土方开挖及锚索施工方案

土方开挖及锚索施工方案第一章工程概况工程概述郑州市京广路-沙口路快速通道工程第二标段（现状长江路南80m-张魏寨路南91m）,里程桩号起点为K1+149.808,终点为K1+484.808,全长335米。主要内容包括雨污水、压力管、道路、隧道主体，与第一标段以K1+149.808处沉降缝为分界线、与第三标段以K1+484.808为分界线。本标段隧道主线下穿，镂空段结构加设挑臂以提高空间利用效率。在 K1+243处底板下设置2#雨水泵房。隧道主体封闭段结构采用钢筋混凝土单箱双室矩形断面结构，镂空段采用折板拱断面结构，隧道为双向6车道布置，本标段封闭段为215m长，镂空段为120m长。周边环境本工程场地狭长，开挖范围内遍布管线，有和市民生活密切相关的给水、排水、燃气、热力、通讯等管线，也有事关国家安全的国防光缆、通讯光缆，且管线布置无规律。工程基坑呈狭长状，沿原有城市道路设置。主体土方施工前期，在二七区拆迁部的敦促下，基坑两侧的建筑物基本拆除至红线以外，市政雨、污水管线改迁至新建管网中，弱电管线采取原位保护方案（已改迁出主体施工区域的除外），临时保通道路位于红线内6-8m。同时保护基坑周边管线是本工程的一个重点。工程地质条件根据钻探现场描述、原位测试结果及部分土分析试验结果，将勘探深度内地基土分为11层，现自上而下分层简述如下：第（1）层杂填土（Q4ml）:杂色，部分路段为灰土、素填土组成，部分路段上部为灰土或素填土，下部为杂填土，部分路段均为杂填土。杂填土中含灰渣、碎砖屑等生活及建筑垃圾。层底标高103.64〜109.86m,平均层底标高106.79m,厚度为平均厚度1.10m。第（2）层粉土（Q4a1+p1）:褐黄色，稍湿，稍密一中密，干强度低，摇振反应中等，无光泽反应，韧性低，可见虫孔及大孔隙，稍有砂感。该层在场地内局部缺失。层底埋深1.40m〜3.50m,平均层底深度2.47m，层底标高102.96〜108.29m,平均层底标高105.40m,厚度0.50m〜2.50m,平均厚度1.42m。第（3）层粉质粘土（中液限粘质土）（Q4al+p1）:褐黄色、浅灰黄色，坚硬〜硬塑，干硬度中等，无摇振反应，韧性中等，稍有光泽，可见锈斑、大孔隙及少量黑斑，含少量钙质结核，粒径 5〜38mm该层在场地内局部缺失。层底埋深3.00〜5.40m,平均层底深度4.11m,层底标高99.99〜106.79m,平均层底标高103.76m,厚度0.80〜3.40m,平均厚度1.64m。1层：粉砂（细砂）（Q4a1+p1）：褐黄色,稍湿,稍密〜中密,矿物成分以石英、长石为主,含少量云母等,级配良好。该层在场地内局部分布。层底埋深 4.00〜6.40m,平均层底深度4.97m，层底标高102.53〜105.79m,平均层底标高104.03m,厚度0.60〜2.00m,平均厚度1.11m。第（4）层粉土（Q3al）：黄褐色,坚硬〜硬可塑,干强度中等,无摇振反应,韧性中等,稍有光泽,可见锈斑,含钙质结核，粒径4〜40mm该层在场地内局部缺失。层底埋深4.90m〜8.20m,平均层底深度6.24m,层底标高97.53〜104.03m,平均层底标高101.58m,厚度0.60〜4.30m,平均厚度1.78m。1层：粉土（中液限粉质土）（Q3al）：黄褐色,稍湿,中密,干强度低,摇振反应中等,无光泽反应,韧性低,可见锈斑,偶含钙质结核。该层在场地内局部缺失。