深基坑开挖及钢支撑安装专项施工技术方案

第1页共37页昆山市东城大道快速化改造二期工程DC01标K1+558～K2+058下穿通道深基坑土方开挖及钢支撑安装专项施工技术方案中交一公局第五工程有限公司昆山市东城大道快速路改造二期工程DC01标项目经理部二0一一年四月第2页共37页下穿通道深基坑土方开挖专项施工技术方案一、编制依据及编制原则（一）编制依据1、昆山市东城大道快速化改造二期工程《施工图设计》，2010年9月；2、《西北综合勘察设计院工程地质勘察报告》；3、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；4、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；5、《地基与基础工程施工及质量验收规范》（GB50202-2002）；6、《地下工程防水技术规范》（GB50108—2008）；7、《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）；8、我单位在以往类似工程施工中所积累的成熟施工技术和施工管理经验。（二）编制原则1、坚持统筹安排，编制施工计划，并按此配备劳动力、机械设备，确保按期完成;2、坚持机械化、标准化作业，严格按照招标文件和有关要求组织施工;第3页共37页3、坚持分区作业、点面结合、均衡生产的原则，根据实际情况，合理安排施工工序，做好施工中的监测，同时有针对性的制定预警方案，保证工程施工安全;4、坚持按专业化组织施工的原则，组织强有力的管理机构和优秀的专业施工队伍，承担施工任务;5、坚持安全、文明、环保施工、以人为本的原则，做好安全管理控制、水土保持、环境保护、交通疏导等工作。（三）编制范围本专项施工技术方案编制范围：昆山市东城大道快速化改造二期工程DC01标段下穿通道,起讫桩号为K1+558～K2+058，全长500m，含基坑降排水、深基坑开挖、支护与基坑围护结构及暗埋段箱体结构等工作内容。二、工程概况（一）工程简介1、本项目为昆山市东城大道快速化改造二期工程DC01标段，下穿通道的起始桩号为K1+558-K2+058,全长共500米，共分25个节段。其中K1+718-K1+798为暗埋段，长80米，四个节段。通道全宽27.2～28.8米，采用双向六车道。暗埋段采用钢筋混凝土箱涵结构，敞开段采用“U”型船坞结构。主体结构采用C40防水混凝土，抗渗等级S8，底板下设C15混凝土垫层及C10细第4页共37页石混凝土保护层，底板上设C30混凝土调平层，在道路中心位置设置1.5米宽中央分隔带，侧墙顶设置护栏。基坑保护等级为一级。2、根据工程类比与计算，对于不同深度的基坑分别采用管井降水和PCMW工法桩围护，基坑均采用明挖法施工。3、基坑最大开挖深度为7.693米（K1+780处）。（二）工程名称及建设地点1、工程名称：昆山市东城大道快速化改造二期工程DC0I标K1+558～K2+058段下穿通道。2、建设地点：苏州昆山市千灯镇石浦社区。（三）工程规模及结构形式1、工程规模：主要为下穿通道的土建及结构工程，包括明挖暗埋段的施工降水、基坑土方开挖、内支撑体系、箱体结构等内容；其中暗埋段箱体结构宽度为28米，侧墙高度为7.56米,总长80米。2、结构形式：通道敞开段采用“U”型船坞结构，明挖暗埋段采用矩形箱体框架结构。（四）设计标准汽车荷载等级:公路一级;项目区地震动峰值加速度为0.1g;通道净高5.2米;基坑保护等级为一级,地面最大沉降量≤0.15﹪H,围护桩最大水平位移量≤0.2﹪H,桩顶最大水平位移量≤0.1﹪H。第5页共37页（五）主要工程数量主要工程数量：土方开挖：7.538万m3；临时支撑及连接用型钢：约425.382t，结构混凝土2.529万m3；结构钢筋2832t。(六)地下水及地质情况:场地浅层地下水分为赋存于上部粘性土层中的孔隙型潜水和赋存于④-3粉砂夹粉土中的微承压水。初见水位埋深为1.8～3.8米，初见水位标高-0.38～1.44米,稳定水位埋深0.6～2.2米，稳定水位标高0.53～2.21米。