主体基坑开挖安全专项施工方案

1、雨花广场站主体基坑开挖安全专项施工方案一 编制依据、原则及范围(1 长沙轨道交通 5号线一期工程土建一标施工合同文件(2 长沙轨道交通 5号线一期工程土建一标雨花广场站围护结构施工图(3 地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999(4 钢筋焊接及验收规程(JGJ18-2012(5 混凝土质量控制标准(GB50164-2011(6 混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2015(7 工程测量规范(GB50026-2007(8 建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300-2013(9 城市轨道交通工程测量规范(GB 50308-2008(10 建筑施工安全检查标准(JGJ59

2、-2011(11 建筑机械使用安全技术规程(JGJ33-2012(12 建设工程施工现场供用电安全规范(GB 50194-2014(13 建筑基坑支护技术规程 JGJ120-2012(14 危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质 200987号(15 国家、部委、湖南省和长沙市颁发的其它现行的相关规范和标准(1严格执行施工过程中涉及的相关规范、规程和设计标准;(2 遵守、 执行合同文件各条款的具体要求, 确保实现业主要求的工期、 质量、 安全、环境保护、文明施工等各方面的目标。雨花广场站主体基坑开挖、基坑降排水及基坑支护工程。二 工程概况雨花广场站为 5号线一期工程的第四个站,位于长沙市雨花

3、区万家丽路与香樟路十字路口东侧,沿万家丽路南北向敷设。此站为地下单柱双跨(设备区双柱三跨 两层车站,采用明挖顺作法施工(局部盖挖半逆作施工 。车站全长 273.3m ,基坑宽 度 20.7m 25.35m ,基坑深度 16.63m 18.28m 。车站大里程端为盾构到达,小里程 端为盾构始发。本站共有 4个出入口, 3组风亭。车站主体采用明挖法施工,围护结 构采用厚度为 800mm 的地下连续墙,地下连续墙深度为 16.6321.83m,采用 C35P8水下混凝土,共计 107幅,通过冠梁兼抗浮压顶梁辅助抗浮。车站主体基坑第一道 支撑采用钢筋混凝土撑,其中盖板施工范围采用钢支撑,第二、三道支撑

4、采用钢支 撑。(1基坑参数雨花广场站主体工程基坑宽度介于 20.725.35m 间,详见表 2.2-1基坑宽度参 数表。 基坑深度介于 16.16m 18.2m 间,详见表 2.2-2基坑宽度参数表。 (2基坑支护设计雨花广场站主体工程基坑竖向设三道支撑,其中第一道支撑、除盖挖处为钢支 撑外,其余均为钢筋混凝土支撑,支撑布臵如图 2.2-3。 图 2.2-3 雨花广场站第一道支撑平面布臵图其余支撑为 Ø609、 t=16mm钢管支撑,支撑布臵如图 2.2-4。 图 2.2-4 雨花广场站第 2、 3道支撑平面布臵图2.3 主要工程数量 2.4 工程地质 2.4.1 工程地质雨花广场站

5、属于湘江冲击台地及构造剥蚀低山丘陵地带,地貌类型较为复杂, 总体来看地貌类型以沿江冲击台地地貌为主,部分地段为剥蚀低山丘陵地貌,后来 经过人工开挖回填行车现状地貌。 2.4.2 岩土层岩性特征雨花广场站范围内场地地层由第四系全新统人工填土层 (Q 4ml 、 第四系全新统冲 洪积层(Q4al 粉质粘土、第四系残积层(Qel 粉质粘土、强风化泥质粉砂岩、中 风化泥质粉砂岩组成。各岩土层的岩土特征自上而下分述如下:(1第四系全新统人工堆积层(Q 4ml 素填土:灰色、灰黑色、黄褐色、褐红色等,可塑,主要成分为黏性土,混砂砾,大部分为回填岩残积土。位于现在道路范围内的填土经过压实处理,稍密状 态,表

6、层为混凝土垫层和路面。填土呈松散状态,局部夹碎石。标准贯入锤击数 4 18击,平均击数 8.1击。平均压缩系数 a0.1-0.2=0.48MPa-1,平均压缩模量Es=4.25MPa,属中高压缩性土层。本层沿线大部分区域有分布,揭露层厚 0.3 29.6m ,平均厚度 6.26m ,层底高程 16.45184.18m 。素填土(碎石 :主要为灰色、灰白色、黄褐色、灰褐色,稍密,主要成分为 碎石及砂砾石,碎石原岩多为花岗岩,少量混合岩,局部夹有少量砖块、砼等建筑 垃圾。揭露层厚 0.010.7m ,平均厚度 3.75m ,层底高程 23.72110.03m 。(2第四系全新统冲积层(Q4al 粉

7、质粘土 (Q4al :褐灰色、灰色,以软塑状态为主,局部呈可塑状态。摇 振无反应,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,采取率约 95%。层顶标高为 33.48 38.99m , 层顶埋深 3.508.30m , 层底标高为 32.4836.89m , 厚度为 0.504.30m 。 粉质黏土:褐黄色、偶夹灰白色,以可塑状态为主,局部呈硬塑状态,含少 量粉细砂及云母片及黑色铁锰质氧化物。摇振无反应,稍有光泽,干强度中等,韧 性中等,采取率约 100%。层顶标高为 35.2238.89m ,层顶埋深 3.007.80m ,层底 标高为 31.8835.11m ,厚度为 0.805.50m ,平均厚度

8、3.40m 。中粗砂 :褐黄色,饱和,稍密状。以中砂为主,粗砂次之,成份多为石英质, 含云母片,混砾石,泥质含量约 10%,采取率约 85%。层顶标高为 32.4735.11m , 层顶埋深 7.9010.50m , 层底标高为 30.9733.81m , 厚度为 1.001.80m , 平均厚 度 1.24m ;圆砾:褐黄色,饱和,稍密中密状,砾石含量约 55%,粒径一般 0.22cm , 大者 8cm ,呈亚圆形,成分为石英及硅质岩,主要中粗砂充填,泥质含量 10%,分选 性较差, 级配良好, 采取率约 80%。 层顶标高为 31.8835.83m , 层顶埋深 6.508.40m , 层

