土木工程深基坑开挖施工方案设计呕心沥血整理版.docx
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土木工程深基坑开挖施工方案设计呕心沥血整理版
本科生课程设计
课程：
土木工程施工
题目:
深基坑开挖施工方案课程设计
学院建筑工程学院
年级、专业12级土木二班
姓名李朋朋
指导教师张文江
2015年7月5日
一、工程概述
1、工程概况
珍珠泉大厦位于济南市珍珠泉南侧，主楼为14层，高度为46m;裙楼为6层，均采用框架结构，建筑面积36000.需设计的为深基坑工程，该结构基础为东西方向长76m,南北方向长57m的混凝土筏板基础,其基础底面标高为—11。
3m,基础板厚为1.8m。
主楼地下2层，地下室总高度为6m，筏板基础，尺寸为76×57m。
室外地面标高为0.5m，基坑开挖深度为9m。
基坑平面布置图
2.周边环境状况说明
南侧距泉城路12m,西侧紧邻某5层住宅楼，基坑距建筑物外墙最远处为19m,最近处为14m；距建筑物外侧围墙最远处为12m，且该住宅楼北侧有一平房距基坑仅为8m,基坑安全等级按二级考虑,基坑周围地表均布荷载按25kPa考虑。
3.工程地质情况
该场地地层自上而下依次为:
①杂填土:
成分为粉质粘土、灰渣及碎砖、瓦片等,结构松散;②淤泥质粉质粘土:
灰黑色，软塑~流塑，饱和;③粘土：
棕红~褐色，可塑～硬塑，含少量姜石;④残积土:
灰绿色，可塑～硬塑，中密，很湿，为闪长岩风化。
土层物理性质指标见下表：
表1.1土层主要物理力学指标
土层
土层名称
1
填土
6
18.0
12
8。
0
②
淤泥质粉质粘土
1
17。
4
1。
3
7
9。
5
③
粘土
3
18。
8
9。
7
30
7。
4
④
残积土
10
17。
3
5。
7
21.4
9。
2
4.水文地质条件
地下水位距天然地坪仅为1。
4m，且基坑要经过整个雨季后才能回填。
二、设计依据说明
（1）《珍珠泉大厦岩土工程勘察报告》
（2）《珍珠泉大厦施工图设计》
（3）《济南市珍珠泉地区建筑深基坑支护技术规范》
（4）《建筑基坑支护技术规程》
（5）《混凝土结构设计规范》
（6）《建筑结构荷载规范》
三、施工控制网的测设
1.布网原则
平面控制网应先从整体考虑,遵循先整体、后局部,高精度控制低精度的原则。
2。
施工控制网的测设
（1）控制点引测
利用规划给定现场坐标点引测出多个固定平面控制网，基坑开挖前在基坑外设置4个坐标位置控制布点，要求埋深1.5米,各布点保证通视，控制网点用全站仪进行投测,用混凝土浇注并以钢柱作标记，并将坐标桩设在便于观测又不易遭到破坏地方加以固定、保护,并测定高程作为工程定位放线依据，精度限差要求如下表：
等级
导线长度
平均边长
测角误差
方位角闭合差
导线相对闭合差
二等
1.0（km）
200（m）
±10（″）
±20（″）
1/10000
（2）控制网布设
依据场内导线控制点，沿距建筑物基坑边坡线约2米远位置测设各轴线方向控制基准点，埋设外控基准点，要求埋深0.5m,并浇注混凝土稳固.要求所有栋号的控制桩点（含坐标控制点及高程控制点）设置在便于观测且不易产生位移的控制面上,控制桩均为混凝土墩埋地设置，混凝土墩截面为200mm×200mm,深度不小于800mm.控制面上用红漆对轴线及高程等进行标示。
（3）控制网加密和施工放线
根据平面控制坐标点以及建筑总平面图中各幢号角点标注坐标进行放线。
方法是，先按建筑总平面图坐标，计算出各幢楼在总图上的坐标，再根据该点处的坐标和测设的场地控制网，将全站仪架在坐标控制点上，定出各幢楼的坐标。
垫层施工完成后，进行控制网加密，各轴线交点要以红三角作标记，要求轴线间距、线垂直角必须符合规范要求。
（4）轴线控制网的精度等级
根据《工程测量规范》要求控制网的技术指标必须符合下表的规定。
等级
测角中误差（″）
边长相对中误差
二级
±12
1/15000
（5）建筑坐标系的建立
为便于施工中测量数据计算，需要建立建筑坐标系。
场地整平应设10×10m或20×20m方格网,在各方格点上做好控制桩，并测出各标桩处的自然地形、标高,作为计算挖土方量和施工控制的依据.施工中的数据计算，放样工作均应以此坐标系为依据,且经角度、距离校核之后符合允许误差要求。
四、高程控制网的布设
（1）依据测绘管理部门提供的水准基点高程,采用水准仪对所提供的水准基点进行引测,测设一条闭合或符合水准路线，埋设同坐标平面控制网一样的高程控制网。
（2）高程控制网设置4个水准点，并作相互校核，校核后点的较差不得超过3mm，取平均值作为该平面施工中标高的基准点.水准点的间距小于100m,距离基坑挖土边线不小于15—25m.
