郑州东风路与文化路下穿式隧道支护降水监测组织设计.doc

郑州市东风路文化路下穿式隧道基坑支护降水及监测项目施工组织设计纲要 第一部分 工程概况 一、工程概述1、任务来源及性质、规模拟建工程为郑州市东风路文化路下穿式隧道工程，该工程位于郑州市东风路与文化路交叉口。工程起点0400，终点0440，工程总长880米。其中隧道长286m，净跨径15.5m、净空高4.6m，断面形式为单孔箱涵。东西向引坡长分别为205及185m。本工程设计工作由郑州市市政工程勘测设计研究院负责，河南五建集团公司参与本工程施工投标，拟承担本工程施工工作，根据初步设计施工图纸内容及要求，我公司编制本施工组织设计。 本章节内容主要为基坑支护、降水及监测工作实施组织计划。2、周边环境 2.1 交通道路状况郑州市东风路文化路下穿式隧道位于东风路与文化路交叉路口，交通便利，施工车辆进出场区非常方便。周围环境为居民区、科技市场商业区，人车流量大。2.2 地上地下管线情况 拟建场地四周道路上设有给排水、燃力、热力电力、通讯及水气等公共设施管线。根据建设单位提供的市政管网图，其主要管网布置见市政工程管网图资料。2.3 周边建筑物周边主要建筑分布在东风路两侧及与文化路交叉十字路口位置建筑，涉及住宅楼、商业用房等建筑20余处，其建筑密度较大，目前暂无各建筑基础资料，施工前应详细查明，尤其是距离基坑边线1-2倍深度范围内的建筑进行详细的登记造册，并记录原始状况，并进行重点监测，重点保护。 二、场地岩土工程1、地形地貌根据化工部郑州地质工程勘察院2008年9月8日提供的东风路下穿式隧道工程地质勘察报告揭示，场地属于郑州市东北部，地貌单元属黄河冲积平原郑州东部泛滥平原区，地形较平坦，地貌单一，相对高差0.5m。2、地层结构地质报告资料揭示本场地50.0m范围内，表层为0.3m水泥地坪、下至约2.0m为填土；2.0m至32.0m为第四纪全新世冲击形成的地层，以粉土、粉质黏土、粉细砂为主，32.0m以下为第四纪晚更新世冲积形成的地层，以粉质黏土为主。根据其不同的成因、时代、及物理性质差异分为9个工程地质单元层，各层地基土分述如下：杂填土(Q4ml)：层底埋深0.6-2.2m，层厚0.6-2.2m。表层部分为沥青路面及灰土垫层、砖块等垃圾。粉土(Q4-3al)：层底埋深1.6-7.6m，层厚1.7-5.6m。地层呈褐黄色-灰褐色，稍湿，稍密。干强度低，韧性低，摇震反应中等。见小粒径钙质结核、局部富集，含少量腐植根孔等。本层局部夹有-1层粉土，稍湿，中密。粉土夹粉质黏土(Q4-3al)：层底埋深5.7-9.6m，层厚0.7-4.3m。地层呈灰黄色-褐黄色，稍湿，稍密-中密。干强度低、韧性低，摇震反应中等。含白色钙质条纹和小粒径钙质结核，钙质结核局部富集。局部夹有灰褐色粉质黏土薄层。粉土(Q4-3al)：层底埋深6.4-11.1m，层厚0.5-3.5m。地层呈灰黄褐色，湿，中密。干强度低、韧性低，摇震反应中等。见小粒径钙质结核，白色蜗牛碎片等。粉土夹淤泥质粉质黏土(Q4-3al l)：层底埋深11.5-14.2m，层厚2.0-5.9m 。地层呈灰黄褐色，湿，中密。干强度低、韧性低，摇震反应中等，见小粒径钙质结核，白色蜗牛碎片等。局部夹淤泥质粉质黏土，呈透镜体状分布，灰色、灰褐色，软塑，切面光滑，稍有光泽，干强度中等、韧性中等。粉土 (Q4-2al)：层底埋深13.5-19.0m，层厚1.4-6.9m。地层呈灰色、灰褐色，湿，中密。干强度低、韧性低，摇震反应中等。夹有-1层粉土有砂感。见小粒径钙质结核、蜗牛碎片、白色钙质斑点等。局部夹有黑色、黑灰色有机质土、泥炭质土，分布深度范围在16.0-17.5m之间。（详见下表2.2）。粉细砂(Q4-1al)：层底埋深31.3-32.3，层厚14.7-14.9。地层呈灰色、灰褐色，饱和，密实。主要成份为石英、长石，含云母、暗色矿物等，见钙质结核。本层颗粒粒径变化较大，局部为中砂。粉土(Q4-1al)：层底埋深41.6-43.0m，层厚9.1-10.4m。地层呈灰色，灰褐色，湿，密实。干强度低、韧性低，摇震反应中等。见铁染斑点、钙质条纹，含小粒径钙质结核，切面光滑，稍有光泽。粉土(Q3al)：本层勘探深度内未揭穿，最大揭露厚度7.0m。地层呈灰黄色、黄褐色，硬塑。干强度中等，韧性中等。含黑褐色铁锰质斑点，少量钙质结核。各地层主要地质参数见勘察报告。3、气象、水文地质条件郑州地区处在河南省北中部,属温带季风气候,大陆性比较显著,具有冬季寒冷雨雪少、春季干旱多风沙、夏季炎热雨丰沛、秋季晴和日照足的显著特点。雨季多发生在68份。本场地勘察期间地下水位埋深3.0 m左右（标高约88.71m左右），年变幅约1.0m左右，据调查近20年最高水位埋深0.5m左右。属第四系松散岩类孔隙潜水, 地下水的补给主要为大气降水，场地环境类别属类。根据东风路百脑汇电子广场东风路百脑汇电子广场，距本场地约50.0左右，属同一水文地质单元地下水取样分析结果，地下水对混凝土无腐蚀性。 