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浓缩池泵坑及通廊土方开挖后边坡坍塌问题处理施工方案

日期：2016-5-23 14:58:22　来源：转载　浏览数：
　

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    1· 编制依据
    （1）施工图及所采用的标准图。
    （2）国家现行的规范、规程、强制性标准及行业或地方标准。国家现行的有关法律、法规及行业或地方有关规定。
    （3）本公司现有施工技术装备、劳动力等资源状况及我公司近几年积累的较为成熟的施工经验。
    （4）现场实际施工环境和施工条件及土方实际开挖情况和坍塌情况。
    2· 土方开挖后坍塌情况及成因
    本工程为直径60 米浓缩池两座及泵站和连接通廊。工程场地位于矿区内，地下水位较深不影响土方开挖，施工中不考虑地下水的影响。该地区雨水多，雨水较多时节主要集中在每年的4～9 月份。
    工程特点：施工场地有限，四周均有已投入生产的建筑物和管线，开挖土方不能正常按规范和设计要求放坡和防护，深基坑施工难度大，安全问题突出。矿区地下频繁爆破，爆破震动引起自然土质结构发生变化，无法对土质情况进行准确的把控，安全隐患多。
    坍塌情况：泵坑及南边的通廊土方已开挖完毕且砼垫层已浇筑完，主要塌方位置在泵坑及南边通廊，泵坑基础筏板外直径14.2 米（坑体外壁直径12.4 米），基槽底标高-14.15 米（局部-15.25 米），泵坑开挖坡面由中间层（自地面下5 米位置以下）约6 米深左右开裂下滑，呈块状脱落，带动最上层5 米左右塌陷，挤压最下层土体坡面下陷。下滑后地面2.5 米以下3 米深区域大部分坡面（外露）基本成直断面，地面5～6 米以下为塌方堆积松散土，部分原开挖坡体可能保持完好（松散土覆盖难以确定）。泵坑垫层（砼垫层已施工完毕）上方覆盖塌下的虚土2.2 米～4.25 米厚，坡体塌方下滑后堆积的松散土呈自然坡堆积，坡度约0.5～0.7。坑壁土方滑移脱落之后因下雨，雨水积存于坑底垫层上，约2.2 米水深(施工单位设潜水泵24 小时组织抽排水，保证坑内无积水)，雨水过后，还有部分坡面有呈不规则块状土间隔性的脱落下滑。土方下塌时均为直断面开裂。南边地下连接通廊土方已全部挖完，浇筑完砼垫层，此位置亦有不同程度塌方。目前所有坡体基本稳定。
    成因分析：（1）施工环境与地质条件较差，如施工场地狡小，四周有已投入生产的建筑物（管架）所限，防护设施不能有效布置，开挖边坡有限（实际只能达到1:0.4 左右，根据地探报告《业主方地探报告提供之前施工单位已开挖土方7 米深》要求，边坡系数需在1:1 以上），不能按常规施工考虑。地质情况异常，为微膨胀土，深基坑边坡顶部土体自然荷载大，中间土层承载力较软弱，当边坡顶部受压或受震（矿区地下频繁爆破引起震动）时，坡壁土体的凝聚力、磨擦力减小，土质结构遭受破坏成疏松状态，并在坡面产生剪切力造成滑动而下落坍塌；（2）微膨胀土受雨水浸泡和轻微风化，受破损的土体结构及边坡在降雨和自然风侵蚀后，局部坡面呈块产生滑动而坍塌。
    塌方后实际图片。

    3· 施工部署
    3.1 项目管理组织机构
    由项目经理负责该工程实施过程中的组织、指挥、管理、协调和控制。项目经理部本着精干、高效、结构合理的原则，选配具有开拓精神、施工经验丰富、勤奋实干、科学务实的工程技术和管理人员组成项目管理班子。
    3.2 劳动力安排
