中古泵站深基坑开挖汇报材料.ppt

双桥东路京秦铁路桥桥区积水治理工程,北京建工集团有限责任公司 2012年12月,中古雨水泵站升级改造工程 深基坑施工方案,2,一、明挖基坑工程概况 二、工程地质、水文地质条件 三、施工风险因素分析 四、基坑施工特点、难点 五、施工总体部署 六、施工方案和主要施工工艺 七、工程环境保护措施 八、监测实施方案 九、专项预案及应急预案,目 录,3,一、工程概况,本工程为双桥东路京秦铁路桥桥区积水治理中古雨水泵站升级改造工程，新建泵房位于双桥东路与京秦铁路交界处。 新建中古泵房及调蓄池为地下深基坑工程，调蓄池长度为59.8m，宽度为18.7m，底板筏型基础，基底深度为12.6m，上部覆土3.9m。围护桩顶采用冠梁连接成整体。 围护挡土结构采用围护桩+钢管支撑的形式。 基坑采用旋喷桩止水帷幕。 钻孔灌注桩孔径800mm，桩长19.1m,嵌入土层8m.平面间距按1500mm布置共107颗。桩混凝土强度等级为C30。桩顶设置混凝土强度等级为C30的冠梁将排桩连成整体。 钢管支撑采用609*16钢卷管，平面间距不大于3m，竖向两层钢支撑，二层钢支撑均支撑在钢围檩上，二层撑与第一层钢支撑竖向距离6m。钢支撑按设计要求施加预加压力。 桩间土采用挂钢筋网喷射混凝土的方法封闭土体。,4,一、工程概况,泵站、调蓄池结构平面图,5,一、工程概况,中古泵站围护结构平面图,6,一、工程概况,中古泵站围护结构断面图,7,泵站场区范围上覆人工堆积层及第四纪沉积层。地层依次为： 1、人工堆积层粘质粉土素填土，黄褐色，稍密，湿，硬度较软，粉质粘土素填土夹层，砖块、灰渣、植物根 2、粘质粉土-砂质粉土，褐黄，稍密-湿，硬度中，粉质粘土重粉质粘土夹层，云母、氧化铁 3、粘土、褐黄，很湿，软塑，较软，质粘土夹层，氧化铁 4、1层粘土，褐黄，很湿，软塑，较软，粉质粘土夹层，氧化铁 5、层细砂-粉砂，灰-黄灰，密实-中密，饱和云母、有机质，18.320.54连续分布 6、1层粉质粘土-粘质粉土，灰-黄灰，很湿，可塑，较软-中，砂质粉土，重粉质粘土夹层，云母，有机质，粗颗粒； 7、2层砂质粘土-粘质粉土，灰-黄灰，湿，较硬，云母、有机质 7、粉质粘土-粘质粉土，褐黄，很湿，硬度可塑-硬塑，云母、氧化铁、姜石，12.869.76连续分布 8、1砂质粉土-粘质粉土，褐黄-灰黄，密实，稍湿-湿，较硬-中，粉质粘土夹层，云母、氧化铁、粗颗粒， 9、2重粉质粘土-粘土，褐黄，很湿，可塑，氧化铁、姜石、粗颗粒。 10、重粉质粘土-粉质粘土，褐黄，可塑，很湿，氧化铁、姜石 11、1砂质粉土-粘质粉土，褐黄，密实，稍湿-湿，较硬，云母，氧化铁、粗颗粒连续分布 12、重粉质粘土-粉质粘土，褐黄-灰黄，很湿，可塑-硬塑，中等硬度，氧化镁，粗颗粒，局部含有机质， 13、1有机粘土有机质重粉质粘土，灰，可塑，很湿，中等硬度，有机质连续分布； 14、 2，砂质粉土-粘质粉土，灰，密实，湿，较硬，云母，粗颗粒，有机质； 15、 3，粗砂，灰，密实，饱和，较硬，云母，有机质；,1、工程地质条件,二、工程地质、水文地质条件,8,二、工程地质、水文地质条件,工程地质剖面图,9,二、工程地质、水文地质条件,2、水文地质条件,1、 本场区存在2层地下水，地下水类型分别为台地潜水和承压水，其中水位埋深为5.8米7米，水位标高为19.2米19.9米；承压水水位埋深21米21.7米。