U型基坑开挖方案更新.docx

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U型基坑开挖方案更新

上海铁路南站市政配套桂林路道路工程

基

坑

开

挖

专

项

方

案

上海市第二市政工程有限公司

2003年7月14日

一、工程概况

1.工程概况

桂林南路下立交工程分敞开段及暗埋段两部分，由我市政二公司承建敞开段部分，敞开段分南北两段，南段S1～S9（0+396.03～0+218）北段N1～N7（0+528.50～0+670）其中S1～S5（0+396.03～0+296.03）N1～N4（0+528.50～0+608.5）设计采用SMW工法围护内插H型钢，开挖后加撑Φ580*12钢管。

基坑开挖深度1m～6.5m，基坑宽度为26.5m～29m,基坑围护按设计采用SMW-工法，支撑采用Φ508*12钢管支撑，N1、S1两施工段的基坑最深。

南段东侧与暗埋段接口处有一地道泵站（0+390.1～0+373.7）泵站围护形式与下立交U型槽施工相同，泵站基坑平面尺寸为7.0m*14m，泵站基坑深度为9.8m。

基坑支撑按设计施工图实施，间距从1.8m～4.55m不等，支撑连接采用法兰螺栓连接。

U型槽中布置支撑立柱，立柱为钢格构形式并在Φ600钻孔灌注桩施工时先进行预埋。

2.工程地质

根据设计图纸所提供的地质情况为：

南段S1、S2、S3、S4、S5，4.0～2.53m为填土，厚度为1.47米；2.53～1.03m为粘土，厚度为1.5米；1.03～-2.87m为淤泥质粘土，厚度为3.9米；-2.87～-9.77m为淤泥质粘土，厚度为6.9米；-9.77～-10.77m为粘土，厚度为1米；北段N1、N2、N3、N4、N5，4.5～0.5m为浜填土，厚度为4米；0.5～-3.0m为淤泥质粉质粘土，厚度为3.5米；-3.0～-11.0m为淤泥质粘土，厚度为14米。

