土方开挖与管井降水施工方案

1、银川市第三污水处理厂扩建及升级改造工程 深基坑开挖降水及基坑支护工程专项施工方案PAGE 中国十五冶金建设集团有限公司CHINA NO.15 METALLURGICAL CONSTRUCTION CO. LTD. PAGE 30目 录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc392666346 一、编制依据 PAGEREF _Toc392666346 h 2 HYPERLINK l _Toc392666347 二、工程概况 PAGEREF _Toc392666347 h 2 HYPERLINK l _Toc392666348 三、施工部署 PAGEREF _Toc3926

2、66348 h 3 HYPERLINK l _Toc392666349 四、降水原则及方案选择 PAGEREF _Toc392666349 h 4 HYPERLINK l _Toc392666350 五、管井设计 PAGEREF _Toc392666350 h 4 HYPERLINK l _Toc392666351 六、施工工艺 PAGEREF _Toc392666351 h 5 HYPERLINK l _Toc392666352 6.1.土方开挖 PAGEREF _Toc392666352 h 5 HYPERLINK l _Toc392666353 6.2.基坑降水及支护 PAGEREF _

3、Toc392666353 h 7 HYPERLINK l _Toc392666354 七、质量及验收标准 PAGEREF _Toc392666354 h 22 HYPERLINK l _Toc392666355 八、安全文明施工(附危险源辨识表) PAGEREF _Toc392666355 h 23一、编制依据建筑与市政降水工程规范 （JGJ/T111-98）建筑基坑支护技术规范 （JGJ120-2012）喷射混凝土施工技术规程 （YBJ226-91）岩土工程勘察报告 工程编号2013-X199建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002复合土钉墙基坑支护方案 GB50739-2012施工区

4、域总平面图及具体施工图纸工程概况2.1工程概况该工程为拟建厂区总建筑占地面积201207为9834.9、208212约为3041.4，厂区目前地下水位约为1108.70，基坑开挖前须对基坑进行降水，水位控制在基底1000mm以下。2.2水文地质条件2.2.1地下水条件场区地下水属孔隙潜水类型，勘察期间为平水季节，实测稳定水位埋深0.63.0m（以孔口原始地坪始计），水位高程在1108.7m左右，近5年最高水位在1110.0m左右，历史最高水位在1110.5m左右。2.2.2地质条件场地地层厚度、层底标高、层底埋深统计表层号厚度(m)层底埋深(m)层底标高(m)最小值最大值平均值最小值最大值平均

5、值最小值最大值平均值杂填土0.602.501.720.602.501.721108.531109.721109.27素填土0.902.101.591.603.902.111107.301108.721107.84-1粉质黏土0.501.000.782.404.002.861105.811107.821107.02-2粉土0.900.900.903.703.703.701105.731105.731105.73说明: 统计厚度时主层厚度中不含亚层厚度。统计厚度时每孔最后一层不参与统计。三、施工部署3.1施工人员部署序号项目经理部人员计划各施工队（班组）人员计划1项目经理1人施工队机长2人、工人1

6、5人2技术负责3人钢筋加工焊工2人、钢筋工6人3质检员2人杂 工8人4安全员2人5材料员2人6资料员2人10合 计12人合 计33人3.2机械部署设备名称型号单位数 量备注电焊机BX1-315-2台2支护连接混凝土喷射机PL-5台2喷混凝土面层水泥砂浆搅拌机台2水泥浆搅拌空压机VF-12/7台2喷混凝土面层钻机回转（冲击）台4钻孔主机潜水泵QS15-26-2.2台100井内抽排地下水水位测量仪万用表回路套4测量井内地下水位3.3材料部署材料名称规格单位数 量备注井管350mm（外径）米2000水泥管井滤水管 350mm（外径）米1000水泥管井滤料粒径1-3mm吨2炉渣粘土 吨 1含砂量5%降

