沟槽开挖、支护专项及方案

沟槽开挖、支护专项及方案第一章工程概况与风险识别1.1项目定位本工程为××市轨道交通×号线××站附属出入口，基坑平面尺寸82m×36m，开挖深度11.3m～13.7m，局部电梯井落深2.4m。场地位于城市主干道下方，道路红线外3m即为110kV高压电缆管廊，对侧为建成20层住宅楼（桩筏基础，筏底埋深4m）。1.2地质与水文①人工填土1.8m，γ=18.5kN/m³，c=5kPa，φ=8°；②粉质黏土4.2m，γ=19.2kN/m³，c=22kPa，φ=12°；③淤泥质黏土7.5m，γ=17.8kN/m³，c=12kPa，φ=6°，含水率52%，渗透系数3×10⁻⁷cm/s；④中砂夹砾石3.0m，中密，渗透系数5×10⁻²cm/s，承压水头9m。1.3风险清单R1支护结构整体失稳；R2踢脚隆起；R3承压水突涌；R4道路塌陷；R5电缆管廊沉降>10mm；R6住宅楼差异沉降>15mm；R7夜间施工噪声投诉；R8土方外运滴漏。第二章设计原则与标准2.1设计使用年限支护结构临时性24个月，安全等级一级，重要性系数γ₀=1.1。2.2控制指标支护顶部水平位移≤0.3%H且≤30mm；周边地表沉降≤0.2%H且≤20mm；电缆管廊沉降≤10mm；住宅楼倾斜≤1/1000；坑底抗隆起安全系数≥1.8；抗突涌安全系数≥1.3。2.3规范依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ1202012；《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB502022018；《××市轨道交通工程安全质量管理细则》2022版；《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》住建部37号令。第三章支护体系选型与计算3.1选型比选方案A钻孔灌注桩+三道砼支撑：刚度大，但工期75d，造价1280万元；方案B800mm厚地下连续墙+四道锚索：止水好，造价1560万元；方案CSMW工法桩+两道钢管支撑：造价920万元，工期55d，需另行设置止水帷幕。综合比选后采用方案C，并在坑外增补1.2m宽三轴搅拌桩止水帷幕，形成“SMW+止水”组合体系。3.2结构计算采用Plaxis3D2023建立模型，土体采用HSS小应变模型，支护桩采用板单元，支撑采用点对点锚杆。计算结果：最大弯矩865kN·m，最大位移22mm，抗隆起安全系数2.1，抗突涌安全系数1.5，满足控制指标。3.3节点设计冠梁截面1200mm×800mm，主筋12Φ25，箍筋Φ12@150；钢支撑Φ609×16，Q355B，预加轴力1200kN，端头设置600mm×600mm×20mm节点板，焊缝等级二级，100%超声波探伤。第四章地下水控制4.1止水帷幕三轴搅拌桩桩径850mm，套接250mm，水泥掺量22%，28d无侧限抗压强度≥1.0MPa。施工前进行工艺试桩，试桩数量3根，检测项目：单轴抗压、渗透系数、桩身完整性。4.2坑内降水布置18口管井，井深18m，滤水管Φ273×3mm，外包60目尼龙网，降水目标将水位降至坑底以下1m。采用5.5kW潜水泵，单井出水25m³/h，现场设置200m³集水箱，经二级沉淀后回用于场地喷淋。4.3突涌验算坑底至承压含水层顶板厚度4.8m，土饱和重度19kN/m³，承压水头9m，安全系数F=(4.8×19)/(9×10)=1.51>1.3，满足要求。第五章施工工艺流程5.1总体流程场地硬化→测量放线→三轴搅拌桩止水帷幕→SMW工法桩→冠梁及第一道支撑→降水→分层分段开挖→第二道支撑→开挖至坑底→清底验收→垫层封底→结构底板→换撑→拆除第二道支撑→侧墙至±0→拆除第一道支撑→回填。5.2SMW工法桩施工(1)桩机就位：采用宝峨BG26型，调平精度1/200，钻杆垂直度偏差≤1/250；(2)钻进喷浆：下沉速度0.8m/min，浆液水灰比1.6，水泥掺量22%，外加0.5%膨润土；(3)提升搅拌：提升速度≤1.2m/min，全程二次搅拌；(4)H型钢插入：采用25t吊车配合定位架，插入误差≤50mm，用悬挂梁固定30min后方可移机；(5)桩顶浮浆清理：超灌500mm，初凝后人工凿除至设计桩顶。5.3钢管支撑安装(1)测量定位：支撑中心线偏差≤20mm，标高偏差≤15mm；(2)预拼装：在加工场进行1:1试拼，检查法兰端面间隙≤2mm；(3)吊装：采用50t履带吊，两点起吊，防止弯扭；(4)施加预应力：采用2台200t液压千斤顶同步分级加载，每级300kN，稳压5min，最终轴力1200kN，锁定后安装止退楔；(5)监测：安装轴力计，数据接入“基坑云”平台，采样频率1次/30min，超80%设计值报警。