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1、杨浦中央社区中心区域一期工程挖土方案1工程概况上海市杨浦中央社区中心区域工程建设单位为上海杨浦中央社区发展有限公司，设计单位为第九设计研究院，咨询设计单位为巴马丹拿建筑设计咨询（上海）有限公司，围护设计顾问为华东设计研究院，总承包单位为上海建工股分有限公司，施工单位为上海市第一建筑有限公司，监理单位为上海华设工程咨询有限公司。上海市杨浦区中央社区中心区域工程位于杨浦区淞沪路245号，位于外走马塘北侧、政立路南侧、东临江湾体育场、西靠淞沪路。本工程地下二层，中心岛为地下一层下沉式广场。本工程三面围护为地下连续墙与地下室外墙两墙合一的围护墙，北侧为钻孔灌注桩排桩围护。本工程基坑长边210m，短边1
2、30m，整个基坑面积约27200，除中心岛位置开挖深度为5.5m外，其余挖深多为10.1m，桩承台处挖深11.2m，局部深坑挖深为12.7m。2挖土工程难点与特点(1)基坑占地面积大，开挖方量大，总出土量约为292000m3。(2)基坑开挖深，除中心岛位置开挖深度为5.5m外，其余挖深均超过10m。(3)基坑外围放坡深达3.5m，宽为410m，操作面小。(4)基坑开挖周期长，从10月中旬至3月底，长达5个月。(5)基坑开挖时，上部结构同时施工，交叉施工，施工难度大。(6)基坑底板及逆作区中楼板标高变化多，工作强度增加。(7)周边地下二层为逆作区，施工机械操作面小，人工挖土出土量大。(8)逆作施
3、工时，地下照明、通风设备多，地下电缆、电线、设备监控难度大。3土方工程施工方案3.1挖土概述杨浦中央社区中心区域一期工程总出土量约292000m3，根据本工程占地面积大，开挖深度深，工期紧等一系列特点，采用一明一暗半逆作法施工，本工程土方开挖总次数分为三次。根据本工程开挖面积大的特点，将顺作区土方按平面划分为5个块，分别为M1M5，逆作区划分为N1N13共13个块，暗挖阶段时，土方分区分层抽条开挖。再将其中的N6、N7、N8、N9、N10、N11定为一区，N1、N2、N3、N12定为二区，M1、M3、M4、M5|N13定这三区，N4、N5、M2定为四区。3.1.1首次开挖首次开挖时，先开挖N8
4、、N9、N10、N11块外围放坡区域，基底为放坡平台底（-4.00m），坑内区域自然放坡至场外标高，并留设1m宽平台。边放坡开挖，边施工护坡，护坡采用50厚C20细石混凝土内配6200钢筋网（局部区域需加打钢筋或土钉）。放坡平台近地墙（排桩）侧开挖第二级排水沟，沟宽300mm，平台向排水沟方向泛水。但排水沟需留出地墙（排桩）压顶圈梁位置（压顶圈梁自地墙内边向外侧1200mm）。随着N8、N9、N10、N11外围放坡护坡施工，可流水搭接施工N12、N1、N2、N3、N4及N5块外围的开挖及护坡工作，施工方法同前次护坡施工。坡体开挖时，紧跟着施工细石混凝土护坡，坡体土方不宜暴露超过24小时。施工南
5、侧护坡时，北侧坑内土方大开挖开始。坑内首层土采用盆式大开挖，用1m3斗容量的大挖机自江湾体育场侧向淞沪路侧退挖，开挖区域为N10、N11、N9、M5、N8、N7、N6，外侧为地墙（排桩）边。严禁挖斗直接沿地墙（排桩）向下开挖。首次开挖标高为梁底标高（变标高处按设计标高相应调整），即施工逆作区域的B1梁板和中心岛底板。逆作区B1板采用矮排架，梁底模、侧模、平台板模均采用木模。中心岛底板反梁采用砖代模。中心岛底板养护期间在其靠近淞沪路侧当中部位做一斜道，斜道坡度1：9，斜道直通室外地坪，斜道与坑外道路接壤，届时二层开挖的土直接由斜道外运。一区开挖：首层土采用盆式大开挖，挖机分别从A轴和Q轴向K轴退
