深基坑土方开挖施工工艺及安全施工.pdf

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1、1 深基坑土方开挖施工工艺及安全施工 1 工程概况 某工程占地总面积 5078m2，总建筑面积 43374m2，其中地上建筑面积 30800m2，地下建筑面积 12573m2。拟建建筑物主楼、裙楼及地下楼组成。其中主楼高 26 层框架核心筒结构，预估柱底最大轴力为25000KN；裙楼高 5 层框架结构，预估柱底最大轴力为 11000KN。主楼与裙楼结构连体；拟建物地下 2 层地下室，地下室开挖深度 11.613.50m。拟建建筑物0.00 设计标高为 9.80m。基坑面积为：4600m2，周长为 269m。2 地质情况 2.1 地形地貌。拟建场地为老居民区，已拆迁整平，现为预留建设用地。场地吴

2、淞高程 8.866m10.03m，最大高差 1.17m。2.2 工程地质概况。按揭露的先后顺序将各分层地基土岩性特征及分布规律自上而下分述如下：1-1 杂填土（Q4ML）；灰色，灰黄、杂色，很湿-饱和，结构松散。主要有软塑-可塑粉质粘土夹较多的碎石、砖瓦碎砾及生活垃圾组成，硬物质大小不等，一般 28cm，少量大于 20cm，分布不均，含量 2535，局部大于 40%，成分复杂，土质不均匀。填龄大于 10 年。分布普遍，层厚 1.004.600m。2 1-2 素填土（Q4ML）：黄色、褐黄色、灰色，很湿-饱和，结构松散。主要由粉质粘土为主，局部夹含块石、砖瓦碎砾，含量 515%土质不均匀，填龄大

3、于十年。分布较普遍，局部缺失。顶板埋深 1.003.50m，层顶标高 6.148.02m，层厚 1.003.50m。2-1 粉质粘土（Q4AL）：灰褐色、灰色，饱和，软可塑，中偏高压缩性，无摇震反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等。土质不均，为新近沉积土。该层分布普遍。顶板埋深 3.004.80m，层顶标高 4.526.79m 层厚 0.503.00m。2-2 淤泥质粉质粘土夹粉土（Q4AL）：灰色，饱和，流塑，局部软塑高压缩性。摇震反应微弱，刀切面收有光泽，干强度、韧性中等偏低。夹稍密状薄层粉土，单层厚 1.002mm，分布不均，具水平层理，局部见白色螺壳碎片。无侧限抗压强度原状土为 2

4、2.05Kpa，重塑土为 5.82Kpa，灵敏度为 3.92，属中高灵敏土。局部夹软塑状粉质粘土。土质不均，为新近沉积土。该层分布普遍，厚度大。顶板埋深4.507.50m，层顶标高 1.525.29m，层厚 33.7038.30m。2-3 粉质粘土（Q4al）：灰、青灰色，饱和，软塑，中高压缩性。摇震反应微弱，刀切面稍有光泽，干强韧性中等偏低。局部夹薄层粉土、粉砂，土质不均，为过渡相土层。该土层分布普遍。顶板埋深41.0043.80m，层顶标高-34.2931.21m，层厚 11.1015.30m。3 粉砂（Q4al）：青灰色，饱和，中密，局部密实，中偏低压缩性。矿物成分以石英、长石、云母等，

5、颗粒级配不良。具水平沉积层3 理。该层分布普遍。顶板埋深 54.5057.20m，层顶标高-47.5144.71m，层厚 1.004.00m。4 含砂粉细砂（Q3al）：青灰色，饱和，中密，中等偏低压缩性。矿物成分以长石、石英、云母组成。颗粒级配不均。局部夹砾石，砾径 12cm，少量 35cm，成分为石英质、硅质，呈次圆状次棱角状，含量 5-1 强风化泥质粉砂岩（K2P）：紫红色、灰黄色，岩石结构大部被破坏，上部岩芯呈坚硬土夹碎屑状、碎块状，部分残块手捏易碎，岩石强度往下逐渐提高，浸水易软化，全场区分布。顶板埋深 59.5061.80m，层顶标高-52.1349.68m，层厚 2.704.00