第二部分 设计方案及布置三、基坑支护设计方案 1、设计基坑支护安全等级 根据建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）要求相关规定，结合本工程实际，本工程工程重要性一级，基坑侧壁安全等级为一级，设计采用侧壁安全系数应为1.10 。 2、支护方案主要内容及工作布置根据设计单位提供的资料，综合考虑地质、环境、挖深等诸方面因素，采用支护结构如下：整个基坑采用钢板桩加钢支撑作为支护结构，钢板桩采用U型锁口热轧钢板桩，要求每延米截面面积不小于236cm2，抗弯模量不小于2200cm3；钢支撑采用630-13钢管作为支撑材料，第一、第二层横撑对钢板桩施加预应力200KN，第三、第四层横撑施加预应力400KN；钢板桩打入位置距引坡和隧道中线9.6m，以抵抗土压力和水压力并保护周围土层的稳定，钢板桩支撑采用对称方式，水平支撑构件为609-11钢管，立柱采用组合钢立柱，立柱基础采用抗拔桩作为基础。抗拔桩为1000mm钻孔灌注桩，桩长8m，立柱埋入桩头2.5m。 具体设计布置见初步设计图纸结23-结32。四、基坑降水设计方案 4.1 降水设计原则依据和参数 基坑支护必须结合降水方案。本工程地下水位较高，根据方案分析，对本工程而言，设计采用坑内降水的轻型井点降水措施,以确保满足降水要求，减低对环境的影响，是适宜的。降水要求控制降水速度和时间，使地下水位均匀、平缓下降，降水深度以满足施工要求为准，不得超降，同时在基坑监测中对基坑内外地下水位和 建筑物尤其是采用埋深较浅的扩大基础建筑物进行密切观测，确保附近建筑物安全。本工程降水工作技术要求，还应严格按照建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）及建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）相关要求执行，降水工程施工及实施过程中，应严格作好各项观测，并保持降水工作的连续性。 勘察报告提供的场地上部土层综合渗透系数为0.5m/d，下部砂层综合渗透系数为6m/d，；潜水位埋深3.5m，潜水位年变化幅度 1.0m,历史最高水位埋深0.5m左右。采用地下水埋深为2.5m，降深满足开挖面以下1m，设计最大降深12m。 4.2 降水方案设计布置 根据设计要求，本次降水工程采取坑内降水措施，即采取钢板桩支护兼作止水帷幕，对基坑内部采取轻型井点降水措施，具体设计布置如下：4.2.1轻型井点布置根据方案分析，本次设计采取轻型井点降水措施进行基坑内部降水。井点管基坑降水根据郑州市降水工程实际工作经验，按照1.2m间距布置井点，一级井点主要为1-11和23-32轴线位置，全部控制长度433m（开挖深度3.0m以上的地段可不布置），井点管顶位于-2.5m，深度控制为基坑底部1m。二级井点主要控制中部地段（11-23轴线位置），控制长度243m，井点管位于-8.0m，管底控制在基坑底部1m。共布置一级井点720点，布置二级井点405点，每组井点控制长度45m计算，需要30组轻型井点降水设备，另备用5组应急使用。 抽水后经集水总管汇入排水管道经市政排水系统排出。4.2.2减压井布置根据周边已有施工经验，下部第层粉细砂含水层具有微承压水特征，本次降水考虑采用口径350mm管井作为减压井，布置间距30m，布置于隧道中心线位置， 控制长度为11-23轴线位置共243m，共布置管井约需要10眼；管井深度20m,成井时以进入第层砂层3m为准。4.2.3观测井点布置水位观测井点按照坑内外布置控制原则，布置间距引坡地段40m，共布置27眼，深度11m，隧道地段30m，共布置24眼，深度17m。 具体布置见平面布置图及降水工作剖面布置图。五、监测工作设计方案 建立工程监测系统，进行严格严密的工程监测工作，主要是为了充分体现信息化施工，通过监测数据的分析掌握，验证设计工作的正确性，指导施工工作安全进行，确保环境安全及周边建筑、管网的安全，更好地总结设计施工工作经验。本工程场地周边环境复杂，地处城市闹市区，东南角紧邻科技市场及百脑汇、西北角紧邻河南财经学院，东北角紧邻塞博数码广场，建筑较多，管线网络密集，其中隧道及斜坡距离其两边的建筑物距离较近，特别是隧道范围的周围要加强施工监测，根据规范要求，从基坑边线外1-2倍基坑深度范围需要保护的对象均应在监控之列。本次监测工作设计方案依据施工设计要求，结合规范规程技术标准要求制订。 5.1监测工作布置原则及依据 5本次施工监测主要遵循的规范、规程和标准文件如下：1.郑州市东风路-文化路下穿式隧道工程初步设计；2、建筑标准建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）；3、建筑基坑工程监测技术规范(征求意见稿)；4、建筑变形测量规程（JGJ/T8-97）；5中华人民共和国行业标准城市测量规范(CJJ 8-99) 6. 工程测量规范【GB 50026-2007】7. 国家二等水准测量规范基坑工程安全等级一级，监测工作按照一级基坑进行监测工作部署。