桥基坑开挖施工方案.doc

冬青路（南门路宝带路）市政道路工程二标段3#桥基坑开挖施 工 方 案苏州市水城市政工程有限公司冬青路（南门路宝带路）市政道路工程二标段项目部二0一一年四月二十日一、工程概述本工程为苏州市苏信项目投资管理有限公司新建的苏州市冬青路(南门路宝带路)3#桥。桥梁呈南北走向，现河道宽约18m，现冬青路西侧，桥跨布置为3孔10米，桥梁右斜9.79度，全长30米，桥墩采用单排架实体墩，钻孔灌注桩基础，墩柱直径0.8m，钻孔灌注桩桩径1.0m，桥台采用重力式桥台，钻孔灌注桩基础，桩径1.0m。桥面全宽31m，分布为中央分隔带宽4.0m，机动车道宽7.85+7.25m，非机动车道宽3+3m，两侧人行道宽2.9+3m左右。规划河道底标高为-1.88m。本方案为冬青路3#桥（桩号k1+922.78）的基坑开挖专项施工方案。根据苏州市市政工程设计院有限责任公司提供的桥梁施工图设计，桥台基础顶标高为-1.88m，基础底标高为-2.88m，考虑混凝土垫层厚100mm，则3#桥桥台基坑底标高为-2.98m，原地面标高2.82m，基坑开挖深度5.80m。1、工程地质情况3#桥基坑位于南环高架南侧，京杭大运河西侧，东侧为现冬青路，南侧为苏州市吴中区大伟复膜厂，拟建部位原为一条东西走向的河道（西侧及南侧已回填），原河道内水位标高为1.09m。根据江苏苏州地质工程勘察院2009年7月18日提供的苏州市冬青路（南门路宝带路）3#桥梁工程地质勘察报告（2009-k-234-3），与基坑工程相关的土层自上而下分别为：1淤泥，灰黑色，流塑，为河底浮泥，该层主要分布河道内。2杂填土：灰色，松散，主要为碎石、道渣等建筑垃圾回填，并夹杂淤泥及少量生活垃圾，该层桥位处岸上均有分层，层厚3.303.40m。1粘土：黄褐色，硬可塑，含铁锰质结核，夹灰色条带，该层桥位处均有分布，层厚1.002.10m。2粉质粘土：灰黄色，可塑，局部软塑，含铁氧华物斑点，局部分质含量高，该层桥位处均有分布，层厚0.202.60m。粉土：灰色，稍密中密，湿很湿，具水平层理，夹粉砂，主要矿物成分为石英、长石，含云母碎屑，该层桥位处均有分布，层厚4.905.70m，层顶标高为-3.31-3.18m。粉质粘土：灰色，软塑可塑，具水平层理，该层桥位处均有分布，层厚13.1414.20m。2、水文地质条件根据勘察揭露，场地浅部地下水主由上部孔隙潜水及微承压水组成。本场地潜水主要赋存于浅部土层中，富水性较差，其主要补给来源为大气降水及地表水入渗补给，以大气蒸发为主要排泄方式，稳定水位标高1.20m左右，随季节变化有变化，年变幅12m；微承压水主要赋存于粉土、粉质粘土、粉土层中，稳定水位标高在1.10m左右，定水性及透水性均一般，主要补给来源为大气降水入渗和地下水的侧向泾流，以民井抽取及地下水侧向泾流为主要排汇方式。二、基坑设计方案1设计依据（1）总平面定位图、3#桥基础平面图等；（2）岩土工程详细勘察报告（3）设计使用规范& 国家标准建筑地基基础设计规范 (gb50007-2002)；& 国家标准混凝土结构设计规范 (gb50010-2002)；& 国家标准建筑结构荷载规范 (gb50009-2001)；& 国家标准建筑基坑支护技术规程 (jgj120-99)；& 国家标准建筑桩基技术规程 (jgj94-2008)；& 国家标准建筑地基基础工程施工质量验收规范 (gb50202-2002)；& 国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范 (gb50204-2002)；& 国家标准钢筋焊接及验收规程 (jgj18-2003)；& 国家标准锚杆喷射混凝土支护技术规范 (gb50086-2001)；& 国家标准建筑基坑工程监测技术规范 (gb50497-2009)；& 其他有关规范及规程。2周边环境基坑东侧、南侧、北侧目前均为空地，三倍开挖深度范围内无建筑物及管线，基坑西侧为厂房距离基坑顶1m左右。3基坑支护设计参数基坑支护设计参数表 表1土层层厚(m)重度(kn/m3)c(kpa)j()标高2杂填土3.418.0*8.0*12.0*-0.581粘土2.120.059.611.6-2.682粉质粘土0.518.8*25.012.0-3.18粉土5.019.0*8.329.7-8.18注：带*为经验值。4基坑支护结构根据本工程基坑开挖深度及场地周边条件、土层特点等，确定本工程基坑侧壁安全等级为“三级”。