红星国际星城土方开挖施工方案.docx
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红星国际星城土方开挖施工方案
施
工
方
案
红星建筑工程有限公司红星国际星城项目部
二00七年十一月四日
目 录
一．编制说明
二．工程概况
三．基坑测量施工方案
四．基坑支护施工方案
五．土方工程施工方案
六．基坑开挖监测措施
七．安全文明施工
八．基坑护壁抢险技术
一．编制说明：
1、为预防施工现场土方坍塌事故的发生，保证施工安全，依据《建筑法》、《安全生产法》及《建筑施工安全检查标准》的要求，特编制此专项方案，以指导现场安全作业。
2、本工程基坑开挖深度达12.80m，土方开挖及基坑支护专项施工方案必须组织专家审查，方案通过专家审查后方可实施。
3、本专项方案是单位工程《施工组织设计》的补充性文件，方案编制完成后须经公司主管部门负责人、总工程师及总监理公程师审批签字后，方可作业。
二．工程概况
1.1红星国际星城为高层建筑,层数为30层,高度99.5m,设计地坪标高52.40m。
建筑物等级为一级，结构类型为框剪结构，设地下室三层，地下室底标高39.40m。
1.2本工程位于韶山南路与湘府南路交汇处东南角，建筑物外边长121m，宽63m，基坑开挖深度为12.8m，东南向车库入口处土方暂不考虑开挖。
基坑西侧距韶山路边线最近处5.93m,北侧距湘府路边线最近处5.97m，南侧紧邻红星大市场，东侧紧邻莲湖大厦，且建筑物或埋藏地下水管、电信、电缆、排污管道等多种地下管线，基坑面积约达8000平方米，属大面积基坑，土方量大，约11万立方，土方开挖工期较长，基坑降水质量是土方开挖施工进度的关键，对周围环境影响很大，所以本基坑对侧壁变形控制的要求较高。
1.3工程地质及水文概况：
根据中国有色金属工业长沙勘察设计研究院2007年10月所做：
红星国际星城《工程地质勘察报告》，本建筑场地地层自上而下依次为：
人工填土：
局部地段表层为约20cm的砼地面，以下为杂填土，褐红、衬褐黄等色，大部分地段由砼块、碎砖等建筑垃圾混30%的粘性土组成，堆填时间约10年。
未经分层压实，结构松散。
部分地段由粘性土混20~30%的砼、碎砖等组成，呈稍密状态，层厚：
2.20～3.90m。
第四系新近冲积含有机质粉质粘土：
褐灰，软塑，具腥臭味。
层厚：
0.60～1.10m。
第四系冲积粉质粘土：
褐灰、棕黄色，呈可塑~硬塑。
层厚：
0.50～2.10m。
细砂：
褐灰褐黄色，砂成分为石英质，含粘性土约25%及少量圆砾,呈湿~饱和稍密状态。
层厚0.50～1.40m。
卵石层：
褐黄灰白色，成分为石英质，不均匀含粘性土及砂砾石约30%，层厚0.50～1.40m，
第四系残积粉质粘土，暗红、褐红色，层厚0.20～4.10m。
第三系泥质粉砂石：
泥质粉砂岩：
暗红、紫红色，主要矿物成分为石英、长石、云母及粘土矿物等，泥质胶结。
强风化泥质粉砂岩：
褐红色，大部分矿物已风化变质，层厚0.3-4.8m。
中风化泥质粉砂岩：
褐紫、红褐色，部分已风化变质，揭露厚度12.00-24m.
