土方、降水及护坡工程施工组织设计(大放坡+钢板桩).doc
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1、DOHA HIGHRISE OFFICE BUILDING土方、降水及护坡工程施工组织设计编制: 审核: 审定: 某某建设工程承包公司某某年10月20日目 录第一部分、编制依据4第二部分、总论5一、工程概况51、工程地理位置及建设概况52、本工程主要估算工程量53、本工程基本目标54、工程地质概况65、水文地质和空洞概况6二、工程内容概述61、所含工程内容62、其它施工内容7第三部分、方案设计概述8一、本工程主要特点、技术难点和应对措施81、工程技术难点和要点82、应对措施及解决方案8二、基坑降水方案设计9三、基坑护坡方案设计101、设计条件102、基坑周边边坡支护设计103、基坑支护施工总则
2、11四、基坑土方开挖方案设计12l、土方施工要求122、土方开挖施工顺序123、土方施工机具134、土方施工坡道布置14五、基坑位移观测方案设计141、基坑观测目的142、基坑监测内容143、监测标准及监测仪器154、监测点的布置15六、监测基本方法151、坡顶水平位移监测152、沉降观测153、水位监测164、监测周期及报告16七、主要工程量统计171、临时设施172、基坑土方173、基坑降水174、基坑支护17(1)H型钢17(2)预应力锚杆18(3)喷射混凝土支护18第四部分、施工组织设计18一、临时设施181、场地内施工道路设施182、临建设施及办公场所183、材料堆放194、施工人员
3、饮食、住所安排195、临时用电设施196、消防设施规划19二、前期准备201、施工准备202、施工测量与保护203、施工人员进场214、施工设备进场21三、施工管理211、工程项目目标222、项目管理制度233、本工程项目管理工作特点及工作重点23五、施工计划241、施工设备计划242、施工人员计划253、主要材料供应计划264、材料检验计划275、施工进度计划27六、施工技术271、施工工艺272、施工技术措施28九、基坑支护应急措施30附件1:施工进度计划表附件2:设计方案图纸附件3: 设计计算书第一部分、编制依据本工程施工组织设计是根据国际现行设计、施工规范、规程、行业标准等进行设计和编
4、制的,主要依据下列文件:1、 甲方提供的岩土工程初步勘察报告2、 甲方提供的施工图纸3、 中国、卡塔尔与英国相关规范4、 我公司企业标准、程序文件、作业指导书与成功管理经验。第二部分、总论一、工程概况1、工程地理位置及建设概况本工程位于多哈市中心,东南侧临滨海大道,距海边90m,本工程由一栋塔楼、裙楼和地下室组成,塔楼高约231m,将成为多哈市未来标志性建筑。工程占地面积约15000m2。2、本工程主要估算工程量经初步估算本工程基坑土方挖运量约25万m3,基坑护坡面积约8550m2,降水面积约14600m2。3、本工程基本目标工期目标:136天内完成基坑土方、降水、边坡支护工程。质量目标:确保
5、工程质量优良,达到设计图纸、技术规范及施工验收规范标准。安全目标:施工过程中无伤亡事故,确保基坑支护体系安全可靠,后续工程顺利施工。4、工程地质概况Hydraulic fill吹填土:上世纪70年代修路吹填而成,厚度约2m,含钙质粉砂,标贯N=439,松散密实。Natural seabed marine deposit自然海相沉积:开垦前为潮汐带。层厚0.81.5m大量贝克和小的石灰石砂砾。根据粉砂和粘土含量,细分为2层。上层为细的钙质砂,级配很差,中密;下层为粉/粘质粉土(粉砂),标贯N=512。Caprock(calcarenite)&marine sand砂质灰岩和海相砂:上层主要由弱良
6、好胶结灰质粉砂、砂组成,含完整贝克和贝克碎片,有时含灰色白云质灰岩和灰岩砂砾和卵石,厚度0.71.5m,致密。地表3.54.0m深度以下为砂和粉砂,级配差,厚度2.53.5m。因砾石含量不同,而呈非常松散致密状态。Bedrock Simsima limestone member灰岩(基岩):地表67.5m以下,总厚度1719m。细中颗粒、白浅褐色白垩结晶灰岩和白云质灰岩,含很多晶簇和不规则连通的孔洞,多被软的粉砂岩充填。该层多夹粘土层,灰岩岩性有时在水平向与垂直方向存在显著差异,导致灰岩性质变化,甚至较小的范围(水平和垂直向)强度参数变化很大。节理(枕状)构造和裂隙特征主要呈水平方向出现。Du
