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第五章 基坑挖土作业开挖方案
一 、基坑土方开挖原则
1、挖土平面走向
基坑挖土开挖各阶段总体方向详见附图《挖土平面布置图》 2、开挖原则及要求
(1)采用“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则。
(2)基坑开挖前,须对放坡区进行试开挖,检查坡区稳定情况,若遇淤泥或泥炭,可采取放缓坡度,打木桩,土钉加固土体,护坡面层改为钢筋砼面层等措施,以确保坡区稳定。以小于1:2放坡开挖土体从自然地面挖至冠梁标高,放坡卸土及做砼面层,冠梁施工。开槽开挖土体至围梁底标高,做好围梁及支撑。
(3)待围梁、支撑砼强度达到80%的标准值,以小于1:2放坡分层开挖,各层开挖深度不宜大于1.5m。挖至各区域底板底标高后在支护桩内侧10m范围内及时设好加强垫层,采用300mm厚C25砼。对分层挖掘的深度视实际挖掘时的土质情况,周边环境,作具体调整,按本工程土质情况用挖机稍处理都可做行车道路,因此尽量加深上层开挖深度,以减少下层翻土量。分层挖土的目的是减轻土体向前挤压力,上一层和下一层的距离宜长不宜短,如距离过短则失去了卸荷的作用和意义,但也不可太长,过长会增加挖机的开行距离,影响施工功效,一般在下层的小挖机把挖出的渣土能传递到上面的挖掘机,能够装车运走的位置即可。一般控制在6~8m左右,具体分层开挖示意如下开挖详图。
(4)挖坑中坑土体至设计标高,并立即设好垫层。由于本工程采用筏板基础,坑中坑相对较少,本工程主要涉及电梯井处的坑中坑开挖,坑中坑已经是支护安全余地较少位置,且运土较难。坑中坑开挖前先放出灰线,坑边周边不得堆土。大面积挖土至坑中坑位置时,放缓挖土速度,及时跟上放样,先采用ZX120挖机在站在坑内退挖,退挖到坑边后采用长臂挖机站在坑边6米外掏挖,土方翻到外侧由挖机作业组带走。余土采用人工修土,土方由塔吊吊出。
(5)挖土以机械为主,专人指挥挖机,尽量一次性分层分段开挖到底。机械挖土至设计标高后,立即进行人工修土和施工垫层,并且除基坑四周必须在12小时内完成。
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(6)在用机械挖土时必须注意,挖土深度严禁超过设计标高,不得损坏工程桩、支护桩、立柱桩、塔吊桩、围梁及支撑;为减少挖机作业对土体扰动挤压造成工程桩、立柱桩、塔吊桩偏位,采用分级放坡开挖形式,XZ120挖机开入基坑负责坑中坑土方开挖。挖土机难以作业或对群桩部位、立柱桩、塔吊桩产生不利影响的部位,由人工开挖、修土。
(7)基坑开挖后,对雨天必须慎重考虑,认真对待,视雨量大小而定,必要时必须停工。水渗透性大,对支护抗渗、临时边坡稳定有影响,下雨时表面已遭破坏的土体特别容易蓄水,含水量高的土体容易产生溜、滑、挤,加上土体吸水后,重量增加,因此对基坑的危害因素相应增大。
(8)基坑开挖做到机挖人修,“五边”施工,即边挖、边截、边铺、边浇、边砌,保证基坑土体不长期暴露,确保基坑稳定。
3、结合实际,合理统筹安排
土方施工应结合该工程特点,挖掘深度大、出土量多、场地狭小,在挖土各阶段,尤其到后期阶段挖机数量、运输车辆的多少,可根据现场实际进度和现场工作量的情况,随时递增或减少。在人员配备方面,具体施工人员可根据投入机械设备需要作出调整。
二、基坑土方开挖
1、基坑开挖挖土顺序
