市民中心站基坑土方开挖支护施工

/第八章市民中心站施工8.1工程概况设计工程概况1）车站设计概况市民中心站有效站台长度中心里程为YCK26+357.960，车站起点里程为YCK26+282.960，车站终点里程为YCK26+432.960，为地下三层三跨及局部单层双跨钢筋混凝土箱形框架结构标准岛式站台车站，岛式站台宽度为12m，有效站台长度为140m，车站全长150米，屏蔽门总长135.5m，标准段宽21.5m，线间距为15.2m，基坑深约16～31米，埋深约3米,车站开挖土方约9.13万m3。主体建筑面积为10898m本站共设3个出入口和一个紧急疏散出入口，出入口均有盖，2组地面风亭和一组冷却塔。1号出入口位于市民中心广场东侧地下停车场出入口旁边；2号出入口和深南大道地下过街通道合建，可同时解决行人的过街；3号出入口位于市民中心公共绿地内，西端和地铁4号线出入口连通，东端通过地下通道直达金田路。风亭、冷却塔均设置在深南大道北侧的绿地内，冷却塔局部下沉处理。风亭距人行道边最小距离5米。市民中心站总平面图见图8-1-1。8.8基坑开挖施工概述市民中心站实行明挖顺筑法施工，车站采纳三层三跨及局部单层双跨现浇钢筋混凝土箱形框架结构。附属主体结构采纳矩形现浇钢筋混凝土框架结构。市民中心站基坑平均开挖深度25.5米。标准段开挖宽度为22.5米。支撑采纳竖向设五道钢支撑，支撑采纳Φ600，t=16mm的钢管，支撑水平间距按3～6m考虑。竖向5道支撑加一道倒换撑。西端盾构井第一道斜撑采纳800市民中心站范围内上覆第四系全新统人工积累层（Q4ml）、残积层（Qel），下伏全风化岩、强风化岩。依据本工程的地质水文特点，在开挖施工中做好以下方面的工作：1、提前做好钢筋混凝土冠梁，刚好按设计架设钢支撑，先开挖至钢支撑位置掏槽架设钢支撑，然后开挖钢支撑两侧的土方，以缩短钢支撑架设时间并实行措施保证钢支撑的架设质量，确保基坑开挖平安。2、基坑开挖深度较大，施工充分考虑基坑开挖的时空效应，以施工监测为手段，合理支配施工依次，实行切实可行的技术措施，确保基坑开挖平安有序、均衡高效。3、基坑开挖采纳“纵向分段，竖向分层”的方法明挖施工，反铲挖掘机逐段分层进行接力开挖出土，自卸汽车运输；最终剩余土方采纳龙门吊为主、小型挖掘机和汽车吊为辅及人工协作出土，全风化、强风化岩层采纳破裂锤协作施工，基底以上30cm采纳人工突击开挖。基坑开挖施工步序和流程1、基坑开挖和支护施工依次依据整体施工工期的要求，采纳从两端向中间分段开挖的方法进行。车站主体基坑支护采纳五道Φ600，t=16mm钢管横撑进行开挖临时支护，每层土体开挖至钢管横撑下0.62、基坑开挖和支护施工步序和流程基坑开挖遵循“分段分层、由上而下、先支撑后开挖”的原则，五道支撑段的开挖及支撑体系的架设布序如下：1）基坑分段分层开挖。每段长度为20～30m，每层厚度不大于3m。2）基坑开挖至冠梁底标高后，墙顶凿至簇新砼面，清除残渣、浮土等并清除积水，模筑冠梁；3）冠梁强度达到设计值后，安装第一道支撑；4）向下开挖到各道支撑中心线下0.6m后，依次安装腰梁及其次5）向下开挖至基坑底后，刚好施作综合接地网及纵、横向排水盲沟，并在8～16小时内浇筑混凝土垫层。基坑开挖打算工作1、首先查明开挖范围内全部管线埋设状况，并做好标记，采纳严格爱护措施。2、按设计规定的技术标准、地质资料以及四周建筑物和地下管线等的详实资料，严格细致地做好深基坑施工组织设计（包括四周环境的监控措施）和施工操作规程，对开挖中可能遇到的渗水、边坡稳定、涌泥流砂等现象进行技术探讨，提出应急措施并提前进行相关的物资储备。