6、挖，土方从K轴自中心岛向淞沪路方向处运。(1)一区上部结构为B1楼、C1楼，因C1楼有部分劲性结构，且在首次开挖时，部分劲性柱需插入土内，故挖土至该区域时，应有专人指挥，开挖至相应标高后，将劲性柱安放在相应位置并固定，而后回土至周边标高，再施工上部模板支架系统。(2)一区与二区交界处在17与18轴之间，一区开挖时，开挖至梁底标高，相邻的三区卸土2米，自然放坡至自然地面。(3)一区古树侧开挖时，派专人监控指挥，严格监控该区域钢板桩止水效果，如出现渗水现象，立即按事先编制好的应急处理措施予以处理。二区开挖：首层土采用盆式开挖，挖机从Q/1轴及P/17轴向N13块退挖土方从中心岛向淞沪路方向外运。(
7、1)二区上部结构为A2楼，且该区有大部分为临时型钢支撑，逆作区开挖至地下一层普遍梁底标高（-5.8m）。(2)二区开挖时，相邻的三区卸土2米，自然放坡至自然地面。三区开挖：(1)三区大部分土在本次开挖前已先卸土2米。(2)三区开挖时，一区及二区自顺逆作分界线向顺作区延伸3m平台后从-5.8m 1：2放坡开挖至-8.3m，此时，当中一块中心岛广场开挖至垫层底标高（-6.05m）。(3)下沉式广场留土标高为-6.05m，留土边界为下沉式广场周边结构墙体下承台的内边缘，开挖下沉式广场的基底标高后，及时施工砼垫层，周边边开挖边打设土钉并喷射砼面层。(4)下沉式广场土钉施工工况：开挖至-7.05m，施工
8、-6.95m处第一道土钉，开挖至-8.05m，施工-7.95m处第二道土钉。(5)逆作区楼板缺失处，土方开挖后，立即进行该处支撑的撑设。四区开挖：首层土采用盆式开挖，挖机从F/17轴及G/1轴向A/89轴退挖，淞沪路方向出土。(1)四区上部结构为A1楼,且三区土方开挖时，其他两区正在施工结构，挖土操作面较小(2)四区逆作区开挖标高为地下一层普遍梁底标高(-5.8m)，其区域为13/AG轴和110/AC轴，除中心岛外的其它区域开挖至-8.05m，并同三区的土钉施工采用同样方法，施工中心岛土钉(3)近淞沪路侧中心岛底板施工完后，立即撑两中心岛间的临时支撑，形成的地下一层水平受力体系3.1.2第二次
9、开挖第二次开挖为顺作区明开挖，采用大挖机自-8.3m标高设置3m宽二级平台后，以1：2放坡开挖至普通基底-11.10m。下沉式广场侧边开挖边打设土钉，并喷射砼面层，当开挖至-9.05m，施工-8.95m处第三道土钉，开挖至-10.05m，施工-9.95m处第三道土钉，开挖至-11.05m，施工第五道土钉。二次开挖完后，进行顺作区底板施工，养护完后进行顺作区B1层梁板结构施工，该层结构施工时，所有大梁都施工完，仅在设置出土路线处浇筑B1板，其余均用于暗挖取土口，出土路线处的梁板进行加固处理。利用B1层梁做为支撑，在梁间预留的出土口暗挖土方。3.1.3第三次开挖本次开挖为逆作区暗挖土方，待顺作区B
10、1梁板施工养护达到要求后，进行第三次土方开挖，土方开挖前，在行车路线处的结构梁板上铺设钢跑板，如结构为变标高，则加土预以填平。暗挖土阶段，在取土口位置基坑内配置0.4m3、0.25m3和0.15m3小型挖机，由中心向周边开挖，按后序章节暗挖阶段挖土原则分区分层限时抽条对称开挖，辅以人工进行暗挖，在取土口边停靠垂直臂挖机或履带式抓斗挖机配合挖、取土。出土车辆约20辆。开挖前将小挖机吊入坑内，小挖机在坑内进行挖土，并将土方驳至取土口下，后由大挖机在B1板上将土挖至停在加固区域上出土车辆，从出土路线所示的梁板上行驶至斜道，外运土方。一个抽条挖土结束后，立即进行垫层施工。垫层施工时，深井降水管并不拆除
11、，继续抽水，在底板扎铁前深井拔除。本工程总挖土周期约为5个月，周期长，跨越秋冬二季，故在施工中，降水不能间歇，并加强监测，控制坑边荷载，坑内排水通畅，不准积水。3.2挖土前准备3.2.1前期道路准备M4区西侧围护为深层搅拌桩重力坝围护，但该侧在第二次及第三次挖土过程中是唯一的出土路线，车辆进出频繁，是本工程的“运输生命线”。故对该侧围护墙的保护也非常关键。对该区域的路面采取以下措施：(1)将该区域重力坝浮浆清除、整平。(2)打设4排121000，L=3000钢筋及1排121000，L=5000长钢筋进入重力坝。(3)绑扎钢筋双皮，双向12250。(4)浇筑200mm厚C25砼洒水养护达到强度后