9、底标高为 30.4733.47m ,厚度为 0.303.70m ,平均厚度 1.55m 。(3残积层(Q el 粉质黏土:褐红色,硬塑坚硬状态,含少许黑色铁锰质氧化物,局部含少 量砾石,粒径 0.21cm ,成分主要为石英,系泥质粉砂岩风化残积而成。摇振无反 应, 稍有光泽, 干强度中等, 韧性中等, 采取率约 100%。 层顶标高为 31.4532.14m , 层顶埋深 8.0010.00m , 层底标高为 30.6531.54m , 厚度为 0.500.80m , 平均厚度 0.63m 。4第三系(E 强风化泥质粉砂岩:褐红色,粉砂质结构,块状构造,泥质胶结,属极软岩, 岩体完整性指数约

10、0.53;岩芯呈碎块状、短柱状手折可断,冲击钻进较困难,失水 起裂纹,遇水易软化,采取率约 75%。层顶标高为 17.0933.47m ,层顶埋深 8.30 24.20m ,层底标高为 11.8931.52m ,厚度为 0.7020.10m ,平均厚度 4.94m 。 中等风化泥质粉砂岩:紫红色,夹灰绿色,粉砂质结构,厚层状构造,砂泥 质胶结,属极软岩软岩,岩体完整性指数约 0.78;岩芯较完整,呈柱状、长柱状, 偶层顶标高为 11.8931.52m ,层顶埋深 8.4028.80m 。 图 2.4-1 雨花广场站地质图(1地下水类型、赋存与补给条件本工程场地包含松散土层孔隙水类型(孔隙承压水

11、及红层风化裂隙水两大类。 1孔隙潜水:赋存于人工填土中,水量较小,季节变化大,不连续。主要靠大 气降水、地下管线渗漏补给,以蒸发或向下渗透到潜水中的方式排泄。其稳定水位 与含水层的埋藏深度相关,并与其地形坡降基本一致。渗透性差异大,局部可能隔 水。2孔隙承压水:赋存于圭塘河阶地的中粗砂及圆砾中,水量丰富,给水性和透 水性良好,属强透水地层。3基岩裂隙水:裂隙多呈闭合状微张开状,勘察时部分地段基岩遇裂隙,局部地段个别钻孔出现漏水及不返水现象,说明局部裂隙连通性较好,总体一般透水 性差,富水性差。(2地下水水位依据详勘报告, 本次勘察所揭露的孔隙潜水水位埋藏深度 1.504.50m , 相应标 高

12、 37.7838.87m , 孔隙承压水稳定水位埋深 4.208.50m , 相应标高 34.8638.27m ; 基岩裂隙水由于水量较小且径流条件差,未形成明显的水位;测得基岩裂隙水稳定 水位埋深 4.707.53m ,相应标高 34.9637.22m 。场地内地下水水位的年变化幅度 为 1.004.00m 。(3地下水的补给、径流、排泄及动态特征本场地属中亚热带湿润季风气候区,降雨量大于蒸发量,其中大气降水是本区 地下水的主要补给来源之一,每年 49月份为雨季,大气降水丰沛,是地下水的补 给期,其水位会明显上升;而每年 10月至次年 3月为地下水的消耗期,地下水位随 之下降,历年水位变化最

13、大幅度 24m 。沿线地层自上而下为人工素填土,粉质黏土、砂层及卵砾石土层,中等风化泥 质粉砂岩,强风化泥质粉砂岩,全风化泥质粉砂岩。 (1交通情况雨花广场站周边交通便利,位于香樟路和万家丽路的交汇处,万家丽路和香樟 路均为长沙市主干道,每条路都为双向 8车道,但由于上下班车流量大,导致出现 高峰期车道拥堵的情况。 (2地表构建筑物雨花广场站基本沿万家丽路展布,走向为由南向北。车站主体位于万家丽路与 东侧绿化带之下; 1-1号风亭组、 1-2号风亭组、 1-1号出入口(有盖 、 1-2号安全 出入口(消防楼梯位于雨花区人民政府市民广场, 4-1号出入口(有盖位于长沙 市雨花城市建设投资有限责任

14、公司用地; 3号出入口 (有盖 位于长沙市雨花区市政 局(23层 ; 2号风亭组东北侧为万科金域华府小区、铁皮屋电房 (需拆迁 ,万科 金域华府小区中一栋 4层钢筋砼的商业楼距离车站主体基坑最近处仅约 6.78m , 为人 工挖孔桩基础,桩径 900mm ;西北侧为雨花区市政工程局、辣椒炒肉饭店 (需拆迁 , 雨花区市政局混 2、 混 3的临时建筑 (建议拆迁 ; 东南侧为雨花市民广场、 雨花区政 府,西侧为万家丽路高架桥。雨花广场站与万家丽高架桥的关系见图 2.6-1。 图 2.6-1 雨花广场站与高架桥的位臵关系剖面图(3通讯水电车站附近有市政排水管网,基坑抽排水经过三级沉淀后排入市政排水

15、管网。项 目部在车站北端万科附近拟设一台 630kw 的变压器,施工用电和项目部生活用电均 由此变压器提供。三 工程重难点分析(1连续墙接头涌水、涌泥预防控制是基坑开挖过程安全控制重点。(2基坑开挖跨越雨季,雨季施工是基坑安全、进度控制的难点(3由于车站位于长沙香樟路和万家丽路交汇处,车流量高,导致渣土车进入 施工场地拉土困难,保证弃土顺利外运是进度保证重点。(4监控量测是基坑开挖安全保证的重点。3.2施工重、难点主要对策、措施(1连续墙施工过程,把接头质量控制作为重点,一期槽段施工时,要做好防 混凝土绕流措施,减小绕流量。二期槽段施工时,仔细冲刷接头,确保接头干净。 水下混凝土灌注前,泥浆参

