广州某钢厂土方开挖施工方案

工程概况1、本项目位于广州阳****集团厂区场地内，东侧为山体边坡挡土墙，距离火车翻斗机通廊外面轴线约为6米，西侧为环厂东路，新建建筑物距离路边约为20米，北侧为1号转运站，位于两山坡交接处，南侧为一块空旷的平地，暂无建筑物。2、本工程相对标高±0.000相对于绝对标高45.25，主要包括了一个人工卸车槽、清车卸料槽、翻车机室、二个小转运站、三条地下皮带通廊。其中人工卸车槽长约为100米，宽为7.6米，基底标高为-10.75米；清车卸料槽长约为92.2米，宽为5.3米，基底标高为-5.7米；翻车机室长约为43.4米，宽为17米，基底标高为-16.5米；二个转运站长均为8.6米，宽为8.6米，一个基底标高为-11.9米，另一个基底标高为-15.9米；一条皮带通廓长约为40米，宽为4米，基底标高由-5.7米降至-6.9米；另一条皮带通廓长约为79.8米，宽为4.3米，基底标高由±0.000米降至-15.6米；第三条皮带通廓长约为128.555米，宽为4.3米，基底标高由±0.000米降至-10.75米。平面布置图如下：3、本工程的支护结构采用地下连续墙＋对顶支撑支护形式和地下连续墙＋对顶支撑＋预应力锚索支护结构二种主要的支护方式。另外，清车卸车槽和与火车翻斗机相连的地下通廊没有采用地下连续墙形式，主要采用土钉墙进行护坡，并喷射C15砼，土方施工采用大开挖、分阶段的方法进行。以上深基坑的支护方法由****武勘院进行设计和施工，我单位负责土方开挖和内部工程的施工。地下连续墙平面布置图如下：编制依据1、****南方提供的设计施工图纸；2、****武勘设计院提供的地下连续墙的设计方案；3、****武勘设计院的地质勘察资料；4、《建筑结构地基与基础工程施工质量验收规范》；5、我单位相关类似工程的施工经验。施工总体部署本工程土方开挖的总体部署为：分段开挖、分层开挖、对称开挖、先撑后挖、先深后浅、先里后外的整体思路。土方开挖全部采用机械挖土、人工配合清槽的作业方法进行。具体开挖顺序：等相关的地下连续墙施工完毕后，先进行人工卸车槽的土方开挖，再进行A106BC地下皮带通廊工程土方开挖，等待以上两个工程基础底板、壁板施工完成，砼达到设计强度后，先进行部分土方回填，再进行人工卸车槽内部钢漏斗安装和其它设备安装。然后进行火车翻斗机室的土方大开挖，并做好土钉墙支护结构，再进行火车翻斗机室的底板和内壁施工，回填部分土方后，再进行清车卸车槽和余下通廊的土方开挖，待工程施工完成后，进行土方回填工作，最后进行钢结构和设备的安装工作。土方开挖主要的施工方法4.1、施工测量１、施工测量的准备工作：（１）了解工程的总体布局、定位轴线及标高情况。（２）对施工图纸、地下连续墙的布置和内部结构进行校核。（３）确定放线精度。（４）测量设备、仪器确保在有效期内。2、仪器选用测量仪器选用DTM-352全站仪和DS32水准仪。3、建筑定位放线：（１）建筑物平面控制网的测设：建筑物平面控制网的定位依据为设计给定施工图纸中的规划轴线以及地下连续墙的布置轴线进行。１）平面控制网的精度要求：根据建筑的结构和使用特点，布网精度为二级，测角中误差为±12"，边长相对误差为1/15000。2）角度测设方法：如图1-1所示：根据已知的起始方向，测设角度α：用正倒镜法测出∠AOB1后，用全站仪精确测设出∠AOB1=α1，α1与α的差为β，过B1点作OB1，并测取距离。（２）建筑物高程控制网测设：高程引入采用原料场区内已知水准点进行测设，本工程按实际所需布设临时水准点，组成建筑物的高程控制网，控制网的测量采用附和测法。闭合差的要求：L：为附和线路长度。