7、水原则及方案选择4.1降水原则快速有效的使地下水降至设计标高有效的控制降水，在满足水量和基坑降水要求前提下，布设合理的降水井点，减少由于降水而引起地面沉陷及对周围建筑物的影响。充分考虑该地段的水文地质条件计算基坑降水量，同时考虑基坑特点和环境条件，必须考虑基坑开挖和地下施工不受影响在确保降水成功的同时，尽可能的降低工程造价4.2降水方案的选择根据场区自然条件和建筑物的实际情况，并结合当地施工经验，确定采用无砂混凝土大口井降水，视管井降水效果辅助轻型井点抽水及明排方法进行基坑降水，采用基础均匀分布井点降水，井深25m，井点管间距20.0米，降水水位至基底以下1000mm。管井设计5.1基坑总涌水

8、量计算（施工手册第四版公式计算）根据“构（建）筑物定位图，要求水位降至基坑1m以下，开挖面积A1=9834.9 A2=3041.4 .基坑涌水量：； （6-124）式中 Q基坑涌水量；K土壤的渗透系数；H潜水含水层厚度； S基坑水位降深；R降水影响半径；宜通过试验或根据当地经验确定，当基坑安全等级为二、三级时，对潜水含水层按下式计算： （6-125）对不规则形状的基坑，其等效半径按下式计算： （6-128）式中 A基坑面积。r0基坑等效半径；当基坑为圆形时，基坑等效半径取圆半径。当基坑非圆形时，对矩形基坑的等效半径按下式计算：r00.29（ab） （6-127）式中 a、b分别为基坑的长、短边

9、。取K=6m/d， H1=65m，H2=50m ,R1=114.9m，R2=173.6m，水位埋深1.8m左右，s1=2.2m，s2=5.9m，代入上式求得：Q1=5091m3/d, Q2=3636m3/d5.2降水井数量降水井数量按下式计算： (6-143)式中： n降水井数量；q设计单井出水量（设计200/d）；Q基坑总涌水量带入求得降水井总数为眼64，分别布置在基坑周围1.5m内及基坑内。降水井平面位置见附图。施工工艺6.1.土方开挖氧化沟、高效沉淀池池、二沉池、滤池、深度处理泵房等基坑土方开挖均属大面积大型土方开挖项目，基础土方开挖采用1.2m反铲挖掘机进行，部分基槽人工配合开挖。1、

10、土方的开挖原则（1）土方开挖施工顺序按“先深后浅，先下游后上游”的原则实施，各道施工工序均以流水作业法进行。（2）土方开挖应在天气晴朗和有关部门同意的条件下尽早施工。（3）土方开挖如遇淤泥较厚时，须铺设钢板方可施工，施工道路必须采取防滑措施。2、土方开挖施工流程土方开挖施工流程框图如下：土方开挖施工工艺流程框图开工报告开工报告测量放样监理工程师审批清理现场土方开挖自检并申请报验填报中间交工证书监理工程师检验3、土方开挖注意事项（1）土方开挖与基坑支护的施工关系为：土方分段分层开挖，挖好一个支护高度后，即可进行坑壁支护施工。这样循环进行基坑的土方开挖与支护施工。（2）深基坑开挖后要预留一条宽6M

11、，坡度不大于1：6的车行坡道，供机械材料运输车使用，保障施工进程畅通。（3）基坑土方采用自上而下逐层进行分段开挖，每层开挖深度2000MM。（4）土方开挖中，应经常测量和校核其平面位置、标高等是否符合设计要求。挖方宜从上到下分层分段依次进行。（5）挖出的土方堆放在基坑外3m处；除留足基础回填土外，余土外运至甲方指定的地点堆放(土方运距以双方商定为准)。（6）土方工程一般不宜在雨天进行。在雨季施工时，工作面不宜过大，应逐段、逐片地完成，并应切实制订雨季施工的安全技术措施。（7）当基坑土方开挖深度大于4m时，应分层分阶段开挖，在分层层面间边坡上设立12m宽的水平台阶，以增加边坡的稳定能力。6.2.