放坡开挖冠梁部位土体至冠梁面标高→挖地槽至冠梁底标高→设冠梁→修坑外卸土区土体,设地表砼面层及地表排水明沟及集水井→放坡开挖至一道围梁及支撑底标高→挖地槽至一道围梁及支撑底标高→设一道水平围梁及支撑→开挖至二道围梁及支撑底标高→挖地槽至二道围梁及支撑底标高→设二道水平围梁及支撑→分层放坡开挖土体至地下室底板底标高→人工边修土边设底板底垫层,并设好坑底集中排水→挖地槽至承台及地梁底标高,并立即设好垫层及砖模→设好二次围护措施,挖坑中坑土体至设计标高,并立即设好垫层和砖模→设底板处支撑板带→做基础承台、地梁及底板→拆除二道支撑→地下主体结构施工至地下一层→分层回填夯实→设地下一层处换撑措施→拆除一道支撑→地下主体结构向上施工→分层回填夯实→向上作业。
2、放线定位
按设计平面布置图,确定围护桩的位置,放出灰线,用全站仪在外围四角设立
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参照坐标点,计算出支护体系的关键控制坐标值,并对高程点标高复验。
3、第一阶段挖土
从自然地面到冠梁垫层底,冠梁外侧按设计要求放坡,冠梁内侧整体放坡,坑外设护坡、排水沟等,同时进行围护桩桩头清理的施工,及围护桩施工完成后的冠梁和运土通道钢筋砼施工,并设置基坑四周排水系统。
(1)自然地面到冠梁垫层底。
(2)4个施工作业区域,选用PC250挖机5台,向东侧及南侧出土口退挖。 (3)挖土至冠梁垫层底施工冠梁,保证工期。 (4)关键控制点
1)地质报告表明,回填杂土层较为复杂,地表水较丰富,护坡区砼面层和排水沟应及时合理设置,并安排抽水设备,及时排水。
2)在挖掘前标明桩的正确位置,挖掘时引起重视,避免碰撞。
3)按支护监测设计要求,在开挖前设立深层土体位移监测点、水平位移监测点、沉降监测点、水位监测点及周边环境监测点,并建立初始检测数据。
4)塔吊桩周围土方均匀挖除。 4、第二阶段挖土
整体从冠梁垫层底到围梁、支撑垫层底,分层分段开挖到底,同时进行围梁、支撑钢筋砼施工。
(1)冠梁垫层底到第一道围梁、支撑垫层底。
(2)4个施工作业区域,选用PC250挖机10台、PC200挖机6台,向东侧及南侧出土口退挖。
(3)挖土至围梁支撑底施工围梁支撑,保证工期。 (4)关键控制点
1)在挖掘前标明桩的正确位置,挖掘时引起重视,避免碰撞。
2)按支护监测设计要求,在开挖过程中对深层土体位移监测点、水平位移监测点、沉降监测点、水位监测点及周边环境监测点,完善过程检测数据。
3)塔吊桩周围土方均匀挖除。 5、第三阶段挖土
整体从第一道围梁、支撑垫层底到第二道围梁、支撑垫层底,分层分段开挖到底,同时进行围梁、支撑钢筋砼施工。
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(1)第一道围梁、支撑垫层底到第二道围梁、支撑垫层底。
(2)4个施工作业区域,选用PC250挖机10台、PC200挖机6台,向东侧及南侧出土口退挖。
(3)挖土至围梁支撑底施工围梁支撑,保证工期。 (4)关键控制点
1)在挖掘前标明桩的正确位置,挖掘时引起重视,避免碰撞。
2)按支护监测设计要求,在开挖过程中对深层土体位移监测点、水平位移监测点、沉降监测点、水位监测点及周边环境监测点,完善过程检测数据。
3)塔吊桩周围土方均匀挖除。 6、第四阶段挖土
(1)整体从第二道围梁、支撑梁垫层底至基坑底板垫层底开挖。