（3）在向基坑内引测标高时,首先联测高程控制网点,以判断控制网水准点是否被碰动，经联测确认无误后，方可向基坑内引测所需的标高。
地下室施工阶段,高程测量直接用S3水准仪由地面上高程控制点进行引测。
（4）高程控制网的精度等级及测量方法.
根据《工程施工测量规范》标高控制网拟采用四等水准测量方法测定。
水准测量的主要技术要求应符合下表的规定。
等级
每公里高差中数偶然中误差
往返较差附合差
四等
±5mm
±20
注:
L为附合路线或闭合环线长度（以mm计）
测量仪器选用DS3型水准仪，往返观测。
水准观测的技术要求符合下表的规定。
等级
视线长度
视线高度
前后视距差
前后视距累积差
四等
≤100m
≥0.2m
≤3m
≤10m
高程测量采用不低于S3级水平仪进行一组往返测回。
其一站视线长度不应超过100m.其水准点测量的闭合差不超过±12（式中:
L为水准点间距，以km计）.
⑷基坑标高的控制
本工程土方机械开挖，只留一步（300mm厚）人工清理土方，清理至设计承台底标高处.在土方施工预留清底的30cm层面上,每隔3米设水平桩控制基底标高.土方开挖时派专人测量基底土层开挖标高,防止超挖。
五、施工场地标高设计
1.基本设计步骤和方法
（1）划分场地平整方格网
在已有的地形图（通常地形图的比例尺为1:
500）上，根据地形的起伏变化和建设用地的范围，划分若干边长相等的方格网，方格网应尽量与测量的纵横坐标方格网对应，方格网边长一般取10～40m,较常用的为20m×20m的方格。
（2）确定方格网各角点的自然地面标高
在上述设定的方格网上,首先确定方格网各角点的自然地面标高。
当场地起伏较大，为计算准确,常根据地形图先将方格网测设到地面上,用木桩标好方格网各角点的位置，然后根据水准点用水准仪实地测量出来.如场地没有地形图时，也可根据场地的边线,实测方格网各角点的自然地面标高。
（3）计算场地平整初步设计标高H0
场地平整初步设计标高的计算原则是场地内挖填方平衡，即场地内的挖方土方体积与填方所需土方体积相等。
初步设计标高可按下式计算:
式中H11-—一个方格的角点标高
H12、H21-—相邻两个方格公共角点标高
H22——则系相邻的四个方格的公共角点标高
如果将所有方格的四个角点标高相加,则类似H11这样的角点标高加一次,类似H12的角点标高加两次，类似H22的角点标高要加四次。
因此，上式可改写为：
式中H1—一个方格独有的角点标高
H2—两个方格共有的角点标高
H3-三个方格共有的角点标高
H4—四个方格共有的角点标高
N-方格数
2.场地设计标高的调整
在实际工程中，对计算得到的设计标高，尚应考虑如下因素进行调整，该工作通常在完成土方量计算后进行.