5.2、监测工作目的及内容本次监测工作目的是根据现场监测数据与设计值（或预测值）进行比较，如超过某个限制就采取工程措施，防止支护结构破坏和环境事故的发生，用监测数据验证支护结构设计的正确性，指导现场进行信息化施工，使施工组织设计得以优化，并为同类工程积累宝贵的经验资料。按照设计要求，本次基坑监测工作主要内容为： 1、墙顶水平位移观测2、墙顶竖向位移观测3、墙体深层水平位移观测4、立柱竖向位移观测5、周边地表竖向位移观测6、坑底回弹观测7、支撑内力监测8、墙体内力监测9、土压力监测10、孔隙水压力监测11、地下水位变化监测12、管线位移(刚性) 观测13、 管线位移(柔性) 观测14、建筑物沉降观测5.3、监测工作布置及工程量根据设计文件要求，监测单位确定基坑监测项目、测点布置和精度要求详见表1、表2，测点的布置示意图见附图-1、附图-2 表1 施工监测工作内容、测点布置以及监测周期表序号12345678监测项目墙体水平位移墙顶竖向位移墙体深层水平位移立柱竖向位移周边地表竖向位移坑底回弹支撑轴力墙体内力监测范围桩顶桩顶围护桩桩身立柱周边地表基坑底部支撑中部或端部墙体测量仪器经纬仪经纬仪测斜仪测斜管水准仪精密电子水准仪精密电子水准仪轴应力仪应变计测试精度1.0mm1.0mm1.0mm1.0mm1.0m m1.0mm 1/100F.s0.1测点数量4242759484序号9101112131478监测项目侧向土压力孔隙水压力地下水位管线位移(刚性)管线位移(柔性)地面建筑物沉降监测范围紧靠围护结构外侧粉土层内不同深度处基坑周边需保护的建筑物测量仪器土压力盒孔压计水位管水位仪精密电子水准仪测试精度102次/1d底板浇注后时间（d）71次/1d1次/1d2次/1d7141次/3d1次/2d1次/1d141次/5d1次/3d1次/2d 管网管线监测应在施工前进行详细普查，并在普查基础上针对管线特征、性质进行针对性监测和保护设计。 本次监测工作主体位置控制隧道主体部分，按照上述内容严格控制，对引坡地段，主要对地下水位、周边建筑及地下管线进行变形监测，支护结构内力及土压力、孔隙水压力监测部分可不布置。5.4监测工作实施方法与要求由于基坑紧邻周围建筑物，地下管线密集，其基坑围护工程安全等级属于一级。设计文件对基坑监测项目、测点布置和精度要求如下：1)基坑监测以获得定量数据的专门仪器测量或专用测试元件监测为主，以现场目测检查为辅。2)各监测项目在基坑支护施工前应测得稳定的初始值，且不少于两次。3)各项监测工作的时间间隔根据施工进程确定，参考建筑基坑工程技术规范建筑基坑工程监测技术规范(征求意见稿)的相关要求执行。当变形超过有关标准或场地条件变化较大时，加密观测，当有危险事故征兆时，则需要进行连续观测。4)量测数据必须完整、可靠，对施工工况应有详细描述，使之真正能起到施工监控的作用，为设计和施工提供依据。5)测试单位应能根据对当前测试数据的分析，较好的预报下一施工步骤地层、支护的稳定与受力情况及地表沉降等，并对施工措施提出相应的建议。6)所有测点均应反映施工中该测点受力或变形等随时间的变化，即从施工开始到完成、测试数据趋于稳定为止。7)监测单位应及时向建设单位、设计单位以及施工单位提供量测报告，内容包括：测点布置、测试方法、经整理的量测资料及分析的主要成果、结论及建议、量测记录汇总等。同时，施工过程中监测单位应及时向建设单位、设计单位和施工单位提供监测资料以便判断支护状态，相应变更设计参数和施工方法。8)承担监测工作的单位应拥有专业的测试队伍和设备，掌握先进的测试数据处理系统及分析技术与软件。5.5、具体监测内容与工作布置1）、墙顶水平位移 (1)观测点布置及数量：在泵房处基坑每个边上布置3 个测点，在东西方向的隧道部分从泵房和隧道的交叉点往两边以5米布点，然后每隔19米布点，在斜坡部分延伸出一个5米远的测点，在东西方向的隧道部分南侧也按照这样的方式来布置。测点由现场实际情况指定，在基坑开挖之前完成并测好基准值，墙顶水平位移观测点共布设42个，编号为QS1QS42，现场再作调整，具体测点见基坑监测平面示意图1。(2)监测仪器：Jl型经纬仪或全站仪(3)观测方法，频率：在基坑外围、变形影响范围外的地方布设一到三个点作为基准点，采用闭合水准的方法进行观测。监测频率见前文表2，同时视施工现场情况，若工程进度快，亦或数值变化较大，应加密观测次数。2）、墙顶竖向位移(1)观测点布置及数量：在泵房处基坑每个边上布置3 个测点，在东西方向的隧道部分从泵房和隧道的交叉点往两边以5米布点，然后每隔19米布点，在斜坡部分延伸出一个5米远的测点，在东西方向的隧道部分南侧也按照这样的方式来布置。测点由现场实际情况指定，在基坑开挖之前完成并测好基准值，墙顶水平位移观测点共布设42个，编号为QS1QS42现场再作调整，具体测点见基坑监测平面示意图1，监测频率见前文表2，同时视施工现场情况，若工程进度快，亦或数值变化较大，应加密观测次数。