基坑围护及土方开挖施工方案.doc

'基坑围护及土方开挖施工方案一、工程概况1.建设单位：赣州市城市基础设施建设投资管理有限公司2.设计单位：浙江中设工程设计有限公司3.勘察单位：核工业赣州工程勘察院4.监理单位：江西中昌工程咨询监理有限公司5.质量安全监督单位：赣州市质量安全监督站6.施工单位：浙江省东阳第三建筑工程有限公司（二）项目情况描述：本工程位于赣州市．主要由8幢高层住宅及2个一层大地下室组成，本工程1#、8#楼26层,总高度约82.9m，2#、3#楼23层，总高度72.2m，4#楼22层，总高度约70.3m，5#楼24层，总高度约76.1m，6#楼约32层，总高度约99.3m，7#楼结构33层，总高度约103.00m。1#～8#楼标准层层高均为2.900米,主楼下均设一层地下室,各高层均采用现浇钢筋混凝土抗震墙结构;局部配套商业服务及单层大地下室用房采用现浇钢筋砼框架结构;楼、屋盖均采用现浇钢筋混凝土梁板结构。浙江省东阳第三建筑工程有限公司承建。本工程设地下一层，埋深约4.5米,地下室施工时,根据地质勘察报告,地下水的稳定水位埋深为11.50~13.00米,即水位标高在97.75~100.20米之间,位于工程地下室以下,因此不必采用降低地下水的措施,主要要解地表水及上层潜水的问题.现决定基坑施工采用1:0.5放坡,喷射100厚C30素混凝土护坡,内配钢筋片Ф8@150Х150,坡脚水泥注浆技术进行基坑围护,另在基坑及地面上设置排水沟、集水井等排水设施（排水沟、集水井详见附图1 、2）。一、准备工作（1）、了解工程质量要求和施工监测内容与要求，如基坑支护尺寸的确允许误差，支护坡顶的允许最大变形，对邻近建筑物、道路、管线等环境安全影响的允许程度等。（2）、土钉支护应在排除地下水的条件下进行施工。应采取恰当的降排水措施排除地表水，以避免土体处于饱和状态，有效减小或消除作用于面层上的静水压力。（3）、确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点等，并妥善保护。（4）、制订基坑支护施工组织设计，周密安排好支护施工与基坑土方开挖、出土等工序的关系，使支护与开挖密切配合，力争达到连续快速施工。（5）、施工机具选用应符合下列规定：1）成孔机具和工艺视场地土质特点及环境条件选用，要保证进钻和抽出过程中不引起坍孔，可选用地质钻机、回转钻机。2）注浆泵规格、压力和输浆量应满足设计要求。3）混凝土喷射机应密封良好，输料连续均匀，输送水平距离不宜小于100m、垂直距离不宜小于30cm..4)空压机应满足喷射机工作风压和风量要求，一般选用风量9m3/min以上、风压大于0。5mpa的空压机。二、土钉墙施工工艺 土钉墙支护施工基本过程为分层开挖，循序施工。每层开挖后，立即进行修坡、编筋：进行土钉杆件制作、成孔，置土钉并注浆：最后进行土钉端头处理和挂网，并喷射混凝土面层（做法详见附图3）。1、主要材料（1）、钢材；1）锚管采用D=25，t=3焊接钢管；2）骨架钢筋采用ф16（II级钢）；3）挂网钢筋采用ф8@150X150（I级钢)4）角钢采用100×80，L=2000（与土钉双面焊接）（2）、水泥.注浆和喷射混凝土采用早强型硅酸盐水泥,强度等级R42.5,注浆配合比为水泥:砂=1:0.5(重量比)喷射混凝土配合比为水泥:石子:砂=1:2:2(重量比),石子粒径为5~10mm,水泥浆及水泥砂浆应拌合均匀,随捣随用,一次拌合的水泥浆及水泥砂浆在初凝前用完.2、施工流程：1）按设计要求分层开挖工作面，修正边坡。2）喷射第一层混凝土。3）安设土钉（包括钻孔、插筋、注浆垫板等）。4）绑扎钢筋网、留搭接筋、喷射第二层混凝土。5）开挖第二层土方，按此循环，直到坑底标高。设置坡顶及坡底排水设施（如附图2、3）。3、基坑土方开挖1） 按设计要求分层分段开挖，分层开挖深度一般由设计要求的土钉竖向距离决定，超挖不超过各层土钉向下0.5m。分层开挖长度也宜分段进行，分段长度按限制土体变形的严格程度、维持下塌的自稳时间和施工流程衔接情况而定，一般可取10~20m。