打算好地面排水及基坑内抽排水系统。3、确保地下连续墙的按时完成，开挖前20天进行基坑降水工作，保证基底以上地层开挖时的稳定，保证开挖施工如期进行。4、按设计要求备足钢支撑，备好出土、运输和弃土条件，确保连续开挖。5、对基坑周边30m范围内的建筑物进行调查，并对基坑、四周建筑物、地面及地下管线等编制具体的监控和爱护方案，预先做好监测点的布设、初始数据的测试和检测仪器的调试工作、检测工作打算就绪。基坑开挖设备、劳动力组织及进度支配考虑到天气、机械运用效率等其它因素的影响，开挖及出土机械设备和劳动力的配备按平均出土量的150%配备。外运弃土的实力充分考虑运输时间、出土量等因素，按开挖土量的150%配备外运弃土车辆。车站主体结构基坑开挖施工，依据在围蔽内的临时弃土场容量进行施工进度限制。车站施工场地内临时弃土场面积为250m2，依据堆高2.5m，利用系数0.9考虑，最大堆1）机械设备配备支配各种主要施工机械有，10T龙门吊1台，挖掘机12台，装载机2台，机动翻斗车6台，8~25T汽车起重机3台，60T汽车吊一台。土方外运由当地具有资质的运输队伍实施，其它施工机械配备详见主要施工机械设备表。2）基坑开挖阶段劳动力组织三班作业，每天劳动力不少于168人。其中每一班设指挥1人，开挖10人，平安员1人，装运56人（挖掘机司机6人，装载机司机2人，汽车司机20人，吊车司机2人，龙门吊司机2人，钢支撑架设12人，协助人员12名）。3）进度支配车站主体基坑开挖施工三班倒连续作业，作业面按550m3/天考虑，总方量9.84万方。综合考虑到随开挖深度的增加出土实力相应减弱及支撑的安装等因素，具体支配为：土方开挖支配在2008年10月18地下管线悬吊依据招标文件要求，管线改移由业主另行托付单位施工，主体施工单位仅负责管线的原位悬吊爱护。1）管线调查队伍进场后，对已迁改的管线和需原位爱护的管线会同管线业主单位和管线改迁施工人员进行具体调查，主要查明管线位置、走向、结构形式、埋深等，并在地面作出标记。并了解已迁改的管线及临时迁改的管线迁改位置，距主体结构远近，以确定主体基坑开挖时管线是否受到影响；依据调查资料，针对不同状况制定相应的爱护措施或防范措施，确保管线在施工期间平安。对于横穿基坑的管线，采纳悬吊在军便梁下。各地下管线处于车站出入口通道处时，实行支托、悬吊措施。2）开挖主体基坑开挖至管线位置时，停止机械开挖，改由人工开挖管线两侧土体，清理出管线。开挖时，对埋深较浅的管线，留意限制管线两侧机械开挖深度，防止开挖过深土体变形扰动管线。人工开挖时，清理出管线，爱护管线基础不被破坏，保证管线不受扰动，打算进行悬吊作业。3）悬吊爱护方案悬吊施工时，在保证管线平安、稳定的前提下，跳段破除管线基础，安装下托件、吊杆及管底爱护木板，支垫木楔等，上紧拉杆。安装完一段并保证稳定后，开挖破除另外一段基础，进行此段悬吊作业，直至管线分段悬吊作业全部完成。吊点间距及吊筋直径由计算确定。管线悬吊爱护方案如图8-8-1。基坑开挖施工方法和技术措施依据上述原则，结合车站开挖区域的工程地质、水文地质、施工场地状况，综合考虑工期要求、施工总体支配等各种因素，确定施工方法，并配备足够的施工机械设备和劳动力，确保工期目标的实现。本车站主体基坑纵向分11段进行开挖，为了保证两端盾构井提前完成，主体基坑从西、东两端分段向中间开挖。竖向从上到下分层开挖，随开挖随架设钢支撑。土方采纳挖掘机干脆挖装接力倒运，底部出土采纳龙门吊和汽车吊提升。岩层采纳人工协作风镐或液压破裂锤机械开挖。