(2)监测仪器：DS05级别水准仪或全站仪(3)观测方法，频率：在泵房处基坑每个边上布置3 个测点，在东西方向的隧道部分从泵房和隧道的交叉点往两边以5米布点，然后每隔19米布点，在斜坡部分延伸出一个5米远的测点，在东西方向的隧道部分南侧也按照这样的方式来布置。测点由现场实际情况指定，在基坑开挖之前完成并测好基准值，墙顶水平位移观测点共布设42个，现场再作调整，具体测点见基坑监测平面示意图1。监测频率见前文表2，同时视施工现场情况，若工程进度快，亦或数值变化较大，应加密观测次数。3）、墙体深层水平位移(1)观测点布置及数量：测斜管的埋设：定位放样钻机成孔埋放测斜管校准测斜管方位瓜子片（或中粗砂）封孔做孔口保护测读初始值。钻机成孔的直径为f110mm，在泵房基坑的3条边上各布置一个测斜点，在隧道部分的两面各布置2个，合计测斜管7个，编号为CX1CX7，具体测点见基坑监测平面示意图1。(2)监测仪器：使用中国航天工业总公司33研究所的CX-03E测斜仪；(3)观测方法，频率：在钢板桩腹板内侧用角钢焊接固定1 条镀锌钢管,打入该钢板桩后,将测斜管放入镀锌钢管中,填砂固定，测斜管管底到钢板桩底距离小于0.5 m。监测频率见前文表2，同时视施工现场情况，若工程进度快，亦或数值变化较大，应加密观测次数。4）、立柱竖向位移(1)观测点布置及数量：立柱的竖向位移监测点布置在泵房基坑中部、隧道中间部位和两测各布置一个测点、监测点布置在多根支撑交汇处的立柱上。合计布置立柱竖向位移测点5个，编号为LZ1LZ5，具体测点见基坑监测平面示意图1。(2)监测仪器：DS05级别水准仪或全站仪(3)观测方法，频率：监测方法同墙体桩顶沉降及水平位移方法，由于基坑面积大，开挖深度较深，因此挖土期间的立柱沉降监测非常重要，通过监测立柱顶端的高程变化，得到施工阶段立柱桩之间、立柱与围护桩之间的差异沉降，避免工程质量出现问题。 监测频率见前文表2，同时视施工现场情况，若工程进度快，亦或数值变化较大，应加密观测次数。5）、周边地表竖向位移(1)观测点布置及数量：在泵房基坑旁边、以及在隧道东边和西边各选一个剖面进行周边地表竖向位移监测，测点距离坑边一般3-5米，合计布置测点9个，编号为DB1DB9，具体测点见基坑监测平面示意图。(2)监测仪器：DS05级别水准仪或全站仪(3)观测方法，频率：监测频率见前文表2，同时视施工现场情况，若工程进度快，亦或数值变化较大，应加密观测次数。6、坑底回弹(1)观测点布置及数量：监测点选择在泵房基坑的中央、隧道的中间以及东西部分的中间部位，合计布置测点4个，编号为LQ1LQ4，具体测点见基坑监测平面示意图1。(2)监测仪器：DS05级别水准仪(3)观测方法，频率：坑底隆起（回弹）宜通过设置回弹监测标，采用几何水准并配合传递高程的辅助设备进行监测等。监测频率见前文表2，同时视施工现场情况，若工程进度快，亦或数值变化较大，应加密观测次数。7）、支撑内力（1）观测点布置及数量：支撑轴力测点需设置在主撑跨中位置，在每层支撑都按照设计要求在基坑支撑钢管的外表面粘结高精度钢弦应变计对支撑钢管内的应力进行监测。选择泵房位置处的基坑4层支撑中选择2个断面进行监测，合计布置测点8个，编号为ZC1ZC8，具体测点见基坑监测立面示意图2。（2）监测仪器：钢弦式表面应变计（3）观测方法，频率：拟采用钢弦式应变计进行测量，此应变计配有专用测读仪。测读仪读出应变率值及环境温度，并进行计算求出应变量。由应变量按材料力学方法可求得钢管中的应力及轴，监测频率见前文表2，同时视施工现场情况，若工程进度快，亦或数值变化较大，应加密观测次数。8）、墙体内力(1)观测点布置及数量：墙体内力监测点应布置在受力、变形较大且有代表性的部位，监测点数量和横向间距视具体情况而定，但每边至少应设1处监测点。竖直方向监测点应布置在弯矩较大处，监测点间距宜为35m。选择泵房基坑位置处的开挖最大部分的钢板桩内侧作为监测点，合计布置测点4个，编号为QL1QL4，具体测点见基坑监测立面示意图2。(2)监测仪器：钢弦式表面应变计(3)观测方法，频率：在安装钢筋计之前，应首先对其进行标定，得出其率定曲线，安装时，应将应力计上的导线逐段捆扎在邻近的钢筋上，引到地面测试箱中，支护结构混凝土浇注后，检查应力计电路电阻值和绝缘情况，并做好引出线和测试匣的保护措施。 在支撑结构钢筋应力计安装时，应特别注意其安装数量及布设点的合理性，因为在此条件下，应力计的安装对支撑结构受力有较大的影响。监测频率见前文表2，同时视施工现场情况，若工程进度快，亦或数值变化较大，应加密观测次数。9）、土压力(1)观测点布置及数量：土压力传感器主要用来监测泵房基坑附近开挖深度较大范围内的桩迎土侧土压力，在桩的迎土侧约每5m布置一个压力盒。在泵房基坑周边选择2处作为监测点，编号为TY1TY2。合计6个压力盒，具体测点见基坑监测平面图1和立面示意图2。(2)监测仪器：土压力盒(3)观测方法，频率：在现场监测时，通过接收器量测钢弦的频率，根据标定曲线，即可得出该压力盒目前所受压力的大小。监测频率见前文表2，同时视施工现场情况，若工程进度快，亦或数值变化较大，应加密观测次数。