层底埋深 6.80m〜8.50m,平均层底深度7.65m,层底标高97.93m〜102.43m，平均层底标高100.41m，厚度0.90m〜3.60m,平均厚度1.80m。第（5）层粉质粘土（中液限粘质土）（Q3al）：黄褐色,可塑,干强度中等,无摇振反应,韧性中等,稍有光泽,可见锈斑。该层在场地内均有分布。层底埋深7.80m〜12.10m,平均层底深度9.51m，层底标高94.25〜102.59m,平均层底标高98.38m，厚度0.50〜3.90m,平均厚度1.94m。第（6）层粉砂（细砂）（Q3al）：黄褐色,湿,密实,成分以石英、长石为主,含少量云母等,级配良好。该层在场地内均匀分布，层底埋深10.60〜16.80m,平均层底深度11.95m,层底标高92.93〜99.79m,平均层底标高95.92m，厚度0.40m〜7.40m,平均厚度2.43m。第（7）层粉质粘土（Q3al）：黄褐色,硬塑〜可塑,干强度中等,无摇振反应,韧性中等,稍有光泽,可见锈斑,含钙质结核，粒径4〜60mm局部含量较多。该层在场地内均有分布。层底埋深12.80m〜16.90m,平均层底深度15.65m,层底标高89.69〜96.19m平均层底标高92.22m,厚度0.80m〜5.80m,平均厚度3.50m。7-1层：粉土（Q3al）：黄褐色，湿，密实，干强度低，摇振反应中等，无光泽反应，韧性低，含钙质结核，粒径4〜60mi，i局部含量较多。该层在场地内均有分布，以透镜体形式分布在第 7层粉质粘土层中。层底埋深11.60m〜15.90m,平均层底深度14.78m,层底标高90.61〜98.59m,平均层底标高93.49m,厚度0.70m〜4.10m,平均厚度2.64m。第（8）层粉质粘土（Q3al）：黄褐色,可塑〜硬塑,干强度中等,无摇振反应,韧性中等,稍有光泽,可见锈斑,含钙质结核，粒径6〜80mm底部钙质结核富集，大块状，局部胶结成薄层。该层在场地内均有分布。层底埋深25.20m〜28.70m,平均层底深度26.68m,层底标高76.79m〜84.56m,平均层底深度26.68m,层底标高76.79〜84.56m，平均层底标高81.21m,厚度8.70m〜13.50m,平均厚度10.83m。根据场地揭露的地层情况,具有存在上层滞水的贮存条件,由于勘探孔间距所限,不排除上部土层存在上层滞水可能,虽然土方开挖期间主要为冬期阶段,但同时应考虑其可能的影响,做好疏排和堵漏准备。第二章编制依据及说明编制依据（1） 郑州市京广路-沙口路快速通道工程第二标段施工图设计；（2） 郑州市京广路-沙口路快速通道工程岩土工程勘察报告；（3）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；（4）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；（5）《混凝土结构设计规范》GB5000-2002；（6）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002（7）《工程测量规范》GB50026-2007（8）《施工现场临时用电安全技术规范》GBJ46-2005（9）《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2005（10）业主提供的图纸及现场实地踏勘情况；编制原则1）严格遵照施工图纸要求施工；2）以确保安全为前提,具有实际可操作性；3）选择合理的施工方法，采用先进、成熟、有效的施工工艺；4）采用先进科学的检测手段，利用信息反馈指导施工，对施工过程进行全方位质量控制；5）严格执行郑州市有关文明工地的标准，做好文明施工和环境保护。