地铁广场工程基坑开挖及支撑施工方案（逆作法）

1、第一节 地下逆作法工程综述一、 概况根据结构设计要求,本工程基坑开挖采用逆作法施工,利用格构柱支承支撑构件自重,由第一层开挖及安装支撑逐层向下施工,共设5道支撑。其中第一、五道支撑为临时性钢筋混凝土和钢结构混合支撑,完成结构施工后需进行拆除。第二、三、四支撑利用地库地下一、二、三层底梁板结构作为支撑。五道支撑顶标高分别为:-1.50m；-5.05m；-10.25m；-13.45m；-15.70m；第一、五道支撑材料:混凝土强度等级为C35；型钢钢板:Q345；混凝土梁保护层厚度为25mm。第一道支撑平面图详见图5-1:混凝土对撑截面800800混凝土系杆700600钢支撑截面600600钢支撑

2、系杆300600图5-1:第一道支撑平面图第二道支撑平面图详见图5-2:柱混凝土C45梁板混凝土C35柱尺寸800800主梁尺寸500750次梁尺寸300600板厚度2020300,350图5-2:第二道支撑平面图第三道支撑平面图详见图5-3:柱混凝土C45梁板混凝土C35柱尺寸800800主梁尺寸500750次梁尺寸300600板厚度2020300,350图5-3:第三道支撑平面图第四道支撑平面图详见图5-4:柱混凝土C45梁板混凝土C35柱尺寸800800主梁尺寸5007508007501000750次梁尺寸300600600700500700板厚度2020250,300,350,360图

3、5-4:第四道支撑平面图第五道支撑平面图详见图5-5。二、 周边环境分析天津和黄地铁广场项目位于XX市和平区南京路以南,长沙路以西,潼关道以北。东侧为城建大厦,西侧为津汇广场。而且项目西侧的规划路不能通行施工车辆,潼关道和长沙路为单行道(参见位置图5-6)。工程所在地理位置极为繁华、重要,人员密度大,车辆多,交通压力大。本工程逆作期间土方外运是确保工程工期的重点,根据现场实际情况,土方重车均从潼关道外运,因此必须重点加强对潼关道道路交通的管理。混凝土对撑截面800800混凝土系杆700600钢支撑截面600600钢支撑系杆300600图5-5:第五道支撑平面图图5-6:本工程和周边环境关系图三

4、、 重点难点分析1. 土方挖运及交通组织本工程基坑面积大,开挖面积约16000 m2,开挖深度深,最深处基底标高为-20205m,工程总体土方开挖总量约为32万m3,采用地下室逆作法施工对如此大的土方量,协调挖掘机、自卸汽车,合理安排场内、场外运输以达到最佳的出土效率是保证本工程工期的关键。高效、安全的土方施工是确保节点工期的重点和难点。土方开挖中采取竖向分层、水平分段、周密计划、严密组织,应用天津地区行之有效的控制土体变形的“时空效应”。对称、平衡、限时挖土、及时加撑、控制地连墙变形。对于临近南京路一侧土方开挖必须严格之行设计要求进行分组开挖,此处的支撑必须在48h内完成施工。前两步土方为大

5、开挖,后四步土方采用龙门吊结合抓斗出土。现场设置了8台龙门吊,经理论计算并结合当地的实际经验能满足工期要求。为保证土方顺利外运,现场设置了4个大门。具体详见第四节“土方施工方案”。2. 地理位置特殊,周边环境复杂本工程位于XX市区,北侧为南京路,其下为正在运营的地铁1线,东侧为建委大楼,西侧为津汇广场,另外周边的地下管线众多,对基坑开挖造成的变形十分敏感,因此在土方开挖及支撑施工过程中必须进行信息化施工,确保周边管线及建筑物的安全,详见第六节“基坑监测方案”。3. 采用地下逆作法施工,质量要求高,施工工艺特殊地下逆作施工受到作业条件限制,使得机械操作不便,无论是土方开挖还是钢筋混凝土施工以及成

6、品保护都受到很大影响,同时逆作施工安全生产难度加大。由于有格构柱支撑,部分梁筋穿格构柱需采取特殊措施,吊墙吊柱的预留插筋及钢筋连接和墙柱的浇筑也要采取特殊工艺。另外各种预留预埋工作精确与否,将影响总体工程质量。详见第五节永久及临时支撑施工方案。4. 降水周期长、封井难度大本工程基坑除了连续墙内潜水外,坑底下还有承压水,承压水对基坑安全影响较大必须采取减压措施,根据基底离承压水厚度确定承压水需要降低的高度,并保持其稳定。坑内疏干井的抽水严格之行设计要求进行。疏干井采用常用封井工艺,减压井采用高压注浆封井。详见第三节降水方案。第二节 地下逆作法施工部署一、 地下逆作法施工流程进场后在进行施工准备的

7、同时开始降水井布线并接管降水。待地下水降低至设计深度后开始土方开挖,降水过程中同时进行信息化施工,密切注意各项参数以满足设计要求。总体而言,土方开挖采用分层分部大开挖,根据整体施工部署分为六步开挖,尽可能提前为各道支撑创造出工作面。待支撑砼强度达到设计要求后,立即进行该支撑下的土方开挖。整个逆作施工期间,应对基坑可周边环境进行实时监测,及时反馈监测信息,做好信息化施工。本工程逆作法施工流程如下图5-7所示。二、 地下逆作法工期安排土方与支撑交叉施工,必须做好衔接,各步土方开挖和支撑工期如下:表5-1:逆作法工期安排一览表序号项目土方量(方)工期1第一步土方35420182第一道支撑163第二步

