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万海金地大厦工程消防水池基坑开挖施工方案

万海金地大厦工程消防水池

建设单位：华纳万海建筑股份有限公司

烟道拆除施工方案监理单位：中铁工程建设监理有限公司

设计单位：山东信诚建筑规划设计有限公司

施工单位：东营大辉建筑安装工程有限公司

工程名称：万海金地大厦工程消防水池

工程地址：本工程位于千佛山路西侧，广利河以南

施工单位：东营大辉建筑安装工程有限公司

设计单位：山东信诚建筑规划设计有限公司

监理单位：中铁工程建设监理有限公司

建设单位：华纳万海建筑股份有限公司

本方案为万海金地大厦工程消防水池基坑开挖施工方案

消防水池位于施工现场东侧，剪力墙壁离现有建筑物距离5m，埋于室外场地下面，基坑宽14m，长为28m。开挖实际深度为4.1m。局部为5.4米。池体抗渗混凝土强度等级为C30,混凝土抗渗等级为P6。土方开挖总方量约为1700立方米。因地下水位较高且施工期临近雨季，为保证基坑土方安全施工，防止塌方、滑坡。根据现场实际情况采用大开挖。边坡底部1.5米采用沙袋护坡。基坑底部随时做好明沟（盲沟）及集水井，向外排水使坑内排水畅通，保持基坑内无积水。

本工程位于千佛山路西侧，广利河以南，新建消防水池壁距离西侧现建筑物仅5m，根据现场勘察及现场实际情况，拟建场地可用施工范围较小，北侧有地源热泵管道，东侧为现场临时配电房，南侧为万海金地大厦工程施工现场主要临时施工道路。施工时应根据实际情况决定施工方案。开挖深度范围内土质条件不良，土体自立性较差；本工程在基坑开挖深度范围内为粉质粘土，属孔隙潜水，排水及支护措施是基坑施工的关键。

3、《建筑地基基础设计规范》

4、《建筑基坑支护技术规程》

5、建设部颁发的《建设工程施工现场管理规定》

6、《建筑施工安全检查标准》。

第三章、基坑排水及支护设计概况

1、基坑支护方案的确定:

从安全、技术、环境、经济及施工等各方面考虑，综合分析根据建筑物位置、土质条件、基础开挖深度及周围环境等多种因素，因地下水位较高且施工期临近雨季，为保证开挖土方施工安全，防止塌方、滑坡。根据现场实际情况确定本工程的基坑采用大放坡进行开挖，东侧原有临时配电房部分直接采用钢板桩支护措施防止临时配电房基础下陷。西立面是现有工程人防侧壁不做基坑壁防护，其余立面均做钢板桩支护基坑开挖时，应在基坑底部做好明沟（盲沟）及集水井。基坑周边严禁堆放回填土。机械挖土施工时基底预留200mm人工清理，避免扰动基底原状土。开挖至坑底设计标高后，应及时组织验收，进行基础施工。本工程基坑主要为坑壁土的侧向挤压变形问题。基坑开挖前应作好系统的开挖监控方案。基坑开挖时，应进行有效的监测并考虑周全的应急措施。

2、坑外排水：在离基坑边800mm处四周设基坑边界周围地面设200*120砖砌挡土墙，外侧水泥砂浆抹灰，避免地表水进入坑内，冲刷坑壁。

3、坑内排水：基坑排水采用明沟及集水井。向外排水使坑内排水畅通，保持基底作业面无积水。

监测内容有土体的水平位移、沉降、周边建筑物沉降等,

土方开挖根据本工程的场地情况、功能布局、结构特点土方施工由西向东，由北向南。其土方边挖边由挖土机装车运走。挖出土方除留出部分回填土外其余部分全部外排。

土方开挖过程中应由技术负责人进行技术交底（如标高、轴线、放坡、深度、排水的集水坑、安全问题、工期等），并作记录，开挖时必须有技术人员在现场监控，及时处理，纠正不合理的施工工序，确保土方工程的安全施工。土方开挖过程中应有技术人员现场指挥，确保不超挖，坑底预留200mm人工清槽。严格控制基坑的标高，留有200㎜时，应组织设计单位、地勘单位、监理单位、建设单位及相关部门技术人员到场检查验收，经各方检查合格后，方可进行下一道工序的施工。

