基坑支护方案及土方开挖.doc

目 录一、编制依据2二、工程概况2三、基坑支护3（一）土钉喷锚技术质量要求4（二）钻孔桩技术质量要求8（三）压顶梁及支撑的质量要求11（四）换撑的质量要求11四、土方开挖方案17五、基坑监测工作18六、应急抢险措施19七、安全管理措施20一、 编制依据（1）温州市建筑设计研究院设计的温州市解放南路延伸工程东北居住组团15#楼总平面图及地下室结构图；（2）建设单位提供的环境资料和依据；（3）依据工程岩土工程勘察报告；（4）建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2001）；（5）建筑基坑工程技术规范（DB33/T10085-2000）；（6）基坑土钉支护技术规范（CECS96-97）；（7）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）；（8）温州市解放南路延伸工程东北居住组团15#楼工程地下室基坑支护设计方案。二、 工程概况1、基本概况本工程位于马鞍池东路以南、山前街以东，1#5#楼总建筑面积为4.77万，其中地下室面积为14195。地上118层，地下一层。框架剪力墙结构。地下室底板标高为-4.55M、-5.45M，底板厚450，其下为150厚C15素砼垫层，下铺150厚片石灌砂夯实。±0.000相当于黄海高程系绝对标高5.5M，自然地坪标高为4.7M，桩基工程为机械钻孔灌注桩，桩径分别为800、700。有效桩长约19.535.5m。2、场地工程地质条件拟建场地位于温州市马鞍池东路以南、山前街以东，原为旧房。基坑边距山前街约7m，基坑受山前街的车流影响较大，且基坑的西侧有两坐变压器，所以确保基坑西侧的安全是本基坑的施工重点。场地地貌类型属于滨海淤积平原。3、土体特征：依据温州市勘察测绘研究院提供的岩土工程勘察报告显示：本工程场地内划分为5个工程地质单元层，6个工程地质亚层。基坑施工所涉及的地层自上而下分述如下：（1）杂填土：杂色，以粘性土、碎块石、建筑垃圾混杂组成；土性湿饱和，松散稍密，中压缩性；层厚0.54.3，底层埋深0.54.3，全场分布。 （2）粘土；灰黄、灰褐色，含少量铁锰质氧化物，韧性好，切面光滑，高干强度，摇震无反应；土性呈可软，中高压缩性，层厚0.21.3M，层底埋深1.353.6M，局部缺失。（3）淤泥；青灰色，含少量粉细砂、土性呈流塑，高压缩性，层厚0.36.3M，底层2.88.7M该层主要分部于场地中、东部，西部局部分布，厚度较薄。（4）含碎石粉质粘土：岩石面之上的坡残积层，褐黄、灰黄色为主，土性饱和，中压缩性，层厚5.4M。三、 基坑支护根据温州市勘察测绘研究院提供的基坑支护方案，本工程的基坑支护采取围护桩和土钉喷锚两种形式，1#、2#、3#、4#、5#楼的西侧及南侧采用喷锚支护。1#、2#、3#、4#、5#楼的北侧及东侧采用钻孔桩加钢管斜支撑进行支护。（一）、土钉喷锚技术质量要求1、制作锚管体的制作锚管体的制作必须按图施工，沿管壁钻成螺旋状8孔，开孔从离坑壁0.5m开始设置，直至管底，孔距0.15m，每孔边设一只30×30×3，L=50倒刺，紧贴锚管，双面满焊，头部设89×2.5 L=200mm成锥形的扩大头。2、放样根据基坑支护平面图进行放样，各阴阳角要成圆弧形。放样时必须控制坡顶（压顶板面）及坡底标高，布网至坡底。