工程场区台地潜水天然动态类型属渗入蒸发、径流型，主要接受大气降水入渗及管道渗漏等方式补给，以蒸发及地下水侧向径流等方式排泄；其水位年动态变化规律一般为：6月份9月份水位较高，其它月份水位相对较低，其水位年变化幅度一般为45m。 2、 工程场区层间水天然动态类型属渗入径流型，主要接受地下水侧向径流方式补给，以地下水侧向径流及人工开采为主要排泄方式，其水位年变化幅度一般为3m左右。 3、工程场区承压水天然动态类型属渗入径流型，主要接受地下水侧向径流及越流等方式补给，以地下水侧向径流及人工开采为主要排泄方式，其水位年动态变化规律一般为：11月份来年3月份水位较高，其它月份水位相对较低，其水位年变化幅度一般为45m。 4、地下水腐蚀性：根据水质分析结果，按岩土工程勘察规范（GB500212001，2009年版）的有关标准评价：拟建场地上述第1、2层地下水水质对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋均具有微腐蚀性。,10,三、施工风险因素分析,工程风险 一、环境风险 京秦铁路临近调蓄池基坑，与基坑的离为16m。 二、自身风险 调蓄池基坑深度12.6m。,11,四、工程特点、难点,工程重点 （1）园林树木伐移、占用交通道路、交通导行等前期专项工作的顺利实施是保证按时完工的重要条件。 （2）环保要求高 文明施工与环境保护已成为社会各界特别关注的热点，同时环境保护与环境治理是北京市城市治理工作的重点，加上本工程地处双桥东路繁华地段附近，因此，保持和维护城市的整洁美观更成为施工控制的关键点，在施工过程中严格遵守国家和北京地方相关法律法规，建立完善的环境管理体系，落实建设项目施工工地环境保护措施，确保绿色施工。 工程难点 （1）新建泵站基坑距离京秦铁路约16m，基坑开挖时应做好监控测量和保证措施，尽量确保对京秦铁路无影响。 （2）本工程施工范围内地下水水位高，对工程影响较大，施工困难。,12,中古雨水泵站泵房、调蓄池现场平面图,五、施工总体部署,13,五、施工总体部署,调蓄池施工工期计划表,14,五、施工总体部署,围护桩施工主要机械设备表,15,五、施工总体部署,土方施工主要机械设备表,16,五、施工总体部署,钢支撑施工主要机械设备表,17,六、施工方案和主要施工工艺,1、围护桩施工 1）施工顺序 围护桩施工前准备工作一定要充分，在做好物探的基础上还需要人工挖孔探管线；在机械成孔过程中，为防止钻孔桩施工时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短而造成塌孔，采取分批跳孔施作，钻孔桩施工时按每间隔2孔施作。按照施工设计图对泵站主体基坑围护桩进行编号（1107），科学组织、合理安排施工。 2）成孔机械采用旋挖钻机 长螺旋钻机钻孔灌注桩的重点之处在于制备泥浆和补充泥浆，在钻孔过程中，要制备符合性能指标的泥浆，即起到护壁作用又不能漏浆，同时要及时补充泥浆，以确保孔内水头压力，防止塌孔。,18,六、施工方法和主要施工工艺,3）围护桩施工质量控制 （1）开始钻进时，应先轻压慢转，待钻头正常工作后，逐渐加大转速。 （2）桩孔上部孔段钻进时轻压慢转，尽量减小桩孔超径；在粘土层，适当增加扫孔次数，防止缩径；砂层中用中等压力、慢转速，并适当增加泵量。 （3）施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符，立即通知设计、监理等单位及时处理。 （4）根据孔内土层地质柱状图和捞取钻渣样判别土类，依据进尺检查泥浆指标及时调整泥浆比重，防止坍孔事故。