开挖出的土碴由自卸汽车运至堆土场。图8-8-1管线悬吊爱护方案示意图1、基坑开挖及出土方法土方开挖的依次、方法必需和设计工况相一样，并遵循“分段分层、由上而下、先支撑后开挖”的原则。基坑开挖实行明挖法进行开挖，开挖时至冠梁标高时，模筑冠梁，待冠梁混凝土达到设计要求强度后，架设第一道钢支撑。接着向下进行基坑开挖，开挖至其次道、第三、四、五道钢支撑下0.6m，进行架设其次道至第五道钢支撑。接着向下进行基坑开挖，直至最终基坑面。车站端头井的开挖，首先撑好标准段内的对撑，再挖斜撑范围内的土方，最终挖除坑内的其余土方。斜撑范围内的土方，自基坑角点沿垂直于斜撑方向向基坑内分层、分段、限时地开挖并架设支撑。开挖过程中刚好封堵第一台反铲置于底部台阶，挖掘最底层土体，挖土甩放在底层台阶后部，由上层台阶反铲接力，直至顶层台阶，然后由最上层反铲负责装车；详见图8-8-2所示。图8-8-2土方开挖施工方法示意图由于底层台阶反铲工作受基坑支撑制约，可依据反铲卸土工作净高，选择合适的反铲型号。分层分段对称进行开挖，基坑两侧预留三角土护坡，每层台阶的长度，依据机械开挖作业要求，限制在6m左右。基坑纵向放坡开挖，随挖随刷坡，严格限制纵坡的稳定性，分层开挖刷坡坡度在基坑允许开挖边坡坡率土层在1：1以内，岩层在1：0.5以内，放坡的总高度和长度之比不大于1∶3。为确保开挖边坡的稳定及平安性，在每一层之间设置宽度为2米的台阶，基坑共分五个台阶开挖。在坡顶外设置截水沟或挡水土堤，防止地表水冲刷坡面和基坑外排水再回流渗入坑内。在整个车站基坑四周地面设置排水沟，确保地面水不流入基坑。基坑开挖后，刚好设置坑内排水沟和集水井，防止坑底积水。开挖第一层土，每小段开挖长度不超过12m，在其次道支撑的土层开挖中，每小段长度不超过6m，挖完小段土方、安装好该小段的支撑并施加预应力的总时间应限制在20小时以内，在第三道支撑的开挖过程中，每小段长度不超过3m，挖完小段土方、安装好该小段的支撑并施加预应力的总时间应限制在14小时以内，最终一层土体开挖及垫层浇筑时间限制在8～16小时。基坑最终剩余土体无法利用台阶接力式开挖的，实行小型挖掘机协作基坑吊车垂直运输的方式进行开挖施工。土方开挖到钢管支撑底部600mm处时，刚好运输便道应设专人修整，确保运输平安、提高效率。机械开挖的同时应辅以人工协作，特殊是基底以上30cm的土层应以液压破裂锤和人工开挖为主，以削减超挖、保持坑底土体的原状结构。在开挖过程中，应加强视察和监控量测工作，以便发觉施工平安隐患，并通过监测反馈刚好调整开挖程序。严禁在挖土过程中碰撞已架设好的支撑结构。在基坑开挖过程中发觉和设计有不同岩层时，刚好报驻地监理、业主确认并做好记录、绘制施工工程地质素描图。当基底承载力和设计不符时，刚好通知设计、监理协商解决。土方开挖时，挖出土先存放在临时堆放场，晚上再集中进行外运。基坑开挖允许偏差和检验方法见表8.8-1。表8.8-1基坑开挖允许偏差和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坑底高程+10，-20每段基坑或长50米5用水准仪2纵横轴线502用经纬仪，纵横向各侧一点3基坑尺寸不小于设计4用尺量，每边各计一点4基坑边坡设计的5%4用坡度尺量基坑支撑体系施工方法及技术措施1、支撑体系布置车站主体基坑支护采纳五道Φ600，t=16mm钢管横撑进行开挖临时支护，钢管支撑背后设置钢腰梁。在西端和东端盾构井处各设置5道斜支撑，并在边角处各设一道400厚砼板撑（只设第一道），且西端盾构井第一道斜撑为800mm×800mm钢筋混凝土支撑。