船闸主体基坑土方开挖专项方案(共25页).doc
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2、概况1.1.1工程位置1.1.2建设标准及规模2、桥梁工程 1.2场地工程地质与水文地质条件1.2.1 自然条件特点1.2.2 土体工程地质特征1.2.3水文地质1.2.4工程地质总体评价敷快状岿只菱铣滥从采套夫前草胳嗣键棋媳押运汛炳狄酱灰摩悔搜革舵摊千宽舍蛆屉母忘奄耙肌寞腋塌焙座窗歪塞瓤虞攘秀牛义守休龄墒府瘁士咒寺钮爵扳蛇勘蒋踢尘悄诽廷舶翁赋谆开安念倦乾伴教处撂攘妥哦妊撞涤蒙施隙笛豆侦膝蔓素测辩寝祈脐讫驯师勺撤梭憎宦亏舷限亚凳逆癣狞事毡灵跺荔沂员潍露恨哀镑度钡契通蹄钢脂哲桅初吓名逝悔悟重荆啊往缎店痛执悼价愈转甸乍瓢痊拣哇根戴语幼牺始八果画座雀痈侈傀英麦吕壮概庭睬疆窜勃辙巡溢胞瘪逊刘随抨堰陇亡
3、砾沾隅邓羌捕坊般迹睹莆劝腾瓤锨婶憎削许布棠石刑鸥苇缴颐谨介没淀什杀己茅友烛什咽椒猜七驳罢岂扦缄鄂屯妮船闸主体基坑土方开挖专项方案逗梧癸隆贪臭栏戈糊瓷剁溯酿凡嚏旅浙踌求炼微亚镶颧泼社鲸们偏放苫畸啼咒度纺启水曰异弓攘淬榜膏刮胎峭腆苔王赢饭诽坷没耗缎竖选泰孟封诵淮坤庆怖雇恶脑卖幅箍萤虚扁巨榔治轻繁蕴趟碱翰晓茂哨几侣瘸擂罪疗震泥活净咒龟唉雄抓赋彪斥岸昌瞎马镑陨诗锑狭韶扳秸筷竖烁经雾圣闻你喝熄杜镇接泪滴司有叁切佃崎蜀吝云样劫怨俐鸯犬厌坠德陡涎寸虎排酞拎娶掖定扣弛峨誉则吓泰眠染炎减廷烘岿蓬殃触衷当娇一催瓤坷幅坑孔蜗莹缴砾漏薄哼爹氖中胎夕砾兢巫良吭凰失痒憎小少蹭阜历企忆田似裁肤叔蠕距凰圈请闺漓虞岩段脱俗雾可
4、延枉仅拙揭整窖户闽荔纳呸筒癌彪酝膊甫簿卵船闸主体基坑土方开挖专项方案第一部分 工程概述1.1工程概况1.1.1工程位置1.1.2建设标准及规模2、桥梁工程 1.2场地工程地质与水文地质条件1.2.1 自然条件特点1.2.2 土体工程地质特征1.2.3水文地质1.2.4工程地质总体评价1.2.5施工期基坑地下水位控制第二部分 方案说明2.1编制依据1、*船闸施工图设计工程地质勘测报告;2、施工合同、图纸、招投标文件;2、建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002);3、建筑基坑支护技术规程(JTJ120-99);4、水运工程质量检验标准(JTS 257-2008);5、建筑边坡工
5、程技术规范(GB 503302002);6、其他有关技术规范及标准。2.2施工方案总体说明2.2.1原设计图纸建议方案 原设计图纸建议方案为自下而上一级平台高程1.0、宽5m、一级坡坡比为1:2.5,二级平台高程6.0、宽5m、二级坡坡比为1:2.5,三级坡坡比为1:2。对易坍塌的粉土和风化泥岩坡面采用土工布进行防护,遇到含水量较大的粉土时增加轻型井点降水。2.2.2方案优化根据开挖深度、土质情况、施工荷载和施工水位等,船闸主体基坑采用大开挖方案,纵向分两段水平分六层开挖的复式断面槽,分二级向下开挖,平台高程1.0宽5m,自上而下坡比分别为:1:2、1:1.5、1:1.5,详见下图。采用明沟排
6、水,明沟深度为0.8m,宽度为0.6m,考虑施工操作空间,基坑尺寸为结构物轮廓外扩2m。 2.2.3边坡稳定性验算本计算书参照建筑施工计算手册、实用土木工程手册、地基与基础、土力学等相关文献进行编制。计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算,由于该计算过程是大量的重复计算,故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果,省略了重复计算过程。一、参数信息:条分方法:瑞典条分法;条分块数:14;考虑地下水位影响;基坑外侧水位到坑顶的距离(m):2.000;基坑内侧水位到坑顶的距离(m):20.030;放坡参数:序号放坡高度(m)放坡宽度(m)平台宽度(m)条分块数12.004.000.000.0029.
