深基坑支护施工组织设计.pdf
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1、*湖南运达国际广场 深基坑支护工程施工组织设计 编 写:陆祖安 技术负责:陆祖安 项目经理:龚道民 总工程师:杨 帆 总 经 理:胡国柱 审 核:湖南省地质建设工程(集团)总公司 二00四年四月八日*编写单位:湖南省地质建设工程(集团)总公司 编 写:技术负责:项目经理:总工程师:总 经 理:审 核:提交单位:湖南省地质建设工程(集团)总公司 提交时间:二00四年四月八日 *目 录 一、工程概况.4(一)地层及水文地质简介.4(二)工程任务与要求.5(三)工程特点及相应对策.6 二、施工方案.8(一)总体施工方案.8(二)总体施工顺序.8(三)高喷灌浆施工方案.9(四)基坑排水系统的设计与施工
2、.12(五)基坑开挖施工方案.12(六)喷锚支护施工方案.16(七)人工挖桩施工方案.27 三、施工进度计划及保证措施.37(一)总工期.37(二)施工进度计划.37(三)施工进度计划保证措施.38 四、保证质量措施.43(一)质量管理制度.44(二)质量保证体系.45(三)质量保证措施.47 五、保证安全措施.50(一)建立安全生产保证体系.50(二)建立安全管理小组.51(三)建立安全经济承包责任制.51(四)建立健全职工安全培训教育制度.51(五)保证安全措施.51 六、文明施工现场措施.55(一)建立文明施工保证体系.55(二)文明施工保证措施.55 七、劳动力安排计划.58(一)劳动
3、力安排.58(二)劳动力保证措施.59 八、主要材料、构件用量计划.61(一)材料管理制度.61(二)主要材料用量计划表.62(三)施工用水、用电计划.63 九、主要机具使用安排.65(一)设备管理.65(二)设备的安全使用与维修.65(三)主要机械设备计划.67 十、合理化建议.68 *一、工程概况 湖南运达房地产开发有限公司筹巨资兴建的湖南运达国际广场工程,地处黄金宝地的长沙市芙蓉北路与展览馆路交汇处的西南角,西邻元盛大厦,该楼30层,净用地面积11308.17m2,建筑面积约10万m2,采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构。拟建建筑由毗邻的两座30层的塔楼组成,两座塔楼之间及周边局部设有五层裙
4、楼,地面以下设三层地下室,建筑物总高度99.8m。我公司承接了该楼基坑支护工程的施工。基坑开挖面积约7400m2,基坑开挖周长约350m,现场自然地面平均标高约43.5m,拟建建筑物0.00为43.4m,基底开挖深度-15.3m。场地内原有建筑已全部撤除,场外街市繁荣,交通便捷,生活起居方便,施工条件较好,为确保工程优质高效安全地完成,特编写本施工组织设计。(一)地层及水文地质简介 1、本工程的地层情况(自上而下描述如下):1.1 杂填土:灰黑色、灰褐色,稍湿,主要由粉质粘土组成,含砖头、砼块及煤渣等建筑垃圾及生活垃圾,结构松散。厚度为0.6-5.7m,场区均有分布。1.2 粉质粘土:黄褐色或
5、红褐色,稍湿,硬塑-坚硬,局部呈可塑状态,含铁锰质氧化物及铁锰质结核,具网纹状结构。厚度为2.2-8.2m,场区均有分布。1.3 粉土:黄褐色,湿,中密-密实,含大量粘性土及云母成份,底部粉细砂成份增多。厚度为0.5-3.7,场区均有分布。1.4 中砂:棕黄色,湿-饱和,稍密,含大量云母及少量粘性土成*份,底部见少量卵砾石,粒径一般1-3cm。1.5 粉质粘土:紫红色或灰黄色,稍湿,可塑-硬塑,为泥质粉砂岩、板岩风化残积土,呈土状,含少量粉砂岩、板岩风化残余岩石颗粒。厚度为0.2-3.3m。1.6 强风化泥质粉砂岩:紫红色,为强风化泥质粉砂岩,含少量云母片,岩芯多呈块状或长短柱状,质软,指甲可