3、坡面开挖挖土对喷锚网支护施工质量影响很大，喷锚支护出问题多数与挖土控制不好有关，严格控制分层挖土标高，及分段长度。坡面开挖是否直线及是否平整，涉及到基坑的美观问题，首先用挖土机轻轻开挖成粗坡面，再用挖斗推压一下，再用人工修坡。为了保证基坑边壁在开挖过程中不产生过大的土体应力和变场。对土体开挖要严格要求，挖土必须分层开挖，第一层开挖深度为锚管下3050cm，其下开挖深度即为锚管竖向间距，（排距），绝对不能超挖，除了分层开挖以外，还必须分段开挖。第二层每段不得超过10米，若为淤泥，段长为56m，并采用跳槽开挖。另外，上层喷射砼面层和注浆体达到70%强度后才可往下层开挖，否则易造成边壁坍塌。总之，开挖下层时间与上层喷射砼面强度，注浆强度，地质条件，边壁位移量，周边荷载等有关，一般为13天。4、第一次喷射砼（初喷）扎网前对边壁的土体进行第一次喷射砼（即初喷），为了缩短坡面暴露时间，挖土与进管后及时初喷，可以对土体面层进行一次平整凝固，以便放样扎网，并使钢筋网具有一定保护层，提高喷射锚网整体强度。砼强度等级为C20，喷射厚度为100mm。5、进管在素土面上布标点定管位，允许偏差值为100mm，用挖土机挖斗按3m一段（6m长钢管中间设一卡头）把锚管缓缓推入土体之中，进管时设法架设好锚管的倾角，一般用人工握控锚管倾角或设定位架来进管。锚管端部在初喷面向外露头不超过100mm，否则向下开挖时其挖斗会碰到注浆锚管，导致锚管体与土体的摩阻力减少。遇到障碍物无法进管时，此时须作隐敝记录，采用潜孔钻将障碍物钻孔或进行等强度替换，如移动管位，增加锚管数量或缩短间距等处理方法。技术质量要求：材料：48×25mm焊接管，级钢，要具有质保书。相邻层锚杆成梅花状布置，上下左右要成行列。对接时用314钢筋，L=160mm双面搭接满焊。各排锚管端部要成水平倾角由小到大，每排倾角偏差为±5°。6、布网先布置6.5的双向钢筋网和14的纵向骨架钢筋，再布水平方向（横向）14的骨架钢筋，把各排锚管串焊起来。各骨架钢筋交点及与锚管交汇处必须电焊牢固，每锚管端部均设4根14的贯通加强筋，也必须焊接牢固。各钢筋要平直，间距要均匀，绑扎搭接为35d，单面电焊搭接为10d，双面电焊搭接为5d，上下排锚管间的网片搭接必须焊接牢固，钢筋沾泥要清理干净。技术质量要求：材料：其钢材14为级钢，6.5为级钢。需有质保书，焊条HPB235钢筋用E4300E4313，HRB335钢筋用E5001E5014。横平向主筋采用14的钢筋，纵向采用14的钢筋，把各根锚管串焊牢固，分布筋6.5250×250，主筋处不布置分布筋，横向与纵向骨筋要相互垂直，纵筋在下，贴近初喷层，焊于纵筋与锚管上。主筋交点处须电焊，与分布筋搭接处为点焊或绑扎。布网范围：从自然地面布1000mm宽，直至喷锚网底上。7、第二次喷射砼（复喷）布好钢筋网片并与锚管焊接牢固后，立即进行喷射砼作业，喷枪距作业面控制在11.5 m范围内，须垂直喷锚面。喷射砼的程序是：混凝土喷射机将水泥、黄砂、瓜子片及添加剂（冬天加35三乙醇胺促凝剂），均匀拌和，通过管路，用空压机送来的风压送至作业面，在作业面的枪头出口处有一注水装置，水和水泥、砂、石在枪头处通过风压均匀混合后向外喷射，用人工左右上下晃动喷射作业面，水灰比在枪头控制，以达到砼在喷射面上即不流淌又很少回弹，此时为最佳水灰比。技术质量要求：材料：水泥早强型强度等级为32.5级普通硅酸盐水泥。砂用中细砂，瓜子片粒径为510mm。喷射厚度：100。砼强度C20。