明挖基坑施工工艺标准.docx
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明挖基坑施工工艺标准
明挖基坑施工工艺标准
FHEC-QH-2-2007
1适用范围
本标准适用于公路桥梁工程的桥墩、桥台基坑、涵洞基坑的开挖
工作。
2编制主要应用标准和范围
2.0.1中华人民共和国行业标准《公路桥涵施工技术规范》
（JTJ041—2000）。
2.0.2中华人民共和国国家标准《环境空气质量标准》
（GB3095—1996）。
2.0.3中华人民共和国行业标准《公路工程质量检验评定标准》
（土建工程）（JTGF80/1—2004）。
2.0.4中华人民共和国行业标准《公路土工试验规程》
（JTGE40—2077）。
3施工准备
3.1技术准备
3.1.1熟悉和分析施工现场的地质、水文资料，根据结构物，确定基坑的大小和开挖深度，进行施工设计计算，确定施工方案，编制单项施工组织设计，向班组进行书面的一级技术交底和安全交底。
3.1.2基坑开挖前，必须对基坑围护范围及外周边以内地层中的地下障碍物进行勘探、调查，以便采取必要的措施。
3.1.3了解所处地段是否对基坑围护结构及开挖支撑施工的噪声和振动有限制，以决定是否采用锤击式打入或振动式打入进行围堰施工和支撑拆除。
3.1.4施工地段是否有场地可供钢筋加工制作、施工设备停放、施工车辆进出和土方材料堆放，如场地不能满足，则必须选择土方侧运和其他场地。
3.1.5落实施工方法、施工设备、施工技术，在安全、可靠、经济、合理的前提下，因地制宜确定设计方案，使设计施工方法适应当地的情况。
3.1.6施工放样：
测定基坑纵、横中心线及高程水准点后，按边坡的施坡率放出上口开挖边线桩，并撒出开挖灰线。
放样完毕后，监理驻地工程师复核、签认手续。
3.1.7开挖前对施工人员进行全面的技术、操作、安全二级交底，确保施工过程的工程质量和人身安全。
3.2机具准备
3.2.1挖掘设备：
铁锹、锤、镐、钢钎、挖掘机、手推车、大小翻斗车等。
3.2.2排水设备：
离心式潜水泵、高压水泵、针形管、塑料管或胶皮管、井点降水设施等。
3.2.3安全设备：
鼓风机、有害气体检测仪、氧气袋、低压防破电线、防水照明灯、竹梯或软梯、警戒绳、安全帽、安全带等。
3.3作业条件
3.3.1开挖前场地应完成三通一平。
清除坡面危石、浮土，出渣道路顺畅，远离基坑的地方设有存土场，孔口四周排水系统完善，临时电力线路、通风、安全设施准备就绪。
设立开挖安全警示牌。
3.3.2基坑顶面应设置防止水流入基坑的设施，基坑顶有动荷载时，坑顶边与动荷载间应留有不小于1m宽的护道。
如工程地质和水文地质不良，应采取加固措施。
3.3.3施工区域机械、车辆运行路线、开挖墩、台编号的布置应根据工程的规模、埋深、机械性能、土方运距等情况确定。
3.3.4施工作业人员要求
应由工长或现场技术人员对基坑开挖的工人进行培训、技术安全交底，做到熟练掌握开挖的具体要求、与机械设备的相互配合，要有应对安全紧急救援措施，操作人员要保持稳定。
3.3.5施工机械设备要求
按照基坑大小、开挖方量配置施工机械，挖掘机、翻斗车、压实机具车况良好，明确运输车辆的行走路线，做到空车、重车分流而行。
司驾人员应进行岗前培训，明确开挖深度，不得超挖。
注意其他施工人员的人身安全。
3.3.6基坑四周设置排水沟、集水坑，及时将坑内的积水排走，确保坑内无积水，必要时降低地下水位。
集水坑宜设在上游，尺寸视渗水的情况而定。
排水设备的能力宜大于渗水量的1.5-2.0倍。
3.3.7根据施工组织设计，已合理安排不间断连续施工和安全值班制度。