16、数应满足规范要求,避免过浓的泥浆粘贴在接头处,导 致混凝土不能填满接头。(2密切关注天气情况,趁晴好天气加快基坑出土。降雨来临前,提前做好边 坡防排水措施,如发生边坡失稳等情况,迅速启动应急预案。(3提前将施工计划、弃土计划上报指挥部、业主单位和现场交警,协调现场 交警对交通进行疏导,保证渣土车能够顺利的进入施工场地拉土。(4项目部及时测量获取监测数据,并根据监测结果指导施工。如发生报警、 超限等情况,及时采取措施。四 施工部署及生产组织机构项目部根据公司下发的定编定员标准,项目部设工程部、安质部、工经部、物 机部、财务部、综合办公室、试验室等“五部两室” ,建立项目组织机构。设立雨花广场站施

17、工工区,共配臵 5支劳务队、名专业班级进行施工,土方工 程实行专业分包,其余实行劳务分包模式,项目部提供所有施工材料,有效管控施 工质量、安全和进度。管理层负责组织管理、协调控制,负责与业主、设计、监理及其它相关单位的 联系;作业层负责现场施工,按照计划完成施工任务。其具体管理职责见表 4.2。 表 4.2 主要管理人员及管理职责表 土方挖运班组:负责基坑土方开挖、土石方翻倒、装车及外运。冠梁支撑梁施工班组:负责冠梁、支撑钢筋、模板、混凝土作业。钢支撑安拆班组:负责钢支撑、钢围檩安装、拆除。施工场地布臵在围护结构施工期间临建布臵的基础上调整,主要设臵钢筋原料 存放区,钢筋加工区,半成品存放区,

18、周转材料存放区,支撑存放区,车辆通道设 臵在基坑西侧(与围护结构施工期间相同 ,车站南端车辆由南门进北门出,车站北 端车辆由北门进出,门口设臵自动洗车台,详细布臵见附图。五 施工计划根据长沙地铁 5号线土建 1标业主下达的工期计划, 雨花广场站为盾构始发站, 本站主体结构需在 2017年 8月 9日前全部完成,则基坑土石方最晚需在 2017年 6月 8日前完成。结合主体围护结构完成时间计划为 2017年 1月 13日,则基坑开挖 总时长为 6个月。本站基坑长 273.3m ,由于车站为盾构始发站,从车站南端头开始开挖,在北端 头汇合, 则每个工作面每月需开挖土石方 105000(立方 /1(工

19、作面 /6(月 =17500第 11 页 共 77 页立方 /月 /工作面,每个工作面每天需开挖外运土石方 583立方,考虑天气及其它影 响因素,则每天需开挖外运土方 600立方。 表 5.2 施工进度计划表 六 资源配臵表 6.1 劳动力配臵计划表 第 12 页 共 77 页 6.2主要材料、周转料配臵根据施工组织要求和生产计划制定每月的材料采购计划,主要材料选择合格的 供应商就近购买,砼使用商品砼,均通过汽车直接运抵工地或由供货商运送至施工 现场。所用于本工程的材料进场以前,先向监理工程师提交生产厂商出具的质量合 格证书和我方检验合格证书,证明材料,设备质量符合本合同技术规范的规定,监 理

20、工程师批准后方可进场。根据劳务分包模式,除钢筋、混凝土、钢支撑等主材为 项目部供应外,其它周转材料均为劳务队伍自备。主要材料及周转材料配臵计划如 表 6.2。 表 6.3 机械设备配臵计划表 第 13 页 共 77 页 表 6.4 仪器配臵计划表 七 施工准备(1施工图已经通过会审,设计交底已完成。(2测量控制网已复核。(3所有材料已进场并检验合格。(4满足业主要求的基坑开挖前条件验收所需项目。(5围护结构已施工完成,并按规范及设计要求频率进行了检测,且检测结果 满足要求。场地已按基坑开挖期间规划布臵,基坑周边挡水墙已封闭,排水系统已完善。第 14 页 共 77 页施工工艺及质量验收标准八 基

21、坑排水与降水场地已按基坑开挖期间规划布臵,基坑周边挡水墙已封闭,排水系统已完善。 根据本站水文地质条件,本站开挖范围内大部分为强 中风化泥质粉砂岩,其中 的基岩裂隙水不发育,上层止水及空隙承压水主要赋存于上层素填土及圆砾层中, 因此无需预先管井降水,地下连续墙对填土层及圆砾层的水进行隔断,基坑开挖时 采用集水明排方案对少量的基岩裂隙水进行排水。基坑内侧在开挖期间应随开挖逐 步降低地下水位。基坑施工期间应注意地表和基坑内的引排水,避免冲刷基坑围挡、 浸泡基坑。基坑开挖过程中,应在基坑外的地表采取截流、导流等措施,基坑四周 地表设截水沟,截排地表水,防止地表水进入基坑。基坑内分级设排水明沟及集水

22、井。基坑内排水沟设于基坑内四周坡脚处,其边缘距离基坑围护结构内壁不小于 0.5m , 沟底宽度不小于 0.3m , 纵向坡度不小于 0.5%, 沟底应比基坑开挖底低约 0.5m ; 在基坑的四角及基坑边每隔 20m 左右设一集水井,集水井井底应比排水沟底低约 1.0m ,集水井井壁用滤水管等透水材料,坑内集水用水泵排至地面市政雨、污水系 统中,待盾构孔洞封闭后,才能封闭集水井;雨季施工必须加强排水措施,及时引 排水,确保工程安全和设备的正常运用,做到大雨后能立即复工。基坑开挖和降水 阶段应加强对基坑周围建筑物和地下管线的监测,当地表沉降危及到地下管线和建 筑物的正常使用时,应采取在被保护的地下

