东直门基坑工程施工方案

-1-1.编制依据(1)北京城建东华房地产开发有限责任公司提供的《东直门交通枢纽护坡、降水、土方工程招标文件》及附件1、2：附件1：北京市勘察设计院提供的东直门交通枢纽（南区）岩土工程勘察阶段性资料；附件2：东直门综合交通枢纽暨东华广场商务区总平面图与剖面图(2)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)；(3)《地基与基础工程施工及验收规范》(GBJ202-83)；(4）《土方与爆破工程施工及验收规范》(GBJ201-83)；(5）《建筑与市政降水工程技术规程》JGJ/T111-98(6）《供水管井技术规范》(GB50296—99)(7)《水文地质钻探规程》(DJ/T0148—94)(8）《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33—86)(9）《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46—88)(10）《建筑工程施工现场供用电安全规范》(GB50194—93)(11)国家及北京市有关法规及规定(12)投标方案评审专家意见2.工程概况2.1工程情况东直门综合交通枢纽工程场地位于北京市东城区东直门立交桥的东北角，紧邻东二环路。拟建建筑为地下三层、箱型基础的高层公共建筑。现有场区地形基本平坦，三通一平已经完成，场地面积81900m2。施工场地自然标高为40.365m。基坑槽底标高为25.00，开挖深度15.365m，基坑形状为接近矩形的多边形，东西长220余米，南北宽为350余米（分为南北两个区，南区宽约为180米；北-2-区约为170米）。基坑西侧为正在施工的磁悬浮列车站，槽底标高与本工程槽底平齐，南侧和东侧为现有道路，北侧为待施工的空地。平面位置见【图01】。2.2工程地质及水文地质条件2.2.1工程地质条件根据现场钻探与原位测试及室内土工试验成果综合分析，将岩土工程勘察勘探35.00m深度范围内的地层，按沉积年代，成因类型分为人工堆积层和第四纪沉积层两大类，按地层岩性及工程特性划分为7个大层，土层自上而下的分布情况概述如下：1）人工堆积层：该层分布于场区的地表，表层为1.00m～4.80m厚的人工堆积的粘质粉土，粉质粘土填土①层，房渣填土层①1和碎石填土①2层。2）第四纪堆积层：该层分布于人工堆积层之下，由交互沉积的粘性土层、粉土层、砂类土层和卵石层组成，并存在多个沉积旋回，详述如下：（1）标高35.58m～39.82m以下为粘质粉土，粉质粘土②层，粘质粉土、砂质粉土②1层；（2）标高32.40m～34.46m以下为粉质粘土，重粉质粘土③层，粘质粉土，砂质粉土③1层，粘土、重粉质粘土③2层，以及成夹层分布的细砂、粉砂③3层和圆砾③4层；（3）标高25.64m～29.54m以下为细砂、粉砂④层，该层在场地内局部地段缺失；（4）标高24.35m～26.56m以下为粉质粘土、粘质粉土⑤层，粘土、重粉质粘土⑤1层，粘质粉土、砂质粉土⑤2层和粉砂、砂质粉土⑤3层；（5）标高19.31m～21.98m以下为卵石、圆砾⑥层，细砂、中砂⑥1层，层中还有呈透镜体状分布的粘土、重粉质粘土⑥2层，该层分布不连续；-3-（6）标高10.62m～15.95m以下为粉质粘土、重粉质粘土⑦层，粘土，重粉质粘土⑦1层和粘质粉土、砂质粉土⑦2层；（7）标高6.63m～9.78m以下主要是厚度较大的砂、卵石地层。2.2.2水文地质条件根据现场钻探资料，自然地面下35m深度范围内主要分布有4层成层连续分布的地下水，地下水类型包括台地潜水、层间潜水、承压水。