配合比：水泥：石子：砂=1：2：2（重量比），冬天加3防冻剂。配料搅拌：上料前初拌，上料后水泥、砂、石经过喷射机和输送料管混合，即可达到均匀搅拌目的。喷射前坡面作喷射厚度标志。8、注浆采用锚管底部注浆每6米逐步向外拉出，端部采用注浆带，阻止浆体外流，注浆前要注水洗管干净后才能注浆。技术质量要求：水泥用早强型，强度等级为32.5级普通硅酸盐水泥，砂用中细砂。配合比：水泥：砂=1：0.3（重量比），冬天加35 三乙醇胺促凝剂。注浆压力0.40.6 Mpa（一般第一排锚管为0.3 Mpa，第二排为0.4Mpa，第三排开始0.5Mpa）。注浆量：每米锚管注浆量35/m水泥用量，注浆体强度M10。9、养护必须遵照养护时间，不能使局部喷射面坍塌，开裂、鼓起、脱落。喷射砼终凝二小时后要浇水养护，养护时间根据气候条件所温高底，一般为37天。砼喷射过二十四小时后，才可以对锚管进行注浆，锚管注浆三天内要静载养护，不能有振动荷载，不能向下分层开挖与邻段开挖土方。10、喷锚施工期间的开挖要求：沿基坑6m范围内，分层分段开挖，每层开挖高度为锚管下3050cm，分段长度第一层不得超过16m，第二层每段不得超过12m，开挖到淤泥层时，分段长度不得超过6m，并采用跳挖形式，开挖出工作面后，应立即进行支护，最后一层锚管施工完，应立即施工地下室垫层。根据以上各工序绘成喷锚支护流程图：（二）、钻孔桩技术质量要求1、本工程的南侧围护结构采用700900机械回旋钻孔桩，围护桩采用C20混凝土。围护桩伸入压顶梁100。2、围护桩可考虑现有的工程桩机械进行施工。围护桩的质量按工程桩的施工要求进行施工。桩底沉渣200。3、围护桩施工时采用跳打方式，保证施工质量不得出现缩径、夹渣、露筋、断桩等施工质量问题。（三）、压顶梁及支撑的质量要求1.1、钻孔桩上部的C30压顶梁尺寸为900×700，内配1620，8200。1.2、钻孔桩的主筋锚入压顶梁内35d。1.3、压顶梁施工前须凿除钻孔桩上部松散的混凝土。1.4、斜支撑采用600及400的钢管支撑，钢管根部的地下室底板上浇筑1500×1250×1200的砼支墩强度同底板砼。1.5、待压顶梁的混凝土强度达到90%后，以大于1：1.5的放坡分层开挖土体，每层厚度不宜大于1.5米，挖到底板标高，垫层施工时须至支护桩边。2.1、钢管斜支撑基坑分段法支护施工是钻孔灌注桩、水泥搅拌桩与钢管斜支撑相结合的一种施工工法。就是利用钻孔灌注桩在基坑边形成排桩进行挡土，水泥搅拌桩对钻孔灌注桩的根部土方进行加固，钢管一端撑于桩顶的冠梁上，另一端撑于内侧已浇筑的地下室底板上，从而起到基坑支护的作用。2.2、能有效地控制基坑边的沉降及变形，有效地保护基坑外边的地下管线。2.3、地下室的施工可分段施工，可大大提高工程施工进度。2.4、分段施工减少了基坑一次开挖的长度，更有效地保证了基坑的安全。2.5、分段施工提高了钢管的使用周转次数，有效地提高了经济效益。2.6、适用于地下室面积较大，基坑深度小于6m的，地下室底板可分段施工的基坑。2.7、周边的地下管线较多，对基坑周边土体变形有较高要求的地下室基坑。3、工艺原理3.1、钢管斜支撑基坑分段法支护施工是利用钻孔灌注桩形成排桩进行挡土和加固，钢管对整个排桩进行斜支撑的一种基坑支护方式，地下室开挖时分段施工，减少基坑的暴露面积，确保基坑安全（图1、2）：钢管斜支撑平面图注：如有不详，见地下室基坑支护围05、064、施工工艺流程及操作要点：平整场地 地基残留冻土层地钻孔灌注桩中间底板施工安装钢管支撑冠梁施工侧壁土方开挖地下室底板施工拆第一段钢管支撑地下室外侧壁施工外侧土方回填 地基残留冻土层地地下室施工完毕 （四）、换撑的质量要求1、北、西、南侧基坑的底板浇捣完毕后须进行换撑后方可拆除钢管斜支撑。