（1）土的可松性影响
由于土的可松性会造成挖土的土方体积增大，使填方土方多余，应相应地提高场地设计标高。
设△h为土的可松性引起的设计标高增加值,则设计标高调整后的总挖方体积为：
总填方体积为：
此时，填方区标高也应提高△h,保持与挖方区一致，即因VT=VW，整理上式得：
式中Vw、VT—按初步场地设计标高计算的总挖方、总填方的土方体积
Fw、FT—按初步场地设计标高计算的挖方区、填方区的土方总面积
Ks′—土的最终可松性系数
根据计算的△h，场地平整的设计标高应调整为:
（2）考虑借土或弃土的影响
由于边坡挖填土方量不等,或进行大型基坑、修筑路基等，或经过经济比较，将部分挖方土方就近弃于场外或部分填方土方就近取土于场外，从而引起挖填土方量的变化，需相应地增减设计标高.为简化计算，场地设计标高调整可按下式近似确定，即:
式中Q-按初步场地设计标高平整后多余或不足的土方体积
n—场地方格数
a—方格边长
1。
开挖原则
土方开挖的顺序和方法必须与基坑围护设计工况相一致，符合方案的要求,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层、分段开挖，严禁超挖"的原则,以确保基坑坑壁的稳定,最大限度减小支护结构的变形。
2。
开挖边线确定
该深基坑采用二级放坡开挖。
首先，测量人员根据设计单位提供的控制点,定出本工程基坑轴线，然后按基底混凝土垫层外边线每边加工作面600㎜定出基坑开挖下口线，再按1：
0。
3放坡开挖至坑底设计标高.在具体基坑开挖过程中结合开挖实际深度定出开挖上口线，并撒灰线标记开挖边线及变坡位置。
（1）土方开挖顺序
开挖顺序均由基坑边一方开始先深后浅开挖。
基坑开挖时，应先进行测量定位，定出方格网，抄平放线,定出开挖深度,应注意逐层开挖.根据周围环境及水文地质情况，采取两侧放坡开挖，以保证施工操作安全。
（2）土方开挖方法
1）土方开挖根据现场实际情况出口布置在东门,为尽量减少运输车对基坑土方及围护支撑梁的重压,开挖分2个区段，以施工坡道为界，南部分为一个开挖区段，北部分为二个开挖区段,先挖施工坡道南部,后挖北部,采取分段分层，循环开挖土方，直至开挖到设计要求的基底标高.
2）开挖土层分四层开挖，开挖总深度为9m，每一层开挖深度为2.25m.第一层土方开挖从支撑梁底开始，在施工坡道处按15％坡度做斜坡并压实，以方便土方外运。
安排二台C200型挖机，分层分段开挖，每台挖机配10辆15吨汽车，将土方全部运到弃土场。
施工道路遇到支撑梁部位时，支撑梁土方采用抽条挖土的方法开挖.如下图所示
具体计算如下：
（a）土方开挖量自然体积计算
底层面积F1=58.2×77。
2=4493。
04㎡
顶层面积F2=79。
9×60.9=4865。
91㎡
中间面积F0=78.55×59.55=4677.6525㎡
体积为V=（F1+4F0+F2）H/6=42104。
34m3
（b）土方开挖量松散体积计算
根据勘探所得地质资料，可取最初可松性系数为1。
2，最终可松性系数为1.03。
开挖后松散体积：
V＇=KsV=1。
2×42104。
34=50525.208m3
（c）填土、弃土体积计算
二层地下室占地总面积为：
S=76×57=4332
所占体积为：
V0=4332×6=25992m3
考虑素土膨胀系数,所需素土体积为：
V填=（V—V0）Ks/Ks'=18771。
65825m3
所弃土体积:
V弃=KsV—V填=31753。
55m3
（d）车辆运次计算
所用汽车的用斗容量为5m3.
运土所需用车辆次数：
N=V＇/5=10105次
弃土所需用车辆次数：
N=V弃/5=1270.142≈1271次
（3）车辆行驶路线及布设要求
车辆行车主要经过的地段区域内场地，铺设临时道路。
行车时，车辆应保持与围护结构安全距离，现场道路环形布置，并与场外道路相接，保证车辆畅通。
车辆出入口设置在西南角位置，出口处采用水泥搅拌桩对路基进行加固。
在内支撑部位，挖土机行驶道路在内支撑达到设计强
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