1、土方开挖回填施工方案设计天津医科大学空港国际医院一期土方开挖回填施工方案 编制： 审核： 审批： 发布日期： 2012年7月24日 执行日期：2012年7月30日中建五局第三建设有限公司编制依据1基坑支护设计图纸天津医科大学空港国际医院一期工程基坑支护设计图纸及设计总说明。2地质勘查报告天津保税区投资有限公司空港国际医院岩土工程勘察报告，工号：K2010-0400 ，勘察号：2010-652；天津保税区投资有限公司空港国际医院岩土工程勘察报告补充资料 工号：K2010-0400 勘察号：2011-3121.3 有关国家及地方的规范、规程建筑基坑支护技术规程 (JGJ120-99)建筑工程施工质
2、量验收统一标准 GB50300-2001建筑基坑工程监测技术规范 GB50497-2009国家一、二等水准测量规范 （GB12897-2006）建筑变形测量规范 （JGJ/T8-2007）地基与基础工程及验收规范 （GBJ50202-2002）天津市加强建筑工程变形观测控制的规定（建质安管1999529号文件）工程测量规范 （GB50026-2007）危险性较大的分部分项工程安全管理办法(建质【2009】87号)天津市建设工程重大危险源管理办法(建质安总【2012】11号文件)第一章 工程概况1 工程概述本工程地下一层，地下室建筑面积23965m2，基础形式为桩承台筏板，自然地坪标高为-0.3
3、50m，基础底标高不等，底板底标高有-6.95m、-7.05m、-7.3m、-7.5m，承台底标高有-7.3m、-7.5m，土方工程开挖深度约7m,相当于大沽标高-3.25m，最大挖土深度达9.5m(局部集水坑部位)，基坑挖土面积约35000，挖土方量约250000m3。2 工程地质条件概述本工程场地土为中软土，场地属类场地，该场地原为耕地，局部分布沟坑，后经填垫整平至现地坪，现为荒地，地势较平坦，仅局部受修路堆土影响，标高有所起伏。场地自然标高约-0.35m。场地埋深约3.0011.0m段以淤泥、淤泥质粘土（2）和全新统中组海相沉积层淤泥质粘土（6a）为主，主要分布于场地南侧，局部厚度较大，
4、根据勘查报告内容，本工程的特殊土为人工填土和软土，人工土为杂填土(1a)和素土(1b)，埋深位于5m以上，位于本工程的开挖范围内，基坑开挖后将全部清除，对工程整体稳定性无影响；其中软土主要分布在场地南侧，但从现场的开挖情况来看，土质比较稳定，无异常现象。本场地地势比较平坦，地基土分布较均匀稳定，同时场地及周边不存在影响场地整体稳定性的不良地质作用，属于稳定场地。3 周围环境情况本工程场地周围均为空地，周边运输除南侧东六道未修通，北侧东五道和西侧规划支路道路畅通，东侧临近河道，且周边已开通的道路离施工现场比较远，路面的动荷载对基坑的边坡支护不产生任何影响，总体周边环境良好，周边无建筑物，且场地内
5、地下无管线或障碍物。4 基坑周边情况基坑现已浇筑好施工便道，施工便道宽6m，施工便道离基坑上口距离最宽处为5500mm，最窄处为为500mm,其中靠东六道方向在施工便道的外侧已近修建好一个钢筋加工棚、一个木工加工棚、一处临时板房和一个水池，其中临时板房和水池里离基坑上口距离比较远，有10m左右；靠环河东路方向已修建好一个钢筋加工棚，靠东五道方向已修建好一个钢筋加工棚和一个木工加工棚。施工场地西边为指定堆土地点，距离基坑上口200m左右，对基坑的安全和稳定性不会造成任何影响。具体情况详见附件一：基坑周边情况平面图。其中东六道方向和环河东路方向的施工便道不会有载重车通过，整个土方施工期间土方车辆的