测设轴线控制桩：根据已布好的建筑物平面控制网，测设轴线控制桩，测设时以两端控制桩为准，校核控制轴线。具体做法是：在不易受到干扰和碰撞的地方设置深600mm,长度均为300mm的砼桩，用小木桩插入砼桩300mm以上，并固定于砼中，把小铁钉钉在木桩顶部，用铅笔打十字叉作为轴线控制点，东侧的控制轴线和标高直接测放到重力挡土墙上。设置不少于5个沉降观测点，土方开挖初期每周最少进行一次沉降观测，土方开挖中期每周最少进行三次沉降观测，土方开挖后期及基础施工周期间每天最少进行一次沉降观测，并做好原始的沉降观测记录，沉降观测记录必须真实、准确、有效，确保施工期间的安全。特别是雨后施工前，一定要进行一次全面、仔细的沉降观测，沉降观测数据超过规范要求时，及时向业主、监理、项目部汇报，在没有确保安全的前提下禁止进行施工作业。4、开挖放线：（１）根据建筑物平面控制网、边坡系数及地面高程，分别测设出轴线及基槽上口开挖尺寸宽度，基础开挖撒线宽度不应超过15cm。（２）垫层上基础放线：用全站仪正倒镜法以轴线控制桩为准将各轴线直接投测在垫层上。5、基础放线：放线前应在平面上校核轴线，用全站仪将各轴线投测到垫层上，做支模、扎筋依据。闭合后测设细部轴线，然后以此为准测量基础各部位的边线，各部位放线的允许误差为：项目精度主轴线±5mm细部放线±2mm6、上部结构标高测法：±0.00以上的标高测法，主要是用钢尺沿结构外部向上竖直测量，在四周共设三处，以便于相互校核。施测要点：(1)起始标高线用水准仪根据水准点引测，必须保证精度。(2)由±0.00水平线向上量高差时，所用钢尺应经过检定，量高差时尺身应铅直并用标准拉力，同时要进行尺长和温度改正。(3)观测时尽量做到前后视线等长。并采用铝合金直尺以硬铅笔划水平线，以确保精度。(4)当高度超过尺长时，应精确地定出第二基点，由第二基点向上量测。7、高程的竖向传递：（１）标高传递的允许误差：项目精度层间±3mm总高±5mm各传递点的起始标高线为+1.00m，应由附近的二个临时水准点确定。标高传递时采用钢尺沿铅直方向（水准仪配合）向上量至施工层。4.2土方开挖1、施工准备（１）审查设计图纸，核对平面尺寸和坑底标高。（２）施工队伍准备就绪，并将土方开挖的技术交底以书面文件下发给专业施工队伍。2、基坑开挖平面图的绘制，原则是：下口外边线距轴线0.5m，按1：0.5、1：1两种放坡系数进行放坡。3、开挖方案及机械选择：（1）土方开挖前，由于必须清除地表面上的淤泥土，土方全部采用机械开挖，当开挖至距基底300mm时，人工配合清槽。4、基坑开挖程序：测量放线→机械开挖留足预留土层（300mm）→人工清槽。5、土方开挖：（１）土方开挖整体进行，并按1：0.5、1：1的系数进行放坡开挖，挖土时注意坑底宽度的及时修理。（２）开挖过程中，配备专职测量员，当机械开挖接近基底标高300mm时，由测量员随时抄平，以控制开挖标高，每隔2m在基槽两侧钉水平标高木桩，拉上小白线，挖至接近基底标高时，用盒尺随时准校核槽底标高，并由两端轴线（中心线）引桩拉通线检查距槽边尺寸，确定槽宽标准，根据此来修整基坑，最后清除槽底土方。（３）开挖完的土方全部外运，并卸车至业主指定的堆土区（220亩地）。根据武勘院地下连续设计的要求：基坑开挖完后，基坑顶部周围6m范围内堆载不能超过5KPa；基坑周边堆土不能超过0.5m，所有土方必须全部外运。回填时按业主的要求，在规定的取土区运土进行回填。施工区域内严禁堆土，开挖完的基坑周边采取相应的防护措施，确保安全。（4）排水措施：基坑开挖前，应在地面基坑两侧3m以外设置排水沟，排水沟采用普通红砖进行砌筑，尺寸为500×500mm，防止雨水从地面流入基坑内。