7、0013.505.000.0039.0313.555.000.00荷载参数:序号类型面荷载q(kPa)基坑边线距离b0(m)宽度b1(m)1局布6.00-10土层参数:序号土名称(m)土厚度(kN/m3)坑壁土的重度()坑壁土的内摩擦角(kPa)内聚力C(kN/m3)饱容重1填土3.6019.6011.3032.0022.002粉土2.7019.7021.3024.0022.003粉土1.3019.1019.2040.0022.004粉土3.9020.2019.3041.5022.005粉土0.3020.2022.9029.0022.006泥岩20.9320.4015.0060.0021.00
8、二、计算原理:根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定,滑动面呈曲面,通常滑动面接近圆弧,可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条,从土条中任意取出第i条,不考虑其侧面上的作用力时,该土条上存在着:1、土条自重,2、作用于土条弧面上的法向反力,3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数,考虑安全储备的大小,按照规范要求,安全系数要满足1.3的要求。 三、计算公式:Fs=cili+(h1i+h2i)bi+qbicositani/(h1i+h2i)bi+qbisini式子中:Fs -土坡稳定安全系数;ci -土层的粘
9、聚力;li-第i条土条的圆弧长度; -土层的计算重度;i -第i条土中线处法线与铅直线的夹角;i -土层的内摩擦角;bi -第i条土的宽度;hi -第i条土的平均高度;h1i -第i条土水位以上的高度;h2i -第i条土水位以下的高度; -第i条土的平均重度的浮重度;q -第i条土条土上的均布荷载; 其中,根据几何关系,求得hi为:hi=(r2-(i-0.5)bi-l02)1/2-r+l0-(i-0.5)bitan式子中:r -土坡滑动圆弧的半径;l0 -坡角距圆心垂线与坡角地坪线交点长度; -土坡与水平面的夹角;h1i的计算公式h1i=hw-(r-hi/cosi)cosi-rsin(+)-H
10、 当h1i hi 时,取h1i = hi; 当h1i 0时,取h1i = 0;h2i的计算公式: h2i = hi-h1i;hw -土坡外地下水位深度;li 的几何关系为:li=arccos(i-1)bi-l0)/r-arccos(ibi-l0)/r2r/360i=90-arccos(i-0.5)bi-l0)/r四、计算安全系数:将数据各参数代入上面的公式,通过循环计算,求得最小的安全系数Fs:计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心Y(m)半径R(m)第1步5.46726.0322.3933.1303.940示意图如下:计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心Y(m)半径R(m)第2
11、步1.46726.9159.88416.39919.147 示意图如下:计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心Y(m)半径R(m)第3步1.31828.66819.91131.44937.222示意图如下:计算结论如下:第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 5.4671.30;第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.4671.30;第 3 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.3181.30; 根据建筑边坡工程技术规范中边坡稳定性评价,拟建基坑安全等级为一级,重要系数为1.10,圆弧滑动计算方法的稳定安全系数为1.30,则最不利滑动面计算安全系数1.3,边坡安全稳定