4施工操作工艺
4.1工艺流程
施工方案论证及确定→测量放线并用灰线撒出轮廓线→放坡开挖→井点降水以保持基坑内干燥→使用大型机械进行基坑开挖→基坑四周设置排水沟、集水坑进行排水→机械开挖至基底设计高程，并预留30cm的高度→人工清理找平基底→基底处理→成品验收。
4.2操作方法
4.2.1方案论证
基坑工程方案总体设计应依据工程的实际地质情况和周围环境条件，确定合理、便捷、安全经济的基坑开挖方法，并做出地基加固和开挖施工等配套设计。
4.2.2测量放样
依据设计资料及图纸，复核基坑轴线控制网和高程基准点。
测定基坑纵、横中心线及高程水准点后，按边坡的放坡率放出上口开挖边线桩，并撒出开挖灰线，并在基坑的四周引出测量控制桩位的护桩。
经驻地监理工程师复核、批准后进行开挖。
4.2.3基坑尺寸确定
基坑尺寸应满足施工要求。
当基坑为渗水的土质基底，坑底尺寸根据排水要求（包括排水沟、集水井、排水管网等）和基础模板设计所需基坑大小而定。
一般基底应比基础的平面尺寸增宽0.5-1.0m。
当不设模板时，可按基础底的尺寸开挖基坑。
4.2.4放坡开挖
1）基坑坑壁坡度应按地质条件、基坑深度、施工方法等情况确定。
当为无水基坑且土层构造均匀时，基坑坑壁坡度可按表4.2.4确定。
表4.2.4基坑坑壁坡度
坑壁土类
坑壁坡度
坡顶无荷载
坡顶有静荷载
坡顶有动荷载
砂类土
1:
1
1:
1.25
1:
1.5
卵石、砾类土
1:
0.75
1:
1
1:
1.25
粉质土、黏质土
1:
0.33
1:
0.5
1:
0.75
极软岩
1:
0.25
1:
0.33
1:
0.67
软质岩
1:
0
1:
0.1
1:
0.25
硬质岩
1:
0
1:
0
1:
0
注：
①坑壁有不同土层时，基坑坑壁坡度可分层选用，并酌设平台；
②坑壁土类按照现行《公路土工试验规程》（JTGE40-2007）划分；
③岩石单轴极限强度﹤5.5MPa、5.5-30MPa、﹥30MPa时，分别定为极软、软质、硬质岩；
④当基坑深度大于5m时，基坑坑壁坡度可适当放缓或加设平台。
2）如土的湿度有可能使坑壁不稳定而引起坍塌时，基坑坑壁坡度应缓于该湿度下的天然坡度。
3）当基坑有地下水时，地下水位以上部分可以放坡开挖；地下水位以下部分，若土质易坍塌或水位在基坑底以上较深时，应加固开挖。
4）在山坡上开挖，应注意防止滑坍。
4.2.5井点降水
基坑开挖前，依据设计图提供的勘察资料，先估算渗水量，选择施工方法和排水设备。
如采用井点法降低地下水位，则在距基坑坡顶外的土层内通过计算设置若干针形管，通过水泵从中抽水引起地下水位的下降。
由于各集水井在施工过程中不断抽水，使基坑范围地下水位下降，从而基坑保持干燥无水。
井点降水法适用于粉、细砂，地下水位较高、有承压水、挖基较深、坑壁不易稳定的土质基坑。
井点降水法主要有轻型井点、喷射井点、电渗井点、大口井井点四种。
井点类别的选择，宜按照土壤的渗透系数、要求降低水位深度以及工程特点而定，见表4.2.5.井点降水在无砂的黏质土中不宜使用。
表4.2.5各种井点法的适用范围
井点类别
土壤渗透系数（m/d）
降低水位深度（m）
井点类别
土壤渗透系数（m/d）
降低水位深度（m）
一级轻型井点法
0.1-80
3-6
电渗井点法
﹤0.1
5-6
二级轻型井点法
0.1-80
6-9
管井井点法
20-200
3-5
喷射井点法
0.1-50
8-20
深井泵法
10-80
15
射流泵井点法
0.1﹤50
﹤10
注：
①降低土层中地下水位时，应将滤水管埋设于透水性较大的土层中；
②井点管的下端滤水长度应考虑渗水土层的厚度，但不得小于1m.