    主要劳动力以具有同类工程施工经验人员为主干力量，同时从公司内抽调技术骨干组成施工力量，引入“择优上岗”的机制，全面推行“奖优罚劣”的管理办法，从劳动力和劳动力管理方面保证工程目标的实现，高峰期劳动力投入40 人。具体劳动力安排如下：
    瓦工：12 人；架子工：5 人；木工：15 人；混凝土工：9 人；测量：3 人；力工：15 人；电工2 人；起重工1 人。
    3.3 处理原理及施工部署
    1）处理原理：防止外围基坑壁再塌陷（保障已有建筑物管架的运行安全），保障施工泵坑及通廊的安全，采用基坑顶部和底部卸载并做护坡、坑体自然堆积土边坡上冗余土方减薄且施工完挡墙后不再堆载，坡面自然堆积塌方土方削减薄后拍实，中间段斜坡和下部（砼垫层范围内上部）削挖土方俢坡做砼挡墙支护，坑内土方全部导出外运，组织基坑周边地表和基坑底部雨水和积水的抽排。
    2）施工部署
    （1）泵坑
    组织好雨水排水、减荷载、水泥砂浆或细石砼护坡及增设混凝土挡墙支护、坑内土方导出外运：
    基坑上部1:2 向外削挖降低上部荷载并做水泥砂浆或细石砼护坡、直断面覆盖塑料膜防渗水→基坑上部表面平整硬化坡向外侧阻止雨水流入坑内→基坑内积存雨水抽排并让浸泡土壤适当晾晒干→将坡体上自然堆积的塌方土坡较厚部位削薄，边削边用挖机斗背拍实，削挖土方外运→以垫层边向外5 米沿周边一圈挖出平面（挖台阶1 米宽，下挖1.8 米）后浇筑C30 素混凝土挡墙1.8 米高→向内依次缩进1米台阶分别下挖1.8 米、1.4 米、1 米、1 米做砼挡墙四道，高度分别为1.8 米、1.4 米、1 米、1 米，挖出土方全部外运→施工泵坑基础。
    （2）南边通廊
    已开挖形成的南边通廊将上层土方按1:2 向外削挖降低上部荷载，挖3 米深左右，直断面原土坡面机械削挖1:0.5 坡（深度3 米），底部堆积土方（约3 米深）清出垫层面后照坡度拍实，已削挖的边坡和未塌落的修整过的整个坡面做水泥砂浆护壁即可，塌方下落的多余土方导出坑外运走。
    3.4 主要施工机械设备选择
    本工程采用砂浆搅拌机1 台、大型挖掘机2 台、运土自卸汽车6台、16 吨汽车吊车一台、扬程20 米潜水泵两台。
    3.5 主要施工用料需用量计划
    合理配置施工用料，以满足总体施工方案、施工进度及工程质量、安全为目标。水泥20 吨；砂30 方；商砼若干；支模用木模板和方木；钢管；扣件；对拉丝杆；脚手架若干。
    4· 施工进度计划
    本工程计划总工期需35 天，进度安排如下：整个处理过程最好集中安排在晴天，且土质相对干燥，保证施工的安全。
    （1）坑上部土方削挖降荷载、平整，2 天；
    （2）坑上部地面硬化及上端护坡，2 天；
    （3）坑底部抽水、晾晒，4 天；
    （4）坡面削挖拍实，1 天；
    （5）挖水平台阶施工砼挡墙5 道，25 天；
    （6）中间坡体削坡覆盖塑料膜，1 天。
    5· 详细施工方案
    5.1 泵坑上部土体结构卸载和地表雨水排水施工为减轻上部结构荷载，沿着现有的基坑边沿，根据坑壁最上端塌陷后留下的垂直断面高度和坑上口距周边已有建筑物的距离，控制上层削挖的深度，约2.5～3 米，按1:2 坡度开挖，所挖土方运出至离坑边至少20 米以外，即距坑上边20 米以内范围不要有任何其他堆积静荷载和动荷载。削挖时整平坑体表面距坑边3 米范围内场地，整平原则为外围比坑边低，保证外围雨水不排到坑内及坑边土体不被雨水浸蚀。上部3 米边削挖土方边人工俢坡后紧跟做水泥砂浆（或40mm 厚C15 细石砼）护坡，用25mm 厚1:2 水泥砂浆（或40 厚C15 细石砼）拍实抹平。在基坑顶部周边上表面距坑边2 米范围内做100 厚C15 混凝土地面硬化，硬化地面向坑外找坡不小于2%，并在硬化边沿设排水沟和集水坑，阻止地表雨水排入坑内。