潜水的稳定水位埋深为3.5-4.0相当于标高47.66-48.65m，水位随季节而变化。
1.4基坑特点、重点、难点分析及对策
土方特点：
本工程土方量大，基坑深度大，技术难度高，工期要求短；基坑周边管线复杂，场地狭窄，土方运输困难。
施工要点：
合理安排挖土顺序、出土口；土方开挖分段进行交叉流水作业；土方大开挖坚持先加固、后开挖，挖出护壁土面后立即作好护坡处理；土方开挖以15×15米为单位，分块进行，逐步后退。
1.5编制依据及原则
1、《中华人民共和国建筑法》；
2、《中华人民共和国安全生产法》；
3、《建设工程安全全生产管理条例》；
4、《建筑施工安全检查标准》；
5、《红星国际星城工程施工图纸》；
6、《红星国际星城工程地质勘察报告》；
7、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；
8、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001；
9、《红星国际星城工程施工组织设计》；
10、红星建筑工程有限公司企业质量、职业健康安全、环境管理体系文件。
11、《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002；
12、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；
13、《基坑土钉支护技术规程》CECS96:
97；
三．基坑测量施工方案
按基坑围护图纸要求，沿基坑开挖面放好开挖边线，临基坑围护线放坡，放坡系数具体各断面详见基坑围护图，基坑边工作面放800宽，沿工作面周边做300×300排水沟，转角处做1000×1000×1000集水井。
测量放线及测量桩点的保护
（1）在基坑开挖之前，场内所有的红线桩及建筑物的定位桩，全部经市规划部门测量核准。
明确在桩基施工阶段红线及定位桩是否产生位移，若有移位应会合规划部门、设计单位、建设单位研究处理方案。
（2）对场边道路及场内的临时设施做好定位标记，以备观测。
（3）在基坑开挖前，要根据施工图纸、基坑开挖放坡坡度及核准的轴线桩测放基坑开挖上下口的白灰线。
绘制出基坑位置及基坑上下口开挖线位置图→撒开挖白线、验线→-5.630m基坑土方开挖→撒-12.80m基坑开挖白线、验线→-12.80m基坑边坡支护及开挖→坑底找平修整
（4）因此，在基坑开挖前，基坑开挖范围内的所有轴线桩和水准点都要引出施工活动区域以外，用大方木桩深打后钉上铁钉并加以保护。
（5）所有的测量木桩、红线点一经核实后，项目部就应落实专人对其进行定期检查复核，以确保红线的准确性。
要及时复撒灰线，将基坑开挖下口线测放到基坑底。
及时控制开挖土标高、做到5m扇形挖土工作面内，标高白灰点不少于2个。
（6）认真执行开挖样板制，即凡重新开挖边坡坑底时，有操作技术较好的工人开挖一段后，经测量人员或质检人员检查合格后作为样板，继续开挖。
施工人员换班时，要交接挖深、边坡、操作方法，以确保开挖质量。
（7）开挖边坡时，尽量采用沟端开行，挖土机的开行中心线要对准边下口线。
要坚持先修坡后挖土的操作方法。
挖土施工放坡
放坡按二级放坡5.63m按70度放坡然后水平段留置0.8m水平段，7.17m按70度放坡至坑底。
四．基坑支护施工方案
按设计院提供的土钉墙设计方案进行施工
喷锚网支护技术（新型土钉）原理是利用沿途介质的自承能力，借助锚杆与周围土体的摩擦力和粘聚力，将外部不稳定土体和深部稳定土体联在一起，形成一个稳定的组合体。