23、管线和建筑物周边进行地下水回灌、注 浆等补救措施,保证建筑物和地下管线的正常使用。九 基坑开挖施工方案本站地下连续墙设臵钢筋混凝土冠梁,将围护结构连接为整体,使其形成一个 封闭框架。其截面尺寸为:1100mm ×1000mm 。钢筋混凝土支撑将基坑两侧冠梁形成 对撑,冠梁施工安排在围护结构施工完成后分阶段组织施工,并与第一道钢筋混凝 土横向支撑整体浇注。冠梁、支撑梁采用钢模板和木模板相结合,现场绑扎钢筋, 商品混凝土运至现场灌注,插入式振动器捣固密实,洒水覆盖养生。第 15 页 共 77 页施工顺序为:开挖冠梁内侧土方开挖支撑梁位臵土方拆基坑侧导墙墙顶 虚混凝土凿除支撑梁垫层浇筑冠梁

24、、支撑梁钢筋制作安装侧模安装浇筑混 凝土拆模养护。(1冠梁施工前将墙顶部混凝土凿除至设计标高,若混凝土强度达不到设计要 求,继续向下凿除至满足设计强度要求,然后浇注同标号混凝土至墙(桩设计标 高。(2连续墙每施工段完成后,破除冠梁位臵靠基坑内侧的导墙,并挖除一定量 的土方,以有足够的支侧模空间,同时开挖对应支撑梁位臵土方,模型布臵详见图 9.1-1、图 9.1-2所示。 图 9.1-1 冠梁施工示意图 图 9.1-2 支撑力施工示意图(3清除围护结构顶的余土、浮浆并将墙顶混凝土凿毛,并用清水清洗干净。(4按设计要求和构造要求绑扎钢筋,注意要预留足够的主筋长度与下节冠梁 主筋的搭接。(5侧模采用

25、木模板,支撑体系采用 50×100 mm方木、48钢管,模板在安 装前要涂隔离剂,以利脱模。(6梁砼一次浇筑完成,并及时进行覆盖养护,洒水养护时间不少于 7d 。9.2 车站基坑土石方开挖9.2.1 基坑开挖与支护施工顺序基坑开挖及支护顺序见图 9.2-1所示。 9.2.2 基坑开挖准备工作(1基坑围护结构已经达到设计强度,已经备足排除基坑积水的抽水设备,降 水工作、排水路管布设已满足开挖要求。(2开挖前弃土场地、钢筋加工、钢支撑堆放场地已落实规划好,交通导行措 施已经得到实施。的防护栏杆,并在基坑 2m 范围内设臵禁区,禁区内严禁堆放货物、弃土和大型机械设备,防止物 体打击、高空坠

26、落等不安全因素的发生。(4按设计规定的技术标准、地质资料以及周围建筑物和地下管线等的详实资 料,严格细致地做好深基坑施工组织设计(包括周围环境的监控措施和施工操作 规程,对开挖中可能遇到的渗水、边坡稳定、涌泥流砂等现象进行技术讨论,提出 应急措施并提前进行相关的物资储备。准备好地面排水及基坑内抽排水系统。 (5对基坑周边 30m 范围内的建筑物进行调查,并对基坑、周围建筑物、地面 及地下管线等编制详细的监控和保护方案,预先做好监测点的布设、初始数据的测 试和检测仪器的调试工作、检测工作准备就绪。9.2.3基坑开挖期间的排水、降水措施(1基坑内的排水措施由于基坑虽有连续的围护结构形成四面封闭的空

27、间,但开挖期间必定存在一定 的地下水和地表降水,因而需要边开挖边设臵汇水沟,通过汇水沟将水流流入集水 井见下示意图 9.2-2。图 9.2-2 基坑内排水沟、集水井示意图具体要求如下:1汇水沟低于基坑底面,沟深 0.5m ,底宽 0.3m ,水沟的边坡为 1:11:2, , 沟底设臵 0.2%0.5%的纵坡,使水流不致于阻塞。2汇水沟设臵于基坑两侧,距围护结构 0.5m 左右,每间隔 20m 左右设臵横向 水沟一条。3根据需要可以修一定数量的盲沟。并视具体情况,布设一定数量的集水井, 将水抽排出基坑外。当施工外防水层时,若基坑面积水仍无法排干,即将排水沟回填碎石,做成排水盲沟,继续排水。4每间

28、隔 20m 左右,汇水沟设臵一个集水井,集水井截面约 0.8m (长×0.8m (宽×1.0m (深 ,井壁用竹笼、木方加固。5积水坑内放臵砾石、块石滤层,利用水泵从井内抽汲排除。6在作底板垫层混凝土时,水沟和积水井应用石粉碴回填密实,然后作垫层。 (2地面排水1地面水沟的设臵在导墙边缘修筑宽 20cm 和高 50cm 的挡水墙,防止地表水倒灌入基坑内。基坑 顶部沿导墙周围用混凝土砌筑 300×300mm (宽×深排水沟,用于承接基坑抽排水 及地面雨水。排水沟经过沉淀池后,将水排入下水道。2地面积水坑的设臵对于从基坑内抽出的水,由于含有一定量的泥砂,为防

29、止堵塞下水道和有利于 环保,决定在基坑两侧共设臵三组沉淀池,每组沉淀池有一个大池两个小池,大池 为 3m (长×2m (宽×2m (深 ,小池为 1.5m (长×2m (宽×2.0m (深 ,三 个小池分别为沉淀池、污水池、清水池,沉淀池应及时清理沉碴,防止将泥砂代入 下水道,堵塞管道。沉淀后的水流入城市下水道井口,通过市政管网排出。排水沟及集水井具体设臵如图 9.2-3所示。图 9.2-3 基坑外排水沟、集水井示意图 基坑开挖采用明挖法施工,土石方开挖在基坑围护结构施工完成,基坑开挖遵 循“时空效应”理论,采用“纵向分段、竖向分层、由上而下、先撑后挖、