12、基坑降水及支护6.2.1施工工艺流程平整井点现场钻机就位安装孔口开挖及埋设户口管钻孔清孔换浆安装井管围填滤料止水封井洗井降水开挖基坑支护6.2.2主要工序施工方法1、测量放线井位置及平整井点现场：施工前首先根据绘制的井位布置图在实地确定钻孔的位置，划出施工作业面，进行场地平整工作，然后同时埋设排水管、布线及打井工作。2、井位埋设护口管：以实地测放的井位为中心，由人工挖出一段直径1000mm，深度为1.5m的井孔，然后在井孔中部下入直径800mm，长度1.5m的护口管。护口管与井壁之间的环状间隙用优质粘土严密封闭。3、钻孔：钻孔施工采用泥浆护壁法，冲击钻进一次成孔的办法。开孔口径620mm，终孔

13、口径部小于600mm。4、清孔护浆：钻孔达到设计深度后，利用钻机配带的掏砂筒逐步掏出孔底余留的沉渣，同时用重新配置的稀泥浆置换出孔内的稠泥浆。5、井管安装：（1）安装前，准备测量井管长度，按照“成井设计“要求进行管井排列，编写序号。（2）井管单根长度为1m，采用悬吊下管法逐节对接下至孔底。为了确保井管位于井孔中心，在井管的底部安装找中器一组。6、围填滤料：根据建井区的含水层颗粒情况，为确保出水量及降水质量，水井滤水管的外围充填透水好的优质炉渣。填炉渣速度不宜过快，填炉渣过程中应随时测量渣料上升高度，核对数量，发生蓬堵，及时处理。7、井点封闭：滤料填充后，在“成井设计”的止水位置孔段用优质粘土球

14、予以封闭。8、洗井：填渣止水工序结束后，应立即进行洗井工作，采用潜水泵配“返枪”的方式进行洗井，通过洗井达到水流畅通，水清砂尽，清楚孔底沉淀物的目的。9、洗井工作结束后，按照总体安排进行降水。抽水机械采用潜水泵，水位采用万用表电测水位计进行测定。各井抽水必须连续，必须配备一定数量的备用泵。6.2.3、基坑支护注：4m及以上采用土钉墙支护，4m以下自然放坡1、基坑支护施工图说明设计根据现有基坑开挖条件以及场地施工条件，设计采用10.4放坡挂网喷砼+土钉锚杆支护。设计依据国家行业标准建筑基坑支护技术规程(JGJ120一12)和锚杆喷射混凝土技术规范(GB50086一2001)。 A-A面设计为第一

15、排土钉，土钉长度为2.0m,钢筋钉采用18，钢筋顶端设300mm十字架钢筋焊接牢固；第二排锚杆，锚杆长度为6.0m,钢筋钉采用18，钢筋顶端设300mm井字架钢筋焊接牢固；第三排锚杆，锚杆长度为4.5m,钢筋钉采用18，钢筋顶端设300mm井字架钢筋焊接牢固，第四排土钉，土钉长度为2.0m,钢筋钉采用18，钢筋顶端设300mm十字架钢筋焊接牢固。面层内挂3mm2m15m钢板网片，喷射60mm厚C2O混凝土，放坡度为1：0.4。 B-B面设计为两排土钉，土钉长度为2.0m,钢筋钉采用18，钢筋顶端设300mm十字架钢筋焊接牢固；面层内挂3mm2m15m钢板网片，喷射60mm厚C2O混凝土，放坡度

16、为1：0.4。6.2.4土钉墙计算6.2.4.1参数信息 1、基本参数侧壁安全级别三级基坑开挖深度h(m)7.2土体的滑动摩擦系数1.3条分块数10土钉墙计算宽度B(m)15基坑外侧水位到坑顶的距离(m)8.2基坑内侧水位到坑顶的距离(m)8.2基坑地面至抗隆起计算平面之间的距离D(m)2 2、荷载参数序号类型面荷载q(kPa)荷载宽度b(m)基坑边线距离a(m)1局布荷载151.5 3、土层参数序号土名称土厚度(m)坑壁土的重度(kN/m3)坑壁土的内摩擦角()粘聚力C (kPa)极限摩擦阻力(kPa)饱和重度(kN/m3)1填土2201812120202填土318121020193细砂20