6、交通路线不通过已施工完毕的砼施工便道进行组织。设计对基坑周边的荷载要求：1）坑边施工荷载:坑边6m范围内施工荷载5.0KPa，严禁超载。距坑边6m-11m范围内施工荷载15.0KPa，严禁超载。距坑边11m范围以外施工荷载30.0KPa，严禁超载。2）放坡平台处严禁堆载。5 基坑支护设计概述本工程基坑支护采用支护+大放坡形式，基坑底部设置双排水泥搅拌桩，采用钢筋砼灌注桩、钢板桩进支护，并辅以大口井降水方式。水泥搅拌桩采用双轴7001000，坡面最后由人工清理干净并及时挂网(双向4200)后喷射60mm厚C20细石砼；钢板桩采用40b工字钢，桩长12m，桩间距500mm，桩底标高-16.450m
7、；灌注桩700mm，支撑钢管500mm，混凝土强度等级C30。 环河东路方向采用此支护方式环河东路方向除外采用此支护方式钢筋混凝土灌注桩+内支撑部位(共同沟处)6 水文地质条件本工程浅层地下水主要为潜水，静止水位埋深0.601.20m，相当于大沽标高2.842.76m。初见水位埋深1.603.20m，相当于标高1.670.94m。静止水位埋深0.702.00m，相当于标高2.571.87m。表层地下水属潜水类型，主要由大气降水补给，以蒸发形式排泄，水位随季节有所变化。一般年变幅在0.501.00m左右。根据场地地形勘察期间地下水位观测值，并结合天津地区地下水位变化幅度，本场地抗浮设计水位可按室
8、外整平地面标高减去0.50m考虑。7 基坑工程的难点、重点和关键点7.1 土方开挖量大，正处于雨水季节。本工程基坑面积约35000，基坑长度最长约260m，宽度最宽约200m，大面开挖至-7.7m、-7.5m、-7.25m。土方开挖量约25万m3，属于大面积基坑，需合理分层分区组织流水施工，使用有经验、有实力的土方开挖专业队伍，组织大型反铲、长臂反铲、小型反铲、自卸汽车等多种机械设备进行施工。在开挖过程中，正处于雨水季节，给土方施工和基坑施工带来了诸多不便。7.2 面临的挑战比较多由于现场基本以软弱土质为主，能承载的压力比较小车辆容易陷入土层中，需要修筑临时便道方能形成有效的交通；一方面由于合
9、同工期非常紧张；另一个方面正处于雨水季节，给土方的开挖、交通的组织、降排水工作的开展都是一个挑战7.3 开挖范围内工程桩密集，降水井个数量多由于现场地下室前期施工了密集的工程桩，且工程桩的高低不一，为了保护好工程桩，便于后期的施工，需要对工程桩进行有效的保护，这势必造成土方的开挖难度，另外在土方开挖期间应确保地下水位在开挖面以下，这样必须保证降水设施的正常运转和使用，所以必须采取有效措施保护好现场的降水井，这样也给土方的开挖带来了不利的影响。为了解决此类问题，必须布置合理的运输路线，土方开挖前制定具体的方案和措施，才能保证土方的顺利开挖。7.4 安全文明施工要求高由于本工程为空港经济区本年度重
10、点工程，受各方领导关注度较高，土方施工期间会对周边道路产生污染，给施工现场的形象会造成不利的影响，为确保安全文明施工，必须制定专门有针对性的文明施工措施，增加这方面的投入。第二章 土方开挖方案1 施工组织机构、人员配置及职责根据业主的要求和自身的施工能力，本着结构合理、精干高效的原则，我公司将选择综合素质高、具有丰富同类工程施工经验的公司骨干组成天津医科大学空港国际医院一期工程项目经理部，实行项目经理负责制，项目班子在公司的直接监督与指导下，履行施工总承包的权利和义务，代表法人全面履约，负责工程的计划、组织、指挥、协调和控制。项目管理组织机构2 资源配置计划2.1 劳动力配置计划劳动力计划表序
