湖北某小区高层住宅楼框剪结构地下室工程土方开挖施工方案

'一、工程概况：工程名称：福星惠誉·水岸国际K1#地块-地下室工程工程地点：武汉市武昌区友谊大道新生路武九铁路东侧建设单位：武汉福星惠誉置业有限公司设计单位：中南建筑设计院股份有限公司武汉市人防设计院（人防区域及人防设备安装等）勘测单位：中机三勘岩土工程有限公司监理单位：湖北合联建设工程监理有限公司施工单位：华天建设集团有限公司水岸国际K1#地块工程由2栋45层和2栋30层及3栋25层住宅楼组成，该建筑物下有全埋式一层框剪结构地下室。地上总建筑面积约80000m2，地下室建筑面积约18000m2。该地下室南北向长171m，东西向长224m，基坑周长785m，基坑面积20866㎡，地下室东北面离建筑物较近，西面有铁路线。地块1号大门处临时砼道路已完成，道路面绝对标高约为21m，场地自然面绝对标高约为22m。地下室±0.000相当于绝对标高+22.00m，地下室层高为5.6m，底板砼厚度为0.5m，考虑到大基坑底有局部深坑及承台、电梯井等基坑以及冠梁范围以外的放坡段，土方量计算时按大面基坑底增加0.8米，故挖土深度以6.9m计算土方量，故该基坑为深基坑。本工程地下室工程桩与基坑支护均由武汉鑫弘博岩土工程有限公司施工，地下室深基坑工程采用桩锚支护体系。地下室范围所有桩均为砼灌注桩。坑底降土总面积为20866㎡，降土深度平均按6.9m计算，加上斜坡段的土方量，总开挖土方量为m3，总回填土方量约为25000m3（基坑支护边沿所围区域回填至+0.000以下300㎜）。二、施工周边环境状况及自然条件施工场地较为平坦，地表水位较高(自然地面下0.8m左右)，且水量较大。基坑开挖所涉及到的土层主要为：1层杂填土；2-1层粉质粘土夹粉土；2-2层粘土。基坑坑底面主要落在2-2层粉质粘土夹粉土层中。 地下室基坑开挖范围较大，占据整个红线规定场地。开挖后东侧基坑边线友谊大道约22.8m，西侧基坑边线距武九铁路线约为13m，北侧基坑边线距武汉理工大学宿舍楼围墙约为3.4m，故场地的施工条件较为窄小，而友谊大道、武九铁路为市主要干道，道路周边及道路上均有地下管线。三、重大危险源的确定1、地下室深基坑的支护边坡的位移。2、西边武九铁路变形。3、北面武汉理工大学宿舍楼变形。四、监控措施1、目前现场深基坑支护已由武汉鑫弘博岩土工程有限公司按基坑支护方案完成了被动区加固，基坑周边支护桩浇注、粉喷桩止水帷幕等施工完毕，且已达到设计强度。2、开挖前甲方应选择有相应资质的监测单位对基坑周边的10~30m范围内的建筑物、道路的沉降、裂缝观测和基坑支护边的位移、沉降进行设点观测。监测单位应制定专门的监测方案，每周观测不小于三次，出现险情时必须天天观测，观测的数据及时提供给甲方、监理和施工单位。设点监测单位应制定相应的检测方案。3、武汉理工大学六层楼员工住房和西面武九铁路线以及友谊大道人行天桥在开挖前必须重点设置观测点，并有必要在房屋现有状况及墙面开裂等情况进行观测鉴定公正，当靠近六层楼内侧基坑土方进行第1层开挖时，监测单位需每天观测一次，挖至第2层至承台底时，根据基坑周边及六层楼房变形情况，每天观测不少于一次，如变形速率过大，需半天观测一次，并提供相关报告给甲方、监理方、土建施工方。4、设点时间为基坑支护桩及冠梁坑内环形格构架施工完毕后，土方开挖前三天进行第一次观测。 5、根据《湖北省深基坑技术规定》及实际经验，本基坑的变形预警值为：水平位移连续三天超过5mm，沉降连续三天超过5mm，地面开裂10mm。最终变形水平位移警戒值为30mm，沉降变形警戒值为30mm。