深基坑开挖方案
大连卧龙湾国际商务区滨海路跨翔凤河与卧龙河
编制单位:中交一航局三公司第九项目部
编 制 人:审 核 人:编制日期:桥梁工程(一标段) 基坑开挖施工方案 2014年6月20日
一、编制依据
1.上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司设计的《大连卧龙湾国际商务区滨海路跨翔凤河与卧龙河桥梁工程(滨海路跨卧龙河桥)》施工图
2.《卧龙湾国际商务区滨海路跨卧龙河桥梁工程地质勘察报告》2011-DL-46
3.《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ 2-2008
4.《建筑基坑工程技术规范》YB_9258-97
5.《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
二、编制说明
本文件是小窑湾滨海路跨卧龙河、翔凤河桥梁工程一标段施工期深基坑开挖方案,是以“小窑湾滨海路跨卧龙河、翔凤河桥梁工程一标段”招标文件以及设计施工图纸资料为基础,分析了本工程的施工特点和各种影响因素,结合我们对类似工程的施工经验编制而成。其中对本工程的工程特点、总体安排、主要施工方法、机械设备材料人员投入以及安全、质量、进度保证措施等方面进行了详尽阐述。
三、工程概况
本桥为大连卧龙湾商务区滨海路跨卧龙河的桥梁,斜桥正做,桥墩、台均与道路设计线垂直,与水流斜交。本桥桥墩为钢筋混凝土景观造型桥墩,桥台采用钢筋混凝土一字型桥台;基础采用钻孔灌注桩;桥梁全长130(48.5+43+38.5)米,桥面总宽39米。
本工程主桥桥墩基本形式为“W”形墩,纵向厚度为3.0m,墩柱里面设置为流线型,墩柱顶宽24.66m,底宽19.9m。墩柱边缘采用圆弧过渡,下接承
台,承台尺寸为20.8×7.6m,高2.5m。其中1#墩承台底标高为-6.555m,墩身顶面标高为+4.643m;2#墩承台底标高-6.662m,墩身顶面标高为+4.933m。两座主桥墩承台底标高均较低,施工计划采用全深度深基放坡开挖,自立边坡。地下水及渗水控制采用集水明排的方法进行。
基坑相关技术数据如下:
1.地质条件
根据勘察场地钻孔揭露,场地岩土体构成及分布规律自上而下分述如下: ①细砂(Q4m):
黄褐色-灰褐色,饱和,松散,主要成分为石英、长石、云母,级配较好,局部含少量砾石。该层桥位区分布广泛。层厚2.70~10.00m,层顶标高-3.01~-1.92m。层底标高-12.60~-5.71m。
②卵石(Q4m):
灰白色,饱和,稍密-中密,卵石成分主要为石英砂岩,粒径多在2-5cm,个别大者15cm以上,呈次棱角-亚圆状,含量约占60%~70%,余为中粗砂充填,底部有分支粘土夹层。该层桥位区分布广泛。层厚0.8~6.7m,层顶标高-11.92~-5.71m。层底标高-15.4~-10.9m。
③1全风化灰绿岩(βμ):
浅黄色,结构构造完全破坏,岩石风化成土状,冲击易进尺。该层于0-1、0-2孔附近见有分布。为极软岩,极破碎,岩体基本质量分级为Ⅴ级。层厚0.8~3.4m,层顶标高-12.72~10.60m,底层标高-14.00~-12.10m。
③2强风化灰绿岩(βμ):
黄褐-灰绿色,辉绿结构,块状构造,主要矿物成分为辉石、斜长石,结
构构造部分破坏,风化裂隙发育,岩芯多呈碎片状,少量呈土状。为软岩,破碎,岩体基本质量分别为Ⅴ级。该层桥位区分层广泛。层厚1.10~8.90m,层顶标高-15.40~-11.30m。层底标高-22.00~-12.40m。