6、m。5-2 中风化泥质粉砂岩（K2P）：紫红色、灰黄色，岩石结构较好，分化较弱，局部夹薄层细砂岩或粉砂质泥岩。岩芯呈短柱中柱状，风化裂隙较发育，多呈闭合状，由方解石细脉充填。锤击岩芯声哑，无回弹，有凹痕，易击碎，岩石天然抗压强度平均值 frk=10.34Mpa，属软岩，岩体完整性指数为 0.65，显示岩体较完整，岩体基本质量等级级。全场区分布。顶板埋深 63.1064.80m，层顶标高-55.1853.80m，最大揭露厚度 10.90m。2.3 水文地质条件。拟建场地位于长江高漫滩，地下水埋藏条件如下：表层 1-1、1-2 层填土累计厚度 3.004.80m，勘察期间实测地下水初见水位埋设 1

7、.82.10m 左右，稳定水位埋深 2.603.00m，为孔隙潜水，主要赋存于 1 填土、2-1 粉质粘土和 2-2 淤泥质粘土夹4 粉土中，为统一含水层。该含水层富水性一般，透水性较弱（其中 1填土透水性较强），主要受大气降水及地表水给影响，补给缓慢，水位呈季节性变化，年升降变化幅度约 1.201.6m，下部承压含水层，主要赋予 3 粉砂和 4 含砾粉细砂层中，该含水层透水性与富水性较好，勘察期间实测承压含水水位埋深约为 35.00m 左右，水量丰富，水位主要受地下水的侧向径流补给影响。下伏基岩含风化裂隙水，富水不均，水量较小。其余岩土层透水性差，富水性弱，可视为相对隔水层。据调查近三年场地

8、最高地下水水位埋设同初见水位大致持平。3 深基坑土方开挖 3.1 土方开挖竖向共分二次。第一皮挖土从（自然地坪相对标高-0.600m）挖至标高-4.40m，挖深 3.8m 挖土方量约 7.3 万立方米；第二皮挖土从标高-4.40m 挖至基坑底标高，挖深 2.00m，局部挖深 2.60m，挖土方量约 4.0 万 m3。3.2 基坑开挖总的原则是“先远后近，先撑后挖，分层分块、盆式开挖，抽条支撑”开挖支撑施工。遵循时空效应的原理。3.3 土方开挖是本工程重要的施工工序，对工期、质量、安全具有重大的影响，土方开挖严格按时空效应进行，采用分层、分块确定各工序的时限。4 施工技术措施 5 4.1 本基坑

9、工程由于开挖比较深，为进一步控制基坑开挖过程的水平位移，施工中应有效运用监测的规律，土方开挖和支撑的施工工序根据分区、分块、的原则制定。4.2 基坑开挖前围护结构、坑内加固与降水达到设计要求。4.3 土方开挖的顺序、方法严格按照设计工况。施工顺序严格按照遵循先撑后挖的原则。每一施工块开挖均盆式开挖先中间，后两边，以在施工过程中尽可能缩短围护结构的无支撑暴露时间、宽度和深度。沿地铁侧留土宽度不小于 4 倍的单层开挖高度，且最后挖土，以控制围护结构的位移。加强设备投入和现场施工组织，基坑的日出土量不少于 3000m3，挖好一块随即把垫层浇完，分块形成底板，在土体开挖结束一周内形成底板。4.4 挖土

10、操作分层分段的分层厚度控制在 23.5m，施工中严格控制开挖标准，坑底应保留 0.2m 后基土，采用人工挖土整平，并防止坑底扰动。4.5 挖土运土机械间接压过支撑杆件，必须跨越支撑时采取覆硬质土 300mm 并铺设走道板架空。作为栈桥，最后场地中央的行车道路挖土边挖边退。栈桥下方的余土采用长臂挖机进行开挖。开挖过程中严禁挖机碰撞围护墙、工程桩、支撑、立柱和井点。挖土时先掏空立柱四周土，以避免立柱承受不均匀的侧向土压力。6 4.6 在基坑开挖过程中，混凝土支撑底部的混凝土垫层应在每层大面积开挖前及时清除干净；工程桩破桩工作应分段及时完成，每段高度不应大于 1.0m，并及时运出，现场组织专业截桩队