6、当靠近友谊大道段土方第二层开挖完毕后（第二层锚杆下），支护单位应用洛阳铲或其它机械沿支护桩侧进行勘探取土样分析鉴定。是否与原勘察报告相符，勘探取土深度为-5.4m~-7m之间，勘探间距2m~4m。如土质与勘察报告不符，应另议施工方案。五、组织落实1、土方开挖时，开挖机械，运输车辆及开挖后的基坑内侧锚杆喷锚施工呈交叉作业态势，特拟定土方开挖专项管理班子。①、由总包项目经理任总指挥，按开挖方案制定每周作业计划安排好总包管理人员按专业分工进行管理。②、项目生产经理负责安排生产及各分包单位之间协调。③、项目技术负责人对开挖方案进行技术支持。④、项目部在土方开挖时，配备专职技术人员1名，专职安全员1名，专职电工1名，材料员1名，均持证上岗。2、分包单位的选择①、考虑到深基坑喷锚支护重要性及安全要素及结合支护单位资质等级，基坑喷锚支护拟选定武汉鑫弘博岩土工程有限公司进行喷锚施工。②、土方开挖及土方运输单位的选择参照第一条，选择施工单位必需有能力满足生产的大型机械、运输汽车及外运能力，且能服从总包单位统一指挥。3、土方开挖阶段总包方会同监理单位、建设方及各分包单位每周一下午开生产协调例会，总结上周完成生产情况，并安排下周施工任务，并在会上协调好。 4、按信息法施工原则基坑变形监测单位，每次观测完毕后，应以书面形式告知各相关单位，如遇险情，应及时口头报告，然后形成书面资料，便于基坑支护单位及土方开挖施工单位、监理、甲方等单位掌握基坑变形实时状况，协商应对方案。六、土方开挖1、开挖前准备①、开挖前由总包召集各施工单位进行开挖支护技术、工序交底，并拟定总的开挖时间及危险源的处理。②、开挖前二天所有开挖机械运输车辆及支护机械需进场，开挖前一天所有机具设备必须调试完毕，确保能正常运作，机具操作人员及相关管理人员到位。③、土方开挖前，支护工程已完成，开挖区域内的地上障碍物清除完毕。④、地表清理平整，作好排水坡向，在施工区域要挖临时性排水沟。⑤、建筑物位置的标准轴线桩，标准水平桩及灰线尺寸，必须先经过检查，并办完预检手续。2、开挖说明（1）由于基坑底面积较大（20866㎡），形状复杂、异形，挖土深度较大，土质复杂且性质较差，总挖土方量达到m3，因此土方开挖施工难度较大。要通过对监测数据的分析，加强与围护设计人员的联系协调，做到既满足了围护体系设计工况的要求，又能够实现结构施工在每个施工段内的“小节拍，快节奏”的流水作业，从而缩短了工期并保证围护结构的安全，保证现场结构施工的顺利进行。（2）整个基坑土方开挖施工过程中以围护桩冠梁，按后浇带划分成14个区域开挖（详基坑平面分区示意图），由于开挖深度在7m左右（不含承台及电梯井等坑中坑），根据所选挖机的型号，挖土宜分为三层开挖。（第三层为基础承台、集水井、电梯井、基础梁等的开挖）3、土方开挖的技术要求①、土方开挖应遵循“先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”以及“大基坑、小开挖”的原则，挖土应分块、分层、均衡进行。② 、挖运土方过程中加强对各类监测点的保护工作，设置明显的保护标记，应用监测手段对整个围护体系进行水平位移、地下水位、西边建筑物的监测，以指导土方开挖施工。土方开挖期间，设专人定时检查基坑稳定情况，发现问题及时通知相关的技术人员以便及时处理。现场配备必要的应急物资和应急手段。③、挖土必须以满足围护设计受力工况为前提条件,应在围护桩、支撑梁、压顶梁的强度达到设计强度的80%后进行，挖至坑底标高后进行局部深坑处理并尽快施工承台及基础底板，尽量减少基坑暴露时间，以有效控制围护结构变形,同时根据基坑监测情况适时调整挖土进度、流向和方法。