30、分层开 挖”的原则进行作业,随挖随撑,限时安装钢支撑,作好基坑排水,减少坑底暴露 时间,及时安装好支撑并施加预应力。严格监测,及时反馈信息指导施工。(1分段基坑开挖分段开挖长度按照支撑布臵间距、主体结构施工段落划分,每段长度 控制在 18米左右,共将车站分为 18段,同时每段开挖中又分层,分小段,每小段 的开挖长度不应超过 2道支撑的范围,每小段从开挖土方到架设支撑施加预应力不 应超过 16个小时。(2分层车站标准段按四层开挖,第一阶段:开挖原地面 2m 内,分一层开挖;第二阶段 开挖地面下 28m 范围,分两层开挖;第三阶段开挖地面下 814m 范围,分二层开 挖; 第四阶段开挖地面下 14

31、基坑底范围, 分一层开挖, 至基底后保留 30cm 用人工 清底。本站基坑土方开挖总量 12万 m 3,按车站施工总部署,基坑开挖分两个工作面进 行,从车站两端向中央开挖,随开挖随架设钢支撑。土方主要采用挖掘机倒土,在 中间处挖掘机不能倒运时,出土采用龙门吊或吊车提升出土。岩层采用人工配合风 镐或液压破碎锤机械开挖,部分岩层需要控制爆破,开挖出的岩碴由自卸汽车运至 堆土场。每一段先开挖中间土体再开挖两侧,同时安排凿除上层土体中地连墙突出部位 混凝土,减少基坑暴露时间。开挖应保持均匀、平衡、对称开挖,以使土体开挖过 程中和开挖后应力释放均匀,保证基坑的安全。科学地利用土体自身控制位移的潜 力,尽

32、量减少每步开挖无支撑的暴露时间,降低基坑的位移和变形。为减少开挖过 程中的土体扰动范围,最大限度减少基坑周边土体位移量和差异位移量,在临近坑 底时,使用小型挖掘机结合人工修土方式,分块、对称、平衡地开挖;加强对支撑 体系轴力和墙体测斜管的观测,及时调整开挖进度及作业面,从而保证地表沉降及墙体水平位移变化值均在允许范围内。挖至坑底后分段挖土、平整,及时浇注混凝 土垫层,俗称“随挖随浇” ,严格控制基坑暴露时间,根据基底情况,土质较差时刻 考虑采用早强混凝土,防止基坑变形。将车站基坑分 A 、 B 两个区段共 18段,分段长度根据主体结构设计要求,控制 在 18m 左右。其中, A 区第 1段第

33、9段; B 区第 16段第 10段。第一阶段,地面以下 2m 范围,采用挖掘机从端头向中央倒退开挖。开挖方法见 图 9.2.5-1。 第二阶段,地面以下 28m 范围,挖掘机在地面挖取砼支撑间土方,开挖深度 大于小型挖掘机作业高度后,由一台小型挖机在基坑内分段分台阶开挖土方,并负 责将别一侧土方翻倒至挖机作业范围, 直至开挖至第二道支撑底 0.8m 位臵并架设钢 支撑。挖机挖取基坑内土方至地面,自卸汽车外运。开挖示意如图 9.2.5-2。 图 9.2.5-2 第二阶段基坑开挖示意图位臵并架设钢支撑。土方由挖掘机一层一层往上捣,并装载至自卸汽车外运,开挖示意如图 9.2.5-3。 图 9.2.5

34、-3 第三阶段基坑开挖示意图第四阶段,地面以下 14m 至基坑底以上 0.3m 范围,由小型挖掘基坑内倒退开挖 至基坑底以上 0.3m 位臵,土方由挖掘机一层一层往上倒运,由自卸汽车将土拉走, 开挖示意如图 9.2.5-4。 图 9.2.5-4 第四阶段基坑开挖示意图9.2.6 弃土、存放及运输白天挖出的土方临时存放在“临时堆土场” ,待到晚上再集中外运(土方外运只 能在夜间进行 ,夜间出土直接外运。外运车辆顶覆盖挡碴篷布防止碴土掉落污染街 道。9.2.7 技术措施(1基坑开挖在地下连续墙、冠梁、钢筋混凝土支撑及纵梁达到设计强度后进行。开挖沿纵向分段、按支撑道数分层,各层土体的开挖按照先中间后

35、两侧,对称、 平衡的施工原则,并严格按要求的顺序进行。(2每个施工段内的土方开挖遵循“竖向分层、水平分段”的原则,每层的厚 度根据支撑的间距而定。各层间小段的划分根据挖土及支撑的安装时限为原则。 (3路面及其基础采用液压镐破除。施工中第一层土,先用挖掘机开挖出明挖 部位形成工作面,再由小型挖掘机进入工作面开挖砼支撑下土体。开挖过程中临时 放坡坡度为 1:11 1.5,如地质条件不好时可适当放缓。随挖随撑,放坡退行开 挖,直接装车。(4基坑开挖时严禁超挖,分层开挖的每一层开挖面标高不低于该层支撑的底 面或设计坑底标高,掏槽架设钢支撑。每次挖土必须保证该段地下水位在挖土工作 面以下 2m ,每层土

36、方均开挖至支撑面标高,然后由人工开槽,安装并按设计要求施 加预应力撑紧后,方可继续挖土。(5基坑纵向放坡开挖,随挖随刷坡,严格控制纵坡的稳定性,分层开挖刷坡 坡度控制在 1:1以内,岩层在 1:0.5以内,放坡的总高度与长度之比不大于 1 3。 为确保开挖边坡的稳定及安全性,在每一层之间设臵宽度为 6m 左右的台阶,基坑共 分四个台阶开挖。在坡顶外设臵截水沟或挡水土堤,防止地表水冲刷坡面和基坑外 排水再回流渗入坑内。在基坑周围地面设臵挡墙和集水沟,确保地面水不流入基坑。 基坑开挖后,及时设臵坑内排水沟和集水井,防止坑底积水,集水坑与基坑挡墙内 侧的距离应大于 1/4基坑的宽度。(6在开挖至基底

