基坑开挖工程专项施工方案.doc
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1、基坑开挖工程专项施工方案一、工程概述石壁车站全长176.4m,宽17.143.9m基坑面积3937,挖深15.92m,土石方开挖量6.25m。本车站采用明挖法施工。根据本工程地质勘察报告,结合基坑特点,特编制本基坑开挖专项施工方案。二、基坑降水及排水施工基坑降水工程包括降水井施工和积水坑降水。由于是在围护结构内部进行,主要是降低和疏干基坑内地下水,以利基坑开挖及底板防水层施工。基坑降水采用积水坑降水。为防止地下水位持续下降造成临近地表及建筑物下水土流失过大,导致其下沉开裂,在工程降水过程中,采取如下措施:1、对周边地表及建筑物进行沉降观测,以及时取得数据,以确保安全施工。2、一旦发现水位观测孔
2、中的水位、水量变化异常,局部区域出现沉降现象,立即停止降水,查明原因,采取注浆止水及地下水回灌等措施。3、围护结构和止水帷幕完工后形成封闭环方可止水,严禁边施工围护结构边进行降水施工。4、定期和随时进行围护结构的稳定性跟踪监测,使用测斜管对围护结构的桩体水平变形进行监测,根据监测数据得出的分析结果,制定正确的施工措施。三、基坑开挖施工一)基坑开挖原则在基坑开挖施工时,认真贯彻“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则,严格控制基坑暴露的面积和深度。在基坑开挖时,分段、分区、分层、对称进行,不得超挖。根据实际情况,确定每区土体的开挖顺序,基本原则为:先中间,后两侧,确保两侧预留土堤护壁,减
3、少围护墙的悬臂长度和悬壁时间。二)施工组织及安排1、划分开挖段车站主体结构基坑长176.4、宽17.143.9,根据地铁车站施工的特点和结构施工的要求,将基坑划分为9个开挖段, ,每段长度20左右。2、施工方案根据设计图纸提供的地质情况,广州地铁二、八号线延长线9标段(石壁站)大部分为残积土层,极少部分为中风化和微风化,因此,施工期间,主要为挖掘机和破碎机进行开挖,根据情况必要时采取爆破开挖。开挖前在基坑内设一定的降水井以排除砂层中的水,采用8台挖掘机进行台阶式开挖, 5台装载机装碴,中间标准段配合龙门吊、两端配合一台QY25汽车吊进行垂直运输。深基坑开挖是从上到下分段进行,支撑施工相互交接进
4、行。开挖方法及分层间图6.2-4每层土体的开挖深度以设计的支撑位置为准,确保在基坑开挖后能及时进行支撑安装,减少围护墙的位移。同时保证每步开挖所暴露的部分地下墙体宽度控制在36,每层开挖深度不大于2,严禁在一个工况条件下,一次开挖到底。横向先开挖中间土体,后开挖两侧土体。基坑开挖一个循环的施工顺序为:基坑开挖到支撑下0.5m(混凝土支撑开挖到支撑底设计标高)基坑中部抽槽开挖安装钢支撑开挖预留被动土压区下一循环作业。开挖过程中结合支撑标高,随挖随撑,及时施作支撑体系以维护基坑稳定。随作主体结构施工进行支撑拆除,最下端支撑在底板及地下负二层侧墙施工达到设计强度后拆除,其它支撑顺主体结构施工进度适时
5、拆除。3、施工机械基坑开挖工程根据临时钢管支撑的分布情况及反铲挖掘机的性能,按四台反铲挖掘机为一组,配备2组,根据开挖深度和支撑层数的变化适当调整台阶层数。基坑开挖(含支撑结构施工),土方外弃、回填等工作分别由开挖围护施工队实施,由项目经理部统一调度指挥,每天开挖的土方,当天夜里全部运弃到指定的弃土场。顶板的回填土采用通道开挖出符合要求的土方回填,数量不足时可从弃土场调配。4、土方开挖工艺流程及施工方法土方开挖工艺流程详见图1。土方开挖连续墙表面修凿牛腿及围囹安装支撑安装下层土方开挖下一循环施工支撑拼装图1 土方开挖工艺流程图(1) 施工准备土方开挖的施工准备包括以下几个方面:所有材料、设备、