④、支撑、压顶梁上严禁挖土机直接碾压，必须在支撑上通过时应在支撑上留有200厚土层，并在土层上设置路基垫衬后方可通行。⑤、在地下水位以下挖土，应在基坑四周挖好临时排水沟和集水井，将水位降至坑底以下500㎜，以利挖方进行。降水工作应持续到基础（包括地下室水位下回填土）施工完成。土方开挖宜合理安排施工顺序,分层分段依次进行，形成一定坡度，以利排水。随挖土深度到位，即时安排设置排水沟，排水开始后再挖下一层土，遵照先排水后挖土的原则。⑥、挖土深度在机械挖土后留约100—200厚土方，由人工修整，严禁超挖。如个别地方超挖时，其处理方法应取得有关单位的同意。⑦、基坑（槽）开挖宽度，除结构宽度外，应根据施工需要增加工作面宽度，如排水设施、支撑结构等所需宽度。⑧、加强检查验收，基坑（槽）边坡不平直、基底不平时，做到随挖随修。⑨、深坑挖土用挖土机翻土传送上运，基坑（槽）开挖后，应尽量减少对地基土的扰动，严禁挖土机碰撞、冲抓、碾压工程桩和桩锚支撑系统。⑩、在各区域没有支护体系之间挖土采用二级放坡处理，放坡系数按1：0.5考虑在中部设二级平台，宽度为3米。4、机具选择①、挖机的选用：基坑土方开挖选用斗容量为1m3的DH220挖机（以下简称大挖机）挖土。挖机工作效率按600m3/台·天计算。根据土方量及施工控制天数配备挖机数量，②、汽车的选用：选用自卸汽车运土。由于土方外运距离在10公里以上，路程较远，自卸汽车运土每天按200m3（20m3/趟×10趟）计算，配备汽车数量，若自卸汽车实际运输能力达不到200m3/天，则按相应的实际运输能力调整运土汽车数量。5、开挖顺序 ①挖土施工总体安排：地下室土方开挖需“、先撑后挖、分层进行、对称开挖、循环渐进、严禁超挖”以及“大基坑、小开挖、跳挖”的原则。根据福星惠誉·水岸国际K1地块—地下室深基坑支护设计方案和为了加快施工进度及西边武九铁路和北边距离基坑比较近的武汉理工大学员工六层宿舍楼的安全，在挖土过程中，将基坑分为14个区域，土方采用机械整体分三层开挖，开挖第二层时人工配合清土。在第一层土方开挖过程中，由基坑支护单位同时分段分块进行锚杆的施工、围护桩的凿除和冠梁、平护坡的结构施工；在第二层土方开挖过程中，由基坑支护单位同时逐段完成排水沟边冠梁下桩间土钉挂网砼喷射及第二层锚杆施工。由于施工现场存在诸多泥浆池，根据实际需要铺砖碴垫路，以便汽车行走。先开槽开挖基坑边上的平护坡和围护桩至基坑内10米范围内的土方，然后逐步扩大到整个开挖区域，挖土至标高+19.5m（AB′支护段挖至18.5m）。在工作面出来后，由基坑支护单位同时分段分块进行锚杆的施工、围护桩的凿除和冠梁、平护坡的结构施工。与此同时，按塔吊基础方案定位放线，开挖塔吊基础土方至方案规定标高，浇筑塔吊砼基础，并通知塔吊租赁公司作好准备，在基础砼强度达到设计要求后，迅速进场安装塔吊，确保在第二次土方开挖前，基坑内的塔吊安装完毕。②、地下室基坑土方开挖时，设置2个汽车道，总体土方开挖顺序为（附开挖及施工分区图）基坑周边边坡—支护冠梁—1区—2区→3区→4区→5区→6区→7区→8区→9区→10区→11区→12区→13区→14区。③、第二层土方开挖沿基坑周边支护桩已喷射砼部位向下开挖，挖出支护桩喷射砼作业面（约2m高），交喷射支护单位进行挂网喷射砼施工，循环作业，然后进行环型冠梁立柱桩中间土方挖运。④、第三层土方开挖，参照第二层土方开挖顺序，先开挖支护桩喷射锚部位后中间开挖且承台，基础梁掏挖与第三层土方开挖同步进行，方便土方外运。