锚杆端部互相连接的喷射混凝土面板，由于紧密嵌固于土体中，它不仅能很好的调节锚杆相互之间的应力分布，而且可以很好的起到防水作用。
一是防止水冲刷边坡给基础施工带来不便，二是可以有效地防止地下水的渗漏，避免周围地面沉降，影响建筑物的安全。
喷锚网由于采用水平压力灌浆新技术，大大加强了地面的承载能力。
喷锚网支护方法的施工不单独占用施工工期，它和土方开挖同时进行，边开挖边支护,无污染，噪声低。
到最后的收口时，灵活机动，可以开口放坡、降低马道或者台阶开挖，以便最大限度提高开挖功效，但土回填马道后，再用锚杆将出口加固复原，对边坡无任何影响。
1土钉墙支护的设计方案
见设计院提供的土钉墙设计方案进行施工
2网喷砼护面设计
见设计院提供的土钉墙设计方案进行施工
3注浆
因为注浆砂浆体的强度远比土体强度为高，因此土层锚杆设计中砂浆体强度不是控制参数。
锚杆注浆全部采用孔底加压注浆，注浆压力为0.5mPa，对于松散地层注浆压力为1.0-1.5Mpa。
注浆配合比：
水泥：
砂：
水=1：
0.5：
0.45。
并加三乙醇胺等。
4、具体施工措施
土方喷锚支护的施工流程为：
制锚→开挖基坑→钻孔送锚→注浆→修坡编网筋→喷射砼→开挖下层
4.1制锚
锚杆体：
Φ25钢筋，技术质量要求：
锚长允许误差-20cm
锚杆体每隔3-4m做对中架
锚杆体（钢筋）搭焊长度≥5d，双面焊
5开挖
喷锚网支护的特点是边开挖边支护。
为保证基坑边壁在开挖工程中土体应力场和应变场不产生过大变化，因此，对土方开挖有严格要求，挖土必须分层分段开挖
6钻孔
用洛阳铲和空气冲击钻成孔。
技术质量要求：
孔径大于14cm
孔深允许误差-20cm
打设角一般为3°-8°。
孔位迂障碍物时允许变动。
7注浆
一般为底部注浆
技术质量要求：
配比为水泥：
砂：
水=1：
0.5：
0.45，并加三乙醇胺0.3‰
注浆压力大于0.5Mpa
水泥普425#、中细砂。
8修坡面
注浆后进行修坡面，使坡面平整。
严格控制坡面到地下室墙体距离。
9编网及焊接
技术质量要求：
网筋Φ6@200×200,Φ6为Ⅰ级钢
网筋搭焊长度≥10cm,多于3个焊点;
锚头"井"字型,25×25cm,焊接充满空隙
10喷射砼护面
技术质量要求:
材料:
普通425#水泥、中砂、碎石或豆石（粒径小于15cm）
配合比:
水泥:
砂:
石:
水=1：
2：
2：
0.4，冬期加3%速凝剂（水泥重量比）
配料的搅拌，上料后水砂石经过喷浆机和输送料管混合，即可达到均拌的目的。
砼强度C20
喷射砼面层每天浇水养护2-3次，养护7天。
11开挖下层
开挖下层土方时间与上层喷射砼强度、注浆强度、地质条件，边壁位移量有关，一般上层砼面层喷射24-36小时后方可进行下层开挖。
5、施工监测
锚喷网支护监测是支护设计中的重要组成部分。
通过监测手段可随时掌握基坑周边环境的变化及支护土体的稳定状态、安全程度和支护效果，为设计和施工提供信息。
通过信息反馈体系，可及时修改支护参数，改善施工工艺，预防事故发生，本工程基坑设以下监测项目：
1、监测基坑边壁的位移，绘制位移时程曲线，分析变形速率和位移量，确定其对边坡稳定、对地面建筑物和地下管线的影响程度。
监测点位置待开挖3m（两排锚杆）后确定监测结果。
2、监测基坑北侧4层楼房的沉降，绘制沉降时程曲线，分析沉降过程趋势和各测点的不均匀沉降量，确定其对楼房的影响程度，监测数据见附图。
6、应用效果