2、地下室底板浇捣的同时浇筑同底板厚的C15换撑带，等砼强度达到80%后用283000支撑于压顶梁及底板边，进行换撑，换撑完毕后方可拆除钢管支撑。四、 土方开挖方案（一）本工程土方开挖考虑到周围环境及平面布置，拟采用两台挖土机同时从5#楼向4#楼进行挖土，以后浇带为界，分层分段施工。（二）土方开挖原则根据基坑支护方案的要求，按照“先深后浅”的原则，选定地下室基坑挖土路线，先主楼，后裙楼进行施工。机械挖土时，分层开挖，不能一次性挖到设计标高，应预留300厚土层，免除超挖搔动基底土方。预留土方（承台土方）待垫层施工前，由人工清基；挖土时，应严格控制挖土速度，严格控制挖土深度，严防超挖。挖出的土弃至指定的地点。（三）土方开挖顺序；1、平面挖土顺序：先从AO开始取土，待A0A3土挖完后，从B5A6开始挖土，然后再从A4A6开始挖土，详见土方开挖顺序平面图。先从北侧5号楼开挖，北侧基坑开挖时配合基坑支护做斜撑。挖至东侧和南侧基坑边时配合基坑支护做斜撑。等斜撑施工完毕后方可基坑大面积退土。基坑退土时应根据后浇带分段施工，确保基坑安全。2、竖向工序：分层进行，挖完矿渣层，再挖黏土层，挖至接近设计标高时，留300厚土层人工开挖。3、土方开挖特点：3.1基坑（槽）土方开挖，顶层以机械开挖为主，底层以人工切土为主，并及时清基。3.2反铲挖土机开挖桩间土时，应以直线为主。（四）挖土机械选择本工程预计土方开挖量6万立方米左右，选择WY-200反铲挖土机两台，120型反铲挖土机两台配合施工，运土方配备20台自卸汽车，计划每台挖土机每台班挖土500m3，每天共完成1000 m3，力争60天全部完成挖土任务。在挖土过程中，若遇雨天或其他因素，将会影响工期，计划80天土方开挖总进度，安排人工紧密配合切土和承台挖土施工。（五）土方开挖、竣工日期根据基坑支护进度计划而定。（六）施工准备1、主要机具根据本工程总土方开挖量、弃土及工期要求，特做如下配置：机具：（如出现特殊情况，机械配备增加，保证工程顺利进行）。反铲挖土机（0.5 M3） 4台装卸车（10 M3） 20台空压机 6台镝灯 6盏潜水泵 5台污水泵 4台塔吊（5013） 2台钢卷尺（50M） 2把水准仪 3台经纬仪 2台2、施工管理组成以项目经理为核心的现场施工管理小组，根据土体开挖流水施工的基本要求，需夜间连续作业，施工管理人员需现场办公，加强监督管理，以确保施工质量的可靠性和施工进度均衡性。技术领导常深入现场指导督促，发现问题及时解决。 施工小组组成人员分工 工地技术负责 1人 负责全面工作 施工员 2人 负责具体施工 质量员 1人 负责现场质量检查安全员 2人 现场安全生产监督检查 测量员 1人 测量放线和沉降位移观测3、施工班组组成以土方开挖负责人为核心的施工队，下设机械班和杂工班，具体承担土方上午挖运清土工作。（七）土方开挖1、根据已定土方开挖顺序、工序和工期有计划的进行土方开挖。2、人机操作时，应注意以下几点：2.1机位距边坡的距离不小于2m。2.2防止超挖和对基底土的扰动，开挖至设计板底、梁底和承台底设计标高时，留置300高的土体，由人工挖除。