,19,围护桩施工工艺流程图,4）钻孔桩施工工艺流程图,20,六、施工方法和主要施工工艺,（5）成孔过程中，每进46m 检查一次成孔垂直度，接近设计孔深 时，准确地控制好钻进深度。 （6）钻进过程中应认真、准确、及时地做好成孔记录，填写报表。 （7）泥浆制备的技术要求 对孔内泥浆的浆面下1m 处及离孔底以上1m 处各取一次试样测 试。若达不到标准规定，要及时调整泥浆性能。新制泥浆应静置24小时，测试合格后方能应用。旋挖斗提升出地面时要及时补浆，以保持孔内泥浆面高度。在浇筑混凝土前清孔结束后测一次比重，并做好原始记录。 （8）落实围护桩施工管理制度，认真做好每颗桩施工记录，做到责任到人。,21,止水帷幕施工,止水帷幕施工示意图,2、旋喷桩止水帷幕施工 本工程采用三重管内外双排间距400mm的高压灌浆旋喷桩进行帷幕止水。桩直径为600mm，间距400mm布置，深度为20.6m。布置详见下图 。,22,止水帷幕施工,止水帷幕施工示意图,在施工轴线上按设计孔位进行放线定位，各孔位均做好编号，为防止窜孔，孔与孔之间技术间歇需满足48小时以上，施工顺序采用分序法施工，采用隔一打一，先内排后外排的施工顺序进行施工以确保施工质量。,23,冠梁施工,3、冠梁施工 泵站主体结构围护桩顶设置尺寸为800800mm冠梁，将排桩连接为整体，提高围护结构的整体稳定性。冠梁钢筋现场绑扎，再安装模板，验收合格后浇筑C30混凝土。,冠梁施工示意图,24,土方施工,4、土方施工 根据土方运输要求及现场总平面布置，拟在施工现场的东北角设置一个土方运输车辆主出入口（西门配合使用）。 1）施工原则：土方开挖原则：竖向分层、中部拉槽、台阶倒土。 竖向分层：为了配合后续工程施工，基坑土方施工分层挖运。 中部拉槽：开挖施工时在中心挖槽处布置挖掘机进行土方开挖，并根据地层稳定情况调整槽边开挖坡度及深度，两侧留置宽3m的平台，平台至钢支撑底部高度不宜太高，及时完成钢支撑架设后再进行下步开挖。具体做法见下 “土方开挖示意图” 。,25,土方施工,2）土方开挖施工方法 （1）结合工程情况，土方开挖前期采取后退法倒土挖掘施工，收尾阶段采取加长臂+吊车吊土斗法施工。 （2）进行土方施工时，开挖施工前期使用1台挖土机从基坑西侧开始挖土，随挖土随安装钢支撑；开挖施工后期利用1台挖掘机进行土方倒土。土方倒土的具体施工方法见下页图。 （3）前期由于基坑深度较浅，土方开挖运土车辆可沿土方运输坡道开至作业面装车，土方开挖后期土方经过挖掘机倒运即可装车运走。 （4）在土方分步开挖的同时挂网喷射混凝土封闭土体。 （5）土方收尾：在基坑内部预留一部小型挖掘机。选用长臂挖掘机在冠梁处向下开挖至最大深度。利用基坑内挖土设备，将土方装至运土料斗，用基坑边吊车将土吊出。土方全部施工完毕后用吊车将基坑内挖土设备吊出。,26,土方施工,27,网喷混凝土施工,5、挂网喷混凝土施工 为保证桩间土体的稳定，使围护结构更安全，对桩间土体进行挂网喷射C25混凝土支护，桩间喷射厚度150mm。 土方开挖完成后，人工对开挖面进行修整，剔除桩间土体，剔除土体的厚度为喷射混凝土的厚度；然后喷射底层混凝土，以保证凿桩挂网过程中土体稳定；初喷完成后，按照一定的间距安装金属膨胀螺栓，将网片钢筋与其焊接牢固，然后网片外侧再附压筋，提高网片整体稳定性，最后复喷混凝土至设计厚度。桩间挂网喷射混凝土支护，自上而下进行，随挖随喷。,28,网喷混凝土施工,喷射混凝土工艺流程图,29,钢支撑施工,6、钢支撑施工 基坑采用609钢管撑，水平间距3m；竖向采用2道横撑。 