大型深基坑基础施工方案与施工组织设计.docx
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大型深基坑基础施工方案与施工组织设计
浙江理工大学
成人高等教育毕业设计（论文）
论文题目大型深基坑基础施工方案与施工组织设计——XX广场深基坑基础施工为例
专业学院建筑工程学院
专业班级
姓名
指导老师
年月21
成人高等教育毕业设计（论文）诚信承诺书
学生姓名
赵杭生
学号
1536980124
学习形式
函授
专业
土木工程
指导老师
骆永标
题目
城市道路路面基层的施工质量控制浅析
诚信承诺
本人慎重承诺和声明：
1、本人在毕业设计（论文）撰写过程中严格遵守有关规定，恪守学术规范，所呈交的毕业设计（论文）是在指导教师的指导下独立完成；
2、毕业设计（论文）所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已注释说明来源；
3、毕业设计（论文）中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪造、篡改数据的情况；
4、本人已被告知并清楚：
学校对毕业设计（论文）中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理，并可能导致毕业设计（论文）成绩不合格，无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果；
5、若在学校组织的毕业设计（论文）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学院按有关规定给予的处理，并承担相应责任。
学生（签名）：
赵杭生
年月21日
摘要
随着经济建设的发展和人们生活水平的不断提高，近年来我国的大多数建筑、市政工程得到快速发展。
高层建筑的地下结构（人防项目）、地下车库、地铁运行线等项目动工，都会面临深基坑工程。
深基坑工程是一项临时性项目，考虑安全问题将导致成本过高，相反，过分强调节约成本，可能导致基坑失稳破坏，许多典型的案例，在这两方面均有体现。
选择科学合理的支护、支撑施工方式是深基坑工程定位成败的关键。
虽然近年来深基坑工程施工速度快，但国内对其换撑方式的选用仍具有片面性和主观意思。
因此，遵循安全可行、经济合理、施工方便、不会对周边环境影响的原则，摸索出一套科学有效的指导性强的方案优化方法，是重中之重。
本文以XX广场深基坑基础施工为例分析了大型深基坑基础施工方案与施工组织设计；分为四部分；第一部分大型深基坑工程概述；第二部分大型深基坑基础施工方案；第三部分大型深基坑基础施工组织设计问题分析；第四部分加强XX广场深基坑基础施工工程《施工组织设计》问题的对策。
关键词：
大型深基坑；基础施工；施工组织设计
Abstract
Withthedevelopmentofeconomicconstructionandthecontinuousimprovementofpeople'slivingstandard,mostofthebuildingsandmunicipalprojectsinChinahavedevelopedrapidlyinrecentyears.Constructionofundergroundstructuresofhigh-risebuildings（human-defenseprojects）,undergroundgarage,subwaylinesandotherprojectswillfacedeepfoundationpitworks.Deepfoundationpitengineeringisatemporaryproject,consideringsafetyproblemswillleadtohighcost,onthecontrary,toomuchemphasisoncostsavings,canleadtoinstabilityandfailureoffoundationpit,manytypicalcase,inthesetwoaspects.Selectingscientificandreasonablesupportandsupportingconstructionmethodisthekeytothesuccessorfailureofdeepfoundationpitengineering.Althoughtheconstructionspeedofdeepfoundationpitisfastinrecentyears,theselectionofthewaytosupportitinChinastillhasaone-sidedandsubjectivemeaning.Therefore,followthesafe,economicandreasonable,theprincipleofconstructionisconvenient,willnotimpactonthesurroundingenvironment,forasetofscientificandeffectiveguidanceschemeoptimizationmethod,isatoppriority.BasedonthefoundationconstructionofXXsquaredeepfoundationpit,thispaperanalyzesthefoundationconstructionschemeandconstructionorganizationdesignoflargedeepfoundationpit.Itisdividedintofourparts;Thefirstpartoflarge-scaledeepfoundationpitengineeringoverview;Thesecondpartoflarge-scaledeepfoundationpitfoundationconstructionscheme;Thethirdpartoflargedeepfoundationpitfoundationconstructionorganizationdesignproblemanalysis;ThefourthpartstrengthensthecountermeasureoftheproblemofconstructionorganizationdesignofdeepfoundationpitofXXsquare.
