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“国家大剧院”土石方工程技术方案第一章工程概况“国家大剧院”工程为一多功能特大型公共建筑，由椭圆形结构的主体-国家大剧院及南北两侧的地下票务大厅、地下停车库及商业区组成，其建筑面积为3.5万平方米。该建筑物的地上部分略呈椭球型，平面投影尺寸东西长轴长度为210m，短轴长度为140m。不同部分的基础埋深分别为-17.0m、-21.0m、-26.0m、-41.0m。该建筑物场地位于永定河冲洪积扇中部，地层土质一粘性土、粉土与砂卵石土交互层为主，并存在着多个沉积旋回，该处详细地勘报告尚未提出，根据临近建筑物“国家电力调度中心”岩土工程勘察报告，土层自上而下为；层号深度（m）层厚（m）名称φ（0）C（KPa）K（cm/s）10~4.24.2素填土151024.2~10.05.8粉质粘土1520310.0~11.81.8粉细砂30411.8~15.53.7卵石35515.5~18.83.3粘质粉土2025618.8~20.82.0中粗砂302.4×10-2720.8~40.219.4卵石382.5×10-17-128.5~30.72.2粉质粘土840.2~45.25粉质粘土1.2×10-8945.2~卵石1.2×10-1第二章基坑支护方案的设计该项工程由于不同部分的基础设计的埋深不同，呈阶梯状，共分四个梯段，每个梯段的支护方式根据降水方法的不同以及造价不同，采用的支户方式也不同，详见下表序号梯段深度（m）降水方法支护形式特点1第一梯段0~11.0水位以上土钉墙经济、土方量大时，施工速度快桩锚偏高、土方量大时，施工速度慢2第二梯段11.0~17.0水位以上桩锚（φ600mm）造价低、桩顶位移偏大桩锚（φ800mm）造价高、桩顶位移较小3第三梯段17.0~26.0大面积降水桩锚（φ800mm）降水量大、难度大、影响范围大坑、内外结合地连墙（0.8m）降水量较小、造价高4第四梯段26.0~41.0大面积降水地连墙（1.0m）降水量大、难度大、影响范围大冻结封底+管井降水量较小、造价高注浆封底+管井施工难度大、风险大1.第一梯段（0~11.0m）支护设计此段采用土钉墙支护方式土钉墙放坡1：0.33土钉垂直间距1.0、1.3、1.4m土钉水平间距1.3、1.4m土钉倾角10°15°土钉直径150mm土钉水泥浆体强度20Mpa土钉水泥浆配比W/C0.5土钉水泥浆体注浆压力0.1Mpa土钉主筋规格及长度排数12345678锚筋规格Ф25Ф25Ф25Ф25Ф25Ф25Ф25Ф25水平间距(m)1.31.31.31.41.41.41.31.3锚筋长度(m)10.011.011.011.011.011.010.09.0喷射砼:设计强度：C20水泥:砂:碎石：8880速凝剂＝1:2:2：0.03(此为重量比)喷射厚度：100mm钢筋网：Ф8@200×200mm,保护层为30～50mm,另外为保证坡顶稳定，在坡顶做1.5m的钢筋砼翻边。各锚头采取纵横拉筋相连。2.第二梯段（11.0~17.0M）支护设计此段设计为φ600mm、φ800mm钻孔灌注桩。两种对比如下：采用φ800mm钻孔灌注桩桩锚支护设计：支护段长(m)桩数(根)桩径(mm)桩间距(m)桩长(m)`嵌固深度`(m)钢筋笼长(m)砼强度桩顶标高(m)`纵向配筋（均匀布筋）桩顶位移（mm）7206006001.210413C25-0.512Ф22897205158001.410413C25-0.512Ф22603.第三梯段（17.0~26.0m）支护及降水设计此段采用大口径降水至-27.0m。方案一：采用桩、锚支护方式；方案二：采用地下连续墙支护。方案一：采用桩、锚支护方式，支护段长(m)桩数(根)桩径(mm)桩间距(m)桩长(m)`嵌固深度`(m)钢筋笼长(m)砼强度桩顶标高(m)`纵向配筋（均匀布筋）桩顶位移（mm）4002908001.413413C25-0.512Ф2260锚杆数量直径(mm)间距(m)自由段长(m)锚固段长(m)倾角(0)竖向位置(m)水泥浆体强度(Mpa)设计轴力(KN)1860级钢绞线(7Ф5)第一道1901502.157150-3.0202563根2.方案二：地下连续墙支护支护段长(m)墙厚(mm)墙深(m)`嵌固深度`(m)钢筋笼长(m)砼强度桩顶标高(m)`纵向配筋（内、外均匀布筋）桩顶位移（mm）40080014.55.514.5C25-0.5Ф20＠20089锚杆数量直径(mm)间距(m)自由段长(m)锚固段长(m)倾角竖向位置(m)水泥浆体强度(Mpa)设计轴力(KN)1860级钢绞线(7Ф5)第一道200150257150-3.0202403根1.降水方案的选择根据该场地水文地质条件及降水技术要求,降水的目的层为潜水及部分承压水含水层主要为粗颗粒砂卵石,渗透性强,水量大,采用管井降水方法较为合适.2.