三、施工机械配备和劳动力组织

本工程施工人员26人，项目管理人员6人，相应配备一个管理班子，同时备足相应的机械、设备，以满足工程需要。

第五章、施工方案和技术措施

本工程基坑内排水采用明沟（盲沟）和集水井排水。

1）基坑开挖时，从基坑的一端有顺序的开挖到另一端。

2）施工时，沿周边设置明沟，基坑的一端开挖至标高后，就立即挖明沟。建筑物四角及长边中部各设一个集水井，使地下水汇流于集水井内，用水泵将水抽出基坑外。

3）排水明沟尺寸为：400×400。水沟设有1∶0.5或1：0.8的边坡。排水沟具有0.3%的纵坡，使水流不致阻滞而淤塞。随挖土随加深排水沟和集水井，保持水流畅通。基坑中间垫层下部采用盲沟排水，盲沟内用毛石堆砌，上部用防水卷材覆盖

明沟，钢板桩、沙袋及集水井布置图

5）抽水设备采用采用WQ50型号电动潜污泵，出水管径为50mm，Q=15m³/h，扬程：15m，功率：2.2kw。四用两备，共计6台。

（1）认真阅读设计图纸，对图纸中的不解问题及时与设计单位联系，根据总图进行测量定位，放出轴线桩及水准点。

（2）根据设计的基坑围护图纸，核对平面尺寸和地面及坑底标高，特别是放坡的尺寸及位置，图纸之间有无错误及矛盾，掌握设计内容及各项技术要求，对图纸进行三审（项目部审查汇总，公司总工组织有关人员进行联审，业主组织图纸会审）。根据基坑支护设计方案，现场勘察、了解场地地形地貌、周边环境、地质情况、地下管网及障碍物、场地供水、供电情况及运输道路条件，查清场地周围管线性质、平面位置及埋设深度。

（3）根据施工图纸及轴线桩，放出基坑开挖灰线并根据图纸内容明确各专业工序间的配合关系和施工流程，排出施工工期，并向参加施工人员进行层层施工技术及安全技术交底。

2、测量放线及测量桩点的保护

（1）全面调查基坑范围内的地上、地下障碍物，制订切实可行的排障计划和处理方案。

（2）根据建设单位提供的建筑红线、控制点、水准点和施工图纸，进行开挖测量放线工作，设置测量控制网。基坑开挖范围内所有轴线桩、水准点都要引出机械施工活动区以外和围墙上，并加以保护。

（3）根据轴线桩、支护施工图纸，测放桩位和基坑开挖边线，并加以保护。

3、劳动力的组织准备工作

土方开挖是分层分步开挖，同时根据设计要求，预留200mm土方采用人工挖土、修整并运送到挖机工作半径内装车外运，人工挖土工程量较大，劳动力的组织配备必须满足工程进度的需要。

根据本工程的实际情况，由于土方量较少，且可一次开挖至基坑底部。机械选择如下

自卸车6辆，同时视运距及时调整。

同时为了确保土方外运工作的顺利进行，保证工程挖土的进度、质量，土方施工时必须配备足够的现场管理人员，必须到场组织施工。

（2）土方开挖顺序如下：

基坑挖运方法，由西向东由北向南方向开挖基坑，南侧作为挖掘机和车辆进出口通道。进行退步式土方大清运。留够足够回填土时，其余土方外运。

开挖采用自然放坡，按照1：0.8放坡，局部较深处采用二次放坡开挖。基坑最深处为5.4米，机械开挖一次开挖到底部，预留200mm土采用人工挖土，挖土严禁超挖。基坑底部尺寸，按建筑物垫层外边尺寸每边多留出1.2米施工面。集水井部位施工面加大至1.5米。

