端头井施工组织设计PPT课件

临港新城主城区交通枢纽地下配套工程 端头井基坑施工方案 2010年07月 上海市第二市政工程有限公司轨道交通11号线南段土建工程9标项目部 摘要 1 工程概况 设计围护及支撑结构 地质情况 周边环境 2 施工组织 施工总平面布置 总体工艺流程 3 主要工序施工技术措施 槽壁加固 井点降水 支撑及开挖 监测等 4 工程要点难点控制 不良地质处理 支撑与开挖配合 5 质量保证措施 6 安全 文明施工保证措施 临港新城主城区交通枢纽地下配套工程 为轨道交通11 线南段土建9标的沪城环路站 工程沿临港大道呈东西向布置 位于沪城环路交叉口东侧 设计主体结构为地下车站 含端头井在内 全长488 8m 设计根据围护结构的不同 将车站分为A B C三个区域 其中 A区为东西两侧的端头井 采用1 2m厚地下连续墙围护结构 B区为标准段 采用1 0m厚地下连续墙围护结构 C区为站厅及出入口 采用钻孔桩和搅拌桩复合围护 本方案主要为A区2个端头井的施工组织设计 A区 A区 B区 C区 C区 1 工程概况 1 工程概况 端头井基坑由同济大学建设设计研究院 集团 有限公司设计 均为盾构接收井 其外包尺寸为20 8 23 3m 开挖深度西侧为25 33m 东侧为26 3m 底部东西向有1条1 0m的纵梁 需局部挖深 本工程范围内的构筑物结构设计使用年限为100年 端头井安全等级为二级 其余土建工程安全等级均为一级 端头井主体结构为叠合墙 作为永久结构的一部分 地下连续墙在基坑施工期间是基坑主要的围护结构 根据设计 地下连续墙厚度1 2m 深43 0m 在端头井与标准段相接处 设41 0m深地下连续墙作为临时封堵墙 墙体每个端头井分为16幅 设计强度等级水下C30 抗渗等级P8 本工程端头井基坑内共设7道支撑 由上至下依次为 第一道800 800混凝土支撑1 5m深第二道 609 16钢支撑5 3m深第三道 609 16钢支撑8 9m深第四道 609 16钢支撑12 3m深第五道1000 1000混凝土支撑15 7m深第六道双拼 609 16钢支撑19 4m深第七道 609 16钢支撑22 2m深 1 工程概况 西侧端头井 东侧端头井 1 工程概况 拟建场地为正常沉积及古河道沉积区 在勘探深度范围内 自上而下可分为7个大层 其中 层为近代人工堆填 层为第四纪全新世Q4沉积层 层为第四纪上更新世Q3沉积层 根据已有勘察资料表明 沿线地下水主要有浅部粘性土 粉性土层中的潜水及深部粉性土 砂土层中的承压水 第 层为上海地区第一承压含水层 潜水位和承压水位随季节 气候 潮汐等因素而有所变化 浅部土层中的潜水位埋深 离地表面0 3 1 5m 年平均地下水位离地表面0 5 0 7m 地质勘察表明 场区地下水位埋深为浅部土层潜水水位 埋深0 5 3 0m 相应标高3 7 2 0m 潜水主要赋存于 3层砂质粉土 该层厚度为8 0 13 7m 为对开挖造成主要影响的土层 勘察期间在勘察区及周围未见明显污染源 场地地下水对混凝土无腐蚀性 在长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性 对钢结构呈中腐蚀性 地基土构成与特征一览表 潮坪地貌单元 1 工程概况 东侧端头井 西侧端头井 3灰色粉质砂土层 渗透系数较高 在地下水作用下极易形成流砂 灰色淤泥质粘土 流塑 属高灵敏土 开挖时受扰易发生结构破坏和流变 草黄色 灰色砂质粉土或细粉砂及粉质粘土夹粉砂 承压水的第一含水层 距坑底较近 污水 供电 信息 煤气 路灯 上水 1 工程概况 施工场地周围以道路和绿化带为主 周边无建筑物 在临港大道地下有较多的市政地下管线 1 工程概况 2 施工组织 2 1工程目标a 工期目标 计划于5月中旬开始深层搅拌桩施工 并于11月中旬完成盾构端头井 