土方开挖及喷锚支护1.docx
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土方开挖及喷锚支护1
昆明市市级党政机关办公用房搬迁建设项目-1组团
土方开挖及喷锚支护
施
工
方
案
批准：
审核：
编制：
十四冶建设云南第三建筑工程有限公司
一、工程概况------------------------------------------------------------2
二、编制依据------------------------------------------------------------2
三、场地工程地质及水文地质条件---------------------------------2
四、基坑坑内抽排水方案------------------------------6
五、基坑开挖施工方案------------------------------------------------7
（一）土方开挖顺序-----------------------------------------------7
（二）土方开挖要求-----------------------------------------------7
六、基坑支护方案------------------------------------------------------8
（一）土钉杆布置--------------------------------------------------9
（二）喷锚网设计--------------------------------------------------9
（三）施工过程----------------------------------------------------10
（四）喷锚支护施工技术要求及异常情况处理措施-------12
七、基坑变形观测技术措施-----------------------------------------13
八、质量标准-----------------------------------------------------------14
九、安全、环保措施要求--------------------------------------------15
十、进度计划安排-----------------------------------------------------17
十一、投入的机械设备---------------------------------------------18
十二、附件：
---------------------------------------------------------18
1、《基坑支护计算书》
2、《基坑喷锚支护方案图》
一、工程概况
拟建场地位于昆明市呈贡县吴家营乡小山尖山西北附近，白龙潭水库以西的地块，处于新修建的昆洛公路吴家营段东侧。
本工程为昆明市市级政府机关办公用房搬迁建设项目1组团市委机关办公楼，用地面积21900平方米，建筑总面积18676平方米，其中地上部分建筑面积11720平方米，地下部分建筑面积6956平方米。
地下一层，地上六层，建筑高度31.20米。
静压预制管桩基础，钢筋混凝土框架结构。
该项目工程重要性等级为二级工程；场地的复杂程度等级为二级场地（中等复杂场地）；地基的复杂程度等级为二级场地（中等复杂场地）。
二、编制依据
《昆明市政府东城区市委、市政府机关办公楼场地岩土工程勘察报告》
《建设工程安全生产管理条理》国务院393号令
《建筑工程预防坍塌事故若干规定》建质【2003】82号
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
二、场地工程地质及水文地质条件
拟建场地西侧为新修建的昆洛公路,南东侧为吴家营乡政府所在地,场地内地面上原为菜地果林,并分布有较多人工开挖修建的水井,水井深6～9m,直径0.8～2.00m,为当地农民用于取水灌溉田地之用。