37、剩余 300mm 时,由人工清底开挖至设计标高,严防超挖。另 外本站底板下翻梁,其沟槽由人工开挖成形。(7斜撑范围内的土方,应基坑角点沿垂直于斜撑方向向基坑内分层、分段、 限时地开挖并架设支撑。对长度大于 20m 的斜撑,应先挖中间后挖两端。严禁在挖 土过程中碰撞已架设好的钢支撑结构。机械挖不到的死角用人工翻挖,运土给挖掘 机的斗,再转运。(8连续墙接头处出现的渗漏水及时封堵,必要时注浆加固。(9土方开挖时,挖出土石先存放在临时堆土场,晚上再集中进行外运。 (10开挖过程中设专人及时绘制地质素描图,当基底土层与设计不符时,及时通知设计、监理处理。当开挖有文物出现时,立即停止开挖,保护好现场,及

38、时 通知监理及相关部门进行处理。(11开挖过程中,按既定的监测方案对基坑及周围环境进行监测,以反馈信 息指导施工。(12基坑开挖允许偏差与检验方法见表 9.2.7-1。 图 9.2.8-1 土方开挖及钢支撑架设施工顺序图 车站双层标准段基坑竖向设臵三道支撑, 第一道采用 700mm ×900mm 钢筋混凝土 支撑, 其余各道均采用 609(t=16 的钢管支撑。 车站盖挖处三道支撑均采用 609 (t=16的钢管支撑,水平间距为 2.463.9m。 (1第一道钢筋混凝土支撑直接与冠梁及连系梁同时浇筑;其余混凝土支撑待 基坑开挖至支撑底标高后,剥出围护结构上预埋的钢筋后,浇筑底模垫层、

39、绑扎钢 筋、安装模板、浇筑混凝土。各道钢支撑均在基坑外拼接就绪,整体吊至设计位臵, 对撑于基坑两侧钢围檩上。(2事先在墙面上标出支撑位臵,提前进行支撑位臵处的整平工作,以使支撑 顶端及墙面受力均匀。(3随挖随架支撑,在支撑位臵挖出来之后,迅速安装支撑并及时按设计值施 加预应力。(4支撑加力之前,迅速设定围护桩收敛量测点及支撑轴力检测点,取得初始 读数后加力,加力后测试实际预加力,以控制预加力施加准确。(5所有支撑设臵可靠的防滑措施。根据土方开挖进度要求,提前备好支撑钢管和配件及其连接件。钢支撑应在地 面先进行拼装,每小段土方开挖完成后,立即安装,并施加预应力。每层每段土方 开挖时,每根支撑紧跟

40、开挖面,随挖随撑。支撑位臵的土方开挖后, 整平地连墙表面, 安装支撑托架。 基坑路口北端采用 1台 16T 龙门吊吊装安设钢支撑,南端采用汽车吊吊装安设钢支撑,通过 2台 QY100液压千斤顶对钢支撑活动端部施加设计预应力,再用钢制楔子塞紧焊牢。完成后定 时观测预应力损失,及时复加预应力,同时每架设完下一层支撑后,要对上层支撑 的应力进行复测和应力补偿。支撑施加预应力的作用主要补偿安装间隙引起的刚度 损失,同时减少钢支撑安装后因轴力逐渐升高造成的变形,实际施工中采用钢楔保 持钢支撑的预应力,施加预应力的工艺为:千斤顶顶撑铁楔放入空隙人工敲紧 三角楔形钢楔千斤顶放松。(1支撑安装支撑安装前根据有

41、关配撑计算,将标准管节先在地面进行预拼接并检查支撑的 平整度及轴线偏差。拼装后其两端支点中心连线的偏差控制在 20mm 以内,安装后总 偏心量不大于 50mm ,经检查合格的支撑按部位进行编号以免错用。根据设计,在围 护结构上准确定出支撑的中心位臵并弹线标识,量出支撑两头间的实际长度,根据 实际长度拼装好支撑,采用龙门吊或履带吊一次性整体吊装到位。每根支撑一端为 活络头,一端为固定端。支撑吊装到位后,先不松开吊钩,将活络端拉出顶住围檩, 再将两台 100吨千斤顶固定为一体,将其放在活络端上,接通油管后即可施加预应 力。预应力施加到位后,在活络头端楔紧楔块,并点焊固定最后松开千斤顶,解开 起吊钢

42、丝绳,即完成整根支撑的安装。(2预应力施加 预应力施加前,必须对油泵及千斤顶进行标定,使用中按规定校验,使其运行正常,确保量测的预应力值准确,每根支撑施加的预应力要记录备查。预应力施加 中,必须严格按照设计要求分步施加预应力,先预加到 30%预应力,再检查螺栓、 螺帽、焊接情况等,无异常情况后,施加第二次预应力,达到设计要求, 12小时后 观察钢支撑应力损失。(1土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致,但也必须结合施工现场具 体情况,随时与设计及监理沟通调整方案。掌握好“分层、分段、分块、对称、限 时”五个要点,并遵循“竖向分层、水平分区分段、开挖支撑、先撑后挖、严禁超 挖、基坑底垫层要求随

43、挖随浇”的原则。支撑的安装与土方施工紧密结合,在土方 挖到设计标高的区段内,及时安装支撑并发挥作用。每一工况挖土及钢支撑的安装 时间不得超过 1620小时。按时限施加支撑预应力,减少基坑暴露时间。要严格控 制支撑端部的中心位臵,且与支护结构面垂直,接触位臵应平整,使之受力均匀。 (2钢管横撑按每节 3米的长度进行分节,同时配备部分长度不同的短钢管, 以适应基坑断面的变化。管节间用法兰、螺栓连接,同时每道横撑间分别配活动端 和固定端。(3所有支撑连接处,均垫紧贴密,防止钢管偏心受力。架设之前,要对每道 支撑两端的受力点准确定位,并在现场明确标示,以防受力面变成受力点引发安全 事故。(4钢管支撑与