2）现场土方简图①、基本参数所依据的规程或方法：《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99基坑深度：5.500(m)基坑内地下水深度：14.000(m)基坑外地下水深度：18.000(m)基坑侧壁重要性系数：1.000土钉荷载分项系数：0.000土钉抗拉抗力分项系数：1.300整体滑动分项系数：1.300 ②、坡线参数]坡线段数1序号水平投影(m)竖向投影(m)倾角(°)12.0025.50070.0③、土层参数土层层数4序号土类型土层厚容重饱和容重粘聚力内摩擦角钉土摩阻力锚杆土摩阻力(m)(kN/m^3)(kN/m^3)(kPa)(度)(kPa)(kPa)1杂填土3.00018.220.08.110.018.018.02粘性土2.00019.617.039.015.150.050.03粉土3.00019.019.016.010.550.050.04中砂4.00019.519.50.013.175.075.0④、超载参数超载数1序号超载类型超载值(kN/m)深度(m)宽度(m)距坑边线距离(m)形式长度(m)1满布均布2.000⑤、土钉参数土钉道数2序号水平间距(m)垂直间距(m)入射角度(度)钻孔直径(mm)11.5001.80010.010021.5001.80010.0100⑥、坑内土不加固施工过程中局部抗拉满足系数:1.000施工过程中内部稳定满足系数:1.000 ⑦、内部稳定设计条件考虑地下水作用的计算方法：总应力法土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数：0.500圆弧滑动坡底截止深度(m)：0.000(m)圆弧滑动坡底滑面步长(m)：1.000(m)⑧、局部抗拉设计结果工况开挖深度破裂角土钉号设计长度最大长度(工况)拉力标准值拉力设计值(m)(度)(m)(m)Tjk(kN)Tj(kN)Tj(kN)11.80040.012.4622.462(1)49.00.0023.60040.422.4622.462(2)19.90.0035.50041.032.4622.462(3)19.90.0045.50041.041.2641.264(4)29.20.00⑨、内部稳定设计结果工况号安全系数圆心坐标x(m)圆心坐标y(m)半径(m)土钉号土钉长度11.3290.3406.8303.28812.46220.906-1.1267.5365.43122.35331.327-3.1597.8047.73731.84641.327-4.1598.8049.73741.264⑩、土钉选筋计算结果土钉号土钉拉力(抗拉)土钉拉力(稳定)计算钢筋面积配筋配筋面积10.03.918.81d12113.120.05.626.81d12113.13）喷射混凝土面层计算①、计算参数 厚度：100(mm)混凝土强度等级:C30配筋计算as:20(mm)水平配筋:d8@150竖向配筋:d8@150配筋计算as:20荷载分项系数:1.200②、计算结果编号深度范围荷载值(kPa)轴向M(kN.m)As(mm^2)实配As(mm^2)10.00~1.803.1x0.363306.4(构造)335.1y0.238306.4(构造)335.121.80~3.6014.9x1.751306.4(构造)335.1y1.148306.4(构造)335.133.60~5.5013.6x1.746306.4(构造)335.1y1.009306.4(构造)335.1③、外部稳定计算参数所依据的规程：《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002土钉墙计算宽度:10.000(m)墙后地面的倾角:0.0(度)墙背倾角:90.0(度)土与墙背的摩擦角:10.0(度)土与墙底的摩擦系数:0.300墙趾距坡脚的距离:0.000(m) 墙底地基承载力:400.0(kPa)抗水平滑动安全系数：1.300抗倾覆安全系数：1.600④、外部稳定计算结果重力:931.2(kN)重心坐标:(5.474,2.605）超载:16.0(kN)超载作用点x坐标:6.001(m)土压力:13.5(kN)土压力作用点y坐标:1.870(m)基底平均压力设计值95.0(kPa)<400.0基底边缘最大压力设计值121.6(kPa)<1.2*400.0抗滑安全系数:21.369>1.300抗倾覆安全系数:209.281>1.6004、土钉施工1）按设计图的纵向、横向尺寸及与水平面的夹角进行钻孔施工。2）钢管要平直、除锈、除油。3）注浆材料用水泥或水泥砂浆，水泥砂浆配合比为1：1~1：2（重量比），水灰比宜0.4!~0.45。4）注浆管插到距孔底250~500mm，为保证注浆饱满，在孔口设止浆塞。