支撑布置详见图8-8-3图8-8-3支撑平面布置图腰梁安装三角架,以M20膨胀螺栓紧固。吊装钢腰梁，紧靠墙身，再安装斜拉筋并拉紧。架设钢支撑时，对钢支撑施加预加力，一般为设计轴力的30%～70%。2、支撑体系的架设（1）第一道钢支撑干脆顶在冠梁上，其次～五道钢支撑背后设钢腰梁。采纳地面拼接，吊车协作龙门吊安放就位的方法架设。图8-8-4钢筋砼板撑大样（2）事先在墙面上标出支撑位置，提前进行支撑位置处的整平工作，进行修凿、填补，使之面正、垂直、平整，填补采纳C25细石混凝土，以使支撑顶端及墙面受力匀称。（3）开挖时实行掏槽开挖，随挖随架支撑，在支撑位置挖出来之后，快速安装支撑并刚好按设计值施加预应力。（4）支撑加力之前，快速设定连续墙收敛量测点及支撑轴力检测点，取得初始读数后加力，加力后测试实际预加力，以限制预加力施加精确。（5）斜支撑的架设最为关键，在斜支撑端头设牢靠的防滑措施。3、钢支撑的施工（1）开挖时实行掏槽开挖，随挖随架支撑，在支撑位置挖出来之后，快速安装支撑并刚好按设计值施加预应力。（2）事先在墙面上标出支撑位置，提前进行支撑位置处墙面的整平工作，以使支撑顶端及墙面受力匀称。（3）钢管接长，按设计须要的钢管长度，打算好每根支撑钢管，钢管接长时，在钢管接头处焊上连接法兰盘及钢肋板，对接有法兰盘的钢管运用螺栓拧紧，接长至设计长度。（4）在标出的支撑位置处，打设螺栓设置承托，支撑承托要坚固，严防支撑因围护结构变形或施工撞击而脱落。（5）支撑加力之前，快速设定支撑轴力监测点，取得初始读数后加力，加力后测试实际预加力，以此限制预加力施加精确。对钢支撑加力时，按设计分级加载要求和现场观测墙体加载反应确定加载速度，严格按设计要求预加力。（6）钢支撑预加力后，在土方开挖和结构施工时，做好监测工作，依据监测结果，发觉异样刚好实行补救措施。同时，监管好钢管支撑的平安，坚决杜绝危害支撑平安事务的发生。（7）斜支撑的架设最为关键，除架设要刚好外，在斜支撑端头设一圈钢围檩，并在斜支撑端头设牢靠防滑措施。（8）钢支撑施工时每小段的开挖长度不应超过2道支撑的范围，每小段从开挖土方到架设支撑施加预应力不应超过16小时。（9）当支撑长度大于20m时，在中间设置临时型钢立柱竖向支撑体系。（10）基坑开挖及回筑主体结构期间，严禁施工机具碰损支撑系统，并不得施加其它荷载，以免支撑系统因超越过大造成失稳。（11）钢支撑的拆除：拆除支撑依据设计要求，在混凝土板强度达到设计规定值方能拆除。4、钢支撑安装技术要求（1）在地下连续墙施工中，做好钢支撑预埋件位置的复核工作，保证预埋件位置精确。（2）钢支撑安装应确保支撑端头同连续墙匀称接触，必要时填充高强度细石混凝土，并设防止钢支撑端移动脱落的构造措施，支撑的安装允许偏差应符合以规定：钢支撑曲线竖向偏差：±30㎜；钢支撑曲线横向偏差：±30㎜；支撑两端的标高差：不大于20㎜和支撑长度的1/600；支撑的挠度：不大于1/1000；支撑和立柱的偏差：±30㎜。（3）全部钢支撑和连续墙连接处应设置活络接头，支撑就位后刚好精确施加预应力，对于一级基坑按以下要求复加应力：①在第一次加预应力后12小时内观测预应力损失及墙体水平位移，并复加预应力至设计值。②当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时，马上在当天低温时段复加预应力至设计值。③墙体水平位移速率超过警戒值时，可适量增加支撑轴力以限制变形，但复加后的支撑轴力和挡墙弯矩必需满意设计平安度的要求。