6、刻划,用手可折断,遇水及露置极易软化、崩解。厚度为1.4-4.6m。1.7 中风化泥质粉砂岩:紫红色,为中风化泥质粉砂岩,岩芯多呈长柱状,岩芯完整,节理裂隙不发育,岩质较硬,局部可见灰绿色斑块。遇水及露置易软化、崩解。该层未揭穿。1.8 强风化板岩:青灰色,为强风化板岩,岩芯破碎,采取率低,多呈碎块状,节理裂隙发育;质软,岩块用手可折断。厚度为10.10-24.10m。1.9 中风化板岩:青灰色,为中风化泥质粉砂岩,变余泥质结构、变余砂质结构,岩芯多呈短柱状,节理裂隙较发育,岩质较硬。该层未揭穿。2、水文地质条件 场地具有两层水,赋存天杂填层中的上层滞水和下部砂层中的弱孔隙承压水,主要接受大气
7、降水和生活排水的补给。上层滞水层易天疏干,下部砂性土层中地下水稳定水位埋深在4.5 7.5m之间,渗透系数在3.1 4.7m/d。(二)工程任务与要求 根据设计下达的任务及图纸要求,湖南运达房地产开发有限公司兴*建的湖南运达国际广场深基坑支护工程主要任务及要求如下:1、隔水防渗帷幕施工。施工地层为基坑四周粉土层和中砂层,摆(旋)喷墙高度:顶部进入第二层粉质粘土不少于1.00m,底部进入第五层粉质粘土或强风化岩不少于0.50m,平均厚度6.5m共303根左右(摆喷212根,旋喷91根)。2、喷锚支护:场地 ABC,KIJKLA 段,上部 6.6m 按 1:03 放坡,土钉锚杆设置为 3 排,排距
8、 1.50m,水平间距 1.0 1.20m,土钉锚杆长度为8 9.0m,直径 110mm,主筋 22,土钉锚杆总数 794 根(5926m);喷锚面积=6.6 坡斜长周长=1.982+6.62(350CD38.2GH16.6)=6.89295.2=2034m2。3、桩锚支护:支护桩采用人工挖孔灌注桩土方2200m3(桩柱2140 m3),桩径1000mm(砼护壁),桩数为174条,桩中心距2000mm,设计有效桩长12.5m/19.20m,沿基坑周边线布置,支护桩桩顶设置冠梁252m3,截面尺寸1200mm600mm35000 mm,桩身砼设计为C25.,加强筋162000,箍筋8200。桩间
9、砖拱护壁393m3,桩间喷砼34.2m3。4、预应力桩锚设计:水平间距sX=2.0m,d110mm,锚杆对水平方向斜角150,桩锚长度1622m,直径150mm,桩锚572根(10762m),锚筋为225,排数:CD及GH段为四排,其余为三排。总计锚杆1366根(16688m)。(三)工程特点及相应对策 1特点 1.1 地层中有一层透水性强的砂层,对支护人工护壁桩的稳定有着直接的破坏作用,增加了工程施工难度;1.2 基坑南向紧临5层住宅楼房,基坑开挖对原有楼房的基础安全以*及对周边道路有一定影响,也增加了施工难度;1.3 出土外运量较大,工场出门就是展览馆路,各种施工噪音和环境污染将会严重影响
10、周边居民,这就需要施工单位要有过硬的文明、安全措施。2对策 2.1 编制多种技术方案,采取针对性的技术措施,以增强技术方案的预见性、超前性、安全性、可操作性;2.2 大力应用和推广新工艺、新技术、新材料、新设备,以增强工艺的适应性;2.3 加强法制观念,提高全员素质,遵守各项法规制度,协调周边关系,努力改善和创造良好的工作、生活环境;2.4 加大科技、资金、材料、设备等投入,优化生产要素的配置,尽一切所能满足工程需要,使工程文明、安全、优质、高效地完成。3、相应措施 3.1 对相邻建筑的保护措施:3.2 设专职沉降观测员,对周边建筑物和道路每天进行多次沉降观测,作好记录并分析每天的记录,对采取