对各层地下水的水位标高及动态变化规律简述如下：第1层地下水为台地潜水，其静止水位标高在34.41～35.98m左右，埋深4.40～6.70m左右，主要赋存于场区地面下10m深度范围内的粉土层中，该层水主要接收大气降水入渗补给，并以蒸发及地下迳流为主要排泄方式，其天然动态类型属渗入～蒸发、迳流型，水位年变化规律一般为：6～9月份水位较高，其它月份较低，年变化幅度一般为1～2m；第2层地下水为层间潜水，其静止水位标高在23.56～25.69m左右,埋深14.90～17.60m左右;该层地下水主要接受地下迳流补给,并以地下迳流为主要排泄方式,其天然动态类型属渗入～迳流型,水位年变化幅度一般小于1m；第3层地下水为承压水,其压力水头的静止标高在21.31～22.73m左右，埋深17.50～19.00m左右。第4层地下水为深层承压水，其压力水头的静止标高为18.96～20.01m，埋深20.30～21.10m。以上2层承压水主要接受地下迳流补给，并以地下迳流为主要排泄方式，其天然动态类型属渗入～迳流型，水位年动态变化规律一般为：11月份～来年3月份水位较高，其它月份相对较低，年变化幅度一般为5～6m。2.3主要工程量主要工程量表类型工程量类型描述土方-4-土方开挖数量挖运土方约130.91万m3降水抽水井120眼井底相对标高-24.0m(23m深)，直径600mm砂渗井80眼井底相对标高-19.5m(18.5m深)，直径600mm，结构同抽水井观测井13眼直径600mm，深度同相应的抽水井护坡土钉墙3800m2面层厚度8cm支护桩648根直径800mm，长度14.835m～16.335m连续墙42米厚度0.8m，高度18.335m锚杆1362根长18.5～28.5m直径0.15m说明：本表工程量仅为总量概述，不作为预结算依据。3.施工部署3.1施工程序施工现场达到三通一平→设计编制施工方案→施工准备→人员、机械设备、材料进场→降水工程施工→护坡工程施工→土方工程施工（锚杆及土钉配合施工）→办理竣工验收→整理竣工资料→办理竣工结算。3.2施工组织机构本基坑工程由公司组建项目经理部。项目经理部设经理1人，下设工程调度、技术质量、物资设备、经营财务、安全保卫等职能部门。项目经理部下设1个降水工程作业队、1个护坡工程作业队、2个土方工程作业队。每个作业队配备工程负责人、总工程师、生产副经理、经营副经理、技术、质量、测量、试验、资料、安全、统计、机械、外管、工长等岗位。项目经理部按照项目法原则组织施工，各个作业队根据工程需要进场、撤场，在工期安排-5-上服从项目经理部统一安排，在技术质量上接受项目经理部领导。根据本工程的管理特点和模式，确定以下施工组织机构：项目部在施工过程中，要接受甲方、监理和公司的检查，发现问题及时整改。3.3施工总体安排本基坑分为南北两个区进行施工。首先进行降水井施工和北区护坡桩和地下连续墙的施工，然后进行南区摘帽土方开挖，随后进行南区土钉墙、护坡桩业主项目管理公司工程监理政府质量监督部门项目经理工程部经营财务部综合办公室技术质量部物资设备部降水作业队护坡作业队土方作业队经营副经理总工程师生产副经理理-6-以及桩（墙）顶帽梁的施工；随后进行南区第二层土方和锚杆的施工，第三层土方的开挖及人工检底；在南区第二层土方开挖期间，进行北区摘帽土方开挖，随后进行北区土钉墙、锚杆和其余土方的施工及人工检底。3.3.1降水工程降水施工先于土方（但要在土方摘帽之后）及护坡桩施工，工程划分为6个施工段，安排6台钻机进行降水井平行作业施工，降水施工平面布置见【图01】。3.3.2护坡工程首先在地面进行北区护坡桩和连续墙施工，然后南区在4m的土方摘帽完成后进行土钉墙、护坡桩和桩顶帽梁的施工，最后北区的土钉墙在北区土方摘帽后施工。护坡桩施工拟安排6台长螺旋钻机，从基坑西南角、东南角同时按逆时钟方向施工（先施工南区护坡桩，再施工北区护坡桩）；连续墙安排1台连续墙成槽机械（BH-12）自北向南跳槽施工。施工完一段后，及时分段进行桩顶帽梁施工。锚杆随土方开挖而依次进行。3.3.3土方工程土方施工总体分南、北两个作业面，同时进行开挖。总体上按照从南至北的顺序开挖，并在条件允许的情况下尽量先挖基坑周边的土方，给锚杆施工创造工作面。土方施工平面布置见【图03。】护坡桩施工完毕后开挖第一层土方，并施作第一层锚杆,锚杆成孔方式采用锚杆机成孔。张拉锁定后开挖第二层土方，并施作第二层锚杆，张拉锁定后施工第三层土方。