某基础工程专项施工方案设计

某基础工程专项施工方案设计

柳春

土木十八班

20100294

某基础工程专项施工方案设计

一．工程概况

某工程基础C30钢筋混凝土底板及垫层剖面图如图1所示，混凝土底板长宽为60×42m，土层分布如图2所示，其中杂填土的渗透系数15m/d，细砂为10 m/d，沙砾石为60 m/d，均为2类土，最初可松性系数：杂填土1.3，细砂1.2；最后可松性系数：杂填土1.02，细砂土1.05。土在天然状态下的重度为：杂填土16KN/m3，细砂21 KN/m3，沙砾石22 KN/m3，最大干重度为：杂填土18 KN/m3，细砂19 KN/m3，砂砾石21 KN/m3；由于现场施工场地较大，允许放坡开挖，边坡坡度为1:0.4，基坑底四周没边要留出施工工作面1m（从主体结构外侧算起），现场西侧设置土方临时堆放场地如图3所示，余土采用载重量15吨的自卸卡车运走。（图1、2、3见设计任务书）

二．降水高程布置图

见附图1

三．降水平面布置图

见附图2

四．井点系统涌水量和单井涌水量、井点管数量的计算

本基础工程降水方案采用环形轻型井点降水。井点管布置在距坑边0.7m ，冒出地面0.2m ，管长6m ，内直径50mm ；滤管长1.2m ，内直径50mm ，水平总管的最大流速应控制在1m/s 内，总管上的接口间距0.8m 。

计算过程如下所示：

1、轻型井点系统的布置

假设直接在自然地面上埋设井点管，则：

考虑到施工方便，基坑底平面尺寸扩大为m m 4462?

上口平面尺寸为65.36m ×47.36m

井点管所需埋设深度H 1＝4.2＋0.5＋0.1×（22＋1.68＋0.7）＝7.138+

（m ）＞6（m ）

所以，采用直接在自然地面埋设井点管不符合埋深要求。

应该降低总管平台标高，即采取在自然地面上沿上口边缘往下挖一定深度再布置井点，使总管的布置标高接近原地下水位线，下挖深度为1.29m ，下挖宽度为一边1m ，另一边5m,此下挖段边坡坡度也为1:0.4。

下挖后井点管埋设深度为：H 1＝2.91＋0.5＋0.1×（22＋1.164＋0.7）＝5.8（m ）=6-0.2=5.8（m ），符合埋深要求。

因为井点管加滤管总长为7.2m ，井点管外露地面0.2m ，则滤管底部埋深在﹣

8.89m>-13.6m ，没有达到不透水层，因此，采用无压非完整井环形井点系统计算。

2、轻型井点的计算

坑底平面尺寸为62×44m ，上口平面尺寸为64.328m ×46.328m

基坑中心要求降水深度S ＝4.8－1.8＋0.5＝3.5（m ）

井点管处水位降低值＝7.69－1.8＝5.89（m ）

查表得：

有效深度H 0＝1.84(l s +) ＝1.84×(5.89＋1.2) ＝13.04（m ）

因为含水层厚度H ＝11.8m

渗透系数 ∑=m j j H K

H K 11

d m /1.22)29.06091.010(2

.11=?+?=

抽水影响半径 HK S R 95.1=

m 48.1851.228.1189.595.1=??=

假想半径 m F x 6.31728.65728.470=?==

π

π 涌水量 ： )lg()2(364.1000x x R S S H K Q +-==

d m /77.3756)6

.316.3148.185lg 89.5)89.58.112(1.22364.13=+?-??

? 单根井点管出水量： 365K dl q π=

d m /38.341.222.105.014159.36533=????=

井点管数量 2.12038

.3477.37561.11.1=?==?q Q n （根） 总管长度 L ＝226.912m

井点管间距 m n L D 89.12

.120912.226===?? 由于此工程中总管接口间距为0.8m,可每隔 1.6m 接一个井点管。取

m D 6.1=

则实际井点管数量为：

82.1416.1/912.226===D

L n 根 实际取142根即可。

计算总管直径d ：

v d Q 24π

=

d m Q /77.37563≥

得mm d 228≥，取总管直径mm d 250=

五．挖土机类型，定开挖方案的选择确定，保证质量和安全的施工措施的制订

1、挖土机类型

因为基坑开挖的土质为较好的细砂土，且基坑较大，所以挖土机类型选择反铲挖土机。

2、开挖方案

（1）、机械挖土，随挖土随修整边坡。在开挖至距离坑底500 mm 以内时，测量人员抄出500 mm 水平线，在基槽底钉上水平标高小木桩，在基坑内抄若干个基准点，拉通线找平，预留300 mm 土层人工清理。

（2）、机械开挖至最后一步时，测量人员随即放出基础承台线，由人工挖

除300 mm 预留土层，并清理整平，及时进行垫层的浇筑，防止基底土水份蒸发损失，导致土体积膨胀。

3、质量和安全施工措施

（1）、土方开挖前应先做好降水、排水施工，待降水运转正常并符合要求后，方可开挖土方。开挖过程中，要经常检查降水后的水位是否达到设计标高要求。每日及雨天例行检查土壁稳定情况，防止雨水及地下水浸泡基土。要保持开挖面基本干燥。检查是否有对临近建筑物等产生不良影响。坑壁如出现渗漏水，应及时进行处理。

