-基坑开挖方案的对比分析doc.doc

《-基坑开挖方案的对比分析doc.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《-基坑开挖方案的对比分析doc.doc（38页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业论文北京理工大学珠海学院本科生毕业论文基坑开挖方案的对比分析学 院： 商学院 专 业： 工程管理 姓 名： 苏锦钊 学 号： 160806101547 指导教师： 周梅 职 称： 讲师 中国珠海二二年五月六日33诚信承诺书本人郑重承诺：我所呈交的毕业论文基坑开挖方案的对比分析是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，论文使用的数据真实可靠。承诺人签名： 日 期： 年 月 日摘 要基坑工程作为施工中重要的分部工程，基坑开挖方案选择不仅与自身工程的建筑物、构筑物的安全相关，还会对周边环境的土体稳定性

2、、自身工程的造价、工期等产生影响。因此选择合理、适用的基坑开挖方案，对基坑工程来说具有保障工程安全性、经济性、科学性等现实意义。本文通过查找基坑工程相关文献，研究基坑开挖施工方法，对基坑开挖的不同施工方法施工工艺适用条件优缺点进行技术、经济的比对分析。以广州市的某基坑工程作为案例，针对技术、经济两方面进行开挖方案的对比研究，得出最优的基坑开挖方案,为基坑开挖方案的对比选择提供一定的参考。关键词：基坑工程 方案分析 开挖 明挖法 AbstractIn modern society, the demand for the buildings and structures is increasing

3、, which causes the quality requirements for buildings and structures correspondingly higher. Foundation pit excavation is an important part of the whole construction process. The selection of foundation pit excavation scheme not only involves the security of building or structure, but also has an im

4、pact on the stability of the surrounding soil, the cost of construction itself, the construction period, etc. Therefore, When the practitioners of construction industry build the buildings and structures, Choosing a rational and applicative foundation pit excavation scheme has practical significance

5、 for foundation pit engineering to ensure the construction security, economy and scientific. In this paper, through researching relevant background and significance of the foundation pit excavation, studying the methods of foundation pit excavation, analyzes the construction techniques of various me

6、thods, summarizes the applicable conditions, advantages and disadvantages of the foundation pit excavation methods. Finally, summarizing the technical and economic analysis methods of the foundation pit excavation. Taking the foundation pit case in Guangzhou as an example. According to fully compara

7、tive analysis, this paper draws the best conclusion of foundation pit excavation. Eventually, this paper hopes also to provide some reference of foundation pit excavation scheme. Keywords: Foundation pit excavation analysis excavation plan open cut method 目 录第一章 绪论11.1 研究背景及意义11.2 论文的国内外研究现状11.3 研究的

8、目的21.4 研究的方法21.5 研究的内容及结构框架2本章小结4第二章 基坑开挖方案概述52.1 基坑开挖的主要施工方法52.2 明挖法52.3 顶管施工法62.4 中心岛式挖土法72.5 逆作法8本章小结8第三章 基坑开挖方案技术分析103.1 明挖法技术分析103.2 顶管施工法技术分析14本章小结17第四章 方案措施对比184.1 基坑工程的安全风险分析184.2 方案施工安全性对比分析194.3 施工方案施工难点分析21本章小结23第五章 案例分析245.1 白海面涌治工程项目基本情况245.2 案例的研究分析275.3 选用方案研究27本章总结30第六章 总结与展望316.1 结论

9、316.2 展望31参考文献32致 谢33附 件：34第一章 绪论1.1 研究背景及意义在人类生活地不断进步的大背景之下，人们推进城镇化建设的步伐也在加快，人们对城市建筑物、构筑物产生了很多新的设计、功能等不同的要求与想法。建筑行业在此背景和几代从业者的辛勤工作下得到了飞速发展，各种用途的建筑物被人们建造出来并运用于日常生活。基坑工程作为一个能对整个工程项目安全、成本、工期等方面影响的重要分部项目，基坑工程重要程度不言而喻。基坑工程需要考虑很多方面，包括：地形地质、机械、技术、材料等，但最关键的是因为基坑工程需要考虑到安全问题，既要保证安全问题，又要降低成本。如何考虑适用基坑方案，相当关键，如