11、 号工种名称人数备 注1挖土机司机12人负责土方挖掘机的操作2自卸汽车司机80人负责土方外运3清槽工60人开挖配合和后期清底4砼工20人帽梁、护坡施工5木工5人帽梁施工6钢筋工10人帽梁、护坡施工7架子工5人搭设防护8破桩工10人桩头破除9电 工1人布线10杂工10人现场清洁2.2 测量仪器配置计划测量仪器表名 称型 号数量用 途精 度全站仪苏州一光2平面控制网的测设闭合导线；楼层、钢结构的测量放线。角度测量精度1距离测量精度(1mm+2ppm.D)水准仪DZS3-14标高抄测0.7 mm精准水准仪AL132-C3沉降观测、基坑监测0.3 mm激光经纬仪J2JDE1角度测量、轴线垂直引测2钢卷
12、尺50m2标高传递、量距1级电子水位计SWJ-11水位监测分辨率为1mm2.3 施工机械配置计划主要施工机械设备表序 号设 备 名 称规 格、型号台数备 注1挖土机PC2008台2挖土机PC606台3推土机T601台4自卸汽车20m340辆5钢卷尺50m2把6水枪高压2支3 开挖前的准备3.1 技术准备(1) 根据施工图、地质报告在正式开工前完成土方开挖方案的编制工作并通过专家论证。(2) 技术负责人应组织技术人员、现场施工人员进行土方开挖方案交底和技术交底，进行质量、安全和文明施工教育。3.2 现场准备(1)施工现场临时道路铺设400厚渣土，宽6m。根据本工程施工现场周边的地理位置和现场实际
13、情况，将东五道北侧3#大门作为土方运输车辆进出道路，且水电接到指定地点。(2)与甲方履行正规的测量基准点资料和桩点的交接手续，设置测量控制点，与现场监理人员和甲方现场代表共同对开挖控制线进行验收，测定开挖边线与桩位，并控制点应不受施工影响。(3) 摸清施工障碍物，尤其要摸清地下施工障碍物，以便采取措施，防止发生施工事故。(4) 保证现场降水设施的运行，地下水降低至坑底以下1m时方可进行土方开挖。(5) 开挖前要求监测单位作好场地周边道路的初始监测，并在开挖期间定时实施监测。(6) 土方开挖前，作好基坑位移等的初始值测定。(7) 土方开挖前作好相关城市管理部门工作，办理好渣土运输等相关手续，保证
14、土方开挖顺利进行。(8) 土方开挖前施工完成3#大门口处的洗车槽，并配备高压水枪，具备冲洗条件。3#大门出临时洗车槽平面示意图3.3土方试开挖根据设计要求，在土方正式开挖前应进行试开挖，在试开挖取得了准确的现场数据后，对开挖方案进行讨论并确定后才能进行正式开挖，根据设计图纸的要求并结合现场的实际情况，以及我公司在空港多年的施工经验，试开挖采取以下步骤进行：沿轴方向由东向西开挖；每段开挖长度不大于10米，机械挖至离土层设计标高30cm左右后采用人工和PC60型小型挖掘机开挖进行清槽。随挖随打垫层，位移稳定后，再做下一段施工。每段施工按下述监测方法与结果循序进行。试挖段长度不小于50m。根据试挖段