6.1缩短了工期，土方开挖与边坡支护同步进行。
6.2解决了场地狭小给施工带来的不利影响，并保证了相邻建筑的安全，基坑四周建筑物和地下各种管线安全无恙。
6.3支护效果良好，基坑支护完成后，根据对基坑边壁几何尺寸进行的测定，边壁完全符合地下室墙体外墙模的要求，另根据基坑边壁位移的时程曲线分析，基坑边壁位移收敛，最大位移量为22mm。
1）、土钉墙施工注意要点：
（1）、上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后，方可开挖下层土方及下层土钉施工。
（2）、基坑开挖和土钉墙施工应按设计要求自上而下分层分段进行。
在机械开挖后，人工修整坡面，坡面喷混凝土支护前，清除坡面虚土。
（3）、土钉成孔施工宜符合下列要求：
孔深允许偏差：
±50㎜
孔径允许偏差：
±5㎜
孔距允许偏差：
±100㎜
成孔倾角偏差：
±5%
（4）、土钉墙编网要求：
钢筋保护层厚度≥20㎜；本工程钢筋网与土钉连接采用焊接。
（5）、土钉墙施工位移监测
在需支护坑体每边设位移、沉降观测点各二个。
土钉支护监测是支护设计中的重要组成部分，通过监测可随时掌握基坑周边环境的变化，以及支护土体的稳定状态、安全程度和支护效果，为设计和施工提供信息，通过信息反馈体系，可及时修改支护参数、改善施工工艺、预防事故发生。
五．土方工程施工方案
1．施工进度计划及保证措施
计划施工工期为40天
土方工程量
113000m3
2．施工部署和施工方法
车辆行车
车辆行车，挖土时留置车道8m宽，并铺设500厚砖碴做临时道路，从西向东边挖边退。
车辆远离围护墙靠边行走。
配置5台挖掘机及50辆自卸车，视天气及交通情况增减机械。
土钉墙围护是随着基坑挖土的进行而逐步施工的，因此土钉墙施工与挖土作业交叉进行，二者的配合至关重要，直接关系到基坑的安全和施工工期，需合理安排，分层分段作业。
本工程采用全封闭明挖法，开挖总体思路是：
1）由西开始向东方向分层分段退挖，每段约10m，放坡段每层深度约3m。
土方开挖走向如基坑土方开挖走向示意图所示。
挖土从上面下分层分段依次进行，每层开挖深度不得超过同层土钉墙下0.5m,每层分段开挖长度不得超过30m,开挖面宽度不得小于同层土钉长度，且不得大于10m，严禁超挖或在上一层未加固完毕就开挖下一层。
下层土方应在上层土钉墙完成且养护至少48-72小时后才可继续开挖。
在挖方边坡上如发现有滑坡等土体，向挖方一侧滑移和软弱夹层、裂隙时，及时清除和采取相应措施，以防上崩塌与下滑；当遇到地下管线时，应通知市政、电力部门，将期移位后再行施工。
基坑的土方开挖根据基坑的深度和实际的地质条件进行分层开挖，在整个基坑开挖过程中应做好各项工序的搭接，作到随挖随做支护，以保证基坑支护安全。
2.2施工方法
（1）土方开挖施工采用水平分段，垂直分层的方法施工。
每段大约10m到15m之间，每层约3m深。
（2）每段土方施工时先在两边需要设置土钉墙的位置挖开一条约1/4基坑宽度的沟槽，提供工作面给土钉、喷锚网插入施工，然后再挖中间的土方。
（3）土方工程采用退挖分层分段施工，根据施工部署的走向，向出土口退挖。
具体施工时，每段端部基坑又分为两个作业面同时挖土，每作业面上均配置一到四台反铲下挖机，一台推土机配合堆土，按流向直接挖至分层面标高，即挖即装车即转运。
（4）预留车道土方施工段采用台阶后退法施工。
具体施工时，从各期段端部基坑的远端角开始，分层挖至出土口的土台阶后，呈放射状向该段的出土口方向后退挖土，边挖边传递土方，所挖出的土方经下挖机分级传递至基坑顶面后，直接装车转运至存土场堆放。