4.2.6机械开挖
开挖作业方式以机械作业为主，采用挖掘机作业以人工清槽。
挖掘机可以在基坑内或基坑边缘作业，直接把弃土装车运走。
挖基土尽可能远离基坑边缘，以免塌方和影响施工。
对于小型基坑的弃土处理，可以直接在四周摊平或堆放，待结构物成形后再回填到基坑内。
基坑开挖的几种方法可参照表4.2.6所示。
表4.2.6基坑开挖的方法
地质及支撑情况
挖掘方法
提升方法
运输方法
附注
土质无支撑
挖掘机（正铲）
挖掘机（正铲）
直接装车
土质无支撑
挖掘机（反铲）
挖掘机（反铲）
回旋弃土
土质无支撑
挖掘机（拉铲）
挖掘机（拉铲）
回旋弃土
土质或石质无撑或有撑
人力或风动工具
传送带（H≦4.5m）
传送带接运
土质无撑或有撑
吊车抓泥斗软土（无齿双开）硬土（有齿双开）漂石或大砾石（四开）
抓泥斗
吊臂回旋弃土或直接装车
土质或石质无撑或有撑
人力或风动工具
吊车、各种动臂吊机或摇头扒杆，佩戴活底吊斗
回旋弃土或直接装车
吊升工具设在坑缘或坑下，必要时可在坑上脚手平台上接运
土质无撑或有撑
人力挖掘
用锹向上翻弃（H≦2m）或人力接力翻运
弃土或装车
基坑开挖应连续施工，避免晾槽。
一次开挖距基坑底面以上预留20-30cm，待验槽前人工一次清除至设计高程，以保证基坑顶面坚实。
同时保证基底符合设计要求的嵌岩深度。
坚决避免超挖。
如超挖，应将松动部分清除，其处理方案应报监理、设计单位批准。
挖至设计高程的土质基坑不得长期暴露、扰动或浸泡，并应及时检查基坑尺寸、高程、基底承载力，符合要求后，应立即进行基础施工。
4.2.7基坑外卸载
对于大型的基坑开挖，要在基坑周围进行卸载处理，以减少土的侧向压力对坑壁的破坏作用，避免出现基坑坍塌事故。
土压力按库仑公式计算，得出基坑外侧主动和被动土压力，定出为平衡这两种土压力所需的卸载范围。
施工过程中，在开挖至一定深度后，必须开始进行卸载，从而达到内外侧的压力平衡，才能继续施工到设计高程的基底深度。
4.2.8基坑内排水
基坑开挖过程中，在坑底基础范围之外设置集水坑并沿坑底周围开挖排水沟，使水流入集水坑内，通过抽水设备排出坑外。
集水坑宜设在上游，尺寸视渗水的情况而定。
排水设备的能力宜大于总渗水量的1.5-2.0倍。
4.2.9当土体不稳定时，应根据现场实际情况采用土钉墙、锚喷、板撑等措施对坑壁加以支护，具体施工应按《公路桥涵施工技术规范》规定执行。
4.2.10基底处理
地基处理的范围至少宽出基础之外50cm，符合设计要求的细粒土、特殊土基底，修整合格后应按设计要求的地基承载力对基底进行钎探，具体按《地基钎探检查工艺标准》的规定施工。
基底处理完成后应尽快进行基础工程施工。
1）素土垫层
先挖去基底的部分土层或全部土层（一般是挖掉软土），然后回填素土，分层夯实。
素土垫层一般适用于处理湿陷性黄土和杂填土层地基。
垫层厚度一般是根据垫层底部土层的承载力决定。
应使垫层传给软弱土层的压力不超过软弱土层顶部承载力，处理的厚度一般不宜大于3m。
要根据垫层应力扩散角来确定土垫层的宽度。
B′=B+2htanθ（4.2.10）
式中：
B′---垫层底部宽度（m）；
B----基底宽度（m）；
H----垫层厚度（m）；
θ----应力扩散角（一般为22°---25°）。
2）砂垫层和砂石垫层地基
垫层宜采用颗粒级良好、质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、卵石和碎石。
一般按设计要求规定处理，石子最大粒径不宜大于5cm。
砂石垫层应按级配拌和均匀，再铺填捣实。
一层厚度一般25cm，底面宜铺设在同一高程上，多层分段施工，每层接头错开0.5--1m，要充分捣实，有条件可采用压路机往复碾压，达到压实度为准。
如基坑渗水应采取可靠措施排水。
3）灰土垫层地基（仅适用于无地下水的干基坑）
用石灰和黏性土拌和均匀，体积配合比一般宜用2：
8或3：
7（石灰：
土），然后分层夯实而成。
灰土的土料可尽量采用地基槽挖出的土。
凡有机质含量不大的黏性土都可以作灰土的土料，表面耕植土不宜采用。
土料应过筛，粒径不宜大于15mm。
用作灰土的熟石灰应过筛，粒径不宜大于5mm，并不得夹有未消化的生石灰块和有过多的水分。
灰土施工时，应适当控制其含水量，可用手紧握土料成团，两指轻捏能碎为宜。
如土料水分过多或不足时，可以晾干和洒水润湿。
灰土应拌和均匀，颜色一致，拌好后应及时铺好夯实。