人工挖至基底标高后，及时用白灰在基坑内撒出吸水坑边坡白灰线。人工修理边坡，用人工挖出后，运至机械挖到的地方，以便及时的用机械挖走。

严格控制基槽（坑）的标高和轴线位置，及时检查槽（坑）的宽度，以此修整槽边。最后清槽底土方。

根据以上情况及总体工期安排，结合我项目部技术水平以及我单位以前施工类似情况，消防水池开挖及施工基坑围护拟采用钢板桩围护：

由于消防水池距离配电房较近,所以我们计划采用整体大开挖形式，施工工艺如下：

施工准备平整场地测量放线基坑开挖1.5m打桩基坑开挖坑内集水井排水沟施工主体结构施工填土拔桩验收

（一）、钢板桩围护设计

基坑首先开挖自然地坪下去1.5m后，选用拉森型钢板桩进行悬臂式板桩围护施工，围护尺寸定为：28m×14m,待钢板桩施工完后再进行下部土方开挖。

重要性系数：1.00；

土坡面上均布荷载值：1.50；

荷载边沿至基坑边的距离：2.80；

均布荷载的分布宽度：2.00；

开挖深度度：4.10；

桩嵌入土深度：6.00；

序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力饱和容重

(m)(kN/m3)(°)(kPa)(kN/m3)

1填土3.4817.681021

2淤泥质土8.5215.43721

3粘性土5.715.43721

序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力饱和容重

(m)(kN/m3)(°)(kPa)(kN/m3)

1填土0.8617.681021

2淤泥质土8.5215.43721

3粘性土5.719.471121

σajk上=0.39kPa；

σajk下=σajk下=0.39+17.60×2.00=35.59kPa；

σajk上=σajk下=35.59kPa；

σajk下=σajk下=35.59+17.60×1.48=61.64kPa；

Ea=(9.51+29.20)×1.48/2=28.64kN/m；

σajk上=σajk下=61.64kPa；

σajk下=σajk下=61.64+15.40×0.86=74.89kPa；

Ea=(42.23+54.15)×0.86/2=41.44kN/m；

σajk上=σajk下=74.89kPa；

σajk下=σajk下=74.89+15.40×0.00=74.89kPa；

Ea=(54.15+54.15)×6.00/2=324.92kN/m；

求所有土层总的主动土压力：

∑Eai=398.40kPa;

每一土层合力作用点距支护桩底的距离为hai；

则所有土层总的合力作用点距支护桩底的距离为ha；

根据公式计算得，合力作用点至桩底的距离ha=3.09m。

4、基坑下的被动土压力计算

根据公式计算得Kp1=tan2(450+8.000/2)=1.32；

基坑下土层以上的土层厚度之和与水位深度进行比较∑hi=0.86>hwp=0.10,经比较可知，水位在本土层中；

上层土的计算高度为：0.10m；

σp1k上上=0.00kPa;

σp1k上下=0.00+17.60×0.10=1.76kPa；

根据公式计算得ep1k上上=0.00×1.32+2×10.00×1.321/2=23.01kPa；

根据公式计算得ep1k上下=1.76×1.32+2×10.00×1.321/2=25.34kPa；

根据公式计算得第1层土上层土总的土压力为Ep1上=(23.01+25.34)×0.10/2=2.42kPa；

本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；

Hpi1上=5.95；

下层土的计算高度为：0.76m；

σp1k下上=σp1k上下=1.76kPa；

根据公式计算得ep1k下上=1.76×1.32+2×10.00×1.321/2=25.34kPa；

根据公式计算得ep1k下下=17.72×1.32+2×10.00×1.321/2=46.46kPa；

所以，第1层土下层土总的土压力为：

根据公式计算得Ea1下=(25.34+46.46)×0.76/2=27.28kPa；

本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；

Hpi1下=5.48；

根据公式计算得Kp2=tan2(450+3.000/2)=1.11；

由于前一土有水，所以该本土层完全有水，重度按浮容重计算；

本层土的计算高度为：5.14m;

σp2k上=17.72kPa；

σp2k下=σp2k上+r'×h2=17.72+21.00×5.14=125.66kPa；

根据公式计算得ep2k上=17.72×1.11+2×7.00×1.111/2=34.43kPa；

根据公式计算得ep2k下=125.66×1.11+2×7.00×1.111/2=154.29kPa；

所以，第2层土下层土总的土压力为：

根据公式计算得Ep2上=(34.43+154.29)×5.14/2=485.02kPa；

本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；

∑Epi=514.72;

每一土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；

则所有土层总的合力作用点距支护桩底的距离为hp；

根据公式计算得，合力作用点至桩底的距离hp=6.32。

5、验算嵌固深度是否满足要求

悬臂式支护结构弯矩Mc=123.44kN.m；

（2）、截面弯矩设计值确定：

截面弯矩设计值M=1.25×1.00×123.44=154.30；

（1）、材料的强度验算：

σmax=76Mpa<[fm]=200.00Mpa;