    上部2.5 米深左右坡体护坡完成后，将紧跟其下的直断面坡体（约3 米深）用4 米宽的塑料膜通长覆盖，塑料膜上端压在护坡用的砂浆或砼底部，以此防止坡面上的地表水或雨水渗流至直断面，导致直断面土体膨胀而再开裂下滑。
    5.2 泵站基坑坡体上砼挡墙施工
    坑体上部荷载减轻后，不间断抽排坑底雨水积水，并让浸泡土壤适当晾晒干，在自然形成的塌方土体稳定的情况下，削挖塌方土体较厚坡面（塌方后自然形成的虚土坡面不规则，局部土层堆积较厚）上的虚土填入塌方后的基坑底部（砼垫层上方）基本整平压实，现有垫层上部塌落的土方约4.25 米深，削挖较厚坡面虚土回填平整完后垫层上方土方平均深度在3.6 米左右，削挖的多余土方导出外运。在削挖坡面土方时边削挖边用挖机挖斗斗背将修整完的坡面土方拍实，增强其坡体土的密实度进而加强坡体稳定。
    以砼垫层边线向外至少5 米（最好从紧靠塌方堆积土坡顶与直断面原土相接处开挖，据塌方情况推测，施工后的砼挡墙基本座落在未塌烈的原土断面上）沿周边一圈下挖1.8 米（塌方后标高约-7.0 米位置下挖，可视土体动向情况削挖，增大或缩小下挖深度），水平不小于1 米宽，下挖时成10～20 度角带坡，下挖后台阶面宽约0.75 米，在台阶上紧靠削挖断面做第一道C30 素混凝土（早强型）挡墙1.8 米高（墙底标高-8.8 米），挡墙厚250。此挡墙用于下一步往下挖土做第二道砼挡墙时抵挡上部土体不再下滑，保证标高-8.8 米以上塌方坡体及原土的稳定。待砼强度达到一定程度（70%）后（约4 天）或模板支撑不拆除（间隔一天），自第一道砼挡墙下挖线向垫层方向水平进不小于1 米开始挖第二道砼挡墙土方，下挖1.8 米（可视土体动向情况削挖，增大或缩小下挖深度）至标高-10.6 米位置，施工第二道砼挡墙（做法同第一道），依次类推，水平不小于1 米宽向垫层方向削挖土方1.4 米深做第三道砼挡墙1.4 米高（墙底标高-12.0 米）、第四道砼挡墙1 米高（墙底标高-13.0 米）、第五道砼挡墙1 米高（墙底标高-14.0 米，即到垫层位置）。削挖的坑内土方全部导出外运。为保证施工的安全，为防止削挖后来不及施工砼挡墙而遇大雨天气导致削挖后的土体及上部土体踏裂，在削挖土方时，可采取间隔等份开挖，间隔等份浇筑砼，削挖一段土方浇筑一段砼挡墙。若遇大雨天无法施工，在砼断面处留置连接钢筋，连接钢筋上下间隔200，水平布置两排，配置直径14 的螺纹钢，锚入砼内600，外露600。视天气预报情况，遇连续晴天，可合理组织好人力和物力，最好一次性将整圈土方削挖完，一次性将整道砼挡墙施工完毕，可保证砼挡墙的连续性、增加抵挡土侧压力的刚度和稳定性。
    削挖土方过程中，严密监控上部边坡土体的稳定情况，视情况可增加每层挡圈下挖的深度，减少挡墙的道数，加快施工进程。
    挖机（设两台大挖机）行走通道设在南边通廊位置，砼挡墙在南通廊处高度分别减半，第一大圈砼挡墙在此处断开，断开长度不大于3.5米，即一个0.9 米高、一个0.7 米高、两个0.5 米高（高低连接部位墙壁内配水平钢筋，从上到下均匀设3 排，每排两根直径14 的螺纹钢，分别向高、低边锚入600mm），两台挖机往外倒运土方的通道以向砂泵站坑内垫土形成挖机行走临时坡道，挖机退出时将所垫临时坡道土方挖出（仅南通廊处挡墙高度降低一半，降低处长3.5 米，便于挖机行走导出土方）。或在此处每道挡墙下端设钢筋砼梁一道，保证其整体性。梁截面250*600，上下各配筋3Φ16，箍筋Φ8@200，砼梁强度同挡墙。