二、降水布置原则

根据本工程N1、S1及S2部分（靠近S1的半节）采用轻型井点降水其余几节U型槽根据实际情况而定。

坑内轻型井点布置沿基坑纵向布置三排，每隔1.2m布置一根轻型井点管，按每套60根井点计算，共布置3套。

不采取轻型井点降水的U型槽段则在U型槽内开挖排水明沟以保证基坑排水。

三、基坑开挖及支撑

1.施工原则

由于基坑呈长条形，故在基坑土方开挖时沿基坑长度方向分成若干段，逐段进行开挖。

南侧敞开段S1～S2设两道支撑，S3～S5设一道支撑，南侧开挖时挖机和土方车辆直接停在坑内自然地面上，边开挖边后退，或采用长臂挖机在基坑两侧进行开挖。

挖出的土方直接装入土方车辆外运，尽量不将土方堆置在施工现场，土方开挖外运共计约18285m3。

北段N1设置两道支撑，N2~N4设一道支撑，土方开挖量约13064m3，采用长臂挖机开挖，开挖时挖机停在基坑的一侧，直接将挖出的土方装入车辆外运。

2.挖土施工

地道基坑开挖深度约1～6.5m，基坑宽度26.5～29m，支撑设置1～2道。

且临近地下管线较多，为保护周边环境，确保基坑施工安全，必须严格控制基坑变形。

（1）第一层开挖，采用反铲挖机直接挖土，由1.0m3反铲大挖机挖土。

采用先挖中间再挖两端，纵向每次开挖4根支撑间距，每挖出一根支撑，就立即进行支撑安装。

待该段内支撑安装完成后，再继续开挖。

（2）第二层开挖，由长臂挖机先挖中间再挖两端，纵向每次开挖2根支撑间距，待该段内支撑安装完成后，再继续开挖下一段。

（3）泵站内开挖，由地面50t抓斗配以长臂挖机最后人工挖土。

待基坑开挖近坑底标高时，留200mm土辅以人工找平，达到标高以后，及时通知有关方进行基坑验槽，通过后及时浇注砼垫层。

砼垫层必须保证厚度以保护坑底土不受施工扰动。

浇注垫层时间应尽量缩短，及时按设计限时完成底板浇注。

3.开挖注意事项：

（1）土方开挖必须在围护结构及顶圈梁、地基加固强度达到设计强度，后方可进行。

挖土前必须提前对深度较深的基坑进行预降水，将水位降低至坑底以下1m为宜。

（2）土方开挖必须严格按照“时空效应”理论分层分段开挖，开挖与支撑的施工工序按“分层、分部、对称、平衡、限时”的原则进行控制。

第一层土开挖每段长度小于12m，以下层土每段开挖长度小于6m，小段土方开挖需在12小时内完成，并在8小时内安装好钢支撑。

（3）严格控制土坡坡度，确保土坡稳定。

（4）在分段分层开挖地同时，以每一个结构段的长度为一个大的开挖段。

每开挖出一个结构段，立即进行砼垫层和结构底板的制作施工。

（5）在开挖前应将分层位置、深度，各道支撑标高，作图示意，使施工人员做到心中有数，以控制挖土深度，严禁超挖回填土；

（6）挖每一层土，土层底面都要大致平整，抓斗要有规律地从东到西（或从西到东）挖土；

（7）每层挖土前，先在前面15.0m左右处设一超前集水井（0.6×0.6m～0.8×0.8m）作为基坑内排水之用，如遇暴雨季节，应增设集水井，并应迅速排除坑内积水，避免基坑产生积水现象，影响土坡稳定性。

（8）在最后一层开挖中应特别注意，当机械挖土离坑底标高300mm范围时，一律改用人工修整坑底，并及时排除积水，保证底板垫层能铺在原状土上。

（9）随挖土深度逐层加深，及时凿除围护墙上的混凝土凸瘤与积土，对支撑腹下残留的陡峭土尖应及时清除，防止其倒塌伤人。

由于基坑内支撑较密，施工间隙小，要求挖土有专人负责指挥，分批分层开挖，抓斗上、下要避免碰撞支撑或伤人。

4.保持基坑稳定措施

根据不同的开挖工况及放坡尺寸，我们计算了不同情况下开挖坡度的稳定性。

随着坡度的变缓，边坡安全系数也在不断的变大。

根据计算的结果，确定每一层的放坡坡度为1：

2.5，总放坡坡度为1：

4。

（1）分层开挖放坡坡度为1：

2.5。

层与层之间设置平台，平台宽度不小于3m。

放坡的总高度与长度之比大于1：

4。

（2）在坡顶与坡角处设置排水沟，及时用水泵抽水。

一般土质土坡，覆盖彩条布，让水直接流入排水沟以避免大量水渗入土中。

5.基坑排水

做好基坑内的排水工作是十分必要的，它可以减小基坑产生危险的几率。

争对本基坑的特点我施工单位主要采用基坑高扬程、无堵塞污水泵抽水，明沟排水施工方法。

在开挖完毕的基坑两侧设置一排50*40厘米边坡为1∶1.2的排水明沟，每隔20～25米设一集水井以更利于排水。

排水沟的深度在实施下一道工序前应始终保持一定的深度约0.4～0.5米，集水井要低于排水明沟0.5米或深于抽水泵的进水阀的高度以上，并随基坑的挖深而加深，保持水流畅通。