11、相应措施保护相邻建筑物提供第一手资料;3.3 根据施工时发生的实际情况,及时和有关单位协商,不断完善基坑支护方案以及对相邻建筑物的保护措施。3.4 在土方外运时,遵守有关部门对环保、城管、交通、公安等部门管理规定,车辆按规定路线行驶,不占用和污染道路,对遗留的余土灰渣及时清扫,并用水冲洗干净,同时派专人指挥车辆进出。严格控制机械噪声污染,汽车进出场尽量不按喇叭;*3.5 施工前必须详细查明原有高、低压电线、通讯电缆、煤气管道及下水管道等管线,并做好相应改造搬迁工作,尽量避免因工程施工而影响居民用水、用电、用气及通讯等。二、施工方案(一)总体施工方案 根据设计工作量和施工条件,总的设想是把工程分
12、为六个阶段:前期准备施工阶段、高喷灌浆施工阶段、开挖喷锚CD、GH段施工阶段、人工挖孔桩施工阶段、锚杆施工阶段、扫尾施工阶段;六个施工队分解施工:即高喷灌浆施工队、锚杆施工队、喷锚施工队、人工挖桩施工队、灌注混凝土施工队、钢筋工程施工队,以保证工程的顺利完工。(二)总体施工顺序 施工准备高喷灌浆地表硬化及设置地表排水沟0.0-6.6基坑放坡开挖及支护施工CD、GH人工挖桩CD、GH0.0-11.8基坑开挖及支护施工-6.6-19.1人工挖桩-6.6-11.8基坑开挖及支护施工基坑排水(见施工网络图)。*(三)高喷灌浆施工方案 1、高压摆喷灌浆设计技术参数 名 称 序号 摆喷桩 旋喷桩 备注 1
13、 孔距 1.4m 0.6m 2 孔斜 不 大 于 孔 深 的1.5%不 大 于 孔 深 的1.5%3 孔深 下 部 深 入 基 岩0.5m,上 部 深 入粉质粘土1.0m 下 部 深 入 基 岩0.5m,上 部 深 入粉质粘土1.0m 4 高压水压力(Mpa)30-35/施 工 中 加 大至35-38 5 高压水排量(1/min)7080/6 空气压力 0.60.80/7 空气排量(/min)1.5-2.0/8 浆液压力(Mpa)0.60.75 3035 9 浆液排量(L/min)7085 80120 9 喷浆量(Kg/m)250280Kg/m 水灰比1:0.8 注 1 10 摆速度(rpa)
14、910 旋速度1012 11 提升速度(cm/min)610 810 12 比重 161.65/13 起摆角 5/14 摆速角度 1520/注1:根据计算,水灰比1:0.8的水泥比重仅为1.2,达不到比重1.61.65的设计要求,设计院推荐施工水泥用量值为420kg/m,我公司按此值施工。2、高喷灌浆施工方法 高喷灌浆喷射的施工工艺流程无论是摆、定、旋喷工艺,其操作流*程都大致相同。高喷灌浆施工分二序进行。先施工一序孔,再施工二序孔。这样,一序孔喷射时板墙能自由向两边延伸,二序孔施工时一方面能弥补一序孔喷射时的不足;另一方面,由于喷射程受一序孔的限制,从而能更好地充填板墙周围的空隙,使板墙厚度
15、加强,两序孔灌浆的间隔时间不小于48小时。2.1 高喷灌浆工艺流程 2.1.1 施工放样 按设计图施工并经监理工程师批准的有关参数由测量人员进行测量、放样与定位,并进行统一编号。2.1.2 造孔 采用于XY1型工程钻机造孔。要求钻机就位准确,偏差不得大于10cm;钻孔应保护铅直,偏斜不得大于孔深的1.5%,一次钻至设计孔深,即深入基岩0.5m,并做好钻孔详细记录。孔深经监理人员验收合格后终孔。2.1.3 高喷台车就位 造孔结束,满足相邻灌浆间隔时间不小于48小时后,即将高喷台车就位。2.1.4 试水、气压力 在喷射杆下入钻孔前,必须在地面做1min的试喷试验。如水、气流不畅或压力不足,应重新调