    垫层上方土方全部倒运完后，在基坑底垫层边做100 宽水泥砂浆排水沟至集水坑处，一旦有雨水即可及时抽排出坑外，保证基坑内无明水浸泡。集水坑四周用砖砌120 墙并抹灰，集水坑底用100 厚C15细石砼硬化。
    观察土体稳定后开始施工泵坑基础，施工过程中专门安排管理人员24 小时巡视观察，随时注意坡体的稳定动向，一旦有异常情况，立即通知施工人员撤离坑内并及时采取措施处理。
    处理挡墙示意图附后。
    5.3 南边通廊
    已开挖形成的南边通廊将上层土方按1:2 向外削挖降低上部荷载，挖3 米深左右，做25 厚1:2 水泥砂浆护坡，坡顶部做排水沟，设集水坑，设潜水泵抽水，阻止地表雨水流入坑内。3 米以下的直断面原土坡面机械削挖1:0.5 坡（深度3 米），做25 厚1:2 水泥砂浆护坡。底部堆积土方（约3 米深）清出垫层面后按自然形成的坡度拍实，塌方下落的多余土方导出坑外运走。垫层两边设25 厚1:2 水泥砂浆排水沟100宽，150 深，将地表雨水引流至积水坑处安排水泵抽排。
    基坑处理过程和处理后后的照片。

    6 ·工程质量保证措施
    （1）按照公司质量保证、质量控制体系，组织精干人员，并严格按照项目法施工。
    （2）发挥项目技术负责人、质检员及施工班组对工程质量监控中的骨干作用，把质量分析讲评、QC 质量小组活动与消除质量通病落到实处，真抓实干。
    （3）建立健全班组自检、交接检、专职检三检制度，坚持班组检查和专职检查相结合制度。
    （4）坚持“质量一票否决制”，质量问题决不向进度和成本问题妥协，杜绝包庇隐藏，发现问题及时纠正。
    （5）坚持分公司及项目部的技术质量检查制度，发现问题跟踪处理落实。
    （6）认真熟悉图纸和本方案，技术负责人对各工种负责人交底，对操作班组分别交底，做到交底不明确不上岗，不签字不上岗。
    （7）严格过程控制，在班组自检合格基础上，班组长提请施工员、专职检查员验收，并在“工序自检、交接检、专职检”表上签字。
    （8）优化劳动力配置，全面实行分项工程承包，严格实行优质优价。选派具有同类土方施工经验、责任心强的操作队伍，制定质量目标责任制。
    （9）严格执行质量责任制。坚持执行“谁施工谁负责质量，谁操作谁保证质量”的原则，逐级落实，使人人树立“质量第一”的观念。
    7· 保证工期的施工措施
    （1）现场项目经理部同建设单位、监理单位、设计院、总包等单位紧密配合，集中统一领导施工队伍，对工期全面负责，从组织机构上保证进度的实现。
    （2）依据施工进度计划的要求，制订周作业计划，按作业计划要求组织劳动力、工程材料进场，每周召开生产调度例会，布置下周生产计划，分析本周进度偏差，并及时进行调整，确保总工期目标的实现。
    （3）做好各项施工准备工作。按施工进度计划要求提前准备各项施工机具，材料按时进场，并提前进行复检。按照进度计划及时组织劳动力入场。
    （4）根据施工进度计划要求，编制施工技术交底，制订季节性施工方案，避免因技术问题而耽误工期。
    （5）严格执行施工操作规范、规程，避免因质量问题而耽误工期。
    （6）积极采用新技术、新工艺、新材料进行施工及管理，保证施工质量，加快施工进度。
    （7）作好现场工人的生活保障措施
    （8）作好雨季防雨工作，保证工程进展顺利。