b 质量目标 隐蔽工程一次验收通过率100 工序报验一次通过率100 工序验收平均得分95以上 c 安全目标 无死亡事故 无重伤事故 d 治安 消防目标 无重大盗窃案件 刑事案件 无重大火灾 e 文明施工目标 创建文明工地 2 2编制依据a 上海市轨道交通11号线南段土建工程设计文件b 施工合同c 9标总体施工组织设计d 周边情况了解e 市政工程施工质量验收规范 DG TJ08 236 2006f 上海地铁基坑工程施工规范 SZ 08 2000g 建筑工程施工质量验收及统一标准 GB50300 2001h 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205 2001i 钢筋机械连接通用技术规程 JGJ107 2003j 钢筋焊接验收程 JGJ18 2003k 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202 2002l 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002m 地基基础设计规范 DBJ08 11 1999n 混凝土结构工程施工验收规范 GB50204 2002o 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 99q 上海申通集团关于工程施工要求的有关文件 2 施工组织 2 3施工管理网络在公司管理部门指导下 设立由项目经理 技术 施工 质量 安全 文明施工 材料 测量 试验 资料 统计计划 预算等人员的项目管理部 对各专业施工队伍实施管理 各专业施工队伍通过相应班组的班组长对工人实施纵向到底的管理 实施施工相关的各项措施 2 施工组织 2 4施工总平面布置 2 施工组织 2 5总体施工流程 3 主要施工工艺 3 1三轴搅拌桩槽壁加固 为保证穿越 3的地下连续墙的质量 保证基坑在 3层影响下的安全 本工程施工拟采用18m深 850三轴深层搅拌桩 对基坑围护进行加固 其桩身采用P O 42 5 普通硅酸盐水泥 水泥掺量20 要求28天无侧限抗压强度qu 0 8MPa 下沉速度 0 5 1 0m min 提升速度 1 0 2 0m min 搅拌转速 30 50r min 浆液流量 140L min 浆液配比 1 5自来水 1 0P O 42 5水泥 重量比 地墙迎土面外放8cm 以防止搅拌桩侵入地墙范围 影响成槽 地墙背土面外放5cm 以防止搅拌桩侵入地墙范围 影响成槽 搭接宽度大于25cm 相邻桩1孔套打 3 主要施工工艺 3 2地下连续墙 槽壁施工使用SG 50E一台进行成槽施工 为配合槽壁钢筋笼的整体吊装现场将配备一台250t履带吊和一台150t履带吊 采用膨润土制作泥浆 每立方泥浆材料用量 kg 如下 膨润土 95 4纯碱 3 78CMC 0 378水 958 52钢筋笼现场制作 双机抬吊平移 250T履带吊单机吊放就位 3 主要施工工艺 3 主要施工工艺 3 3钻孔灌注桩 为保证基坑开挖阶段稳定性 端头井内设临时桩 用于基坑施工期间整体抗浮 东西各3根 共6根 西侧以C 2轴为中心 沿2轴间隔3m布置 东侧以C 61轴为中心 沿61轴间隔3m布置 钢筋 采用HPB235钢 E43型焊条 采用HRB335钢 E50型焊条 混凝土 采用水下C30 钻孔桩施工采用GPS 10型钻机 正循环钻孔 钢筋笼分节制作安装 商品混凝土泵送灌注 3 主要施工工艺 3 4高压旋喷桩 1 高压旋喷桩加固均采用三重管工法 施工时保证泛浆排浆顺畅 采取措施减少坑内加固挤压影响 2 高压旋喷桩加固的桩体直径不小于1200mm 桩体搭接长度不小于400mm 3 采用42 5级的普通硅酸盐水泥 可适当添加早强剂 单桩加固体内水泥含量25 以上 