两侧排水沟每条必须保持具有一只水泵，施工现场仓库内要有一只备用水泵以便不时之需。

当基坑内的排水明沟有积水产生时应立即开动水泵将积水排至原道路排水系统。

6.土方开挖质量保证措施

基坑内提前进行井点降水，开挖前必须确保降水深度达到开挖面下1m。

基坑内降水应注意坑内、外地下水位观测，开挖过程中定时测量检查井降水深度，若发现基坑外地下水位受基坑内降水影响，则应采取相应的措施，防止影响周围的环境。

因降水形成的漏斗，造成对周围环境的影响，要合理使用井点降水，在临近保护对象附近一定要形成封闭的隔水帷幕后才能开始降水。

土方开挖必须根据设计图纸的需要进行挖土。

基坑开挖过程中配合支撑安装，为确保基坑的开挖安全，土方挖一块，支撑及时形成。

基坑开挖前对管线影响部分土体进行防水处理，防止围护缺口处地下水流入，开挖时引起围护沉降和围护外侧土体松动沉降。

在开挖过程中，对围护墙体上出现的水土流失现象要及时缝堵，防止引起地面沉陷，导致支护结构失稳。

挖土时防止超挖，水准仪随时测量挖土标高。

严格控制土方开挖相邻区的土方高差。

基坑开挖接近基坑底200mm时，应配合人工清底，不得超挖或扰动基底土。

局部洼坑应用砂石填实至设计标高，机械挖土时必须事先垫好路基钢板，防止机械设备陷在泥土中。

开挖时应预先考虑在基坑坑内做好排水沟、集水井以利于抽水，基坑开挖时遇到降雨及时将基坑内的积水抽干，严防坑外地面雨水径流涌入基坑。

基坑开挖应注意预防基坑浸泡、坍塌、和滑坡等事故发生，为此要做好支撑防护工作。

挖至设计标高后，应立即定时测量坑底的土体回弹过程情况，并确定为保证浇筑底版达到设计标高所需额外开挖的土方量。

7.支撑、围檩安装

7.1施工流程：

砼围檩施工→支撑地面拼装→围檩、支撑安装→施加应力

7.2支撑、围檩布置

支撑布置：

钢支撑均为对撑，主要支撑间距约3米或4.55米。

支撑材料选择：

钢支撑采用Φ580*12、Φ609*11钢管，每根横支撑由固定尺寸的中间接管、固接头，可调接头和非定量的调整节接管组成。

围檩布置与选材：

须在设计支撑位置沿基坑纵向设置钢围檩。

第一道围檩60*100cm钢筋砼，第二、三道围檩采用500*300H型钢。

基坑根据钢支撑进度，第一道开挖至支撑的底标高，至混凝土围檩及立柱，全部暴露，所有立柱开挖一字型槽（深：

1~1.5米），以便安装联系梁。

首先将钢支撑安装标高引到混凝土围梁及立柱上，统一标高，所有同一道支撑保持在同一水平面上，将联系梁搁置点按标高焊接在预埋铁或立柱上，将钢支撑安装到位。

第二道，开挖同样至支撑底标上，按设计要求将标高引到立柱及围护结构上（H型钢），首先将联系梁焊到立柱上，再装搁置点焊在围护H型钢上，然后安装钢回檩及支撑，钢支撑预应力施加用活络头完成。

