深基坑土方开挖基坑支护降水方案专家论证版.docx

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深基坑土方开挖基坑支护降水方案专家论证版

集团有限公司

深基坑土方开挖、基坑支护、降水专项方案

编制：

审核:

审批：

集团有限公司

2011年10月31日

工程概况

1.岩土地质构造-----------------------------------------------------3-4页

2.含水层分布特征-----------------------------------------------------4页

3.现场及周边环境-----------------------------------------------------4页

4.土方工程概况-------------------------------------------------------5页

5.桩基及基坑支护概况-------------------------------------------------6页

6.降水工程概况-------------------------------------------------------6页

土方开挖

一土方开挖施工部署及施工顺序-----------------------------------------6页

1.土方开挖主要情况-------------------------------------------------6-7页

2.第一阶段土方开挖-------------------------------------------------7-9页

3.第二阶段土方开挖-------------------------------------------------9-15页

4.注意事项--------------------------------------------------------15-18页

基坑支护

一．基坑支护工程概况----------------------------------------------18-19页

二．支护桩、立柱桩施工工艺----------------------------------------19-26页

三、水泥搅拌桩施工------------------------------------------------26-33页

四、打设工字钢桩--------------------------------------------------33-36页

五、土钉墙支护工艺------------------------------------------------36-39页

六、冠梁及内支撑结构施工------------------------------------------39-42页

七、基坑换撑------------------------------------------------------42-47页

基坑降水

一、降水概况------------------------------------------------------47-48页

二、施工准备------------------------------------------------------48-49页

三、降水施工------------------------------------------------------49-53页

四、降水运行保障措施-------------------------------------------------53页

五、降水运行控制--------------------------------------------------53-54页

六、降水运行管理-------------------------------------------------54-55页

七、封井----------------------------------------------------------55-56页

应急抢险救援预案

一、应急相应组织管理----------------------------------------------56-59页

二、各种可能紧急情况抢险预案--------------------------------------59-61页

三、土方开挖应急响应处理措施--------------------------------------61-63页

四、土方开挖组织措施----------------------------------------------63-64页

五、环境保护应急响应处理措施-----------------------------------------64页

六、应急警报处理--------------------------------------------------64-66页

安全文明保证措施

一、现场安全用电--------------------------------------------------66-67页

二、机械安全防护-----------------------------------------------------67页