基坑土方开挖时，如果只有地表水和渗透水，在基坑两侧设置300×300mm截水沟，每隔20米设一个2×2×2m集水坑，集水坑下部铺设200mm厚碎石作为过滤层,用Φ200污水泵把集水坑的水排放到挡土墙侧的防洪沟里。由于东侧山坡的排水量比较大，沿东侧重力式挡土墙修筑一条临时排水沟，排水方向向南北两个方向进行排水，向南的排水经1#转运站旁的砼排水管把水排放到厂区内排水沟内，向北的排水在焦炭棚南侧开挖一个人5×5×3m的集水坑，用污水泵把集水排放到厂区排水管里。土方开挖过程中，如果存在地表水和渗透水，根据施工需要，在基坑内开挖集水坑，然后用污水泵把水排放出来。如果在基坑土方开挖过程中，如果遇到存在岩隙水和地下涌水，必须采用深井降水和井点降水的方法（土方施工过程中，一定要仔细观察土壤的含水量，遇到上述情况，马上停止施工，做好降水处理方案，得到批准后方可进行土方施工，这里不详细介绍了）。6、基坑挖完后，应及时组织业主、监理、总包单位进行验槽，验槽合格后再进行垫层施工。7、注意事项：（１）挖土过程中应由测量工及时将标高引测到基坑两侧，并随时校核基底标高，避免超挖。（２）基坑挖完后，严禁在基坑边大量堆载或载重车辆穿行，并设专人看护边坡，并做好基坑边坡的防护工作，发现问题及时上报和处理。（３）坑内施工时，要做好基坑塌方的防护工作，施工人员一定要提高安全警惕，一旦出现危险预兆应及时撤离。4.3局部土方开挖方法由于本工程为深基坑的土方开挖，又加之交叉作业多，土方开挖难度很大，风险性高，施工成本也相当高。首先，土方开挖前，先确定机械设备的进场线路，主要是运土车的开行线路。其次，由于土方开挖时需要放坡，所需的作业空间需求较大，凡是在作业区域内影响土方开挖的建筑物、其它工机具都必须清出场。三是，做好土方开挖区的排水、降水措施。四是做好土方开挖完成后基坑的安全防护措施。根据施工图纸和地下连续墙设计图纸布置要求(见工程概况里面的地下连续墙平面布置图)，本方案主要介绍局部土方开挖的方法。人工卸车槽土方开挖人工卸车槽长约为100米，宽为7.6米，基底标高为-10.75米，采用地下连续墙进行基坑支护，地下连续墙宽800mm，内部设置一道钢对顶支撑，水平支撑为钢管Φ609@600，位置设在-6.8m处，见下图1-1剖面图：具体挖土方法：上层地表土土方开挖采用分层开挖、对称开挖的方法。用二台先200型挖机挖除人工卸车槽作业区域3.5m深的地表土，挖土宽度为17m，放坡系数为1：0.5，土方全部外运至业主指定的卸土区。挖土前，先在±0.000平面土方开挖两侧设置截水沟，把水排放到业主指定的排水沟里。当挖土深度达到-3.5m处时，我方配合武勘院进行边坡土钉墙支护（在我方按1：0.5放坡系数的边坡上，喷射C15砼，安放钢筋，做成支护边坡的土钉墙）。挖土量：（14.2＋16.8）×3.5÷2×100=5425m3由于目前的场地标高为45.700，我方相对标高±0.000相对于绝对标高45.000，此部分多余的地表土属于武勘院的工作范围，经业主、监理协调，此部分地表土由我方代为开挖，到时签证给予认可。人工卸车槽土方开挖顺序为从①轴线开始，向EQ\o\ac(○,16)轴线进行开挖的方式，此部分基坑为钢支撑对顶，没有锚索，从EQ\o\ac(○,16)轴线段开始，至A106BC通廊接口处存在有锚索，第一次开挖到A106BC第一个伸缩缝处，此部分的土方开挖参照A106BC通廊土方的开挖方式进行。工作安排：根据200型挖机的工作效率，-3.5m以上部分的土方估计需要6天时间，同时，武勘必须进行护坡土钉墙的施工。