17、22201818922 4、土钉墙布置数据 放坡参数：序号放坡高度L(m) 放坡宽度W(m)平台宽度B(m)17.22.81 土钉参数：序号孔径d(mm)长度l(m)入射角()竖向间距Sz(m)土钉杆体材料杆体截面积As(mm2)抗拉强度标准值fyk(N/mm2)抗拉强度设计值fy(N/mm2)1182151.5钢筋3144003602186151.5钢筋3144003603184.5151.5钢筋3144003604182151.2钢筋314400360 5、计算系数结构重要性系数01综合分项系数F1.25土钉抗拔安全系数Kt1.6圆弧滑动稳定安全系数Ks1.3抗滑移安全系数Ksl1.2抗倾

18、覆安全系数Kov1.3抗隆起安全系数Khe1.6经验系数b0.6 6.2.4.2土钉承载力计算 Ka1=tan2(45- 1/2）= tan2(45-18/2)=0.528； Ka2=tan2(45- 2/2）= tan2(45-12/2)=0.656； Ka3=tan2(45- 3/2）= tan2(45-12/2)=0.656； Ka4=tan2(45- 4/2）= tan2(45-20/2)=0.49； 第1层土：0-2m(+0) H1=0h0/i=0/20=0m/20=0m Pak1上 =1H1Ka1-2c1Ka10.5=2000.528-2120.5280.5=-17.439kN/m

19、2 Pak1下 =1(h1+H1)Ka1-2c1Ka10.5=20(2+0)0.528-2120.5280.5=3.681kN/m2 第2层土：2-2.5m(+0) H2=1h1/i=40/18=2.222m/18=2.222m Pak2上 =2H2Ka2-2c2Ka20.5=182.2220.656-2100.6560.5=10.039kN/m2 Pak2下 =2(h2+H2)Ka2-2c2Ka20.5=18(0.5+2.222)0.656-2100.6560.5=15.943kN/m2 第3层土：2.5-5m(+0) H3=2h2/i=49/18=2.722m/18=2.722m Pak3

20、上 =3H3Ka3-2c3Ka30.5=182.7220.656-2100.6560.5=15.943kN/m2 Pak3下 =3(h3+H3)Ka3-2c3Ka30.5=18(2.5+2.722)0.656-2100.6560.5=45.463kN/m2 第4层土：5-7.2m(+0) H4=3h3/i=94/22=4.273m/22=4.273m Pak4上 =4H4-w(h3-ha)Ka4-2c4Ka40.5+w(h3-ha)=224.273-10(5-8.2)0.49-2180.490.5+10(5-8.2)=4.543kN/m2 Pak4下 =4(H4+h4)-w(h3-ha)Ka4

21、-2c4Ka40.5+w(h3-ha)=22(4.273+2.2)-10(7.2-8.2)0.49-2180.490.5+10(7.2-8.2)=39.479kN/m2 1）水平荷载 临界深度：Z0=Pak1下h1/(Pak1上+ Pak1下)=3.6812/(17.439+3.681)=0.349m； 第1层土 Eak1=0.5Pak1下Z0ba=0.53.6810.3492.8=1.799kN； aa1=Z0/3+h2=0.349/3+5.2=5.316m； 第2层土 Eak2=h2(Pa2上+Pa2下)ba/2=0.5(10.039+15.943)2.8/2=18.187kN； aa2=

22、h2(2Pa2上+Pa2下)/(3Pa2上+3Pa2下)+h3=0.5(210.039+15.943)/(310.039+315.943)+4.7=4.931m； 第3层土 Eak3=h3(Pa3上+Pa3下)ba/2=2.5(15.943+45.463)2.8/2=214.921kN； aa3=h3(2Pa3上+Pa3下)/(3Pa3上+3Pa3下)+h4=2.5(215.943+45.463)/(315.943+345.463)+2.2=3.25m； 第4层土 Eak4=h4(Pa4上+Pa4下)ba/2=2.2(4.543+39.479)2.8/2=135.588kN； aa4=h4(2