③3中风化灰绿岩(βμ):
灰绿-灰褐色,辉绿结构,块状构造,主要矿物成分为辉石、斜长石,节理裂隙较发育,岩质较坚硬岩芯呈块状、柱状。为较软岩,软破碎,岩体基本质量分级为Ⅳ级。最大揭露厚度13。5m,层顶标高-22.00~-12.40m。
2.水文条件
本桥位区地下水水位标高在-1.92~-3.01m,补给来源为大气降水,以及海水、附近细河及上游卧龙水库等侧向补给,水位变幅约为1~2.5m。河岸两侧主要含水层为细沙及卵石层,地下水类型为第四系空隙潜水及基岩裂隙水。
3.现场环境
本桥梁所处区域大地构造单元属中朝准地台、辽东台隆东南端,原地貌单元为水下岸坡。桥梁工程横跨在建的卧龙河河口,0#、3#桥台分别位于卧龙河东西两侧护岸后方。卧龙河护岸采用直立式安装圆筒结构,其中0#桥台距离圆筒约8m,3#桥台最近处距离圆筒1.3m。1#、2#桥墩位于卧龙河河道内,距离约36m。施工采用桥梁范围大面回填,路上作业的施工工艺。施工范围北侧为卧龙河,南侧为卧龙河入海口,如下图示:
现场平面图
4.基坑
1#、2#墩各自开挖出基坑进行施工,基坑开挖采用机械开挖,并辅以人工清底找平,在基坑开挖线以外5m处设置纵横向截水沟将地表水排入天然水沟。基坑的开挖坡度以保证边坡的稳定为原则,根据现场墩位处筑岛高度,1#、2#墩开挖深度约为9.0米。从挖深和现场实际情况看,地质情况较复杂,而且自地表向下全部为回填土及细砂,基坑壁坡不易稳定,因此拟采用分级放坡开挖,地面以下5.5米一级放坡坡度为1:2,以下3.5米深度放坡坡度为1:2。开挖尺寸为矩形24.8×11.6米,断面详见附图。
基坑底排水采取在基坑四周设排水沟及集水井,用水泵抽水排水,并由专人24小时负责排除基坑积水,严禁积水浸泡基坑。排水沟宜布置在承台边1米外,沟边缘离开边坡坡脚应不小于0.5米,沟底低于开挖底面0.3至0.4米,集水井底面比沟底低0.3米以上。根据基底渗水实际情况设置集水井和水泵数量。
主要工程量明细表
四、工程特点
1.基坑较深
基坑平均深度为9.0米,本工程是项目部首次进行的深基坑开挖工程。基坑开挖过程中应严格按计算的挖方安全边坡要求放坡,操作时应随时注意边坡的稳定情况,如发现有裂纹或部分塌落现象,要及时进行支撑或改缓放坡,并注意土体的稳定性和边坡的变化。
2.降水排水控制尤为重要
基坑内渗水主要是从1#、2#墩的南北两侧,一侧为卧龙河,一侧为入海口。施工前已准备潜水泵8组,开挖过程中根据渗水量合理布设积水坑及水泵抽水,保证基坑不被水淹。
3.作业面较小,开挖作业较困难
现场南侧为防台堤坝,北侧为过河通道,施工区域较狭窄,且经常有机械通过。施工前在进场入口处增设警示牌,无关机械、人员禁止入内,作业时机械间应保证足够的安全距离,现场听从工长统一指挥。
4.基坑支护
开挖后边坡上先护大块石用挖掘机拍坡拍稳,在覆盖彩条布,彩条布上根据实际情况加护袋装黄土止水。若放坡无法满足施工要求,将根据现场实际情况结合其他支护形式共同施工。
五、施工总体安排
1.总体安排
原计划1#、2#墩基坑共同布置,由于1-9#灌注桩施工较慢且地质条件特殊,所以更改了总体部署,先进行2#墩的基坑开挖,承台施工完成后再进行1#墩的基坑开挖,桥墩等施工均可形成流水作业。
2.施工顺序及工艺流程
先进行2#墩基坑施工,待承台施工完成后,再进行1#墩基坑开挖
工艺流程:测量定位→地表水引截→基坑分级开挖→基坑支护→基坑排水→坑底清理→基坑验收→坑底处理