Keywords:
largedeepfoundationpit;Basicconstruction;Constructionorganizationdesign
目录
摘要1
Abstract2
目录3
第1章大型深基坑工程概述1
1.1大型深基坑工程的定义1
1.2大型深基坑工程的特点1
第2章大型深基坑基础施工方案3
2.1工程概况3
2.2基坑基础施工设计方案4
2.3降止水方案5
2.4基坑基础施工施工工艺6
2.4.1护坡桩施工工艺6
2.4.2深层搅拌桩止水帷幕施工工艺9
2.4.3高压旋喷桩施工工艺11
第3章大型深基坑基础施工组织设计问题分析15
3.1XX广场深基坑基础施工组织设计概述15
3.1.1施工组织设计编制依据15
3.1.2施工组织设计编制内容15
3.1.3施工组织设计编制原则15
3.2XX广场深基坑基础施工工程《施工组织设计》存在问题16
3.2.1施工准备工作计划不详尽16
（1）施工技术准备16
（2）劳动组织准备17
3.2.2监理单位监督管理不到位17
3.2.3施工材料选择不合格18
第4章工程《施工组织设计》问题的对策19
4.1制定合理的《施工组织设计》计划19
4.2不断完善施工监理20
4.3严格控制XX广场深基坑建筑原材料20
第5章结论22
参考文献23
致谢24
附录25
第1章大型深基坑工程概述
1.1大型深基坑工程的定义
关于大型深基坑工程的定义，各个相关规范有着不同程度的解读，为了方便施工现场施工管理，建设部建质【2009】87号文件，关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定:
一般大型深基坑是指开挖深度超过》5m或地下室三层及以上，或开挖深度虽然没有超过5m，但地质情况和周边环境及地下综合管线相对复杂的工程。
1.2大型深基坑工程的特点
大型深基坑工程主要包括如下两个方面，分别从基坑基础施工系统设计和土方开挖，是一项即复杂又有关的工程。
它要求地质工程和结构工程技术人员相互配合。
基坑基础施工、支撑体系大多数都是出正负零以后随即拆除的工程。
综上所述，大型深基坑工程具有如下六个特征:
（1）大型深基坑止水围护、支撑系统大部分是临时工程，安全评估风险较大。
大型深基坑工程施工过程当中应进行监测，并应有应急手段。
在施工过程当中一旦呈现险情，必要立即抢险并及时上报。
（2）大型深基坑工程具有极度的区域性。
比方黄土地基、软茹土地基工程地质、水文地质条件差别的情况下，其差异性极大。
同一城市不同分区也有不同。
大型深基坑工程的止水围护、支撑系统的策划与开工和土方的出土都要就地取材，按照现场探勘情况，同类型的施工数据可以借鉴，但不能机械化的照搬利用。
（3）大型深基坑工程具有非常大的独特性。
大型深基坑工程的止水围护、支撑系统形式选择和土方出土量不光与地下水位情况、地理环境有关，也与周围邻近基坑施工（结构）和地下综合管线布置，抵御侧向变形的能力，和周围的场地条件有关。
有时，保护道路公共设施的安全是大型深基坑工程设计和施工的重点。
这就意味着大型深基坑的工程拥有非常的独特性。
（4）大型深基坑工程涉及到的面广。
它不仅是对土木相关应用的需要，而且是结构力学，对土工学、测量复核、信息化技术和施工大型设备、施工操作规程的需要。
（5）大型深基坑工程具有非常强的空间效应。
大型深基坑的深度和平面形状对基坑基础施工体系的稳定性和变形有较大影响。
在大型深基坑基础施工系统设计中要重视基坑工程的三维效应。
因而可知不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形，甚至引起支护体系失稳而导致破坏。
在施工过程当中，应加强监测，开展信息化建设。
（6）大型深基坑工程拥有环境效应。
大型深基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变，致使四周基础土体的变形，对四周建（构）筑物和地下综合管线产生影响，严重的将影响使用安全。