7.3支撑体系施工技术要点

1、钢支撑的施工要求紧随挖土的施工作业，随挖随撑，无撑挖土的暴露时间应尽量缩小，必须遵循先撑后挖的施工原则。

2、从开挖前需备好合格的带活络接头的支撑、支撑配件、施加支撑预应力的油泵装置等安装支撑所必须的器材。

对环境保护要求，达到特级保护要求的区域要有复加预应力的技术装置。

严防需要安装支撑时，因缺少支撑配件而延搁支撑时间。

3、在土体开挖中及时测定支撑安装点，以确保支撑端部中心位置偏差不大于20cm。

4、支撑的垂直和水平运输采用50t吊车。

5、在支撑安装过程中，所有的搁置点，以及牛腿的焊接必须符合设计要求和规范要求。

钢支撑安装必须确保支撑与围囹均匀接触，并设防止钢支撑端部移动脱落的构造措施。

6、每组钢支撑安装后必须按照设计要求正确施加预应力，预应力的施加严格按照设计要求进行，对施加预应力的油泵装置要经常进行检查，确保预应力值正确，并做好记录备查。

12～14小时内观测预应力损失及水平位移情况，会同有关方商定复加预应力的实施。

下道支撑预应力的施加，导致上道支撑应力减小，此时，根据监测单位数据进行补加预应力，直到达到设计要求。

7、支撑安装的过程中，电焊工作量较大，要求所有钢支撑的电焊焊接缝长度、宽度、厚度必须满足设计和施工规范的要求。

7.4施加预应力

1、施加预应力

支撑系统钢支撑预应力施加采用活络头施加。

按设计要求，为有效控制支撑围护结构的位移和地面沉降，所有的主撑均施加预应力，设计预应力为：

敞开段：

第一道支撑预应力：

185KN。

第二道支撑预应力：

865KN。

泵房：

第一道支撑预应力：

185KN。

第二道支撑预应力：

1010KN。

第三道支撑预应力：

1010KN。

2、预加应力使用工具

使用上海千斤顶厂制液压油泵操纵平台一只，QF100—20分离式千斤顶2只。

7.5钢支撑施工

7.5.1钢支撑的使用规定

（1）钢支撑规格的选用必需按设计要求或按设计轴力及《基坑工程设计规范》（DBJ08-61-97）要求来选用。

（2）每根钢支撑的配置按总长度的不同配用一端固定段及一端活络段或两端活络段，在两支承点间，中间段最多不宜超过3节。

（3）钢支撑配置时应考虑每根总长度（活络段缩进时）比围护结构净距小10～30cm。

（4）钢支撑安装前应先在围护结构墙或围檩上安装支承牛腿（也可在支承端板上焊接支承件）。

（5）钢支撑应采用两点吊装，吊点一般在离端部0.2L左右为宜。

（6）钢支撑安装的容许偏差应符合下列规定：

a.支撑两端的标高差：

不大于20mm及支撑长度的1/600；

b.支撑挠曲度：

不大于支撑长度的1/1000；

c.支撑水平轴线偏差：

不大于30mm；

d.支撑中心标高及同层支撑顶面的标高差：

±30mm。

（7）支撑安装完毕后，其端面与围护墙面或围檩侧面应平行，且应及时检查各节点的连接状况，经确认符合要求后方可施加预压力。

（8）施加预应力后，应再次检查并加固，其端板处空隙应用微膨胀高标号水泥砂浆或细石砼填实。

（9）钢支撑应用专用的设备施加预应力，预应力应分级施加，预应力值应为设计预应力值加上10%的预应力损失值。

施加预应力的设备应专人负责，且应定期维护（一般半年一次），如有异常应及时校验。

预应力施加值应有记录报表。

（10）钢支撑两端应有可靠的支托及吊挂措施，严防因围护变形或施工撞击而产生脱落事故（可在槽壁主筋上焊接钢牛腿作为支撑支承件）。

7.5.2支撑安装

（1）由于本次基坑施工的钢支撑选用φ609规格，因此，钢支撑进场后，应有专人负责检查，以免用错规格。

（2）钢支撑进入施工现场后都应作全面的检查验收，支撑都应保证质量，进场后应进行试拼装，不符合要求的坚决不用，这一点，要求现场施工人员特别重视。

（3）墙中的支撑予埋件必需与钢支撑相密贴、垂直。

如有缝隙应用钢板或细石混凝土充填。

质量员应加强对焊缝的验收，发现不合格的必须补焊，焊缝高度一定要达到设计要求。

（4）对施加支撑轴向预应力的液压装置要经常检查，使之运行正常，使量出的预应力值准确，每根支撑施加的预应力值要记录备查。

（5）钢管支撑连接螺栓一定要全数栓上，不能减少螺栓数量，以免影响钢支撑的拼接质量。

（6）本工程如因需要，钢支撑不能逐层拆除，所有进入混凝土内衬中的钢支撑端部必须予留一段长为1.0～1.2m、直径φ609钢垫箱，以避免支撑头子浇入混凝土内衬墙中。

.

（7）钢支撑的安装时限，从挖土至安装完毕不得超过16h。

7.5.3支撑拆除

1、支撑拆除必须严格按设计规定，待底板、侧墙达到设计强度70%后，方可拆除。

2、搭简易脚手，以便施工人员能顺利操作，让支撑落在轮胎上，用卷扬机施出。

7.6钢支撑安装质量控制措施

1、准备：

开挖前需备齐检验合格的支撑、支撑配件、施加支撑预应力的油泵装置（带有观测预应力值的仪表）等安装支撑所必须的器材。

2、在地面按数量及质量要求配置支撑：

地面上有专人负责检查和及时提供开挖面上所需的支撑及其配件，试装配支撑，以保证支撑长度适当、支撑轴线偏差不大于2CM，并保证支撑、土体及接头的承载能力符合设计要求的安全度。

