大高差承台土方开挖支护方案

一、工程概况1.1.工程概述工程名称：广州亚运城综合体育馆工程；建设地点：广州市番禺区广州新城；业主：广州市重点公共建设项目管理办公室；设计单位：广东省建筑设计研究院；施工单位：广州市建筑集团有限公司。建设规模：综合体育馆由综合馆、体操馆、历史博物馆组成，主体为现浇钢筋混凝土框架结构，钢结构为空间组合钢管桁架，最大跨度99m，幕墙面积约15000平方米，总建筑面积约65739平方米，其中综合馆2层约16186平方米，体操馆4层约32117平方米，历史博物馆约4713平方米。综合馆建筑高度为20.8米，体操馆高度为33.8米，历史博物馆高度为24.3米。现场原地面标高为绝对标高7.1米，±0.00相当于绝对标高8.2米。本方案为大高差承台土方开挖支护方案。1.2.工程桩特点本工程部分承台相邻较近并且存在较大高差，如遇淤泥层及土质较软的情况，若不采取措施进行支护将可能发生坍塌的危险，其位置如下：第一施工区（综合馆）序号轴线位置承台1承台2高差承台编号承台面标高承台高度承台底标高（含垫层）承台编号承台面标高承台高度承台底标高（含垫层）1J-9×2/J-H～J-HCT6-1.051.35-2.50CT6-3.101.35-4.552.052J-10×J-F～J-GCT3-0.051.00-1.15CT5-1.851.20-3.152.003J-10×J-D～J-ECT3-0.051.00-1.15CT6-1.851.35-3.302.154G-9～3/G-9×G-F～H-FCT4a-0.051.20-1.35CT6-1.851.35-3.301.955G-9～3/G-9×G-C～H-FCT4a-0.051.20-1.35CT6-1.851.35-3.301.956G-6～G-7×G-CCT3-0.401.00-1.50CT4-1.851.00-2.951.457G-4～G-5×H-DCT3-0.051.00-1.15CT6-1.851.35-3.302.158G-4～G-5×H-GCT3-0.051.00-1.15CT6-1.851.35-3.302.159G-6～G-7×G-FCT3-0.051.00-1.15CT4-1.851.00-2.951.8010G-6～G-8×G-ACT3-1.301.00-2.40CT3-2.801.35-4.251.8511G-6～G-8×3/G-ACT4-0.051.00-1.15CT3-2.801.35-4.253.1012G-10～1/G-10×H-GCT5-0.051.20-1.35CT4-1.851.00-2.951.6013G-11～1/G-11×H-GCT5-0.051.20-1.35CT4-1.851.00-2.951.6014J-2×G-HCT5-0.051.20-1.35CT4-1.851.00-2.951.6015J-3×G-HCT5-0.051.20-1.35CT4-1.851.00-2.951.6016J-3×J-C～J-ACT5-0.051.20-1.35CT5-1.851.20-3.151.8017J-4×J-C～J-ACT5-0.051.20-1.35CT5-1.851.20-3.151.8018G-6～G-8×1/G-A～H-ACT3-1.301.00-2.40CT3-2.801.00-3.901.5019G-6～G-8×1/G-A～H-ACT2-1.301.25-2.65CT2-2.801.25-4.151.50第二施工区（体操馆、历史博物馆）序号轴线位置承台1承台2高差承台编号承台面标高承台高度承台底标高（含垫层）承台编号承台面标高承台高度承台底标高（含垫层）1A-6～A-7×1/A-G～1/A-HCT3-0.351.00-1.45CT6-2.151.35-3.602.152A-6～A-7×1/A-G～1/A-HCT2-0.751.25-2.10CT5-2.551.20-3.851.7531/A-5～2/A-4×2/A-CCT4-1.421.00-2.52CT8-3.151.50-4.752.234A-8×2/A-C～A-DCT2-0.351.25-1.70CT4-3.151.00-4.252.5551/A-9～A-10×1/A-K～A-KCT2-0.351.25-1.70CT5-2.151.20-3.451.7561/A-12×A-B～A-KCT12-0.352.20-2.65CT3-3.151.00-4.251.607A-12×A-ACT6-0.351.35-1.80CT6-2.151.35-3.601.808A-14～A-15×A-A～A-BCT7-0.351.40-1.85CT5-2.101.20-3.401.559A-16～A-17×A-ACT12-0.352.20-2.65CT3-3.151.00-4.251.6010A-17×1/A-C～A-CCT1-0.051.00-1.15CT3-3.151.00-4.253.10111/A-16×A-MCT4a-1.321.20-2.62CT8-3.151.50-4.752.1312A-18～A-20×1/A-G～1/A-HCT5-0.351.20-1.65CT3-3.151.00-4.252.60131/A-17×2/A-C～A-CCT1-0.051.00-1.15CT3-3.151.00-4.253.1014A-19～A-20×A-BCT3-1.051.00-2.15CT8-3.151.50-4.752.6015B4～B5×B-BCT1-0.351.00-1.45CT4-2.151.00-3.251.8016B-5×B-A～B-BCT1-0.351.00-1.45CT5-2.151.20-3.452.0017B-6×B-A～B-BCT1-0.351.00-1.45CT6-2.151.20-3.452.0018B-6～B-7×B-BCT1-0.351.00-1.45CT4-2.751.00-3.852.4019B-6～B-7×B-CCT1-0.351.00-1.45CT5-2.751.00-3.852.4020B-6～B-7×B-DCT1-0.351.00-1.45CT6-2.751.00-3.852.4021B-6～B-7×B-ECT1-0.351.00-1.45CT7-2.751.00-3.852.4022B-4×B-C～B-FCT1-0.351.00-1.45CT5-2.151.20-3.452.0023B-4～B-6×B-FCT1-0.351.00-1.45CT5-3.151.20-4.453.001.3.工程地质与水文资料1.3.1.综合体育馆及消防站区域（1）、工程地质情况1）、本工程拟建场地位原于广州市番禺区石楼镇海傍村地块附近，场地中部为一河涌，其地貌为珠江三角洲冲积平原前缘（近海）地段。2）、根据场地钻探资料揭露，场地内上部覆盖层为人工填土层、珠江三角洲冲积成因的淤泥、淤泥质土、砂土、粉质粘土和风化残积土，下伏岩层为沉积岩（碎屑岩）。3）、场地大部分为素填土，为近期填土，局部为杂填土或耕土，以填粘性土为主，含少量粉细砂及中砂，松散。在综合体育馆区域的填土层底部局部分布薄层耕土。4）、淤泥质土含少量粉细砂、贝壳及腐植质，饱和、流塑状态。5）、细砂层以细砂为主，局部为粉砂，含较多粉粘粒及含少量中砂、粗砂、贝壳，呈松散状态，饱和。6）、冲积层从上而下包括粉质粘土层、淤泥质土层、中砂层、粉质粘土层。7）、岩层冲上而下包括全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、泥质粉砂岩中风化、泥质粉砂岩微风化。（2）、工程水文情况1）、地下水的埋深介于0.00～1.5m之间，标高为4.8～6.8m，因野外钻探期间雨水较多，场地多有积水，地下水位埋深较浅。2）、场地地下水类型主要为上层滞水、孔隙水、基岩裂隙水。3）、上层滞水主要赋存于人工填土中，主要补给来源是雨水和生活用水。4）、孔隙水主要赋存于局部分布的细砂、中砂层的孔隙中，但该砂层中含较多粉粘粒且在拟建场地仅局部分布，砂层的透水性一般，地下水量一般，地下水主要接受大气降水及外围含水层的补给，补给来源较充足。5）、基岩裂隙水场地多为沉积岩（碎屑岩），虽岩层裂隙发育，但裂隙多呈闭合状态，透水性较差，裂隙水贫乏。