基坑支护施工方案.docx
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基坑支护施工方案
热轧水处理站电气室
基
坑
支
护
施
工
方
案
中国化学工程第十三建设有限公司
编制人：
韩斌审核人：
2012-6-3
第一章工程概况……………………………………………………………………………3
1.1编制依据……………………………………………………………………………3
1.2项目概况……………………………………………………………………………3
1.3工程概况……………………………………………………………………………3
第二章高压旋喷桩施工方法………………………………………………………………4
2.1施工原理及工艺流程………………………………………………………………4
2.2施工工艺参数………………………………………………………………………5
2.3旋喷桩施工方法……………………………………………………………………6
2.4旋喷桩施工技术标准………………………………………………………………7
2.5施工检查内容………………………………………………………………………8
2.6成桩质量检查………………………………………………………………………9
2.7质量保证措施………………………………………………………………………9
2.8安全保证措施………………………………………………………………………11
第三章施工监测……………………………………………………………………………13
3.1基坑施工监测………………………………………………………………………13
3.2监测内容……………………………………………………………………………13
3.3观测方法……………………………………………………………………………13
3.4观测频度及成果分析………………………………………………………………14
第四章土方开挖……………………………………………………………………………15
4.1土方概况……………………………………………………………………………15
4.2土方施工方法………………………………………………………………………15
4.3基坑降水……………………………………………………………………………16
第六章基础工程施工应急措施…………………………………………………………18
第七章安全计算书………………………………………………………………………19
7.1地下室基坑西面、南面支护（水泥土墙支护采用高压旋喷桩）………………19
7.2地下室基坑北面、东面支护（水泥土墙支护采用高压旋喷桩）………………29
附图一热轧水处理站电气室基坑支护及监测平面示意图
附图二热轧水处理站电气室基坑西面、南面支护示意图
附图三热轧水处理站电气室基坑北面、东面支护示意图
第一章工程概况
1.1编制依据
1、《岩土工程勘察报告》（中国建筑西南勘察设计研究院）
2、热轧水处理站电气室工程图纸（中冶京诚工程技术有限公司）
3、选用规范
1）国家规范《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）
2）国家规范《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
3）国家规范《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
4）行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
5）闽建建《2010》41号文
6）其它有关的规范、规程及图集。
1.2项目概况
（1）工程名称：
福建福欣特殊钢有限公司公辅设施工程-热轧水处理站电气室
（2）工程业主：
福建福欣特殊钢有限公司
（3）设计单位：
中冶京诚工程技术有限公司
（4）勘察单位：
中国建筑西南勘察院设计研究院进行勘察
（4）监理单位：
郑州中兴监理有限公司
1.3工程概况
本工程位于福欣特钢厂区内，南临热轧浊环水处理站，北临热轧层流水处理站，东临5万吨工业水槽，西临扎辊车间。
本工程总建筑面积约2800㎡，工程±0.00标高为EL+5.9m，室外自然地面约为EL+5.4m，地下结构一层，地上框架结构三层，长42m，宽15m；地下室层高3.07m，地下室基础底标高为-4.1m，挖土深度约为3.7m。
由于本工程北边距T-2-437基础距离仅有3m，东距T-2-444基础距离仅有3.4m，其它西面、南面也无大放坡条件，考虑到施工安全，本工程地下室基坑周边采用水泥土高压旋喷桩进行支护（桩长6.9～7.3m，水泥土宽度1.3～2.1m），同时桩顶浇筑混凝土冠梁，坡面采用喷射C20混凝土，以保证本工程的施工不影响其它单体的结构安全。
热轧水处理站电气室地质勘察参考点有：