场地地形平坦,北侧、东南侧相对较高,西南侧相对较低,地面相对高差约2m。
拟建场地一带在地貌上属滇池湖积盆地东部边缘的剥蚀台地，岩性构成上为昆明古滇池湖沉积地层。
据《昆明市政府东城区市委、市政府机关办公楼场地岩土工程勘察报告》，将基坑支护涉及到的各土层岩性描述于表1“土层工程地质特征表”内：
土层工程地质特征表表1
土层
编号
土层
名称
岩性特征
土的重度
γ
（kN/m³）
粘聚力
标准值
Ck（kpa）
内摩角
标准值
ΦK（º）
标准承载力特征值
fak（kpa）
①
耕植土
褐、灰褐色，湿，可塑，主要由黏土、粉质黏土组成，含少量植物根系及铁质结核，结构疏松。
场区范围内均有分布，层厚0.3～1.1m。
/
/
/
/
②
黏土
褐红色，湿，可塑状，局部含少量角砾，粒径0.5～2cm，岩心呈松散壮，稍具光泽，无摇振反应，干强度及韧性低。
局部地段确失，揭露层厚度0.50～2.00M，厚度变化大，层顶埋深0.3～1.00M。
17.4
14
6.9
144
③
含角砾粉质黏土
黄褐、灰黄、棕红色，湿，以可～硬塑状态为主，局部地段呈坚硬状态，不均匀混10～40%的全强风化砂岩、泥岩质角砾及少量铁质结核，粒径0.2～2cm，场区范围内均有分布，揭露层厚度0.60～6.70M，厚度变化大，层顶埋深0.3～2.5M。
17.7
6.36
6
250
④
含角砾黏土
灰、黄褐色、湿，以可～硬塑状，部分地段呈坚硬状态，局部含少量砂岩、泥岩角砾，粒径0.5～2cm，切面稍光滑，稍具光泽，无摇振反应，干强度及韧性中等。
场地内均有分布，揭露层厚多为1.60～11.3M，层顶埋深0.3～2.5M，层间不均匀的分布有透镜体④1含砾黏土。
16.93
20.47
9.59
210
④1
黏土
黄褐色夹灰色，湿，可～硬塑状，部分地段呈坚硬塑状态，切面粗糙，无光泽，无摇振反应，干强度及韧性中等。
呈薄层状或透镜体分布于④层中，揭露层厚多为0.8～5.2M。
17.86
23.07
13.24
220
拟建场地，位置较高，场地内地表水贫乏，除存在人工挖建的水井外，无其他常年性水系。
地下水的类型主要为孔隙潜水，主要赋存于②层、③层、④层土中，主要由于大气降水、农田灌溉用水渗补给，并以地下迳流的方式排泄于沟谷及地形低洼地带。
场地海拔高度小于3000m，为湿润区，环境类别属Ⅱ类。
地下水对混凝土结构及其中的钢筋无腐蚀性，但对钢结构具弱腐蚀性。
基坑开挖范围内以③层含砾粉质黏土及④层黏土为主，孔隙较发育，含较多孔隙潜水，地下水对基坑开挖影响较大，按基坑尺寸：
106×72×6.0m³（长×宽×深）的矩形大井进行基坑涌水量估算，水位降至0.5m以下的涌水量为Q=297m³/d。
三、基坑坑内抽排水方案
1、排水沟：
为避免水体浸泡软化土体，并利于基坑内的作业施工，根据旁边省建四公司开挖基坑的情况及目前为旱季来看，拟在基坑四周设置一排水沟。
坑内排水沟位于基坑壁底部，宽度及深度为0.30～0.40m，基坑挖至底部时修筑，修筑时根据基础外挑宽度做成明沟或盲沟。
如果基坑开挖时确实涌水量较大，到时可采用轻型井点、管井降水、并结合坑内明排水等简易方法排水，降低地下水位，将补做方案。
2、集、排水井：
1）主要设计参数：
井口尺寸为1.00×1.00m，井深H为基底下1.50m，井间距L为35～50m，集、排水井数量为8口，其位置主要布设在基坑角点和各边中点。
2）集、排水井做法：
在机械取土完毕改用人工清挖预留的基底之上的最后土方时，在基坑角点和各边中点采用人工挖掘，并砌240厚坑壁，壁上留60×60mm泻水孔，间距双向@250mm，底铺填上粒径为30～50mm的碎石作为滤料。
3）抽排水设备配置：
根据降水井数量，每口降水井中至少安放一台流量32.4～38.4m³/h、扬程大于8m的100QJ32型潜水泵，总配置量不少于8台。
4）降水深度要求：
在基坑范围内降低地下水位至基底下0.50～1.00m。
3、坑开挖支护过程中坑内地下水的抽排
在基坑土方开挖前和开挖过程中需在适当位置用机械或人工挖设临时集、排水坑进行及时抽排坑内地下水。
四、基坑开挖施工方案
（一）土方开挖顺序