（2）、支护结构与挖土紧密配合。遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严超挖”的原则。如发现基底土超挖，应用素混凝土或砂石回填夯实，不能用素土回填。

（3）、基坑开挖过程中，不应在坑边堆置弃土、材料和工具设备，尽量减轻地面荷载，严禁超载。基坑开挖完成后，应立即进行验槽，并及时浇筑混凝土垫层，

封闭基坑，防止暴露时间过长。

（4）、开挖过程中如遇滑坡迹象，应立即暂停施工，报告业主并主

动采取应急措施，在转移工人的同时，将滑坡现场进行封锁；测量人员根据滑坡迹象设置观测点，以便观测坡体平面及竖向位移，为应急措施提供重要的原始资料。

（5）、在距基坑边0.6米周围用φ48钢管设置两道护身栏杆，立杆间距4米，高出自然地坪1.8米，埋深0.8米，各施工人员严禁翻跃护身栏杆。基坑施工期间设警示牌，夜间加设红色灯标志。

（6）、基坑外施工人员不得向基坑内乱扔杂物，向基坑下传递工具时要接稳后再松手。坑下人员休息要远离基坑边及放坡处，以防不慎。施工机械一切服从指挥，人员尽量远离施工机械，如有必要，先通知操作人员，待回应后方可接近。

六．预留回填土数量、运土数量和运土汽车数量的计算

1、求预留回填土数量、运土数量：

其中，杂填土的挖方后的松散土量为：

s a zaiK K F F F H V ?++=

)4(6

201 3.1)96.7196.4936.7236.50476.7276.50(61??+??+?= 333.47373.11.3644m =?=

细砂土的挖方后的松散土量为：

2.1)728.71728.49844.71844.49496.7196.49(6

29.0??+??+?=a shaK V =32.12462.148.1038m =?

2.1)4462164.45164.634328.46328.64(6

91.2??+??+?=b shaK V =334.99632.178.8302m =?

混凝土垫层及混凝土底板所占体积：

302.10592460422.04.604.42m V =??+??=

回填体积为：

8302.78+1038.49+3644.1-10592.2=2393.17 m 3

回填土采用细砂土，则预留回填土的体积为：

305.273505

.12.117.2393m K K V S S hui =?=? 305.2735m V liu =

因此一共需要运走的土的体积为：

382.1321105.273534.99632.124633.4737m V yun =-++=

土方堆放平面图：见附图3

2、求运土汽车数量：

本工程中所选的挖土机台班定额为400，时间利用系数0.8，选用2台挖土机同时作业，运土车辆的往返时间（含装卸时间）50分钟，每天作业班数1。

由公式： T=

式中 Q 为总的土方量。

P 挖土机生产率， N 为挖土机数量，2台。

C 每天工作班数，1班。

K 为时间利用系数。本工程取0.8

Q=32.10592m

算得： T=16.55天， 取整数天为17天。

挖土机作业天数为17天。

运土车采用15吨自卸卡车，则：

一辆车一天可运＝9.6次≈10次)6.950608(=÷?

运土车辆配套计算：

根据公式： 21t t T N +=

nt t =2 T 为运土车每一孕吐循环连续时间（min ）,本工程中为50min 。

2t 为每辆运土车装车时间（min ）

t 为挖土机每斗作业循环延续时间，取30s 。

Q 为运土车的载重量。

1t 为运输车辆掉头而使挖土机等待的时间 取为30S 。

r 为实土重度。3/46.1533

.473749.847417.239349.103878.8302(21161.3644m kN +-++?=γ γS

C K K q Q n 10= B C S K K PtK q ??=

36008 其中8.0=B K

95.0=C K 24.182

.1321149.84742.133.43733.1=?+?=

S K 得到368.0m q = 62.18=n

1.530

3062.186050=+??=N 取6=N

所以需要的运土车数量n ＝6辆。

土方开挖：根据本工程的规划，施工顺序如下：

开挖 运输 弃土场平整

本开挖施工安排直接从土方开挖开始进行。

七．回填土的干重度和压实后满足要求的实际重度的计算

1、重度计算：.