ZK138～140、ZK146～148，本工程安全计算参照ZK140点土层，冠梁200mm厚，内配双向Φ12钢筋@200，冠梁混凝土强度C25，坡面混凝土厚度60mm，内配Φ8钢筋@100，水泥土墙采用Φ500高压旋喷桩@400，水泥掺入量为20%。
支护施工详细内容见附图1～3
第二章高压旋喷桩施工方法
2.1施工原理及工艺流程
三管法旋喷是一种水、气喷射、浆液灌注搅拌混合喷射的方法。
即用三层喷射管使高压水和空气同时横向喷射，并切割地基土体，借空气的上升力把被破碎的土由地表排除；于此同时，另一个喷嘴将水泥浆低压力喷射注入到被切割、搅拌的地基中，使水泥浆与土混合达到加固目的，其加固直径可达500～2000mm。
采用三管法旋喷，应先送高压水、再送水泥浆和压缩空气；喷射时先应达到预定的喷射压力、喷浆量后，再逐渐提升注浆管，注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm；当达到设计桩顶高度或地面出现溢浆现象时，应立即停止当前桩的旋喷工作，并将旋喷管拔出并清洗管路。
三重管法是将水泥浆与压缩空气同时喷射，除可延长喷射距离、增大切削能力外，也可促进废土的排除，减轻加固体单位体积的重量。
旋喷桩施工工艺流程见下图。
旋喷桩施工工艺流程图
2.2施工工艺参数
施工工艺参数见下表
旋喷桩施工主要技术参数参考表
项目
技术参数
压缩空气
气压（MPa）
0.5～0.7
气量（m3/min）
0.5～2.0
水
压力（MPa）
20～30
流量（L/min）
80～120
喷嘴直径mm
2～3.2
水泥浆
压力（MPa）
1～2
流量（L/min）
100～150
水灰比
1～1.5:
1
提升速度（cm/min）
7～14
旋转速度（r/min）
11～14
旋喷桩施工前进行试桩，根据实际情况以确定预定的浆液配比、喷射压力、喷浆量等技术参数。
浆量计算:
以单位时间喷射的浆量及喷射持续时间，计算出浆量，计算公式为：
Q=（H/v）q（1+β）
式中Q—浆量（m3）；
H—喷射长度（m）；
q—单位时间喷浆量（m3/min）；
β—损失系数，通常0.1～0.2；
v—提升速度（m/min）。
根据试桩参数计算所需的喷浆量，以确定水泥使用数量。
2.3旋喷桩施工方法
2.3.1施工准备
⑴场地平整
正式进场施工前，进行管线调查后，清除施工场地地面以下2米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。
⑵桩位放样
施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点，埋石标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。
⑶修建排污和灰浆拌制系统
旋喷桩施工过程中将会产生10～20%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。
沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。
沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。
灰浆拌制系统主要设置在水泥附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。
2.3.2钻机就位
钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，钻孔垂直度误差小于0.3%；钻孔前应调试空压机、泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证孔底标高满足设计深度。
2.3.3引孔钻进
钻机施工前，应首先在地面进行试喷，在钻孔机械试运转正常后,开始引孔钻进。
钻孔过程中要详细记录好钻杆节数，保证钻孔深度的准确。
2.3.4拔出岩芯管、插入注浆管
引孔至设计深度后，拔出岩芯管，并换上喷射注浆管插入预定深度。
在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，要边射水边插管，水压不得超过1Mpa，以免压力过高，将孔壁射穿，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。
2.3.5旋喷提升
当喷射注浆管插入设计深度后，接通泥浆泵，然后由下向上旋喷，同时将泥浆清理排出。
喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升旋喷管，以防扭断旋喷管。
为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。
钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断，钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋转，以防断桩，并立即检修排除故障，为提高桩底端质量，在桩底部1.0m范围内应适当增加钻杆喷浆旋喷时间。