根据大量基坑工程的成功实践经验，在周边环境保护要求各异，且开挖深度相近的这类基坑工程中，考虑“安全、经济、施工方便”的原则。适合本场地基坑围护的支护型式有放坡挂网喷浆。详见各基坑支护剖面图。（1）基坑东侧、南侧、北侧采用二级放坡喷面支护，上部3.0m采用1:1.5放坡，-0.10m标高设平台宽1.0m，下部2.88m采用1：1放坡，坡面挂网（6200200双向），喷细石砼厚80mm。（2）基坑西侧基础距现有厂房（1层）最近处仅8.70m，厂房基础形式是 条形浅基础 ，基底标高 1.50m ，采用二级放坡喷面支护，坡顶设二排竖向超前注浆钢管土钉，上部3.0m采用1:1放坡，-0.10m标高设平台宽1.0m，平台设一排竖向注浆钢管钉，下部2.88m采用1：1放坡，坡面挂网（6200200双向），喷细石砼厚80mm。 （3）基坑降水：由于场地内微承压水含水层粉土顶标高为-3.31-3.18m。基坑底标高为-2.88m，仅有0.30m覆盖层，需进行微承压水降水措施，设计采用一级轻型井点降水，降水深度36m。沿基坑四周二级平台布设环圈井点系统，平面布置如下： 5施工要求5.1总体施工顺序（1）基坑定位放线，厂房东侧钢板桩维护施工，开挖第一层。边坡支护随土方开挖及时跟进施工（2）井点降水施工，运行。（3）继续开挖土方。边坡支护随土方开挖及时跟进施工。（4）桥台基础施工，具备条件后及时进行基坑回填。5.2挂网喷浆（1）挂网钉的施工顺序为：按设计要求自上而下分段、分层开挖工作面，修整坡面（平整度允许偏差20mm）安设挂网钉安设连接件绑扎钢筋网喷射砼设置排水系统。（2）挂网钉选用148*3钢管，梅花型或矩形布置，击入式。（3）基坑坡面采用挂网喷浆处理，钢筋网片及土钉由412（hrb335）井字形钢筋固定（纵向通长）。（4）喷射砼施工应符合锚杆喷射混凝土支护技术规范（gb50026-2003），砼面层厚80mm。（5）喷射砼应采用强度等级为c20细石砼，其配合比：水泥：砂：碎石：水=1：2：2：0.5，水泥用强度等级为42.5，碎石最大粒径应小于15mm。（6）喷射压力为0.30.5mpa，喷射作业应分段进行，同一分段内喷身顺序应自下而上，喷射砼终凝2h后，应喷水养护，养护时间宜为37d。5.3 井点降水土方开挖至平台时，进行井点降水施工。1、铺设集水总管，控制总管铺设的高程，向泵浦一端具有1:10001:500左右的纵坡，以免除由于空气在总管内形成气泡而增加水头损失。总管之间要求连接严密，处理不慎将导致大量漏气。2、注意总管上的短接管，必须垂直向上，以便于安装弯连管接通井点并避免接装困难。3、泵浦（包括真空泵和离心泵）基座必须平稳，高程必须和总管高程相适应。4、电源装置要求按期可靠，符合电气规程要求，具有接地线。5、滤管采用冲孔沉设，要求垂直冲孔。竖直插入井点。冲孔直径一般以25cm为宜。6、填砂宜用中粗砂，填至滤管上端至11.5m高度，再以粘土封闭至地面，以防漏气。7、通过试运行，运转正常后投入正常使用。8、开挖过程中发现流砂，及时采取块石填堵。5.4土方开挖（1）土方开挖要求采用分段分层，土方开挖 “分层分段、留土护壁、限时开挖原则”。（2）挖土施工单位应编制严密的施工组织设计，经设计认可后方可实施，挖土顺序应严格按施工组织设计进行。（3）不得超挖，开挖面的高差应控制在1.0m以内，特别是分界处，并宜按1：2放坡。（4）基坑边严禁大量堆载。（5）机械进出口通道应铺设路基扩散压力，或局部加固地基。（6）开挖最下一层土方时，混凝土垫层应随挖随浇，无垫层坑底面积最大暴露面积不得大于200 m2，暴露时间不得超过12小时，混凝土垫层需直接浇捣至围护桩内侧面。5.4应急预案（1）开挖后如基坑变形较大且不能收敛，放坡开挖段可适当增加土钉；原河道部位如开挖后有淤泥层，可增设钢板桩进行支护。（2）如基坑变形急剧增加且坑外出现滑裂面，可先回填，待变形稳定后再根据具体情况采取加固措施。6基坑监测基坑监测包括对周边环境的保护监测和对本围护体系的安全监测，及时预报施工过程中可能出现的问题，通过信息反馈法指导施工，根据监测资料及时控制和调整施工进度和施工方法。（一）监测内容：基坑边坡顶端水平位移及沉降，西侧原有厂房变形监测。（三）监测方法：测量水平位移，采用水准仪测量沉降。在坑边四角设四个稳定的观察点，测得初读数，安排专人每天测量，一旦发现变化，及时报告项目部。对于西侧厂房的变形，以同样方法进行监测。（二）监测要求：1、 要求由项目部组织专业人员进行监测，在围护结构施工前，须测得初读数。