严禁出现某一块土方开挖完毕却不能提供合格支撑的现象。

3、安装：

钢支撑安装按图纸设计要求，所有支撑拼接必须顺直，每次安装前先抄水平标高，以支撑的轴线拉麻线检验支撑和位置。

斜撑支撑轴线要确保与钢牛腿端承水平垂直，其垂直度误差不大于2%。

（后附节点图）

4、准确施加支撑预应力：

每道支撑安装后，及时节按设计要求施加预应力，预应力施加至设计要求后，方可拆除千斤顶。

对预应力的油泵装置要经常检查，使之运行正常，所量出预应力值准确。

每根支撑施加的预应力值要记录备查。

施工预应力时，要及时检查每个接点的连接情况，并做好施加预应力的记录，严禁支撑在施加预应力后由于预埋件不能均匀接触而导致偏心受压；在支撑压力后，必须严格检查并杜绝因支撑和受压面不垂直而发生徐变，从而导致基坑挡墙水增位移持续增大乃至支撑失稳等现象发生。

5、所有的焊缝不得小于8MM，拉受剪力的焊缝必须敲掉药皮检查，防止虚假焊。

6、钢支撑安装的质量要求如下：

轴线中心偏差应控制在小于2cm，水平主向高差应控制在小于2cm，支撑增面轴线偏差应控制在小于5cm。

7、焊缝满焊，焊缝表面要求焊波均匀，不准有汽孔、夹渣、裂纹、肉瘤等现象。

7.7安全生产注意事项:

1、落实各级安全责任制，执行有关安全技术操作规程和规定，司机和指挥需持证上岗，集中精力，密切配合，确保安全生产。

2、施工区域内要有明显的警告示牌，禁止非生产人员进入施工现场，现场施工人员必须戴好安全帽。

3、吊支撑、型钢等物件，起吊和下放都要细心缓慢，速度要均匀平稳，并设专人拉回绳，以防吊物摆动碰物伤人。

吊重物前，应检查钢丝绳是否有伤损，严禁带伤作用。

4、夜班施工要有足够的照明设施，对睡眠不足和酒后上班人叫一律不得安排工作。

5、在高压架空线和基坑边沿吊物施工，要保持足够的安全距离，机身下要垫好路基箱式铁板。

6、基坑开挖时，基坑周边允许超载不得大于20KN/M2，挖出的土必须及时运走，不得在基坑附近堆土。

四、主要质量通病防治

1.支撑不水平

1.1支撑安装定位后，立即复核两端标高，认定正确在做固定。

1.2重视围护结构的施工质量，预埋件安装位置要正确。

1.3围檩安装时可先在围护面放出标高，以使围檩安装标高正确。

五.环境保护和监测

1、主要监测内容

为了指导施工，确保工程的顺利进行和周围现有建筑物的安全，应加强施工监测，随时预报、及时处理，防患于未然，主要监测内容如下：

（1）、监测项目包括周围地下管线移位坑周地表沉降，周围建筑物的沉降，周围建筑物的倾斜、墙体水平移位、支撑轴力、地下水位、墙顶沉降、柱的沉隆、坑底隆起。

（2）、所有监测数据必须有完整的记录，并定期将监测结果报告建设、监理、设计单位。

上述监测应能反映围护结构变形和受力情况，对于监测单位要求保持监测的连续性，在开始进入关键施工工序时应增加监测的频率，并及时将原始数据整理分析，一旦出现危害工程安全的趋势，必须及时预报，以便及时处理隐患。