15、结果，调整大面积施工方式；试开挖段坑内应考虑反压土对边坡的影响，故开槽边线距离坡底边线必须大于40m；保证足够数量的监测点：坡顶、钢板桩、坡底搅拌桩、坑内工程桩；提高监测频率（试开挖期间：1-2次/d）；坡顶道路严禁行走钢筋运输车、混凝土罐车等重荷载车辆；坡顶四周地面做硬化处理，防止坑外土体遇水软化；针对雨季施工可能遇到的问题，须提前准备机械设备，以备不测；一旦监测数据异常，应立即停止开挖，采取迅速回填等应急措施。试开挖示意图（纵向距离不大于10m）试开挖放坡尺寸3.4土方开挖整体部署试开挖段施工完成后，根据设计单位对试开挖段的分析结果进行后续土方开挖施工。施工顺序：放线定位挖土方（层厚2.5
16、米）（坑壁一级坡）细石混凝土护坡挖土方（层厚2.5米）（坑壁二级坡）钢板桩施工细石混凝土护坡挖土方（层厚2.3米）(坑壁三级坡)挖土方（基坑中部）人工清槽垫层施工验槽。土方的整体开挖施工顺序和开挖尺寸如下图，机械挖至离土层设计标高30cm左右后采用人工开挖进行清槽。从现在的试开挖情况来看，基坑的稳定情况是非常好的，边坡支护的稳定性情况也是非常好的，没有出现异常情况，证明试开挖的放坡尺寸和支护形式也是稳定可靠的，项目部决定采用此种方式进行大面积的大开挖。正式开挖平面示意图3.5施工测量3.5.1测量准备针对本工程占地面积大、施工场地比较开阔、土方开挖量比较大、标高和轴线分布比较密集、地下室工程桩
17、数量比较多的特点，应进行充分的施工测量准备工作，施工测量的准备工作主要包括一下内容：(1) 正式施工前对所用仪器进行检测校核，保证仪器读数的精确性和准确性。(2) 熟悉施工图纸，对施工测量人员进行施工图纸的交底和施工方案的交底，并督促其对施工图纸上的内容进行充分的了解和熟悉。（3）对测量放线方案进行仔细对比和分析，找出最佳的施工测量放线方法，以保证施工测量的准确性和可靠性。3.5.2 平面控制网的建立(1) 平面控制应先从整体考虑，遵循先整体、后局部，高精度控制低精度的原则。布设平面控制网要根据施工总平面图，现场施工平面布置图；桩位必须用混凝土保护，地面以上设醒目的围护栏杆，并用红油漆作好测量
18、标记；控制桩保护见下图。控制桩保护示意图(2) 一级平面控制网测设本工程平面控制网分两级测设，一级为平面控制网，二级控制网为建筑物轴线控制网。一级平面控制网的建立以业主提供的控制点为基准，采用全站仪极坐标法与交会测量相结合测设，平面控制网共布设7个基准点分别为BM1BM7控制点。二级控制网依据一级平面总控制网采用直角坐标法和极坐标法来测设主楼建筑物的控制轴线，见图。一级平面控制网(3) 基坑开挖线的测设首先依据场区平面轴线控制桩和基础开挖平面图，测放出基槽开挖上口线及中间放坡平台线和下口线，并用白石灰撒出，开挖过程中随时复核各开挖线之间的间距，保证坡度的准确性。当基槽开挖到接近槽底设计标高时，
19、用经纬仪分别投测出基槽边线和各集水坑控制轴线，并打控制桩指导开挖。建筑物外轴线控制网承台轴线投测3.5.3 高程控制网的建立高程控制网的建立是根据业主提供的由测绘部门测设的水准点，由我方测量工程师采用0.3mm级精度精密水准仪对测绘部门所测设的水准点进行复测检查，校测合格后，测设一条附合水准路线，联测场区平面控制点，以此作为保证施工竖向精度控制的首要条件。在向基坑内引测标高时，首先联测高程控制网点。经联测确认无误后，方可向基坑内引测所需的标高。在土方开挖即将挖到设计底标高时，测量人员要对开挖深度进行实时测量，即以引测到基坑的标高基准点为依据，使用水准仪抄测出挖土标高，并撒出白灰点指导清土人员按