5）土钉应设定位器，以保证钢筋的保护层厚度。5、施工工艺 1）锚管施工前，根据基坑剖面图标高定出钢管位置，并作出标记和编号；2）采用气压振管机振入土中，其后应及时注浆；3）锚管振入土体内后，用皮管注入清水，洗净管内淤泥；4）冲洗泥浆后才可进行注浆，采用低压（0.5-0.7mpa）方法注浆裹管,使水泥砂浆通过钢管壁外挤压出水泥砂浆,形成ф80至ф100园柱形砂浆体.一次压力注浆时应在钢管内放入ф25塑料管,注满后保持压力3分钟,压力注浆以满钢管为止,并且保证每延米钢管的注浆量>50kg。5）注浆过程中要做好锚管记录，按锚管编号逐一记录压管时测得的土体特性、注浆压力、数量与质量、事故处理等、并和设计图加以比较，若发现有较大偏差时要及时反馈，以修改锚管的设计参数；6）若周边有特殊情况，需要提高锚管抗拔能力，要采用二次挤压注浆方法，即在首次注入水泥砂浆终凝（2小时）前用纱布包住管口后，再用高压（1.2-1.5mpa）在钢管外附入ф20开孔塑料管(此管与锚管同时振入土中)内作二次注浆(水泥纯浆),注满后保持压浆5分钟.7)向管内注浆时必须饱满,每米钢管水泥用量>20公斤;8)当注浆用水泥砂浆时,其水灰比不宜超过0.45,若超过时应加三乙醇胺促凝剂,促使早凝和控制泌水.施工时当浆体工作度(坍落度)不能满足时,可外加EA-2高效减水剂,不可加水;9)砂浆强度用70mm立方试块进行测定,共做三组,每组六块试件,给出三天、七天、二十八天龄期强度。6、坡面喷射混凝土施工（1） 材料：水泥标号宜用42.5号,干净碎石或卵石,料径不宜大于15mm,水泥与砂石重量比宜1:4~1:4.5,砂率不45%~55%,水灰比0.4~0.45.（2）喷射作业1）、作业前要对机械设备，风、水管路和电线进行检查及试运转，清理妥喷面，埋设好控制喷射混凝土厚度的标志。2）、喷射时，喷头与喷面应垂直，宜保持0.6~1.0m的距离.喷射手要控制好水灰比,保持混凝土表面平整,呈湿润光泽,无干斑或滑移流淌现象.3）、喷射混凝土终凝2h后，洒水养护，一般养护3~7d。4）、钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺设，钢筋与坡面的间隙宜大于20mm。5）、钢筋网与下层钢筋网要搭接，长度为25倍钢筋直径。6）、钢筋鸩与土钉锚固装置要连接牢固，喷射混凝土时钢筋不得晃动。土钉杆件应做对中支架，间距25000mm。注浆时浆注浆管插至离孔底250~500mm处。为保证注浆饱满，在孔口部门设置止浆塞及排气管。注浆材料用水泥净浆或水泥砂浆。7、现场信息化施工监测（1）、监控点位布置由于深基坑施工是一项高风险作业，为此，必须做好基坑围护监测工作，通过监测数据提供信息分析基坑变位情况，借以指导土方开挖速度，一旦遇到基坑变形接近和超过允许值，应通知有关部门，并立即采取有力措施避免事故发生，这就是信息化设计施工的优越性。（2）、基坑自身变形稳定性监测1）基坑周边沉降及位移监测 在基坑边大约每隔20m左右设置一个觉降及位移监测点，借以测定基坑在土方开挖过程中基坑的稳定性情况。2）基坑周边地下水监测一方面可以监测周围建筑物下沉情况，另一方面观测地下水位情况，借以指导土方开挖。3）基坑外土体侧向位移监测主要控制土体变化，预报围护结构可靠性和邻近建筑物变形与下沉可能性。监测仪器包括：经纬仪、水准仪、测斜仪等。所有监测仪器在监测前应经过校验合格后方可使用，在运至现场使用前必须进行检查校正，保证设备完好。信息化监测安排在土方开挖期间，每天监测一次；地下室钢筋混凝土底板施工完至建筑物正负0.000标高钢筋混凝土楼板施工期间,3~4天监测一次.在施工监测过程中要加强现场测点保护.防止碰撞破坏,若因施工不慎而损坏时应及时修复,并与监测单位协商解决办法.土钉墙工程监测内容一般包括:墙体顶面水平位移垂直位移,墙体深部位移,土钉应力及坡体土压力.监测内容和监测点根据工程的重要性和现场条件进行和布置.监测时应绘制相应曲线并及时反馈给有关方面,以便于信息化施工和随时采取相应措施及修改完善设计.8、土方挖运方案 根据本工程地下室基坑和浅基础所处土层的有关物理力学指标，且工程场地自然场地坪标高较低，综合考虑到本工程的基础挖土深度不大和周边环境。本工程基坑开挖影响范围内土层含水量较小，透水性差，不必考虑基坑降低地下水位措施。但根据施工进度安排，基坑挖土恰逢多雨季节，基坑内现场需配备满足排水要求数量的泥浆通过挖集水井集手应急抽水，保证积水及时排出基坑。