三、作业人员劳动保护-------------------------------------------------67页

四、安全交底和检查---------------------------------------------------67页

五、文明施工保证措施、降低施工污染措施-------------------------------67页

六、现场消防保卫措施----------------------------------------------67-68页

附件：

基础施工进度计划、基础施工总平面布置图

工程概况

根据业主提供的武汉勘察设计院基坑支护设计文件；中联新华府岩土工程勘察报告；中南设计院建施、结构设计图纸；有关规范、标准编制此施工方案。

工程概况

1、岩土地质构造

岩土层埋藏分布及岩性特征统计表表1

层号及

土名

成

因

层

厚

（m）

层顶

埋深

（m）

层顶

标高

（m）

岩性描述

分布

特征

①

杂填土

QmL

1.40

～

4.50

0

20.65

～

21.92

灰褐色、黄褐色，以粘性土为主，含少量碎石、建筑垃圾、腐植物等，松散，堆填期大于10年。

局部该层底部含有流塑状态淤泥层，厚度约30～50㎝。

全场

分布

②

粉质粘土

Q4al

0.80

～

5.00

1.40

～

4.50

16.28

～

19.51

黄褐色、灰褐色，软～可塑。

局部夹薄层淤泥质粘土,易钻进，手可搓条。

局部

缺失

③

淤泥质

粉质粘土

Q4l

1.80

～

7.00

1.80

～

7.00

14.18

～

19.04

灰黑色、灰褐色，流塑，饱和。

可见少量腐植物，有腥臭味，钻探时钻孔缩径。

全场

分布

④

粉土

Q3al

1.20

～

6.30

6.50

～

10.60

10.61

～

14.34

灰褐色，稍密，很湿。

局部夹薄层粉细砂或淤泥质土，干强度低，摇振反应明显，易钻进。

全场

分布

⑤

粉砂

Q3al+pl

3.30

～

10.10

9.60

～

13.30

7.60

～

11.50

灰色、稍密，主要矿物成分为长石、石英、云母等，局部夹薄层粉质粘土或粉土，饱和，具水平层理特征。

全场

分布

⑥

细砂

Q3al+pl

4.10

～

18.6

15.00

～

21.00

-0.27

～

5.95

灰色、青灰色，中密，饱和，主要矿物成分为长石、石英、云母等，局部夹薄层粉质粘土及或粉土，具水平层理特征。

全场

分布

⑦

细砂

Q3al+pl

6.70

～

9.90

32.00

～

34.50

-13.55

～

-11.07

灰色、青灰色，中密～密实,饱和，主要矿物成分为长石、石英、云母等，具水平层理特征。

全场

分布

⑧

砾砂

Q3al+pl

1.10

～

5.90

40.20

～

42.80

-21.89

～

-19.12

灰色、青灰色，密实，含有少量砾石，其成分主要为石英、硅质岩等，砾径2～50mm，呈次圆状，含量20%左右，局部夹薄层粉土。

全场

分布

⑨-1强风化含砾泥质粉砂岩

（K-E）dn

2.70

～

10.3

43.20

～

46.80

-26.12

～

-22.12

灰绿色，具砂砾状结构，层状构造，裂隙较发育，岩石风化较强烈，岩石破碎，质稍软，锤击声哑，钻进较困难。

岩石基本质量等级为Ⅴ级。

全场

分布

⑨-2中风化含砾泥质粉砂岩

（K-E）dn

最大控制厚度11.50

46.50

～

49.80

-29.82

～

-25.50

灰绿色，砾石成分主要为石英、砂岩、硅质岩等，砾径2～50mm，呈次圆状，含量30～７0%之间，具砂砾状结构，层状构造，裂隙较发育，岩石风化较弱，岩石较破碎，质稍硬，锤击声脆，钻进较困难。

岩石基本质量等级为Ⅳ级。

全场

分布

2、含水层分布特征

2.1拟建场地附近无大的水体分布，在勘探深度范围内，场地地下水可分为上层滞水、孔隙承压水和基岩裂隙水。

2.2上层滞水赋存于杂填土①层，其水量一般较小、不具承压性。

水源来自大气降水补给，水位受季节降雨影响，总体水量小、持续时间不长，采取一般重力式排水措施可避免对施工的影响。

勘察期间测得地下水水位埋深0.70～1.70m（相当于绝对标高19.18～20.41m）。

2.3孔隙承压水赋存于下部砂性土层中，水量丰富，具承压性，据现场抽水试验对抽水井和观测井观测，场地承压水水位埋深约为1.25m，相当于绝对标高为19.76m，年变化幅度3.0～6.0m之间。

勘察期间正处于丰水期。

2.4基岩裂隙水赋存于⑨-1、⑨-2层基岩裂隙中，接受区域迳流补给，水量不大，对基础施工影响较小。

其它各土层均为相对隔水层，对基础施工影响不大。

2.5根据场地水文地质条件，本场地地下水类型主要分为上层滞水和承压水两种类型。

上层滞水赋存于杂填土层中，水位及水量受大气降水及地表水体影响。

承压水主要赋存于④粉土层、⑤粉砂层，⑥细砂层及⑦）细砂层以及⑧砾砂层中，根据K21和K12孔观测结果，承压水地下水位埋深为1.25m，承压含水层顶面埋深为9.6～13.3m，基坑开挖深度为10.35m-15.5m，已揭穿含水层顶板，基底已坐落在承压水含水层中，承压水地下水位已高于基坑底面10.80m。