10)、孔隙水压力(1)观测点布置及数量：采用钻孔法埋设孔隙水压力计时，钻孔直径宜为110130mm，孔隙水压力监测点布置在基坑受力、变形较大或有代表性的部位。监测点竖向布置宜在水压力变化影响深度范围内按土层分布情况布设，监测点竖向间距一般为25m，并不宜少于3个。在泵房基坑和隧道基坑周边选择5处作为监测点，编号为KY1KY10,每处点在竖向有3个孔压计，合计30个孔压计，具体测点见基坑监测平面图1和立面示意图2。(2)监测仪器：振弦式孔压计(3)观测方法，频率：安装埋设孔隙水压力计时应在水中进行，透水石不得与大气接触，一旦接触，应重新排气，其量程选择应根据埋设位置的深度和孔隙水压力变化的幅度等确定，采用钻孔法埋设。监测频率见前文表2，同时视施工现场情况，若工程进度快，亦或数值变化较大，应加密观测次数。11)、地下水位变化（1）水位管埋设：用钻机钻出直径为130 mm的钻孔，其深度为11.017.0 m，孔内埋入直径为75mm水位管 (滤水塑料套管)。套管孔壁间用干净细砂填实，并用清水冲洗孔底，以防泥砂堵塞测孔，保证水路畅通。测管高出地面约400mm，管顶加盖，以防雨水等进入。在泵房基坑和隧道基坑周边选择51处作为监测点，编号为SC01SC51，合计51个水位计，具体测点见基坑降水监测平面图。（2）测量仪器：使用SWJ-90水位仪；（3）观测方法，频率：采用钢尺水位计进行观测。将水位计探头缓慢放入水位管，当探头接触到水位时，启动讯响器，此时，读取测量钢尺与管顶的距离，根据管顶高程即可计算地下水位的高程。监测精度5mm。监测频率见前文表2，同时视施工现场情况，若工程进度快，亦或数值变化较大，应加密观测次数。12)、管线位移 对于管线位移监测，根据管线的性质不同，分刚性和柔性两种进行监测和保护，鉴于目前尚未取得详细的管线分布图，故应在施工前进行详细的现场调查，收集资料，并制订监测工作部署。13)、建筑物沉降(1)观测点布置及数量：施工场地范围内主要监测距离基坑较近的重要建筑物沉降变形，重点监测基坑周边距离在3倍基坑开挖深度范围内的建筑物。在隧道主体地段基坑周边建筑物上选择12处作为监测点，编号为ZW1ZW12，合计12个观测点，现场监测时可根据实际情况再作调整，具体测点见基坑监测平面图1和立面示意图2。引坡地段根据周边建筑分布情况，主要对基坑外侧2倍深度范围内建筑进行监测，每建筑不少于3个沉降变形监测点。 (2)监测仪器：全站仪(3)观测方法，频率：水平位移观测采用经纬仪或测距仪进行，观测方法采用极坐标法或前方交法，采用施工控制网作为控制点。沉降观测采用精密水准仪进行，用施工高程控制网点作为控制点。监测频率见前文表2，同时视施工现场情况，若工程进度快，亦或数值变化较大，应加密观测次数。九、监测施工组织1、 建立监测队伍根据监测工程的规模、特点和复杂程度，保证现场所有项目的测试都有专人负责.现场设一总负责，负责与各单位的联络，各单位对测试工作提出的问题，可与现场负责人联系。2、监测数据监测数据是监测资料中最基础、最原始的资料，是日后进行制表、制图、计算分析、编制报表、撰写报告的重要依据。对基坑周围环境的监测，应在工程桩及围护施工之前就开始进行，并将测得的原始数据以及周围的现状记录在案。采用专用表格做好数据记录和整理，保留原始资料。每次资料汇总前，测量人、记录人、审核人、整理人签名齐全，以便各司其职，提高监测人员的责任心，特别是发现数据异常时，应及时进行复测，并加密观测的次数，防止对可能出现的危险情况先兆的误报和漏报。当测量数据用人工录入计算机时，应进行数据的二次校核，以确保打印出的曲线图表准确无误。3、监测周期及监测频率监测周期为自基坑开挖前至0.000。监测频率一般情况下开挖期间每天观测一次，如遇位移、沉降及其变化速率达到报警值时，则应增加观测次数(每天两次)，并及时跟踪监测，及时向甲方、监理和施工单位提供数据以便采取相应的措施；在底板浇筑完毕至0.000期间可每星期监测一次，并可根据测试数据适当加密或放宽监测频率。4、监测报表 观测数据一般应当天填入规定的记录表格，并及时提供给建设、设计、监理和施工等单位。每日测试完成后,次日向甲方、设计、施工和监测单位提供测试数据及相关图表，并按日期和项目内容编排。 每天的数据就应绘制成相关曲线，如位移沿深度的变化曲线，位移及沉降随时间的变化曲线等，根据其发展趋势分析整个基坑的稳定情况，以便及时采取安全措施。监测日报在土方开挖期间每天一份。数据变化在报警值之内时，第二天来现场测试时提交。若数据变化超出报警值，应立即电话通知甲方、监理单位，并加密监测频率。5、监测报告监测报告是对某段时间内某一监测项目的实施情况的总结，找出某此变化规律，提出建议和措施。基坑挖土施工开始后，每一周提供基坑开挖一周监测阶段总报告，具体内容包括一周时间内有监测项目的发展情况，内力或变位最大值以及最大值位置，如测量值大于控制值时，应及时通知建设、监理、设计及施工等单位以便采取应急补救措施。整个监测工程结束时，提交一份监测总报告。