承台、基础梁、整板部分机械挖土时，按设计标高预留10cm人工清挖。⑤ 、地下室总体开挖顺序为基坑土方开挖时，设置二个汽车运输道（详见附图），8区与14区分别设置一个2个汽车运输道，当基坑土方第二层开挖完毕后，8区汽车运输到随第二层土方挖断，第三层土方运输随14区车道外运。⑥、反铲掏挖承台土方时，需换成小反铲，严禁反铲挤压桩身及桩头。⑦、所有基坑土方全部外运，现场及基坑周边不能做临时堆场。⑧、土方收头在14区友谊大道2号大门处。土方收头时挖机在留置的坡道上挖土。基坑土挖完后采用长臂挖机挖土，长臂挖机停在基坑支护边缘，挖掘坡道土方，并用人工配合清理余土。最后挖不到的地方由人工清理入手推车，用塔吊吊出基坑。6、喷锚支护及排水①、当基坑周边支护桩侧土方挖除以后，支护单位需随时进行人工清理，挂网喷射网壁砼。②、喷射砼以20m为一个作业面，作业面形成后喷锚施工须在2天内施工完毕，待7天后进行下层土方开挖。③、土方挖至坑底地下室每个转角处需设置排水井并且在比较长的边坡每隔20M设置排水井，在每个排水井之间设排水沟将基坑内积水进行引排，支护作业面上面如有渗水，需分层设排水沟进行引水抽排，排水参照支护方案。④、在防止地表水影响边坡，应在基坑周边外翻卷边1m。1m外有主体施工单位地面硬化，宽度不下于3m，形成0.5%的倒坡，防止地表水向坑内渗透。同时在基坑四周设置排水沟和集水井，将地表水集中排出。排水沟在基坑四周形成截水沟，将杂填土中的地表水截住，防止流入基坑。排水沟截面宽度300mm，最浅处深度200mm，坡度0.5％，集水坑800mm×800mm×1000mm。所有排水沟和集水坑用MU7.5灰砂砖M5水泥砂浆砌筑，排水沟和集水坑内面用1：3水泥砂浆抹20厚。七、施工进度计划1、总天数为90天。开挖天数为有效工作天数，不含雨天及雨天后土方不能外运或施工期间市政府有关规定土方不能外运的天数。八、土方开挖质量控制 1、成品保护：对定位标准桩、轴线引桩、标准水准点、龙门板等，挖运土时不得碰撞，并应经常测量和校核其平面位置、水平标高的边坡坡度是否符合设计要求。定位标准桩和标准水准点也应定期复测和检查是否正确。2、数据观测：土方开挖时，应防止邻近已有建筑物或构筑物、道路、管线等发生下沉和变形。必要时应与设计单位或建设单位协商采取防护措施，并在施工中进行沉降和位移观测。同时对支护及锁口梁进行全程观测，至回填土方。3、轴线标高控制：在土方每一层开挖，特别是第二层挖土时，施工员负责跟踪检查，防止漏挖、超挖等情况发生。4、桩身质量控制：在第二次挖土施工时，施工员跟踪铲车以免开挖机械碰撞桩身，且在桩身做好标高，以便人工破灌注桩。5、土方回填：按设计要求选择合适的土源，回填前须将基底的积水、淤泥及杂物清除干净，土壤分层回填夯实，层厚控制在250-300mm，由基底向四周同时水平夯实，夯实机械选择振动式打夯机，每层夯实遍数3-4遍，交接处每层应该重叠0.05～0.10米，上下层错缝距离不少于0.20米。6、排水控制：开挖时派专人跟踪进行排水，以便顺利开挖。7、预案处理：为防止地下承压水造成基底隆起，第二层土方开挖一块当天就施工垫层进行封底，如一旦发生坑底隆起或边坡失稳，迅速启用紧急预案进行处理。九、安全生产与文明施工1、安全生产及文明施工目标①、杜绝死亡和重伤事故，一般工伤事故频率控制在1.5‰／月以内。②、争创市文明施工管理先进称号。2、安全生产管理本工程体量大，场地开阔，因此，安全生产管理必须以防护为重点，同时抓好现场用电、机械使用等各项安全工作，加强安全计划管理，做到防患于未然。