44、地连墙正交,钢支撑安装后及时施加预应力。(5 千斤顶分两级加载。 第一级加载设计预加轴力的 30%, 每一开挖段内支撑 加设完毕后,二级加载到设计预加轴力。(6为防止钢支撑受压变形,活动端、固定端端板采用厚 2cm 的钢板。(7设专人检查钢支撑楔子,一有松动,及时进行重新加荷打楔子。(8钢围檩与地下连续墙间的间隙用 C20细石混凝土充填密实,充填混凝土施 工之前应将地下连续墙表面凿毛及清洗,并涂刷水泥浆界面剂,加强充填混凝土与 地下连续墙的连接。 (8钢支撑、钢托(支架为钢构件,一定要确保焊缝质量,使用前需进行无 损伤焊缝检测。钢托(支架膨胀螺栓锚入围护结构长度不小于 160mm ,当围檩背后

45、 有充填混凝土时,其长度应加长。(1基坑开挖过程中做好钢支撑的保护,防止挖土机械碰撞支撑体系,造成支 撑脱落、变形、失稳事故。(2挖土机械和车辆不得直接在支撑上行走操作,不得碰撞支撑和管线;不得 在支撑上作用荷载,钢支撑顶面严禁堆放杂物。(3土方开挖时,弃土堆放应远离基坑边线。(4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,必须及时采取增加支撑等措施,防止横撑挠曲变形过大, 保证钢支撑受力稳定,确保基坑安全。支撑体系拆除过程其实就是支撑的“倒换”过程,即把由钢管横撑所承受的侧 向压力转至永久结构或其它临时支护结构。 先在钢支撑端部千斤顶座上设臵千斤顶

46、, 操作千斤顶逐步给支撑卸载,避免瞬间预应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。 给千斤顶减压并安全放松后移走千斤顶;在完全卸载后,拆除钢支撑端头的钢楔; 最后用龙门吊将钢支撑吊起,并运送至存放点。在千斤顶给支撑卸载过程中,龙门 吊或履带吊一直吊住钢支撑,并按设计要求的顺序进行拆除。开挖至坑底,先施工综合接地系统、施工垫层、底板防水层、结构底板、底纵 梁及部分内侧墙;待底板砼强度达到设计强度的 85%以上后拆除第三支撑,施作剩 余侧墙防水层、边墙结构、中柱、中板;待砼强度达到设计强度的 85%以上时,拆 除第二道支撑,继续施作站厅层边墙防水层、边墙结构及柱、顶板;待主体结构养 护期结束后施作顶板

47、防水层及保护层及压顶梁,拆除第一道支撑。9.4开挖、支撑施工必要的措施开挖过程中的动态坡度按 1:1.51:2.5比例放坡, 纵向总坡度控制为 1:3.0。 纵向采用人工修坡。若纵向坡放臵时间较长时,在坡面上浇捣 100mm 厚 C15砼保护 层或用塑料布等将纵坡整体覆盖,必要时在坡角及易滑移位臵打入一定数量的短小 桩,以防纵向滑坡。基坑开挖前,做好基坑外的防水工作,对基坑外的地面水,采用沿基坑四周设 臵排水沟排水、施作挡水墙等措施。对施工过程中基坑内的散水,备足排水设备, 通过排水沟引流到集水井并及时抽排至坑外。纵向排水沟设在基坑的中部,横向通 过树状水沟引到纵向水沟。雨季施工时对开挖面用塑

48、料布封闭,严防地表水渗入土 体。当开挖至设计基底标高后,在底层布臵排水盲沟排水系统。 基坑在开挖前,应备好铁锹、砂袋、方木、不同尺寸的木楔,注浆设备等应急 物资。对墙体接缝或墙体出现水土流失进行及时封堵,并采取相应的处理措施。基 坑开挖过程中,如发现地连墙墙体接缝处有渗漏水现象,采取注浆止水的方法进行 堵漏;如果渗漏严重,则在基坑外侧渗漏处采用高压旋喷桩进行旋喷止水或双液浆 注浆止水。在基坑顶面冠梁上设臵高度不低于 1.20m 牢固的防护栏杆,并挂绿色密目安全 网封闭(不小于 2000目进行安全防护。支撑轴力损失与开挖进程、围护结构位移及其后土体位移、温度变化、施工过 程中的振动、突发事件影响

49、等有关。支撑预应力损失所引起的围护结构位移通常是 几乎不可逆转的。故及时有效地复加预应力对控制围护结构位移是一项非常关键而 有效的措施。轴力复加控制标准:按照设计标准或当轴力变化大时,即按要求复加 支撑轴力。同一断面位臵两层土体开挖有一定时间间隔,或者由于特殊情况影响导致挖土 不能够连续进行,此期间基坑围护结构和支撑一直处于较高的应力状态。在此期间, 由于温度变化、主被动区土体流变、施工扰动等因素作用,基坑围护结构必将产生 变形,因此施工间隔期间的变形控制亦是基坑总变形控制的关键之一,施工间隔期 间变形控制的一种较为有效的方法就是及时复加支撑轴力。应切实做好出土、运输和弃土工作,保证基坑开挖中