12、方能上车行使。3.2.2其他准备：(1)需进场施工的设备，在进场前进行保养、验收，以消除隐患，确保施工机械的完好。(2)由专业人员落实、办妥渣土处置、运土路线等的许可证及手续。(3)组织协调交警、市容、街道等的关系，以取得他们对土方施工的支持。(4)组织道路突击清理队，以备随时清理场外运土道路。(5)对全部施工人员进行质量、安全、技术等的交底工作；安全交底要到人、到岗。3.3挖土原则(1)基坑垫层采用C15砼浇筑，整个基坑垫层随挖随浇。(2)明挖土时采用盆式挖土，基坑中部和四周的土体一次挖完。(3)暗挖土时，不采取盆式挖土方式。必须采用抽条对称挖土方式开挖，抽条宽度按区域控制。一个抽条结束后，
13、立即组织垫层施工。(4)机械挖土所至标高比设计标高高20cm左右，余下的由工人迁土完成。(5)在挖土过程中注意挖机、挖斗不得撞击桩身，以免造成桩产生位移。(6)暗挖阶段，通风、照明必须到位，严禁操作区域无送新风设备进行施工。(7)暗挖阶段，必须先将逆作区施工时的排架、模板拆除后人员及机械才能进入逆作区施工。3.4逆作法挖土工况先开挖地墙（排桩）外侧放坡区域。采用常规方法，从自然地坪坑外卸土放坡至地下连续墙压顶梁底标高，即从-0.5m挖至-4.0m，实际开挖深度3.5m，进行护坡施工及第二级排水沟施工。并同时将地墙（排桩）翻浆部位凿除，绑扎钢筋，安装模板，浇筑混凝土顶圈梁。3.4.1工况一为明挖
14、土阶段。坑内周边挖至地下一层结构梁底，即从-0.5m挖至-5.8m，实际开挖深度5.3m中心岛位置挖至-6.0m(标高变化处相应调整)。详见逆作法挖土工况一平面图3.4.1-1，剖面图3.4.1-2。3.4.2工况二明挖土结束后，边环板利用矮排架制作模板，完成地下二层逆作区域周边的地下一层楼板和下沉式广场区域底板。详见逆作法挖土工况二平面图3.4.2-1，剖面图3.4.2-2。逆作区制作地下二层结构时，大空间处设临时钢支撑。3.4.3工况三在地下二层区域周边的地下一层梁板及下沉式广场区域底板达到设计强度要求后，从逆作区周边开始放坡开挖。开挖时，先用大挖机从顺逆作交界线向顺作区3m内1：2放坡至
15、-8.3m，并在相对标高-8.30高度留设3m宽平台，再以1：2坡度放坡盆式开挖至底板，即从-8.3m开挖至-11.0m；同时内部下沉式广场侧随挖随设置土钉，分层开挖至基底后及时浇筑100厚砼垫层。详见逆作法挖土工况三平面图3.4.3-1，剖面图3.4.3-2。待逆作区域地下一层梁板达到设计强度后，可施工0.00结构梁板，并预留插筋用做后道施工的结构连接。3.4.4工况四施工已挖至基底处的结构底板以及内部下沉式广场侧的结构外墙，该侧外墙施工结束且达到设计强度后操作面密实回填土，施工下沉式广场区域剩余部分底板。详见逆作法挖土工况四平面图3.4.4-1，剖面图3.4.4-2。3.4.5工况五基坑周
16、边坡体继续保持降水，中部由下往上顺作施工顺作区域的结构柱和地下一层结构梁板，并通过基坑周边先施工地下一层结构预留的插筋连接形成整体。在施工顺作区域地下一层结构梁板时，将所有大梁均浇筑完，并仅浇筑出土路线处楼板。利用梁间的间距做为暗挖取土口，取土口洞口边进行加固。详见逆作法挖土工况五平面图3.4.5-1，剖面图3.4.5-2。3.4.6工况六由下往上顺作施工顺作区域的结构柱和0.00结构梁板，并通过基坑周边先施工的0.00结构梁板预留的插筋连接形成整体。待顺作区地下一层标高位置结构达到设计强度后，暗挖剩余土方。详见逆作法挖土工况六平面图3.4.6-1，剖面图3.4.6-2。3.4.7工况七两侧出
