深基坑工程讲义三

天津西站一标段深基坑工程施工汇报中建八局天津西站项目部二O一O年五月五日汇报内容

整体工期进度计划

工程概况

工程施工组织流程重点及问题分析

土方开挖方法及结构施工

南广场地下工程第一、二、三标段主要包括地下停车场及公共换乘区工程、地铁4、6号线西站站、地铁6号线西区间及地铁6号线西青道站、西青道下沉地道等子项工程组成。一、工程概况一、工程概况

工程名称天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建施工第一标段

工程工期2009年4月30日至2011年4月15日工程范围如右图所示。一、工程概况南广场工程地下一层，局部设夹层，基坑深度9.5米，总土方量约220000m3。基坑南侧和北侧均采用水泥搅拌桩重力坝围护结构，东侧因紧邻原地铁1号线，采用800厚地连墙。采用整体明挖的形式，基坑东侧设有反压土和临时钢管撑。

南广场地下停车场及公共换乘区一、工程概况

轨道交通4、6号线范围开挖方式开挖深度(m)土方量(约m3）围护结构支撑形式地铁4号线风道区段C区带撑明挖8.9517000800厚地连墙3道钢支撑（1道倒撑）盖挖逆作区段A区盖挖逆作17.35（19.3）540001000厚地连墙结构顶、中、底板及一道钢支撑B区段带撑明挖26.6（28.6）550001000厚地连墙两道混凝土支撑、四道钢支撑（1道倒撑）地铁6号线带撑明挖9.2532000800厚地连墙2道钢支撑（1道倒撑）A区B区C区一、工程概况

西青道下沉东段全长约546米，开挖底标高为坡形变化，开挖深度从3米至10米不等，开挖宽度约为36~56米，土方量约为147000m3。结构设计形式：里程XQK6+690以西为下沉箱体结构，以东为U型槽结构。开挖支撑：均采用整体带撑明挖的形式，里程XQK6+622以西为反压土加临时钢管斜撑，以东为1道钢管对撑。各区段基坑深度立体关系本工程地处天津典型软土地基，基坑深度多变，坑内有坑，最大开挖深底达28.55m，4号线基坑深26.6m，6号线基坑深18.5m，南广场公共换乘区基坑深9.25m，西青道基坑深5m至9m变化不等；6号线基坑位于南广场公共换乘区下，4号线基坑位于6号线基坑下，整个基坑工程三层立体叠加。一、工程概况范围开挖方式开挖深度（m）有效深度（m）土方量（约m3）南广场地下停车场及公共换乘区明挖9.259.25220000地铁4号线风道区段（C区）带撑明挖18.28.9517000盖挖逆作区段（A区）盖挖逆作26.6（28.55）17.35（19.3）54000B区段带撑明挖26.6（28.55）17.35（19.3）55000地铁6号线带撑明挖18.59.2532000西青道下沉东段带撑明挖5~95~9147000

基坑土方开挖概况总土方量约55万m3。一、工程概况一、工程概况

周边环境距南广场基坑最近点80米处为京沪铁路。距4号线南侧端头井基坑最近点约6米处有临时道路及部分待拆建筑物，该处基坑开挖深度为28.6米。西侧紧邻4号线为二标段。北侧为国铁范围北京建工施工标段。南广场基坑东侧为既有地铁1号线换乘区。西青道基坑跨过既有地铁1号线箱体。一、工程概况地质概况场地勘探80.00m深度范围内，地基基土按成因年代初初步可分为以下9层，按力学性质初初步可进一步划分分为17个亚层。场地地质剖面图