7、khan Alveolina limestone member灰岩:该层厚0.51.5m,特点是含化石。Midra shale页岩:隔水层,最大厚度5.2m。由黄褐褐色泥质灰岩和页岩灰岩和白云质灰岩互层。Fahahil Valates limestone member灰岩:厚0.51.5m。白色、晶质含化石灰岩(含棘皮动物等化石)。Russ formation白云质灰岩:地表29.531m以下,白、黄色,夹薄层attapulgitic 粘土,还夹白灰色含化石白云质灰岩。石膏和硬石膏的出现是该层的典型特征。(由于历史上石膏溶化,形成孔洞。)5、水文地质和空洞概况地下水:地表下1.62.95m。水
8、位受与海岸线距离和潮汐波动影响。空洞:C2孔在8.78.9m和11.511.9m处突然下落,说明地下有孔洞。二、工程内容概述1、所含工程内容1)、基坑土方;2)、基坑降水;3)、基坑边坡支护。2、其它施工内容1)、临时施工道路2)、现场办公室、水泥库、卫生间等临时房屋搭建;3)、洗车平台、沉淀池、钢筋加工厂等临时设施的施工;4)、电缆管线、排水管线埋设等。第三部分、方案设计概述一、本工程主要特点、技术难点和应对措施1、工程技术难点和要点通过具体分析,在本工程中需要解决的主要技术难点和要点如下:1)、该基坑深度14.816.5m。基坑南侧靠近滨海路,场地狭小,没有放坡空间。2)、根据工程地质勘察
9、报告,场地内地下水位于地面以下约2.0m,基坑最近处距离海边90m,地下水丰富。根据基坑涌水量计算结果可知,每天涌水量约15000m3。解决本工程的降水问题是影响工期和保证工程质量的保障。3)、本工程基坑有89m厚的岩层需要破碎,如不采用科学的方法进行管理,将会严重影响工期和进度。4)、由于本工程涉及到较多的施工工序,如基坑土方挖运、降水、边坡支护等;如何做到科学、合理地组织各工序的施工进程,使各工序能够正常、连续地进行(尤其是基坑土方挖运),将各工序的相互影响降至最低,是保证施工质量和施工工期的关键。5)、由于核心筒的施工进度将决定多哈超高层项目的总体工程进度,因此,必须优先完成核心筒土方施
10、工,以便及早开展核心筒桩基施工。为此,如何协调核心筒土方和基坑降水、护坡及其它区域的土方施工,是本工程施工部署和进度计划的重点。2、应对措施及解决方案根据上述技术难点和要点,我公司通过多次专题技术研究和方案讨论,最终确定了如下的应对措施和解决方案:1)、本基坑深14.816.5m,根据岩土工程初步勘察报告,结合相邻地区的工程施工经验分析:采用坑外和坑内二级降水,其中坑外降水井35口,坑内降水井30口,同时辅助坑内盲沟、明沟和集水坑排水体系,确保基坑土方开挖和基础施工干槽作业。2)、针对基坑东南侧靠近滨海路,场地狭小,没有放坡空间这一特点,对该侧支护形式采用H型钢+预应力锚杆施工方案,同时采用坑
11、内、坑外相结合的降水形式。3)、针对岩石破碎量较大,除调集足够的机械设备外,还要合理的布置开挖顺序和运输线路,以配合基坑支护的实施。4)、针对该工程施工工序繁多,施工工期要求紧这一特点,为了能够做到科学、合理的施工组织管理,确保在较短的施工周期内高质量地完成施工任务,首先从支护方案角度确保各工序能够合理流水,其次科学地规划了本工程各施工工序的总体安排和部署,为本工程的施工组织设计制定了宏观的总体规划。5)根据核心筒优先的原则,在组织基坑支护和土方工时,先突击核心筒和东南侧,合理安排其它区域护坡和土方施工,确保3个月内核心筒具备施工桩基的条件,同时整体工程进度满足业主要求。二、基坑降水方案设计1
12、、 基坑降水方案设计由于本场地距离海边仅90m,且基坑开挖深度较深,如何有效地将水位降至基坑以下,将直接影响到本工程基坑支护施工和基坑边坡安全。根据我公司在国内沿海地区的有关经验,经过计算分析决定本工程的基坑降水采用坑外降水井与坑内明排相结合的降水方案。具体方案如下:1、降水井为保证基坑边坡支护和土方施工能够及早投入并正常进行,在基坑外侧距离坡顶线1.5m左右布置降水井,间距18.0m,共35口。在坑内布置降水井30口基坑内布置降水井30口。1) 基坑南侧:为保证基坑边坡支护和土方施工能够及早投入并正常进行,将降水井布置在基坑外侧,井位中心距离基坑坡顶线1.5m左右。基坑南侧降水井深度为18.