8、土方59290204第二道支撑265第三步土方80080506第三道支撑577第四步土方49280418第四道支撑469第五步土方354203010第五道支撑3511第六步土方5236044图5-7:地下逆作法施工流程三、 地下逆作法施工组织1. 第一步土方开挖至-2.3m第一步土方开挖标高详见图5-8:图5-8:第一步土方开挖标高示意图2. 第一道支撑施工第一道支撑平面和剖面详见图5-9、5-10:图5-9:第一道支撑平面布置图图5-10:第一道支撑剖面图3. 第二步I区土方开挖I区土方开挖至-6.15m；靠近集散厅处土方开挖至-7.90m；保留II区土方,作为护墙土堤,见图5-11。图5-

9、11:第二步I区土方开挖标高示意图4. 第二道支撑施工(分组开挖II区土方至-5.47)第二道支撑平面图和剖面图见图5-12、5-13,当支撑施工至II区时将II区土方分组跳仓抽条开挖至-5.47m,然后施工此组内的支撑。按图所示组顺序开挖区护墙土堤的各组土方。每组土方挖至要求标高后,应在48小时内完成该组范围内的支撑工程施工。并在该组砼浇注完毕12小时后方可开挖下一组土方。二、三、四、六步均相同。图5-12:第二道支撑平面布置图图5-13:第二道支撑剖面图5. 第三步土方开挖I区土方开挖至-11.35m；先保留II区土方,作为护墙土堤,见图5-14。图5-14:第三步I区土方开挖标高示意图6

10、. 第三道支撑施工(按组顺序分组抽条开挖II区土方至-10.67)第三道支撑平面图和剖面图见图5-15、5-16,当支撑施工至II区时将II区土方分组跳仓抽条开挖至-10.67m,同时分组施工此区内的支撑。图5-15:第三道支撑平面布置图图5-16:第三道支撑剖面图7. 第四步土方开挖I区土方开挖至-14.55m；先保留II区土方,作为护墙土堤,见图5-17图5-17:第四步I区土方开挖标高示意图8. 第四道支撑施工(按组顺序分组抽条开挖II区土方至-13.77)第四道支撑平面图和剖面图见图5-18、5-19,当支撑施工至II区时将II区土方分组跳仓抽条开挖至-13.77m,同时分组施工此区内

11、的支撑。图5-18:第四道支撑平面布置图图5-19:第四道支撑剖面图9. 第五步土方开挖I区土方开挖至-16.85m；先保留II区土方,作为护墙土堤,见图5-2020图5-2020五步I区土方开挖标高示意图10. 第五道支撑施工(分组开挖II区土方至-16.00)第五道支撑平面图和剖面图见图5-21、5-22,当支撑施工至II区时将II区土方分组跳仓抽条开挖至-16.00m,同时分组施工此区内的支撑。按图所示组顺序开挖区护墙土堤的各组土方,每组土方的各块土方可同时施工。每组土方完成后按下列顺序依次施工区范围内的支撑柱、边梁、对撑并安装钢支撑和系杆。第1组共3块,顺序为:DZ1、DZ2、DZ3；

12、XZ5、XZ6；XZ9、XZ10；XZ13、XZ14。第2组共3块,顺序为:XZ4；XZ3、S1、S2；XZ2、S5、S6；XZ7、S3、S4；XZ1、S7、S8；XZ11、XZ4。第3组共2块,顺序为:S9、S10、S11、S12；XZ12。图5-21:第五道支撑平面布置图图5-22:第五道支撑剖面图11. 第六步土方开挖I区土方开挖至槽底标高；先保留II区土方,作为护墙土堤。当垫层施工至II区时再分组跳仓开挖II区土方至槽底标高,进而施工此部位垫层。四、 地下逆作法施工交通组织地下逆作期间的场内外交通关系到土方能否顺利外运,结构施工各种物资能否顺利到达指定地点,对施工工期影响巨大。因此必须

13、采取可靠措施确保地下逆作施工顺利进行。土方开挖外运的场内和场外运输路线详见图5-32和5-33,逆作期间的平面布置图见图4-10。第三节 降水方案一、 方案概述根据招标文件,所有降水井、观测井、减压井、承压水观测井、试验降水井等都已施工完毕,本次施工任务主要是降水维护,以保证土方能够顺利开挖和地下工程的正常实施。各井平面布置详见降水系统平面布置图(图5-23)。图5-23:降水系统平面布置图1. 降水井说明在坑内共布置了67口降水井,降水井井深-20202m。2. 观测井坑外共设置了16口观测井(兼做回灌井),观测井井深-18.72m。3. 减压井坑内设置了6口减压井,井深-39.22m。4.