施工方法采用流水施工进行组织，其间搭接时间为二天，护坡土钉墙施工周期为5天，护坡土钉墙同样采用由北向南的施工顺序进行，便于双方交叉作业施工。当-3.5m深的地表土开挖完成以后，我方必须马上组织扶臂梁的施工，由于扶臂梁施工构造复杂，预埋件较多，施工周期较长，从北向南组织施工，初步估计需要30天。取掉3.5m深的地表土以后，开始有地下连续墙的支护，开挖过程中，一定要注意保护地下连续墙的本体质量，不要损坏地下连续墙的受力性能。当北侧施工的扶臂梁达到设计强度以后，进行下部的土方开挖。由于扶臂梁已经施工，形成了一个受力框架结构，200型挖机已经无法作业（作业空间不够），我方准备采用型号为JG60-8S小型挖机进行下部土方的开挖，用13米长的长臂挖机进行取土。先将运土汽车停放在-3.5m平面上，小挖机将开挖出来的土进行聚中堆放，由长臂挖机将土取出来，卸在停放在-3.5m平面的汽车上，进行土方外运工作。采用此种方法，土方开挖至此部分土方开挖到-6.8m，需要7天左右。小型挖机直接在人工卸车槽两连续墙区域内挖土，汽车停放在-3.5m平面上进行运土。土方开挖一直到-6.8m处必须停止。最主要的原因是在-6.8m处必须设置地下连续墙的钢支撑，等钢支撑施工完成后，钢支撑施工工期为5天，然后才能进行下一步的土方开挖，严格遵守土方开挖“先撑后挖”的施工原则。-6.8m处土方量：9.2×3.3×100=3036m3（需要二次垂直运输）当地下连续墙的钢支撑施工完成后，可以进行下一步土方开挖。由于开挖深度超过了-6.8m，而汽车也只能停放在-3.5m的平面上，挖机甩土工作没法完成，同时，由于有对顶钢支撑，间距为6m/支，小型挖机无法在整个人工卸车槽挖土作业空间内开行，只能在每6m的作业空间内进行土方开挖工作。所以，用100T吊车把小型机吊装到设有钢管支撑的的6m作业空间内进行挖土，每6m作业空间挖至-10.75m时，必须把小挖机吊出来，再吊到另外6m作业空间内挖土，依此类推，直到挖土完毕。-6.8m至-10.75m的土方垂直运输工作，我方同样采用小型挖机将土挖出，并聚中堆放在长臂挖机容易取土的地方，由长臂挖机将将土卸在停放在-3.5m平面的汽车上，进行土方外运工作。预计需要10天时间，土方开挖完成后，及时进行底板砼施工。-10.75m处土方量：9.2×3.95×100=3634m3（此土方需要进行4.65m高的垂直运输）有锚索段土方开挖方法：大体方法如上，先开挖到地下连续墙冠梁处，进行扶臂梁的施工，等到扶臂梁达到设计强度后，进行下部土方的开挖，方法同样采用小型挖机先挖土聚中进行堆放，由长臂挖机进行取土的方法进行。当挖到第一道锚索处，停止土方开挖工作，需要4天时间完成此部分土方开挖。由武勘进行第一道锚索施工，注浆加早强剂，缩短施工周期。施工周期为5天。待锚索达到设计强度后，进行下部土方开挖，开挖到钢支撑处，停止土方开挖工作，需要2天时间完成土方开挖，然后进行钢支撑的施工，钢支撑施工工期为1天时间。然后再进行下部土方开挖，开挖到第二道锚索处停下来，此土方需要时间4天，再次进行锚索施工，锚索施工周期为5天，等第二道锚索达到设计强度后，再开挖到第三道锚索处，土方开挖4天时间，锚索施工时间为5天，待第三道锚索达到设计强度后，土方开挖一直到基底标高，共计开挖时间为7天，及时进行底板施工。2、A106BC地下皮带通方土方开挖A106BC地下皮带通廊长约为129米，宽为4.8米，基底标高由±0.000米降至-10.75米，其中水平段长62m，斜坡段长67m。此区段地下连续墙宽800mm，内部设置一道砼对顶支撑，水平砼支撑截面为600×600@6000，位置设在-7.2m处，见下图2-2剖面图：具体挖土方法：上层地表土土方开挖采用分层开挖、对称开挖的方法。