10、何保证基坑的稳定性即基坑的结构安全和周边环境土体稳定等情况下提高工程质量、降低基坑的总体造价、缩短工期。研究基坑开挖方案的选择比对，对提高工程项目的质量和使用寿命有非常必要的意义。1.2 论文的国内外研究现状1.2.1 国外的研究现状在国外对基坑开挖的研究开始较早， Peck（1969）研究基坑开挖所引起的地表沉降问题给出可基坑外围土体沉降的估算图式1。Goldberg等学者在1976年通过研究分析最大地表沉降、墙体最大位移及沉降分布规律，并初步探索了地层条件及开挖深度和地表沉降及墙体变形的因果联系，总结编著为三卷关于基坑支护系统的设计、施工及变形特征的研究报告提交给FHWA，这是当时基坑工程

11、研究方面很系统全面的资料2。1.2.2 国内的研究现状我国的基坑工程相关研究起步较慢，但由于社会发展需要，对房屋、基础设施等的建筑物、构筑物的需求相应上升。在工程界从业者、专家、学者等不懈努力下，我国在基坑工程上的研究上也形成了一套较为成熟的设计、施工、监测方法。高文华，通过有限元对基坑围护结构进行应力及应变的分析3。朱占国等学者则通过在地铁深基坑边坡支护结构的运算中结合基坑承载力的理论，找出了结合地基承载力理论和静力平衡计算嵌固深度的新思路，对砂类土层基坑围护体系的分析和设计有一定的指导意义4。刘国彬、侯学渊学者，利用基坑的收集到的大量基坑变形数据提出残余应力的概念，建立了一个基于应力路径方

12、法和残余应力原理的关于坑底隆起变形计算模型，为计算基坑隆起量的提供了一种特殊计算方法5。何颐华、杨斌等，对十几个深基坑项目实例进行土压力、护坡桩水平位移与内力、墙背土体变形等方面的测试，分析了基坑开挖后悬臂桩上土压力的变化及土体的变形情况，分析护坡桩的破坏机理，指出土体变形与桩的位移不协调导致桩后土压力作用点向下移动，引起桩身受力减小，使桩身及钢筋的强度未能充分发挥造成浪费6。张婷，通过FLAC软件对基坑的开挖进行模拟研究7。杨亚洲，首次提出联系多种方法的方式，改善了常用支撑体系的位置和围护桩的配筋8。1.3 研究的目的1、针对基坑开挖方法的适用范围和优缺点，对基坑的方案比对的各项因素进行全面

13、探究。2、根据基坑开挖方案中施工技术方案、降水监测措施及方案经济分析，分析开槽式施工法中的典型施工方法明挖法与暗挖法中的典型施工方法顶管施工法。3、依据开挖方案的比对研究，结合案例工程的现场情况提出方案的选取建议。1.4 研究的方法本文主要采取通过分析基坑开挖方案，找到开挖方案的适用情况与优缺点，结合实际案例的工程现场情况、周边环境、基坑的地质情况等进行对比分析，总结该案例工程最适配的开挖方案。1.5 研究的内容及结构框架1.5.1 研究内容全文一共分为六章首章为“绪论。第二章为“基坑开挖方案概述”：主要对基坑工程开挖的主要施工方法进行介绍，从适用范围、优缺点、施工工艺等方面进行研究。第三章为

14、“基坑开挖方案技术分析”：首先对开槽的典型施工方案明挖法和暗挖法的典型施工方案顶管施工法进行详细介绍，对开挖方案施工技术进行分析，根据明挖法和顶管施工法的技术特点进行比对研究。第四章为“基坑开挖方案措施分析”：主要是根据开挖方案措施分析，针对两种基坑开挖方案的降水措施、监测措施、施工难点及其解决方法进行分析，将明挖法与顶管法的方案措施进行对比，研究方案措施对施工影响程度与基坑稳定等的问题 。第五章为“基坑安全风险因素与案例分析”：主要是对本文所采用的工程案例进行详细介绍，针对案例工程的地形条件、地质情况、水文情况、周边环境等的现场环境进行分析，结合基坑安全风险研究、施工方案的地质处理方法等进行

15、研究，分析得出适用与本文工程案例的开挖方案并针对明挖法的施工步骤进行经济分析，研究使用明挖法进行施工的经济成本。第六章为“结论与展望”：对基坑开挖方案的对比分析进行总结概述，对基坑开挖方案的研究成果进行总结，并针对本文中所涉及的研究内容给出优化建议和措施。1.5.2 技术路线本章小结在这一章中，主要对基坑开挖方案的对比分析的研究背景以及意义进行阐述，通过查阅文献，了解到目前关于基坑工程中针对土体变形、基坑承载力、地表沉降理论、支护结构应力计算等的原理及前人的研究成果，掌握了针对不同地质控制基坑变形的措施手段、土压力计算等技术知识，希望利用比较研究能分析出适用于在降雨多、地势低地区的开挖方案，根