（4）斜支撑和连续墙的连接构造必需能满意抗剪要求。外运弃土1、弃土外运专人负责组织支配，场地内、外统一调度，协调内外关系，组织支配出土车辆运输。场地外的运输路途和业主及有关部门协调支配，确保外运弃土按支配进行。2、考虑雨天、特殊状况造成的工期滞后等因素及外部环境的影响，最大弃土量按最大开挖出土量的84%计。本站设临时弃土场，弃土场按2辆车同时装土，10辆15t自卸汽车运输（托付有资质的运输队伍外运），1台装载机装土，场地内土方倒运配备4辆5T的小型自卸汽车。3、依据合同要求，白天基坑开挖土方堆放在临时堆土场内，淤泥晾晒后运走。4、弃土场地按要求设置，并作好挡护、平整及夯实。5、制定弃土、弃碴、弃泥浆的排放施工方案，方案要征得监理工程师的批准，并遵守深圳市政府及市政管理部门的有关规定。应急措施本工程花岗残积层及全风化层具有遇水软化、崩解，强度急剧降低的特点，因此应实行有力的措施，避开残积土及风化岩遇水强度降低，甚至产生管涌、流土等渗透变形现象。本标段地处海积平原，上覆第四系素填土、淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粗砂、砾砂、粉质粘土、粉土、粉砂、细砂、中砂、砾质粘性土，下伏全风化~微风化花岗岩。车站基坑深度较深，地下水按赋存条件主要分为孔隙水及基岩裂隙水（孔隙水主要赋存在第四系砂层、粘性土、残积层和燕山基全风化花岗岩中；基岩裂隙水主要赋存在花岗岩强风化层~中等风化层中），地下水水位丰富，土层中软塑粉土、松散细砂、中砂局部为地震液化土，在动水条件下易发生管涌、流砂等现象。依据本工程的水文地质条件、施工特点及我单位在广州地铁施工阅历，对施工过程中可能遇到的突发事故，将设置严密有效的监测系统，做好预防工作。施工过程中，建立信息化施工管理系统，贯彻信息化施工原则，全程监控自身结构和地面建构筑物的平安和稳定，刚好分析、处理、反馈，并实行相应对策，确保平安。另外，实行地质预报协助手段，贯彻“预防为主”方针，预防工程坍方等恶性事故发生。一旦出现事故苗头，马上实行应急措施，防止事故的发展扩大。1、按设计规定的技术标准、地质资料以及四周建筑物和地下管线等的详实资料，严格细致地做好深基坑施工组织设计（包括四周环境的监控措施）和施工操作规程，对开挖中可能遇到的渗水、边坡稳定、涌泥流砂、有害气体等现象进行技术探讨，提出应急措施并提前进行相关的物资储备。2、防涌水涌砂措施（1）在地下连续墙施工过程中，依据地层改变时刚好提取岩样，通过监理、施工单位现场对岩样和地质报告岩样描述对比，现场确定岩层的类别及入岩的深度，确保达到设计要求的入岩深度，如达不到设计要求的入岩石深度，刚好联系设计适当加深地下连续墙的入岩深度。在混凝土浇筑过程中严格依据施工规范要求进行施工，避开夹层出现。（2）开挖前20天进行基坑降水工作，保证基底以上地层开挖时的稳定，保证开挖施工如期进行。基坑工程降水主要是为了使基坑内地面至基坑底以下肯定深度内的土层疏干并排水加固，便于土方开挖，更有助于提高围护结构被动区及基坑内土体的强度和刚度，以确保基坑的顺当开挖和地下结构的施工，其中包括降低浅层潜水的地下水位，降低土体的含水率，提高土体的抗剪强度稳定性，防止发生流砂、管涌和基坑回弹隆起等。（3）降水施工期间，为防止地面沉降量过大，确保四周建筑物及地下管线的平安，在基坑外布设水位视察井，依据坑外水位观测状况实行设回灌孔并动态回灌水的措施，以保持基坑外地下水位，减小基坑四周地面沉降量。（4）开挖过程中对连续墙接缝等薄弱部位设专人监视，若出现少