编制范围郑州市京广路-沙口路快速通道工程K1+149.808至K1+484.808,长度335米，深约13米的土方开挖工作。第三章基坑水处理根据周边类似工程情况及地质报告显示，本工程基坑开挖范围内无地下水，因此工程内水处理主要是大气降水造成的基坑内及地表水的外排处理：基坑坑内排水本工程隧道部分基坑开挖深度大,部分为13.5m主隧道宽近30m汇水面积较大，应注意排水。对于基坑内部的排水，拟在土方开挖过程中设置排水沟和集水坑，间距60-80m,尺寸为长500mm宽500mm深500mm排水沟尺寸为宽300mm深300mm由于土方工程主要在冬季施工，除配备抽水设备以外，还应备用部分扫把、铁锨等除雪物资，实时进行排水、除雪。地表排水为防止坑外地表水、雪水汇入基坑，在冠梁外侧砌筑挡土墙时，高出自然地面 300mm，沿基坑全长设置。因隧道施工土方前，将老污水管道改道接入新建污水管网，对于施工场地内排水，沿基坑两侧设置排水沟，排水沟宽250mm深300mm沟壁用水泥砂浆粉刷，接入市政污水管网；对于个别低洼处，积水无法排出的，采取设深500m,宽500m长500m集水坑，用污水泵抽水的办法排出积水；保证有效的将施工区域内的雨污水等顺利排出。第四章施工准备与部署施工资源准备（1） 临时设施准备基坑工程所需的临时设施主要包括临时生活用房、临时生产用房、材料堆放和加工场地、临水临电、施工道路及排水系统等。基坑工程的施工道路应根据场内外实际情况和施工方案确定主要出入口，场内施工道路应保持通畅，施工道路应尽可能设置环形道路。出入口设置位置、道路宽度和路面结构应满足基坑施工需要，道路设置还应考虑基坑的荷载要求。（2）物料准备除土方开挖的大型挖掘机、后八轮汽车外，基坑工程涉及的物料包括钢筋、混凝土、水泥、型钢、钢绞线等材料，同时由于基坑开挖的风险性，现场应配置必要的应急材料，如堵漏材料、临时支撑、回填材料等。施工前应按照材料供应计划分批次进场，为基坑工程施工创造条件。（3）土方开挖计划工期、施工机械配备和劳动力组织基坑工程的施工涉及较多的专业，故施工的工种较多，有些属于专业性较强的工种。故在施工前应事先组织落实劳动力计划，以确保施工的连续性、均匀性。作业人员应按照要求进行相关的培训，进行必要的筛选和考核，并在完成交底后进行上岗作业。土方开挖计划在2010年11月31日开始进行，基坑土方约13万方，按照开挖土方2000m3/天进行计算，第二施工区土方开挖计划65天完成。土方开挖的同时进行预应力锚索及网喷施工、防水及保护层的施工、主体结构的部分施工。以长江路十字路口为界，主要分二个施工区。本工程投入大挖掘机5台；小挖掘机3台；自卸汽车30辆；污水泵4台；清水泵6台；发电机2台；夜间照明用大灯10盏；碘钨灯30盏等。基坑开挖劳动力组织：技术员1人；质检员2人；施工员6人；安全员2人；挖掘机司机10人；土方外运司机40人；电工4人；杂工20人。施工技术准备（1）熟悉设计文件设计文件是基坑施工最重要的依据。施工前相关技术人员和作业人员应熟悉施工图，核对结构设计和基坑设计是否存在矛盾，是否有明显差错，是否与勘察资料相符。