贾鲁河大桥-深基坑开挖专项施工方案

国道230开封至尉氏段改建工程贾鲁河大桥深基坑开挖专项方案1国道230开封至尉氏段改建工程K28+787.6贾鲁河大桥深基坑开挖专项施工方案1.编制依据⑴开封至郑州航空港道路（G230）建设工程贾鲁河大桥招、投标文件及其澄清、补充文件。⑵开封至郑州航空港道路（G230）建设工程贾鲁河大桥设计施工图等文件及相关参考资料。⑶现场踏勘所采集、获得的资料。⑷招标文件中明确要求执行的有关施工、安全、质量及施工管理的规范及规定。⑸国家、河南省、开封市有关安全、文明施工、环境保护规范、规程及相关文件。⑹开封至郑州航空港道路（G230）建设工程贾鲁河大桥施工承包合同。⑺《开封至郑州航空港道路（G230）建设工程贾鲁河大桥实施性施工组织设计》。2.工程概况2.1工程情况项目起点位于开封市十三大街与G310交叉处，向南接郑民连接线，与郑民连接线重合约1.729Km后，与其分离，正南向下穿郑民高速，进入祥符区境内，经樊庙村、小孙村、西姜寨乡，至杨岗村西折向西南，跨贾鲁河进入尉氏县境内，经后曹村、朱家村，至雷家村处下穿商登高速，折向南，跨康沟河，在郭新庄东接尉氏县规划西环，向南经孔家村、崔家村至要井村北折向东南，接G240(原S220)线止。路线全长41.823km，其中新建路段长40.094km，改建段长1.729km，建设标准为一级公路。贾鲁河大桥是为跨越贾鲁河所设的一座大桥，桥梁位于路线直线段上，桥梁起点桩号为K28+569.2，终点桩号为K29+006；桥梁全长436.8米。下部结构包含0#~9#共10个桥国道230开封至尉氏段改建工程贾鲁河大桥深基坑开挖专项方案2墩台，含钻孔灌注桩、承台、肋式台、柱式墩、板式桥墩、盖梁，上部结构为（3×40m）装配式预应力箱梁+（49m+90m+49m）变截面预应力连续梁+（3×40m）装配式预应力箱梁。本桥梁工程施工内容主要包括：桥梁桩基、承台、墩身、装配式预应力混凝土箱形连续梁、变截面预应力混凝土现浇连续箱梁、桥面系及附属工程等。根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012规范表3.1.3规定，本工程基坑施工安全等级为II级，且基坑支护的设计使用年限不应小于一年。本方案适用于K28+569.2～K29+006段内4#、5#承台深基坑开挖施工。4#承台位于贾鲁河北岸，原地面标高71.22m，设计承台底标高61.605（61.659）m，开挖深度9.615（9.561）m，采用放坡式大开挖方式，开挖坡度为1:0.65，开挖方量8814方；5#承台位于贾鲁河河道之内，采用先筑岛后施工，填筑标高72m，设计承台底标高61.651（61.595）m，开挖深度10.349（10.405）m，采用钢围堰围护，钢管钢支撑，进行分层开挖，边挖边支撑，开挖方量5684方。2.2工程地质条件（1）地层条件根据现场钻探、静力触探测试结果等，勘探60.0m深度范围内约0-10.0m为第四纪新近沉积的粉细砂、粉土及粉质粘土；约10.0-30.0m为第四纪全新世冲积的粉土、粉质粘土及粉细砂。约30.0-60.0m为第四纪晚更新世冲积的粉质粘土、粉土、粉细砂。第一层：粉土夹粉质粘土，分层厚度4m，黄褐色-红褐色，微湿-湿，干强度低，韧性低，无光泽，夹粉质粘土，红褐色-灰褐色，软塑-可塑，状态中密。第二层：粉土，分层厚度3m，黄褐色，局部稍密，湿-很湿，干强度低，韧性低，无光泽，局部分布有粉砂和粉质粘土夹层，状态中密。第三层：粉质粘土夹粉土，分层厚度5m，灰褐色、红褐色，切面稍光滑，干强度中等，韧性中等，状态软塑-可塑。第四层：细砂，分层厚度22m，黄褐色，饱和，主要成份以石英、长石为主，含少量云母等暗色矿物、颗粒级配一般，局部分布有粉土、粉质粘土薄层，状态密室。第五层：粉土，分层厚度8m，湿，含铁质斑纹和钙质结核等，干强度低，韧性低，摇振反应一般，状态密度。第六层：细砂，分层厚度5m，黄褐色，饱和，矿物成分为石英、长石、云母等，颗粒国道230开封至尉氏段改建工程贾鲁河大桥深基坑开挖专项方案3级配一般，状态密室。