16、据基坑开挖方案的对比分析第一章的结构框架、研究内容和技术路线进行实际的研究分析，总结成果，为同类型的开挖案例提供参考内容。第二章 基坑开挖方案概述 2.1 基坑开挖的主要施工方法根据专家、学者和从业人员的不断探索，如今的基坑开挖施工方法是多种多样的，开挖方法存在自己的施工工序和施工内容，适用条件和优缺点。选用不同形式的基坑开挖施工方法，其对应的支护类型也会有相应的差别。本章将分别对开槽施工方案的明挖法、中心岛式挖土法、逆作法，暗挖施工方案顶管施工法进行开挖施工原理、施工工序、根据查阅文献，了解开挖方案的使用情况，研究总结出适用条件和优缺点。2.2 明挖法 顶管施工法，是利用其施工设备中的主顶设

17、备和中继顶力设备等顶力装置所施加的力，推动在始发井与接收井中的顶管或掘进机完成暗挖作业，可在顶进途中产生的工作井与接收井之间的基坑中敷设管道，达到不需要开挖基坑建造构筑物的目的，因此在城市管网工程的敷设中，顶管法经常被施工队伍运用。由于顶管施工特殊的施工工序，因此顶管施工也具有相应的沉井工作坑等的特殊支护手段。2.2.1 明挖法施工工序基坑支护结构的设置基坑内部的降水处理基坑土方开挖工作地下结构施工基坑回填及路面修复明挖法施工流程图基2.2.2 明挖法适用条件和优缺点明挖法适用大多为施工地区的地质情况良好，施工场地不良土成分较少，施工现场开阔，周边不存在过多密集建筑。明挖法的优点是工艺比较简单

18、，便于施工，能够缩短施工工期，推进施工进度，减少建设成本，因此受到施工团队的广泛青睐，明挖法的缺点是，若在支护方式上采用放坡开挖，会导致基坑的安全性较低。2.3 顶管施工法顶管施工法，是利用其施工设备中的主顶设备和中继顶力设备等顶力装置所施加的力，推动在始发井与接收井中的顶管或掘进机完成暗挖作业，可在顶进途中产生的工作井与接收井之间的基坑中敷设管道，达到不需要开挖基坑建造构筑物的目的，因此在城市管网工程的敷设中，顶管法经常被施工队伍运用。由于顶管施工特殊的施工工序，因此顶管施工也具有相应的沉井工作坑等的特殊支护手段。2.3.1 施工工序工作井浇筑作业钢板桩支护作业顶进设备及顶管安装顶管顶进作业

19、顶管法施工流程图2.3.2 适用条件和优缺点顶管施工法适用于施工场地周边的地下结构、管线分布清晰，周边建筑物不聚集的地区。顶管施工法的优点是，利用顶管法不对土体进行实际开挖的特点，减少对施工现场地表的破坏以及对周围土体的扰动，且顶管施工的技术比较成熟，可针对不同地区的地质特点使用对应的顶管进行作业，施工人员的作业比较安全。顶管施工法的缺点是需要的施工场地比较大，弃土、废料比较多，对环境不利，对施工技术要求很高，使用的设备复杂、昂贵，设备出现故障容易影响施工进度等。2.4 中心岛式挖土法中心岛式挖土法是，专门设计使用于如深基坑、大型基坑等此类的特殊开挖方式，该开挖方法利用支护结构保持基坑的稳定，

20、使用大型挖掘机从中心位置向基坑的四周进行挖土，利用特殊的开挖形式，可以提高施工团队的土体开挖效率。在一阶段的土体开挖完成后，在基坑中心会产生因挖土形成的土墩，施工团队会利用其搭设运输土方和挖掘机的栈桥，因此进行下阶段的土体开挖工作。因利用于大型基坑的特点，中心岛式挖土法要需利用角撑支护、环梁式支护、边桁架式支护等支护手段沿基坑边缘支护，从而保证整体基坑稳定。2.4.1 施工流程环梁支护作业基坑内部降水作业基坑开挖工作基坑回填作业中心岛式挖土法流程图2.4.2 适用条件和优缺点中心岛式挖土法被普遍用于大型基坑的建设中，效果最佳的是用于开挖深度较深的基坑，施工团队进行中心岛式挖土法往往会使用角撑式