14、 承压水观测井坑外设置了9口承压水观测井,井深-39.22m。5. 试验降水井坑内设置了3口试验降水井,井深-20202m。二、 管线布设沿基坑周围布设150排水总管,然后经沉淀池沉淀后XX市政雨水管。靠近坑边的降水井可将排水管直接接入排水总管,离坑边较远的降水井可将排水管接入附近的降水井,形成排水接力。三、 降水维护1. 降水井每次降水水位控制在基坑分层开挖深度以下2.0m,开挖坑底时降水水位保持在坑底标高下0.5m,严禁过度抽降。2. 土方开挖过程水位可由观测井控制,开挖过程中严禁破坏所有的井。井位周围土方采用人工开挖。3. 设置备用电源保证降水维持阶段的连续性,尤其减压井不容许出现停井现

15、象。4. 设置专门的降水维持施工队负责地下施工过程中的降水工作,施工队人员组成为队长一人,技术负责人一人,技术工6人。降水运行期间,现场实行24小时值班制,值班人员应认真做好各项质量记录,做到准确齐全。5. 根据降水观测井和减压井的水位观测情况指导土方开挖及地下室的施工,将观测井的水位观测值随时更新已做好的水位曲线图,以备查用。四、 排水由于本场地地层渗透性较小,而本工程工期比较紧张,土方开挖过程中若遇到水位没有完全下降至设计标高,可采用挖坑明排进行降水。开挖至基底后,根据水量及分布在坑内设置数条盲沟将水导入附近的疏干井。盲沟深、宽均按300mm考虑,沟底坡度为3,内填10mm-30mm卵石。

16、坑顶地面排水:沿坑上四周设置截水沟,截水沟尺寸为300300,沟底坡度为3,地面硬化后按1.5的坡度坡向截水沟。截水沟与沉淀池连通,沟内不需有积水。图5-24:排水系统剖面图5-25:盲沟和待封疏干井分布示意图五、 封井1. 疏干井封井基坑开挖至基底后,至少留图5-25中11口井待底板浇筑完毕后进行封井,若其它位置地层透水性较大或有其它渗水,在此处附近的疏干井也应保留至底板浇筑后封闭。除上述井点外的其它疏干井,在基坑开挖至基底后即可填入混凝土进行封闭。最后剩余的疏干井封闭见图5-26。图5-26:疏干井封井示意图2. 减压井封井减压井封井时间需待建筑物荷载满足承压水水头压力后方可进行封闭。井内

17、采用高压注浆法封井,由工程钻机、注浆泵、注浆管、托盘、搅拌机、浆液桶等组成(见封井结构示意图)。将带有托盘注浆管下到托盘位于井过滤器顶部以上五米左右然后开始注浆,达到注浆压力待浆液凝固后,将安装在托盘上部的反丝扣接头卸开,提出注浆管(将托盘留在孔内)待浆液固结后孔内抽水,观测封孔效果,然后割去井管。见图5-27。图5-27:减压井封井示意图第四节 土方施工方案一、 土方施工概况本基坑工程土方量近32万方,属大体量土方工程。由于存在五道支撑土方分六大步开挖。坑内土方出口共设置8个,出土口位置详见图5-32。此8个出土口主要用于第三、四、五、六步土方开挖外运。由挖掘机、推土机等土方机械完成坑内水平

18、运输,抓斗完成土方垂直运输。前二步土方开挖时车辆直接进入坑内,由挖掘机完成土方开挖。二、 土方开挖施工要求1). 土方分层均匀对称开挖,每层土方开挖深度不超过3m；2). 开挖至坑底时,砼垫层应随挖随填,即应在24小时内按设计要求打设砼垫层。工程桩桩头应在浇筑垫层后处理；3). 第二、三、四道支撑开洞部分应在坡道砼强度达85以上后方可拆除；4). 土方开挖过程中严禁碰撞格构柱和降水井,格构柱、降水井附近土方采用人工开挖。格构柱位置与设计图纸不符时需立即通知设计,共同研究解决措施；5). 土方开挖前应做出详细土方开挖方案,经设计确认后方可施工；6). 降水应分步进行；7). 做好监测工作,实行信

19、息化施工；8). 土方开挖时严禁碰撞已完成的各种支撑；9). 土方开挖时必须对降水井加以保护,严禁破坏。第二、三、四、五步挖土预留土堤详见图5-28。第六步挖土预留土堤详见图5-29。图5-28:第二、三、四、五步挖土预留土堤示意图图5-29:第六步挖土预留土堤示意图三、 出土口设计及交通组织1. 出土口设计第一、二步土方采取大开挖方式,利用4个大门为其出入口,分别位于场地的西北角、西南角、南侧中部、东南角,第三步以下土方开挖时,坑内设8个出土口；出土口选择在靠近基坑四周交通方便的地方。对于第三步-第六步土方,考虑夜间出土,每天每出土口平均出土2020。8个口每天出土约1600方,能满足工期要

20、求。出土口平面位置详见土方分步开挖平面图。8个出土口采用龙门架配合抓斗将坑内土方提升至坑上道路装车运走。龙门架的设计如图5-30 5-31所示:图5-30:临时提升门架立面图图5-31:抓斗水平运输图2. 场内交通组织本工程土方阶段共设4个大门,分别位于场地西北角、西南角、南侧中部和东南角。大门位置详见图5-32:根据出土口设置和大门设置,在开挖第一步土方时,空车可由4个大门直接进入场内,西侧土方车由西南角大门到达场外,坑中部土方车由南侧中门到达场外,东侧土方车由东南角大门到达场外。第二步土方开挖时,进入坑内西区的空车由西北门经出入口4进入,装土后由出入口1经西南门出场；进入坑内中区的空车由南