第六章分层开挖与作业要点6.1分层原则每层开挖厚度≤2.5m，支撑中心线下方0.5m停止，待支撑安装完毕并施加80%预应力后方可继续下挖。6.2分段长度标准段24m，留设8m平台作支撑拼装作业面；端头井段12m，跳仓开挖，间隔≥6m。6.3时间控制每段土方自开挖至支撑完成≤16h，夜间22:00—06:00禁止噪声大于55dB作业。6.4坡道设置坑内设置1:7土坡道，宽度6m，铺设400mm厚砖渣+20mm厚钢板，坡顶设洗车池，车辆冲洗时间≥60s。6.5清底标准机械开挖至坑底以上200mm改用人工清底，平整度≤20mm/2m，地基承载力≥120kPa，由第三方检测9点，合格后立即浇筑100mm厚C20混凝土垫层，随捣随抹，12h内开始底板防水施工。第七章监测与预警制度7.1监测项目顶部水平位移、周边地表沉降、支护桩深层水平位移、支撑轴力、地下水位、电缆管廊沉降、住宅楼倾斜、周边道路沉降。7.2监测频率开挖期间1次/d；暴雨或周边堆载>20kN/m²后加密至2次/d；位移速率连续3d>3mm/d启动应急。7.3预警阈值黄色：累计位移20mm或速率2mm/d；橙色：累计25mm或速率3mm/d；红色：累计30mm或速率4mm/d。7.4应急流程红色预警立即停工、撤离、回填反压或注浆加固；2h内上报轨道公司、住建、应急管理局；4h内组织专家论证；24h内提交处置报告。第八章应急预案与物资8.1突涌应急现场常备级配碎石200m³、土工布袋2000条、水泥50t、注浆泵3台、Φ48钢管500m。发现突涌立即堆填反压，同时在坑外施工双液注浆孔，孔距0.8m，注浆压力0.3～0.5MPa，水泥水玻璃双液配比1:0.6，凝结时间60s。8.2支撑失稳现场备用2根Φ609×16钢支撑、4台200t千斤顶、20t沙袋。发现轴力骤降或异常变形，立即在相邻两榀支撑之间加设临时支撑，并同步卸载30%坑边堆载。8.3周边建筑沉降超标采用袖阀管注浆，孔深18m，注浆分段0.6m，注浆压力0.2～0.4MPa，注浆量由现场试验确定，目标抬升量≤5mm，防止二次扰动。第九章质量验收与资料管理9.1验收节点止水帷幕：施工后7d进行钻芯+渗透，抽检1%且≥3组；SMW桩：成桩28d进行低应变+钻芯，抽检5%；支撑焊缝：超声波探伤，二级焊缝抽检20%；垫层：地基承载力检测9点/1000m²。9.2资料同步施工日志、监测数据、材料合格证、焊口探伤报告、设计变更单、专家论证意见，全部扫描上传“××市基坑监管平台”，纸质版同步归档，保存期≥5年。第十章安全文明与环保措施10.1门禁系统设置人脸识别+车牌识别双通道，未登记人员禁止入内；所有人员进场前完成三级教育并考试合格，电子档案存档。10.2噪声控制高噪声设备设置隔声罩，夜间禁止使用液压破碎锤；现场噪声监测仪实时显示，超标自动短信提醒项目经理。10.3扬尘控制围挡顶部安装喷淋，每2m设置喷头，出场车辆100%冲洗；土方外运使用新型全密闭车厢，装载高度≤厢顶200mm，GPS+北斗双模监控，发现未按线路行驶立即报警。10.4危废管理废机油、废液压油采用200L铁桶收集，贴危废标签，每月5日前交由××环保公司转运，联单存档。第十一章进度计划与资源配置11.1关键线路三轴搅拌桩15d→SMW桩20d→冠梁支撑7d→第一层土方5d→第二道支撑3d→第二层土方6d→清底2d→底板防水5d→底板结构12d→换撑3d→拆第二道支撑2d→侧墙15d→拆第一道支撑2d→回填5d。总工期102d。11.2劳动力三轴桩班组12人、SMW桩班组18人、支撑安装20人、土方30人、结构40人、监测4人、安全3人、机电6人，高峰133人。11.3主要机械三轴钻机1台、旋挖钻1台、50t履带吊2台、长臂挖机2台、20t自卸车15台、注浆泵3台、柴油发电机250kW1台。第十二章成本控制要点12.1水泥节约通过试桩优化水灰比由1.8降至1.6，每m³桩节约水泥42kg，总量4800m³，节材201.6t，节约9.8万元。12.2支撑周转采用租赁方式，Φ609钢管支撑186t，租期4个月，比购买节约46%费用；节点板、钢围檩统一加工，回收率92%。12.3土方平衡通过BIM模型精确算量，场内倒运3.2万m³用于绿化带微地形，减少外运1800车次，节约运费27万元。第十三章信息化管理13.1基坑云所有监测数据通过4G模块实时上传，平台自动输出位移时间曲线、累计报表；手机端可远程查看，支持微信小程序一键导出。13.2BIM+GIS建立Revit模型，坐标系与××市城市坐标系一致，叠加地下管线GIS数据，提前发现3处雨水管与支撑冲突，调整支撑标高，避免返工5d。13.3电子围栏在电缆管廊边缘设置1m宽电子围栏，人员进入自动语音提醒，后台记录轨迹，累计越界3次自动停止其门禁权限。第十四章竣工验收与移交14.1竣工资料包含支护竣工图、监测总结、材料合格