2.3人工清基时，由测量员及时进行基坑定位抄平，严禁超挖或少挖。2.4基底清理完毕后，应及时通知监理单位或建设单位对基坑进行验收。验收后立即进行垫层施工、胎膜砌筑等后续工序，应尽量减少基底的暴露时间。2.5弃土应严格按指定地点，不得乱堆和乱卸。2.6基坑土方开挖实行分层开挖，但在分层开挖中又采用挖土方分层接力传递法，使用上下2台挖机传递，第一层表面土层和第二层淤泥土层用平行推进，交叉传递作业开挖，在开挖作业当中120型挖机在下面基坑挖土，但必须要在挖机下面设钢板，200型挖机在上面装车，同时开挖上面土共同推进。2.7在基坑开挖过程中不能一次性开挖过深，防止引起土体在基坑内失稳，对工程桩标高超出设计桩顶标高部分的桩容易产生倾斜，随着土体的位移工程桩受水平推力的影响容易断裂。所以在开挖过程中控制分层厚度，遇到工程桩有高位出现时，进行分段多次破桩法加以配合，确保工程桩的完好率。2.8地下室挖土，应在基坑支护好后进行，严防主动土压力和被动压力失衡。采取挖出一块，清基一块，立即抄平后做好垫层、砖胎模等。3土方出口的保护：3.1本工程土方出口根据施工总平面图布置两个，西侧的出口在3#楼西侧，南侧在1#楼的西南侧。3.2土方出土口在基坑支护施工时须作加固措施。3.3西侧和西南侧的出土口，在出土口的两侧须用砂袋反压，并在出口处加铺钢板，方可进行出土。（八）排水及防雨措施1、人工清300厚土时，用潜水泵及时排出集水坑内集水沉淀后排入河中，为施工创造好的环境。2、防雨措施2.1在距坡上口外侧设排水沟（由泥水工紧密配合），严防雨水冲刷基坑。2.2沿基坑四周设排水盲沟，按基坑支护方案进行。（九）成品（半成品）保护1、对定位点、水准点、轴线点等，挖土时不得掩埋或者破坏，并定期进行检查复核，防止位移和沉降。2、土方开挖时，检查桩体，并作好记录，对怀疑桩体，请有关人员现场核定，并将核定结果如实记录。3、挖土机具和挖土人员不得破坏边坡护壁。（十）安全防护1、施工人员必须戴好安全帽，不得穿拖鞋上岗，不得酒后上班。2、机械操作工必须持证上岗，严格执行操作规程，作好机械防护和清理保养。3、基坑边4m内不得堆物和弃土。4、基坑四周除设置临时防护栏杆和悬挂危险标志外，还须用钢管搭设稳固安全的阶梯，便于施工人员下基坑作业。5、挖土机械作业半径范围内严禁人员逗留。6、下大雨时停止施工。（十一）挖土时注意事项：1、挖土前要向挖土单位作好技术交底。2、挖出的土体须及时外运，不得堆放在基坑四周。基坑四周不得堆放其他材料。3、配备一定数量的路基箱（16厚钢板），保护工程桩不受损伤。4、在挖土前要标明桩位，方便挖土机械操作，土方开挖时，设专职监控人员，以防超挖，土方开挖过程中挖土不得碰撞工程桩。5、基坑周围地表水要及时外排，严防冲刷基坑。6、挖土过程中，如出现土体位移，应立即停止挖土，分析原因，采取主动措施加以控制。7、挖土前应具备如下条件方能进行：7.1监控轴线和标高已标定，并作好第一次记录，场地周边运输道路作好标记，并作好第一次记录。7.2对有关施工人员作好安全、技术交底，备用材料和管理人员全部到位。8、挖土时必须注意：挖土尝试严禁超过设计标高，不得损坏工程桩、压顶梁、围护桩及钢管支撑，围护桩及钢管支撑附近300范围不得使用机械挖土，须用人工清土。钢管支撑下方的土体须采用人工开挖。9、挖土机及车辆不得在未经加固的支护边行走。 五、基坑监测工作基坑的环境监测是确保基坑支护安全，避免事故发生的必要措施，它是整个基坑支护施工过程的“天气预报”，可以达到信息化施工。