21、侧中门经出入口4进入,装土后由出入口2经南侧中门出场；进入坑内东区的空车由东南门经出入口3进入,装土后由出入口3经东南门出场。图5-32:场地大门位置分布和场内车流路线图第三、四、五、六步土方开挖时,进入出土口1的空车由西北门进入,装土后出西南门；进入出土口2、3、4的空车由南侧中门进入,装土后出西南门；进入出土口5、6的空车由东南门进入,装土后出南侧中门,进入出土口7、8的空车由西北门进入,装土后出东南门。对于进入场内的车辆,大门口均设专人指挥,每辆车都需明确进入哪个出入口或出土口、装土后从哪个大门出场。土方车驶出场地前必须将车轮上、车帮上的土清理干净。3. 场外交通组织场外南侧的潼关道为单

22、行道,所有驶出的土方车出场后均需上潼关道向西。因此道路较狭窄,在每个大门外设专人指挥交通,对经此道的行人和车辆进行有序疏导,确保行人和车辆的安全,从而确保土方车辆的顺利通行。土方车辆运土路线详见图5-33:交通路线为:潼关道西安道贵州路中环西青。西青区卸土点运距：15KM本工程位置西 安 道贵州路平 山 道津卫南图5-33:运土路线示意图四、 土方分步开挖顺序及标高控制为最大限度地减少基坑的时效影响,本工程支撑采用地胎模加衬多层板的模板工艺,使每一步土方开挖深度均少于设计,从而把基坑变形降到最小。1. 第一步土方开挖1). 土方开挖标高砼对撑部位土方开挖至标高-2.4m,砼系杆部位土方开挖至标

23、高-2.35m；钢支撑和钢支撑间系杆部位土方开挖至标高-2.2m；其它部位由地坪开挖至-2.3m。2). 土方开挖顺序土方开挖整体上自北向南,优先开挖出砼对撑下的土方,其次开挖钢支撑下的土方。第一步土方量约为3542020计划18天完成,计划每天出土量为2020方。3). 机械配备挖掘机:选用合肥日立挖掘机有限公司生产的EX300型挖掘机。机械自重31t,单斗容量1.4m3,最大挖掘半径11.1m,最大挖掘深度7.38m,最大卸载高度7.13m。自卸汽车:选用中国重汽生产的斯太尔自卸车和太拖拉自卸车。机械自重2020单车容量10m3,最大爬坡能力2020挖掘机生产率计算:Q=qnKmKb/Ks

24、=1.41341.250.8/1.25=150(m3/h) q-挖土斗容量1.4m3 n-工作循环次数134次/h Km-装满系数1.25 Ks-土的松散系数1.25 Kb-时间利用系数0.8需要挖掘机台数: N=W/(QT)=(3542020.25)/(1501480.8)3.34(台) W-计划工期内挖掘机完成工作总量(m3) Q-挖掘机生产率(m3/h) T-计划工期内挖掘机的有效工作时间 考虑机械故障和优先开挖支撑下土方,选用6台挖掘机。每台挖掘机需配置自卸运输车辆数: N=T/(nt)=60/()15(辆) T-自卸运输车运土循环时间min n-每辆车上装土的斗数 t-挖掘机工作循环

25、时间min/斗 故根据计算,需配置自卸卡车60辆,考虑机械故障,需配置自卸卡车65辆。综上所述,第一步土方开挖配备6台挖掘机、65辆自卸汽车。4). 土方挖运设备和出土口设置土方挖运设备、坑内车流顺序、出土口平面布置详见图5-34。出土口共设置三个。5). 地连墙顶冠梁和第一道钢砼联合支撑施工当冠梁和钢砼联合支撑具备作业条件时立即进行施工。图5-34:第一步土方开挖和出土口平面布置图图5-35:第一步土方开挖剖面示意图2. 第二步土方开挖第一道支撑砼达到设计强度80以上时开始开挖第二步土方。1). 土方开挖标高第二道支撑2020300、350板部位土方开挖至对应标高-5.37、5.47、5.5

26、2m；第二道支撑梁高为600、750的梁部位土方开挖至对应标高-5.77、5.92m；集散厅附近土方挖至-7.79m；其它部位土方开挖至-6.15m。2). 土方开挖顺序由于第一道支撑的分隔限制,土方分西、中、东三个区开挖；土方开挖整体上亦自北向南,各区采取盆式开挖,然后再挖除支撑下的土方。区土方作为护墙土堤,以减小墙体变形,此区内土方开挖在第二道支撑施工完毕后进行,开挖顺序按分区图所示、组顺序,每组土方当各块土方可同时施工,各组土方挖至设计标高后,应在48小时内完成该组各块当支撑柱、边梁、支撑和楼板浇筑工作。每组土方砼浇筑完毕12小时后方可开挖下一组土方。第二步土方量约为59290方,计划2

