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财富中心二期写字楼工程土方降水护坡基础桩设计及施工方案

1、本次投标是根据业主提供的设计图纸，招标文件的描述，以及现场考察结果，参考现行国内规范标准，结合我公司创建多年来的各类工程建设经验、施工经验及国家、北京市有关勘察、科研、设计、施工等专业机构多年来积累的同类工程经验，并针对本工程土方挖运、基坑降水、边坡支护及基础桩工程施工重点，以业主保安全、保质量、保工期的最终要求，同时考虑后续施工的安排，经专家多次研究论证和方案比较，最终提出了我们的理解和建议以及如何组织施工的总体框架构想和具体施工方案。

2、我们的宗旨是能为业主更好地服务，如我公司中标，将在施工中进一步深化完善施工方案，实现工程“安全、优质、快速、低耗”的施工总目标。

3、目前，我公司已按本《施工组织设计》的要求，作好了相应的技术、资源准备，一旦我公司中标，即可开赴施工现场，展开施工。

4、本《施工组织设计》知识产权属于我公司桥梁盖梁施工方案，大纲全部信息未经我公司书面同意，任何机构不得自行复印和使用，如擅自使用所产生的一切后果本公司概不负责。

1、《北京财富中心二期写字楼工程》设计图纸；

2、《北京财富中心二期写字楼工程》招标文件；

3、国家及行业颁布的规范、规程：

4、国家和行业颁布的检验评定标准:

6、北京市建设工程现场管理环境保护工作基本标准(91)京建施字第126号

8、北京市文明安全工地、达标工地验评办法

9、我公司贯彻ISO9001、ISO14001、OHSAS18000标准制定的《综合管理手册》及公司管理体系的27个相关程序文件

10、我公司《施工组织设计管理办法》

11、我公司编制的北京财富中心二期工程相关概算资料

12、施工现场及周围环境情况调查记录

13、我公司收集的北京财富中心工程周边区域的地质资料

14、施工方案研讨记录

1、北京财富中心二期写字楼工程位于北京市朝阳区东三环北路23号原北京市3501厂内，东临东三环路，北邻在建京澳中心、南侧为已完工投入使用的财富中心一期工程，西侧为正在建设的财富中心二期工程中的酒店与公寓楼，该处为北京商务中心（CBD）的核心区。基础（±0.00以下）建筑面积约24300m2。

3、目前场地地势较平坦，起伏较小。场区南侧为景华街，距离本工程地下室结构外墙约43.0m，该区域西南角有变电室区，距离本基坑约14.0m，东南角为金台夕照地铁站口；场区西侧为在建二期的公寓楼和酒店裙房，其基础埋深20.0m，与本工程地下室埋深相同，其地下室外墙距离本建筑地下室西侧外墙仅150mm；北侧地下室外墙距离红线仅2.4m，红线外为街道，道路宽约20.0m；场区东侧结构外墙距红线约30.0m，北侧有一片场地，目前为二期工人宿舍区，南侧有香江国际办公楼（五层）和地下铁风亭，距离本基坑约10.0m。

4、本工程基础采用桩基础，基础桩共517根，其中主塔楼桩径1000mm桩数159根，桩长31.0m，桩径800mm桩数263根，桩长31.0m；地下室部分抗拔桩95根，桩径800mm，桩长22.5m。基础桩钢筋锚入底板1.0m。

1.5、基础工程工程量初步统计如下：

基坑降水面积：7000m2

护坡面积(土钉墙)：800m2

护坡面积（护坡桩）：5000m2

基础桩砼方量：约9100m3

土方挖运方量：约160000m3

第三节工程地质、水文地质条件

根据北京市勘察设计研究院提供的《财富中心二期岩土工程勘察报告》，场区大部分地形基本平坦，勘探钻孔孔口处标高约在38.79m~39.01m左右。根据地质勘察报告将拟建场地自地面算起支护深度范围以内地层划分为人工堆积层及第四纪沉积层两大类。各土层情况见下表。

38.79～39.01

36.60～38.08

32.59～33.81

27.12～28.31

18.70～20.78

13.59～14.91

本工程±0.00相当于绝对标高39.50m。基础埋深大部分在±0.00以下20.0米至21.50米，即深度位于地面下约21米至19米之间，局部深达26.30米。根据勘察单位提供的《财富中心二期工程岩土工程勘察报告》，地面下20米处残留有圆砾、卵石⑤层薄层外，基底基本处于第⑥大层粘性土、粉土层的顶板处（第⑥大层顶板标高18.70~20.78米），本层粘性土、粉土层的厚度约6.0m米，是本工程多层、纯地下室部分的主要地基压缩土层。