17、土口侧各停一至两台CAT-320加长臂挖机，配合基坑内的小挖机取土。通过顺作区地下一层结构预留的出土口，暗挖基坑周边逆作区域剩余土方，即从-5.8m开挖至-11.0m，实际开挖深度5.2m。基坑内采取机械挖土和人工挖土相结合的方法挖土，机械挖土以小挖机为主，人工挖土采用手推车，在运输线路上铺设竹笆通道。土体暂时堆放在取土口附近。并浇筑形成整个基础底板。详见逆作法挖土工况七平面图3.4.7-1，剖面图3.4.7-2。3.4.8暗挖阶段施工原则暗挖阶段时，根据土方分区平面图分区分层限时抽条对称开挖：先开挖N1、N5、N7、N11块，其次开挖N3、N9、N12，然后开挖N2、N4、N6、N8、N10
18、，最后开挖N13。每块开挖完后，立即浇筑垫层。详见3.4.8-1。中心岛之间的N13区土最后开挖，在中心岛底板养护完后，刨槽开挖该处的临时支撑，并安装临时支撑，待安装完后，进行斜道回填时，同时将该临时支撑回填与斜道下，斜道该处上铺设钢板。待其它区域的土暗挖结束后，再行开挖N13块除斜道下的土，并将斜道拆除后再开挖N13剩余土方。开挖时，同时施打N13侧中心岛位置的土钉。3.4.9逆作区上部结构施工原则在进行下部土方开挖的同时，逆作区上部可同时施工，但只能充许施工至地上二层结构，待地下室底板形成整体后，才能施工二层以上结构。刨槽开挖钢管斜撑位置，撑设钢管斜撑。3.5施工现场排水方案本工程场地大，
19、开挖面积巨大，挖土工期长，挖土阶段排水异常重要。逆作挖土阶段采用三条环不同标高面的排水沟。3.5.1第一级排水设置沿围墙内侧设置一圈场地排水沟，沟宽300mm，并设置8个沉淀池，分别位于淞沪路侧及江湾体育场侧。排水沟与沉淀池相连，排水沟定期清扫，防止沉淤。场内防水及降水所抽取的水均经过沉淀池沉淀后排放入市政管网。3.5.2第二级排水设置(1)先在地墙坑外（避开圈梁）处开挖第二级排水沟，排水沟采用砖砌，沟宽300，并在靠近第一级排水沟沉淀池位置设置集水井，集水井也为砖砌集水井，8008001000mm，上铺钢筋格栅，并在相应加强位置设置小集水井，集水井600600800，集水井共12只。(2)在
20、集水井位置布设硬管直通坑外排水沟，硬管采用固定形式，硬管靠近集水井边设水泵，水泵不间断将集水井内的水抽至坑外排水沟，保持第二级排水设施不集水。3.5.3第三级排水设置第三级排水按挖土进度，分为三个阶段。(一)第一次开挖(1)第一次大开挖时，避开梁及支撑位置，开挖150*200截面排水沟，并横向穿过梁开挖比梁底标高多挖深20cm，内填道渣(小石块)，形成盲沟。 (2)在逆作区避开梁位置，留设部分集水井，集水井100010001500，集水井与盲沟相连，逆作区B1板浇筑时，集水井位置板预留洞，不予以浇筑。具体位置见下（21轴4500/P轴4500、19轴4500/P轴4500、23轴4500/E轴
21、、22轴4500/C轴、22轴4500/D.6轴、1轴4500/K轴4500、2轴4500/G.3轴、6轴4500/A轴4500）。(3)顺作区暴露面开设明沟，并也以9m9m纵横向设置，并每隔四跨设一集水井，集水井可采用瓦筒管。(4)施工至第一阶段时，将混水泵置于坑内集水井中将集水井内的水直排至第二级排水设施中。(5)逆作挖土时，主要利用结构施工中的管弄井为部分采光及送排风口。(二)第二次开挖(1)第二次开挖为顺作区地下二层开挖，一次性挖至底板底标高，刨槽开挖反梁及桩承台，利用反梁为排水沟，利用桩承台为集水井。(2)反梁及桩承台均采用砖代模，在整个挖土及制模、扎铁期间，皆利用它们作为排水设施，