力学分层号岩性①素填土②粘性大粉质粘土③粉质粘土④砂性大粉质粘土⑤粉质粘土⑥1粉土⑥2粉质粘土⑥3粉土⑦1粉质粘土⑦2粉砂⑦3粉质粘土、粘土⑧、⑨1粘土、粉质粘土一、工程概况水文概况根据地基土的岩性性分层、室内渗透透试验结果，场地地埋深45.00m以上水文地质含水水层可划分为潜水水层和微承压水层层。序号类型含水层相对隔水地板水层厚度1潜水第④层砂性大粉质粘土第⑤层粉质粘土0.60~1.50m2微承压水第⑤层粉质粘土、第⑥层粉土第⑦2层粉质粘土⑥1为4.00~6.50m⑥3为1.20~3.50m⑦2为1.50~4.50m基坑开挖深度大与与地下水位关系基坑开挖深度大，，最大达28.60m，需要降低地下水水位的幅度较大。。场区微承压含水水层埋深较浅20.00m左右，地铁4号线、地铁6号线基坑开挖深度度大部分接近或超超过20.00m，基坑底板已进入入微承压含水层；；地层分布不均匀匀，土质多为粉质质粘土、粉土及粉粉砂，粘聚性低，，透水性高，隔水水层效果差，要保保证地下连续墙完完全切断基坑内外外微承压含水层之之间的水力联系较较难。围护结构与水文地质关系剖面图一、工程概况二、整体工期进度度计划(1)第一步时间：2010.2.26-2010.3.10内容：自西向东进进行G轴以以北、36轴以西南广场第一一层土体开挖，土土方量66000m3（含国铁范围）。破除地连墙空灌灌部分，C区跟进施作冠梁；；破除南广场桩头头，施作塔吊基础承台台。三、工程施工组织织流程南广场(2)第二步时间：2010.3.16-2010.3.27内容：完成C区冠梁施工并养护护到位；继续开挖6号线北侧南广场土土体至41轴，土方量30000m3，施作垫层及桩承台台，修临时道路及基基坑坡道，安装塔塔吊1；清理出国铁范围围盖板施工工作面面。三、工程施工组织织流程(3)第三步时间：2010.3.28-2010.4.11内容：完成4号线A区A轴至G轴之间、30轴以西土体体开挖，土方量约约25000m3；完成4号线C区支撑及土方开挖挖，土方量约17000m3；继续开挖6号线北侧南广场土土体至40轴，安装塔吊2；B区第一道+2.1m处混凝土支撑。三、工程施工组织织流程(4)第四步时间：2010.4.12-2010.4.20内容：开挖南广场6号线南侧30~34轴之间土体，土方量约22000m3，加速破除及施作作该范围冠梁；完完成4号线A国铁范围盖板施工工；挖除B区-3.8m以上土体，施作该该处-4.3m处砼支撑。三、工程施工组织织流程(5)第五步时间：2010.4.21-2010.5.15内容：开挖6号线南侧侧南广场场土体至至40轴，土方量约约30000m3，保留35轴以东6号线上部部土体施施作南广广场垫层层承台；；开挖6号线西侧侧土体至至32轴，土方量约约7000m3，垫层结结构跟进进；完成4号线C区结构施施工；完完成4号线A区盖板结结构施工工。三、工程程施工组组织流程程(6)第六步时间：2010.5.16-2010.5.20内容：继续6号线剩余余土体开开挖；完完成南广广场除反反压土外外的所有有土体开开挖，南南广场底底板结构构继续施施工，北北侧部分分开始了了上部结结构的施施工；架架设跨6号线钢栈栈桥。三、工程程施工组组织流程程轨道交通通4、6号线地铁4号线土方方开挖，，划分为为3个施工段段，土方方量为12.5万m3。小型挖挖掘机9台，长臂臂挖掘机机2台，挖掘掘机6台，水平移动动的自卸卸抓斗提提升系统统2套，自卸车20辆。A区盖挖段段平均日日出土方方量约800m3，计划于于2010年10月29日开挖完完毕；C区明挖区区段平均均日出土土方量约约1500m3，计划于于2010年4月11日开挖完完毕；B区明挖区区段平均均日出土土方量约约1000m3，计划于于2010年7月31日开挖挖完毕毕。地铁6号线土土方开开挖，，划分分为4个施工工段，，土方方量为为32000m3。配备备挖掘掘机3台，长长臂挖挖掘机机1台，自自卸车车11辆，，日出出土方方量约约1200m3，2010年6月21日开挖完毕。三、工程施工组组织流程西青道下沉隧道道西青道下沉隧道道工程土方开挖挖，划分为5个施工段，土方方量为147000m3。挖掘机4台，自卸车33辆。平均日出出土方量约3300m3，计划于2010年11月10日开挖完毕。现现场出土路线如如上图所示。三、工程施工组组织流程开挖原则整体分段