20、设计标高清土。3.6 钢板桩施工钢板桩施工的工艺流程如下：二级坡土方开挖完成定位放线安装打设钢板桩。(1) 钢板桩采用I40b钢桩（间距500mm），桩长为12m。钢板桩的机械性能和尺寸应符合要求。经过整修或焊接后的钢板桩，堆存、搬运、起吊时应防止由于自重而引起的变形与损坏。(2) 在打钢板桩的过程中，应随即检查其平面位置是否正确，桩身是否垂直，如发现倾斜（不论是前后倾斜或左右倾斜）应立即纠正或拔起重打。钢板桩采用振动等方法下沉。开始沉桩时宜用自重下沉，待桩身有足够稳定后再采用振动下沉。打桩机械采用PC200型挖掘机配DZ45A型振动沉拔桩锤。(3) 钢桩应在场地平整到设计标高后开始施工。(4
21、) 钢板桩的施工允许偏差：H桩沉桩的垂直度控制在1.5%。(5) 钢板桩拔除时，空隙应及时用水泥浆或中粗砂充填密实。3.7钢梁和冠梁的施工钢梁是在支护钢板桩施工完毕之后进行的对钢板桩进行整体加固的一种措施；冠梁是指在共同沟部位在钢筋砼灌注支护桩施工完毕之后对灌注桩进行整体加固的一种措施。钢梁在钢板支护桩施工完毕之后可接着施工，冠梁在灌注钢筋砼支护桩施工完毕后可接着施工，但要在砼强度达到设计强度的80%后方可进行土方开挖。3.8 土方开挖施工本工程土方开挖采用机械开挖，并采用全密封环保自卸汽车外运至指定地点。在土方开挖时，开挖至距底部30cm处，承台可先挖一浅沟，距底部约30cm，再由人工配合P
22、C60小型挖掘机挖至底部。(3) 施工流程第一级边坡:边坡第一级土方开挖示意图(分段长度不得超过10m)第一级土为自然地面至标高-2.850m处，第一级土方开挖前将施工区域内障碍物清除和处理完毕后方可进行第一级土开挖。开挖时严格控制挖土标高，施工管理人员应随挖随测标高，严防超挖现象的发生，并立即沿基坑边搭设1.2高钢管防护。第二级边坡:边坡第二级土方开挖示意图(分段长度不得超过10m)第二级土为-2.850m-5.350m土方，当挖至-5.350m处，立即进行钢板桩施工。开挖时严格控制挖土标高，施工管理人员应随挖随测标高，严防超挖现象的发生。第三级边坡:边坡第三级土方开挖示意图(分段长度不得超
23、过10m)第三级边坡为钢板桩顶标高至基坑底，第三级边坡开挖完成后，即可组织一定数量挖土机退挖(如下图所示)，坑底保留300mm厚土采用人工配合PC60小型挖掘机进行清槽。根据设计放坡等相关参数和实际情况，对动土坡的形式设计如下图所示，退挖分两级放坡，一级坡深度为5m，放坡角度为60度，二级坡深度为2.35m，放坡角度为45度，退台宽度为5m，经试开挖并确认可行后进行施工；土方退挖剖示意图3.9 土方开挖施工要点(1)机械开挖分层进行，严禁一次透底，防止主、被动土压力严重不平衡对基坑安全造成风险。(2)开挖灌注桩支护深基坑前，要先以桩身砼7天抗压强度为依据，对土方开挖时砼的强度进行换算，达到80
24、%设计强度后方可开挖。(3)值班人员必须对挖土机机手详细交底工程桩、支护桩位置，值班员要跟机作业，时刻指出桩位，提醒机手不要触碰桩。开挖时机械不得碰撞围护桩、工程桩。(4)大雨天停止作业，大雨、暴雨过后一天内亦暂停施工，加班抽水。(5) 土方开挖期间坡顶道路严禁行走钢筋运输车、混凝土罐车等重荷载车辆；4 编制各流程土方施工机械设备的配备数量、型号及进度计划等4.1 土方开挖施工进度计划土方开挖分为二个阶段，即门诊楼和住院部为第一阶段，医技楼为第二阶段，整体开挖顺序见正式开挖示意图，具体工期进度计划如下：开挖阶段开挖区域工期第一阶段门诊楼、住院部5.18-7.5第二阶段医技楼7.1-7.154.