经比较知，材料强度满足要求。

（2）、支护结构的挠度计算：

根据连续梁计算，最大挠度为:0.10m。

（二）、钢板桩围护施工

A、插打钢板桩前的准备工作

a钢板桩经过装卸、运输、会出现撞伤、弯扭及锁口变形，钢板桩在拼组前必须进行检查，剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩；剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤

b、在钢板桩锁口内涂抹黄油以减少插打时锁口间的摩擦和减少钢板桩围堰的渗漏。

c插打钢板桩的导向设备

按照施工方法，一般先打定位桩，在定位桩上安置导梁，组成框架式的围笼作为插桩时的导向设备，因此在施打前必须制作导向架。

振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门检查，确保线路畅通，功能正常。振动锤的端电压要达到380－420V，而夹板牙齿不能有太多磨损。

为了确保插打位置准确，第一片钢板桩是插打的关键。插打在导向架上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，插打时钢板桩背紧靠导向架，边插打边将浮吊钩缓慢下放。这时在互相垂直的两个方向用经纬仪观测，以确保钢板桩插正、插直，然后以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插打钢板桩。在整个钢板桩围堰施打过程中，开始时插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，到剩下最后5片时，要先插后打，若合拢有误，用倒链或滑车组对拉使之合拢，合拢后，再逐根打到设计深度。

B、钢板桩的插打作业步骤和技术要点

a、在钢板桩锁口内涂黄油，安置吊点，根据浮吊起重高度可在桩顶利用拔桩孔系千斤顶，如起重机高度不够，可用钢丝绳在钢板桩1/3以上处捆扎，捆扎处应有夹板，并垫有木块，胶皮以防滑移和受力后吊点处锁口变形。

在钢板桩下端系揽风绳二根，浮吊起吊钢板桩接近垂直状

态时，利用揽风绳控制正反方向。

钢板桩就位下插，第一片钢板桩沿活动导向下插是整个围

堰的基准，要反复测量检查，使其方向垂直，位置准确，必要时可加辅助设施，控制桩在导向内的左右位置。

移动浮吊，将桩夹住后，进一步复核桩的垂直度、位置，

认可后进行插打。使钢板桩（第一片或第一组）下沉到河床设计标高，其它钢板桩则以插打好的桩为准。对准锁口，控制好方向，利用自重下插，当自重不能迫使下插时，可利用配重或滑车组加压。

在即将合拢时，开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离，再根据钢板桩的宽度，计算出所需钢板桩的片数，按此确定下一步钢板材如何插打（是增加钢板桩，还是钢板桩插打时向外绕圆弧）。

B、合拢时桩的调整处理

为了便于合拢，合拢处的两片桩应一高一低。方形钢围护有4个面，打完的每一片钢板桩都要沿导向架的法线和切线方向垂直，合拢应选择在角桩附近（一般离角桩4－5片），如果距离有差距，可调整合拢边相邻一边离导向架的距离。为了防止合拢处两片桩不在一个平面内，一定要调整好角桩方向，让其一面锁口与对面的钢板桩锁口尽量保持平行。

钢板桩合拢后，及时施工临时排水沟及内支撑的设置，槽钢连接件应自上而下设置，连接四道。围护内设集中排水井，采用水泵不间歇抽水，保证基坑内正常施工。

待消防水池结构及外墙施工完后，立即拔除钢板桩。拔桩前向围护内先填1m厚土方依次再向上拔第二次，自下而上拆除内连件，先拆除下部，待内外填土稳定相遇后，再拆处上部连件进行拔桩。拔桩时先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩，先振动1min～2min后再往下锤0.5m～1.0m再往上振拔，如此反复既可将桩拔出来。

钢板桩在插打过程中，钢板桩下端有上挤压，钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大，上端总会产生向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此，每打四五根钢板桩就要用垂球吊线，将钢板桩的倾斜度控制在1％以内，超过限定的倾斜度应予纠偏（一次性纠偏不能太多，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩的插打）。当钢板桩偏移太多时，采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量，若因土质太硬纠偏困难时，采用走四滑轮组纠偏。