东侧地下连续墙的土方按1：0.5放坡，开挖深度为-2.0m，西侧采用1：1放坡系数，在火车翻斗机室地面处进行放坡。在A106BC通廊南侧按通廊设计坡度进行放坡处理。同时开挖到-2.0m处，顶部开挖宽度为22.6m，底部开挖宽度为19.6m。-2.0m处土方量：（19.6＋22.6）×2÷2×129=5444m3当土方挖至-2.0m时，A106BC通廊东侧的地下连续墙已经呈现出来了，土方开挖过程中注意保护地下连续墙，防止挖坏墙身。按上述方法，当土方开挖至-3.5m时，必须和武勘院紧密配合，组织流水性施工，因为在-3.4m处武勘院要进行连续墙锚索施工，同时，进行-3.5m处边坡的土钉墙支护。当-3.4m处锚索施工完毕后，达到设计强度，我方方可进行下一步土方开挖。-3.5m处土方量：（19.6＋17.3）×1.5÷2×125=3460m3当-3.4m处连续墙锚索施工完成后，我方土方可以开挖到-6.4m，因为在-6m处地下连续墙有第二道锚索，必须等第二道锚索施工完成达到强度后我方才能进行下一步土方开挖。根据武勘院地下连续墙设计要求，地下连续墙两侧基坑顶部周围6m范围内堆载不能超过5KPa，基坑周边堆土不能超过0.5m，所以，运土车只能停放在-3.5m的平面上，由长臂挖机将土甩到停放在-3.5m的平面上的汽车里，进行土外外运工作。-6.4m处土方量：（11.6＋17.3）×2÷2×120=3468m3（此土方需要进行二次转运）当土方开挖到-7.2m时，火车翻斗机室的地下连续墙梁冠就开挖出来了，此时，开挖过程中一定注意保护地下连续墙，防止挖坏墙体。同时，先进行-7.2m边坡的土钉墙支护工作。开挖-6.4m～-7.2m处的土方，土方必须进行二次转运，理由同上-6.4m处土方开挖原理。-7.2m处土方量：（11.6＋9.6）×0.8÷2×120=1018m3（此土方需要进行二次转运）由于在-7.25m处有一道地下连续墙砼支撑，截面为600×600mm，间距@6000，为了保证地下连续墙砼支撑能支模施工，我方土方必须先挖-8.2m处。在-7.25m（顶部标高）处设置地下连续墙砼支撑，此地下连续墙砼支撑我单位今后进行地下通廊施工时，直接将作为通廊顶板的连系梁使用。因为我方通廊顶部标高为-7.2m，通廊顶板厚50mm，利用连续墙的冠梁作为地下皮带通廊的主梁，同时，处理好通廊顶板、地下连续墙冠梁的接口位置。在开挖-7.25m～-8.2m间的土方时，小型挖机停放在-7.2m的平面上进行作业，由长臂挖机将土甩到停放在-3.5m的平面上的汽车里，然后把土进行外运。-8.2m处土方量：5.6×0.95×110=586m3（此土方需要进行二次转运）当设置在-7.25m处的地下连续墙砼支撑施工完成后，按土方先撑后挖的施工原则，我方方可进行下一步土方开挖。由于在-7.25m处地下连续墙有砼支撑梁，间距@6000，此时，挖机必须停放在-7.2m的平面上作业，汽车停放在-3.5m平面上运土。土方采用分节开挖的方式进行，每节距离为6m，直到挖到-10.35m，人工配合清槽，也同样采用长臂挖机进行取土外运。A106BC土方开挖完成后，及时进行底板砼施工。-10.35m处土方量：5.6×2.15×100=1204m3（此土方需要进行二次转运）3、火车翻斗机土方开挖翻车机室长约为43.4米，宽为17米，基底标高为-16.5米，此区段地下连续墙宽800mm，内部设置一道钢管对顶支撑，钢管支撑截为Φ609@6000，位置设在-10.35m处，见下图3-3剖面图：由于人工卸车槽和A106BC通廊业主必须先期投产，所以，以上工程主体完成后，必须先进行土方回填。