2、 在基坑开挖期间，须做到一日一测。在基坑施工期间，可视测得的位移及内力变化情况加密或减少。测得的数据应及时上报业主及围护设计单位。（三）报警值：围护结构水平位移大于3mm/日或累计大于50mm； 围护结构垂直位移大于3mm/日或累计大于30mm。建筑结构垂直位移大于2mm/日或累计大于20mm。或不均匀沉降达1/20007计算书（1）3#桥基坑东侧、北侧、南侧，采用二级放坡挂网喷浆支护。- 支护方案 -天然放坡支护- 基本信息 -规范与规程建筑基坑支护技术规程 jgj 120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度h(m)5.880放坡级数 2超载个数 1- 放坡信息 -坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数11.0003.0001.50020.0002.8801.000- 超载信息 -超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号 (kpa,kn/m)(m)(m)(m) (m)120.000- 土层信息 -土层数 4坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)6.880外侧水位深度(m)1.000- 土层参数 -层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角与锚固体摩粘聚力内摩擦角 (m)(kn/m3)(kn/m3)(kpa)(度)擦阻力(kpa)水下(kpa)水下(度)1素填土3.4018.08.08.0012.0020.08.0012.002粘性土2.1020.010.059.6011.6050.059.6011.603粘性土0.5018.88.825.0012.0035.025.0012.004粉土5.0019.09.08.3029.7040.08.3029.70- 基坑外侧花管参数 -基坑外侧花管排数2序横向间距纵向间距入射角钻孔直径有效长度发挥抗拉力号(m)(m)()(mm)(m)系数(kn)13.5001.00090.0602.0001.000100.00026.0000.80090.0604.0001.000100.000- 设计结果 - 整体稳定验算 -天然放坡计算条件: 计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法基坑底面以下的截止计算深度: 0.00m基坑底面以下滑裂面搜索步长: 5.00m条分法中的土条宽度: 1.00m天然放坡计算结果: 道号整体稳定半径圆心坐标圆心坐标 安全系数r(m)xc(m)yc(m)11.6072.5507.7487.27721.1005.5235.8048.05731.29013.8612.38616.34142.0439.6213.4639.49351.93411.4842.79111.140（2）3#桥基坑西侧，采用二级放坡支护。- 支护方案 -天然放坡支护- 基本信息 -规范与规程建筑基坑支护技术规程 jgj 120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数00.90基坑深度h(m)5.880放坡级数 2超载个数 1- 放坡信息 -坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数11.0003.0001.00020.0002.8801.000- 超载信息 -超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号 (kpa,kn/m)(m)(m)(m) (m)120.000- 土层信息 -土层数 4坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)6.880外侧水位深度(m)1.000- 土层参数 -层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角与锚固体摩粘聚力内摩擦角 (m)(kn/m3)(kn/m3)(kpa)(度)擦阻力(kpa)水下(kpa)水下(度)1素填土3.4018.08.08.0012.0020.08.0012.002粘性土2.1020.010.059.6011.6050.059.6011.603粘性土0.5018.88.825.0012.0035.025.0012.004粉土5.0019.09.08.3029.7040.08.3029.70- 基坑外侧花管参数 -基坑外侧花管排数3序横向间距纵向间距入射角钻孔直径有效长度发挥抗拉力号(m)(m)()(mm)(m)系数(kn)13.5001.00090.0602.0001.000100.00023.5000.50090.0605.0001.000100.00030.5000.50090.01005.0001.000100.000- 设计结果 - 整体稳定验算 -天然放坡计算条件: 计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法基坑底面以下的截止计算深度: 0.00m基坑底面以下滑裂面搜索步长: 5.00m条分法中的土条宽度: 1.00m天然放坡计算结果: 道号整体稳定半径圆心坐标圆心坐标 安全系数r(m)xc(m)yc(m)11.7761.5006.4336.27421.0344.9504.3227.81031.1438.8962.48511.37641.8998.5913.1978.49751.7899.3752.2009.113三、 施工方案1、本工程周边地面开阔，在西侧有一厂房，距桥边线最近距离为8.7米。根据地质报告, 地下水位埋深 0.9米左右，土层中的地下水均属于孔隙型潜水，土的含水性和透水性极弱，可视为隔水层；土质分别为杂填土、粘土和亚粘土其厚度分别为 3.4米（2.8-0.6）、 3 米（-0.6-2.7）和0.5 米（-2.7-3.2），土质较好。根据设计图纸，基坑从自然地面（平均标高2.8米）至-2.98米，基坑底在第二层土中，所以本桥梁基坑采用阶梯放坡分三次开挖。由于场地内微承压水含水层粉土顶标高为-3.31-3.18m。基坑底标高为-2.88m，仅有0.30m覆盖层，需进行微承压水降水措施，设计采用一级轻型井点降水，降水深度36m。沿基坑四周二级平台布设环圈井点系统， 坑底排水采取基底明沟排水。2、施工准备2.1. 挖除耕植土，清除挖方区域内所有障碍物。2.2做好现场施工区域的场地平整、 确定开挖方案及土方运输路线,和土方堆放地点。2.3完成测量控制网的设置,场地平整进行方格网桩的布置和标高测设,计算挖填土方量,对建筑物做好定位轴线的控制测量和校核；进行土方工程的测量定位放线,并经检查复核无误后,作为施工控制的依据。2.4 完成必需的临时设施,包括生产设施及生活设施及机械进出和土方运输道路、临时供水供电线路。2.5. 机械设备运进现场,进行维护检查、试运转,使处于良好的工作状态。3、施工程序平整场地-定位放线-基坑开挖（第一层开挖-土方外运-整修边坡-设置钢管围栏第二层开挖-土方外运-整修边坡第三层开挖-土方外运-整修边坡）-基坑底修正-设置排水沟-验收-混凝土垫层施工。4、放坡喷面施工（1）施工准备用人工或机械将要施工的场地平整好，以便锚钻机能行走、进出及操作。一般要修整一条钻机行驶便道，便道要求宽6m左右，坡度控制在3%。将各种风管和水管接好，保持各种管路畅通，空压机司机和注浆手及锚杆钻司机到位，空压机、潜孔钻机、注浆泵、灰浆搅拌机试机无故障，备好各种料具。(2)土方开挖1）应按设计规定的分层开挖深度按作业顺序施工，在完成上层作业面的喷射混凝土以前，不得进行下一层深度的开挖。2）机械进行土方作业时，严禁边壁出现超挖或造成边壁土体松动。基坑的边壁宜采用小型机具或铲进行切削清坡，以保证边坡平整并符合设计规定的坡度。3）支护分层开挖深度和施工的作业顺序应保证修整后的裸露边坡能在规定的时间内保持自立并在限定的时间内完成支护，即及时设置土钉或喷射混凝土。基坑在水平方向的开挖也应分段进行，按设计要求取1020m。4）为防止基坑边坡的裸露土体发生坍塌，对易坍塌的土体可以采取以下措施：a 对修整后的边壁立即喷上一层薄的砂浆或混凝土，待凝结后再进行钻孔；b 在作业面上先构筑钢筋网喷射混凝土面层，增设土钉c 在水平方向上分小段间隔开挖；d 先将作业深度上的边壁做成斜坡，待设置土钉后再请坡；e 在开挖前，沿开挖面垂直击入钢筋或钢管，或注浆加固土体。（3）排水系统1）土钉支护宜在排除地下水的条件下进行施工，应采取恰当的排水措施包括地表排水，支护内部排水，以及基坑排水，以避免土体处于饱和状态并减轻作用于面层上的静水压力。