基坑外地表面设排水沟和集水井，做到有组织排水，使地表水不流入基坑内。地面水通过排水沟流入三级沉淀池后，外排入城市管网。本工程大面积土方采用机械开挖，现场场地宽畅，西侧有大块空地可作为土方临时堆场，故本工程部分土方不外运，在场内采用装车短途堆放，以作基础回填土（表层符合回填要求的土方）之用。其余土方全部采用自卸汽车装车外运。9、挖土施工要点本工程土方开挖深度虽然不大，但同样不能掉以轻心。挖土前要编制详细的专题挖土施工方案，并进行详细的技术交底，确保整个挖土过程始终处于有序施工的控制状态。基坑土方开挖实行分块分层开挖，先挖深基础，再挖浅基础。机械挖土标高控制在基坑面以上300mm，余土及局部浅梁板基础等部位的土方由人工挖除，塔吊配合吊出坑外，以避免扰动基土。配备充足的修士人员。土方开挖期间，运输土方车辆进出工地必须注意文明施工和环境保护，通过出入口铺垫草皮和设置清洗槽，及时清洗车辆，保证车辆清洁。车上装载的土块应拍实，并用篷布或彩条布包裹严密，以防运输时，土块撒落在道路上，污染城市环境。派专人对大门内外的道路及时清扫，保持场内外道路清洁。夜间施工要有足够照明，做到挖土到哪里，照明就跟到哪里。 随着基坑的开挖，及时沿基坑周边用漆成红白相间色的钢管设置防护栏杆。基坑开挖期间，控制基坑周围堆载不超过15kpa。基坑开挖到基底暴露后，及时插入做垫层，为控制垫层标高，每2mX2m设置一个标高基准点，垫层浇捣前做好地基验槽工作。10、施工监测及应急措施（1）施工监测基坑支护应进行信息化施工，基坑支护的设计和施工与现场测试监控密切相关，通过施工监测及时将监测资料反馈给设计、施工人员，以便及时进行应急措施，从而确保边坡支护的安全。根据《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009第3.0.3条的规定：“基坑工程施工前，应由建设方委托具备相应资质的第三方对基坑工程实施现场监测。”监测项目为：1）支护结构水平位移；2）周边建（构）筑物和重要管道线路等设施的变形测量；3）基坑渗水、流砂和基坑内外的地下水位的变化。设计规定的预警和控制值如下：部位预警值最终设计计算控制值放坡处24mm28mm施工阶段每天监测1～2次，完成基坑开挖与变形稳定后，可适当减少监测次数。施工监测过程应持续到地下室顶板浇筑完毕与外壁分层回填夯实结束为止。 重点放在基坑边壁顶部的水平位移与垂直沉降，量测点布在基坑转角处、基坑四边中间、变形最大点、地质条件最不利处、重要建（构）筑与管线密集处。（2）应急措施1）由于基坑施工受各种客观因素的影响，可能会发生各种险情，为能及时排除险情确保安全，应采取如下应急措施：①、成立以项目经理为组长的监控小组，在土方开挖和土钉墙施工阶段进行24h监控，监控内容包括：墙体水平位移，土钉墙结构变形，周边土体，道路及管线的变化。②、施工现场准备砂袋。③、当围护体位移超过预警值时，使用砂袋压载，防止支护结构位移的发展。④、当支护结构的位移增大时，必要时可使用挖土机迅速回填土方反压，以阻止位移的进一步发展，并在位移较大处设置超前支护，待稳定后方可继续开挖。⑤、当施工时遇上流沙等土层时，应先打入竖向注浆管进行加固，然后开挖。2）为了确保安全施工针对假设出现的几种险情，制订了如下应急措施：①、围护体滑移的应急措施：根据监测信息，如发现围护体位移超过容许值，应即采取如下措施阻止位移：●坑外卸荷，具体办法同上相关措施。●在坑内紧急垒堆砂袋或回填压载。 ●位移较大并有发展趋势时，可在坑内设置内撑。内撑可为水平撑或斜撑，可用型钢或坚固的木料支撑。●必要时可采取增加或加长水平土钉的措施，可酌情在松动的围护体内设置竖向土钉（注浆）。②、坑底土体隆起的应急措施●由于围护体滑移造成的坑内土体隆起，应采取处理围护体滑移的措施，同时用重物（叠袋、回填土）压制隆起的土体。●由于淤泥绕过围护体流向坑内造成的土体隆起，应在坑内利用重力压制隆起土体的同时，对围护体进行加固。设置竖向土体（注浆）加固围护体的有效措施。③、周边道路或地下管线破坏的应急措施。3）造成周边道路或地下管线破坏的直接原因就是围护结构位移或坑底土体隆起，因此防止发生此种情况的预防措施是：①、加强施工监测，实行信息化施工。②、发生围护位移或坑内土体隆起时，应即采取措施处理。4）地表裂缝的应急措施①、及时查明地下裂缝原因，采取相应措施阻止裂缝的发展。②、及时用浓水泥浆灌缝。'