因此基坑开挖将产生坑底突涌现象，基坑开挖时应采取中深管井抽水对基坑进行疏干降水，抽降水位应低于基坑开挖深度0.50～1.00m。

3.现场及周边环境

该项目位于武汉市汉口新华路和长江日报路交界处。

西北侧距离基坑开挖边线2m有1栋8层旧建筑，西北角距离基坑15m有1栋5层旧建筑。

东侧距离基坑开挖边线2m有1栋2层旧建筑，其他相关旧建筑距离基坑开挖边线最少距离20m。

由于基坑大面积开挖深度约10m，基坑开挖专项监测方案由武汉市勘测设计研究院编制实施。

根据相关资料，开挖场地内无管线。

场地外的地下相关管线主要集中在场地西侧，新华路旁，主要是电缆管线。

如下图：

建设单位已委托武汉勘察设计院编制了专项的基坑监测方案。

4.土方工程概况

基坑开挖面积约11300平方米。

地下室两层，拟从北侧向南侧后退开挖，出土通道设在东南角。

本工程±0.000m=21.8m。

场地自然地面现状标高为21.00m。

土方开挖总量约10万立方米。

基坑开挖深度对照表

结构分区

分区面积

相对标高

开挖深度

工程量

A1

现场实际地面

-0.8m

0m

大面底板垫层2500m²

-10.15m

9.35m

承台垫层

-11.15m

10.35m

集水坑垫层

-11.15m

10.35m

A2

现场实际地面

-0.8m

0m

大面底板垫层3000m²

-10.15m

9.35m

主楼筏板垫层1800m²

-13.25m

12.45m

承台垫层

-11.15m

10.35m

主楼电梯井170m²

-16.3m

15.5m

B

现场实际地面

-0.8m

0m

大面底板垫层

-10.15m

9.35m

电梯井

-11.65m

10.85m

承台垫层

-11.45m

10.65m

土方开挖按照出图顺序及进度安排，遵循分区分块、对称开挖和先撑后挖的原则进行，在土方开挖前需要完成工程桩、基坑支护桩、内支撑立柱桩、井点降水的施工，考虑各区段的开挖条件不可能同时具备，土方开挖根据准备工作的完成情况穿插进行。

5、桩基及基坑支护概况

5.1本工程基础形式设计为桩承台基础，全部采用钻孔灌注桩。

其中主楼桩基形式为Φ1200钻孔灌注桩，桩长大于44m。

裙楼及地下车库桩基形式为Φ800钻孔灌注桩，桩长大于35.5m。

5.2本工程基坑支护主要采用单排灌注桩+混凝土内支撑+喷射混凝土的支护形式，主楼基础板与地下室底板交界处采用搅拌桩支护。

上层滞水采用喷射混凝土止水，承压地下水采用搅拌桩止水帷幕+中深管井降水。

由于场地大部分地表下15.5m范围内从上至下分别为

杂填土（0m~1.8m）→

粉质粘土（1.4m~4.5m）→

淤泥质粉质粘土（1.8m~7m）→④粉土（6.5m~10.6m）→

粉砂（9.6m~13.3m）→

细砂（15m~21.0m）。

基坑大面开挖深度为10~11米，主楼筏板电梯井最深处达15.5米。

6、降水工程概况

本基坑开挖深度在大面积在10.35m。

主楼筏板开挖深度12.45m，主楼局部电梯井坑开挖深度15.5m。

已揭露第

层粉土、第

层粉砂（主楼电梯井坑揭露第

层细砂0.3m左右）。

第

层粉土、第

层粉砂、第

层细砂含有大量承压水。

本基坑支护拟采用的地下水处理方法为周边侧向帷幕止水、中部中型井点降水。

基坑内共布置17口降水井，2口观测井。

其中A区基坑11口，B区基坑6口。

降水井设计深度为35m，观测井深30m。

顶标高21.00m，滤管长度19m，沉淀管1m；成孔直径为600mm，管径为300mm。

粘土封口为地面下13m。

单井出水量要求均能达到70T/H。

井点降水通过架设支管主管和基坑外排水沟引排至市政管网。

土方开挖

一、土方开挖施工部署及施工顺序

1.土方开挖主要情况

1.1基坑开挖必须遵守“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。

机械开挖严禁损坏工程桩、支护结构、降水设施等。

基坑周边支护排桩、搅拌桩止水帷幕，主楼与地下室底板交界高差处3排粉喷搅拌桩，工程桩、立柱桩，基坑内降水井和观测井（且已持续降水一段时间）相关施工内容已全部完成。

土方开挖拟分两个阶段进行。

1.2土方开挖主要施工顺序简介。

自然地面标高-0.8m。

基坑分阶段分层开挖，第一阶段开挖至冠梁及内支撑底面标高（相对标高-3.7m），开挖深度2.9m；第二阶段第一层利用支撑下运土坡道，支撑淘挖法施工；开挖至（相对标高-9m），开挖深度5.3m。

第二阶段第二层开挖至（底板垫层底相对标高-10.15m，承台底相对标高-11.15m），开挖深度1.15或2.15m，承台及电梯井随最后一次开挖成功，浇筑垫层，开始基础施工。