6、监测工程联系单联系单是监测单位就监测过程中遇到的技术的问题、特殊情况或测试内容、时间变更等，与委托方进行联系或达成协议的书面记载。7、 监测会议纪要包括监测方案评审会，现场监测工作例会，定期或不定期的专家顾问会议、施工协调会等涉及监测内容会议记录。8、险情预报各监测项目达到预警值时，首先应复测，以确保监测数据的正确性，其次应与附近其它项目监测及基坑的施工情况对比分析，证实确为达到预警值时，方可预警。监测项目达到预警值时，应加密观测。预警步骤为：1.监测数据经过复测超过预警值时，立刻口头通知监理方。2.针对预警部位，2小时内整理监测报告，提供监理方。3.在6小时内出预警通知，提供监理方、甲方。根据监测方案在施工前布置好监测点并落实监测的保护工作，按规定频率监测，建立信息反馈制度，将监测信息及时反馈给现场施工负责人和相关人员，以指导施工。必须紧跟每步工况进行监测，并迅速有效的反馈。如施工中出现变形速率超过预警值的情况，应进一步加强监测，缩短监测时间间隔，为改进施工和实施变形控制措施提供必要的实测数据。及时整理、分析监测数据。按业主现场代表和监理工程师批准的对策及时调整施工工序、工艺，或实施变形控制措施，确保安全、优质、按期完工。工程量及设备用需清单 序号名称计量单位工程量使用设备型号数量1土体深层位移孔2支撑轴力点3桩顶沉降点4桩顶水平位移点5支撑端点沉降点6立柱沉降点7立柱水平位移点8周边建筑物沉降点9坑外地下水位孔合计 第三部分 施工组织设计六、施工环节分析1、施工重点分析基坑支护:施工重点在于钢板桩和支撑支护结构体系的安全施工，钢板桩的成桩质量关系支护成败的第一要素，关键把握好桩的垂直度、咬合度和插入深度施工，同时确保连接紧密，使支护体系达到支护与止水双重效果；支撑体系施工是确保支护结构体系稳定的关键；基坑降水:基坑降水的目的是为降低坑内地下水，确保地下道的施工及周边建筑物安全，根据建设单位提供的资料，本工程基坑开挖深度最大约14米，基坑平面简单呈条形，周围环境复杂，由于地下水位高（埋深3.5m，变幅1.0m），基坑边坡土的抗剪强度低，降水对周围建筑物影响较大，故必须采取必要的支护与降水措施。本工程设计采取钢板桩支护和挡水，采取坑内降水，拟采取轻型井点降水。隧道主体地段一级轻型井点降水不能满足施工要求，必须采取二级井点降水。地质报告揭示，在场地下部11.5-14.2m位置以下为粉土和粉细砂层富含水层，地质报告给出的综合取渗透系数为0.5m/d，下部第层综合取渗透系数为6.0m/d，根据周边工程已有降水经验，第层下部地层为微承压水，但地质报告未提供其水头资料，具体降水工作中，应当考虑承压水的减压问题，以避免对基坑底部造成不利影响(如坑底突涌)，对此可采取局部布置减压井减压措施处理。降水工作容易引起周边环境的变化，因此，要加强地下水位观测及降水期间变形监测工作，重视信息化设计和施工，及时发现降水过程中出现的问题，及时解决，因此除应按照设计要求的进行孔隙水压力监测外，水文地质监测尚应布置部分水位观测孔，通过观测检查降水情况，一旦发现坑内降水坑外跟降或降水效果不佳等问题，及时采取补救措施；为确保深井抽水不会对周边环境造成影响，同时又达到减压降水的目的，在降压井施工后可进行3个井的抽水试验，确定现场地层的渗透系数，并计算涌水量，从而控制减压井抽水量与涌水量，最终选择减压井抽水设备，保证减压井抽水不会形成地层沉降变化。雨季施工时为防止大量雨水汇集基坑，应注意采取防雨排水措施，并备用大型抽水设备抽水，通过坑内积水坑抽水，避免坑内大量积水，影响施工。 基坑监测：重点是隧道主体地段，监测工作按照规范要求进行，重点控制沉降和位移变形，包括建筑、管线、支护体系、地下水位等一系列监测工作应严格按照要求进行，切实做到服务于设计施工，达到信息化设计施工的目的，引坡地段主要控制监测周边建筑、管线、水位及地表变形；土方开挖：强调服务于基坑支护和降水工作，切实做好与支护工作的密切配合，严格按照操作技术要求，实施程序化控制作业。2、 施工难点分析 本次基坑支护工作施工难点在于支护体系的施工，钢板桩支护成桩质量是关键，其一是垂直度，其二是插入深度，第三是支撑体系的施工，均应严格按照操作技术要求进行， 钢板桩可采用锤击打入法、振动打入法、静力压入法及振动锤击打入法等施打方法。结合本工程实际，考虑到确保安全、科学合理、经济可靠的原则，本次设计在结合地质报告建议及本工程基坑实际情况分析后，根据我公司多年施工同类工程经验， 按照确保安全，降低造价的原则，对场地地质条件和技术资料进行了充分的论证研究，决定采静力压入法施工工艺。 降水工程施工难点主要是二级井点及减压井施工和抽水，减压井必须保证抽水量和涌水量相等，否则易出现土层沉降和变形，因此现场应进行抽水试验精确测定土层渗透系数，计算单井涌水量，正确选用抽水设备，控制抽水水位，达到降水减压的目的； 监测工作的难点是隧道主体地段的深层测斜及土压力、孔隙水压力和支护墙体内力监测，同时涉及不同类型的各种管线监测和保护，以及临近建筑的监测和保护，应精心组织实施精密监测，基准点和观测点设置合理，达到尽可能少的工作量能够充分反映、解决存在的问题。 