27、020成,计划每天出土量为3000方。3). 机械配备土方挖运设备同第一步土方开挖,共配备6台挖掘机、65辆自卸汽车。为方便支撑下土方开挖,本步土方开挖配备6台小型挖掘机。4). 土方挖运设备和出土口设置土方挖运设备、坑内车流顺序、出土口平面布置详见图5-36。出土口共设置三个,位置与第一步口相同。5). 第二道支撑施工当具备作业条件时,第二道梁板、临时钢支撑立即进行施工。图5-36:第二步土方开挖和出土口平面布置图图5-37:第二步土方开挖剖面示意图3. 第三步土方开挖第二道支撑砼达到设计强度85以上时开始开挖第三步土方。1). 土方开挖标高第三步土方整体上开挖至-11.35m；第三道支撑2

28、020300、350板部位土方开挖至对应标高-10.57、10.67、10.72m；第三道支撑梁高为600、750的梁部位土方开挖至对应标高-10.97、11.12m。2). 土方开挖顺序由于第二道支撑梁板的分隔限制,土方已无法进行大开挖。根据布置的出土口的位置,各出土口附近的土方由挖掘机和推土机向出土口倒运,完成坑内土方水平运输,土方运至出土口后由抓斗完成坑内垂直运输。此步土方开挖的出土口均需在第二道支撑板上预留洞口,为将坑内土方运至出土口,必须提前用小型挖掘机和推土机挖出连接出土口和坑内土方的通道。区土方作为护墙土堤,以减小墙体变形,此区内土方开挖在第三道支撑施工完毕后进行,开挖顺序按分区

29、图所示、组顺序,每组土方当各块土方可同时施工,各组土方挖至设计标高后,应在48小时内完成该组各块当支撑柱、边梁、支撑和楼板浇筑工作。每组土方砼浇筑完毕12小时后方可开挖下一组土方。第二步土方量约为80080方,计划50天完成,计划每天出土量为1600方。3). 机械配备土方挖运共配备6台挖掘机、65辆自卸汽车。为方便支撑下土方开挖,本步土方开挖配备7台小型挖掘机和6台推土机。4). 土方挖运设备和出土口设置土方挖运设备、出土口平面布置详见图5-38。出土口共设置8个,位置与第一步口相同。5). 第三道支撑施工当具备作业条件时,第三道梁板、临时钢支撑立即进行施工。图5-38:第三、四、五步土方开

30、挖和出土口平面布置图图5-39:第三步土方开挖剖面示意图4. 第四、五步土方开挖第三、四道支撑砼达到设计强度85以上时开始开挖第四、五步土方。1). 土方开挖标高第四步土方整体上开挖至-14.55m；第四道支撑2020300、350板部位土方开挖至对应标高-13.77m、-13.87m、-13.92m；第四道支撑梁高为600、750的梁部位土方开挖至对应标高-14.17m、-14.32m。第五步土方整体上开挖至-16.85m；第五道支撑砼对撑部位土方开挖至标高-16.75m；第五道支撑砼对撑的系杆部位土方开挖至标高-16.65m；第五道钢支撑部位土方开挖至标高-16.65m。2). 土方开挖顺

31、序开挖顺序同第三步。第四步土方量约为49280方,计划41天完成,计划每天出土量为12020。第五步土方量约为3542020计划30天完成,计划每天出土量为12020。3). 机械配备机械配备同第三步土方。4). 土方挖运设备和出土口设置与第三步土方开挖相同。 图5-40:第四步土方开挖剖面示意图图5-41:第五步土方开挖剖面示意图5. 第六步土方开挖第五道支撑砼达到设计强度85以上时开始开挖第六步土方。1). 土方开挖标高第六步土方开挖标高因槽底标高不同而变化,其中,办公楼槽底标高为-20205m,公寓楼槽底标高-20200m,裙房下标高为-20205m、-18.05m、-19.75m、-1

32、9.25m不等,其它各部位局部槽底标高略有不同。2). 土方开挖顺序根据布置的出土口的位置,各出土口附近的土方由挖掘机和推土机向出土口倒运,完成坑内土方水平运输,土方运至出土口后由抓斗完成坑内垂直运输。根据结构施工的要求,办公楼范围内的土方应优先挖除,其次是办公楼范围内的土方。3). 机械配备机械配备同第三、四、五步土方。4). 土方挖运设备和出土口设置与第三步土方开挖相同。图5-42:第六步土方开挖和出土口平面布置图图5-43:第六步土方开挖剖面示意图图5-44:槽底标高示意图五、 应急预案逆做施工期间,存在大量不可预见因素的影响,人员和设备又在半封闭的空间作业,因此要注意及时掌握、分析监测

33、数据,对作业区和环境的安全状态作出评估,并有应急物资和人员的充分准备,同时,第三层以下土方开挖时要打设联系地面和坑内作业面的安全通道,以便遇到应急处理时,人员和材料可以快速通行。监测数据若有异常,应及时果断地采取调整开挖顺序、增设临时支撑、反压坡脚乃至土体压密注浆等措施,迅速控制事态发展,并对引起异常的原因进行分析、确认采取的措施有效的条件下方可继续进行开挖应急预案与基坑监测是紧密联系在一起的,基坑工程必须进行信息化施工。根据基坑监测提供的数据,当地连墙、支撑、地下水、周边道路等发生异常情况时必须立即启动相应的应急预案。1. 应急包括的内容土方开挖的整个过程,都要注意地下水位的变化,要保证降水