分级倒土开挖筏板（-13.25m），开挖深度3.1m，主楼电梯基坑（-16.3m），开挖深度3.05m。

1.3从A区往B区后退施工，分阶段分层开挖。

施工顺序为：

开挖A区基坑周边（B区出口通道硬化同时施工）→A区冠梁及土钉墙施工→A区中间岛无支撑土方放坡开挖至-7.5m→A区内支撑梁施工→B区基坑周边→B区冠梁及土钉墙施工→B区中间无支撑土方开挖至-3.7m→B区运土通道土方开挖、B区基坑内加工场地硬化→A区内支撑梁下施工通道土方开挖→A区底板、承台、主楼筏板土方开挖→B区东侧底板、承台土方开挖→B区加工场地范围土方开挖→B区西侧底板、承台土方开挖→B区运土通道及出口通道土方开挖。

2.第一阶段土方开挖

2.1最先开挖B区出口运土通道，挖至-3.70m，施工B区出口运土通道范围内支撑梁。

B区运土通道范围内支撑梁混凝土浇筑完成→养护5天→回填0.5m厚砖渣路基，并碾压→运土通道浇筑0.22m厚C30砼→B区出口运土通道路面混凝土强度达到75%→运土车辆通行。

即可以利用出口通道进行坑内运输道路的土方开挖及支撑底的淘土施工。

2.2从A区北侧开始进行土方开挖。

先开挖A区基坑周边土方，随即进行冠梁及护坡土钉墙施工。

第一阶段土方从自然地面约-0.8m开挖至内支撑底标高-3.7以下。

开挖深度2.9m范围是杂填土或粉质粘土，按照基坑支护设计图纸，放坡坡体设置C20混凝土面层，厚度5cm-8cm，钢筋进行铺设，并打设1.0m长Φ16@2m土钉或采用喷锚施工。

如下图：

2.3A区中间岛无支撑处土方按照1：

1.5放坡开挖至-7.5m。

由于边坡放置时间较长，-7.5m深度处靠近基坑周边一侧的1:

1.5边坡采用C20土钉墙喷射混凝土，，厚度50-80mm。

如下图：

A区无内支撑土方开挖完成，立即进行A区内支撑梁按设计要求、按规范要求进行施工。

2.4B区自然地面标高-0.8m，第一阶段开挖至-3.7m（内支撑梁底标高），开挖深度2.9m。

首先开挖B区基坑周边土方，按支护设计要求进行冠梁、喷射混凝土支护、工字钢的支护施工，将基坑周边的冠梁、土钉墙贯通成一整体。

B区无内支撑土方全部开挖至-3.7m，跟随土方施工进度进行B区内支撑梁的施工。

2.5注意事项

2.5.1本次开挖出的立柱桩顶、支护桩顶，桩顶300mm范围、桩侧500mm范围内须人工清土。

随开挖出的支护桩，随清除支护桩桩顶杂质、浮浆至桩顶设计标高。

桩头必须敲凿到位（敲至混凝土密实部位），并清理干净。

2.5.2土方在大面积开挖的同时，及时插入支护体系钢筋砼支撑、支护桩压顶冠梁、立柱桩桩顶结点施工等，即施工流水段挖土施工基本完毕，具备钢筋砼支撑的施工条件时，随即展开水平支护体系施工。

每组钢筋砼支撑应同相连的冠梁压顶、立柱桩顶同时施工。

2.5.3支撑底部应超挖100mm，将松土清除，满铺竹笆，并在水平支撑梁底部浇筑100厚C15混凝土垫层作为梁底模，垫层每边宽出支撑梁100mm，面铺硬质塑料薄膜，用以保证钢筋砼支撑底面的平整度，以及底模与混凝土构件完全脱离。

2.5.4土方开挖到围护桩与挖土边线一段时,随土方开挖一片即插入卸载平台、土钉墙的施工。

卸载平台、土钉墙施工中须将平台上排水明沟以及挡水坎一并做出，土钉墙坡顶与施工场地地表排水沟间须进行硬化处理。

随护坡的开挖将出土口上出车坡道一并挖出，出土口上坡道按通车道路施工（硬化处理），坡度不大于1：

8（高宽比）。

2.5.5本次出土量约为4万立方；能展开机械大面积开挖，每日平均出土量按0.3万立方估算，净15天完成；每台挖机每天挖土1000立方，至少配置3台挖土机；按每台挖机配置20辆运土车，需配置60辆运土车辆。