(2)选用XZ200挖机8台,PC120挖机4台,X Z60挖机3台,后期增加臂长15米XZ200C挖机1台,分成4个挖土作业班组;在各自挖土区退挖,从出土口退出(见附图)。
(3)大面积挖土深度最深9.2m,分层开挖,扇形作业,挖机逐层向中间退拢。主要分2-3个台阶开挖至基坑底,临时留坡不得大于1:2。在挖土挖至最后一层时,根据后浇带进行分区开挖。
(4)在挖土中后期,PC250挖机在中心岛末端装土,PC120挖机在坑内作业,后期XZ200C长臂挖机在出土口外侧,向基坑转换处取土装车。
(5)关键控制点
根据本工程支撑的特点,挖土应逐步按附图顺序向出土口方向慢慢退挖。要严格控制相邻开挖段的土方高差,开挖时不得留陡坡,及时做好坑内排水工作。
其中开挖坡度应根据土质变化及时调整。对于土质较差的部位开挖分层厚度不宜大于1.5m,并放大临时留坡。开挖过程中对出头立柱桩进行位移变化观察,以观察数据指导和调整土方开挖方法。
1)角支撑下挖土作业
挖机上支撑先垫500厚塘渣并铺路基箱,先采用120型挖机站在立柱上进行掏挖,支撑下土方待挖出空间后由120型挖机进入支撑下开挖,当支撑下土方挖松后,挖机不得上支撑。
2)其它重点要素
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a、在基坑土体开挖至基础底板施工结束期间,除出土口、及施工道路已考虑通车荷载外,基坑坡顶外侧四周8.0米范围内不得通车,5m以内不允许大面积堆载,局部堆载不得超过15KPa, 10m以外不得大面积堆载,局部堆载不得超过25KPa,砼泵车应停放在施工平台上或放坡线以外10m以外区域。
b、水平支撑体系砼强度应达到设计要求的砼强度标准值的80%方可开挖。 c、开挖深度不得大于1.5米,尤其在水平支撑、支撑立柱桩附近,如果挖掘过深,有可能对围护支撑体系产生不利影响。
d、角撑、对撑区域应同时对称进行,使基坑均匀受力。
e、挖土作业层面平整,不得有漏桩现象,如有高出作业面的桩,应马上分段进行凿(截)桩处理,以减轻机械及土体对桩身挤压力。
f、在支撑砼达到设计要求强度值后,在坑内设运输车辆进出通道。用挖机修整局部采用塘渣回填,具体设置位置、做法详见附图。
e、南、北两标段地块应同时开挖
6、第五阶段坑中坑开挖(实际应是第四阶段的延续,为方便表达所以假设为第五阶段,其开挖施工必须与第四阶段连续施工)
a. 坑中坑开挖前先放出灰线,坑边周边不得堆土。大面积挖土至坑中坑位置时,放缓挖土速度,先采用ZX120挖机在站在坑内退挖,退挖到坑边后采用长臂挖机站在坑边6米外掏挖,土方翻到外侧由挖机作业组带走。余土采用人工修土,土方由塔吊吊出,及时跟上放样,承台、地梁采用人工修土,砌砖胎模,然后对砖胎模周边回填,根据基坑土质情况,采用适当的放坡系数。坑槽尺寸应考虑砖胎模及粉刷的厚度,砖胎模厚度按砌筑高度小于l.0m为240,1.0~2.0m为370,2.0m以上为500设置,砖胎模内侧粉2cm厚1:3水泥砂浆。
7、出土口收土和最后挖机退场
在挖土挖至最后一层时,根据轴线进行分块开挖,最后土体开挖将近结束,先由小型挖机从四周向出土口方向收缩,在出土口停机坪配长臂挖土机直接取土,装车外运。长臂挖机有效挖土深度15米,该处余土用小型挖掘机或人工直接传到长臂挖机大斗里。最后小型挖土机由50吨汽车吊吊出基坑。
8、地下障碍物处理
施工场地原施工场地及少数地下障碍物提前进行清理。 9、凿(截)桩
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