土方开挖出土工作按城市建设有关规定，须办理有关施工许可证，挖出的土体运至事先确定的弃土场。
考虑到整个场地的运作和各项工作的相互协调，土方开挖总体顺序自场地东南侧西北侧较为有利于基坑安全。
基坑进行放坡开挖，坡度高宽比为1：
0.4，留30㎝的工作面。
按基坑平面尺寸及平均挖土高度-4.65m左右计算，预计土方开挖总量约为50000.00m³。
根据基坑土方开挖量及工期要求，拟投入挖掘机4台，土方运输车辆20辆。
（二）土方开挖的要求
1、在基坑周边基坑内设置标高控制点，严格限制单层取土的深度，严禁超喷锚支护分层深度进行开挖。
2、分层开挖土体的深度的确定：
第一层挖至标高-3.00m，第二层挖至标高-5.75m，至少预留30cm采用人工清挖。
3、每层土体采用分段开挖，开挖段长以满足喷锚施工进度为原则，一般段长为10～15m。
同层分段取土时，相邻两端之间须预留同等段长的土方，等到左右两段支护施工结束24小时后在案开挖。
上下层间不少于48小时，以确保喷锚面层混凝土有一定的养护时间。
4、在挖土过程中禁止机械碰撞支护结构。
5、基坑边缘堆置土方或沿挖方边缘移动运速工具和大型机械，一般应距基坑上部边缘不少于3m。
6、基坑挖土将至收尾时，应与基坑支护施工紧密配合，双方协商收尾地段开挖与支护的确关系。
一般对于收尾段来说，最好是选择非大量出土时间段，对此段预先开挖并支护两层后回填土方，这有利于收尾段的最后一次取土和基坑侧壁的安全。
7、发生异常情况时，应立即停止挖土，并应采取相应措施（如下回填土方反压等），待异常情况妥善处理后才能在案此段附近继续挖土。
8、土方开挖施工时，设专人对开挖深度、速度、方法等进行监督，挖机手和拉运土驾驶员接受监督、服从调度。
9、土方开挖前必须详细了解基坑、基础桩的情况。
挖土过程中，应密切注意地下管网分布情况，注意保护好坑周边临时设施。
10、土方开挖将至设计基底时，至少留30cm厚土方采用人工清挖，以免对基底产生过大扰动。
五、基坑支护方案
拟开挖基坑经专家论证分析，须对开挖基坑侧壁采取喷锚支护措施。
支护计算详见《基坑支护计算书》。
由于喷锚设计是依据基坑边坡最危险状态下设计的，加之基坑周围较为开阔，施工场地具备放坡条件，高宽比按1：
0.4，根据基坑边的实际地形标高，支护有坡高5.2m、4m、2.7m三种，靠A轴一侧基坑20～25轴、靠25轴一侧基坑按坡高5.2m支护，靠A轴另一侧基坑按4m支护，靠1轴一侧基坑及靠A轴一侧1～20轴按2.7m支护。
在坑壁挂设Φ6.5@200×200mm的双向钢筋网片,在网面上喷射厚度为80～100mm的C20细石混凝土面层,喷射混凝土配合比为水泥:
砂:
瓜子石=1:
2:
2（重量比）,水灰比一般为0.5,可根据实际喷射情况适当调整。
土钉墙喷锚支护的原理是通过土钉杆及喷锚网混凝土层与被加固土体形成统一的自承支护体系。
该支护为主动支护，充分利用土体自身的力学强度，以土钉联合主动拉锚边坡土体，加上及早快速挂网喷射混凝土封闭坑壁土体，使其形成一个具一定强度的混凝土护壁，形成一个挡土联合体。
另外由于土钉内压注水泥浆增大了土钉杆与土体的接合面，从而加大了土钉杆的抗拔力。
该支护方案具有造价适中，对周围建筑物及地下管网设施影响极小，并可与土方开挖同步进行。
（一）土钉杆布置：
从自然地面下1.50m处开始设置第一排土钉，以下各排土钉竖向间距依次为1.50m，土钉横向间距：
5.2m坡高1、2层为2m，3层为1.5m；4m坡高1层为1.2m，2层为1.5m；2.7m坡高为1.5m。
土钉布置呈梅花形错开，土钉倾角为15度；土钉长度3m和6m，孔径为50㎜，土钉直径为Φ14的Ⅱ级钢。
用气动潜孔冲击器击如入法施工。
土钉击入、挂网并喷混凝土后，灌入32.5Mpa纯水泥浆，水泥浆水灰比为0.5～0.6。
（二）喷锚网设计：
土钉击入后，及时在坑壁挂设Φ6.5@200×200mm的双向钢筋网片,土钉露头用Φ14Ⅱ级螺纹钢筋连接,最后在网面上喷射厚度为80～100mm的C20细石混凝土面层,喷射混凝土配合比为水泥:
砂:
瓜子石=1:
2:
2（重量比）,水灰比一般为0.5,可根据实际喷射情况适当调整.