（运土车辆数量根据弃土运距的长短调节）

2.5.6整个土方开挖遵循对称、分层、信息化施工的原则。

本阶段开挖部位为杂填土和淤泥质粘土，土质状况较差，开挖中按照1：

1或1：

1.5放坡。

3第二阶段土方开挖

3.1支撑下运土坡道的开挖由于内支撑梁上无法行走载重汽车及土方开挖机械的行驶。

所以A区内支撑梁下土方只能采取内支撑梁下运土坡道运出。

3.1.1B区运土通道放坡开挖，为便于运土汽车能顺利爬坡，运土坡道1；8。

坡道顶标高为-3.7m，坡底标高-9m，斜长40m。

由于运土坡道时间较长，估计要使用1个月。

考虑运土通道两侧临时边坡稳定性，运土通道两侧放坡1：

1.5，并挂设钢筋网片Φ6.5@250，喷射50-80mm厚混凝土，设土钉，做临时边坡支护。

B区运土坡道采用大反铲开挖。

3.1.2开挖B区运土通道的同时，浇筑B区西侧的基坑内临时加工场地C30混凝土地面。

加工场地面标高-3.7m，与内支撑梁底标高一致。

临时场地主要作用为A区主楼提供钢柱吊装卸货场地、钢筋加工、模板加工、临时仓库等。

B区运土通道及B区临时加工堆场平面图如下图。

B区运土通道纵断面图如下;

3.2A区内支撑梁强度达到设计强度，即开始A区运土通道范围的支撑下淘土开挖。

运土通道垫0.5m厚砖渣，面标高-9.0m。

基坑内支撑梁下土方采用2-3台小反铲接力倒出土方，大反铲

在支撑外将土方装上自卸汽车，如下图。

运土通道断面图如下图：

整个运土通道的位置及剖面图、断面图如下图：

3.3整个坑内运土通道贯通后。

先从A区坑底运土通道开始，反铲前进挖土，开挖A区北侧坑底运土通道-9m至支撑底部土方（-3.7m）。

利用坑底运土通道不断向周围扩散挖土，扩大工作面，便于汽车、反铲能回转。

无支撑部位的土方先挖，有支撑部位土方后挖。

先将A区北侧无支撑处土方用大反铲全部开挖至-9m。

然后利用2-3台小反铲接力方式淘挖内支撑下部土方。

底板垫层上部预留1.15m厚土方，以免挖机及汽车运输机械行驶扰动基槽土方。

平面图如下图：

3.4A区北侧所有土方全部开挖至-9m厚。

小反铲采用退挖方式，直接见底板垫层底及承台底，预留0.2m厚土方，人工清理。

小反铲能挖到基坑底承台以上200mm的土方（含部分桩间土），余土人工清运，抛至小反铲工作面及时带走。

2台小反铲接力传土方式，逐步退挖至支撑投影外；大反铲装土上车，退挖至运土通道附近。

最后开挖运土通道。

开挖一片，立即进行封底浇筑垫层混凝土。

严禁反铲重新回到已开挖成功的基槽上。

如下图：

A区其他部位土方开挖同以上方式。

3.5开挖主楼筏板如下图：

汽车依旧停留在-9m土面平台上，主楼电梯基坑最深处-16.35m。

开挖深度7.35m。

长臂反铲就一次就可以施工到底（如长臂反铲施工困难），可以采用如下分层分级倒土开挖，如下图

3.6在A区土方开挖完成后，即开始B区东侧支撑下土方开挖、无支撑土方开挖。

3.7待A区北侧地下室平±0.000m或-1F层顶板混凝土浇筑完成后，B区西侧加工场地开始破除硬化混凝土。

开始开挖有支撑土、无支撑土方。

3.8最后进行基坑出口通道土方开挖。

出口通道周围形成1：

1.5的放坡。

以保持内支护桩的稳定性，土方不扰动。

由于基坑内出土通道要经常行驶载重车辆，所以此范围支撑梁上部设0.5m砖渣缓冲层，砖渣上进行220mm混凝土硬化。

为防止运土通道对内支撑系统的扰动及增强运土通道的整体性，根据内支撑底部土方的实际情况，运土通道路面可增设钢筋网片。

3.8.1基坑内收土至出口通道范围，停止开挖。

如下图：

3.8.2停止开挖，先破除

#、2#内支撑梁处的混凝土路面，然后进行挖土施工。

小反铲把土传递至阴影区域，大反铲取土装车运走。

严禁反铲机械碰撞支撑。

如下图：

3.8.31#、2#支撑区域土方开挖完成后，破除3#、4#内支撑梁处混凝土路面，进行挖土施工。

小反铲倒土至阴影范围，长臂大反铲取土装车运走。

如下图：

3.8.43#、4#支撑区域土方开挖完成后，破除5#、6#、7#内支撑梁处混凝土路