钢支撑作业顺序：钢支撑及围檩的加工制作三角托架的架设环向钢围檩的安装焊接支撑托架钢支撑架设预应力施加。 1）钢支撑加工： 临时钢支撑采用609钢管分段制作而成，分段之间采用法兰盘与螺栓连接。钢支撑采用卷制焊管，在加工厂分段制作，然后拼装成可以运输的节段（12m为一节），每一分段对接拼接应采用加肋板的对接焊缝，并保证焊缝质量。钢支撑长度大于现有管材长度时，可将管材进行连接，接口可采用法兰连接或焊接连接。钢支撑现场对接全部采用法兰连接，具体见图钢支撑连接方式。 钢围檩采用分段加工而成，分段之间采用上、下及内侧附加钢板连接牢固，保证围檩的整体稳定性能。,钢支撑连接方式,30,钢支撑施工,2）钢支撑体系安装 钢支撑体系安装施工流程 支撑编号对号运到现场焊三角形钢板托架钢围檩就位钢支撑就位施加预应力紧固钢楔钢支撑与围檩连接拆除千斤顶 钢支撑施工配合土方施工展开。钢管支撑在基坑旁提前拼装，开挖到钢管支撑标高时，及时用汽车吊吊装安设钢围檩与钢管横撑，通过特制的液压千斤顶对钢管支撑活动端端部施加预加力，再用钢楔子塞紧，取下千斤顶，钢支撑活络头示意图如下图所示。在基坑开挖中将充分利用“时空效应”，钢支撑的安装和预应力的施加控制在16小时以内。,钢支撑活络头示意图,31,六、施工方法和主要施工工艺,3）钢围檩安装 钢围檩安装前先安装三角支架和支架端部水平通长角钢，以YG2型M20（L=220mm）膨胀螺栓紧固，然后吊装钢围檩。 围檩在运输和吊装过程中不得扭曲、碰撞，严格保护围檩不受损伤。 根据现场测量桩的偏差，施工找平层，找平层用高标号水泥沙浆或C30混凝土填充，使围檩承压面在同一平面上，使围檩受力均匀。 安装围檩时，根据测量调整角度，调整围檩的受力，保证与钢支撑作用力方向垂直。,32,六、施工方法和主要施工工艺,4）钢支撑架设及预应力施加 钢支撑直撑安装 首钢支撑架设在冠梁下2.4m的钢围檩上，围檩上的托盘在围檩安装时同时施作，支撑安装前进行复测定位，焊接支撑托架，托架采用t=20mm钢板焊接，托架焊好后即可进行钢支撑的架设。直撑安装前将标准管节先在地面进行预拼接并以检查支撑的平整度，其两端中心连线的偏差度控制在20mm以内，经检查合格的支撑按部位进行编号以免错用，钢支撑使用汽车吊进行吊装，吊装就位后，将钢支撑的一端与托架焊接牢固，另一端用千斤顶施加预应力。应力达到设计要求后，在支撑与预埋铁件间插入楔铁顶紧，完成钢支撑的架设。二层支撑离首层6m，架设钢围檩上，施工方法同首层钢支撑。,33,钢支撑安装示意图（一）,六、施工方法和主要施工工艺,34,钢支撑安装示意图（二）,六、施工方法和主要施工工艺,35,六、施工方法和主要施工工艺, 钢支撑斜撑安装 先在围檩上安装预先加工好的三角牛腿，使其与钢支撑两端的接触面保持水平，再吊装放钢支撑并施加预应力。因斜撑钢围檩呈斜交关系，有一定交角，存在平行于钢围檩长度方向的分力，可能使钢围檩存在后移，为使受力合力为零，按设计角度在冠梁或钢围檩牛腿处支撑外侧设置剪力块，确保钢管支撑与端承板成垂直关系，然后进行支撑安装作业，其安装方法与直撑相同。,36,斜撑安装示意图,37,支撑预应力施加,（3）预应力施加 采用独立分离式液压千斤顶对钢支撑进行轴力施加。 用千斤顶在钢支撑活络头内施加预应力，在活络头固定端钢楔槽内塞进钢楔锚固。 钢支撑安装完毕后，应及时检查各节点的连接情况，承压面应平整并与围檩轴线方向垂直。经确认符合要求后方可施加预力。 