六、主要施工方法
1.测量放线
基坑开挖前,基坑开挖范围内的所有轴线桩和水准点都要引出施工区域以外。
用全站仪放样基坑上缘控制线及基坑底坡脚控制线,撒上白灰。将定位桩设置在开挖范围以外,以作参照。
2.引截地表水
基坑开挖前,先做好地面排水工作,在开挖范围内不得积水,并在开挖范围外周圈1m位置设置400mm~500mm高档水堰,以防雨水汇流入坑。
3.基坑分级开挖
开挖方式为分条分层开挖,基坑用挖掘机分三层开挖,两台挖掘机分工合作,一台坑下挖方倒料,另一台将坑下倒运上来的土方装车,第一层开挖深度为5.5m,1:2放坡并做加大平台,第二层开挖深度为3.5m,1:2放坡,之后人工清理。
土方开挖应按从上往下分层分段依次进行,随时做成一定的坡势,在接近坑底标高或边坡边界时应预留200mm~300mm厚的土层,用人工开挖和修整,边挖边修破,以保证不扰动土和标高符合设计要求。
4.基坑支护
开挖后边坡上先护大块石用挖掘机拍坡拍稳,在覆盖彩条布,彩条布上根据实际情况加护袋装黄土止水,由于原河道施工时,河道底处层换填部分淤泥混砂,且桥梁范围两侧渗水影响边坡稳定,因此基坑成型后,在基坑底部边坡坡脚处插设一排1m深的木桩,并在木桩靠边坡侧堆砌沙土袋进行边坡加固和阻挡流泥。大块石厚度要保证0.5m以上,稳定后方可进行下道工序施工。
5.降水排水
预计每个基坑布置集水坑2个,位置可根据现场实际情况适当调整。 准备5-8台潜水泵,用来控制基坑内水位。基坑开挖过程中做排水沟连接到集水坑,集水坑内用潜水泵抽水,水泵数量及型号根据开挖时基坑壁透水情况而定。
6.基坑清理
基坑挖好后,人工清理基底松软土层,修正边坡,铲除凸起部分,以铲为主,不能补填。
7.基坑检验
基坑挖到施工基底高程后,检查基坑平整度,放样基坑定位线及坑底轮廓线,并检验坑底标高。
8.基底处理
如基底地质不符合要求,迅速会同监理、设计、地勘等单位进行研讨,尽快进行相应的处理,避免基坑暴露时间过长。
9.质量标准
a.基坑内要有排水设施。
b.排水设施的能力宜大于渗水量的1.5~2.0倍。 c.坑壁必须稳定。 d.基底应避免超挖。 e.允许偏差及检验方法
七、施工进度计划及保证措施
1.总工期:2014年6月15日至2014年7月30日 节点工期:6月30日,完成2#墩基坑开挖施工 2.措施:
1)做好施工前的技术准备工作,预测施工过程中可能出现的技术难题,提前进行技术准备,确保施工顺利进行。
2)制定完善的材料需求计划及采购供应计划,做到供应及时。 3)加强安全和质量控制,避免因安全和质量问题引起停工、返工而导致工期延误。
4)加强信息化施工管理,及时搜集施工中可能出现的不利情况,有预见性的采取事前防范措施,以避免不必要的损失。
5)做好后勤供应和服务保障工作,在食宿、医疗、卫生和保健等各方面做好服务,给予前方大力支持,保证后方不误前方施工。 八、施工测量、监测
1.测量
施工前后,应对所要用的控制点进行校核,以保证其施工精度。施工期间控制点如遇较大的荷载时,应立即进行控制点的复测。
2.监测
1)当发现坡面位移较大时,现场应设专人24小时不间断的注意观测,发现问题及时通过相关技术方案进行处理。
2)若发现护坡情况不稳定时,应停止一切施工,迅速查明原因并制订补救方案。
3)观测要严格按时进行,不许漏测,开挖接近基坑底部时,观测人员不得离开现场。