21、支护、环梁式支护、边桁架式支护这类型能提供稳定支撑的支护手段。中心岛式挖土法的优点是能加快挖土速度和运输土方的速度，缩短工期，且相较于其他施工方法，应用在大型基坑中能够明显降低工程成本。中心岛式挖土法的缺点是对技术的要求较高，因基坑没有四周土体，支护结构的负载能力要求也较高，安全风险较高，施工难度较大，地下土情况复杂，降水难度大，需要切实可行的降水措施。2.5 逆作法逆作法是一种运用于特殊地形条件的开挖手段，有别于顺作法先开挖后支护的施工工序，逆作法采用逐层建造的原则，即设置四周的支护结构的同时在基坑中心也设置支撑，开挖土体到该层的底部进行地下结构的浇筑，在该层施工完毕后，再向下层进行开挖及浇

22、筑的工作，直到最底层的混凝土底板施工完成。因周边环境与自身支护的要求，逆作法需要利用如地下连续墙、灌注桩支护、旋喷桩支护等结构稳固的支护手段保证整体基坑与周边的稳定。2.5.1 施工流程地下连续墙支护作业基坑土方开挖作业结构支撑作业基坑回填作业逆作法施工流程图 2.5.2 适用条件和优缺点逆作法的主要适用是如城市市中心、住宅等施工场地较小，具有分布紧密的高层、超高层建筑群的区域，施工建筑地下室层数较多、结构复杂，基坑较深的情况。逆作法的优点是能同时对地上结构和地下结构施工，缩短建设工期，节约工程成本，在狭小的环境下也能进行施工，能更充分使用地下空间，保护环境等逆作法的缺点是因周边具有较多密集建

23、筑物，对支护机构维持自身基坑稳定与对周围结构和土体扰动的要求高，相较于开阔地区有很高的施工的难度与安全风险，开挖速度受到基坑安全的限制，需配备切实可行的基坑降水方案，施工作业环境差，大型设备进场困难，地下结构的质量难以得到保证等。本章小结本章首先阐述目前主要用于各类基坑的开挖手段，分别通过对施工工序、适用情况，优缺点的研究分析得出开阔环境、地区土质好、技术条件较低的团队建议使用明挖法施工，建设地下管道、技术条件较好的施工团队建议使用顶管法施工，大型基坑建议使用中心岛式挖土法施工，施工环境狭窄、周边环境复杂的基坑建议使用暗挖法施工。第三章 基坑开挖方案技术分析3.1 明挖法技术分析3.1.1 明

24、挖法施工方案分析采用明挖法方案进行实际施工有此步骤：施工准备、沟槽支护、基坑降水、基坑开挖。具体的施工方案如下图：图3.1 明挖法开挖流程图3.1.2 施工准备方案在施工开始前，对进行施工基坑的现场标高进行测设，其作业内容为对需接入新建管道的原有管道的高程进行校核，主要对基坑土坡坡面和中线等数据进行记录，提前明确基坑开挖边线与如地下结构、构筑物等附属设施、堆土堆料、施工临时用地等的位置。为摸清施工现场周边地下结构、地下管线的分布情况，施工队伍需要针对施工现场及其周边环境安排探坑检查，10m划分一个探坑区域检查一次，检测深度需要超过3m，为应对管线密集的区域施工队伍要实行多次检查，确保查明管线及

25、结构的分布情况，查明地下情况后要及时进行沟通与交底工作。除探坑检查外，还需要进行支护材料质量检验相关的施工准备工作，主要工作内容为支护材料的材质与外观检验，将支护材料按质量进行分类，外观不合格品回厂更换或维修，避免支护材料在施工过程中出现的施打困难等问题。在施工前要得出支护材料的表面缺陷、钢材四维参数、端部矩形比、钢材是否存在弯曲和材料锁口合格率等外观参数的检测结果。若在检查中发现有可能对整体支护结构产生影响基坑稳定的单一构件，应该将其切割废弃；若发现钢板桩的桩身在运输或生产途中产生割孔、断面缺损，应在施打钢板桩前对其进行修补作业；检查时发现有严重锈蚀，应检测钢板桩的锈蚀产生的断面厚度，检查是