局部部到整体

先上上后下四、土方开挖及及结构施工先深后浅

先撑撑后挖

垫层结结构及时跟进各部土方开挖挖及结构施工工南广场土方开开挖及结构施施工步序第一步：施作作地连墙，降降水，中心岛岛开挖，保留留反压土，施施作中心岛结结构。第二步：待中中心岛结构达达到设计强度度，在地连墙墙与主题结构构梁之间架设设钢支撑。第三步：跳槽槽开挖反压土土，施作相应应部分结构底底板。四、土方开挖挖及结构施工工南广场土方开开挖及结构施施工步序第四步：挖除除剩余反压土土，完成其结结构底板，向向上施工完成成夹层结构。。第五步：待所所有夹层结构构达到设计强强度，拆除钢钢支撑，完成成剩余结构。。四、土方开挖挖及结构施工工南广场土方开开挖剖面示意意图南广场土方开开挖方法四、土方开挖挖及结构施工工南广场东侧土土体开挖方法法南广场东侧土土体开挖速度度放缓，避免免短时间内卸卸荷过大引起起基坑边土体体变形位移过过大，并时刻刻结合监测所所得数据进行行调整；同时时，按照设计计要求预留足足够量的反压压土体，待中中心岛结构施施工到位后再再跳槽开挖反反压土体，并并及时跟进结结构地板的施施工，加强过过程监测。四、土方开挖挖及结构施工工4号线风道及6号线土方开挖挖及结构施工工步序四、土方开挖挖及结构施工工4号线风道及6号线土方开挖挖及结构施工工步序四、土方开挖挖及结构施工工4号线风道及6号线土方开挖挖及结构施工工步序四、土方开挖挖及结构施工工4号线风道及6号线土方开挖及结结构施工步序四、土方开挖及结结构施工4号线风道道及6号线土方方开挖方方法剖面示意图平面示意图四、土方方开挖及及结构施施工4号线风道道及6号线基坑坑支撑四、土方方开挖及及结构施施工4号线风道道及6号线基坑坑倒撑四、土方方开挖及及结构施施工4号线A区土方盖盖挖及结结构逆作作施工步步序四、土方方开挖及及结构施施工4号线A区土方盖盖挖及结结构逆作作施工步步序四、土方方开挖及及结构施施工4号线A区土方盖盖挖及结结构逆作作施工步步序四、土方方开挖及及结构施施工4号线A区土方盖盖挖及结结构逆作作施工步步序四、土方方开挖及及结构施施工4号线A区盖挖施施工方法法(1)施工负一一层梁板板，待达达到设计计强度要要求后，，开挖负负二层土土方，预预留两侧侧墙体边边反压土土。4号线盖挖挖法第一一步序四、土方方开挖及及结构施施工(2)负二层土土方直接接挖至预预定标高高，预留留200-300mm厚基底土土人工挖挖除，不不保留反反压土。。4号线盖挖挖法第二二步序四、土方方开挖及及结构施施工(3)施工中板板梁、负负二层柱柱、侧墙墙结构，，待其达达到设计计强度要要求后，，开挖负负三层土土方，边边挖边退退，并按按照设计计要求安安装钢管管対撑；；留出距距离，结结构混凝凝土垫层层跟进。。4号线盖挖挖法第三三步序四、土方方开挖及及结构施施工(4)继续上一一步序，，待混凝凝土垫层层跟进一一定长度度，满足足底板施施工工作作面时，，施工跟跟进负三三层结构构底板。。4号线盖挖挖法第四四步序四、土方方开挖及及结构施施工(5)施工完成成负三层层混凝土土垫层和和结构底底板。4号线盖挖挖法第五五步序四、土方方开挖及及结构施施工(6)待负三层层结构底底板混凝凝土达到到设计强强度后拆拆除余留留钢支撑撑，施工工侧墙、、柱结构构，并封封堵预留留出土口口。4号线盖挖挖法第六六步序四、土方方开挖及及结构施施工采取从四四周逐渐渐向柱中中心挖近近，围绕绕钢柱对对称开挖挖，对称称卸荷，，并保留留50cm厚的土体体让其自自由脱落落或采用用人工挖挖除。