本工程拟建场区位于北京市区浅层地下水水文地质分区的Ib亚区，该区地表下勘探深度范围内实测有四层地下水，依次为台地潜水、层间潜水和第一层承压水和第二层承压水。地下水情况见下表

32.16～35.31

2003.6~2003.9

15.40～17.30

21.69～23.42

22.60～23.20

15.62～16.41

23.40～24.80

14.19～15.48

第四节本工程重点、难点

我公司根据建设方提供的相关资料，经过现场踏勘，进行了认真的分析研究，总结出以下几点：

1、本工程是北京市重点工程，地理位置重要，我方能够参与该项工程的建设深感荣幸。对此公司上下高度重视，决心将公司的丰富经验和智慧用于该项工程的建设之中。

2、工程降水面积大，含水层厚、涉及降水范围大、降水层数多、且地下含水量丰富，为确保基础施工期间干槽作业，降水需延期至满足结构施工为止，同时亦应防止因降水对周围建筑物带来危害。由于基坑内局部开挖较深，已揭穿承压水隔水顶板，鉴于承压水水头较高，有效地控制、降低地下承压水是本工程关键、重点、难点。

5、基坑周围地下各类管线较多，基坑西侧路面下为新修的各种市政管线，且埋置深度不一，管线距离基坑较近，土方开挖及基坑支护要充分考虑其安全。

6、基础桩质量要求较高，桩型较多，不同桩端标高相差大（达6.0m左右），基础桩施工工艺复杂，需先进机械、合理的规划并进行严格、周密的现场管理。

7、工程地质条件复杂，土质较差，场地人工填土厚度较厚，施工中的不可预见因素较多，施工难度大。

8、工程对环境保护要求高，施工中应严格控制噪音、扬尘、振动、遗洒等环境要素，最大限度减少污染。

土方工程确保开挖标高准确，不扰动基底土层。

降水工程确保坑底干燥、局部加深区地基安全、不对周边地面、管线和建筑物等产生危害。

护坡工程确保边坡稳定，满足后期结构施工要求。

基础桩工程保证施工达到设计要求。

确保在155日历天内完成甲方要求的工程项目。

确保达到“北京市建筑工程安全文明样板工地”标准。

防尘、防污染、防噪音、防扰民，使用环保工程材料，营造绿色施工现场。

土方工程设计主要包括基坑地下障碍物拆除、清理（除）和外运、基坑土方的开挖和外运、挖掘机配合人工清槽及肥槽回填土回运。

说明：土方开挖设计依据为招标单位提供的“北京财富中心二期写字楼工程施工图及招标文件”等招投标用资料。土方开挖首先安排开挖主楼位置以便基础桩尽早施工给结构提前插入施工提供方便。

为保证地下室结构施工，基坑开挖预留肥槽，肥槽宽度1.0m。

1.2、土方施工工程量统计

根据设计图纸计算总土方开挖外运量约16万m3（按设计槽深计，包括桩孔土方量，不包括回填土用量）。地下障碍物破除体积根据招标单位提供的图纸确定，约1100m3。

1.3、土方开挖区段划分

按照设计板底标高及基坑周边条件，土方挖运分为三个区域，主楼部分、地下室部分和地下室与地铁连接通道部分，土方开挖根据三个区域自北向南依次开挖。

1.4、土方开挖机械选型

由于挖掘对象为杂填土、素填土、粉质粘土及中砂、圆砾、卵石等，从易用、环保、高效的角度考虑，选用日立300或小松300、400液压反铲挖土机，直接进行铲挖和装载作业。计划使用挖掘机4台（其中1台带破碎锤），运土车40~50辆。

1.5、基础桩施工预留土

1.6、土方车进出车道及马道口设计

1.6.1、进出口道路

1.6.2、马道口安排

该坡道为前期土方外运通道和基础桩施工机械设备、材料运输上下基坑通道。

基础桩施工完成后进行马道收口，基坑内放置挖掘机倒土，马道口处放置一台长臂挖掘机进行收土装车。

根据现场情况，对外马道进行修复，坡道口采用草袋子装土回填，放坡1：0.75，坡面内侧采用灰土回填夯实，回填土内加筋，面层喷射混凝土。

基坑土方开挖方向主要为由北向南开挖。

先进行北侧和东侧北段护坡桩施工，在施工护坡桩的同时，进行基坑内部东侧，原有建筑地下室部分的拆除。降水井和护坡桩施工完成后再进行基坑土方开挖。

基坑土方开挖以为主楼基础桩施工创造条件为目的。土方开挖时，为锚杆施工预留作业面，基坑东侧南段及南侧为护坡桩与土钉结合方式进行支护，由土方开挖至护坡桩施工工作面后进行护坡桩施工。