26、否会影响到钢板桩的强度，施工团队为确保支护的效果，要对全部进行统一基坑支护的钢板桩外观检查。对钢板桩的材质采取检测措施，就是对钢板桩的使用的材料（钢材）检查化学成分与机械性能是否满足强度、刚度等指标的测试要求，需要对钢板桩的钢材进行成分分析、钢材拉伸弯曲、锁扣强度、延展性等一系列的检测工作，确保钢板桩钢材满足支护要求，规定每种规格施打的钢板桩都必须进行拉伸弯曲检测工作，重量满足20-50吨的钢板桩则需要进行重复检测试验工作，确保材质检测过关。3.1.2 沟槽支护方案从物理性质分析，钢板桩强度较高，支护桩之间的咬合紧密，能够很好将地下水与基坑进行阻隔，达到隔水的效果，从而解决基坑降水的安全风险，

27、故支护方法采用钢板桩支护法。据规范规定，管道埋深小于等于2.5m的施工区间将采用挡土板支护，当施工基坑的深度或埋设的管道埋深超过2.5m时，施工方案则应该采用钢板桩支护或槽钢加内支撑支护结构,钢板桩长度根据管坑不同深度采用6、9、12米,采用静力压入，支护参数图与支护大样图如下：图3.2 支护参数图图3.3 支护大样图使用钢板桩支护方案进行实际施工需要进行以下的施工工序：钢板桩坐标的定位放线地下管线与结构探坑及开挖基坑施打钢板桩土方开挖及桩支撑拔除钢板桩定位放线，根据勘测报告提供的坐标定位点，依据设计图纸进行相应的定位工作，包括对永远定位点和临时定位点的标注，放线定位后应进行对测量技术的复核，

28、保证放线定位的准确性。开挖沟槽时，根据此前施工工序定位放线设置的坐标点与控制线，利用机械挖掘机进行对地下的杂物、石块等障碍物的清除与基坑中土体的开挖，同时及时对开挖产生的余土和障碍物进行运输等处理工作。施打钢板桩，使用机械手将钢板桩插入插桩点，对准锁口，保证钢板桩的垂直度，根据施工现场的土质松动情况，选择一次性打入或分次施打的方法，利用机械手渐渐将支护材料打设到规定的高度内，严格控制机械手的单次打3入深度每次均为0.5m-3.0m钢板桩拔除，明挖法拔除支护的手段是振动锤拔桩，施工团队可安排机械手安装振动锤，通过其产生的强迫振动造成扰动，松动支护结构附近的土体，破坏土体其自身的粘聚力从而减小拔桩

29、的阻力，利用机械手等机械施加的附加起吊力将钢板桩从土中拔出。3.1.3 基坑开挖方案针对明挖法挖土量大的特点，方案需要考虑一种如何提高挖土效率，即不在实际施工现场内堆放余泥的施工情况，采用能有效提高效率的侧向挖土方法，挖土机采取开挖运动轨迹前的土体，运输车停靠在挖土机身的一侧，同时保持运输车与挖土机械工具的行进方向一致。以减少挖土机需要的额外旋转角度，减少机械挖土机无用功，提高挖土机的工作效率。沟槽中基坑土体开挖使用“主机械，辅人力”的大部分开挖工作由挖掘机等的机械进行开挖，无法使用机械的位置人工开挖的方式。机械采购或租赁容量1m斗的挖掘机作为挖土机，采购或租赁15m 的自卸汽车作为运输土方机

30、械使用。开挖时，现场施工员要对运输车驾驶员与土方工进行充分详细的技术交底工作，针对某些施工的特殊位置如在基坑中没有采取钢板桩支护措施的断面、基坑中土体的顺序排布和基坑内堆土的位置等。在实际基坑开挖中施工员与管理人员等更应注意基坑的各项参数，如沟槽的净空尺寸、基坑的中心坐标点等，做到对各项参数的定时检查，保证基坑的中心不发生过度偏移，确保挖土工序不对整体基坑造成安全风险上的影响。针对采用本文所叙述明挖法支护方案，工程队挖土遵循不超出支护结构进行挖土的安全原则，管理人员还需告诉工人不能随意碰撞钢板桩和支撑钢管。将基坑进行分层、分段处理，每段开挖的深度限制到开挖深度为1020m。在临近基坑底部203