34、井每次降水水位不得大于基坑分层开挖深度以下2.0m。应注意连续墙单元槽段间接缝的严密性,若有渗水、流砂情况,要及时封堵,防止出现基坑外土体塌陷情况。要严密监测支撑轴力、支撑结构水平位移的变化情况,认真组织协调土方开挖,确保基坑安全和坑外环境安全。2. 应急具体措施1). 开挖后堵渗漏措施基坑开挖后,对于轻微的接头处渗水,可先凿除表面浮浆、夹泥和松动的混凝土表面石子,找出渗水源头,将周围清理干净凿毛并冲净,然后采用双快水泥加水玻璃 (按1:0.5配合) 拌和后抹面封堵。对于较明显的渗漏水,采取注浆堵漏技术治理。其具体堵漏工艺为:首先对漏水处进行割缝与剔槽,精修出一道宽3050mm,深150202

35、0m的沟槽,然后用清水冲洗干净渗漏处的夹泥和杂质；其次是对沟槽进行凿毛、引流和封堵,其具体做法是在接缝表面两侧l00mm范围内凿毛,其目的是增加封堵的外防水层与老混凝土墙面的粘结。凿毛后在沟槽处设置塑料管对漏水进行引流,并用封缝材料 (即水泥掺和材料) 进行封堵。封堵完成并达到一定强度后,再选用“TZS水溶性聚氨酯堵漏剂”,用注浆泵进行化学压力灌浆。其具体做法是在注浆嘴上接塑料压浆管,用手动泵进行压浆,由下向上,当浆液由上部排气管冒出时,立即封闭,停止注浆,最后剔除注浆嘴,堵塞注浆孔。如遇喷射液化砂性土的漏缝,应先采取紧急措施首先控制流砂,以防因大量砂土流失而引起地面沉陷、墙后掏空,导致灾害性

36、的墙体倾斜或断裂。具体措施上可采取:如发生以上情况,则立即在连续墙内侧堆起足够高度的泥坝,以控制流砂,泥坝可用装有粘土的草包堆起,草包间填充粘土,同时快速地向漏缝中压注速凝的化学堵漏浆液,以有效控制水、砂土流失,待漏缝不流泥砂而只有少量漏水时,再逐层搬除泥坝,由上而下地进行注浆堵漏工作。2). 基坑变形过大应急处理措施基坑变形过大应急处理措施见下表:表5-2:基坑变形过大应急处理措施变形情况序号措 施变形速率较大1变形速率达到报警值时,应立即停止挖土,加强监测,分析原因采取相应措施；2如无渗漏,则应对基坑加强监测,如有渗漏,则应立即采取措施堵漏；3立即在基坑内侧堆填砂石施加荷载,控制地连墙变形

37、；4检查支撑轴力、土压力、地下连续墙结构内力,分析原因并采取相应措施。累计变形值较大1累计变形值达到报警值时,应立即停止挖土,加强监测；2检查支撑轴力、土压力、地下连续墙结构内力,分析原因并采取相应措施；3如支撑轴力较大,应增加临时支撑,控制变形发展。3). 其它情况逆作施工期间,存在大量不可预见因素的影响,人员和设备又在半封闭的空间作业,因此要注意及时掌握、分析监测数据,对作业区和环境的安全状态作出评估,并有应急物资和人员的充分准备,同时,第三层以下土方开挖时要打设联系地面和坑内作业面的安全通道,以便遇到应急处理时,人员和材料可以快速通行。监测数据若有异常,应及时果断地采取调整开挖顺序、增设

38、临时支撑、反压坡脚乃至土体压密注浆等措施,迅速控制事态发展,并对引起异常的原因进行分析、确认采取的措施有效的条件下方可继续进行开挖。第五节 永久及临时支撑施工方案一、 永久及临时支撑工程概况根据招标文件中提供的设计文件,本工程支撑系统分为临时水平支撑系统和永久水平支撑系统两部分。临时水平支撑系统主要为钢混联合支撑,即第一道和第五道支撑,主要由混凝土冠梁、混凝土对撑、混凝土系杆和钢支撑构成。其中第一道在靠近集散厅位置的支撑作用在地铁集散厅支护结构的冠梁上,在施工中应重点进行考虑。永久水平支撑为地下车库混凝土梁板,即第二、三、四道支撑,主要由地下车库结构梁板、混凝土支撑、临时钢支撑构成。支撑结构具

39、体情况如表5-3。表5-3:水平支撑概况一览表名 称标 高设计型式混凝土强度支撑类型第一道-1.50m钢混联合支撑C35临时支撑第二道-5.05m混凝土结构C35永久结构第三道-10.25m混凝土结构C35永久结构第四道-13.45m混凝土结构C35永久结构第五道-15.70m钢混联合支撑C35临时支撑二、 永久及临时支撑施工部署1. 施工区段划分按照招标文件要求,水平支撑系统的施工应和土方开挖工作穿插进行。土方开挖为水平支撑结构施工提供施工作业面,然后每道水平支撑成为其标高下部分的土方开挖提供施工安全保证和工况约束条件。而每层土方开挖有为此层坑底处的水平支撑施工提供必须的施工作业面。1).