3.4施工平面布置3.4.1布置原则(1)保证不中断交通，便于施工物流的进出及内部循环。(2)尽量利用工地周围的现有道路作为施工运输道路，现有道路不连续时，-7-在场区内铺设临时施工用道，并设连接出入口。(3)符合文明施工、环境保护的要求。3.4.2施工围挡利用现有围墙作外部围挡，当基坑土方开挖后，要在基坑周边及时设立金属护栏，护栏高度1.4m，护栏材料为Φ40钢管。3.4.3临时用水施工用水拟铺设一条DN250钢管，并适当布设消防栓。施工现场用水使用橡胶管引流。施工用水源按甲方指定的接口或协调临近有水源单位就近接入，必要时在现场准备水车拉水,保证施工用水的需要。排水采用沿围墙四周设排水明沟，经沉淀池后，排入甲方指定的排水点。3.4.4临时供电本工程现场临时用电主要包括照明用电和施工机械用电。施工现场现有1500KVA变压器一台。基坑工程施工用电从变压器接出。电源采用三相五线制,供电采用树干式引导供电。变压器附近设配电箱及分闸箱。配电要有二级以上保护,做到一机一闸,并就近设开关箱。配电箱体全部采用玻璃钢体，酚醛布夹层绝缘板,单面配线，电缆采用3×50+2×16㎜２的橡胶电缆。3.4.5临时设施基坑工程施工期间，可在基坑北侧搭设临时设施240平方米，采用防火型预制盒子房。降水井、护坡桩施工期间，在基坑中部设置料场及加工场地，并堆放各种材料和半成品。3.4.6临时道路根据现场情况，在基坑以外东、南侧修筑一条循环道，以供施工车辆通行。基坑施工时，对路面适当硬化，通过北侧通道与社会交通交接。-8-4降水工程施工方案4.1降水方案设计4.1.1降排水条件分析工程场地台地潜水位埋深4.40～6.70m，层间潜水在基坑东侧水位高出槽底，上述2个含水层是主要降水目的层。由于含水层渗透性差、颗粒细，如直接抽取该层水，很难匹配水泵泵量，且容易抽走地层细粉砂，造成地基持力层细颗粒物质流失，因而不宜采取直接抽取潜水的办法降水。另一方面，由于下部承压水层为卵石层，水位埋深大（21m左右），透水性好,可利用来消纳上部渗漏下来的地下水，因而宜采用以自渗为主的降水方案，这样上部地下水通过天然水位差，平稳地流入下部含水层中,从而达到事半功倍的效果，我公司于去年十月实施的城铁东直门车站降水工程已得到应验。实践证明，此方法降水既节约了水资源，又节省能源。《招标文件》补充条款的降水方案技术要求提出：抽水井要根据水位变化自动开启或关闭水泵，防止人为因素影响水位骤时上涨。针对这个问题，我公司经认真研究后认为，由于本降水工程的技术思路是“自渗为主，抽水为辅”，而下部消纳层多年来水位埋深一直很大，其透水性又非常之好，靠自渗即完全能够控制台地潜水和层间潜水水位在槽底之下，不必要安装自动控制水泵。或者，通过经常性的水位观测，人为控制开泵数量和抽水井位置，也可以控制住局部水位异常处。4.1.2降排水水量计算由于工程场地的地下水渗流场受邻近基坑降水影响较大，水位标高变化较大，且仅东部存在厚度较小的一层层间潜水，故只能对降排水水量作一般估算，工程实施过程中应加以修正。采用大井法进行计算，计算公式：dmrRSSHKQ/1650/lg)2(366.13001-9-式中：Q1—基坑潜水涌水量（m3/d）K—含水层渗透系数（2m/d，取略大值以综合考虑局部层间潜水）H—含水层厚度（9m）S—降深（8m）R—影响半径HKSR268（m）r0—基坑换算半径（100m）R0—引用影响半径16800rRR（m）4.1.3抽水泵的匹配根据经验针对此类含水层，下入流量为10～15m3/h，扬程不小于30m的潜水泵，下泵深度为24m。的潜水泵抽水，可使抽水强度适中,保持正常连续抽水，实际单井抽水量按220m3/d考虑。4.1.4降水井位布置基坑外围降水井井位在护坡桩外侧1.5～2.0m，井间距与桩间距（1.2m）成模数：东侧为7.2m，南北两侧为8.4m，并与护坡桩相对应，以防锚杆施工侵入。由于基坑面积较大，且基坑东部水位较浅，为加速降低基坑潜水位，在距基坑内部梅花型布置砂渗井，砂渗井双