6、运输作业机械、水、电等必须进场到位;弃土地点必须落实,弃土线路畅通;基坑周边降、排水系统正常运转。 (2)开挖作业顺序施工场地平整标高为5.7m,冠梁顶标高为5.4m,为按照设计要求冠梁顶部需要放坡段,坡度达到设计要求后及时进行边坡加固。待围护结构及桩顶图6.2-4 基坑开挖各阶段施工示意图冠梁形成后,分台阶组织开挖,基坑开挖各阶段示意见图6.2-4。(4)坑底挖土至自卸汽车的过程第一台反铲挖掘机置于底部台阶,挖掘最底层土体,挖土甩放在底层台阶后部,由上层台阶反铲接力,直至顶层台阶,然后由最上层反铲负责装车。由于底层台阶反铲工作受基坑支撑制约,可根据反铲卸土工作净高,选择合适型号的反铲挖掘机。
7、分层分段对称进行土方开挖,基坑两侧预留三角土护坡,每层台阶的长度,根据机械开挖作业要求,控制在20m左右。基坑最后剩余土体无法利用台阶接力式开挖的,采取基坑底反铲挖掘机配合基坑上部大型吊车垂直运输的方式进行土方开挖施工。(5)开挖技术措施:土方开挖到第一道钢筋混凝土支撑下表面标高时,人工进行基底面处理,然后立模板浇注该处钢筋混凝土支撑,其余开挖至钢管支撑底部500mm处时,及时施作腰梁和钢管支撑。运输便道应设专人修整,确保运输安全、提高效率。机械开挖的同时应辅以人工配合,特别是基底以上30cm的土层应以人工开挖为主,以减少超挖、保持坑底土体的原状结构。在土方开挖过程中,应加强观察和监控量测工作
8、,以便发现施工安全隐患,并通过监测反馈及时调整开挖程序。严禁在挖土过程中碰撞已架设好的支撑结构。在基坑开挖过程中发现与设计有不同岩层时,及时报驻地监理、业主确认并做好记录、绘制施工工程地质素描图。当基底承载力与设计不符时,及时通知设计、监理协商解决。5、石方开挖施工方法(1)爆破方案对于基坑爆破,由于周围环境复杂,必须严格控制起爆时最大单段装药量,因而不能使用单孔装药量大的深孔爆破。根据区内岩性、施工技术尺寸要求及周围建、构筑物的实际情况,决定采用预裂爆破法减震和护坡,基坑主爆区采用微差小台阶的松动控制爆破。依据我公司多年从事专业爆破工作的经验,以及与此次工程相似的以往工程经验,本方案切实可行
9、,即安全又稳妥、高效,可确保边坡稳定,周围建筑物安全、基坑的支撑不受影响。(2)松动控制爆破设计松动控制爆破参数的确定:见表6.2-1。松动控制爆破参数 表6.2-1台阶高度h:h=1.03.0m孔深L:L=(1.11.2)h堵塞长度l:l=(1.01.2)w孔径d:d=(4042)mm最小抵抗线W:W=(2025)d孔间距a:a=(2535)d排间距b:b=w单孔药量q:q=kabh炸药单耗k:k=(0.30.4)kg/m3浅眼小台阶松动控制爆破参数请见图6.2-5。图6.2-5 浅眼小台阶松动控制爆破参数示意图松动爆破的炮孔布置、起爆顺序及装药结构为了使岩石充分破碎及避免大块的产生,基坑的
10、松动爆破采用“梅花型” 图6.2-6 控制爆破炮孔布置和装药结构示意图布孔和“V”型齐爆方式。炮孔布置和装约结构请见图6.2-6。预裂爆破设计a预裂爆破参数的确定:见表6.2-2。预裂爆破参数表 表6.2-2台阶高度h:h=(13)m孔径d:d=(4042)mm孔深l:l=(1.21.3)h预裂孔距a:a=(1014)r装药线密度(g/m):=2.75压0.53r0.38注:压为岩石极限抗压强度依据以上预裂爆破参数得到不同台阶高度下的爆破参数见表6.2-3。 预裂爆破参数表 表6.2-3台阶高度h(m)孔深l(m)孔径d(mm)预裂孔距a(m)装药线密度(g/m)装药量(kg)1.01.542
11、0.40.120.121.52.1420.40.120.182.02.8420.40.120.242.53.2420.40.120.303.03.8420.40.120.36b预裂炮孔先于主炮孔起爆,超前时间大于100ms,预裂爆破的炮孔布置及装药结构请见6.2-7。基坑爆破的网络设计基坑爆破全部采用非电毫秒雷管(其中预裂孔先于主炮孔起爆),外孔大把抓,每20根导爆管为1把,每把引出2发非电雷管传爆,最后将传爆雷管再大把抓后,起爆时采用火雷管引爆,此网络完全可防止杂散电流的危害。详见图6.2-8。图6.2-7 预裂爆破的炮孔布置及装药结构示意图图6.2-8 爆破网络设计示意图(3)爆破施工原则