4 高压旋喷桩加固体28天无侧限抗压强度应达到1 2MPa以上 5 高压旋喷桩的施工提升速度小于10cm min 3 主要施工工艺 3 5井点降水 设计思路 3层为主要的潜水含水层 层为主要的软弱土层 疏干降水重点考虑该两层 西端头井 基坑底以下土层为 3层粉质粘土层 土层塑性为软塑 考虑将疏干井深入至坑底降低 3层土层含水量 考虑到 3层下伏土层为 1 2层 为避免疏干井揭穿承压含水层疏干井考虑不揭穿坑底 东 西端头井 基坑落深区开挖接近 1 2层 为避免疏干井揭穿承压含水层而将承压水引至基坑内 保证前期上部土层疏干效果 同时考虑到坑底加固的因素 疏干井考虑不揭穿坑底 根据需要 考虑坑内降压井深度不超过围护深度 充分利用围护的作用 有效保障降水效果 3 主要施工工艺 3 5井点降水 底板稳定性验算 基坑底板抗突涌稳定性条件 基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于安全系数下承压水的顶托力 即 h s Fs w H式中 h 基坑底至承压含水层顶板间各层土的厚度 m s 基坑底至承压含水层顶板间的各层土的重度 kN m3 H 承压水位高于承压含水层顶板的高度 m w 水的重度 kN m3 取10kN m3 Fs 安全系数 一般为1 05 1 2 本工程取1 10 根据资料 本工程范围内分布有 层承压含水层 需进行基坑底部抗突涌稳定性验算 其中东端头井开挖揭露 1 2层 后期将承压水位降至基坑底以下1m 验算时 层水位取埋深5 41m 标高 1 21m 3 主要施工工艺 3 5井点降水 疏干井设计 计算单个端头井内可疏干重力水水量为 Q 360 单井有效疏干面积 13 0 场地 3层平均厚度 0 05 重力水给水度 360 5 5 场地 层平均厚度 0 02 重力水给水度 273 6T 3 主要施工工艺 3 5井点降水 降压井设计之深度计算 式中 H 降压井深度 m H1 基坑开挖深度 m h 基坑开挖面至滤料顶面之间的距离 m J 水力梯度 L 相邻降水井之间水平距离的1 2 或降水井至基坑边水平距离 m l 过滤器工作部分长度和沉淀管的长度 m s2 井的水头损失 井损 西端头井 H1取基坑开挖深度为26 33m h取5m 水力梯度J取约1 10 L取至地墙距离约4 00m 过滤器及沉淀管长度根据降水要求取7 00m 井的水头损失取3 00m 故坑内降压井深度 H 26 33 4 1 10 5 7 00 3 00 41 7m实际设计时结合地墙深度取西端头坑内降压井深度为41 00m 东端头井 H1取基坑开挖深度为27 30m 基坑开挖至承压含水层 h取0m 水力梯度J取约1 10 L取至地墙距离约4 00m 过滤器及沉淀管长度根据降水要求取10 00m 井的水头损失取3 00m 故坑内降压井深度 H 27 30 4 1 10 10 00 3 00 40 7m实际设计时取东端头坑内降压井深度为40 00m 3 主要施工工艺 3 5井点降水 降压井设计之井数计算 基坑内需布置降压井的数量采用数值模拟的方法进行计算 平面网格划分 三维网格划分 概化地层剖分 布设立面示意 降深云图 3 主要施工工艺 3 5井点降水 井位布设 在正式降水施工之前 对本工程进行抽水试验 以检验降水效果 确定含水层参数 验证方案可行性及降水工程运行工况 并根据抽水试验结果 对本方案进行优化 3 主要施工工艺 3 5井点降水 施工工艺 3 主要施工工艺 3 6支撑及开挖 本工程基坑开挖每个采用作业面液压挖掘机水平挖送土 50t吊车以及伸缩长臂液压挖掘机垂直运输相结合的方法 基坑开挖与支撑采用流水作业 严格按照时空效应理论 掌握好 分层 分块 对称 限时 五个要点 遵循 竖向分层 纵向分块 先中间后两侧 抽槽支撑 先撑后挖 的原则 做到随挖随撑 