降水方案设计2.1降水井布置考虑到该工程坑中复有坑中坑的复杂性,降水范围拟定为-27米标高以上的地层,-27米标高以下的基坑开挖时,为防止地下水向基坑内涌入,拟采用封堵结合的方法(详见基坑护坡方案).为拦截地下水向-27米标高以上的基坑内涌入,保证基础施工的进行,在-17.0米标高处,沿基坑外缘.据坑顶3米处布置抽水管井,间距8.0米—10.0米,计抽水管井约49个.场地内布置2个地下水位观测孔.详见基坑降水井平面布置示意图.2.2井结构降水井深25.0米,井径600-800mm,井管为直径400—500mm的水泥砾石滤水管.井管外添入砾石滤料,砂层部位添入直径为2.0—4.0mm的砾石或石屑.4.第四梯段（26.0~41.0m）支护及降水设计此段采用地下连续墙支护，降水方案有三种；（1）大口井降水，（2.）冻结法封水+外围降水，（3）采用注浆封底+外围降水.支护段长(m)墙厚(mm)墙深(m)`嵌固深度`(m)钢筋笼长(m)砼强度桩顶标高(m)`纵向配筋（内、外均匀布筋）墙顶位移（mm）400100030.115.630.6C25-0.5Ф28＠1504锚杆数量直径(mm)间距(m)自由段长(m)锚固段长(m)倾角竖向位置(m)水泥浆体强度(Mpa)设计轴力(KN)1860级钢绞线(7Ф5)第一道20015026.523150-2.0203143根第二道2001502528150-6.5204223根第三道2001502529150-12204323根第三章施工总体部署1.工作量统计（暂估量）梯段名称工作量备注1土钉墙（0~11.0m）3万m2土方开挖（0~11.0m）35万m32护坡桩2600m3土方开挖（0~17.0m）55万m3降水井3地连墙8000m3锚杆2400延长米降水井土方开挖（17.0~26.0m）9万m34地连墙m3锚杆2400延长米土方开挖（26.0~41.0m）1.5万m32.设备配备土方挖运机械设备一览表设备名称设备型号数量（暂估）备注塔吊2挖-42m坑反铲挖土机15台翻斗车太拖拉150台推土机D-802台土钉墙施工机械设备一览表设备名称设备型号数量（暂姑）空压机12m34-6台砼喷射泵Pz-58台锚杆机4-6台正铲装载机ZL502台注浆设备4-6套钢筋加工机械设备一览表设备名称设备型号数量卷扬机4台钢筋弯曲机WJ40-14台电焊机BX-30020台钢筋切割机GJ51-324台地下基础连续墙机械设备一览表设备名称设备型号数量液压抓斗BH-12、BH-78台连续墙配套设备HC-608套吊车8～30T10台泥浆净化机JHB-1008台泥浆搅拌机J1-400(A)8台灌注桩施工机械设备一览表设备名称设备型号数量（暂估）用途旋挖钻机R618R6226桩成孔施工冲击钻10桩成孔施工汽车吊20T4钢筋笼吊放泥浆泵10泵送泥浆水准仪S31测量经纬仪J21测量激光测距仪DJ-20001测量降水施工机械设备一览表序号设备名称设备型号数量（暂估）用途1冲击钻30型10成孔施工2水泵潜水泵（200QJ80）、深井泵（200JC210-10.5）200抽水3滤水管等其他设备2003.人员配备项目经理现场经理总工程师商务经理工程管理部技术协调部安全监理工程师商务部物资部专业监理工程师质量总监专业方案工程师协调工程师详图设计工程师责任经济师材料工程师土钉墙施工处（200人）护坡桩施工处（100人）降水井施工处（80人）地连墙施工处（100人）土方开挖施工处（200人）钢筋加工施工处（80人）第四章施工总体流程施工总体流程框图土方开挖（0~17.0）土钉墙施工（8层土钉）土方开挖（0~11.0）地连墙（26-41）降水井施工（-26.0）塔吊安装锚杆施工（26-41.0）土方开挖（26~41.0）施工准备土方开挖（17~26.0）锚杆施工（17-26m）降水井施工（-17.0m）护坡桩（11-17）施工地连墙（17-26）施工（5）土方开挖0-26m段采用常规的挖土办法，放马道出土，出入口要留6-8个，26-42m段，决定采用26-36段用常规办法，配备长臂挖土机配合施工。36-42m段，本段工作量约为6000m3，配备塔吊出土。第五章施工难点技术难点：1、本工程除采用地下连续墙、桩锚施工技术外，是否还可采用冻结法施工；2、地下水资源是否要利用；3、排水量较大，降水系统的设置（降水井数量、井深、电力及设备要求）；4、地下连续墙施工接头渗水问题，垂直度控制问题；5、地下连续墙施工的护壁成槽问题（关键点、泥浆配比）；6、深基坑（-41米深基坑）土方挖运问题；7、`对于-41米的基坑若采用地下连续墙，水压力较大，混凝土强度如何考虑，是否还应添加外加剂；8、地连墙施工时钢筋网片垂直度，变形控制；9、土方开挖的施工安排，土方挖运的施工路线与护坡工程，交叉施工顺序，人力物力，机具的合理安排；10、建立坐标网，做出施工流程。