4号线A区盖挖中间桩柱柱周边土土体开挖挖四、土方方开挖及及结构施施工4号线A区盖挖通通风平面位置剖面示意图四、土方方开挖及及结构施施工4号线A区盖挖支支撑施工工A区盖挖逆逆作段钢钢支撑均均在地下下室内安安装，在在浇筑地地下二层层底板时时每根支支撑两端端各距离离支撑端端部2米范围围及支支撑中中心左左右各各2米范围围预埋埋一个个U型钢筋筋，通通过该该预埋埋U型钢筋筋用吊吊葫芦芦起吊吊按照照钢支支撑。。四、土方开挖挖及结构施工工4号线B区土方开挖及及结构施工步步序第一步：施作作地连墙，桩桩基础，格构构柱，坑内降降水。第二步：开挖挖土体至第一一道支撑，施施作该支撑。。四、土方开挖挖及结构施工工4号线B区土方开挖及及结构施工步步序第三步：开挖挖土体至第二二道支撑下0.5m，施作第二道道支撑。第四步：开挖挖土体至第一一道支撑下0.5m，施作第三道道支撑。四、土方开挖挖及结构施工工4号线B区土方开挖及及结构施工步步序第五步：开挖挖土体至第二二道支撑下0.5m，施作第四道道支撑。第四步：开挖挖土体至第五五道支撑，施施作第五道支支撑。四、土方开开挖及结构构施工4号线B区土方开挖挖及结构施施工步序第七步：开开挖土体至至第六道支支撑下0.5m，施作第六六道支撑。。第八步：开开到坑底，，施作垫层层、结构底底板。四、土方开开挖及结构构施工4号线B区土方开挖挖及结构施施工步序第九步：待待底板达到到设计强度度，拆除第第六道支撑撑，在第五五道混凝土土支撑不拆拆除的情况况下继续向向上施作结结构。第十步：待待中板及风风道底板达达到设计强强度，拆除除第四道支支撑，继续续向上施作作结构。四、土方开挖及及结构施工4号线B区土方开挖及结结构施工步序第十一步：待边边墙达到设计强强度，施作倒撑撑。第十二步：拆除除第三道支撑，，继续向上施作作结构至顶板完完成。四、土方开挖及及结构施工4号线B区土方开挖及结结构施工步序第十三步：待顶顶板达到设计强强度，拆除倒撑撑和第五道混凝凝土支撑，回填填土至西青道路路面设计标高，，封堵降水井，，交付上层土建建施工，待上方方西青道下沉隧隧道完成之后再再将第一、第二二道支撑及格构构柱拆除。四、土方开挖及及结构施工4号线B区土方开挖施工工方法在现有的工况条条件下（支撑密密集，仅一侧区区域可用），充充分利用基坑长长度和宽度，选选择图中无支撑撑的大三角区域域作为出土空间间通道。四、土方开挖及及结构施工4号线B区开挖第一步序序(1)施作+2.1m处第一道混凝土土支撑，从A轴自北向南开挖挖-3.8m标高以上土体，，开挖完成后施施作-4.3m标高处混凝土支支撑，待其达到到设计强度后，，覆盖上500mm后土方，从支撑撑间距中下挖掘掘机退台开挖下下部土体。四、土方开挖及及结构施工4号线B区开挖第二步序序(2)退挖端头井角撑撑下土体，及时时安装角撑，同同时挖除第一层层土台，降低退退挖高度，改用用长臂挖掘机坐坐落基坑边+2.6m标高处直接出土土，继续退挖，，直至将第二道道混凝土支撑上上部土体全部挖挖除。四、土方开挖及及结构施工4号线B区开挖挖第三三步序序(3)施作第第二道道混凝凝土支支撑，，待其其达到到设计计强度度后，，覆土土500mm厚，从从支撑撑间距距中下下挖掘掘机退退台开开挖下下部土土体至至基底底设计计标高高（预预留300mm厚度）），并并在第第二步步开挖挖预留留土台台的基基础上上回填填堆砌砌两级级倒土土平台台，上上部土土台顶顶标高高控制制在-10.4m左右，以满足长臂臂挖掘机需要。四、土方开挖及结结构施工4号线B区开挖第四步序(4)当下部土体开挖到到仅剩下倒土平台台时，自上而下挖挖除倒土平台，同同时改用吊斗垂直直出土，直至基坑坑内土体全部挖除除。