22、并按排水泵将流于此坑内的水抽至第二级排水设施。(三)第三次开挖(1)第三次开挖为逆作区地下二层开挖，开挖过程中可设置临时集水井，并用机动水泵将水抽至顺作区已浇筑完的结构集水井中，再用水泵将水抽至第二级排水设施中。(2)因第三次开挖为“分段、对称、限时、抽条”式开挖，开挖后马上浇筑垫层，因此可采用顺作区底板开挖时的集水井及排水沟方式。3.5.4排水原则(1)基坑内严禁积水，集水井内的水严禁漫出，布置水泵专人定时抽取。(2)排水沟保持畅通，严禁排水沟、集水井内泥浆淤积，整个基坑施工过程中，派专人不定期检查整个排水设施。(3)第一级排水必须经过沉淀池沉淀后方能排入市政管网。(4)台风暴雨来临前，必须
23、对整个排水系统全面检查，备用应急泵，并组建紧急抢险小分队，对整个排水系统进行巡查。3.6逆作阶段通风设施本工程地下二层环板下采用逆作挖土，从顺作区边界至地墙（排桩）最远距离达到近50m，因此，暗挖阶段时的送新风为该阶段工程的重中之重。(1)本工程顺作区多为地下一层，且在逆作挖土施工时，该部分只浇筑了行车路线处的梁板。因此，送新风口就利用取土口，但送新风口需用明显标识。(2)逆作地下一层板时留设的集水井位置上部用钢管围栏围好，同时利用该预留洞作为补充送新风口。结构预留的管弄井为逆作阶段主要排风口。(3)安装排风扇外园直径达到800毫米的抽流式风机在主送风口，进行强制通风，部分作业面超长的暗挖区域
24、利用接力的形势，当中过渡一只风机（或排设临时进风管道）。(4)在逆作B1环板时，预留好排风口，可使地下室防浊空气排出坑外，是地下顺作、逆作区空气形成对流，保持地下室空气新鲜。(5)地下挖土施工区域，必须开启进风和排风扇，否则严禁施工，安排专人经常上下基坑，注意坑内空气质量，及时做出反应。(6)严禁单人在逆作区作业，逆作区施工时，所有人员必须在目所能极的范围内施工，各作业班组下班时，必须清点施工人员并将情况汇报当班管理人员。(7)当机械挖土及人工挖土同时进行时，挖土产生的废气必须尽快排出。另外对地下沼气也要充分排出。逆作施工时，如有施工人员呼吸不畅，身体不适现象出现，立即停止作业，加强逆新风直至
25、情况正常方能继续施工。3.7逆作阶段照明设施(1)地下室照明采用防暴、防潮、亮度大的照明灯具，每个轴线方格布置一只灯。(2)照明灯具随挖土进度同时安装，安装人员紧跟挖土进度，将地下照明电线采用塑料套管穿线固定在顶板上。(3)上下施工交通通道要单独设置一路36V低压安全应急照明系统，以防电路发生故障，灯光熄灭，造成施工人员无法行走，并经常检查此路灯具是否正常照明。4环境保护方案4.1江湾体育场的保护措施场地东侧为市级保护建筑物江湾体育场，因江湾体育场距离基坑较近（东侧止水帷幕距体育场15m），故采取以下措施。主要保护措施包括：第一、缩小施工段间隙时间，加快施工速度，严格控制地下墙无支撑暴露时间，
26、加强监控，随时掌握基坑变形大小，减少基坑的变形量；做到随挖随撑，及时浇灌底板混凝土和底板结构，严格控制基坑的位移，确保地面建筑的安全。第三、时空效应：采用“分层、分块、对称、平衡、限时”的时空效应法施工，减少地下墙的横向位移与地面沉降。(1)工程一侧为江湾体育场，为保护体育场的安全，尽量缩短地下结构施工工期。(2)基坑开挖之前，必须保证基坑内一周以上预降水，同步开挖过程应做好基坑明排水、围护结构的堵漏，保持基坑坑内干燥。(3)基坑开挖过程中，遇围护结构渗水等情况，应及时组织人员堵漏，必要时再基坑外侧跟踪注浆，应派专人24小时跟踪监测。4.2古树的保护措施对古树的保护在基坑围护设计方案中已着重考虑，为此，整个建筑物在古树处对古树采取避开处理。对古树进行重点防护，用竹笆和钢管将古树与现场隔离开，将整个古树保护区交给园林部门。施工过程中，古树隔离区禁止施工人员进出，严禁将施工材料堆放在隔离区内，更不准将水泥浆水直接排放进隔离区内。对所有的进场的施工人员进行交底，说明古树的重要性和保护古树的必要性。10杨浦中央社区中心区域项目部