25、2 土方开挖机械设备配置本工程土方总量约25.3万方，总工期为59天，其中第一阶段土方量为16万方，第二阶段土方量为9.3 万方，为实现总工期目标，根据现场实际情况需配置足够数量的挖掘机和运输车辆，挖掘机功效按1000立方/天考虑，运输车按200立方/天考虑，各阶段机械设备配置如下：第一阶段需配置9台台斗容1.5m3的反铲挖掘机，45辆运输车；第二阶段需配置7台台斗容1.5m3的反铲挖掘机，35辆运输车；5 对工程桩的保护措施根据桩基单位所提供资料，本工程部分工程桩在施工过程中出现欠送的情况且欠送长短不一，在开挖之前应逐一向施工人员交底，并且采用以下的保护措施：1）在土方开挖阶段安排专人负责工
26、程桩位置的确定，在开挖机械进行最后阶段的开挖时，在开挖的的区域内采取彩旗标注的方式提醒开挖司机，即在工程桩的具体位置插上一面小彩旗，引导司机避开工程桩的位置。2）针对工程桩桩顶标高高出设计标高的桩，在土方进行大开挖的时候应确定其具体的位置，并对司机进行交底，过程中作出醒目的标识。在进行土方清槽之前，将这些桩提前截除，以保证后期清槽大面积的进行。6 深基坑电梯井、集水井、下返承台开挖方法首先根据控制点将坑中坑的坡顶边线和坡脚边线放出，并放出该范围内的桩基用白灰标识，电梯井等局部深坑位置开挖方法视土质情况，如可行则直接按图示1:1尺寸向下开挖，如土质不佳，易塌方，则在坑中坑坡顶边线外围50cm处先
27、打钢板桩，采取钢板桩支护，然后再向下开挖。第三章 降水方案1 降水施工方案1.1 降水设计方案(1)基坑设置161口管井作为降水井，以排出基坑内水并将水位降至坑底以下1.0m;降水井采用400mm无砂水泥管,外围20cm厚等粒径碎石和无纺布，其透水直径800mm，井深8m（坑外降水井）、10m（二级放坡平台处），12m（坑内）。 (2)现场需要备有注浆设备等，出现渗漏时，应及时堵漏。 (3)沿坑底做盲沟，随挖随填，与降水井形成降、排水系统，沟宽300mm，深300mm，沟内填等粒径碎石，盲沟距支护桩边不小于50cm。 (4)坑上周边搅拌桩外设截水沟，防止地表水侵槽。1.2 降水施工方案(1)施
28、工流程设备进场井点定位管井施工洗井试抽水开始降水(2)施工方法1）管井定位：根据轴线控制点，用经纬仪定位，其位置要避开基础梁、柱、墙。2）成孔：钻机就位后要平整稳固确保在施工工程中不发生倾斜移动，孔率应小于1。3）安装管井：井管采用无砂混凝土滤水管，连接要采取有效措施，使其紧密牢固，防止井管错位，造成漏泥。井管安装完成后，向孔外侧填200mm厚米石滤料。上部井壁与土壁间用1-3.15cm石子填充。4）洗井：管井安装后，立即抽水洗井，防止时间闲置，使滤管堵塞。5）试抽水：洗井12-24h后留出清水，此时即可连续抽水后停滞。如果较混浊，泥砂含量大，应查找原因。2 降水井点平面布置图、排水系统组织平
29、面布置图根据设计方案，降水井点的布置详见附件二附件二：降水井点平面布置图。排水系统由降水井、基坑底部四周盲沟、基坑顶部四周排水沟、集水井以及市政排水口组成，详见附件三。附件三：排水系统组织平面布置图3 降水井、观测井的数量、井径、深度、井的剖面图根据设计图纸，本工程采用的施工降水井如下：井位置数量(口)井深度(m)井径坑内降水管井8012m400边坡降水管井4010m400坑外降水井418m400降水井主要以坑内降水井为主，井的间距约为20m，降水井的剖面图详见下图所示：4 盲沟、集水井的位置、尺寸及构造做法在基坑顶面四周应设置排水沟，此排水沟可兼做截水沟，防止地面水流入基坑，排水沟尺寸500
30、*500，构造做法如下图所示：基坑开挖至坑底标高后，应沿基坑周边作等粒径碎石盲沟，要求盲沟距离坑边500mm，随挖随填，具体尺寸为300*300mm，与降水井相连组成排降水系统。盲沟构造做法如下图所示：在基坑的四周还需设置集水井，与排水沟和盲沟共同构成排水系统。水经过排水沟和盲沟流至集水井，再经过集水井中的潜水泵抽送至市政管网，排出场外，集水坑设置的原则为：基坑的边角、每隔50m设置一个。集水井尺寸为1m*1m*1m，侧壁采用砖砌(240厚)，内壁1:2防水砂浆抹面。集水井的构造做法如下图所示：5 降水的时间、水泵的型号根据设计要求，降水井需提前完成，并降水至基底标高1m以下方可进行基坑的土方开挖，降水应持续进行。根据施工总进度计划，降水从2012年4月20日开始，已经持续降水直到现在，中间没有间断过。潜水泵为三相多级潜水泵，型号为Q6-48/3-1.5，即流量为6m3/小时，扬程为48m，功率为1.5KW。潜水泵的数量应按多出降水井数量8-1