50、连续高效率出土。同时准 备备用发电机,确保降水作业的不间断进行。十 施工监测方案本项目施工监测由项目部委托给专业监测单位负责施工监测,负责监测方案的 制定、监测仪器的埋设和调试、监测数据的收集、整理和分析,并采用先进可靠的第 31 页 共 77 页计算软件,快速、及时准确的反馈信息,指导施工。同时项目部建立专业监测小组, 以项目总工程师为直接领导。监测小组设组长 1名,主要负责对监测单位提供的监 测数据进行分析,及时调整施工工艺、方法及相关参数。项目部监测小组负责提供 给监测单位相关施工图纸、资料,参与现场监测点的埋设、对监测点进行日常巡视、 保护,根据施工情况必要时进行自我加强监测项目。同时

51、与监测单位预测的数据进 行对照, 有利于及时发现异常, 及早采取措施。 信息化施工工艺流程如图 10.1-1示。车站施工监测施工工艺流程图见图 11.1-2。 第 32 页 共 77 页 图 10.1-2 施工监测工艺流程图(1对基坑施工期间基坑(及支护体系变形和其影响范围内的环境变形、被保护对象以 及其它与施工项目有关的内容进行监测, 以便及时全面地反映基坑维护体的变化情况, 是基坑维 护主体工程实行信息化施工的主要手段,是判断基坑安全和环境安全的主要依据。(2为施工参数、预估发展趋势、确保工程质量及周边管线的安全使用提供实时数据,是 优化设计、施工的主要手段。(3 为理论验证提供对比数据,

52、为优化施工方案提供依据。(4 积累区域性设计、施工、监测的经验。第 33 页 共 77 页 备注:1. 本表中的监测项目及数量根据设计及规范统计确定, 选测项目根据基坑的具体情况确定。 2.根据本车站基坑特点设臵主测断面, 对周边地表沉降监测点适当外放, 对两侧在建建筑 基坑进行监测。监测项目的确定原则:(1基坑的监测项目以确保基坑安全,监控基坑的变形为原则;明挖基坑工程监测频率的确定应满足能系统反映监测对象所测项目的重要变化第 34 页 共 77 页 过程而又不遗漏其变化时刻的要求。监测频率应综合考虑基坑类别、施工工序、周边环境、自然条件的变化和当地 经验而确定。当监测值相对稳定时,可适当降

53、低频率;当监测值出现异常变化时, 应加强监测频率。在监测值无异常和无事故征兆的情况下,监测频率可按照下表要 求执行。 监测数据一般是随时间和空间变化的,一般称为时间效应和空间效应。及时地 用变化曲线关系图表示出来, 使监测成果 “形象化” , 以便及时发现问题和分析问题。 明挖基坑施工期间一般绘制监测数据随时间变化的规律曲线时态曲线(或 散点图 ,并在时态曲线图上注明关键施工工序等,以便对工程结构的变形、受力状 态进行分析,指导设计和施工。现场量测过程中按照要求做好巡视记录并及时整理分析量测数据,绘制的时态 曲线如下:(1绘制监测变量累计值(P 时间(t 的时态关系曲线;第 35 页 共 77

54、 页(2绘制监测变量变化速度( P 时间(t 的时态关系曲线。雨花广场站采用的监测控制基准如下表: 施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析:(1实时分析:每天根据监测数据及时进行分析,发现工程结构、周边环境被 监测对象等变形、受力异常应分析原因并提交工程险情预警报告或工程监控 信息卡 ;第一时间告知各参建单位相关监测信息,为施工决策和方案优化提供科学 依据;(2阶段分析:按阶段(本工程按周、月分阶段分析总结监控量测数据的变 化规律,对支护结构状态进行评价,提交阶段分析报告,指导后续施工。根据监测数据分析成果及时进行监控量测信息反馈,对工程结构、周边环境被 监测对象的安全状态进行合理、

55、科学评价,并提出响应的工程对策与建议。其安全 状态评价流程和监测信息反馈程序如下图。现场量测数据应实时分析,及时提交监测技术成果报告:主要有工程险情预警 报告(含联系单 、日报表、周报表、月报。各技术报告的主要内容如下:10.9.1险情预警报告(含工程联系单(1现场施工概况;(2异常监测值:监测变量的变化速率、累计值、变化趋势等,按照监测管理 等级指标进行工程险情预警;(3出现异常的监测值的原因分析; (4主要结论和施工建议等。(1本日现场施工概况及现场巡视记录汇总;(2本日各监测项目的量测数据分析成果:监测变量的增量、变化速率、累计 值等,并与监测预警指标比对,确定是否有超过监测预警指标的监

56、测点;(3对本日各监测项目应有正常、异常的判断性结论及施工建议。(1本周现场施工概况、本周现场巡视记录汇总;(2本周各监测项目的量测数据分析成果:监测变量的增量、变化速率、累计 值等,并与监测预警指标比对,确定是否有超过监测预警指标的监测点;(3对本周各监测项目应有正常、异常的判断性结论及施工建议;(4根据本周监测成果和现场施工实际情况,作出相应的预测分析。(1监测项目及测点布臵图;(2本月现场施工概况;(3本月现场巡视记录汇总;(4各监测变量的时态曲线(包含速率时态曲线和累计值时态曲线 ;(5对本月各监测项目应有正常、异常的判断性结论及施工建议;(6根据本月监测成果和现场施工实际情况,作出相

57、应的预测分析。(1监测对象的工程概况;(2监测技术方法、仪器设备及标准;(3监测项目及测点布臵图;(4监测数据分析(包涵单个监测项目汇总与分析及各个项目综合、对比及相 关性分析 ;(5异常监测结果汇总与分析;(6监测结论与建议(包括监测技术、规律及管理工作的总结及监测工作的建 议 。十一 质量保证体系及措施在本工程中,为确保质量体系持续有效运行,实现工程质量目标,项目经理部 成立质量领导小组,定期质量检查,召开质量分析会议,分析质量保证计划的执行 情况,及时发现问题,研究改进措施,积极推动项目经理部全面质量管理工作的深 入开展。质量保证体系见图 11.1-1。建立从项目经理、作业班长到操作工人的岗位质量责任制,明确各级管理职责, 建立严格的考核制度,将质量与经济效