23、Pa4上+Pa4下)/(3Pa4上+3Pa4下)=2.2(24.543+39.479)/(34.543+339.479)=0.809m； 土压力合力： Eak=Eaki=1.799+18.187+214.921+135.588=370.495kN； 合力作用点： aa= (aaiEaki)/Eak=(5.3161.799+4.93118.187+3.25214.921+0.809135.588)/370.495=2.449m； 1、单根土钉的轴向拉力标准值Nk,j： Nk,j=jPak,jSxjSzj/cosj 其中 -荷载折减系数 j-第j层土钉轴向拉力调整系数 Pak,j-第j层土钉处的主

24、动土压力强度标准值 Sxj、Szj-土钉之间的水平与垂直距离 j-土钉与水平面的夹角 Nj=0FNk,j=11.250=0kNfyAs=400314=125.6kN 满足要求！ Rk,j/Nk,j=0/0=0=1.300满足要求! 标高 -1.500m 第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 k= 1.321=1.300 满足要求! 标高-3.000m 第 3 步开挖内部整体稳定性安全系数 k= 1.383=1.300 满足要求! 标高-4.500m 第 4 步开挖内部整体稳定性安全系数 k= 1.461=1.300 满足要求! 标高 -5.700 m 第 5 步开挖内部整体稳定性安全系数 k=

25、 1.486 1.300 满足要求! 标高 -7.200 m 6.2.4.4抗滑动及抗倾覆稳定性验算 1）抗滑动稳定性验算 抗滑动安全系数按下式计算： f/Eah1.2 式中，Eah为主动土压力的水平分量(kN)； f为墙底的抗滑阻力(kN)，由下式计算求得： f=(W+qBaSv) 为土体的滑动摩擦系数； W为所计算土体自重(kN) q为坡顶面荷载(kN/m2)； Ba为荷载长度； Sv为计算墙体的厚度，取土钉的一个水平间距进行计算 1级坡：f/Eah=4.9791.200，满足要求！ 2）抗倾覆稳定性验算 抗倾覆安全系数按以下公式计算： MG/MQ 式中，MG-由墙体自重和地面荷载产生的抗

26、倾覆力矩，由下式确定 MG=WBCqBa(B-B+bBa/2) 其中，W为所计算土体自重(kN) 其中，q为坡顶面荷载(kN/m2) Bc为土体重心至o点的水平距离； Ba为荷载在B范围内长度； b为荷载距基坑边线长度； B为土钉墙计算宽度； Mk-由主动土压力产生的倾覆力矩，由下式确定 Mk=Eahlh 其中，Eah为主动土压力的水平分量（kN）； lh为主动土压力水平分量的合力点至通过墙趾O水平面的垂直距离。 1级坡：MG/MQ=42.5391.300，满足要求！ 6.2.4.5坑底抗隆起稳定性验算 满布荷载： f1=0 局部荷载：f2=(q1b+q2a+q3W1)/(b+a+W1)=(1

27、87.40167.2+186.40161.5+142.40162.8)/(7.2+1.5+2.8)=176.315 Nq=tan2(45+/2)etan=tan2(45+20/2)etan20=6.399 Nc=(Nq-1)/tan=(6.399-1)/tan(20)=14.834 (mn+1DNq+cNc)/(f1+f2)=(2226.399+1814.834)/(0+176.315)=3.111Kb=1.6 满足要求！6.2.5、施工工艺要求a、基坑开挖基坑必须按设计要求严格分层分段开挖，在完成上一层作业面锚杆与喷射混凝土以前，不得进行下一层深度的开挖。两段均须分二层开挖，每层开挖最大深度