2）基坑四周支护范围内的地表应加以修整，构筑排水沟和混凝土地面，防止地表降水向地下渗透，靠近基坑破顶宽24m的地面应适当垫高，并且里高外低，便于迳流远离边坡。3）在支护面层背部应插入长度为400mm、直径小于40mm水管，外斜5%，其外端伸出支护面层，间距可为1.52m，以便将混凝土面层后的积水排出。由于场地内微承压水含水层粉土顶标高为-3.31-3.18m。基坑底标高为-2.88m，仅有0.30m覆盖层，需进行微承压水降水措施，设计采用一级轻型井点降水，降水深度36m。沿基坑四周二级平台布设环圈井点系统， 使用含有活性二氧化硅的石材。混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。2）施工机具干法喷射混凝土机的性能应符合下列要求：a、 密封性能良好，输料连续均匀；b、 输送距离（混合料），水平不小于100m。选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的要求；当工程需要选用单台空压机工作时，其排风量不应小于9m3/min；压风进入喷射机前，必须油水分离。混合料的搅拌宜采用强制式搅拌机。输料管应能承受0.8mpa以上的压力，并应有良好的耐磨性能。干法喷射混凝土施工供水设施应保证喷头处的水压为0.150.20mpa。3）混合料搅拌时间应遵守下列规定：a、 采用容量小于400l的强制式搅拌机时，搅拌时间不得少于60s；b、 采用自落式或滚筒式搅拌机时，搅拌时间不得少于120s；c、 采用人工搅拌时，搅拌次数不得少于3次；d、 混合料掺有外加剂或外掺料时，搅拌时间适当延长混合料在运输、存放过程中，应严防雨淋、滴水及大石块等杂物混入，装入喷射机前应过筛。干混合料宜随拌随用。无速凝剂掺入的混合料，存放时间不应超过2h，干混合料掺速凝剂后，存放时间不应超过20min。4）喷射前的准备工作喷射作业现场，应做好下列准备工作：a、 拆除作业面障碍物、清除开挖面的浮石和松散土层；b、 埋设控制喷射混凝土厚度的标志；c、 喷射机与喷射手不能直接联系时，应配备联络装置；d、 夜间作业应有良好的通风和足够的照明装置。喷射作业前，应对机械设备、风、水管路，输料管路和电缆线路等进行全面检查及试运转。受喷面有滴水、淋水时，喷射前应按下列方法做好治水工作：a、 有明显出水点时，可埋设导管排水；b、 导水效果不好的含水岩层，可设盲沟排水；5）喷射作业喷射作业应遵守下列规定：a、 喷射作业应分段分片依次进行，喷射顺序应自下而上；b、 素混凝土一次喷射厚度为40mm，分层喷射时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行；c、 喷射作业紧跟开挖工作面时，混凝土终凝到下一循环时间，不应小于48h。喷射机司机的操作应遵守下列规定：a作业开始时，应先送风，后开机，再给料；结束时，应待料喷完后，再关风；b向喷射机供料应连续均匀；机器正常运转时，料斗内应保持足够的存料；c喷射机的工作风压，应满足喷头处的压力在0.1mpa左右；d喷射作业完毕或因故中断喷射时，必须将喷射机和输料管内的积料清除干净。喷射手的操作应遵守下列规定：a、 喷射手应经常保持喷头良好的工作性能；b、 喷头和受喷面应垂直，宜保持0.601.00m的距离；c、 干法喷射时，喷射手应控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象。喷射混凝土的回弹率，不应大于15%；喷射混凝土养护应遵守下列规定：喷射砼终凝2h后，应喷水养护，养护时间宜为37d 6）钢筋网喷射混凝土施工喷射混凝土中钢筋网的铺设要遵守下列规定：a、 钢筋使用前应清除污锈；b、 钢筋网宜在坡面喷射一层混凝土后铺设，钢筋与壁面的间隙，宜为20mm；c、 钢筋网应与锚杆或其他锚定装置联结牢固，喷射时钢筋不得晃动。钢筋网喷射混凝土作业除应符合本章有关规定外，还应符合下列规定：a、 开始喷射时，应减少喷头与受喷面的距离，并调节喷射角度，以保证钢筋与壁面之间混凝土的密实性；b、 喷射中如有脱落的混凝土被钢筋网架住，应及时清除。四、成品保护1. 开挖时注意保护测量控制定位桩、轴线桩、水准基桩 , 防止被挖土和运土机械设备碰撞、行驶破坏。2. 基坑四周设排水沟、集水井,场地设置一定坡度,以防雨水浸泡基坑和场地。五、安全措施1. 施工前做好专项方案的安全技术交底及专业人员