微承压水其顶板埋深一般为10.00～16.80米,承压水头高于顶板埋深约1.5米。下穿段土方地质情况主要由粘性土及粉性土组成。按其工程特性从上到下可分为7个层次。地质编号地层名称土层特征及性质1素填土杂色,含植物根茎,结构松散,厚度1~3.3米,全场分部;2粉质粘土灰黄色，软塑，工程性质一般偏差，厚度0.2~2.5米;3淤泥质粉质粘土灰色，流塑，高压缩性，工程性质差，厚度1.2~16米;4-1粘土褐黄色,可塑~硬塑，工程性质良好，厚度1.0~5.1米;4-2粉质粘土褐黄色,可塑,工程性质一般偏好，厚度0.4~2.4米;4-3粉砂夹粉土灰黄色，稍密~中密，工程性质良好，厚度0.8~8.6米5-1粉质粘土灰色，软塑~流塑，工程性质较差，厚度10~13.6米;5-2粉质粘土夹粉土青灰色,可塑~软塑，工程性质一般，厚度1~7.6米;6-1粘土暗绿色,可塑~硬塑，工程性质良好，厚度1.2~5.0米;6-2粉质粘土青灰色,可塑，工程性质一般偏好，厚度1.4~9.5米;第6页共37页三、深基坑土方开挖与支护方案本基坑工程根据设计及开挖方法，分为放坡开挖、有围护无支撑开挖和有围护有支撑开挖三种。根据施工条件，基坑开挖深度在0～3.0m采用放坡开挖的型式，基坑开挖深度在3.0～7.693m采用PCMW工法复合墙围护加钢支撑型式进行开挖。基坑开挖时，均采用通道纵向开挖法，分段、分层、分区开挖，开挖以机械为主，人工修挖为辅。基坑开挖深度、宽度及支护类型见下表：基坑开挖深度及支护类型桩号节段整平标高2.5m至垫层底深度（m）基坑宽度（m）支护类型备注K1+558-K1+638K1+958-K2+058U1-U4U17-U210.07-2.5632.496-0.20327.2-27.627.21:2放坡K1+638-K1+678K1+918-K1+958U5-U6U15-U162.563-4.633.97—2.49627.6-28.027.6PCMW工法桩围护K1+678-K1+918U7-U14与暗1-暗43.97—7.69328.0-28.8PCMW工法桩+钢管支撑（一）开挖、支护施工遵循的原则1、尽可能增加开挖工作面和运输线，采用高挖高弃、低挖低弃的原则。2、在基坑开挖平面内，土方开挖时，分段、分区、分层对称进行，不得超挖。第7页共37页3、无支护段基坑开挖采用从上到下分块开挖的原则，根据不同开挖过程选择不同的放坡坡度。4、开挖前作好截、降排水设施，保证开挖过程中的排水畅通。5、遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。（二）开挖方案与开挖方法1、开挖前的准备工作：（1）基坑降水：在基坑开挖前20天进行承压水降水，确保承压水水位控制在开挖面以下3m以下；提前20～30天进行潜水层降水，确保在基坑开挖过程中不出现渗水等现象；另外，地下水的降排应贯穿整个基坑开挖及结构施作施工全过程。下穿通道基坑开挖深度不均匀，敞开放坡段开挖深度为0～3m不等，围护敞开及暗埋段基坑开挖深度为3～7.693m，基坑降水深度较大，在下穿进出口敞开放坡开挖段主要采用管井降水。由于在引道段揭露的地层主要为粘土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土等，为潜水含水层，因此，管井深度可以以微、弱透水粉土为隔水底板，来降低引道段基坑中的地下水。对于明挖暗埋段箱体结构，基坑开挖深度较大，除揭露粘土、粉质粘土外，还揭露了淤泥质粉质粘土，淤泥质粉质粘土为承压水，为保证施工安全，基坑开挖时主要是降土层中的承压水。在深基坑内，由于采用了三轴搅拌桩加预应力管第8页共37页桩复合墙形式支护结构，具有止水功能，因此坑内主要采用明沟排水沟（坑）与轻型井点降水相结合的方式。为确保坑底稳定，降低坑底承压水头高度，按开挖深度的不同，分段采用疏干降水和减压降水。由以上分析得知，通道基坑降水主要有两种方式：深基坑内用轻型井点降水结合明沟排水；深基坑外采用管井降水，其中引道段开挖深度较小，主要降场区潜水；明挖暗埋段开挖深度较大，主要降场区承压水。