大批土方外运和运载过程当中泥土的排放也将影响交通和破坏环境。
简言之，大型深基坑工程具备危害性大和区域性、独特性、触及方面广、空间效应、环境效应强的系统工程。
第2章大型深基坑基础施工方案
2.1工程概况
工程名称XX广场B2区商住楼桩基、基坑基础施工及降水工程
工程地点太原市杏花岭区龙潭公园西侧
工程内容降水、隔水、护坡、桩基
质量标准工程质量按国家颁布的《建筑工程施工质量验收统一标准》
（GB50300-2001）进行检验评定，均要求达到合格标准。
安全指标杜绝重大伤亡和火灾事故，按国家颁布的《建筑施工安全检查标准》（7G759-99）进行检验评定。
文明施工指标达到“标化工地”要求，让业主满意。
开工时间:
2013年4月
竣工时间:
2013年10月
质量验收:
达到合格标准
圆满完成合同约定的各项内容。
XX广场有限公司进行XX广场项目建设，工程建设场地位于太原市龙潭湖附近，占地范围包括解放路以西、北大街以南、新建路以东、旱西门街以北。
本项目由一期用地和二期用地组成。
拟建的XX广场B-2区3#-4#楼东侧紧邻龙潭湖，西侧为新建路，北侧为拟建的B-2区2#楼，南侧为宇鸿大厦。
拟建B-2区3#-4#高层住宅楼为地上40层，地下2层，平面布置呈矩形，每栋高层住宅楼占地面积为45.0X20.0m2，建筑物高度为130m，结构类型为钢筋混凝土剪力墙结构，基底压力为680kPa，基础拟采用桩筏组合形式;地下车库为2层，结构类型为钢筋混凝土框架结构，拟采用桩承台防水板，荷重待定;预估场地整平标高786.00m，要求埋深在场地整平标高下约l0.0m，故基底标高为776.00m。
2.2基坑基础施工设计方案
根据不同的支护方式，结合本工程深度、地层等特点，适合本工程的支护形式及差异见表2.1:
表2.1不同支护形式的差异
序号
支护形式
安全性
工期
成本
1
护坡桩加预应力锚杆的支护
★★★★★
★★★☆☆
★★★★☆
2
上部挡土墙、下部桩锚支护
★★★☆☆
★★★☆☆
★★★★☆
3
复合土钉墙支护
★★☆☆☆
★★☆☆☆
★★★☆☆
从以上对比结合现场实际情况，本工程实际挖深超过10m，且地层复杂，在安全第一、经济合理、施工可行的原则下，整体上选择桩锚支护方案，本工程依据地层条件设置两个剖面，利用理正软件设计两种支护桩类型，具体参数如表2.2~2.5所示。
表2.2支护桩设计参数
类型
桩间距（m）
桩长（mm）
桩径（mm）
桩顶标高
（m）
混凝土强度等级
配筋（mm）
支护桩1
1.3
16.7
800
-3.00
C30
Ф25
支护桩2
1.3
20.1
900
-3.00
C30
Ф25
表2.3支护桩1预应力锚杆技术参数
锚杆道号
水平间距（m）
倾角
超打深度（m）
钻孔直径（mm）
自由段长度（m）
锚固段长度（m）
水泥型号
配筋（mm）
1
1.3
150
0.3
150
9
16
P.O42.5
3-7Ф5
2
1.3
150
0.3
150
6
19
P.O42.5
4-7Ф5
表2.4支护桩2预应力锚杆技术参数
锚杆道号
水平间距（m）
倾角
超打深度（m）
钻孔直径（mm）
自由段长度（m）
锚固段长度（m）
水泥型号
配筋（mm）
1
1.3
150
0.3
150
10
20
P.O42.5
2-7Ф5
2
1.3
150
0.3
150
7
22
P.O42.5
2-7Ф5
表2.5连梁技术参数
部位
宽度（mm）
高度（mm）
混凝土强度等级
主筋
箍筋
支护桩1
900
500
C30
6Φ16+6Φ25
Φ8@200
支护桩2
900
500
C30
6Φ16+6Φ25
Φ8@200
（4）面层技术参数：
边坡面层挂50mm×50mm钢板网，每米横向设置一根Ф14通筋，然后喷射素混凝土100mm，混凝土配合比为水泥：
砂：
石=1：
2：
2，强度达到C20。
2.3降止水方案
根据本工程基坑埋深及地层情况，分析各种地下水处理措施，地下水的处理可以采用以下几种方式进行处理，各种措施特点如下:
（1）大口径井围降
大口径井围降的排水量较大，降水效果比较好，机械设备比较简单，且容易进行维修保养，因此工程中应用的比较多。
大口径井围降不仅可以用于粗砂以及卵石等渗透系数比较大含水量比较丰富的地层，也可以用在粉土及茹土等地层。
此外，大口径井围降可以解决应用明排及轻型井点降水不能实现的情况。
（2）高压旋喷桩隔水
高压旋喷桩可用作地基加固处理，也可用作深基坑止水帷幕，具有适用地层广、施工简便灵活、耐久性好、止水防渗效果好等特点。
（3）地下连续墙隔水
地下连续墙的工艺具有施工时噪音较小、震动较小以及对周围的环境影响不大的特点，施工完成后的墙体刚度较大且能够保证开挖过程的安全性以及地下连续墙的支护结构变形不大等优点。
地下连续墙的抗渗能力较强所以基坑内的降水不会对基坑外的建筑物及道路等造成太大的影响。
可作为地下室的结构外墙。
另外，此工艺适用地层广，施工全盘机械化、速度快、进度高，但设备复杂、造价局。
（4）深层水泥搅拌桩止水帷幕
深层搅拌桩的原理在前文已有介绍，而深层水泥搅拌桩作为止水帷幕因其渗透系数远远比原状土的渗透系数小，可以有效的隔断地下水在基坑内外的渗流，而且还可以形成具有一定强度的桩墙。
根据以上分析，结合工程实际情况，本工程采用三排深层水泥搅拌桩止水帷幕，此外因主楼部位设有较深的集水坑及电梯井，基底在粉细砂承压含水层中，在土方开挖过程中因受水压过大产生流砂或管涌无法施工，因此在电梯基坑加深部位局部补加高压旋喷桩进行有效封闭围护。
水泥搅拌桩具体参数：
桩径500mm，有效桩长21.200m，桩顶标高-3.0m，三排水泥搅拌桩纵、横向搭接，咬合均为150mm。
水泥均采用42.5级普通水泥，每延米水泥用量约360kg，桩体无侧限抗压强度要求不小于1Mpa。
地下车库东侧、西侧每两根支护桩和搅拌桩之间增加两根高压旋喷桩，桩径600mm，有效桩长21.20m，桩间距300mm，桩顶标高-3.0m，桩底标高-24.20m，。
基坑内部设置降水井，按基础平面几何形状，管井布置井距纵、横向约11m~12m。
井位要避开基础梁位置，且尽量减少与挖土作业机械相干扰。
基坑内共布设58孔降水井，井深25m，深入基底下10.0~15.0m。
在基坑东、西侧设置回灌水井，每隔16.0m－孔，井深约12.0m。
基坑坑外布置2个，坑内2个，井深约12.0m。
2.4基坑基础施工施工工艺
2.4.1护坡桩施工工艺
本工程的护坡桩施工采用了两种施工工艺，东侧采用的是长螺旋钻孔后插筋的施工工艺，西侧和南侧采用的反循环钻机成孔工艺。
（1）长螺旋钻孔后插筋施工工艺
1）放线定桩位
放线时使用的测量仪器的精度必须满足本工程的需求，首先施放场地控制点，再根据控制点定出桩位，在桩位上插入一根细钢筋来进行标记。
2）钻机就位
首先要保证钻机的平稳，将钻头与定出的桩位对准而后将钻杆调成垂直状态便可以开始下钻。
3）成孔
长螺旋钻机的钻杆要匀速平稳的钻进，当钻到卵石层时需将钻杆上提排除渣土来达到减小阻力的目的。
钻孔的深度达到设计深度即可。
随后便可以准备浇灌混凝土。
4）底部浇灌混凝土
钻机成孔过程中应将符合要求的混凝土运到附近，以便随时进行灌注，混凝土的塌落度需符合要求，本工程要求塌落度为180mm-220mm，司机将钻杆慢慢的提起，同时向孔内泵送混凝土，钻杆提起的速度必须与混凝土的输送速度保持一致而不可过快，否则会发生断桩或缩颈的质量事故。
5）钻机移位
浇灌完混凝土后即可将钻机移到下一空位处，钻机的移动速度需快速以便为后续的下方钢筋笼提供空间。
6）吊放钢筋笼
利用16t的汽车吊采用两点起吊法，将其对准己经浇灌完混凝土的孔位缓慢的向下沉，下沉过程中不可碰撞孔壁。
首先钢筋笼在其自重的作用下下沉，当自重作用不足以使其下沉时需开启振动器，振动器与钢筋笼之间连接有一根无缝钢管，促使钢筋笼下沉。
下沉过程中用水准仪测量钢筋笼的标高，当钢筋笼的标高达到设计值时便可将振动器和钢管提起。
7）震动提起钢管