土的压实系数=max d d

c γγλ=δ 1λ=0.97 2λ=0.94

地基主要受力层范围压实后的干重度：

97.01max =≥=λγγλd d

c

3/43.181997.0m kN d =?≥γ

其他部位的干重度：

同理可得：3/86.171994.0m kN d =?≥γ

实际重度计算：

d γωγ)1(+=

地基主要受力层范围实际重度：

31/2.2143.18)15.01(m kN =?+≥γ

其他部位实际重度：

32/54.2086.17)15.01(m kN =?+≥γ

2、回填土施工方法、技术和组织措施：

(1)、填筑前，首先对回填段进行地形、剖面的测量复核，并把测量资料报送工程师复检。其次对测量后的基槽进行基础面的清理，然后报工程师进行回填前的验收，验收合格后方可回填。

(2)、土方填筑时，对填筑段选派有经验的工程技术人员在现场填筑中进行监督并密切配合工程师监督人员的工作。

(3)、在土方填筑过程中，根据工程师批准的土方填筑检测计划对每步土进行检测，检测合格后把检测资料报送工程师并报请工程师进行抽检，复检合格并经批准后进行下步土的回填。

(4)、在堆土料场，不定期对土料的含水量进行检查，对于含水量较高的土料必须翻晒，待其含水量达到要求后方可进行回填。

(5)、在工程师检查后对不合格的回填土，彻底按工程师的指示进行返工、修理和补强。

(6)、土方填筑完工后，首先对工程全部填筑部位按国家有关规范规程规定的有关内容进行自检，自检合格后报请工程师进行验收。

八．大体积混凝土施工方案及相关技术、组织措施

大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。

1、材料选择

（1）水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的C30矿渣硅酸盐水泥。

（2）粗骨料：采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1。

（3）细骨料：采用中砂，山砂(45%)+人工砂(55%)，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5。

（4）粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。粉煤灰的掺量控制在10以内，采用外掺法，按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。

（5）外加剂：减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。

2、混凝土配合比

（1）混凝土采用由本公司搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。

（2）混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。

（3）粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况，以满足施工的要求。

3、现场准备工作

（1）基础底板钢筋及柱、墙插筋应分段尽快施工完毕，并进行隐蔽工程验收。

（2）基础底板上的地坑、积水坑采用组合钢模板支模，不合模数部位采用木模板支模。

（3）将基础底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上，并作明显标记，供浇筑混凝土时找平用。

（4）浇筑混凝土时预埋的测温管及保温随需的塑料薄膜、草席等应提前准备好。

（5）管理人员、施工人员、后勤人员、保卫人员等昼夜排班，坚守岗位，各负其责，保证混凝土连续浇灌的顺利进行。

4、混凝土的运输

对混凝土拌合物运输的基本要求是：不产生离析现象、保证浇筑时规定的坍落度和在混凝土初凝之前能有充分时间进行浇筑和捣实。如已产生离析现象，在浇筑前要进行二次搅拌。至少采用C30混凝土。此外，运输工具要不吸水、不漏浆，由于运输时间较长，可采用混凝土搅拌运输车。

5、大体积混凝土施工

由于本工程底板厚度为1800mm，属于大体积混凝土，浇筑方案采取斜面分层浇筑。浇筑过程中将会产生相当量的泌水。消除该部分泌水，振捣密实、连续浇筑不形成施工缝，控制混凝土内外温差将是浇筑过程中控制的三大关健因素。所以将底板分成多个自然流水段。浇注过程中将按后浇带划分流水段。混凝土浇筑

应连续进行，间歇时间不得超过6h，如遇特殊情况，混凝土在4h仍不能连续浇筑时，需采取应急措施。

6、混凝土养护

由于每次浇筑混凝土时，由于浇筑时间较长，前后混凝土的凝固时间早晚不一，应按照先浇的先养护，后浇的后养护顺序进行，不得一次不管不同部位浇筑完的早晚而养护，以防早浇筑完的混凝土不能及时养护及晚浇筑完的混凝土养护过早。

（1）混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温，先在混凝土表面覆盖二层草席，然后在上面覆一层塑料薄膜。

（2）新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，同时可避免草席因吸水受潮而降低保温性能。

（3）柱、墙插筋部位是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大或受冻。

7、底板混凝土裂缝控制技术措施

（1）尽可能选在较低温度的天气浇筑混凝土，以减缓混凝土的水化高峰出现。

（2）在垫层的接触面上涂刷一道热沥青再加一层油毡，或铺50mm厚砂或石屑等形成滑动层。

（3）在混凝土中掺入一定数量的膨胀剂，使其在钢筋等约束下产生一定的自应力。

（4）及时合理进行养护。早期利用薄膜覆盖，一减少混凝土水分散失，并保持表面温度不与内部温度有较大差值。

（5）后期采用蓄水养护，一使混凝土养护充分，二利用水较大的比热容，保证混凝土表面温度不发生较大变化。同时，可在水

中状态下，发挥混凝土的自愈能力，弥补较小裂缝的产生。

（6）养护水温度不得太底（不底于混凝土内部温度25℃），避免混凝土表面温度降低太多而与内产身大于25℃的温差。

8、混凝土质量检查

混泥土的质量检查包括施工前、施工中、施工后三阶段。施工前主要是检查原材料的质量是否合格，配合比是否正确。施工中应检查所用原材料品种、规格和配合比执行情况，并在浇筑地点检查混凝土坍落度。每一工作班至少检查两次。养护后主要检查结构构建轴线、标高和混泥土强度。如有特殊要求，还应检查混凝土的抗冻性、抗渗性指标。已形成混凝土结构构件，其形状、截面尺寸、轴线位置及标高等都应符合设计要求，其偏差不得超过《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）规定的允许偏差值。