尽量减少无支撑暴露时间 基坑坑底素砼垫层要求随挖随浇 3 主要施工工艺 3 6支撑及开挖 基坑竖向设七道支撑 其中第一 五道为钢砼支撑 余下为钢管支撑 端头井各道支撑计算轴力从上至下分别为 3000KN 砼支撑 1800KN 2000KN 2200KN 8000KN 砼支撑 2200KN 2 双拼 2000KN 支撑预加轴力控制标准值分别为 70 第二道 80 第三 第七道 其中 钢筋混凝土支撑在土方开挖至相应深度时 采用 抽条 法现浇 钢管支撑的工艺流程 如右图所示 3 主要施工工艺 3 6支撑及开挖 3 主要施工工艺 3 6支撑及开挖 4 工程要点难点控制 4 1不良地质处理 3灰色粉质砂土 基坑范围土层中含有大量的粉性土 在槽段开挖时 极易产生坍塌 流砂及边坡失稳的现象 成槽时必须密切注意槽段的稳定性 若产生坍塌 流砂及边坡失稳的现象 情况严重的应停止施工 拟采取的措施为 采用三轴深层水泥搅拌桩加固措施对地下墙的两侧地面至 3层以下2m范围内的土体进行加固 土体加固强度 0 8MPa 4 工程要点难点控制 4 1不良地质处理 灰色淤泥质粘土和第 层粉 砂 性土 层灰色淤泥质粘土层的流塑特性 在地下水作用下 极易形成液态的泥浆 影响第5道支撑浇筑成型过程的结构安全隐患 和基坑开挖时的施工困难 同时 该地质层靠近地连墙的中部 对基坑整体的稳定 有一定的影响 因此除了按设计做好在第五道支撑以下3m的区域进行抽条式的三重管旋喷桩加固外 还需要严格做好疏干井点在该层基坑开挖和支撑过程中的降水工作 确保结构安全 根据XZ144钻孔资料 场地27 00m左右见 层承压含水层 本工程开挖较深 其中东端头井已进入承压水含水层中 因此 在施工过程中 承压水突涌是本工程最大的风险之一 与之相对应的措施是在井点降水施工过程中做好以下几点 1 控制好疏干井的深度 不穿透底板 以避免进入承压水含水层 影响坑内疏干效果 2 降压井采用双电路供电 以防止意外停电时 承压水水位快速回复 3 严格按申通公司有关要求 将承压水的水位观测纳入远程监控范围 及时监测 并按要求上报监测数据 4 正式降水前 进行试抽水 确定井点降水的效果 掌握实际数据 以优化本方案 4 工程要点难点控制 4 2支撑与开挖 设计要求基坑开挖无支撑暴露时间为16小时 考虑本基坑保护等级高 拟通过缩短支撑安装时间以缩短基坑开挖无支撑总暴露时间 1 支撑施工时限指标 每循环支撑安装2根 则支撑施工时限控制在6小时内 每增加一根支撑 安装总时间增加2小时 2 确保支撑施工时限指标的措施 1 资源配制合理 并留有一定富余量 起吊设备 在市内30分钟车程内联系一台50吨汽车吊作为备用 液压油缸 二台 一台使用 一台备用 千斤顶 二套100T千斤顶 一套使用 一套备用 施工人员 每个开挖工作面施工人员16名 富余系数1 3 支撑材料 储量达到5个工作日以上 零星辅料 储量达到15个工作日以上 2 提前解决施工中可能遇到的施工难题 3 钢管支撑预拼装 要求在挖土结束前完成 4 正确使用各项劳动防护用品 作好冬季 雨季施工准备 5 质量保证措施 5 1质量保证体系 本工程实施项目经理负责制 由项目经理确定每个管理岗位的工作内容 并制定相应的质量管理制度和岗位职责及相应的奖惩制度 全面实施项目质量管理 项目经理部配备专职质量工程师代表 全面负责本工程质量管理 5 质量保证措施 5 2基坑施工质量保证措施 1 严格按照设计图纸及施组要求施工 尽量加快基坑开挖速度 缩短基坑的无支撑暴露时间 减少围护结构变形带来的对周围环境的影响 2 开挖过程中严禁挖机碰撞支撑 井点管和格构柱 3 每次开挖后严格控制开挖面的放坡坡度 综合边坡1 2 5 保证边坡的稳定 4 在施工前开展质量责任制 做到班班有人负责 5 及时做好设备保养 6 严格按照设计要求和施工方案进行开挖 