6）、根据上述分析，场地地下水主要为砂层中的孔隙水，透水性一般，淤泥、淤泥质土、粉质粘土等均为弱透水层，基岩岩性风化后的裂隙多层闭合状态，透水性也较弱。7）、地下水在B环境中对混凝土结构具弱腐蚀性～中等腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋在干湿交替的环境下具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。（3）、工程水文情况1）、区内雨量充沛，地下水受大气降水和地表水补给，地下水位埋藏浅，第四系砂层为主要含水层，水量较丰富，下部为基岩裂隙水，水量贫乏。2）、场地为湿润区直接临水，以强透水层砂层、弱透水层粘性土为主。3）、钻探期间钻孔内测得地下水位埋深为0.1～2.1m，平均0.67m。4）、地下水及土C1含量稍高，在Ⅱ类场地环境下对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋部分无腐蚀性，对钢结构具中腐蚀性。5）、河涌水在Ⅱ类场地环境下对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋部分无腐蚀性，对钢结构具中腐蚀性。二、编制依据（1）、广州亚运城综合体育馆设计图纸；（2）、广州亚运城综合体育馆《岩土工程勘察报告》；（3）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；（4）、广东省《建筑地基基础施工验收规程》DBJ/T15-201-97；（5）、现行的施工验收规范、规程和标准，国家、省、市有关建筑工程技术、质量、安全和文明的规定；（6）、建设单位(业主)对工期、质量的有关要求；（7）、施工现场的实际情况；（8）、集团公司GB/T19001-2000质量保证体系的有关文件。三、高差承台支护现以高差较大较有代表性的体操馆1/A-17×2/A-C～A-C轴上CT1与CT3承台为例，CT1承台面标高为-0.050m，CT3承台面标高为-3.150m，两承台轴距为4.500m，承台底实际高差为3.100m，如下图：为防止坍塌事故放生，大高差承台间采用放坡与密排松木桩支护形式，保证边坡稳定性，防止坍塌。具体做法如下：（1）、首先施工标高较低的承台CT3，承台土方开挖时在与标高较高的高承台CT1相邻一侧设置1100mm深1：1放坡。降低土面以降低土体侧压力。（2）、放坡完成后，在距离CT1承台边700位置设置密排Φ100㎜木桩。（3）、木桩一般采用落叶松、红松、云南松和杉木，木桩尾径不小于100mm，为便于打桩，桩长为宜4～6m。原木要求挺直，不得有腐朽、虫害等疵点。（4）、木桩制作前应去皮去枝，将桩尖削成对称的三棱或四棱，长度为直径的1.5倍，桩顶应平整。（5）、沉桩时先用人工扶直，由挖掘机轻压入500mm后再进行垂直度的校正，最后，由挖掘机直接压入，入土深度不少于2m。在压桩过程中，人工配合校正桩的垂直度，具体方法为：人工用扎丝缠绕在桩顶部，由两人同时从两个方向拉住保证木桩垂直及位置准确性，（6）、压桩完成后采用铁丝对木桩进行绑扎加固。木桩底用砂包堆砌双层宽1.5m直立式挡墙，人工将沙包调整到合理位置，上下层沙包应错开堆放以增强稳定性。四、应急处理预案4.1.应急处理指挥系统成立针对大高差承台开挖应急处理小组，以项目安全负责人为组长，负责落实应急处理具体工作的开展，小组各成员做到分工到位、责任明确。本工分项程应急处理指挥部工作主要职责有：发生险情时受伤人员的抢救和紧急疏散以及善后处理；承台挖土安全处理措施。4.2.大高差承台开挖安全处理措施：随承台土方开挖当发现木桩桩顶水平位移过大，或位移发展速度过快时，可依次采取下述措施处理险情：（1）、在有空间的地方应将桩后的土体部分挖除以卸载，并严禁再次对桩后施加其他附加荷载；同时在桩的内侧培土或堆砂袋以增加桩的被动侧土抗力。通过这个初步措施可以缓解险情的发展，为抢险争取时间,可以有效控制位移的发展。（2）、坑内做好集水井及排水明沟，同时配