在旋喷提升过程中，可根据不同的土层，调整旋喷参数。
2.3.6钻机移位
旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位。
2.4旋喷桩施工技术标准
旋喷桩的施工技术要求见下表。
旋喷桩施工技术检查表
序号
项目名称
技术标准
检查方法
1
钻孔垂直度允许偏差
≤1.5%
实测或经纬仪测钻杆
2
钻孔位置允许偏差
50mm
尺量
3
钻孔深度允许偏差
±200mm
尺量
4
桩体直径允许偏差
≤50mm
开挖后尺量
5
桩身中心允许偏差
≤0.2D
开挖桩顶下500mm处用尺量，D为设计桩径
6
水泥浆液初凝时间
不超过20小时
7
水泥土强度
qu（28）≥1.2MPa。
试验检验
8
水灰比
1:
1
试验检验
2.5施工检查内容
⑴施工前检查
在施工前对原材料、机械设备及喷射工艺等进行检查，主要有以下几方面：
①原材料（包括水泥、掺合料及速凝剂、悬浮剂等外加剂）的质量合格证及复验报告，拌和用水的鉴定结果；
②浆液配合比是否合适工程实际土质条件；
③机械设备是否正常，在施工前应对高压旋喷设备、地质钻机、高压泥浆泵、水泵等作试机运行，同时确保钻杆（特别是多重钻杆）、钻头及导流器畅通无阻；
④检查喷射工艺是否适合地质条件，在施工前也应作工艺试喷，试喷在原桩位位置试喷，试喷桩孔数量不得少于2孔，必要时调整喷射工艺参数。
⑤施工前还应对地下障碍情况统一排查，以保证钻进及喷射达到设计要求。
⑥施工前检查桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度。
⑵施工中检查
施工中重点检查内容有：
①钻杆的垂直度及钻头定位；
②水泥浆液配合比及材料称量；
③钻机转速、沉钻速度、提钻速度及旋转速度等；
④喷射注浆时喷浆（喷水、喷气）的压力、注浆速度及注浆量；
⑤孔位处的冒浆状况；
⑥喷嘴下沉标高及注浆管分段提升时的搭接长度；
⑦施工记录是否完备，施工记录应在每提升1m或土层变化交界处记录一次压力流量数据。
⑶施工后检查
施工后主要对加固土体进行检查，包括：
①固结土体的整体性及均匀性；
②固结土体的有效直径；
③固结土体的强度、平均直径、桩身中心位置；
④固结土体的抗渗性。
2.6成桩质量检查
⑴质量检验时间、内容
施工对喷射施工质量的检验，应在高压喷射注浆结束后1周，检查内容主要为支护加固区域内取芯实验等。
（2）质量检验数量、部位
检验点的数量为施工注浆孔数的2%～5%，不合格者应进行补喷。
检验点应布置在下列部位：
荷载较大的部位、桩中心线上、施工中会出现异常情况的部位。
（3）检验方法
旋喷桩的检验可采用钻孔取芯方法进行。
钻孔取芯：
在已施工好的固结体中钻取岩芯，并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度，及其抗渗能力。
2.7质量保证措施
为保证旋喷桩的施工质量，根据施工条件、设计要求和相关行业规范，拟采取如下质量保证措施达到施工质量目标。
1放注浆管前，先在地表进行射水实验，待气、浆压正常后，才能下注浆管施工。
⑵采用32.5R普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进场必须出具合格证明，并按每批次现场抽样外检，合格后才能投入使用。
施工中所有计量工具均应进行鉴定,水泥进场后，应垫高水泥台，覆防雨彩布，防止水泥受潮结块。
⑶浆液水灰比、浆液比重、每米桩体掺入水泥重量等参数均以现场试桩情况为准。
施工现场配备比重计，每天量测浆液比重，严格控制水泥用量。
运灰小车及搅拌桶均做明显标记,以确保浆液配比的正确性.灰浆搅拌应均匀，并进行过滤。
喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。
⑷施工前进行成桩试验，由设计、业主、监理、施工单位共同确定旋喷桩施工参数，保证成桩直径不小于设计桩径。
⑸严格控制喷浆提升速度，其提升速度应小于0.14m/min。
喷浆过程应连续均匀，若喷浆过程中出压力骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障后，复喷接桩时应加深0.4米重复喷射接桩，防止出现断桩。
⑹高喷孔喷射成桩结束后，应采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌，防止因浆液凝固后体积收缩，桩顶面下降，以保证桩顶标高满足设计要求。
⑺因地下孔隙等原因造成返浆不正常，漏浆时，应停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才能提升。
⑻引孔钻孔施工时应及时调整桩机水平，防止因机械振动或地面湿陷造成钻孔垂直度偏差过大。