（三）施工过程
1、施工工艺流程
第一层土（3.0m厚度）开挖修理边坡击入土钉杆挂钢筋网片连接筋焊接喷射混凝土面层土钉杆灌注水泥浆
第二层及以下各层土的开挖支护.
2、开挖土方及修理边坡
土方开挖必须紧密配合土钉支护施工。
土方开挖采用挖掘机分段分层开挖，严格做到开挖一层，支护一层，上一层未支护完或达不到一定的强度，不得开挖下一层，每层开挖深度以1.5m－3m为宜（在坑壁上不堆载的情况下），严禁超挖。
机械开挖后，及时配合人工修整壁面，要求达到平整，可稍带坡度，坡度以1：
0.4为宜，边坡的轴线位置要准确，严禁护壁后掏挖。
必要时先喷射一层30㎜厚左右的砼，以保护开挖壁面。
严格控制边壁周围积水。
3、钻孔
a、钻孔前根据设计，定出孔位，作出标记。
b、土钉水平方向孔距偏差不得大于50mm，竖直方向孔距偏差不得大于100mm。
c、钻孔底部的偏斜尺寸不得大于杆的3%。
d、孔深不得小于设计长度，也不得大于设计的1％。
4、土钉制作与安放：
a、杆体钢筋应平直，除油、除锈。
b、如需焊接时，焊接长度10d。
c、土钉沿轴线方向，每2m采用Φ6.5钢筋做对中支架，以保证杆体在孔中央。
d、安放杆体时，应防止杆体的变形。
注浆管随杆体一同放入。
注浆管距孔底宜为50~100mm。
e、杆体插入孔的深度不得小于杆体的95％。
杆体放入后，不得随意敲击，不得悬挂重物。
f、普通土钉外端头井字型焊接4Ф20钢筋，每根钢筋长650㎜，以增强抗拔力和固定钢筋网。
5、注浆
a、注浆液应搅拌均匀，随搅随用，应在初凝前用完。
b、注浆时当能看到孔内的浆体时，可边注浆，边缓慢地拔出注管，且注浆管始终不得露出浆体。
注浆压力不小于0.3-0.5Mpa。
c、注浆到孔口时，应停注封孔。
d、当浆体凝固后，不能充满锚固体时，应补注。
e、注浆完成后，应器械清洗干净，以便下次再用。
f、注浆时按规范做好记录。
6、挂网
a、外网与杆连接要牢固，钢筋网采用Φ6.5＠200双向钢筋，接头搭接＞300㎜，用扎丝绑扎牢固，纵向钢筋插入土中长度应＞300㎜。
焊接时要有一定的搭焊长度，单面焊时为10d。
b、网挂好后，加入加强筋。
c、网在喷砼时不得有晃动。
7、喷射砼施工：
喷射面板厚度为100mm，在工作面情况不好时可进行初喷。
采用干喷法，采用32.5R普通硅酸盐水泥，骨料为中砂和粒径为5～10㎜的碎石，砼强度＞C20，水泥：
砂：
石：
水=1：
2：
2：
0.5，掺速凝剂10%；喷射枪头处的工作风压保持在0.3MPa；喷头应尽量与受喷面保持垂直，减少回弹及砼流淌现象。
在面板上应2000×2000间隔留置一个100×100的泄水洞，此点非常重要，但现场很多施工人员容易忽略此点，如果不留泄水洞，在有渗水时，水压将非常大，可能会给基坑造成灾害性的结果。
（四）、喷锚支护施工技术要求及异常情况处理措施
1、机械开挖后，铺以人工修整坡面，坡面平整度允许偏差为+20mm；喷射混凝土支护前，清除坡面虚土。
2、施工前，在土钉杆下半部分每隔0.50米钻设灌浆花眼孔,孔子前一侧焊角铁倒钩,端部焊锥壮尖头。
3、土钉杆长度误差+50mm；杆间连接采用绑焊，焊接长度≥5倍焊筋直径；土钉与连接筋焊接方法为点焊，要求焊接牢靠。
4、钢筋网片制作符合设计要求，网距偏差+20mm。
5、土钉杆内的确水泥浆灌注连续均匀，保证灌实灌满。