12、以“安全第一”作保障,安全措施不能有丝毫折扣。车站明挖基坑石方爆破采用微差低台阶的松动控制爆破技术。台阶高度控制在13m左右,基坑连续墙、钻孔桩附近采用预裂爆破。紧靠建筑物、管线、桩基的岩石采用人工凿除或静态破碎法。所有爆破均采用小直径钻孔,钻孔直径d=42mm,炸药全部使用防水乳化炸药,施工中出现的个别大块无法装运,可采用机械破碎。爆破先进行现场测试爆破振动,取得真实可信的振动衰减规律v=K(Q1/3/R)a,K、a值由测试值进行回归分析求得。以便调整爆破参数,降低爆破振动,确保爆破振动安全。全部采用微差控制爆破技术,每段微差时间不小于25ms,单段严格限制。石方爆破开始前,应对周围构筑物进
13、行一次详细调查登记,并依据结构特征和国家标准定出各自的爆破振动安全允许值。为控制飞石危害,爆破区域搭设安全防护排架和底脚挡墙,爆区炮孔顶面实施整体防护覆盖:孔口加压砂包、爆区表面覆盖钢板、铁丝网等措施。(4)基坑爆破装药、堵塞及防护基坑爆破装药及堵塞按表6.2-2进行。预裂爆破药包制作采用竹片,乳化炸药直径为32mm,低速安全导爆索捆绑。绑扎前先测量孔深,再在竹片上作出底部与柱部装药长度的记号后,分孔号进行捆绑。保证了各孔的底部加强装药量和柱部线装药量的准确性。装药时,药包的竹片靠在孔壁的坡面上,孔口部0.4m范围内不装药,孔口先用废纸堵塞,然后用炮泥堵塞。上层药包的埋深应大于或等于1米。分层
14、装药即能充分破碎基岩,又能降低爆破震动。基坑爆破的防护爆破区域搭设安全防护排架和底脚挡墙,爆区炮孔顶面实施整体防护覆盖:孔口加压砂包、爆区表面覆盖钢板、铁丝网等措施。(5)安全核算爆破地震效应核算爆破产生的震动对周围的影响采用质点垂直振动速度衡量,其计算公式如下:V=k(Q1/3/R)a其中:V-质点垂直振动速度(cm/s)Q-最大单响药量(kg)K、a-是与地形地质因素和爆破条件有关的参数,这里k=150,a=1.7R-测点至爆破中心的水平距离(m)安全距离与药量关系由以上公式可知,对不同距离的爆破点,只要控制其齐爆药量即可确保周围建筑物不受爆破震动的危害。对于钢筋混凝土结构的建筑物,按照技
15、术规范的规定,其允许的安全震动速度V=2.5cm/s。最大齐爆药量Q1与距离的对应关系见表6.2-4。钢筋砼结构物安全距离与药量关系 表6.2-4R(m)810152025Q(kg)0.370.732.55.811.4对于支护良好的边坡,按照技术规程规定,其允许的安全震动速度V=20cm/s,最大齐爆药量Q2与距离的对应关系见表6.2-5。 边坡安全距离与药量关系 表6.2-5R(m)351015Q(kg)0.763.52895警戒及起爆信号警戒信号急促哨声;警戒就绪三声长哨声;起爆信号三声短哨声;解除警戒信号一声长哨声。噪音控制为防止爆炮时噪音过大,影响附近居民的工作、生活,在孔口加盖一些吸
16、音效果好的材料(如麻袋等)降低噪音,将噪音控制在85分贝以内,做到即要正常施工,又要不扰民。(6)事故的预防和处理技术每次爆破后,爆破员要认真仔细检查爆破现场,对于怀疑有哑炮时,要仔细观察或根据爆破结果分析哑炮存在的可能性,发现哑炮及时处理,防止发生意外事故。处理哑炮可采用下列方法:经检查确认炮孔的起爆线路完好,并没有破坏原有爆破条件的情况下,可重新起爆,如条件有变化时,要请示工程技术人员,有必要时,要加强覆盖,确保重新起爆的安全。打平行眼装药爆破,平行眼孔口距离哑炮孔口不应小于30cm,并确保平行眼方向的准确性。在安全距离以外用远距离操纵的风管吹出哑炮填塞物及炸药,并回收雷管。(7)爆破时间
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