为保证顺利安放注浆管，引孔直径采用Φ150mm成孔，岩芯管长不小于2.0米。
穿过砂层时，采用浓泥浆护壁成孔，必要时可下套管护壁，以防垮孔。
⑼实行技术人员随班作业制，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间，注浆流量，风量，压力，旋转提升速度等参数是否满足设计要求，及时发现和处理施工中的质量隐患。
当实际孔位孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况时，应详细记录，认真如实填写施工报表，客观反映施工实际情况。
⑽根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数，以确保桩的施工质量。
调整参数前应及时向业主、监理、设计部门报告，经同意后调整。
⑾配备一台备用发电机组。
旋喷桩施工，进入旋喷作业则应连续施工。
若施工过程中停电时间过长，则启用备用发电机，保证施工正常进行。
⑿施工现场配备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。
2.8安全保证措施
根据注浆作业的施工特点，按照国家《劳动保护法》发放相应的劳保用品：
如安全帽、工作服、防护眼镜、橡胶手套、防尘口罩等。
在岗前对员工进行安全知识教育培训，并持证上岗。
严格执行国家法律、法规、作业标准和漳州市承包工程安全管理规定。
2.8.1施工现场
⑴加强对安全生产的管理，对职工进行安全生产教育，工地设置专职安全检查员，及时发现、处理安全隐患。
⑵制定各工种安全生产规章制度，严格施工程序，加强对桩机操作员的管理，施工机械由专人持证上岗，严禁串岗作业。
⑶严禁违规操作，不得违章指挥。
⑷定期或不定期组织安全大检查，及时发现、整改安全隐患，对违章作业人员进行一定的处罚。
⑸施工材料堆放有序，不侵入运输通道道施工界限。
⑹施工机械的转动部分有安全罩。
⑺所有吊装装置必须有安全检验证书，并定期维修管理。
⑻配电箱开关有操作指示和安全警示。
⑼机械定期维修,确保作业安全。
⑽危险品必须严格管理，其存放、运输、使用均要符合国家和地方的有关规定。
⑾临时设施及变压器等供电设施，应按《施工现场临时用电安全技术规范》的规定，采取防护措施，并增设屏障、遮栏、围栏、保护网。
凡可能漏电伤人或易受雷击的电器设备，均设置接地装置或避雷装置，并派专业人员检查、维护、管理。
⑿调制水泥浆时，应戴好防尘口罩。
⒀做好管路的调查保护工作，联系相关部门，做好应急准备。
2.8.3机械操作安全技术要点
⑴高压泥浆泵
①泵体内不得留有残渣和铁屑，各类密封圈套必须完整良好，无泄漏现象。
②安全阀中的安全销要进行试压检验，必须确保在规定达到最高压力时，能断销卸压，决不可安装未经试压检验的或自制的安全销。
③指定专人司泵，压力表应定期检修，保证正常使用。
④高压泵、钻机、浆液搅拌机等要密切联系配合协作，一旦某部发生故障，应及时停泵停机，及时排除故障。
⑵钻机
①司钻人员应具有熟练的操作技能并了解旋喷注浆的全过程和钻机在旋喷注浆的作用。
②钻孔的位置需经现场技术负责人确认，确认无误后方可开钻。
③人与喷嘴距离应不小于600mm，防止喷出浆液伤人。
⑶管路
①高压胶管：
在使用时不得超过容许压力范围。
②胶管：
弯曲使用时不应小于规定的最小弯曲半径。
⑷清洗及检修
①喷射注浆施工结束后，应立即将钻杆、泵及胶管等用清水清洗干净，防止浆液凝结后堵塞管道，造成再次喷射时管道内压力骤增而发生意外。
②施工中途发生故障，必须卸压后方可拆除连接接口，不得高压下拆除连接接口。
2.8.4施工用电安全保证技术要点
⑴严格执行《施工现场安全生产保证体系》、《施工现场临时用电安全技术规程》相关规定。
⑵电缆接头不许埋设和架空，必须接入线盒，并固定在开关箱上，接线盒内应能防水、防尘、防机械损伤，并远离易燃、易爆、易腐蚀场所。
⑶所使用的配电箱必须符合JGJ46-88规范要求的电箱，配电箱电气装置必须做到一机一闸一漏电保护。
⑷开关箱的电源线长度不得大于30m，并与其控制固定式用电设备的水平距离不超过3m。
⑸所有的配电箱、开关箱必须编号，箱内电气完好匹配。
⑹所有电机、电器、照明器具，手持电动工具的电源线应装置二级漏电保护器。
⑺施工现场的电器设备设施必须有有效的安全管理制度，现场电线电气设备设施必须有专业电工经常检查整理，发现问题及时解决。
第三章施工监测
3.1基坑施工监测
为了基坑工程施工的安全，顺利按计划进行，保证工程质量，并且在施工过程中，使周围已有建筑物、道路设施、等不受损伤、少受干扰，必须对基坑工程全过程进行系统监测。
在施工过程中，随时掌握基坑围护结构的位移、沉降及周围建筑物的动态（沉降或倾斜），以科学数据为依据，做到信息指导施工，对可能出现的工程隐患及时预报以采取相应措施，以防患于未然。
3.2监测内容
基坑施工监测包括周边环境监测、支护结构监测，以及包括周边建筑物、重要道路等保护对象进行系统的监测。
本工程基坑监测内容如下：