40、第一道临时水平支撑施工区段的划分。首先第一步土方开挖为第一道临时水平支撑提供施工作业面。此时的临时水平支撑施工分为两段施工,配合土方开挖穿插流水,减少整体施工工期和混凝土养护施工间歇。在进行土方开挖过程中,按照平衡、对称开挖的原则,首先开挖支撑部位以及冠梁位置的土方,为施工支撑提供工作面。施工区段划分见图5-45。图5-45:第一道支撑结构施工区段划分图2). 第二三四道临时水平支撑施工段的划分第二三四层土方开挖过程,为不断为下层水平支撑提供施工作业面,这样根据土方开挖顺序,跟进水平支撑施工。本层水平施工完成后,为下层土方开挖提供前提并尽量减少土方开挖之间的施工间歇。施工区段划分见图5-46。

41、图5-46:二三四道支撑结构施工区段划分图3). 第五道临时水平支撑施工段划分第五步土方开挖为第五道临时水平支撑提供施工作业面。此道水平支撑施工分为两段施工,配合土方开挖穿插流水,减少整体施工工期和混凝土养护施工间歇。施工区段划分见图5-47。图5-47:第五道支撑结构施工区段划分图2. 施工流程根据总体施工安排,制定支撑结构施工流程,如图5-48:三、 混凝土水平支撑施工方案1. 施工测量1). 平面控制和引测遵循“先整体、后局部,高精度控制低精度”的原则,利用电子全站仪建立整个场区一级平面控制网(见图5-49)。再实现现场桩位和轴线的直接定位控制。控制网的布置原则主要采取外控原则,但是考虑

42、到逆施和顺施部分的时间与空间的效应相互作用,在逆施区域内部设置两个控制点,以利于圆弧线的控制和塔楼部分的轴线控制。内控点在逆作施工时拆除。控制点桩位用混凝土保护,并用红油漆作好测量标记。图5-48:水平支撑系统施工流程图 图5-49:轴线一级平面控制网控制点选在通视条件良好、安全、易保护的地方。控制桩位必须用混凝土保护,地面以上设醒目的围护栏杆,防止施工机具车辆碰压。详见图5-50。图5-50:控制桩埋设及保护示意图2). 轴网的竖向投测水平临时支撑系统及楼板的轴线投射传递见图5-51。图5-51:轴线控制示意图3). 高程控制根据业主提供的高程点,建立现场高程控制点网,复核后作为整个场区的高

43、程控制点作为现场施工的依据。高程控制点的设置,采用外控布置,在向基坑内引测标高时,首先联测高程控制网点,以判断场区内水准点是否被碰动,经联测确认无误后,方可向基坑内引测所需的标高。水准控制点在场外埋设,现场共设置12处水准点(基点),水准点埋位置设见图5-52。图5-52:水准点埋设位置示意图水准点的埋设作法见下图(图5-53)。图5-53:水准点埋设方法示意图土方开挖及支撑结构施工过程中,每施工一步,都要往基坑引测标高基准点,引测方法为:悬吊钢尺法(如图5-54)。图5-54:高程传递示意图施工过程中采用钢卷尺水准法在同一平面层上所引测高程点,与支护结构各层标高控制点作相互校核,每次校核不少

44、于3个点,校核后的校差不得超过3mm,取平均值作为该段施工标高的基准点,基准点在钢隔构立柱上进行标识,以便施工中使用。4). 测量仪器配备水平临时支撑施工阶段测量仪器的配置见第六章相应部分。测量仪器应按照规定进行校核,满足现场测量精度要求,保证相关部门验线一次通过。2. 模板工程1). 模板方案选择本工程临时水平支撑及第二、三、四层水平支撑梁板模板根据工程特点,分别选用多层板和砖衬模,其中第一道和第五道为临时支撑结构,根据土方开发步骤和要求,底模采用混凝土垫层作为模板,第二三四道支撑为正式结构,采用砖模+衬模的施工方法,以保证混凝土表面平整美观。2). 模板设置方案模板施工方案见图5-55、5

45、-56。a. 第一道、第五道临时支撑结构施工方案图5-55:第一道及第五道支撑结构模板支设示意图b. 第二三四道(支撑)结构施工方案图5-56:第二三四道支撑结构模板支设示意图3). 模板支设要点对于梁宽小于1m的梁采用12020,梁宽大于或等于1000的梁采用240砖模,砖模背后填土必须密实。梁高小于750不设置对拉螺栓,梁高大于750时,在梁高1/3位置设置对拉螺栓,间距600。按设计标高调整支架的标高,安装梁底模板并拉线找平,当梁跨度4m时,跨中梁底处按设计要求起拱,起拱高度为梁跨的1,对于第五道支撑,支模时不得起拱。模板拆除要严格按照设计说明要求,拆除前通过通条件是块试压确定拆除时间,