挖出土方运至朝阳区楼梓庄进行消纳，运距约28Km。

该工程位于北京市东三环中路，是北京的CBD商业中心，对环保、安全、形象等要求极为严格，因此施工安排昼夜进行。由于基坑施工范围附近有居民区，为保证施工工期，应协调解决好夜间施工扰民与民扰的问题。

1.10、环境保护措施

2.1、挖土机台班生产能力

式中：QC—挖土机台班生产能力，m3/台班；

E—挖土机铲斗容积，1.60m3；

t—挖土机铲斗循环时间，30s；

Kh—挖土机挖掘铲斗满系数，1.00；

Kp—土方在铲斗中松散系数，1.20；

T—挖土机台班工作时间，8h；

η—挖土机时间利用系数，0.60;

经计算得Qc=768m3；（根据实际工作效率Qc取700m3）

4台每台班生产能力(八小时)：700m3×4台=2800m3。

2.2.1、每台班生产能力

自卸汽车有效载重量为：

式中：QX—汽车有效载重量，m3；

E—挖土机铲斗容积，1.60m3；

KH—铲斗满斗系数，1.00；

Kp—土方松散系数，1.20；

经计算Qx=10.67m3。

每装满一车所需时间按下式计算：

式中：TE—装车时间，min；

tx—挖土机作业循环一次时间，30s;

tr—汽车入换时间，20s;

经计算TE=4.33min

汽车台班运输能力按下式计算：

式中：A—汽车台班运输能力，m3;

T—汽车周转一次时间，min；

T=tz+ty+tq+tt=4.33+40+1+5=50.33min

tz—装一车所需时间，4.33min；

ty—汽车往返一次运行时间，min；

L—平均运距，20Km；

V—汽车平均运行速度，60Km/h;

tq—卸载时间，1min;

tt—调停时间，5.00min；

Qx—汽车有效载重量，10.67m3；

Kz—汽车作业时间利用系数，0.85；

经计算T=50.33min;A=86.53m3

2.2.2、自卸汽车数量

n=QcK3/AK4=700×1.10/(86.53×0.80)=11.1取12辆(每台挖土机每台班配备的自卸汽车数量)。

式中：n—自卸汽车在籍数量，辆；

Qc—每班运输量，700m3　；

K3—均衡系数，1.10；

A—台班运输能力，86.53m3；

K4—自卸汽车出车率，0.80；

经计算n=12，取12×4=48辆(施工变化在40~50之间)

3.1、清槽采用人工配合挖土机的清槽方法。

3.2、清槽时，需配合测量人员，严格控制开挖标高，以免扰动地基土层。

3.3、对于桩基施工部位清槽应待桩基施工完毕并检测合格后方可进行。

1.1、本工程降水面积约7000m2，要求降至基坑垫层底以下0.5m，水位降深较大。根据我方掌握的工程地质、水文地质资料，影响本基础工程的有三层较为复杂的地下水，其类型各不相同。

1.1.1、台地潜水层，赋存于上部第②、③层粉土层，贮水量相对较小，且分布不均匀。由于该层水渗透系数小，影响半径小，流动速度缓慢，基坑开挖时在坑壁渗出，增加了降水难度。一般可采用引渗方法将其导入下部潜水含水层。

1.1.2、层间潜水层，赋存于⑤层卵砾石层及砂层，贮水量相对较大，地层透水性好，采用常规的管井降水方法即可满足要求。采用管井对基坑范围内地下水进行围降，可以产生封闭疏干效应。

1.1.3、承压水层，赋存于⑦层卵砾石及砂层，具有较高的承压水头，贮水量大。在勘察期间部分钻孔内未能量测到地下水位。

根据本场区水文地质、工程地质情况，场区内影响本工程的地下水，水量不大，且本工程西侧为在建二期，基础埋深与本工程相同，将来与本工程对接。如本工程采用止水帷幕止水，则基坑西侧不能施工帷幕桩，无法封闭。因此，本工程降水采用大口径管井围降的方法，在基坑北、东、南三侧呈环状布置抽水管井，封闭基坑降水。同时为减少地下水流失，响应《北京市建设工程施工降水管理办法》，本工程在施工场地东侧，远离基坑布置回灌井，降抽出的地下水排入回灌井。

3.1.1、计算模型和计算参数选择

1）降水井底插入潜水层，降水可视为均质含水层潜水非完整井。

2）计算使用的水文地质参数，根据我方的附近抽水试验资料，临近区域地下水长期观测资料，考虑几年来本场区地下水变化及地下水水位的季节性变化，综合确定。

1）井深H：H＝28.00m

2）井径D＝600mm

3）井数n：n＝28眼

4）井中心距基坑上口或护坡桩桩心距离为1.00m（基坑北侧降水井根据用地红线及护坡桩位置进行调整）

5）井间距：8.00m。

6）潜水泵：扬程大于30m，泵量≥6.00m3/h

3.1.3、单井井身结构设计

井管采用外径Φ400mm的无砂砼管，每节管长950mm，壁厚50mm，孔隙率25~30%。将下端2.00m长井管作为沉砂管，沉砂管坐落于井拖上，沉砂管以上2.50m井管作为过滤管段。地面15.0m以下井管包裹一层80目塑料网以增强过滤、隔砂效果，井管上端高出自然地面0.20m，加设井盖。