为此，本工程安全管理应形成“纵管成线、横管成网”的局面，确保工程施工得以正常、顺利地进行。针对工程特点及现场实际，制定工程安全施工措施。对安全检查中发现的隐患，应立即整改。3、安全生产责任制 建立健全安全生产责任制，明确各施工管理人员及操作人员的安全生产职责，是本工程安全生产管理和实现安全管理目标的根本保证。本工程项目经理是项目施工安全生产的第一责任人。严格按《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46－2005、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33－2001、《建筑施工安全生产检查评定标准》JGJ59－99、本公司《安全生产管理规定》等规定组织生产，不得违章指挥、违章施工。4、安全生产施工措施①、严格执行安全生产奖罚制度。其标准与办法按照公司“安全生产管理办法”执行。②、严格执行施工前“安全三级教育”及施工中“三检”（班前、班中、下班后）制度，及时发现与排除各种隐患。③、特殊工种保证100％持证上岗。④、基坑临边防护井、坑边搭设1.2m高的防护栏杆，并在底部20㎝高范围设挡脚板以防杂物落下伤人，并统一涂上红白相间（或黄黑相间）的警戒标志。⑤、安全用电：A、施工现场用电采用“三相五线制”，严格执行一机一闸一漏电保护，所有配电箱（柜）必须经过检查合格后方能投入使用。总配电柜（箱）及配电柜（箱）要设防雨棚，柜（箱）须加锁，并有专人负责。B、夜间施工应有充足的照明，有电现场须有专业电工值班。非专业电工不准私自接线用电。5、文明施工管理措施①、成立文明施工领导小组，并配备专人。严禁运输车辆带渣土出工地，应派专人清洗车辆和路面。②、根据工程特点，运输材料的道路要进行硬化，如深基坑开挖后对道路的承载力有影响，应禁止运输钢筋等过重车辆通行，但要保持道路畅通。③、严格加强对材料、半成品、机械设备的堆放，协调和控制管理。发现问题及时处理解决。④、对于有噪音的施工设备，夜间尽量停止使用。若无法停止使用时，要采取消音减噪措施。十、土方开挖的应急措施 地下室深基坑工程属于风险性较大的工程，存在大量不可预见因素，可能有时会发生意外情况。为做到有备无患，现场设置突发事件应急小组，建立有效的紧急情况预警机制，对现场的紧急情况进行预警，预先识别危险源和紧急情况，做好危机防范。针对工程特点，制定详细应急措施，准备各种应急资源(包括机械、人员、物资)并加强监测力度。针对本工程特点，制定以下应急措施（应急预案详见本工程深基坑支护施工方案）：1、突发性停电①、施工现场一旦停电应立即指令电工查找停电原因。是线路负荷过大跳闸停电，还是局部线路上元器件损坏而停电，或是供电部门线路检修停电，还是例行停电日停电。如属前者应尽快抢修恢复停电；如属后者应立即采用现场发电机发电。②、为避免由于临时停电而造成地下水位上升。在现场准备柴油发电机。采用双向闸刀，保证电网供电与柴油发电机供电自由切换，保证停电10～15min内能更换降水井的电源，确保基坑开挖过程中降水不长时间中断。③、施工作业前应了解现场的供电线路、供电部门的临时停电公告以及正常的停电日期和停电的起止日期，避免盲目用电或侥幸用电；④、现场应有值班电工、机修工，并备有常用耗材和元配件，当现场供电线路系统局部损坏时，能及时抢修恢复；⑤、发电机的日常维护：发电机要有专人对其进行日常维护和保养，定期检查是否运转正常，各部零配件是否完好，发电机柴油储备是否满足要求。