31、0cm，管理人员通知机械工停止挖掘机开挖并安排撤出机械，组织土方工进场准备施工，保证不出现对基坑超挖等现象，在人工挖土完成后还需要进行检查基坑平整度并进行基坑的修补挖填等工作。基坑开挖达到出现地下水或临近地下水位时，安排工人建造降水用的排水沟与集水井，排水沟的长、宽可视实际现场情况定，工程规模小的基坑一般为20cm，小基坑深可定20cm，集水井的长、宽可视实际现场情况而定，小基坑可定30cm，高为40cm，集水井要求基坑内每20m设置一个，保证基坑内不积水，若基坑内部分区域无法通过设置排水沟和集水井进行排水的，使用高压抽水机进行坑内排水，将基坑的积水通过抽水机排至基坑外。基坑开始挖土后禁止工人

32、擅自将余土堆在坑内，目的是确保基坑不失稳，施工团队要仔细规划施工机械如机械手、运输车的走线，实现施工效率最大化也能确保基坑的稳定性，对于余土的运输，需遵循挖土装土运土不间断的原则。若在开挖过程中发现基坑支护材料发生出现钢板错位现象，应立即安排应急工程队对错位位置进行填补工作，填补材料可选用强度较好的木板或密度较大的沙包，填补的好处即淤泥、流砂等就不容易发生涌出现象，从而保护了支撑钢板桩背后的土体。为保证不对基坑底部造成超挖，需在基坑开挖至接近设计底部时，应该在施工途中保留大约为0.30.5m厚度的坑底保护层。在基底施工前，施工队再分块依次对基底保护层进行拆除。若因施工疏忽出现基底超挖等现象，则

33、立即对坑底进行回填石屑或砂石并灌水夯实应急措施。3.2 顶管施工法技术分析利用顶管法作为施工方案进行实际施工，要进行沉井施工，顶管的顶进，顶管进洞，路面修复的施工工序。3.2.1 沉井施工顶管工程中的沉井施工的施工工序如下图：施工准备工程测量定位、放线基坑开挖至起沉标高沉井刃脚垫层和垫架安装支撑排架及底模第一节沉井制作砼养护及拆模第一次下沉砼养护及拆模 第二节沉井制作沉井稳定观测 第二次下沉封底后质量检查 沉井封底沉井结构施工与安装沉井工程质量检验图3.4 沉井施工流程图施工准备：在顶管施工的施工方案中首先需要进行现场的“三通一平”，即对顶管施工的场地进行平整，安排工人现场道路、水力系统、电力

34、系统的搭建，组织团队进行顶管法沉井工序的专项测量，同时提前对现场中沉井的坐标和沉井的轴线、控制点等参数进行测设，保证沉井在施工时位置、沉井工序的初始高度的精准度。此外，针对顶管施工的基坑降水，施工队伍因在施工现场周边设置真空深井泵井点管以采取基坑的预降水工作。基坑开挖：安排砼工与水泥工针对首段沉井的井底进行强度施工，确保井底能够支撑沉井的整体受力，安排土方工与机械工放坡开挖沉井区域，使场地地面高度与下沉初始高度一致。首节沉井制作与下沉：施工团队预制或沉井施工工人现场制作，首节沉井刃脚垫层、垫架等下沉相关结构的制作，首节沉井内部钢筋等构件，钢筋工对首节沉井的钢结构制作，进行并在沉井内部对顶管出洞

35、的位置进行标记；砼工需对首沉井砼构件进行制作与养生，在构件制作与养生过程中进行下一工序（下沉）准备；在沉井开始第一次下沉时除了需要注意要将沉井逐步下沉至设计高度外，还要注意沉井的降水工作，同时进行对沉井内部的排水与井外的深井降水，还需要进行井筒内挖土；沉井过程中进行沉井位置的检查和纠偏，现场施工人员要不断进行对沉井的检测工作，对比构筑物在施工前后的数据地理坐标数据，确保构筑物在预设路线中不存在严重偏差，针对构筑物垂直度发生倾斜、地点发生偏移时要及时进行纠错。第二节沉井制作与下沉阶段：首段构筑物施工完成后，施工进入次段的深井制作和下沉作业，次阶段的主要施工内容为，将首段构筑物与次段进行连接，注意