46、首道支撑在强度达到设计强度的80%后方可拆除梁底模板(即才可以开始进行下一步土方开挖),二三四道支撑待混凝土强度达到设计强度的85后方可拆除底模。对于圆弧形梁,模板采用韧性良好的多层板为模板,模板在制作弧形模板的时候用按照100mm间距用电锯将模板划成条状,利用多层板的韧性,围成圆弧状,如图5-57:支设模板过程中,确保模板的平整度和垂直度,保证梁板截面尺寸。严格按照模板施工方案组织施工,确保模板截面、刚度等符合要求。图5-57:弧形模板制作示意图3. 钢筋工程1). 钢筋施工准备原材料要求:进场钢筋必须具备出厂质量证明书和试验报告单,每捆钢筋有标牌。对进场钢筋按规范的标准抽样做机械性能试验或

47、化学分析,合格后方可使用。进场的钢筋和加工好的钢筋,根据钢筋的牌号分类堆放在枕木或砖砌成的高30cm间距2m的地垄墙上,以避免污垢或泥土的污染,严禁随意堆放。图5-58:钢筋现场堆放图2). 钢筋加工钢筋的配料:设专职技术员放样,细部出大样图,放样严格按设计要求、03G101、GB5020202020、企业标准规定执行,钢筋配料单经审核无误后方可下料,施工过程中随时注意设计变更、洽商,掌握施工中结构变化情况。钢筋的下料与加工:组织加工人员学习规范和标准,详细进行技术及下料原则交底。钢筋调直:采用调直机或牵动力为3吨的卷扬机,两端设地锚的办法对圆盘钢筋进行冷拉调直。钢筋切断:钢筋切断设备主要有钢

48、筋切断机和无齿锯等,将根据钢筋直径的大小和具体情况进行选用。弯曲成型:钢筋弯曲成型主要利用钢筋弯曲机或手动弯曲来完成。钢筋弯曲前,对形状复杂的钢筋,根据配料单上标明的尺寸,用粉笔将各弯曲点位置划出。划线工作宜从钢筋中线开始向两边进行；若为两边不对称钢筋时,也可以从钢筋一端开始划线,如划到另一端有出入时,则应重新调整。经对划线钢筋的各尺寸复核无误后,即可进行加工成型。图5-59:钢筋加工及直螺纹连接图3). 钢筋的堆放与运输:钢筋的堆放:所有钢筋在钢筋加工场加工成型后放在塔吊回转半径范围内的位置堆放,堆放场地应坚硬、平整,并铺设方木,防止钢筋污染和变形。成型的钢筋,应按其规格、直径大小及钢筋形状

49、的不同,分别进行堆放整齐,并挂标志牌,现场应做到整洁清晰,便于查找和使用。钢筋的垂直运输:钢筋加工成型后由塔吊进行垂直运输,在基础工程钢筋施工初期,现场塔吊可能还没有安装完成,为了保证施工进度,用汽车吊或吊车保障垂直运输。4). 钢筋的连接:钢筋接长:本工程纵筋钢筋直径大于2020用直螺纹连接,其余的采用焊接或搭接连接。钢筋的绑扎:接头应错开,同截面的接头数量不大于50%,钢筋搭接处应绑扎三个扣。在绑扎柱的箍筋时,其开口应交错布置。柱筋的位置必须准确,箍筋加密的范围应符合设计要求。梁、板纵向筋采用多层排列时,两排钢筋之间应垫以直径25mm的短钢筋,以保持其设计距离。箍筋开口位置接头应交错布置在

50、梁架立钢筋上。梁箍筋加密范围必须符合设计要求,对钢筋特别密的梁、柱节点,要放样确定绑扎顺序。板的钢筋绑扎短向在下面,应注意板上的负筋位置,上下排筋用马镫固定。钢筋的保护层垫块:本工程钢筋保护层垫块,竖向结构采用定型塑料垫快,梁底及板底采用硬质塑料垫块作为保护层垫块,防止外露钢筋头生锈。绑扎顺序:先绑扎冠梁和对撑梁的钢筋,而后绑扎系杆的钢筋。准备工作:钢筋绑扎前,应核对成品钢筋的型号、直径、形状,尺寸和数量等是否与配料单相符。如有错漏,应纠正增补；为了使钢筋绑扎位置准确,应先划出钢筋位置线。钢筋接头位置、搭接长度、锚固长度等符合设计要求和施工规范:支撑梁主筋、外侧主筋不可在支座处搭接、内侧主筋不

51、可在跨中搭接。其它搭接长度应满足规范和招标文件要求,钢筋砼支撑主筋全部与支撑结构内的预留钢筋连接牢固,连接接头形式和质量必须满足施工规范和招标文件要求。粗直径长钢筋采用直螺纹等强连接。冠梁钢筋绑扎时,应先将地连墙或混凝土灌注桩中的钢筋凿出,并使之与冠梁有效连接或吊筋埋设到位,如钢筋长度不够时,要用焊接方法接长补足。a. 梁钢筋绑扎将梁架立筋两端架在骨架上绑扎架上,画箍筋间距。套上仓部箍筋后,按已划好的位置与上层主筋绑牢。穿梁下层纵向受力钢筋与箍筋交接处绑牢。抽出管架绑扎架,将已绑好的梁钢筋骨架落在已放好的位置上,同时垫好垫块。钢筋工程绑扎或焊接完毕,按规定做好隐检记录。b. 板钢筋绑扎画好底板钢筋间距的分档标志,并摆放下层钢筋；绑扎钢筋时,除靠近外围的两行的相交点全部绑牢外,中间部分的相交点可相隔