4)距离基坑周边3H范围内的底层是受基坑开挖影响比较大的区域,改区域内主要为已安装直立式护岸圆筒,因此基坑施工过程中,需全过程对护岸已安装圆筒进行监测。 九、技术质量保证措施
1.掌握设计文件,吃透图纸,对图纸有疑问,及时与监理、业主、设计沟通。及时进行施工技术交底,防止有遗漏。
2.施工过程中技术人员全程监控、指导。 3.施工前组织专家对施工方案进行论证。
4.施工完成后,对作业范围内的杂物进行清理,保证下道工序的有利进行。
十、HSE保证措施
1.保证每日的HSE班前会制度,并严格按照业主及监理的要求,召开安全会议,开展安全教育,提高现场所有人员的安全意识。
2.施工现场应划定作业区,安设护栏并设安全标识,非作业人员不得入内。
3.施工场地应平整、坚实、无障碍物,能满足施工机具的作业要求。
4.所有设备、工具要有良好的绝缘和防水性能,绝缘电阻不得小于1M。为了防海水、大气盐雾的腐蚀,需包敷具有可靠水密的绝缘护套,且应有良好的接地。
5.基坑暴露时间不宜过长,坑底回弹增大会影响支护结构稳定性。 6.基坑周围严禁堆放材料,防止边坡失稳。
7.挖土施工速度不宜过快,防止原土层的平衡状态遭到破坏,从而造成滑坡。
8.施工过程中要时刻保持有人员、机械上下的坡道。 9.挖土要自上而下,逐层进行,严禁先挖坡脚的危险作业。 10.开挖过程中夜间应有3盏碘钨灯以上的照明,电工应日夜值班。 11.施工降水排水不可间断,施工过程中一旦停电会造成基坑被淹及支护结构的破坏,现场配备柴油发电机一台作为备用电源,保证排水的连续性。
12.现场施工单位较多,设立专人监督并负责与其他单位协调,发现问题及时通知施工人员避险。
13.遇到紧急情况要首先向项目部汇报,项目部向上级部门汇报并采取相应的应急救援措施。
十一、机械、设备、劳动力投入
1.主要施工机械投入:
2.劳动力投入:
3.主要设备、材料投入:
十二、应急预案
1.事故报告程序
事故发生后,作业人员、班组长、现场负责人、项目部安全总监等应逐级上报,并组织急救。
2.事故报告
一般顺序为现场事故知情人员、作业队、班组安全员、专职安全员。
3.现场事故应急处理
当结构系统位移量过大时,应停止开挖施工。当出现边坡失稳或坍塌现象时,应采取袋装土或其他材料反压加固坡脚,以防事态进一步恶化,并尽可能在坡顶削坡减小荷载,必要时回填压实,重新开挖。
4.应急培训和演练
应急组织及预案确定后,组长应组织所有应急人员进行应急培训,并进行分项演练,对演练效果进行评价,根据评价结果进一步完善应急预案。 十三、边坡稳定性验算 天然放坡支护
[ 基本信息 ]
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[ 放坡信息 ]
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[ 土层信息 ]
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[ 土层参数 ]
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[ 整体稳定验算 ]
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天然放坡计算条件: 计算方法:瑞典条分法 应力状态:总应力法
基坑底面以下的截止计算深度: 0.00m 基坑底面以下滑裂面搜索步长: 5.00m 条分法中的土条宽度: 0.40m 天然放坡计算结果:
安全系数大于1.3,满足要求。