16、试设备或更换水、气嘴,使压力满足设计要求,然后用胶带将水、气嘴保护起来,以防止在下喷杆时泥砂进入喷头的水、气室中,堵塞喷杆。2.1.5 下喷杆*完成上述步骤后,即可将喷杆放入孔中。在下喷杆的同时,通过喷杆向孔内注入稀水泥浆,以防止泥砂涌入喷杆内,保证浆液畅通。当喷杆下至预定深度后,即可进行下步工作。当采用旋喷作业时,钻孔和插管二道工序可合而为一,钻孔到达设计深度时即可开始旋喷;而采用其他钻机钻孔时,应拔出钻杆,再插入旋喷管,在插管过程中,为防止泥砂堵塞喷咀,可以用较小的压力边下管边射水。2.1.6 制浆、送浆、调整喷射角度 制浆机开始配制浓水泥浆并送经喷杆注入孔内,同时调整好喷射方向及摆动角度
17、,卷扬机调好提升速度档次,做好提升准备。2.1.7 送高压水、气喷射 当浓水泥浆(比重不低于1.20g/cm3)冒出孔口时,立即往孔内送入高压水压,再接着送压缩空气。孔底静喷3min后开始提升喷杆,进入正常高喷工作。与此同时,将孔口冒出的浆液(符合利用要求)送一部分回制浆机中,重新利用。当自下而上进行旋喷作业时,旋喷头部边旋转或在一定角度范围内来回摆动边上升,此时旋喷作业系统的各项工艺参数,都必须严格按照预先设定的要求加以控制,并随时做好关于旋喷时间、用浆量、冒浆情况、压力变化等作好记录。2.1.8 停高压水、气 当喷杆提至设计终喷孔深后,停止提升喷杆并继续静喷3min后即可停高压水、气,但必
18、须继续往孔内注浆,直至孔内浆液暂时填满为止。2.1.9 移机、静压回填灌浆 上述工作完成后,即停止制浆、送浆,并移开高喷台车。但由于孔内水泥浆液在析水凝固过程中必然会造成孔口泥浆下沉,这时应及时不断地往孔内加浓水泥浆(或回浆),以保持一定的浆柱压力,及时充填*孔内浆液析水凝固所造成的空洞,保证板墙顶部质量。静压回填灌浆必须连续不断,随沉随补,直至浆液不再下沉为止。2.1.10 冲洗喷管喷射灌注结束以后,将卸下的旋喷管逐节拆下进行冲洗,以防浆液在管内凝结堵塞。3.特殊情况的处理 3.1 若地层中由于有较大的空隙引起孔口不冒浆,则可在浆液中掺入适量的速凝剂,缩短固结时间,使浆液在一定范围内迅速凝固
19、;另外,还可采取减小水量,在不返浆的地段进行静止灌浆,直到孔口返浆后再进行正常的灌浆。(四)基坑排水系统的设计与施工 基坑水主要由地表水、杂填层和砂层中的自由水供给,可采用基坑明沟加集水坑及基坑地表构筑排水沟的方法,予以解决。其方法是先将坡顶的四周用水泥浆硬化,然后在坡顶1.0m处或在距离人工挖孔桩外边线0.5m处修一条排水沟(规格为宽0.8 m,沟深超过杂填层0.2 m),排水沟用水泥块石或红砖构筑,以截断地表水的浸入;坑内采用排水沟及集水坑(0.40.3m)排水(详见基坑支护平面图)。(五)基坑开挖施工方案 1、施工顺序(见施工网络图)第一阶段0.06.6m的基坑开挖 第二阶段(CD、GH
20、段)0.011.8m的基坑开挖(与第一阶段开挖交错进行)第三阶段6.6m11.8m的基坑开挖(待基坑内人工挖孔桩结束后进行,并与第二阶段开挖交错进行)。*2、基坑开挖 基坑挖土与支护同步进行,施工方向由东南角开始,自南往北平行开挖,直至挖完一圈。每开挖一级,均按设计要求同步进行造孔、注浆、挂网、喷浆、修整边坡等流水作业。当第一排喷锚支护完工以后,就可进行下一道的开挖、支护循环。挖出的土方用自卸汽车运至卸土场。2.1基坑开挖工艺流程(见工艺流程图)土方施工工艺流程 测量放样 土方开挖(+06.6m)喷锚支护(+06.6m)CD、GH 土方开挖(+011.8m)锚杆、桩间支护施工(+011.8m)