(2)根据设计文件要求，下穿通道进出口敞开段管井降水范围为:K1+558～K1+638左右侧与K1+958～K2+058左右侧两段,管井沿基坑两侧布置,管中心距基坑开挖边线距离为200cm,管井直径为0.6米,管长6米,纵向间距15米;(3)K1+638～K1+958中间段左右侧,按设计采用PCMW工法桩止水帷幕降场区承压水,止水帷幕中心线距基坑开挖边线距离为10米,基坑内采用明挖排水沟(坑)进行疏干排水,但根据现场实际情况,如上述方案不能满足施工要求,基坑内可增设轻型井点降水,具体方案据现场实际确定。(4)施工图设计未设置观测井,为有利于对地下水位进行有效观测和施工监测,必要时可考虑在K1+718～K1+798明挖暗埋段左右两侧各设置2个地下水观测井,具体设置位置:K1+715与K1+800左右侧临时施工便道坡脚处,井间距为85米,观测井直径为10cm,井深6米。(具体详见管井与观测井第9页共37页布设平面图)（2）测量放线：按图纸定出各主要特征点以及边坡线，并对原地面标高进行复测，绘制横断面图，整理资料报监理工程师确认。（3）清除地表植被、树根、腐植土、表层土等所有土方杂物。（4）开挖前作好截、降排水设施，保证开挖过程中的排水畅通。2、基坑开挖施工基坑属于对称的长条形基坑，整个基坑施工严格按照设计要求进行分段开挖和浇筑素砼垫层与钢筋混凝土底板，每段开挖中又必须按照分层、分小段、分块，并限时完成每小段的开挖和支撑。（1）K1+558-K1+638与K1+958-K2+058，共9个节段180米，均为敞开放坡开挖段，其最大开挖深度为2.563米,该段落基坑开挖采用“通道纵挖法”：沿基坑纵向中心处留一临时施工便道道，然后在便道端部向两侧拓宽开挖，上层拓宽至设计边坡后，再开挖下层通道，按此方法纵向前进，逐层下挖，直至开挖到坑底垫层顶面标高。当挖至坑底垫层顶面标高时，复核中线、标高准确无误后，人工进行修整，严禁超挖回填虚土，至设计标高后，及时浇筑垫层混凝土封底。第10页共37页下穿北面K1+558-K1+638(U1-U4)四个节段由北向南退挖施工,土方运输车由基坑中心临时便道在K1+758处(暗埋3)东侧运至弃土场;下穿南面K1+958-K2+058(U17-U21)五个节段由北向南退挖施工,土方运输车由基坑中心临时便道走基坑南面出口运至弃土场。（2）K1+638-K1+678与K1+918-K1+958，共4个节段80米，均为有围护无支撑开挖段，其最大开挖深度为4.63米,北面K1+638-K1+678两节段由北向南退挖施工,土方运输车由基坑中心临时便道在K1+758处(暗埋3)东侧运至弃土场;南面K1+918-K1+958两节段由北向南退挖施工,土方运输车由基坑中心临时便道走基坑南面出口运至弃土场。(3)K1+678-K1+918,共12个节段240米,其中U形槽8个节段160米,暗埋段4个节段80米,为PCMW工法桩加钢管支撑开挖段,属于本深基坑开挖的重点段落,最大开挖深度达7.693米。该段落基坑开挖同样采用“通道纵挖法”,具体方法如下:①在整平高程到2.5米后,完成软土地基加固处理、PCMW工法桩围护及冠梁施工；②上述工作完成后，进行卸载土方开挖，卸载土方开挖至冠梁底下-0.3米后,在基坑中心立柱桩格构柱上焊接钢牛腿安装I28A工字钢连系梁；③纵向开挖施工顺序:从K1+678(U7起点)开始,到K1+918结束,由北向南逐段开挖;第11页共37页④竖向分层:按照每层开挖深度不超过2米控制,本段开挖深度在3.97-7.963米范围,分层开挖;⑤该段土方运输路线：U7、U8及暗1、暗2四段土方由基坑中心临时便道在K1+758处(暗埋3)东侧运至弃土场，其余段落土方同样由基坑中心临时便道在K1+918处西侧运至弃土场。(土方运输路线详见土方运输路线图)（4）基坑开挖时以2台挖掘机为一个工作面，格构柱左右各一台，每台挖掘机工作宽度约14m左右，纵向平台长度为4-6米。整个深基坑开挖形成2-4个工作面，第一个工作面负责第一层（首层）土方开挖；第二个工作面