预应力应分级施加，重复进行，加至设计值时应再次检查各连接点的连接情况，必要时应对节点进行加固，待设计要求的压力值稳定后，再用铁楔打紧锁定。 预加轴力主要步骤按设计要求进行。 按设计要求确定锁定荷载。若钢支撑锁定后，预压力值变化较大，需放松重新加压。 钢支撑锁定后，若发现有明显的预压力损失时，应进行补偿加压。,38,钢支撑保护、拆除措施,（4）钢支撑保护措施 1、为防止钢围檩安装就位后出现移位甚至坠落等问题，在围檩上沿设置防坠索具临时固定，防坠索具与围护桩做可靠连接。 2、基坑开挖过程中要防止挖掘机械碰撞支撑体系，以防支撑失稳，造成事故。 3、施工过程中加强监测，若因侧压力造成钢管横撑轴力过大，造成横撑挠曲变形，并接近允许值时，必须及时采取增加横向支撑等措施，确保基坑安全。 （5） 钢支撑拆除技术措施 支撑体系拆除过程其实就是支撑的“倒换”过程，即把由钢管支撑所承受的侧向土压力转至永久结构或其它临时支护结构上。 支撑体系的拆除施工应特别注意以下方面：拆除时应分级释放轴力，避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂，同时对围护桩的桩顶位移、桩心侧压力进行监测。,39,清槽施工及冬季施工,（6）清槽施工 基坑土方已挖至距基坑（槽）底设计标高30cm，表面平整，轴线及坑（槽）宽、长均符合设计图纸要求。 （7）冬季施工 基坑开挖及支护进入冬季施工，在冬季施工期间严格按照冬季施工方案要求进行施工。,40,七、工程环境保护措施,七、工程环境保护措施 1、防止噪音污染；防止粉尘及泥浆污染；防止对水污染；减少扰民措施等自然环境保护措施。 2、加强周边构（建）筑物及管线的监控量测和日常巡视检查工作，保证工程施工过程中对其产生的影响处于设计及规范要求范围内。,41,1、监控量测方案制定 本工程场地周围地理位置复杂，场区范围内管线众多，为有效保护周围建筑物和地下管线，以及结构自身的安全，本工程变形量测控制按一级安全等级考虑，要求地面沉降量25mm；明挖围护结构最大水平位移30mm。施工期间必须加强监控量测，根据设计说明要求和工程的实际情况确定监测内容。 一般在工程部位施工期间和测量监测发现变形速度较快时，量测的频率较大，在平时状况下，监测频率按照设计要求确定。,八、监控量测方案,七、监控量测方案,42,明挖监控量测表,43,明挖监控量测续表,44,明挖监控量测图,45,反馈信息的分析,2 、反馈信息的分析 当施工中出现下列情况之一时，应立即停 止施工，采取措施处理。 1）监测数据有不断增大的趋势。 2）时态曲线长时间没有变缓的趋势等。,46,监测资料反馈管理程序图,47,监测信息管理流程图,48,监测管理体系和保证措施,3、 监测管理体系和保证措施 针对本工程监测项目的特点建立专业组织机构，由我单位组织35人组成监控量测及信息反馈小组，成员由多年从事地下工程施工及监测经验的技术人员组成，组长由具有丰富施工经验，较高结构分析和计算能力的工程师担任。监测小组根据监测项目分为地面和地下两个监测小组，各设一名专项负责人，在组长的领导下负责地面和地下的日常监测及资料整理工作。,施工监测组织机构图,49,监测控制指标、标准,4、监测控制标准 监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定的。对于不同的监测对象和不同的监测内容有不同的监测控制标准，分别采用如下标准： 1）地表沉降控制标准 根据地表的沉降速率和沉降量以及土质情况确定地表沉降量的控制标准，地下工程明挖结构充许地面最大沉降量为25mm。 