    （9）做好各级人员的思想政治工作，解决好职工的后顾之忧，保证职工以饱满的热情和高昂的斗志投入工作，确保工期目标按期实现。
    8· 安全施工措施
    （1）认真贯彻执行”安全第一，预防为主“的安全生产方针，“以人为本”的管理理念，加强职工的安全生产教育，提高职工的安全意识和自我防护能力。
    （2）成立以项目经理为首的，由项目副经理、技术负责人及各方面管理人员组成安全保证体系。项目经理要亲自抓安全生产管理工作，使安全管理体系处于正常运行。
    （3）项目部每周一组织全体施工人员进行安全教育，对上周安全方面存在的问题进行总结，对本周的安全重点和注意事项做必要的交底。
    （4）管理人员根据本工程特点、预计可能出现的危险因素（土方塌落），深坑维护高处坠落，进行书面的交底，交底人和接收人都必须签字。
    （5）工长组织监督和检查施工方法，班组长或兼职安全员必须根据作业环境和工作特点向作业人员交待安全生产措施及应注意事项，并做好记录，履行签字手续。
    （6）特殊工种必须有上岗操作证，严禁无证上岗。
    （7）危急情况停工制；一旦出现危及职工生命安全险情，要立即停工，同时上报，及时采取措施排除险情。
    （8）施工现场线路要整齐、规范，严禁任意拉线，夜间施工要有足够的照明，用电要符合“三级配电两级保护”和“一机、一闸、一漏、一箱”的要求，配电箱设置要完整，有门有锁，线路标识清楚。
    （9）加强对职工宿舍管理，电线线路要规范、整齐、安全，并定期检查。
    （10）使用电动工具应戴好绝缘手套，施工现场的电动工具不用时，必须断电，使用电动工具的工作完成后，由专业配电人员及时拆除线路，固定式电动工具和电动设备应在其旁边明显位置悬挂安全操作规程，使用电动工具电气金属外壳可靠接地。
    （11）使用电焊和操作其它电动工具时，不能站在湿润地带，应采用相应的安全措施，电焊机的一、二次接线板，应有防护罩，并应有独立的电源控制装置，放置地点应选在防雨、防潮、防晒的地点。电、气焊及施焊前应检查周围，确认无易燃物方可施焊，初用明火前，应在安全部门开具动火证，并有专人看守，作业后确认周围无火灾危险后，方可离去。
    （12）施工车辆、机械设备操作人员要有专业证书，专机专人持证上岗，并定机定人。机械设备安装验收合格，办理手续后方可使用，并有可靠接地。
    （13）此基坑为深基坑，沿坑周边1 米位置设置通圈1.2 米高围栏，并设警示牌，夜间设警示灯。
    9· 文明施工措施
    （1）在施工现场须达到良好的企业文化氛围，办好读报栏、黑板报，有规划地布置有关质量、安全、文明施工等方面的标语和标志，绘制安全标志平面图。
    （2）清理施工垃圾，严禁随意凌空抛撒造成扬尘，施工垃圾要及时清运，清运时，适量洒水减少扬尘。
    （3）施工现场专人清扫，保持整洁卫生，保证道路畅通，车辆不带泥砂出场。各作业面由班组长负责，实行工完场清。
    （4）禁止将有毒有害废弃物用作土方回填，以免污染地下水和环境。
    （5）建立健全控制人为噪声的管理制度，切实教育施工人员，禁止大声喧哗及不必要的械具碰撞，成为制约的一个硬指标。
    10 ·雨期施工措施
    （1）项目部安排好防汛值班表，排定防汛人员名单，遇雨时及时安排，反应迅速，并准备好必要的用具（水泵、雨披、雨鞋、塑料布或彩条布等）。
    （2）机械设备等机具要采取防潮、防雨措施，漏电保护器装置由专业电工及时检查，确保精确、可靠。
    （3）雨季施工掌握天气预报，准备抢险材料，昼夜有人值班。
    （4）通过天气预报，尽量避开雨天施工，土方越干燥越有利于施工安全。