6、坡面上下段钢筋网搭接长度大于200mm。
7、坡面混凝土面层喷射厚度偏差值+20mm。
8、每500㎡喷射混凝土面积制取混凝土试块一组，该工程混凝土试块不少于3组。
9、喷射混凝土面层应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上。
10、喷射混凝土终凝2小时后，应喷水养护，养护时间视气温确定，宜为3天。
11、喷锚支护施工时对于不稳定土层应先喷射一层（厚约4cm）混凝土面曾层后挂设钢筋网片，最后再进行二次混凝土喷射。
12、土钉击入施工时，当上层为本软土时应加大土钉倾角，尽量使土钉杆插入有利土层中。
13、对于软土层地段，可根据场地条件适量竖向锚管作为支护补强措施。
14、在喷锚支护施工过程中设专人每天巡视基坑周边地面的确变形情况，当地面有碍裂缝出现时，应及时向项目技术负责人报告并组织人员用水泥砂浆封堵，以防地面水渗入。
15、该支护体系为临时支护，应组织好地下室的确主体施工，尽快施工完毕回填土方，避免基坑护壁暴露时间过长。
七、基坑变形观测技术措施
土钉支护的施工监测至少应包括下列内容
1、支护位移的量测。
2、地表开裂状态位置裂宽的观察。
3、基坑渗漏水和基坑内外的地下水位变化
4、在支护施工阶段每天监测不少于2～3次，在完成基坑开挖变形趋于稳定的情况下可适当减少监测次数，施工监测过程应持续至整个基坑回填结束支护退出工作为止。
5、对支护位移的量测至少应有基坑边壁顶部的水平位移与垂直沉降。
测点位置应选在变形最大或局部地质条件最为不利的地段测点总数不宜小于3个，测点间距不宜大于30米。
当基坑附近有重要建筑物等设施时也应在相应位置设置测点，宜用精密水准仪和精密经纬仪量测支护土体的水平位移。
6、在可能情况下宜同时测定基坑边壁不同深度位置处的水平位移，以及地表离基坑边壁不同距离处的沉降。
8、应特别加强雨天和雨后的监测以及对各种可能危及支护安全的水害来源。
八、质量标准
本工程质量目标：
严格按照国家建筑工程施工质量验收规范要求，工程一次性验收合格。
为达到本工程的质量目标，特采取如下质量保证措施：
1、加强技术管理，认真贯彻执行国家规定、操作规程和各项管理制度。
开工前技术管理人员要认真熟悉施工方案及相关规范要求，明确岗位责任制，认真做好技术交底工作，除进行书面交底外，还应组织各班组召开技术交底会，对施工难点和重点进行讲解。
2、各种不同材料必须合理分类、堆放整齐。
对于钢筋须挂牌标示，避免锈蚀和污染。
加强原材料检验工作，严格执行各项材料的检验制度，水泥、钢材等都必须有出厂合格证和试验资料。
混凝土严格按配合比施工，认真做到开盘交底和开工申请制度。
3、施工设备进场前，组织修理工对设备进行检修，并在施工中，设专人对设备进行维护和管理，确保施工顺利进行。
4、施工过程中，由项目技术负责人和质检员对各工序质量进行检查验收，杜绝不合格品产生。
5、及时、认真、客观地作好各种施工记录，接受业主、监理及相关各方技术和质量人员的检查。
6、所用建筑材料均要有检验合格证，怀疑有问题的及时送检，不准使用不合格的材料。
九、安全、环保措施要求
㈠安全保证体系
成立以项目经理为核心的安全生产领导小组检查、监督安全工作，各施工班组长为兼职安全员。
安全保证落实到岗，安全生产措施不落实不准动工，安全员必须挂牌上岗，实行安全生产一票否决制，建立严格的安全生产奖惩制度，做好意外伤害保险工作。