（2）图纸会审图纸会审的目的是正确贯彻设计意图，加深对设计文件的理解，掌握关键设计内容，确保工程安全和质量的过程。基坑施工前，除应对基坑支护设计图纸会审外，还应进行结构设计会审，以明确相互之间的关系。（3）技术交底基坑工程技术交底是在基坑开挖、锚索施工施工前，由项目技术负责人根据设计文件、已批准的施工组织设计，并结合现场实际，向施工管理人员和施工作业人员进行作业交底的过程。技术交底的目的是为了使相关人员熟悉作业内容，明确作业标准，避免工程隐患或事故的发生。施工部署因本工程工期较紧，高压线杆、自来水无法正常迁改，本着业主“解放思想、以我为主”的工作精神，在东侧线杆、自来水迁改前，先将西侧围挡围至京广路中心线处，优先开挖西侧部分土方，一方面以探沟为主，一方面可以尽可能多的先出土，并逐步形成西侧部分锚索及网喷，另一方面可以借用一标道路完成前期部分土方外运。待后期东侧高压线杆、自来水完成改迁后，南北两侧同时向中间方向开挖，完成土方外运。1、本工程基坑开挖采用明挖法，开挖过程中始终坚持分层、分块、限时开挖、随挖随支护的原则，尽可能减少基坑开挖面上围护结构的无支护暴露时间。（1）土方开挖和护坡施工速度应根据基坑周边环境允许的变形限度来控制。（2）基坑开挖施工为明挖段施工中一个最重要的工序，施工中必须严格按照施工规范操作，遵循“竖向分层、纵向分区分段、随挖随护”的施工原则。2、确定开挖施工段、层数和顺序纵向施工段划分：基坑沿纵向按施工缝划分为2个施工工区，3个施工段。施工区段划分如图所示。基坑竖向施工段划分：基坑边坡沿竖向以三层锚索为例划分为四层：第一层约 H=4.5m，第二层约H=7.9，第三层约H=10.9m第四层至基底；镂空段设计一道内撑二层锚索，可以考虑分三次挖至基底。土方开挖总体施工顺序，考虑到土方运输，一阶段一、二施工区都以向南出土为主，二阶段基坑出土由南北两侧向中间方向出土，最终车辆在基坑中间位置起坡上至地面，待地下土方基本完毕时，以阶梯形式将基坑中间土方全部挖出。土方开挖顺序见附图。第五章施工工艺流程及操作要点土方开挖操作要点基坑开挖采取：挖掘机挖土，自卸汽车运土的开挖方案，以机械挖土为主，人工修挖为辅。1、挖第一层土，根据作业面及开挖深度，以方便施工、节省资源为原则合理确定开挖顺序及挖掘机行走路线。开挖时先由两台反铲挖掘机在基坑侧壁附近开挖土方为锚索的施工尽早提供工作面，然后再开挖基坑中央土方。可用2台挖掘机分别挖两侧支护桩边的土，自卸汽车在中间运土；先挖部分底部宽为5m按1：0.5放坡，待挖完第一施工段后，即可开挖中间土方。2、 第二、三层土方开挖，自卸汽车直接下至作业面装土，汽车行走道路视土质情况可采用砖渣铺垫，修成临时道路。3、 在挖至有高压线或通信线等穿越主体隧道的位置时，应特别注意，土方挖至障碍旁边约1m时，用小型挖掘机配合人工开挖，直致线体完全暴露出来后，再用大型机械开挖。4、 在开挖至基底300mm寸,用汽车吊将小挖掘机垂直吊至地面，余土由人工清底，小挖掘机配合，开挖至设计标高，严防超挖。为确保基坑稳定，开挖至基底后，迅速施工垫层。边坡采用人工修坡，护坡桩体周围300mn范围内采用人工清理土方，然后用挖掘机带走。以免机械碰撞护坡桩造成不利影响。5、 土方开挖过程中及时封堵围护结构上的渗漏点，必要时采用引流方式。并注意保护排水设施的正常运转。6基坑开挖过程中严禁超挖，基坑纵向放坡不得大于安全坡度，对暴露时间较长或可能受雨雪冲刷影响的纵坡采用钢丝网水泥喷浆等坡面保护措施，严防纵向滑坡；用棉毡覆盖基底防止冻坏。