2）地下管线及地面控制标准 根据不同的管线，其沉降或水平位移均不得超过相应规范要求。 5、监测警戒值 当监测数据达到控制值的70%为预警值，80%为报警值。达到预警值或报警值时，应启动相应的应急预案，并通知设计单位，修正支护参数后方能继续施工。,50,九、专项预案及应急预案,考虑到本工程的施工特点，对施工中容易发生的突发事件进行了充分的考虑，并对此制定相应的预防措施： 1、 机械事故 1）车辆驾驶员和各类机械操作员，必须持证上岗，严禁无证操作，对驾驶员、机械操作员定期进行安全教育。 2）严禁酒后驾驶车辆和操作机械，车辆严禁超载、超高、超速驾驶，禁止使用带病的车辆、机械和超负荷运转。 3）机械设备在施工现场应集中停放，严禁对运转中的机械设备进行检修、保养。 4）指挥机械作业的指挥人员，指挥信号必须准确，操作人员必须听从指挥，严禁蛮干。 5）起重作业应严格执行建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2001）和建筑安装工人安全技术操作规程中的有关规定和要求。 6）使用钢丝绳的机械，必须定期进行保养，发现问题及时更换，在运行中禁止工作人员跨越钢丝绳，用钢丝绳起吊、拖拉重物时，现场人员应远离钢丝绳。 7）设专人对机械设备、各种车辆定期检查、维修和保养，对查出的隐患要及时进行处理，并制定防范措施，防止发生机械伤害事故。,51,专项预案管道破裂,2、管道破裂 施工场区的地下管线比较复杂，其中受施工影响的管线主要有：路灯线、电力管沟、上水管线、污水管等，施工中将采取以下措施对其变形加以控制： 1）施工前认真核实与施工有关联的地下管线资料，调查清楚各管线类型、规格、埋深、材质、接头形式、节长和管线基础等资料,并做好详细的支吊、保护方案，经监理批准后实施管线支吊。 2）严格按照施工组织设计施工，根据管线的分布及特点，建立各自的安全区域，挂牌标志，严禁机械设备碰撞。 3）对各种管线进行全程监测，并根据监测结果及时反馈，指导施工，确保各类管线闸阀始终处于正常工作状态。一旦出现渗水等异常情况，立即查明原因、采取措施，并与管理单位取得联系，确保管线安全。 4）不良地质地段必须采取特殊的施工技术措施，如地层改良、缩短循环进尺等，以防沉降超限。,52,3、地下施工沉降控制 针对泵站施工场区的地质情况，在施工过程中，将采取以下措施控制沉降： 1）建立泵站周边建筑物以及地面沉降观测点，在开挖前取得初始数据，并将所有的监测点清晰地标在总平面图上。 2）在开挖时对量测结果进行整理，以获得开挖参数与沉降点的关系，以便在施工中调整各项参数。 3）在开挖过程中，对地面建筑物进行加固，运用优化施工参数的方法，进一步控制地面沉降曲线的特性指标，满足环境保护要求。 4）地面沉降变化值较大时，加密观测和主要人员现场值班，确保及时发现问题。 5）建立严格的沉降量测控制网络，及时定期进行监测，以掌握泵站施工时和建成后对周围环境及对结构本身的影响，以备必要时采取措施来确保泵站的安全施工和减少对周围建筑物的影响。,专项预案地下施工沉降控制,53,专项预案深基坑围护结构,4 、明挖结构围护结构 1）支护结构变形 合理安排每层的开挖深度； 及时设置各道支撑； 按设计确保桩长及成桩质量； 钢支撑连接牢固可靠； 内支撑发现变形及时进行加固； 加强施工中的监控与量测； 加强施工组织与控制。 2）基坑周边土体变形 加强支护措施，控制地面坑边荷载； 加强监测与控制； 确保桩的入土深度。,54,应急预案,1、机械事故 1）