灰土厚度虚铺为25cm，夯实或压实控制在18--20cm。
灰土质量标准见有关规定。
4）岩层基底处理
（1）风化的岩层，应挖至满足地基承载力要求或其他方面的要求为止。
（2）在未风化的岩层上修建基础前，应先将淤泥、苔藓、松动的石块清除干净，并洗净岩石。
（3）坚硬的倾斜岩层，应将岩层面凿平，倾斜度较大、无法凿平时，则应凿成多级台阶，台阶的宽度宜不小于0.3m。
5）其他地质基底处理
见《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）及《公路施工手册—桥涵》的有关章节。
4.2.11成品验收
按桥涵大小、地基土质复杂（如溶洞、断层、软弱夹层、易溶岩等）情况及结构对地基有无特殊要求，可采用以下检查方法：
1）桥涵的地基检验：
可采用直观或触探方法，必要时可进行土质试验。
2）中桥和地基土质复杂、结构对地基有特殊要求的地基检验，一般采用触探和钻探（钻探至少4m）取样做土工试验，或按设计的特殊要求进行荷载试验。
3）大桥、特大桥按设计处理。
5质量标准
5.0.1检查基底平面位置、尺寸大小、基底高程
基底平面位置和高程允许偏差规定如下：
1）平面周线位置不小于设计要求。
2）基底高程：
土质±50mm；
石质+50mm，-200mm。
3）轴线偏位：
25mm。
5.0.2检查基底地质情况和承载力是否与设计资料相符。
5.0.3检查基底处理和排水情况是否符合本标准要求。
5.0.4检查施工记录及有关试验资料等。
6成品保护
6.0.1施工过程中妥善保护好基坑的轴桩线、水准点和护桩。
6.0.2在附近有其他结构物时，应有可靠的防护措施。
6.0.3挖至设计高程的土质基坑不得长期暴露、扰动或浸泡，并应及时检查基坑尺寸、高程、基底承载力，符合要求后，应立即进行基础施工。
6.0.4开挖基坑时应防止基底土受冻，应采取保温材料覆盖。
6.0.5雨季施工时，应充分做好排水设施，保护边坡稳定并及时浇筑混凝土垫层。
7质量记录
7.0.1桩位放样及符合记录。
7.0.2基坑开挖施工记录，如下表（或者按照监理工程师要求进行）。
施工单位：
____________________施工班组：
____________________
工地负责人：
__________________基底高程：
____________________
地面高程：
____________________开挖方量：
____________________
工程名称
施工时间
桩号及部位
检验时间
项次
检验项目
规定值或允许偏差
检验结果
检验方法和频率
1
平面轴线位置（mm）
2
基底高程（mm）
土质
石质
3
基坑尺寸（mm）
4
基底承载能力（Mpa）
结论：
7.0.3支护施工记录、抽排水记录等。
8安全、环保措施
8.1安全措施
8.1.1安全方面各种临时性结构和设备操作工况，要详细计算，并按规范要求留取足够的安全储备。
基坑深度超过1.5m应按规定设置上下坡道或爬梯。
汛期开挖时要放缓边坡，并做好排水措施。
8.1.2加强现场施工管理，施工现场人员必须戴好安全帽及其他安全防护用品。
8.1.3基坑周围必须设置围栏，一般加高80cm的围护栏，挖出的土方及时运离基坑，机动车的通行不得危及坑壁的安全，防止坍塌。
8.1.4施工现场的电工必须持证上岗。
8.1.5施工地段设置各种警告标志，夜间应有良好的照明，限速行驶，保证施工现场道路畅通。
8.1.6严禁非驾驶员开车或试车，严禁酒后开车，施工机械专人驾驶操作。
8.1.7专职安全人员除正常在工地检查外，对重点新工序要提出安全注意事项，并配合工地技术人员做好技术交底。
8.2环保措施
8.2.1施工现场应制订洒水防尘措施，指定专人负责及时清运废渣土。
8.2.2对施工弃土、废水，不得向河流和设计范围外的场地直接倾倒。
8.2.3施工机械的废油废水，采取有效措施加以处理，不超标排放，以免造成河流和水源污染。
8.2.4车辆运料过程中，对易飞扬的物料用篷布覆盖严密，且装料适中，不得超限；车辆轮胎及车外表用水冲洗干净，不得污染道路。
8.2.5施工设备、车辆要经过质检部门检验，尾气排放不得超标。
8.2.6夜间开挖时，应控制施工机械的人为噪声，防止噪声扰民。
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