7、 基坑开挖后及时设置坑内排水沟和集水井，分区开挖至基坑底标高立即进行基底检查，在1天内完成封底垫层施工。8、机械开挖的同时辅以人工配合，特别是基底以上 30cm的土层采用人工开挖，以减少超挖、保持坑底土体的原状结构。9、 加强基坑稳定的观察和监控量测工作，以便发现施工安全隐患，并通过监测反馈及时调整开挖程序。基坑开挖允许偏差与检验方法序号项目允许偏差(mm检验频率检验方法范围点数1坑底咼程+10,-20每段5用水准仪2纵横轴线5基坑2用经纬仪，纵横向各侧3基坑尺寸不小于设计或长4用尺量，每边各计一点450米锚索施工工艺流程工艺流程土方开挖T放线定孔位T钻机就位T校正孔位、调整角度T钻进成孔T安放锚索T—次注浆一拔套管T二次注浆一安装腰梁、锚头锚具一张拉锁定锚孔施工锚孔定位：开挖后的基坑壁经过修整，按设计要求的标高和水平间距，用水准仪和钢尺定出孔位，做好标记。钻机就位：将专用锚杆钻机，对准已放好的孔位，调整好角度，由质检员验收合格后准许开钻。钻孔：选用硬质合金钻头回转钻进工艺。钻孔施工符合下列要求：预应力锚索孔距允许偏差不大于200mm钻孔轴线与设计轴线的偏差不大于3%。锚孔孔深不小于锚索设计长度，也不大于设计长度的 1%，锚孔的孔径不小于设计的孔径。锚索制作与安放钢绞线严格按设计尺寸下料，每股长度误差不大于 50mm钢绞线按一定规律平直排列，杆索锚固段沿杆体轴线方向每隔1.0〜1.5m设置一个架线环，两个架线环之间用夹紧环与二次注浆管捆扎牢固形成一束结。锚索自由段用塑料管包裹，与锚固段相交处的塑料管管口用防水胶布封住。组装锚索时同时安放两根注浆管，一次注浆管底端距锚索底端0.2m左右，二次注浆管的管端距离锚索末端0.8m左右。二次注浆管管底出口处用防水胶布封住，且从注浆管端50cm处开始向上每隔3m左右做出1m长的花管，花管的孔眼直径为8mn，每段6个孔眼，花管做几段视锚固段长度而定，孔眼用防水胶布封住。组装好的锚索（包括注浆管）在钻孔结束后立即放入孔内，安放时，防止杆体扭压、弯曲，并确保拉杆处于钻孔中心位置，拉杆插入孔内深度不小于锚索长度的 95%。注浆工艺注浆分两次进行，采用PO42.5水泥制浆，一次注浆压力0.3〜0.5MPa,水灰比0.45〜0.5。二次注浆压力为1.0〜2.5MPa,水灰比0.45〜0.55，二次注浆总量不小于65kg/m,注浆管距孔底0.2m。注浆时，将配制好的浆液用注浆泵通过胶管压入一次注浆管中，浆液从注浆管底端喷出，随着浆液的灌入，逐步上拔注浆管，注意上拔注浆管底端必须始终埋入浆液液面下2m左右，以保证锚固体的浆液连续且密实。注浆直到孔口溢出浆液为止，此时拔出第一次注浆管。二次注浆利用二次注浆花管进行高压劈裂注浆，在达到最高压力后稳压 2〜3min,此时注浆作业结束，二次注浆管留于孔内。注浆注意事项：灌注的水泥浆要取样做室内抗压试验，以复核其强度指标。浆液应随搅随用，并在初凝前用完。注浆作业开始时，先用稀水泥浆循环注浆系统1〜2min,确保注浆时浆液畅通。对于一次注浆，当浆液硬化后，若发现浆液没有充满锚孔时，进行补浆。同一批锚孔注浆结束后，要清洗注浆管道循环系统。腰梁制作与安装腰梁要求通长设置，在转角处尽量不断开，保证其受力的连续性，槽钢之间的连接用钢板焊接，焊缝高度不小于8mm焊缝均满焊，其他构造措施参见图纸。承压板安装要求平整牢固，板面应与锚杆受力轴线垂直。腰梁