本工程邀请有资质的单位进行第三方监测。1、监测内容支护结构顶部水平位移与沉降监测；基坑周边布置4个深层土体测斜孔对土方开挖时的土体进行动态监测；基坑边每20米设一个观测点进行土体沉降及水平位移监测。事先对地面上建构筑物作出原位原缝监测，作出监测预报。2、监测频率在基坑开挖期间应按基坑支护设计方案进行监测，变形较大处每天增测1-2次。观测周期至地下室底板砼浇完为止。3、监测报警与变形速率报警值如粘土为基坑深度为0.5%，一般淤泥为1%。最大水平位移及沉降值5cm，超过此值必须采用应急措施。每天位移速率为5mm，连续三天不收敛，应及时报警采取补救措施。4、监测资料整理根据观测记录把如下内容进行整理，内容包括工程名称、平面布置、各测点水平位移与沉降的实测值，最大变形值、发展方向、发展速率等。5、监测结果的分析与评价在获取监测结盟要后及时进行分析，确定产生变形值的原因，全面分析对周边环境及围护结构安全的影响程度，若发现水平位移速率（每天为5mm）呈增大趋势且三天内不收敛时，应及时予以报警，以便拟定补强方案与应措施，及时排除险情。6、作3组（3根1组）锚管抗拔试验，第二、三、四层锚管各做一组。具体位置与监理协商来定位。六、应急抢险措施基坑支护是一个综合性岩土工程，既涉及到土力学中典型的强度与稳定问题，又包含了变形问题，同时还涉及到土与支护结构相互作用问题，这些问题又受到工程现场的地质、水文、环境、荷载、天气等诸多因素牵制约束，因此，施工中可能会发生各种险情，但我们只要有备在先，采取预防应争措施，就能使险情得到缓解和遏制住，以保证工程顺利进行，我们将采取以下措施：1、成立现场抢险小组，备好装砂麻袋等相关材料，现场准备1000只麻袋等，应急抢险物资，平时装500只砂包，用于位移速率过大时进行反压。2、预置超前锚管，主要用在含水量较大土层及超载部位，3、变形超过监测报警值时，应立即用砂包（平时准备500只）或坑土进行反压。4、用挖土机卸土，要根据现场情况增打垂直锚管。5、24小时派专人抽水避免基坑泡水。6、基坑周边6米范围内严禁超载。7、熟悉基坑周边给水管、阀门位置，出现紧急情况能及时处理。8、办公室里标识自来水、煤气、电业等部门的电话号码，以备急用。基坑失稳原因多种多样，具体处理只有根据现场实际情况进行分析原因，再作出应急处理措施。七、安全管理措施1、建立以项目经理为首的文明施工管理小组，施工前进行技术和安全交底，开展文明生产管理活动。2、建立安全责任制，签订安全书，开展安全教育，在施工中要进行安全检查，发现问题及时解决，待消除隐患后再行作业，对违章作业及时制止；3、施工人员与操作人员在岗位时，必须戴好安全帽，穿好工作服，不穿拖鞋，电焊工必须戴防护镜，注浆工戴防护帽和防护罩，喷射工必须穿防护服。4、场地施工用电采用NT-S接零保护系统和三级配电系统，全部通过合格的配电箱再接到各用电设备，配电箱内设DK25L4901三相五线漏电断路器，其额定漏电动作电流不应大于15mA，额定漏电动作时间不应大于0.1S，保证电路安全，工地设专职电工，负责工地用电设备，操作与安全；5、特殊工种（电工、电焊工、挖土机手）持证上岗。6、施工场地禁止烟火，食堂等关键防火部位挂明显防火标牌。对伙房工作人员、电焊工等进行防火教育。建立防火安全规定。工地上设置干粉灭火器，作为防火备用。7、基坑支护结构上部四周要设防护栏杆，并有醒目的警告标记。