七 、施工组织设计编制原则及依据1、 编制原则 1）、认真贯彻国家对工程建设的各项方针和政策。2）、以确保安全、质量、工期为前提，具有施工可操作性。3）、采用先进的监控量测及信息反馈系统指导施工。4）、充分利用现有施工机械和设备，充分发挥机械化施工的优势，提高施工项目机械化程度；改善劳动条件，提高劳动生产率。5）、尽量采用先进施工技术，科学地制定施工方案；严格控制施工质量，确保安全施工；努力缩短工期，降低工程成本。6）、尽可能减少施工设施，合理储存建设物资，减少物资运输量。7）、科学地规划施工平面图，合理布置施工场地。2、编制依据（1）岩土工程勘察报告（化工部郑州地质工程勘察院2008.9.8）（2）郑州市东风路文化路下穿式隧道工程基坑支护设计图及我单位投标文件。（3）建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）；（4）建筑桩基技术规范（JGJ9494）；（5）建筑地基基础处理规范（JGJ79-2002）；（6）建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）；（7）建筑工程测量规范（GB50026-93）； （8）建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）； （9）理正基坑支护设计软件（v5.41）；其他国家相关规范、规程等要求；八、施工前期准备1、人力资源准备 在施工前，根据基坑支护、降水与监测工作各项工作内容要求，依据施工组织设计人员安排计划，按照专业划分，在项目部的统一调度组织下，安排各岗位技术、工作人员到位，并进行岗前技术交底和安全培训，达到工程施工要求标准后准许进入施工现场参加工程施工，对无证无培训等人员严禁使用。2、技术研究准备 （1）进场后，即对施工期间的测量定位控制线进行复核、交接，填写工程测量、定位放线记录和施工测量报验单，报监理复核并签字认可。（2）由于施工所需管桩每日用量大，故应对管桩生产厂家的生产和供应情况进行详细调查，以便及早进行供需联系，落实供需要求。 （3）调查并掌握气象资料，制定雨季、大风天气的施工措施。 （4）作好与设计的结合工作 组织项目组有关人员认真学习图纸，并进行自审、会审工作，以便正确无误地施工。 通过学习，熟悉图纸内容，了解设计要求施工达到的技术标准，明确工艺流程。 进行自审，组织项目部的施工管理人员对本工程的所有图纸进行审查，掌握和了解图纸中的细节。 组织桩机施工队共同学习施工图纸，商定施工配合事宜。 组织图纸会审，由设计方进行交底，理解设计意图及施工质量标准，准确掌握设计图纸中的细节。 （5）项目部将审批后的施工组织设计按规定上报监理公司，由监理工程师批准后付诸实施。3、 设备资源准备 项目施工前，根据设备组织计划，对支护施工、降水、监测设备进行使用前的检查、标定、检测维护，确保设备状况良好，并按照施工要求设备量调遣到位，确保设备数量和质量，达到来之能用，用之放心，安全可靠的使用效果。未经检测检定，质量达不到使用要求的设备一律不得进场。4、 现场施工条件准备与布置 施工前对施工现场进行全面的调查了解，合理布置使用场地，并做好施工用水、用电的接点准备，施工材料场地清理干净，做到合理利用施工场地，方便施工，有利施工。九、主要施工工艺技术要求1、基坑支护钢板桩施工工艺及要求1.1 钢板桩的检验、吊装、堆放1.1.1 钢板桩的检验 对钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。 外观检验：包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和锁口形状等项内容。检查中要注意：a）对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；b）割孔、断面缺损的应予以补强；c）若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度。原则上要对全部钢板桩进行外观检查。 材质检验：对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。每20-50t重的钢板桩应进行两个试件试验。1.1.2 钢板桩吊运 装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应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。1.1.3 钢板桩堆放钢板桩堆放的地点，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； 钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明； 钢板桩应分层堆放，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。