2、周围构筑物沉降、位移监测

拟在坑外四周地面临时设置多个测点。

在临近的构筑物上设置监测点。

每天监测两次。

（1）监测点安装

a.沉降、位移观测点安装时需注意对其保护。

b.地下水位监测点设在基坑边,可钻孔后安装一段带滤孔的PVC塑料管,固定并加盖。

（2）监测频率

a.监测工作由专业人员实施,从挖土开始至地下结构施工完毕。

各监测内容的初始值的获得,其测值次数不少于3次,具体每日监测次数按实际施工状况再定。

b.监测人员分析每次的监测数据及累计数据变化规律,特别是在开挖施工过程中,根据基坑开挖的效果进行综合评价判断。

C.应及时提供沉降、位移观测曲线图,有原始曲线及最新变化曲线。

每个地下水位测孔日变化量、累计变化量及当天水位标高。

d.及时提交监测周报以及测试数据变化走势图。

e.每个施工阶段提供监测阶段报告,监测工程结束后二周内提供监测总结报告

（3）报警及处理原则

a.如果测试数据任一项接近警戒值即向项目部提出告警，提请有关部门关注。

b.有关部门得到报警口头通知后或接到书面通知后,应立即汇集监测单位和各方人员进行情况分析,必要时召开专家讨论会,调整方案,采取补救措施。

六、安全生产保证措施

基坑上口四周设置安全护栏杆，下基坑设置人行扶梯，栏杆扶梯应符合安全要求，并适时进行检查。

（1）在基坑开挖过程中配备堵漏材料和抢救措施，一旦围护墙出现渗漏，立即进行抢救堵漏。

（2）基坑开挖前应全面调查地上、地下障碍物和管线情况，进行具体位置交底，对暂未处理的树立明显标志。

（3）各道工序，各种机械，各工种要遵守各自的安全操作规程，注意相互间的安全距离，施工机械不得碰撞围护结构。

（4）要严格执行现场施工用电规定，非专业人员禁止动用机电设备，要经常检查供电线路，闸箱，机电设备的完好和绝缘情况，电线要架空或埋入地下，防止机械碰压等。

（5）支撑是整个围护结构体系中重要部件，应严格遵照设计要求进行施工外，还应在施工全过程采取有效保护措施。

（6）由于基坑开挖及支撑安装有时限要求，必须昼夜施工。

夜间施工基坑内及现场道路，车辆出入口必须设置足够照明，吊运土方时，起吊时不得碰撞支撑。

（7）基坑临边的安全防护设施采用防护栏杆和安全网相结合的方法。

防护栏采用Φ48*3.5mm脚手钢管，钢管与钢管之间用同口径扣件固定。

防护栏杆上杆离地高度1.2m，下杆离地面高度0.4m栏杆柱（立杆）间距1.8m。

（8）设基坑上下扶梯三处，均采用Φ48*3.5mm脚手钢管搭设。

钢管扶梯宽度1m，两侧按0.4m和1.2m高度用Φ48*3.5mm脚手钢管设置扶手（两道横杆），以保证施工人员上下基坑时的安全。

七.工程质量保证措施

1.认真贯彻“百年大计”“质量第一”和“预防为主的方针，认真做到精心施工。

2.认真贯彻各级职能人员责任制，加强职能人员的质量责任感，做到工作到位，责任到位。

3.施工技术和质量检查部门应抓好施工技术措施，认真督促实施措施，严格贯彻质量标准。

4.开工前做好各级技术准备和技术交底工作，在施工中的所有原始资料，应同步进行填写，并及时提交总包单位符合签证，加强施工全过程的质量，检查监督，做到有人施工就有人检查。

八、有关协助配合问题

1、总包单位负责清楚场地障碍物，保证安全施工和施工现场地、道路畅通无阻。

2、负责定位、放灰线、望水平、搭脚手架、配合支撑安装，保证质量凿除预埋铁板及结格构柱上表面土、砼等。

3、负责素混凝土添注支撑体系与围护本系之间的缝隙。

4、负责技术交底和场地情况交底，并委托专人对口联系。

配合解决施工中心须解决的问题。

5、总包负责解决施工用电、用水、灯光照明及生活方面的更衣室、宿舍、食堂搭伙等实际问题。

6、负责我方与挖土方的协调，严禁超挖、乱挖，对撑好的钢支撑上面不准堆物，不得受到任何压力，严禁各种机械在支撑上面行走或停留下来操作。

挖土机挖斗不得碰撞钢支撑。

7、拆除支撑时负责搭设拆除支撑用脚手架，当支撑位置吊车吊不到时总包应提供塔吊配合拆除。

九、机械设备及施工人员配备附表：

施工主要设备

设备名称

型号

单位

数量

履带吊机

40T

台

1

电焊机

24KW

台

4

乙炔高级备

套

2

上海市政二公司三分公司

桂林路道路工程项目部

2003年7月15日