11、伍，备足劳动力及设备，并加强现场管理确保截桩紧跟挖土作业同步进行。4.7 在基坑开挖阶段基坑边严禁大量堆载，地面超载应控制在20KN/m2 以内，并严格控制不均匀堆载。在机械进出口通道铺设路基箱扩散压力。4.8 挖土标高控制。机械挖土标高控制在设计标高以上 200300mm 处，余下土方用人工扦平至坑底标高，标高误差和平整度均严格按照规范标准执行。机械挖土接近坑底时，由现场专职测量员用水平仪将水准标高引测至坑底。然后随着挖机逐步向前推进，将水平仪置于坑底，每隔 46m 设置一标高控制点，纵横向组成标高控制网，以准确控制基坑标高。4.9 挖土机械。1.6m3 挖机两台，0.25m3 挖机 4 台

12、。1.6m3 挖机限在车行道及第一层挖土面上使用，进入第二层挖土面用 0.25m3 挖机。小型挖机退出基坑用汽车吊吊出。4.10 基坑排水。基坑内外设置由排水明沟、集水井构成的集水明排系统，确保能将雨水及污水及时排出坑外。沿围护桩顶四周设置排水明沟，排水沟为 400400，每隔 50m 设置一个集水井（800800800），采用砖砌，砂浆抹面。7 基坑开挖后在基坑四周及基坑中挖设 400400 临时排水沟，排水沟间距为 40m，在四周角点处挖设 800800800 集水井。坑内积水及井点降水抽出的水可排至集水井内，再由潜水泵强排至围护桩顶排水沟内，再经沉淀后排入周边道路的雨水井及污水井内。基础

13、底板土方开挖时，随垫层修筑排水盲沟，并利用底板内的深坑作为集水井，将积水集中至深坑统一由排水泵排放至地表排水沟内。为避免加大实际开挖深度，坑内排水系统排水沟离开围护桩边的距离应至少 2m。5 深基坑风险分析及应对措施 5.1 深基坑风险分析防范。安全巡视。根据发生的基坑工程事故案例可知，基坑在危险发生前都有可辨别的征兆。通过监测和安全巡视，可及早采取措施，避免危险的发生。鉴于以上情况，我们将在本工程施工中设置常设的安全巡视人员，将安全巡视作为一项主要的日常性的工作。安全巡视由技术和安全专业人员组成，直接对项目经理和项目总工负责，定期巡视，并向项目总工提交巡视报告。巡视作业内容包括有：基坑顶：土

14、体塌陷、土体裂缝、渗水、堆截状况等；基坑围护止水帷幕：渗漏、裂缝等；基坑底：土体隆起、坡脚流土等状况；基坑外：周边道路、地下管线及建筑物的监测情况等。8 安全救援演习。项目部进场后组织 12 次安全救援演习。安全救援演习的重点是指挥、通信系统，人员有组织的疏散等。5.2 安全网和防护栏杆。安全网和防护栏杆是安全防护的重要措施。基坑顶部沿基坑周围设置一圈安全栏杆，栏杆采用钢连管，高度 1.5m，立杆间距 5m，与冠梁上预埋铁电焊劳，横杆设置 2 道、扫地杆 1 道，与立杆由搭扣连接；行车通道上的栏杆按照基坑周围的栏杆设计布置，并涂醒目的油漆标志；行车道上的孔口处全部布设安全栏杆，立杆焊接在预留的

15、预埋件上；沿基坑周围一圈布置不窄于 5m 的安全网，安全网的固定必须牢固；所有洞、孔口中都设置安全网；严防擅自破坏安全网的行为；严禁在支撑上行走，如因施工需要在梁上行走，须经项目部同意，并做好安全护栏。5.3 夜间施工。9 夜间施工必须保持良好的照明；夜间施工必须有专门的安全检查人员负责安全巡视；安排夜间施工时，白天预先了解相应的道路情况，安排好安全措施。5.4 基坑顶荷载控制。基坑顶处荷载的控制是本方案考虑的要点之一。为避免基坑顶增加额外的荷载，我们专门设置了 2 个塔吊安装需要的基坑顶作业点，作业前做好 20cm 厚 C25 混凝土地坪；设立专门的巡视小组，检查基坑顶严禁载；基坑顶部也设置硬化场地，并设置向基坑外侧方向的斜坡，将积水向外排出；沿基坑顶部一圈设置排水沟和集水井，将积水排入荆州路、霍山路城市雨水管道。5.5 土方工程安全要点。支撑下的铲运机、反铲作业严禁碰撞支撑；要保证司机人员的注意力充分集中，严禁休息不良好的司机驾驶车辆。