严禁超挖 乱挖 欠挖 做到标高准确 坑底平整 7 围护结构如有渗水漏泥现象 应及时有效处理 未处理好之前不能平整基坑底面 以防泥水冲蚀基底土体 8 基坑开挖中应加强对围护结构墙体质量的观察 如有露筋 夹泥等现象 应及时有效依据有关技术规定进行处理 在未处理好之前不得往下开挖 5 质量保证措施 5 3雨季施工质量保证措施 上海处在多雨的地带 在施工期中 必定会遇到雨季和雨天 由于本工程工期紧 不可能在雨天完全停工 因此必须采取雨季施工措施 雨季施工注意切实做好避雷装置和防漏电措施 雨季挖土挖到近基坑底时 应多听气象预报 若有雨 则不宜挖底层土至基底标高 应抽无雨间隙在挖基坑土的同时紧跟着浇捣混凝土垫层 在雨季施工 基坑底两侧的排水沟和集水井应加大加深 以适应大体积抽水的及时需要 尽量做到雨停基坑内无积水的现象 雨季对基坑作业 脚手架 支撑均应加强措施 严加检查 防止危险 下雨天基坑外排水系统未处理完善之前不能平整基坑底面 以防雨水冲刷基底土体 1 钢支撑的施工要求紧随挖土的施工作业 随挖随撑 必须遵循先撑后挖的施工原则 2 从开挖前需做好带活络接头的支撑 支撑配件 施加支撑预应力的油泵装置等安装支撑所必须的器材的准备工作 要有复加预应力的技术装置 严防需要安装支撑时 因缺少支撑条件而延搁支撑时间 3 在土体开挖中及时测定支撑安装点 以确保支撑端部中心位置偏差值满足下列要求 钢支撑轴线竖向偏差 30mm支撑轴线水平向偏差 30mm支撑两端的标高差 不大于20mm和支撑长度的1 600支撑的挠曲度 不大于1 1000 第一 四道砼支撑需保证一定的预拱度 4 支撑的垂直和水平运输采用20吨吊车 5 每组钢支撑安装后必须按照设计要求正确施加预应力 预应力施加严格按照设计要求进行 挖好小段土方后 在4 6小时内安装好支撑 并按照设计要求轴力施加预应力 对施加预应力的油泵装置要经常进行检查 确保应力值正确 并做好记录备查 12 14小时内观测预应力损失及地墙水平位移情况 视具体情况会同有关各方商定是否复加预应力的实施 6 支撑安装的过程中 电焊工作量较大 要求所有钢支撑的电焊焊缝 长度 厚度必须满足设计和施工规范要求 7 为确保支撑系统的稳定性 要求详细计算节点的受力情况 对确定的施工方法和节点处理必须按照要求进行 8 钢支撑和机具进场后 派专人进行验收和检查 发现有不符合要求的 一律作退场处理 9 所有的预顶力施加人员必须经过岗位培训 持证上岗 5 质量保证措施 5 4钢支撑质量保证措施 6 安全 文明施工保证措施 6 1施工监测 6 安全 文明施工保证措施 6 2远程监控 6 安全 文明施工保证措施 6 3安全生产保证措施 a 工程实施时 严格按照经总公司审定的施工组织设计和安全生产措施的要求进行施工 操作工人必须严守岗位履行职责 遵守安全生产操作规程 特殊工种落实防护设施 正确使用攀登工具 安全带或特殊防护用品 防止发生人身安全事故 b 按照防火防爆的有关规定设置油库 危险品库等临时性构筑物 易燃易爆物品堆放间距和动火点与氧气 乙炔的间距要符合规定要求 严格执行动火作业审批制度 二 三级动火作业末经批准不得动火 临时设施区要规定配足消防器材 c 工地上设置救护室 配备医务人员 落实保健措施 做好除害灭病和饮食卫生工作 d 在外导墙设安全栏杆 高度1 2m 材料用 48毫米脚手管和钢板护栏 并设置必要的安全标志和警告牌 e 基坑内上下扶梯应牢固 并有防滑措施 f 基坑内垂直运输 应有二名指挥 基坑上下各一名 严禁在吊物下站人 严禁向下抛物 g 安装支撑前 一定要先检查钢支撑的偏心位置 偏心大于5厘米时 不得使用 h 操作人员必须带安全带及安全帽和防滑鞋 6 安全 文明施工保证措施 根据现场管线实际情况 影响基坑施工的公用管线按下列方法实行二次搬迁 第一次 在基坑施工前 基坑平