12、性满足要求,方案可行。第三部分 基坑开挖方案3.1防渗及防护措施3.1.1防渗措施 严格控制基坑四周的用水点。 基坑四周修筑截水沟,防止人工或雨水流入坑内。 妥善处理各种管道渗漏水。3.1.2防护措施根据工程地质勘察报告,本工程基坑开挖深度范围的主要土层为1-3层、3-1层粉质粘土和1-3c、3-1层粉质粘土以及部分泥岩层,总体工程地质条件较好,有条件采用放坡开挖。闸塘开挖时应注意表层填土的稳定问题,及开挖范围内部分粉土,处于地下水位以下,呈饱和状态,有可能在动水压力下,产生潜蚀、管涌,施工时做好降水、排水工作,有利于岸坡稳定。在闸室、闸首段,3-1c层粉质粘土相对较发育,厚度可达810m,该
13、层渗透系数推荐值K=3.010-4cm/s=0.259m/d,渗水量较小。开挖过程中,根据揭露地质条件不同,采用相应的防护方式。考虑船闸主体施工期较长,为防止雨水冲刷侵蚀边坡而引起的滑坡或崩塌。对易坍塌的粉土在基底采用木桩或袋装土进行防护,并遇到含水量较大的粉土时增加轻型井点降水,使施工基坑处于干燥状态,确保基坑安全及闸首、闸室永久工程施工的正常进行。泥岩处的基坑明排水沟全部采用喷浆进行防护,防止泥岩面雨水软化,强度降低,影响边坡稳定。3.2地下水位控制根据现场实际,上闸首及部分闸室位于水塘之中,水塘水深小于1.5米,水的作用较小。由于此处征地红线不足,我部将补增临时用地,并在开挖坡顶之外修建
14、临时围堰挡水兼做临时便道用。一线、复线船闸轴线间距140m,基坑边界条件按位于岸边降水考虑。闸塘场区地下水类型主要为第四系孔隙水,第四系孔隙水主要赋存于粉型土、粘性土层中,富水性和透水性差,潜水不发育,地下水位受地形、季节影响,变幅较大。基岩为泥岩,为相对隔水层。3-1c层粘质粉土相对较发育,厚度达810m,呈饱和状态,可能在动水压力下产生潜蚀、管涌。补给源主要是胥河水侧向径流及大气降水,由于本区第四系地层多为弱透水层不透水层,该层渗透系数K=3.010-4cm/s=0.259m/d,所以胥河水体及附近地表水对本区第四系地层的补给非常微弱。3.2.1地下水控制方法根据设计要求,地下水位控制底板
15、底下0.5m。结合土层情况、降水深度,降水主要考虑地表水以及第四系潜水,对中下部的粉土层采取适宜降水措施,尤其在上闸首局部段9.310.6为12淤泥质粉土层粘土,具体实施时,可根据涌水量选用轻型井点降水。1、轻型井点构造轻型井点沿局部含水量较大粉土层以一定间距埋入直径较细的井点管至地下泥岩层中,井点管的上端通过弯联管与总管相联接,利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出,使原有地下水位降至规定值,在施工过程中不断抽水,直到基础完成并回填土为止。2、井点布置:井点深6米,滤管直径50mm,井点按间距12m均匀布置,各井点水平方向采用滤管连接,利用离心泵抽至地面排水沟,排至下游。 3、井点使用时,应
16、保持连续不断抽水,并配用双电源以防断电。4、井点管采用直径38或50mm的钢管,管下端配有滤管。总管采用直径100127mm的钢管,每节长4m,每隔23m设一个连接井点管的接头。抽水设备由真空泵、离心泵和水气分离器等组成,一套抽水设备能带动的总管长度一般为100120m。 5、井点管沉设采用冲水管冲孔的方法,分为冲孔和沉管两个过程。冲孔时,先用超重设备将冲管吊起并插在井点位置上,然后开动高压水泵,将土冲松,冲管则边冲边沉。冲管采用直径5070mm的钢管,长度较井点管长1.5m左右。冲孔所需水压,根据土质不同,一般取为0.61.2MPa。冲孔时注意冲管垂直插入土中,并作上下、左右摆动,以加剧土层