第七层：粉质粘土，分层厚度12m，黄褐色，含铁质斑纹和钙质结核等，切面稍光滑，干强度中等，韧性中等，密度硬塑。（2）场地地震效应根据附近场地地震安全性评价工作报告，近场区构造主体为开封凹陷，区内发育有近东西向的开封断裂，北西向的封丘-兰考断裂以及北东向的杨庄断裂，这些断裂在区交汇且均为第四纪活动断裂，综合分析，近场区存在发生中强地震的构造条件。因此本工程应按《建筑抗震设计规范》有关规定进行设防。但根据该规范4.1.7条，本场地可忽略发展断裂错动对地面建筑的影响。除此之外，本区不存在其他影响整体稳定的不良地质作用。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的划分，桥位处地震基本烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g。根据区域地质资料，本区域内地表下20m内土层等效剪切波速范围在170-240m/s，场地覆盖层厚度大于50m，判定本场地建筑场地类别为III类，设计特征周期0.55s。国道230开封至尉氏段改建工程贾鲁河大桥深基坑开挖专项方案4贾鲁河大桥4#、5#墩身地质柱状图国道230开封至尉氏段改建工程贾鲁河大桥深基坑开挖专项方案53.工程重点、难点分析结合基坑施工内容和情况、工程水文地质等特点，参考类似工程施工经验，基坑开挖施工的主要重、难点有：（1）5#承台开挖深度大，最深达到10.405m，开挖过程中可能出现围护结构变形、开裂或地基涌水、涌砂等情况，可能造成围护结构和支撑结构的失稳，是施工的难点；（2）本工程横跨贾鲁河，4#承台中心距离贾鲁河50m左右，5#承台则位于贾鲁河河道之内，如何按需进行基坑降水，控制开挖过程中地下水位是施工的难点；（3）地质条件差，地下水位高，如何保证开挖面稳定是施工的难点。（4）工期紧张，4#、5#墩台是贾鲁河大桥施工的关键环节，而深基坑开挖更是承台施工的重中之重，因此如何安全、高效、快捷的组织开挖施工，是本工程的重点。4.施工筹划4.1施工前期准备基坑开挖前必须做好相关准备，主要完成群桩基础，基坑内及降水井排水沟的布设和运行，5#承台还要完成钢围堰施工等。在基坑开挖过程中按照“按需降水”的原则,在开挖下一层前,须将水位降至该层底标高下0.5米处。4.2土方临时堆放4#、5#承台开挖土方量为14498m3，弃土方量仅为2130.4m3（仅承台弃土），其余12000m3多均需要在施工现场内就近进行临时堆放。根据现场具体情况，4#承台土方倒运至1#-3#桥墩之间场地进行临时堆放，5#承台开挖土方倒运至6#-8#桥墩之间场地进行临时堆放。土方临时堆放须满足施工现场安全文明施工要求堆码整齐，并使用防尘网进行覆盖，防止扬尘。4.3总体施工方案4.3.14#承台基坑开挖方案4#承台基坑开挖采用放坡全断面开挖方式。详见4#承台基坑开挖图。国道230开封至尉氏段改建工程贾鲁河大桥深基坑开挖专项方案6图4-14#承台基坑开挖平面图图4-24#承台基坑开挖立面图4#承台基坑土方开挖为放坡大开挖方式，开挖坡度为1:0.65，坡面采用土钉墙喷锚支护。土方开挖中可以分三层进行开挖，每层开挖过程中，应先喷锚混凝土支护，然后再大面积开挖，开挖土方量8814m3。国道230开封至尉氏段改建工程贾鲁河大桥深基坑开挖专项方案74#承台基坑开挖由南向北、由东向西进行，由两台挖机，两辆运土车，倒退式开挖，在承台北侧设置一条施工通道连通施工便道，用于机械通行。4.3.25#承台基坑开挖方案5#承台采用钢围堰围护，2I450工字钢为钢围檩，φ529×8mm、φ800×10mm钢管为支撑，分层垂直开挖方式进行土方开挖。土方开挖按照“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则，使用两台挖机，两辆运土车，土方就近临时堆放，该承台土方量5684m3。开挖时，由东向西进行，分四层开挖，倒退式进行，每层开挖深度一般为支撑体系下1m左右，具体深度根据降水效果及基坑监测变形情况进行适时调整。