堆放的总高度不宜超过2 米。4、导架的安装 在板桩施工中,为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直,控制桩的打入精度,防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力,一般都需要设置一定刚度的、坚固的导架,亦称“施工围檩”。导架采用单层双面形式,通常由导梁和围檩桩等组成,围檩桩的间距一般为 2.53.5米,双面围檩之间的间距不宜过大,一般略比板桩墙厚度大 815mm。安装导架时应注意以下几点:(1)采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置。(2)导梁的高度要适宜,要有利于控制板桩的施工高度和提高施工工效。(3)导梁不能随着板桩的打设而产生下沉和变形。(4)导梁的位置应尽
19、量垂直,并不能与板桩碰撞。5、板桩施打(1)板桩用吊机带振锤施打,施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况,认真放出准确的支护桩中线。(2)打桩前,对板桩逐根检查,剔除连接锁口锈蚀、变形严重的普通板桩,不合格者待修整后才可使用。(3)打桩前,在板桩的锁口涂油脂,以方便打入拔出。(4)在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过 2%,当偏斜过大不能用拉齐方法调正时,拔起重打。(5)板桩施打采用屏风式打入法施工。屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸,打入精度高,易于实现封闭合拢。施工时,将1020 根板桩成排插入导架,使它呈屏风状,然后再施打。通常将屏风墙两端的一组板桩打至设计标高或
20、一定深度,并严格控制垂直度,用电焊固定在围檩上,然后在中间按顺序分 1/3 或 1/2 板桩高度打入。屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。施打顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。因此,施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。其选择原则是:当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时,应采用正向顺序施打;反之,用逆向顺序施打;当屏风墙两端板桩保持垂直状况时,可采用往复顺序施打;当板桩墙长度很长时,可用复合顺序施打。板桩打设的公差标准如下表所示。项目 允许公差 板桩轴线偏差 10cm 桩顶标高 10cm 板桩垂直度 1%(6)
21、密扣且保证开挖后入土不小于 2 米,保证板桩顺利合拢;特别是工作井的四个 角要使用转角板桩,若没有此类板桩,则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。(7)打入桩后,及时进行桩体的闭水性检查,对漏水处进行焊接修补,每天派专人进行检查桩体。6、板桩的拔除 基坑回填后,要拔除板桩,以便重复使用。拔除板桩前,应仔细研究拔桩方法、顺序和拔桩时间及土孔处理。否则,由于拔桩的振动影响,以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移,会给已施工的地下结构带来危害,并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。(1)拔桩方法 本工程拔桩采用振动锤拔桩:利用振动锤产生的强迫振动,扰动土质,破坏板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力,
22、依靠附加起吊力的作用将桩拔除。(2)拔桩时应注意事项 拔桩起点和顺序:对封闭式板桩墙,拔桩起点应离开角桩 5 根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点,必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。振打与振拔:拔桩时,可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附,然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100300mm,再与振动锤交替振打、振拔。起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷,起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的 1.2-2.0 倍。对引拔阻力较大的板桩,采用间歇振动的方法,每次振动 15min,振动锤连续不超过 1.5h。7、板桩土孔处理
23、 对拔桩后留下的桩孔,必须及时回填处理。回填的方法采用填入法。填入法所用材料为砂。二、喷锚支护施工工艺及施工程序 桩号 18+538.119+567.5 段采用放坡开挖,喷锚支护。喷锚护坡为 100 厚 C20 喷射混凝土,8200200 钢筋网,锚杆采用25,32 钢筋矩形布设,间距 15001500,钢筋锚孔直径 90。(一)锚杆施工 锚杆采用25,32 钢筋矩形布设,间距 15001500,钢筋锚孔直径 90。1、锚杆施工工艺流程图 锚杆施工工艺流程 2、施工方法(1)制锚 锚杆体:25(6m 长)32(10m 长)15001500 砂浆锚杆,技术质量要求:锚长允许误差-20cm;锚杆体
24、每隔 3-4m 做对中架;锚杆体(钢筋)搭焊长度5d,双面焊。(2)开挖 喷锚挂网支护的特点是边开挖边支护。为保证基坑边壁在开挖工程中土体应力场和应变场不产生过大变化,因此,对土方开挖有严格要求,挖土必须分层分段开挖,分层厚度1.5m,分段长度 1520m。(3)钻孔 钻孔前,根据设计要求和土层条件,定出孔位,做出标记。施工前准备 开工条件检查 孔位布置 钻孔、清孔 注进锚固砂浆、打进锚杆 综合检查 中间交工 检查孔深、锚杆规格 锚杆、砂浆试验 拉拔试验 检查验收 打进下一根锚 作业面场地要平坦、坚实、有排水沟,场地宽度大于 4m。钻机就位后,应保持平稳,导杆或立轴与钻杆倾角一致,并在同一轴线
25、上。根据土层条件可选择岩芯钻进,也可选择无岩芯钻进;为了配合跟管钻进,应配备足够数量的长度为0.5-1.0m的短套管。在钻进过程中,应精心操作,精神集中,合理掌握钻进参数,合理掌 握钻进速度,防止埋钻、卡钻等各种孔事故。一旦发生孔事故,应争取一切时间尽快处理,并备齐必要的事故打捞工具。钻孔完毕后,用清水把孔底沉渣冲洗干净,直至孔口清水返出。(4)锚杆杆体的组装与安放 按设计要求制作锚杆,为使锚杆处于钻孔中心,应在锚杆杆件上安设 定中架或隔离架。锚杆钢筋或钢丝平直、顺直、除油除绣。杆体自由段应用塑料布或塑料管包扎,与锚固体连接处用铅丝绑扎。安放锚杆杆体时,应防止杆体扭曲、压弯,注浆管宜随锚杆一同
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