井管与井孔间的环状间隙填入直径为2~3mm的小粒径石屑滤料，以起到良好的过滤作用。环隙上端1.50m段填粘土进行封闭。抽水潜水泵下入深度26.5m，抽水管采用直径1.50吋的塑料管。

排水总管采用直径150mm钢管，根据现场排水出口位置，沿降水井周边布置。为便于检修、清淤时可保持部分井继续工作，排水总管管节连接处外套橡胶管密封。排水管线坡度不小于1‰。在排水管线转角连接处、每边中部、排水管网进入市政管线接口处设置沉淀池。

为减少地下水流失，在基坑东侧设3眼回灌井，回灌井井深30.0m，井径600mm。将降水井抽出的地下水经沉淀池沉淀后，排入回灌井进行回灌。

4、周围沉降的后备处理措施

基坑降水开始的同时对基坑周围地面和临近建筑物进行严密观测，当出现异常沉降时，应立即分析发生异常沉降的原因，并尽快采取处理措施。针对本基础工程的实际情况可采取的措施如下：

4.1、采用跟踪注浆方法。沿沉降区域边缘或建筑物周边打出注浆孔，孔深根据建筑物基础埋置深度和发生压缩变形、下沉土层的位置确定。孔径120mm，孔间距约2~3m。然后向孔内注入一定配比的水泥浆。注浆设备可采用S320、BW50泥浆泵，注浆量和注浆压力根据发生沉降的实际情况和现场土层情况确定。

4.2、当基坑坡顶发生较大位移时，可采用加强支护措施进行控制，确保临近建筑不会因边破位移而发生变形、破坏。

4.3、当距基坑较远的建筑物发生均匀沉降时可采用地下水回灌的方法进行处理。即在沉降相对较大区域打出一定数量的回灌孔，下入回灌花管，管底位置拟设在⑤大层中。回灌量和注水压力根据沉降具体情况确定。

第三节基坑边坡支护设计

1.1、保证土方顺利开挖。

1.2、保证结构施工空间，使结构工程顺利施工。

1.3、保证边坡的稳定安全。

1.4、避免边坡位移过大，保证对周边环境及建（构）筑物的保护。

2、支护方案的对比、选择

针对本工程地质条件、基坑开挖深度及周边环境的特点，选择基坑支护方案时充分考虑影响边坡稳定性安全的不利因素，同时兼顾经济、高效的原则，基坑支护重点分两个部分考虑：一、基坑北侧及东侧的支护；二、基坑南侧的支护。综合分析如下：

1）、若基坑四周采用自然放坡，一则放坡部位不足，二则放坡占用场地较大，土方开挖与回填量较大，影响现场施工场地使用；

2）、若整个基坑边坡采用桩、墙类型作为支护体系，则因其成本造价高，施工工期长临安市马溪2#橡胶坝工程施工方案，施工难度大而不能作为优先方案。

3）目前用于深基坑的支护形式主要为护坡桩和喷锚。喷锚支护施工便捷、灵活多样、成本较低且可以和挖土交替进行，基本不占用工期，近些年在北京地区使用普遍且较为成功，已成为北京地区主要基坑支护方式；护坡桩刚性强，可节省场地，与预应力锚杆结合施工安全性高，结构锚杆使用可使支护结构主动受力，对坡顶位移的限制能力强，有利于上部建筑物的保护，但是造价相对较高。

根据现场实际情况，结合我公司多年的施工经验，从技术上结合以上两种支护方式的优点，本着安全、经济的原则，现对基坑边坡提出如下支护方案：

2.2.4、基坑西侧与财富中心二期相接，且基础埋深基本相同，因此，在本次基坑开挖时，本侧不需进行边坡支护。

2.2.5、在基坑内还存在局部加深部位，例如电梯井、积水坑等，此处按照建筑设计进行放坡。必要时可以采取插筋挂网进行边坡处理。

2.3、后期马道所在边坡的支护

土方施工采用内外结合马道，外马道两侧边坡采用锚喷支护。

支护体系如与实际情况有出入，待施工时，我方将依据现场情况GB51108-2015 尾矿库在线安全检测系统工程技术规范，详细定位，并依据确切尺寸对本方案随时作出相应地调整。