㈡安全保证措施
1、对施工现场人员进行安全教育，健全安全生产责任制，作到安全生产、文明施工。
2、严格执行公司关于生产“安全生产、文明施工”的规定，在主要出入口及危险处张挂警句、标语。
3、凡进入生产现场作业的有关人员必须穿戴好个人劳动防护用品。
4、每个上岗人员都应遵守国家法律、法规及单位的规章制度，作业过程中和班前禁止饮酒。
严禁在施工现场打架、闹事、偷盗、破坏等，一旦发现送交公安机关追究刑事责任。
5、设备在运转过程中严禁用手触摸，大型机械要悬挂警示标牌，并设专人负责监督。
6、施工场地上空有架空输电线路时，要尽量避开输电线路，杜绝触电事故的发生。
7、施工现场内电器安装使用，必须符合操作规程，电缆要摆布有序，线路要经常检查，如发现破损、老化或绝缘不良等情况应及时更换。
8、机械的操作者必须经过培训，取得执机操作的合格证书，严禁无证书者执机操作。
9、高处作业时必须系好安全带，禁止穿硬底鞋或赤脚上登高作业。
10、当基坑挖深达2米后，应在基坑外围加设安全防护栏杆并安装防护网。
11、在喷射混凝土过程中，负责喷头的工人应注意掌控喷头方向，以免喷伤他人。
12、焊接钢网时，焊机必须摆放在安全的位置，不得使用破损电线，防止整个网片带电。
13、在作业区域内有危及人身安全的隐患时，要设置明显标志或信号，严禁无关人员进入和通过。
14、土方开挖和支护施工前应请求业主提供详细的基坑周边地下管网及地下构筑物分布资料，进行监测，录像拍照等，以免基坑开挖和支护施工对地下管网及地下构筑物造成破坏导致安全事故。
（三）环保措施
1、现场目测无尘
A、现场搅拌站的水泥库和搅拌棚进行封闭。
B、现场施工用场地采用混凝土硬化地面。
其他暴露部位利用场地种草绿化。
C、现场设专人洒水降尘。
2、运输无遗撒，进行覆盖。
A、运送砂石料的车辆出场前应清扫车厢。
B、自卸车、垃圾运输车一律配备苫布覆盖渣土
C、出口设防土、泥草帘，钢筋箅子。
3、生产及生活污水达标排放，不得污染周围村民的农田菜地。
现场混凝土、砂浆搅拌站和洗车池处应设立二级沉淀池。
并测试沉淀水质合格再集中排放到排水系统，严禁乱排乱放。
4、固体废弃物实现分类管理，提高回收利用量，不得乱扔污染周围村民的农田、菜地环境。
A、实现固体废弃物分类管理，根据需要增设固体废弃物放置场地与设施。
B、与运输方签定垃圾清运协议，并将垃圾消纳厂的资质证明备案。
C、列出项目可回收利用的废弃物，提高回收利用量。
D、废弃物要及时收集并处理。
4、尊重当地民族风俗，严禁偷盗当地农民的瓜果蔬菜。
十、进度计划安排
按工程项目及工程量，结合我司设备配置、技术水平及生产能力，计划基坑开挖及支护工期为23天。
施工进度计划如下表：
序号
项目
日历天数
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
23
1
工前准备
2
土方开挖
3
支护喷锚
十一、基坑支护、开挖投入的机械设备
序号
机械设备名称
型号规格
数量
国别产地
制造年份
额定功率
（kW）
生产能力
部位
备注
1
挖掘机
PC-60
6台
中国
2000
0.8~1.0
1200m3/d
基坑
2
自卸汽车
12m3
24台
中国
2004
基坑
3
潜水泵
φ75
12台
昆明
2003
40
基坑
4
灰浆搅拌机
卧式
2台
中
升级会员 