28、取决于在支护投入工作前土壁可以自稳而不发生滑动破坏的能力。每层开挖的水平分段宽度也取决于土壁自稳能力，且与支护施工流程相互衔接，一般为1020m长,但应注意与分层作业区的开挖相协调。 挖方要选用对坡面土体扰动小的挖土设备和方法，严禁边壁出现超挖或造成边壁土体松动。坡面经机械开挖后应采用人工用铁锹进行切削清坡，在人工修整边坡时要严格按设计坡度修整。b、喷射混凝土应尽量缩短边壁土体的裸露时间。对于自稳能力较差的土体如高含水量的粘性土和无粘结力的砂土应立即进行支护。为防止基坑边坡的裸露土体发生塌陷，对于易塌的土体还可采取以下措施:(1)边壁修整后立即喷上一层薄砂浆或混凝土，待其凝结后再进行土钉击入；

29、(2)在作业面上先构筑钢筋网喷射混凝土面层，而后再进行土钉设置；(3)在水平方向上分小段间隔开挖；(4)先将作业深度上的边壁做成斜坡，设置土钉后再清坡；(5)在开挖前，先沿设计开挖面竖向击入钢筋，或注浆加固土体。每步开挖后应尽快做好面层，即对修整后的边壁立即喷上一层薄混凝土或砂浆。若土层地质条件好的话，可省去该道工序进行喷射面层工序。C、设置锚杆（1）锚杆采用18螺纹钢，均使用洛阳铲人工成孔、机械注1:1水泥浆；支护墙钻孔的质量应符合下列规定：孔位允许偏差为150mm；孔径允许偏差为50mm; 孔深允许偏差为+200mm -50mm；倾角允许偏差为3。 （2）在喷射混凝土前，面层内的钢筋网片牢

30、固固定在边坡壁上并符合规定的保护层厚度的要求。钢筋网片可用插入土中的钢筋固定，在混凝土喷射时应不出现移动。 （3）钢筋网片可用或绑扎而成，网格允许偏差为10 mm；钢筋网铺设时每边的搭接长度不小于一个网格的边长或250mm，如为焊接则焊接长度不小于网筋直径的10 倍。D、喷射面层绑扎、固定好钢筋网，按设计要求尺寸焊接好井字型钢架。在喷射混凝土时不应出现振动，再喷射混凝土。喷射混凝土的配合比应通过实验确定，粗骨料最大粒径不宜大于10mm，水灰比不宜大于0.5，采用干法施工，喷射混凝土前，应对机械设备、风、水管路和电路进行全面检查和试运转。为保证喷射混凝土厚度均匀的达到设计值，可在边壁上隔一定距离

31、打入垂直短钢筋段作为厚度标志。喷射混凝土的射距保持在0.8一1.5m范围内，并使射流垂直于壁面。在有钢板网片的部位可先喷钢板网片的后部以防止钢板网片背面出现空隙。喷射混凝土的部位可从壁面开挖层底部逐渐向上进行，但底部钢筋搭接长度范围以内先不喷混凝土，待与下层钢板网片搭接绑扎之后再与下层壁面同时喷混凝土。混凝土面层接缝部分做成45角斜面搭接。且接缝错开。混凝土接缝在继续喷射混凝土之前应清除浮浆碎屑，并喷少量水润湿。面层喷射混凝土终凝后2h采取养护措施，至少应养护3d，养护采用喷水、覆盖浇水。温度低于14度，不需要养护。E、排水设施的设置水是支护结构最为敏感的问题，要在施工前做好降排水的工作，还要充分考虑支护结构工作期间地表水及地下水的处理，设置排水构造措施。基坑四周地表应加以修整并构筑明沟排水，严防地表水在向下渗流。将喷射混凝土面层延伸到基坑周围地表构成喷射混凝土护顶，可有效防止地表水渗入土钉加固范围的土体中。如渗水量大，则必须经过设计人员计算制订降排水方案，确保结构安全可靠。质量及验收标准本降水工程必须坚持下道工序对上道工序的