第一层开挖至地面以下2m，底部位于第一道支撑体系下部1m左右，开挖至支撑位置后立即焊接牛腿、施工钢围檩，施做钢支撑，然后继续进行开挖施工；第二层开挖至地面以下5m，底部位于第二道支撑体系下部1m左右，开挖至支撑位置后立即焊接牛腿、施工钢围檩，施做钢支撑，然后继续进行开挖施工；第三层开挖至地面以下7m，第四层开挖至地面以下9.5m，最后一次开挖至基坑底部，尽快施工地面垫层混凝土，减少基底暴露时间。4.4人员组织及职责为了确保施工安全、质量和进度，加强施工组织管理及工序衔接转换，施工过程中在落实部门岗位责任制的基础上实行主要管理人员工地值班制度和工序技术负责制度。具体人员配备和安排如下表所示：表4.4-1现场施工人员组织表工种人数(人)备注施工作业队队长1总管土方开挖、钢围堰、支撑施工挖掘机司机2开挖土方钢围檩、支撑架设工班4支撑架设（5#承台）汽车吊司机1配合支撑架设（5#承台）降水班组4降水井维护土方开挖工班10配合开挖、人工整平等总计22施工过程中，工程部各工序技术负责人负责现场工序的技术指导和监督，并及时处理施工中遇到的技术问题，及时反馈信息；并对施工进度计划、降水井运营、支撑围护等进行管理。工程部各工序负责人负责现场施工安排与实施情况检查、督促落实，对现场资源配置进行调度管理，及时处理问题；安排领队值班。国道230开封至尉氏段改建工程贾鲁河大桥深基坑开挖专项方案84.5机械设备配备4.5.14#承台开挖设备配备主要施工机械设备表设备型号数量(台)备注挖掘机21.6m3渣土车415m3水泵7基坑内降水洒水车12-3m3喷锚机1基坑围护4.5.25#承台开挖设备配备主要施工机械设备表设备型号数量(台)备注履带吊80t1钢围堰施工振动锤90t1钢围堰施工挖掘机1土方开挖长臂挖掘机1土方开挖吊机25t1配合架设钢围檩、支撑等电焊机2钢围檩、支撑焊接等渣土车115m3水泵16基坑内降水洒水车12-3m34.6基坑开挖施工工期安排基坑开挖及结构物施工计划表施工项目开始日期结束日期主要施工内容4#承台基坑提前降水2017/2/102017/2/2210口降水井施工及降水井持续运行4#承台基坑开挖2017/2/232017/3/34#承台桩头破除及检测2017/3/42017/3/114#承台施工2017/3/102017/3/224#墩身施工2017/3/172017/4/15#承台钢板桩施工2017/2/212017/3/15#承台基坑提前降水2017/3/22017/3/1916口降水井施工及降水井持续运行国道230开封至尉氏段改建工程贾鲁河大桥深基坑开挖专项方案95#承台基坑开挖2017/3/202017/4/15#承台桩头破除及检测2017/4/22017/4/85#承台施工2017/4/62017/4/155#墩身施工2017/4/162017/5/15.施工方案及主要施工工艺5.1基坑开挖（1)基坑开挖必须在承台范围内桩基础施工完成，降水井完成并正常运营。（2）基坑每一层开挖时确保已经将地下水水位降低至开挖面下至少0.5米。（3）基坑垂直开挖按照“先围护、后开挖、分层开挖、严禁超挖”的原则进行开挖。（4）机械开挖时，坑底应保留30cm厚土层，由人工挖除整平。以便防止坑地土被扰动。（6）基坑施工过程中应减少基坑周边的堆积荷载，基坑四周4m外设安全护栏。（7）基坑施工结束，在基坑周边2m之外设置宽1m，高0.5m土堤挡水台。（8）基坑开挖时应做好防尘、防噪音措施，做到文明施工。5.2降水井施工为应对施工中遇地下水丰富的情况，现准备采取降水配备设施：4#承台设置7口降水井，5#承台设置16口降水井。降水井配备数量，计算过程详见：《4#承台降水井数量计算书》、《5#承台降水井数量计算书》。5.2.1前期准备工作（1）测放井位：根据降水管井平面布置图测放井位，井位测放完毕后应做好井位标记，方便后面施工。（2）埋设护口管：埋设护口管时，护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土或草