（5）挖土施工时与锚杆施工相互配合，交替进行。
在挖至锚杆下部0.2m处，待该层锚杆完成后，才可向下继续开挖。
按照此办法分层分段挖至基坑底设计深度以上30cm，再用人工挖整平至基坑底设计深度。
（6）有超前钢管挡土支护结构的基坑，土方开挖该钢管顶标高土面后，马上插入施工，并且待超前钢管施工注浆完成后，方可进行土方开挖。
（7）对设有预应力锚杆（索）的土层，需待该土层的支护面喷锚网和预应力杆（索）注浆达七天后并张拉完毕，方可进行下一层土方开挖施工。
（8）在施工过程中，要注意做好施工降水施工排水的组织及措施。
施工降水排水另见有关专题方案。
（9）土方开挖过程中，派人对挡土支护结构进行配合监测，如发现挡土支护结构有偏移过大的现象，立即采取回填加固等有效措施进行处理，待加固措施完成后，基坑偏移趋于稳定时才能继续进行开挖。
机械挖土过程中，配有经验丰富的施工人员现场指挥，切实保护好桩身、超前钢管及锚杆支护系统不受碰撞，及配以一定的人工挖土。
基坑排水
基础土方工程施工期间，项目部决定在每条轴线基坑旁采用人开挖一条排水沟，排水沟宽300mm，起点深为200mm按0.5%的坡度进行施工，且为保证排水沟的顺利工作，排水沟边坡定为1：
0.77。
在排水中遇个别地式较高处，人工开挖1×1米集水井作为过度
2.3施工机械设备表
1反铲挖掘机5台（1.0m3）
开工进场
2自卸汽车：
50辆（15t）
按进度配备
3凿岩机2台
按进度配备
4凿岩风镐10台
按实际地质情况及进度配备
5推土机2台
按进度配备
6洗车器2台
开工进场
7抽水机6台
开工进场
3各项施工措施
3.1产品保护措施
（1）对锚杆（索）头监测控制点和水准点派专人进行跟踪保护，严禁野蛮施工，蓄意破坏。
（2）土方开挖时做好施工监测工作，防止边坡发生过大的下沉或变形，如变形超过限值，必须采取加固措施。
（3）施工中如发现有文物、地质（震）部门设置的长期观测点及地下管道等时，将通知监理和甲方处理。
六。
基坑开挖监测措施
（1）在施工过程中对维护结构的基坑顶土体和桩顶变形进行监测，通过监测掌握围岩、支护结构、地表的动态，及时预测和反馈，用其成果调整设计，指导施工。
变形容许值、预警值按（GJB02-98）相关规定选取。
当变形值超过时，应立即停止开挖，并通知设计和监理，采取有效措施，确保安全后方可继续施工。
（2）开挖过程应对支护结构顶的水平位移、预应力锚杆的应力变化、场地范围内的水文进行监测，须满足设计及规范的要求，如发现异常情况时，立即停止开挖，采取有效的加固措施后，确认安全后方可继续进行施工。
（3）施工过程须对基坑周边的地下水位、水土压力等进行量测。
（4）具体监测内容详见监测专项方案。
3.3工期保证措施
本工程土石方工程量大，开挖困难，工期紧，为了顺利按期完成本站的工程施工，我司将增加足够的施工机械，不惜成本，计划将土方全部外运，以免因土方在场内转运而影响施工进度。
因为土方外运量非常大，故计划安排日夜连续外运土方，并派专人组织指挥交通，处理好出土车流量的问题，以免引起交通混乱和堵塞。
开挖阶段，统筹指挥好各台挖掘机的施工、锚杆及锚索的施工、喷锚网的施工，避免各机乱挖乱运，引起挖开坏口的情况，合理安排出土口和出土线路，提高挖掘机、运土车的工作效率。
3.4质量、安全保证措施
（1）施工前做好管理人员、各班组的安全交底和技术交底工作。
（2）基坑周围设置钢管护栏，护栏采用水平两道Φ51钢管，钢管立柱间距3.0m。