1.基坑支护结构顶部水平位移监测；
2.临近构筑物水平位移监测
.道路沉降监测
肉眼巡检
3.3观测方法
1、支护顶部水平位移和临近构筑物水平位移观测：
沿桩顶混凝土冠梁表面和T-2-437、T-2-444基础表面设置观察点，采用精密电子经纬仪进行量测。
采用轴线投影法在两个稳定的基准点之间连线为基准线，量测差值和累计位移量。
2、道路沉降观测
采用精密的水准仪进行量测，每隔10-15m设置一个观察点。
主要采用精密水准测量方法进行，沉降观测点直接设置在被观测对象（设置在热轧二路上）的特征点上，并在远离基坑或稳定的位置设置基准点。
观测点应布置在具有特征点的地方。
3、肉眼巡检
由于支护结构的施工质量、施工条件的改变、基坑边堆载的变化、施工用水不适当排放、管道渗漏以及气候条件的改变，还有工程隐患，如地面裂缝、支护结构的失稳、临近建筑物裂缝等都可在巡检工作中及时发现，因此巡检是十分重要和很有必要的，应由有经验的工程师按期进行巡检，巡检工作应列入观测计划，按期进行，并保持记录。
4、观测精度
沉降观测中，水准仪i角≤±10″，每测站基辅读数高差≤0.3mm，水准路线闭合差≤±0.3（n）1/2。
观测点设置
（1）、测距点在距基坑20～30米相对稳定地方（如基坑四周的原有建筑物）沿基坑边线延长方向设置，共设置3个，并用水泥桩固定；
（2）、支护结构顶部水平位移观测点在桩顶上适当上布设，测点间距10～15米，点位用红色油漆标注；
（3）、道路沉降观测标志在基坑边道路上设置，水平间距10～15米，用水准仪进行观测。
对周边建筑的观测应设在建筑物的特征点上，如角部等。
3.4观测频度及成果分析
1、观测频度
监测项目
施工工况
基坑开挖～底板浇筑完毕后3天
底板浇筑完毕后3天～施工至主体结构±0.00
水平位移监测
1次∕天
临近道路沉降监测
1次∕天
（1）、根据基坑现场开挖情况、施工影响程度，调整监测频率。
（2）、设专人并使用水准仪及经纬仪进行观测变形情况，记录要准确工整严禁涂改，每次观测结果详细记入汇总表，定期向监理工程师报告变形情况；
（3）、如地面变形产生裂缝时，增设观测点，随时观测裂缝的变化。
2、成果分析
（1）、分阶段每隔5天进行观测成果汇总，并绘制沉降（S）---时间（T）关系曲线图、沉降（S）---水平位移（L）---距离（H）关系展开曲线图和水位变化图；
（2）、对绘制图形及观测结果集中进行讨论，分析变形是否过大及是否趋于稳定，并和甲方共同确定是否需进行采取补救措施。
（3）、基坑监测超过以下数据就为报警值
水泥土高压旋喷桩支护：
桩身水平位移≥3mm/d,位移总量≥80mm
周围道路：
沉降速度≥2mm/d，沉降总量≥20mm，
第四章土方开挖
4.1土方概况
1、本工程坑底标高为-4.2m，挖土深度约为3.7m，预估土方开挖量3200m3
2、本工程拟采用1m3反铲挖土机进行基坑大开挖，基底上200mm余土采用人工开挖至设计标高。
对于局部超挖处必须用1：
1砂石分层夯实回填，碾压密实，每层回填厚度不大于300，回填密实度不小于94%，砂石回填后进行承载力检测，达到设计要求后浇筑砼垫层。
4.2土方施工方法
1、挖土机数量计算（使用1台）
挖掘机数量的确定，应根据土方量和工期要求，并考虑合理利用系数，按下式计算：
式中N—挖掘机数量（台）；
Q—土方量（m3）；考虑到有部分余土由人工清理，平均按3000m3计算。
T—工期（d）；
C—每天工作台班数（台班）；
K—时间利用系数，一般取0.85;
P—挖掘机生产效率（m3/台班）,按下式计算：
其中t—每一个操作的工作时间，根据经验决定，现取为35s；
q—土斗容量（m3）；
K1—土斗利用系数，它与土的可松性及土斗充盈情况有关，一般装砂土为0.8～0.9，装粘土为0.85～0.95；
K2—工作时间利用系数，一般向自卸汽车直接装土取0.7左右，侧边堆土时可取0.9左右。
2、土方开挖施工要点
（1）首先根据设计图纸，进行现场开挖灰线的定位。
（2）根据灰线的开挖范围由挖土机进行开挖至基底设计标高上200mm处，然后采用人工挖土修整至基底设计标高。
由于本工程挖土深度不深，考虑一次进行开挖。
采用机械开挖时，基坑边角等部位有不到之处，采用人工配合清坡，将松土清至机械作业半径内，再用机械掏取运走。
（3）基础土方开挖时为基础施工留好工作面，工作面为承台外侧1000mm
（4）土方开挖过程中应采取可靠的措施控制标高和挖土深度，施工时现场安设一台水准仪进行动态跟踪测量，采用小木桩（2000×2000梅花型布置）控制标高，并随时拉线检查，有多余土方及时铲除。
（5）因施工现场场地紧张，又有基坑，土方均采取外运。
4.3基坑降水
采取边开挖边抽明水方式。
坑底四角设置集水井，沿坑边设置排水明沟。
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
1
高喷台车
XP-30B
台
2
3
高压泵
3D2-5Z栓塞泵
台
2
升级会员 