36、完成构筑物施工缝连接处理作业；钢筋工对次节沉井的钢结构制作，并在沉井内部对顶管出洞的位置进行标记；砼工需对次段沉井砼构件进行制作与养生，同时进行次阶段沉井下沉事前准备；在开始次阶段沉井时，除需要注意逐步将沉井下沉至次阶段设计沉井标高，还要注意沉井的降水工作，同时进行对沉井内部的排水与井外的深井降水，还需要进行井筒内挖土；沉井过程中进行沉井位置的检查和纠偏，对沉井的轴线与标高复核，使沉井所在地点与沉井的垂直度保持在正常的范围内，发现沉井垂直度发生倾斜、地点发生偏移时要及时进行纠错，准备沉井封底。沉井封底：当全阶段的沉井已经下沉到达基坑底高度后，施工人员要对沉井采取观测措施，目的是保证沉井的稳定性

37、，在沉井稳定性核实无误后对沉井实施封底施工，沉井封底施工其主要工作是，对沉井井底部的平整度进行检查和整平，沉井底部垫层施工，施工团队还需要对沉井井壁进行检测、精处理与施工缝的连接处理作业；井壁作业完毕开始对沉井底板钢筋绑扎和底板的制作（浇捣、养生）工作，最后进行勘测工作，为沉井井筒内的墙、柱、板等结构施工做事前准备；井筒结构施工。3.2.2 顶管顶进与顶管进洞顶管法实际施工中的顶管顶进在顶管出洞前还要进行顶管准备、顶力计算、设备安装三个步骤顶力计算：顶力计算是为确定顶管设备的选用如，千斤顶选用数量和吨位，保证不浪费工程预算和防止顶力不足等情况的必要设计过程。本工程均为长距离顶管，L=210m，

38、计算顶力：Fp=D0Lfk+NFFp顶进阻力（KN）D0管道外径，本工程管道口径为DN400-DN600，管外径取630mm；fk见下表，取经验值fk=6KN/m2；表3.5 fk取值参数图NF，顶管机的迎面磨阻力（KN），依据GB50268-2008中6.2.4-1表，NF=(/4)DR2P，DR，根据机械尺寸取0.68m；P，控制土压力。PK0H0，式中 K0，一般取经验值0.55 ，H0为地面至掘进机中心的厚度，根据实际情况取6m，基坑土的湿重量，取18KN/m3，得P0.5518659.4KPa，NF=(/4)DR2P=(/4) 0.6359.4=29.38KN；Fp=D0Lfk+NF

39、 =0.632106+29.38=2521.912=252.2t因需要顶力FFp，Fp为252.2t，施工使用4台200吨千斤顶，F=800t便可使顶管顺利进行顶进工作。后靠背验算：根据规范要求，后靠背依按照沉井工作井作为顶管后背，选用4米宽来进行计算；后靠背受力计算公式为，R=aB(HKp/2+2Chkp+hHKp)R为总推力之反力，R取值应是1.21.6倍的推力，a为取值1.52.5计算系数，a取2，B后座墙的宽度（M），计算B取4m，土的容重（KN/M)，=18 KN/M，H后座墙的高度(m)，H取5m，Kp-被动土压系数，Kp=tg2(45+/2)，粉质粘土=25，Kp=2.46, C

40、为土的内聚力（kPa) ，粉质粘土取10KPa，h-地面到后座墙顶部土体的高度（M），取6m，得R=2*4*（18*25*2.46/2+2*10*6*1.66+18*6*5*2.46）=2*4*（553.5+199.2+1328.4）= 16,648.8 KN=1664.9t据计算可得R=1664.9t800t,符合承载力条件。顶管出洞：顶管出洞分为，破洞、顶管机入土、放管。破洞，在地质情况较好，不良土含量少的施工环境下，洞口方案可以选用砖砌封门，在出洞准备工序时进行洞口封门的拆除；随后启动顶管，机械入土开始破除洞口，启动机头的破土机械，通过主顶设备将顶管逐步缓慢推进；推进过程中铺设管道，将要

41、铺设材料与顶管进行连接。顶管进洞：完成管道铺设和顶管顶进后，将顶管机回收到接收井内；顶管进洞分为以下几个步骤，检查顶管位置；拆除砖砌封门；接收顶管。本章小结本章主要阐述了明挖法与顶管施工法在实际施工中的具体施工方案，明挖法通过有效且简易的手段，如采取直壁支撑，挖机侧行，“主机械，辅人力”等减少低效施工的现象。此外，“主机械，辅人力”的手段还被运用到防止超挖中，保证了基坑坑底不会因施工错误发生安全隐患。顶管施工法则通过利用监控沉井、顶管顶进的各项指标实现沉井的稳定下沉与顶管的掘进作业。第四章 方案措施对比4.1 基坑工程的安全风险分析在实际施工中，有很多因素会导致基坑工程产生安全风险问题，例如设