2、突发性暴雨灾害突发性暴雨灾害通常发生在雷雨多发季节或多发地区。它的破坏力极强，极易造成质量或安全事故。对这类突发性灾害，应以预防为主，施工中应注意以下几个方面；①、密切注视天气预报，六级以上大风和暴雨时应停止室外施工，特别是在连续土方开挖时，应尽量避开雨天施工；②、雨季基坑施工要特别注意边坡和基坑底部的安全监测，监测频率要比平时加大一倍；③、在现场临时道路周边开挖排水沟，确保排水顺畅，配备足够潜水泵抽排基坑积水；④、准备彩条布等防雨材料，对边坡暴露土及时覆盖保护。3、桩锚围护结构变形过大 土方开挖过程中(特别是钢筋混凝土支撑施工前)，桩锚支护处于悬臂状态，此时应注意对其进行变形监测。基坑侧向位移发展过快和累计变形值过大时，应采取以下措施：①、变形速率较大：变形速率达到报警值时应立即停止挖土，分析原因采取相应措施。如无渗漏，应对基坑加强监测；如有渗漏，则应立即在基坑内侧堆填砂石施加荷载，控制支护体系变形；②、累计变形值较大：累计变形值达到报警值时，应立即停止挖土，加强监测，检查土压力和桩锚支护体系结构内力，分析原因并采取相应措施，控制变形发展。4、基坑支护侧壁渗漏基坑施工过程中，如支护壁发生渗漏，应及时采取封堵措施，以避免导致基坑外侧浅层潜水位发生较大幅度下降而由此引起严重的地面沉降：①、若渗水量较小，应随挖随堵，防止渗漏进一步加大。渗水量很大但无泥沙带出时，可采取先引流再堵漏的方法。在渗漏处开孔注浆封堵。②、发生管涌或流沙时，如漏水位置埋深较大，可在漏水位置开孔并在墙后压密注浆(浆液中掺水玻璃)，也可采用高压喷射注浆方法。5、基底流沙、管涌①、对轻微的流沙现象，可在基坑开挖后采用加快垫层浇筑并加厚垫层的方法“压住”流沙；对较严重的流沙，应即停止开挖，进行土方回填，同时加强坑内降水措施，待地下水位下降后再行开挖。②、发生管涌现象时，应立即进行上方回填，采用导流管引流。先在管涌出现位置插入较大口径的导流管，使导流管成为管涌通道；再对导流管四周用压力注浆机注入水泥浆，封闭四周的土体；封闭导流管，以封堵管涌通道；完成管涌封堵后加强降水。再进行土方开挖。6、周边建筑变形基坑施工期间的降水会对周围200m范围内产生一定影响，为避免长时间抽水影响基坑周边建筑物及地面沉降，设立建筑物和地面的沉降观测点，对周围建筑物进行沉降监测。周边建筑物变形接近报警值并有继续发展的趋势时，应根据施工进展情况及专家会审确定的处理意见采取相应措施。若出现在土方开挖阶段，应立即停止开挖，采取回填和坑内外注浆加固等措施，控制变形的继续发展。同时加强监测，在各项措施落实、周边建筑物变形趋于稳定或变形趋于减小的情况下。武汉理工大学六层楼员工住房出现沉降严重时，及时作好人员的疏导，确保人员的自身安全。 7、坡脚滑移出现坡脚滑移，应立即停止土方开挖，用黄沙或土装入麻包反压坡脚或回填土方，然后用高压注浆固化土体，并在坡脚打入花管并进行注浆以稳固土体。十一、其它在土方开挖过程中发现古墓、古建筑遗址等文物和化石或其他有考古、地质研究价值的物品时，我单位立即保护好现场并于4小时内通知项目经理，项目经理按有关规定于24小时内报告当地文物管理部门，并按文物管理部门的要求采取妥善保护措施，由此顺延合同工期。华天建设集团有限公司福星惠誉·水岸国际K1地块项目部2013年4月5日 福星惠誉·水岸国际K1地块地下室工程土方开挖方案编制人：审核人：审批人：编制单位：华天建设集团有限公司水岸国际K1地块项目部编制日期：二0一三年四月五日 福星惠誉·水岸国际K1地块—地下室工程土方开挖方案审批页编制人：审核人：审批人：'