13、0m,间距18m。2) 基坑东、北和西侧:采用二级降水型式,其中一级降水井布置在坡顶外1.5m,深度为12m,井间距约18m,解决基坑上部砂层部分(约标高-7.0m以上)的地下水问题。开挖进入岩层后,坑内采用明沟排水。开挖接近设计标高后,在坑内四周设置二级降水井,深3m,井间距18m。二级降水井与一级降水井一起,构成阶梯形降水系统。3)核心筒:核心筒底板标高-16.5m,其中电梯井更深达19.5m。为保证核心筒土方和基础施工,在坑内布置6口降水井,井底标高约-21.0m。该区降水井与桩基础同时施工。2、 坑内盲沟、明沟和集水坑明排水系统由于基坑临海近,岩层裂隙透水性好,水量较大,单依靠基坑外围
14、的降水设施很难彻底解决坑底岩层中的裂隙水。因此,在基坑开挖过程中,在坑内根据涌水量实际情况,设置临时明沟和集水坑。开挖到设计标高后,在基坑底部设置一定数量纵横交错的盲沟,盲沟基本平行于结构轴线,间距18m。在坑底四周设置明沟和集水坑。通过地下渗水盲沟明沟集水坑和集水井地面市政排水系统,强制疏干基坑岩层内的地下水,确保基础施工干槽作业。2、基坑降水设计主要参数1)、 降水井井身结构:降水井的井深为12.0m18.0m,井径90 cm,间距18.0m,下入钢管滤水管,滤水管外裹60目尼龙网一层,用24mm干净石屑填至地表。2)、 下泵及水位观测:按施工及单井设计要求成井后,下泵抽水,潜水泵的能力为
15、:潜水泵流量90m3/h、扬程28m。对基坑周围的降水井进行水位观测,观测地下水位的变化,为基坑开挖提供水位资料。3)、 地面排水:抽水井采用泵管将水抽至地表基坑外排水总管,基坑内的排水是由排水总管汇集到集水箱,通过二级接力把水排到地面的排水总管。排水总管将水汇集到沉淀池中,经沉淀池三级沉淀后排放到污水系统。4)、坑内排水沟和集水坑的设置:基坑开挖过程中,结合基坑开挖进程,在基坑的四周设置排水沟和集水井,作为辅助的临时排水设施。排水沟:宽0.500.60m,深0.50m,集水坑0.50.53.0m。三、基坑护坡方案设计1、设计条件根据施工现场的具体情况及有关的土层情况,本工程的支护设计是以室外
16、自然地坪标高为基准,基槽深度为设计给定的基底设计标高进行设计和计算的,地面荷载按20kPa(临时堆载距坡顶3.0m以外,汽车5.0m以外)考虑,施工工作面宽度,西、北、东三侧建筑物外墙皮距基坑支护内边缘预留0.80m左右,南侧建筑物外墙皮距基坑支护内边缘预留0.50m左右,同时根据现场实际情况,西、北、东三侧场地宽阔,地下没有管线等障碍物,有放坡空间。同时根据勘察报告以及周围在施工程现场勘探,-7.0m以下岩层裂隙、节理的发育程度不大,可以垂直裸露开挖。而南侧场地较狭小,没有放坡空间。2、基坑周边边坡支护设计通过对上述因素的认真分析和研究,决定本工程的基坑支护根据现场位置的情况,基坑支护形式为
17、:南侧-7.0m以上H型钢+预应力锚杆支护,-7.0m以下垂直裸露岩石直接开挖的基坑支护方案(1-1剖面)。基坑东、西、北侧上部-7.0m标高以上部分采用1:0.8放坡,面层土钉喷射混凝土支护。-7.0m以下岩石部分采用1:0.2放坡开挖支护方式(2-2剖面)。具体描述如下:1-1剖面 H型钢+预应力锚杆支护基坑东南侧邻近滨海大道,坡顶标高+1.30m。-7.0m以上采用H型钢+预应力锚杆支护。H型钢规格为305305mm,间距1.2m,支护高度8.3m,嵌固深度3.7m,内插8cm厚木板。在-0.70m处设一道锚杆,三桩一锚,水平间距3.6m,杆体采用2束75钢绞线,钢绞线强度1860MPa