42、计过程中出现问题导致选用的支护方法不适用，施工途中未按施工要求、规范等进行施工导致发生事故。查阅基坑事故的相关文献资料，总结出下图中容易对基坑引发安全风险的问题基坑安全风险因素支护稳定性问题周边环境影响基坑稳定性问题工作范围基坑降水图4.1 基坑安全风险因素分类图4.1.1 周边环境影响基坑有可能对施工现场周边环境安全造成地面沉降和周边环境破坏问题，即基坑的围护或支护结构出现稳定性问题导致施工环境的地面发生沉降和水平位移等现象，进而对周边环境的房屋的结构造成破坏，周边环境的道路产生开裂、沉降，周边环境的管网系统发生断裂等问题。4.1.2 基坑稳定性问题基坑稳定性容易对基坑安全造成基坑的土体失稳

43、、基坑坑底隆起等问题，即施工人员未按规范规定超挖、施工顺序进行基坑开挖，或放坡的坡度过大导致基坑发生滑移现象。基坑未及时开挖完成，若在施工过程中将土坡暴露24小时以上或围护结构的围护没有达到有效深度（粉砂层），便容易导致基底隆起。4.1.3 基坑降水基坑的开挖需要考虑基坑降水处理，基坑降水风险包括管涌流砂突涌、基坑坍塌、水土流失等问题。在含水量较高的地层中进行基坑开挖，若施工采用的止水帷幕等降水措施不到位，容易使流砂从围护桩和基坑底部产生喷涌现象，危害基坑的安全。若基坑降水措施或处理基坑含水土方不当亦会出现基坑周边环境的水土流失问题，导致原土回填无法达到规范标准，对基坑安全造成影响。4.1.4

44、 支护稳定性问题基坑的支护结构稳定性问题也是威胁基坑安全的一个重要问题，常发生支护结构中国节点受力过大导致支护被破坏，支护桩发生断裂，护坡土钉、护坡墙体破坏，支护腰梁、围护檩条断裂等问题，发生这些问题的主要原因是支护结构使用的材料质量不达到强度要求，设计时梁板等支护结构中的配筋未达到强度要求，角撑支护的设计不当，导致角撑支护失效，施工未按规范浇筑或养护混凝土，导致混凝土强度未能达到强度要求，对支护结构的安全监测措施不当，容易使支护结构发生锈蚀等支护失稳现象。4.2 方案施工安全性对比分析4.2.1 方案降水措施对比明挖法：基坑内降水措施采用设置集水井和集水沟，为内排水设置的位于基坑底部的集水沟

45、与集水井，内将基坑内的地下水集中起来，积水沿着规划的排水沟被集中到井内，通过抽水装置将基坑内积水能及时排出，确保基坑不会因积水发生失稳等情况。基坑内进行土方开挖时，施工队伍应该在基坑内部四周设置降水用的集水沟，集水沟的规格为，深度400mm，宽度400mm，在基坑内部设集水井，集水井的间隔为每20m设置一个，集水井规格设置长宽高分别为450mm、450mm和500mm，将基坑内的积水排到基坑外的集水井中，集水井的截面尺寸为BH3045cm，将处于基坑外的集水井与施工现场周边管网系统连接或直接将积水排到河涌，达到及时进行排水的目的。基坑外降水则利用明挖法支护材料防水止水的特点，以保证密实性为要求

46、锁好每一块钢材之间的锁扣，达到基坑外降水的目的。顶管施工法：若实际施工采用泥水式顶管进行，则相较于明挖法设置集水井等的降水措施，泥水式顶管没有实际对应基坑降水的措施，其主要采用顶管施工的平衡原理达到稳定的作业，利用顶管机的顶部与顶管机底部的地下水压力差，通过调节顶管机的进泥量和出泥量，达到压力稳定。因此泥水稳定对设计人员与施工人员的要求较高，在雨天，基坑内积水有可能无法及时排出，对工作井稳定性造成影响，泥水式作业的设备也较为复杂，且设备相互间影响较大，因此当单一设备出现故障，可能导致现场施工整体瘫痪的现象。表4.2 基坑降水分析对比图降水方案施工难度基坑稳定性环境污染程度降水效果明挖法基坑外降水措施：钢板桩止水基坑内降水措施：集水井、集水沟小良好一般较好顶管施工法地下排水原理：泥水稳定原理