1.2 导架的安装在钢板桩施工中，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2535米，双面围擦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，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效。（3）导梁不能随着钢板桩的压入而产生下沉和变形。（4）导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。1.3 钢板桩压入拉森钢板桩施工关系到施工止水和安全，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工有关要求： （1）全线采用型拉森钢板桩。拉森钢板桩采用静压桩机，压入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）压桩前，对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格者待修整后才可使用。 （3）压桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。 （4）在压入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，拔起重压。 （5）钢板桩压入采用屏风式压入法施工。屏风式压入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，压入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将10-20根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再压入。通常将屏风墙两端的一组钢板桩压至设计标高或一定深度，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。屏风式压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。压入顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及压桩效率有直接影响。因此，压入顺序是板桩施工工艺的关键之一。其选择原则是：当屏风墙两端已压入的板桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序压入；反之，用逆向顺序施打；当屏风墙两端板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序压入；当板桩墙长度很长时，可用复合顺序压入。（6）密扣且保证开挖后入土不小于2米，保证钢板桩顺利合拢；特别是工作井的四个角要使用转角钢板桩，若没有此类钢板桩，则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。（7）压入桩后，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。1.3 钢板桩拔除基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。否则，由于拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给己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。设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。（1）拔桩方法本工程拔桩采用静压桩机拔桩，依靠静压桩机的起吊力将桩拔除。 （2）拔桩时应注意事项 拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩墙，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。 对引拔阻力较大的钢板桩，利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，再依靠静压桩机起吊力的将桩拔除。1.4 钢板桩土孔处理对拔桩后留下的空隙应及时用中砂密填，并采用水泥灌浆密实。1.5 施工设备 本次钢板桩施工选用设备及配套设备如下表:机具名称型号/规格功率（KVA）需用量备注静压桩机YZY-68031141良好材料试验、质检仪器设备钢卷尺50m把1良好全站仪科力达台1良好自动安平水准仪DS-3000台1良好其他配套小型工具若干2、立柱基础：钻孔桩施工工艺由于钻孔灌注桩工程量小，本工程的钻孔桩施工拟采用1台德国BG2