四、土方开挖及结结构施工4号线B区支撑施工钢支撑格构柱架设设四、土方开挖及结结构施工西青道土方开挖及及结构施工步序图图西侧放坡开挖箱体体段第一步：施作SMW工法桩围护结构，，抗拔桩，降水井井。第二步：降水，施施作压顶梁，开挖挖至基底，保留反反压土平台，施作作混凝土垫层。四、土方开挖及结结构施工西侧放坡开挖箱体体段第三步：施作中心心岛结构，安装钢钢支撑。第四步：开挖反压压土，施作该处垫垫层及结构。四、土方开挖及结结构施工西侧放坡开挖箱体体段第五步：待侧墙和和底板达到设计强强度，拆除钢支撑撑。第六步：施作剩余余结构，达到设计计强度后，施作顶顶板防水及其保护护层，回填土至地地面，封堵降水井井。四、土方开挖及结结构施工中部下沉箱体段第一步：施作SMW工法桩围护结构，，抗拔桩，降水井井。第二步：降水，施施作压顶梁，开挖挖至第一道支撑下下400mm，安装第一道钢支支撑。四、土方开挖及结结构施工中部下沉箱体段第三步：分步开挖挖至基底标高，施施作垫层。第四步：施作主体体结构至第一道支支撑下。四、土方开挖及结结构施工中部下沉箱体段第五步：待侧墙达达到设计强度后，，拆除第一道钢支支撑。第六步：施作剩余余结构，达到设计计强度后，施作顶顶板防水及其保护护层，回填土至地地面，封堵降水井井。四、土方开挖及结结构施工东侧U型槽段第一步：施作SMW工法桩围护结构，，抗拔桩，降水井井。第二步：：降水，，施作压压顶梁，，开挖至至第一道道支撑下下400mm，安装第第一道钢钢支撑。。四、土方方开挖及及结构施施工东侧U型槽段第三步：：分步开开挖至基基底标高高，施作作垫层。。第四步：：施作主主体结构构至第一一道支撑撑下。四、土方方开挖及及结构施施工东侧U型槽段第五步：：待侧墙墙达到设设计强度度后，拆拆除第一一道钢支支撑。第六步：：施作剩剩余结构构，达到到设计强强度后，，施作顶顶板防水水及其保保护层，，回填土土至地面面，封堵堵降水井井。四、土方方开挖及及结构施施工西青道土土方开挖挖施工方方法剖面示意图平面示意图四、土方方开挖及及结构施施工西青道支支撑施工工四、土方方开挖及及结构施施工西青道跨跨地铁1号线区段段土方开开挖为尽量减减小土体体开挖对对基坑回回弹的影影响，总总体上遵遵守“分分段开挖挖、限时时施工、、及时压压载”的的原则。。开挖分分段遵循循“先远远后近””的基坑坑开挖方方式，将将该箱段段分成若若干施工工段。基基坑开挖挖时，先先开挖距距离隧道道范围远远的施工工段土体体，并施施工此箱箱段底板板。充分分考虑土土体开挖挖及回弹弹的时空空效应，，严格控控制施工工时间，，选择在在夜间地地铁停运运期间进进行。待待该范围围底板达达到一定定强度后后，及时时进行压压重。尽尽量将回回弹值控控制在最最小。然然后依据据“对称称、平衡衡”的方方式，开开挖、施施工剩余余箱段。。开挖原则四、土方开挖挖及结构施工工施工分段四、土方开挖挖及结构施工工各步施工措施施土方开挖：分分块土体、避避开地铁高峰峰期、2台250挖掘机垫层防水：预预制垫层、防防水卷材钢筋绑扎：预预制钢筋网片片、机械连接接混凝土浇筑：：分层浇筑、、踏步式推进进、多振捣棒棒振捣沙袋回压：混混凝土初凝前前铺设九夹板板、沙袋回压压四、土方开挖挖及结构施工工监测对象监测项目监测仪器备注主体结构结构隆沉监测静力水准系统必测结构位移监测全站仪必测轨道沉降监测精密水准仪宜测结构渗漏水、裂缝观察宜测轨道几何形位监测轨道尺宜测周围地层土体水平位移测斜仪必测土体垂直位移分层沉降仪必测深浅层水位监测水位计必测地表沉降监测精密水准仪必测土压力监测频率接收仪必测施工过程中密密切监测地铁铁和围护结构构变形情况，，对照监测结结构及时调整整施工参数，，做好应急预预案。