土方回填时，按1：0.5系数放坡，做成土钉墙形式，见下图，土钉墙安放Φ10双向钢筋网片，浇灌C15砼100mm厚，并做好排水措施。具体挖土方法：-10.35m以上采用分层开挖，对称开挖，大放坡开挖的方式。-10.35m以下采用先撑后挖，侧面挖土的施工方法。首先，第一次开挖到-3.5m平面，做好土钉墙支护面，第二次挖土到-7.2m平面，做好土钉墙支护面。在运土出土端放坡，确保汽车运土通行。土方量为：32×44×3.5＋25.5×44×3.5=8855m3第三次开挖到-11.35m平面，由于地下连续墙两侧基坑顶部周围6m范围内堆载不能超过5KPa，基坑周边堆土不能超过0.5m，所以，运土车只能停放在-7.2m的平面上，利用另一挖机进行土方二次转运，并做好-10.35m～-7.2m土钉墙的支护工作。土方量：16×44×3.95=2780m3(需要进行土方二次转运)当土方开挖到-11.35m平面时，必须进行连续墙钢支撑的施工，待钢支撑施工完成后，把土方回填到-10.35m平面，因为火车翻斗机宽度达到了17m，下层开挖的土没法一次性甩到-7.2m平面上，加之有钢支撑的存在，不把土回填到-10.35m平面，挖机在6m宽的作业空间里操作十分不便，下层挖土工作将大大降低工作效率。所以，只有把挖机停放在已回填的-10.35m平面上，采用侧面挖土和退挖法相结合的施工方法，先从靠近A106BC皮带通廊侧挖土，每4m宽为一幅段进行侧向挖土，挖完的土甩向本挖机身后，由另外一台挖土把土进行接力甩到-7.2m平面上，然后第三台挖机从7.2m平面上把土装到运土车里运走。第一个4m宽幅段的土开挖到设计底标高时，采用退挖法，进行第二幅段的土方开挖，依此类推，直到土方开挖至-15.7m，人工配合清槽300mm厚，垂直运输采用25T吊车运行。土方全部开挖完成后，及时进行底板砼垫层施工。土方量：17×44×5.35=4002m3（土方需进行三次转）人工挖土：17×44×0.35=262m3（土方需进行垂直运输一次，二次转运一次）火车翻斗机土方第二种施工方案：如果采用普通挖机不能满足施工需要，采用13m长臂挖机进行土方施工，同样也需要进行分台阶开挖，共计分二层台阶，放坡系数为1：1，一层为-5m台阶面，另一层台阶为-10.35m，-5m台阶面以上的土全部采用普通挖机进行，下部土方采用长臂挖机配合取土进行，土方一次性开挖到-10.35m，进行钢支撑的施工，等钢支撑施工完成后，先用长臂挖机开挖余下的绝大部分土方量，用小挖机清理长臂挖机勾不到的土方，把此部分土方聚中堆放，用长臂挖机进行取土外运，最后人工进行清槽工作。清车卸车槽及其它子项土方开挖清车卸料槽长约为92.2米，宽为5.3米，基底标高为-5.7米；一条皮带通廓长约为40米，宽为4米，基底标高由-5.7米降至-6.9米；另一条皮带通廓长约为79.8米，宽为4.3米，基底标高由±0.000米降至-15.6米。在清车卸车槽土方开挖之前，先把人工卸车槽的土方回填至设计标高，进行人工卸车槽的钢结构和设备安装工作，等人工卸车槽的钢结构工程施工完毕，设备吊装就位后，方可进行清车卸车槽的土方开挖工作。清车卸车槽和余下土方开挖工作，均采用分层开挖、对称开挖、先里后外、大放坡的开挖方式。每开挖完一个台阶面，及时进行边坡土钉墙的施工。清车卸车槽土方分二个台价面进行开挖，放坡系数为1：0.75；4m宽地下皮带通廊土方开挖同清车卸车槽；4.3m宽地下皮带通廊土方开挖同A106BC地下皮带通廊，这里不做详细介绍了。清车卸车槽土方：（18＋6）×5.7÷2×95=6498m34m宽地下皮带通廊土方：（18＋5）×6.4÷2×40=2944m34.3m