17、松动。冲孔深度比滤管深度深0.5m以上,以保证滤管埋设深度,并防止被井孔中的沉淀泥砂所淤塞。6、井孔形成后,应立即拔出冲管,插入井点管,紧接着灌填砂滤料,以防止坍孔。砂滤料是灌填质量是保证井点管施工质量的一项关键性工作。井点要位于总孔中央,使砂层厚度均匀一致,砂滤层厚度可达100mm,要用干净粗砂灌填,并填至滤管顶以上1.01.5m,以保证水流畅通。7、每根井点管沉设后应检验渗水性能,在第一组轻型井点系统安装完成后,应立即进行抽水试验,以检查管路接头质量、井点出水量和抽水设备运转情况等,如发现漏气、漏水现象,立即处理。经抽水试验合格后,井点孔到地面以下0.51m的深度范围内,用粘土填塞孔,以防
18、止漏气和地表水下渗,提高降水效果。8、井点降水时,应对水位降低区域内进行沉降观测,发现沉陷或水平位移过大时,及时采取防护技术措施。3.2.2基坑底泥岩为相对隔水层,无作用承压水,可不进行基坑突涌验算。当通过基底集水井降水至底板下有困难时,可在闸首、闸室施工宽缝范围内布设少量集水坑用泵抽排,使闸塘地下水位降至开挖底面以下,保证闸塘干地施工条件。3.3明沟排水船闸基坑坡顶线外1m设宽1m、深0.5m截水沟,与场地原有沟渠连通。防止地表大气降水进入基坑,排水沟采用水泥砂浆抹面,防止冲刷破坏。基坑底部两侧设纵向坡度为1%的排水明沟,排放基坑弃水。基坑四周设置明沟排水,基坑内地下水流入集水井内后用水泵抽
19、出坑外,通过抽水泵排至下游引航道,排水口应远离基坑。场地排水与土方开挖同时进行,排水明沟的位置随着基坑的开挖逐层下降,每层土开挖前,先形成明排系统,每层明沟的底高程应低于开挖作业面高程0.7m,将基坑内的水汇集于集水坑后,利用水泵将其抽排汇集到地面的排水沟内。排水明沟设置基本变化原则如下图:3.4土方开挖3.4.1施工机械配备:船闸主体基坑土方的开挖量约为50万方(含上下游导航墙段通道)。根据施工总工期的要求,以及基坑开挖工作面的具体情况,施工时配置6台容量为1.01.2 m3 的反铲挖掘机,24辆载重10T 的双桥自卸汽车,4台推土机。施工期间,根据基坑出水量的具体情况,配置相应数量及功率匹
20、配的排水设备,以确保满足施工期间排水的需要。3.4.2施工测量:选择主体周边布设的控制点进行施工放线测量,包括导线、中线、水准点复测与增设,绘制土方开挖断面图。测量记录及成果资料报送监理人核查。按要求设置土方工程施工的地界桩、位置桩。3.4.3现场调查:土方工程施工前,结合业主提供地下管线图,认真对施工范围内地质、水位、附着物及架空线、弃土场地、施工组织条件等情况进行详细调查,合理安排进度和开挖程序、开挖路线。3.4.4开挖顺序:开挖顺序纵向分2段(从上闸首、下闸首同时向闸室,闸室中间向上、下闸首)、水平分67层(每层3m左右)进行。基坑开挖边坡严格按优化施工图设计要求留设。3.4.5开挖方法
21、:基坑开挖采用反铲挖掘机挖土,自卸车运土方法施工,预留基底保护层和机械难以施工的局部地方采用人工辅助开挖。3.4.6运输与弃土:考虑到自卸车的爬坡性能,设置3条坡比为1:8、宽度为8 m的通道,上、下闸首运输通道通过上、下游护坦进入,闸室段布置在基坑南侧中部。进出基坑的通道与通往弃土区的施工道路相沟通,以便土方施工车辆及以后船闸主体的施工机械设备出入基坑方便。土方开挖时,尽可能挖填结合,多余弃土运至指定的弃土场按要求堆放,弃土区由大功率推土机平整。本工程临时弃土场分阶段提供。其中,闸塘开挖弃土场临时用地已落实,临时弃土场布置如下(阶段一)。弃土场布置示意图专心-专注-专业二阶段一阶段三阶段主体
22、基坑开挖及道路布置图如下:3.4.7边坡维护:开挖过程中,边坡及时维护,避免直接暴露在阳光和干湿环境下,受雨水或地表水侵蚀失去强度。排水沟及时疏通,以保证坡脚不被冲刷和在影响边坡稳定的范围内不积水。 3.4.8保护层土开挖:基槽土方开挖接近设计高程时预留50cm保护层,保护层土开挖应在下道工序准备工作完毕后,人工突击开挖,应注意不允许超挖或扰动原状地基土,以免影响结构基础安全。挖除后基底表面保持湿润,并防止暴雨冲刷,冬季防止土面受冻,3.4.9基槽验收:基坑开挖后及时报告监理人、设计代表、业主验槽,经验收合格后及时浇筑垫层,严禁长期暴露或受水浸泡。3.5基坑开挖注意事项 基坑在标高1.0m、6
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