为保证混凝土的密实度，震动器及钢管在提起过程中不应停止震动，必要时可将钢管插入混凝土中。
8）养护
施工完成的护坡桩需及时进行养护，以防桩顶受冻或因日晒而造成干裂。
（2）反循环钻机成孔施工工艺
反循环钻机施工工艺流程如下：
场地平整→测量定位→护筒埋设→钻机对位→复验桩点→制备护壁泥浆→钻孔并投放泥浆→钻进至设计高程成孔→提钻→清孔→置换泥浆→检查孔的质量→钢筋笼隐检→吊放钢筋笼→下导管→水下灌注混凝土→控制桩顶标高→养护→成桩→材料整理及报验。
1）测量放线及复验
与长螺旋施工工艺相同，钻孔前均要定出桩位，且必须保证桩位的准确性。
2）护筒埋设及钻机就位
依据本工程采用直径为1000mm的护筒，将护筒的中心对准桩位的中心，通常护筒的埋置深度为1.50m，且需比地面高出300mm而后用茹土将护筒边缘填实。
护筒埋设完成后做好测量记录。
将钻机平稳放置，调整钻杆垂直度，开始钻进。
3）泥浆护壁成孔
反循环钻机在钻进的过程中需要随时检查钻杆的垂直度以确保孔壁不发生歪斜。
本工程在钻进过程中需进行泥浆护壁，将护壁液注入孔内，当遇到不好的地层时可以加大泥浆的比重。
钻头在提起和下放的过程中要注意速度不可过快，否则浆液的流动会对孔壁造成冲刷产生负压力，最终会造成孔壁坍塌的事故。
到达设计深度附近时应放慢速度。
在钻进过程中需及时的调整泥浆的各向性能指标确保孔壁的稳定。
成孔后清除孔低残渣。
4）质量检查及终孔验收
成孔的质量需符合规范及设计要求，泥浆护壁成孔需保证孔的垂直度偏差不大于1%，孔位的偏差在100mm以内。
验收通过后即可进行下道的工序。
5）钢筋笼的制作与吊放
钢筋笼所使用的钢筋需对其外观及质量证明文件进行验收，并且在甲方或监理的见证下提取试样进行原材及焊接试件的检验，待试验合格后方可进行钢筋笼的加工。
钢筋笼的加工需严格按照设计图纸中的技术要求进行。
本工程要求钢筋笼的主筋间距偏差在10mm以内，箍筋间距偏差在20mm以内，直径偏差不大于10mm及笼长偏差不大于50mm。
钢筋笼吊放时应保证笼体平直不弯曲，对准孔位缓慢下放到设计标高。
6）水下灌注混凝土
确保孔底的沉渣厚度及混凝土的塌落度符合设计要求后，安设好导管及漏斗，并悬挂隔水塞，进行混凝土灌注达到设计标高后拔出护筒。
2.4.2深层搅拌桩止水帷幕施工工艺
（1）施工顺序
深层水泥搅拌桩按照下图的顺序进行施工，图中的阴影部分为重复套钻的部分。
重复套钻可以保证止水帷幕墙体的连续性以及各根桩之间连接部分的质量，重复套钻还可以矫正桩体的垂直度从而达到有效的止水作用。
图2.1止水帷幕施工顺序图
当遇到停电等情况使相邻桩施工间隔超过24小时时，采取外侧补桩措施，
保证止水帷幕的整体性和防渗性。
（2）成桩施工工艺
1）施放控制点及控制线
对甲方给定的建筑物控制点进行校核，无误后依据控制点施放基坑基础施工控制点及控制线，要求控制点误差小于2cm，施放完毕，进行复核，复核无误后填写定位测量记录和报验申请表申请监理、甲方进行验收。
2）开挖沟槽
本工程采用0.5m3进行导槽的开挖，开挖过程中需将地下障碍物一并清除，导槽的开挖尺寸如下图所示。
随着深层搅拌桩的施工进度开挖导槽，开挖过程中需保证浆液不溢出槽外，将挖出来的浆液放到指定的地点。
图2.2沟槽示意图
3）放置定位型钢
在平行导槽方向，支护桩轴线外1.0米的位置放置1根定位型钢，规格300mm或500mm，长约8～12m，在型钢上每1.2米或0.6米做一个标记，一方面用以控制相邻搅拌桩的位置，另一方面控制型钢的插入位置和布置型钢定位卡。
4）桩机就位
桩机移动前需及时清理周围的障碍物，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正，确保钻头位置处于定位型钢上已做标记位置。
每次移动1.2米。
桩机应平稳、平正，并用设备自有的垂直调整装置控制钻杆的垂直度，同时确保桩机的垂直度。
桩机定位后再对其进行复核，桩位偏差
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