信息化施工四、土方开挖挖及结构施工工五、基坑开挖挖应急预案应急原则坚持“安全第第一，预防为为主”、“保保护人员安全全优先，保护护环境优先””的方针，贯贯彻“常备不不懈、统一指指挥、高效协协调、持续改改进”的原则则。五、基坑开挖挖应急预案应急组织机构构组长：项项目经理赵赵喜顺顺副组长：项目目总工亓亓立刚生产经理王王海海下设：通讯联络组组组长：工工程部经理理张铭相相技术支持组组组长：技技术负责人人张志威威抢险抢修组组组长：主主管工长长赵赵久久杨勇勇医疗救护组组组长：安安全负责人人刘学永永后勤保障组组组长：物物资部经理理白远章章五、基坑开开挖应急预预案应急工作流流程紧急事故发生上报综合部或安全长抢险领导小组抢险方案确定物资、设备到位进行抢险现场处置、送医院抢救抢险结束、善后处理、恢复生产措施、进行总结上报监理、业主、设计院人员伤亡五、基坑开挖应应急预案主要应急项目1、基底突涌及隆隆起2、流沙和管涌3、支护结构变形形、位移过大4、支护结构渗漏漏水5、基坑周边地下下管线保护6、基坑勘探孔的的封堵五、基坑开挖应应急预案应急物资准备根据潜在事故得得性质和后果预预测，配备相应应应急救援中所所需的消防手段段、救援机械和和设备、交通工工具、医疗设备备和药品、生活活保障物资。主主要救援机械和和设备物资如下下表所示：序号材料设备单位数量规格型号主要功能工作现在何处1小型挖掘机辆1WY-4.2挖土现场2挖掘机辆1PC200挖土现场3翻斗车辆2FC-1倒土现场4汽车吊辆1QY-25起重吊装现场5电焊机台2BX500切割焊接现场6卷扬机台2JJ2-0.5拉伸、提升现场7对讲机台10GP88S联络报警现场8发电机台2——紧急发电现场9水泵台20250QJ50-30/1基坑抽水现场10水泥吨50普硅拌合水泥浆现场五、基坑开挖应应急预案序号材料、设备单位数量规格型号主要功能工作现在何处11钢筋吨10Φ28施作钢筋混凝土现场12钢板平方米3020mm厚铺垫软基现场13角钢根25L140×140支撑、托顶现场14槽钢根20［150支撑、托顶现场15工字钢根2030＃支撑、托顶现场16钢板桩根5012米长拉森支挡现场17钢管根209米长Φ319×4搭设支架现场18引流管米30Φ25微小渗水引流现场19纳米水泥（聚氨酯发泡）吨5快硬性紧急堵漏现场20水玻璃吨1——快速封堵现场21混凝土立方米100掺早强剂突发情况下能够在1小时内供应到现场天津禄鑫、宾涛混凝土搅拌站五、基坑开挖应应急预案主要项目具体应应急措施基底突涌及隆起起在基坑内增加降降水井点（如轻轻型井点），或或加大抽水速度，降低承压水压压力。对轻微地基突涌涌或隆起现象，，可立即浇筑混凝土土垫层，并将垫层加厚厚。现象严重时，先先在出水处引流，必要时及时回填一定量土体或压压重物，然后立立即采取双液注浆加固处理，处理期间间及时将无关人人员撤离现场。。五、基坑开挖应应急预案流砂和管涌对轻微的流砂现现象，在基坑开开挖后可采用加快垫层浇筑或加厚垫层的方方法“压注”流流砂。对较严重的流砂砂应增加坑内降水措施，使地下水水位降至坑底以以下0.5~1m左右，并用二重重管进行地基加固处理。管涌一般发生在在支护墙附近，，造成管涌的原原因一般是由于于围护墙出现较较大的孔、洞造造成管涌通道所所致。在出现管管涌的地方进行行注浆