18、。锚杆长12.0m,自由段长5m,锚固段长7m。锚杆设计内力200kN,锁定值140kN。考虑到当地地权概念强,不能留永久性障碍到红线外,因此,采用某某可拆芯预应力锚杆专利技术。在-7.5m标高设置一道可拆芯预应力锚杆,水平间距3.6m,杆体采用2束75钢绞线,钢绞线强度1860MPa。锚杆长6.0m,自由段长2.5m,锚固段长3.5m。锚杆设计内力120kN,锁定值80kN。-7.5m以下垂直裸露岩石直接开挖。2-2剖面 大放坡结合土钉喷射混凝土面层支护基坑西、北、东三侧场地较为宽阔,地面下无市政管线等地下障碍物,具备放坡条件。采用短土钉喷射混凝土面层支护,放坡比例1:0.8,采用4排打入式
19、土钉,土钉水平间距150cm,竖向排距150cm,错列布置;土钉杆体采用22螺纹钢筋制作而成。坡面铺设6.5200200钢筋网片,锚头部位设置20水平压筋,喷射混凝土平均厚度10cm,喷射混凝土强度C20。-7.0m以下岩层采用1:0.2坡度直接开挖。3、基坑支护施工总则本基坑支护施工作业中应满足如下设计要求:1)、喷射混凝土施工:绑扎钢筋网片前应根据设计要求按放坡比例将坡面清理平整,清除松散浮土及松动块状物;网片钢筋纵筋搭接后采用电焊点焊牢固;坡面铺设钢筋网片均为6.5200200;土钉全部采用22螺纹钢筋制作而成;锚头部位水平压筋均为P.O锚头与水平压筋采用直角弯筋焊接在一起;喷射混凝土粗
20、骨料采用粒径为210mm石屑,细骨料为中砂或粗砂,水泥为P.O32.5水泥。2)、H型钢桩施工:由于要穿越砂层,进入岩层,无法用液压振动设备直接打入,而需采用旋挖钻机预成孔。成孔后,栽入H钢桩,灌水泥浆,浆体强度M20,注浆高度3.7m。待浆体有一定强度后,用砂土将桩孔回填至地面,以防发生安全事故。3)、 预应力锚杆施工:预应力锚杆在砂层中成孔时采用全套管锚杆钻机成孔,成孔直径不小于150。锚杆的杆体采用75无粘结钢铰线,强度等级为1860N/mm2,锚杆注浆采用纯水泥浆,水灰比0.P.O.60,水泥采用P.O32.5水泥,锚杆均采用一次常压注浆,待锚固结石体强度达到15Mpa后,进行锚杆张拉
21、锁定。同时考虑到当地政府的要求,预应力锚杆采用可拆芯式锚杆,待基坑回填后将锚杆拆除。四、基坑土方开挖方案设计经设计计算本工程基坑土方量约:25万m3。由于基坑土方挖运量很大,且近一半的岩石量,要顺利地完成本工程土方挖运任务除必须投入大量的施工机械以外,还要科学的进行土方挖运方案的设计、合理的组织各工序的流水作业,保证基坑土方挖运工作能够基本连续进行是十分重要的,同时坡道及基坑内、外运输道路的合理设置,以及降水效果的控制,不仅有助于本项土方工程的顺利进行,而且还有助于桩基工程和地下结构施工。l、土方施工要求依据本场地施工条件,土方施工方案必须满足如下要求: 、土方施工方案必须考虑到下一道工序的连
22、续施工。 、土方的开挖步距要与支护结构相适应。 、保证核心筒处土方提前开挖。 、土方施工方案应确保收坡余土少。 、由于施工机具较多,场地内土方运输道路要设置合理。 、土方施工及外运满足环保要求。2、土方开挖施工顺序由于支护结构分步进行,相应土方施工顺序如下:(1)第一阶段土方开挖将整个基坑土方分为四部分,分别为A区、B区(B1、B2)、C区(核心筒)与D区。开挖顺序按从南向北的开挖方向进行开挖:A区B区、C区(核心筒)D区。施工中为确保基坑周边降水井的施工安全,土方开挖应略滞后于基坑外一级降水井的施工。南侧距离钢板桩约30m范围内留做施工H 型钢和第一道锚杆的工作面,A区范围土方开挖至-1.0
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