21、土方开挖(6.611.8m)锚杆、桩间支护施工(6.611.8m)11.815.3 土方开挖 喷锚支护(+06.6m)*2.2基坑挖土分3个阶段进行:第一阶段基坑开挖为0.06.6m(CD、GH段除外),采用逐级阶梯放坡的开挖形式,第一级0.0-1.8m(每一排锚杆的开挖深度=设计深度+0.3m的钻机安装高度),第二级-1.8m-3.3m,第三级-3.3-4.8m,第四级-4.8m-6.6m。开挖一级支护一级,开挖的土体裸露时间不超过三天。计划从开工后的第19天起开挖,第一阶段开挖、支护时间预计为31天。进行基坑开挖时,CD、GH段挖孔桩的掘进工作也在同步进行,为了保持空心挖孔桩具有承受周边房
22、屋的抗压能力,只有等到的空心桩浇灌了混凝土之后CD、GH段土方才能开挖。但是为了争取时间,可以考虑在CD、GH段挖孔桩外壁预留10m厚土体的基坑开挖方案,这样既不影响基坑土方的整体开挖,CD、GH段挖孔桩的掘进工作也照常进行,待 CD、GH段挖桩结束之后,就可在10m厚预留土体的上部进行造孔和孔内接长锚筋等工作。2.3 当开挖到6.6m后,第一阶段基坑的开挖工作只能停止,立即着手基坑内人工挖孔桩的施工,以17天时间(争取15天)结束挖孔桩的成孔和注浆工作。2.4 第二阶段基坑开挖为CD、GH段0.011.8m,开挖、支护工作计划从开工后第43天开始,预计为31天施工时间。第二阶段基坑同样采用阶
23、梯放坡的开挖形式,第一级为0.03.3m,第二级3.3m-6.6m,第三级-6.6-9.3m,第四级-9.3m-11.8m 开挖一级支护一级,逐级开挖至设计标高-11.8m。2.5 基坑内人工挖孔桩结束后,立即进行-6.6m11.8m第三阶段基坑的开挖工作。开挖、支护工作计划从开工后第60天开始,预计17天*施工时间。第三阶段基坑同样采用阶梯放坡的开挖形式,第一级为-6.69.3m,第二级9.3m-11.8m,开挖一级支护一级,逐级开挖至设计标高-11.8m。3.基坑开挖注意事项:3.1 坑底要留一定横纵坡,雨天不至积水;3.2 沿边坡角开挖好排水沟,并派专人负责24小时不间断抽水,保证基坑内
24、不积水;3.3 维护好基坑上、下坡通道,确保运土车辆进出通畅,并派专人负责指挥。4.基坑支护预防和紧急措施 经常注意观察土体基坑变形,发现问题及时处理。4.1 预防措施 4.1.1 设立基坑醒目防护栏或防护标志;4.1.2 严禁在支护顶部周围堆放重物;4.1.3 设立土方位移及沉降观测点,发现问题及时处理。4.2 紧急措施 4.2.1 在基坑支护处挖土卸荷;4.2.2 必要时在支护坡脚砸打木桩、堆压沙石叠袋,阻止土体滑坡位移;4.2.3 发现有流浆,采用水玻璃快干水泥止流;4.2.4 备集圆木、钢管、水泥、木板、砂石、纤维袋等应急材料。5.土方开挖施工要求 锚杆施工前,应与土方施工单位协商,并
25、制定详细的土方开挖方案,使工程施工能达到协调、统一、安全、优质快效地完成。*5.1 根据设计,土方开挖共分7次完成 5.2 采用机械开挖,开挖过程中严禁碰撞支护结构和已建主体结构。5.3加强与基坑开挖单位的沟通和联络工作,使基坑开挖准确、到位、及时,不致于开挖影响施工进度。(六)喷锚支护施工方案 1、施工准备 因现场工程地质条件复杂,工期短,任务重,技术要求高,为做到工作有序,施工合理,施工准备工作如下:1.1 进行图会审及技术交底;1.2 按平面布置图合理定出排水沟,电线路及搭设临时设施等;1.3 在场内建立边坡变形(沉降、位移)监测网,施工前和施工后原则上不间隔断观测。土方开挖前要观测2次
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