由于钢板桩在插打过程中受多方面的影响，整个围堰的侧面顺直度较差，工字钢安装后与钢板桩之间有较大的间隙。为防止围堰的变形，将工字钢与钢板桩之间的间隙全部用型钢焊接支撑连接，围堰的四个角更应加强。  

钢板桩的堵漏。一般的做法是在钢板桩施打过程中用棉絮、黄油等填充物填塞接缝。

本工程的质量目标是确保合格。各级施工负责人，质检员和操作人员，都要将严格以此目标抓好做各项分部工程的质量控制，严格按规范、规程施工和验收，确保目标的实现。

无死亡及重伤事故发生，轻伤事故控制在1%以内。

严格按进度计划表中施工工期控制施工，确保计划内完成。

按施工平面图进行布置，现场图牌齐全，做到工完场清，按文明施工工地标准施工。

3．项目部组织管理机构

根据本工程的具体情况，建立工程现场施工管理机构，明确分工和职责。选派技术素质好、责任心强的施工技术管理人员及施工组，着重从生产调度、施工技术、材料供应、质量和安全的监督检查等方面加强管理。项目部施工组织管理机构的组成详见下表：

1、钢板桩开始施工到消防水池施工期间每天设专人对基坑变形观测，不少于两次，且坑边每天设专人进行观察土壁，如有异常及时发出信号通知坑内人员撤离。

2、应遵守高处作业安全技术规程有关规定。

3、开挖土方挖土时要注意土壁的稳定性，发现有裂纹及倾坍可能时，人员要立即离开并及时处理.挖土中发现管道、电缆及其他埋设物应及时报告，不可擅自处理。

4、在基坑周围应设有防护设施或明显标志。

5、应经常检查边壁土质稳定情况，发现有裂缝，疏松或支撑走动要随时采取加固措施，根据土质、机械设备重量等情况，确定堆放材料和施工机械距坑边距离，往坑运材料，应用信号联系。

6、支模应按工序进行，模板没有固定前，不得进行下道工序，禁止利用拉杆、支撑攀登上下。

7、扣件的紧固是否符合要求，可使用扭矩扳手实测，要45～60N.M过小则扣件易滑移，过大则会引起扣件的铸铁断裂，在安装扣件时，所有扣件的开口必须向外。

8、模板及其支撑系统在安装过程中必须设置防倾覆的可靠临时措施。

9、基坑内南北两边需分别搭设工作梯，保证施工人员上下安全，作业人员不得爬支架上下。

11、绑扎钢筋和安装骨架，必须搭设脚手架和马道。绑扎墙体钢筋，不得站在钢筋骨架上和攀登骨架上下。

12、混凝土振动棒的操作必须由专人负责，禁止其他人员乱动，使用震动泵前，要检查所用震动泵的电缆确保不破损、不漏电，漏电保护安全有效，灵敏可靠。

13、基坑内需及时设置临时排水沟及集水井，保证雨季排水畅通，在基坑上围四周需设置截水沟，保证雨水不流入基坑内，排水畅通。

14、在雷雨时必须停止露天操作，预防雷击钢筋伤人。

第六章、基坑上口安全防护措施

基坑开挖完毕后。对基坑上口立即进行有关安全防护，基坑防护安全措施如下：

基坑周边必须设置防护栏杆。

GB3836.13-2013爆炸性环境第13部分-设备的修理、检修、修复和改造2、基坑边1m以内不得堆土、堆料、停置机具。

基础施工阶段施工人员上下必须设置专用通道。专用通道采用钢管、扣件搭设，通道兼作运料，宽度2m，坡度以北侧基坑坡度为准：

4、基础施工过程中，施工人员要经常注意作业边坡是否有裂缝、滑坡迹象，一旦发现，应该立即汇报，待进行处理后才能进行施工。

第七章、基坑支护应急措施

为确保基坑周围环境的安全和正常使用，确保工程的顺利进行，根据支护设计方案对可能出现的险情作出如下应急措施：

沙袋400袋，污水泵4台，电焊机2台，配电箱1只，电缆400m文体中心项目超限结构模板承重架专项施工方案（2020版），钢管400m。

（3）在基坑开挖施工过程中，如出现局部位移量过大，应立即停止挖土，并进行土方回填或用砂袋反压，待边坡稳定后，采取增加临时支撑、增设拉锚、放坡卸土等措施加固。

道路、管线和周边建筑物出现过大的沉降：