并在明显位置挂安全警示牌。
（3）机械开挖严禁在高度超过3m或在不稳定土体之下“偷岩”（无坡脚及负坡脚）作业。
在挖方边坡上如发现有危岩、孤岩、古滑坡等土体或导致岩（土）体向挖方一侧滑移的软弱夹层、裂隙时，应及时清除和采取相应措施，以防止岩（土）体崩塌与下滑。
（4）基坑周边布置明沟排水，每隔30m设集水坑，其它楼采用放坡开挖
（5）加强基坑周围建筑物、基坑和钢支撑的变形监测，遇暴雨等异常情况应加密监测周期。
如变形有异常，应立即停工，分析原因，及时采取措施补救。
（6）注意施工场内安全用电。
（7）夜间施工做好照明及安全防护工作。
夜间施工照明的准备
基坑开挖期间，夜间照明用电：
所有用电均可以从现场配备的配电箱内接引通过手提小电箱架空至土方开挖区域。
整个施工现场的夜间照明通过用钢管架子架高安置的2个5000W大太阳灯照明。
施工范围内的夜间照明采用活动灯架，每个灯架安装1000W小碘钨灯，每两个基坑配置一个灯架。
（8）施工时推土机一般需要在地下水位0.5m以上推铲土；挖土机一般需要在地下水位0.8m以上挖土，以防机械自重下沉。
（9）基坑开挖后尽量减少对基土的扰动、基坑底部以上30cm土层采用人工挖土，严禁机械开挖。
（10）防止施工顺序不合理：
土方开挖宜先从低处进行，分层分段依次开挖，形成一定的坡度，以利于排水，严禁大锅底式开挖。
。
（11）在地下水位以上挖土。
地质资料反映有细砂及中粗砂层的工程项目，必须有截水和降水等有效防止流砂措施。
（12）防止基坑边坡不直不平，基底不平，尺寸不足的情况，加强检查，随挖随修，并认真验收。
七．安全文明施工
1、操作安全技术措施
①现场施工人员必须进行技术交底，并持证作业，挂牌负责，定机定人操作。
②所有进场机械必须进行严格的检查，保证机械设备完好。
③夜间施工配备足够照明，主要通道不留盲点。
④加强基坑监测，发现问题及时能报各施工方，并会同维护单位做好应急处理。
2、文明施工措施
①工地内车辆出入口配置高压水枪冲洗，所有驶出现场的车辆必须冲洗干净后才能上路行驶。
②场内不大面积积水，所有泥浆、污水、废水必须经沉淀处理后才能排入排水管道。
③施工前办好施工许可证、余泥渣土排放证、夜间施工许可证、散体物料运输准运输等证件，复印件在施工现场办公室张贴。
④施工垃圾要层层清理，设立垃圾池集中堆放。
搞好与相关单位的关系，本着“与人为善”的态度，出现纠纷通过组织途径解决，严禁聚众打架。
3环境保护与卫生
①遵守有关规定并采取措施降低设备噪音，防止噪音污染。
②遵守有关散体物料管理的规定，所有散体物料在排放、运输选择合格车辆进行。
③施工现场内的各类炉灶禁止使用有毒物体作燃料，禁止燃烧各类建筑废料和生活垃圾。
④教育员工，并做好检查监督工作，保持环境卫生，严禁随地大、小便。
八．基坑护壁监测及抢险措施
.监测内容：
沉降监测、位移监测、深层监测及基坑周边的变形观测等。
.监测点设置：
地表沉降、位移观测点50个；深沉土体位移监测孔12个。
.观测预警值：
连续三天位移速度达3毫米/天或地表位移量累计增加20毫米；地面累计沉降超过基坑深度的1％；深层土体位移累计60毫米。
4.观测成果分析：
每天进行观测成果汇总并绘制沉降（S）——时间（T）关系曲线图、沉降（S）——水平位移（L）——距离（H）关系展开曲线图；每三天对绘制图形及观测结果集中进行讨论，分析变形是否过大及是否趋于稳定，并确定是否需进行采取补救措施。
监测结果：
监测结果表明：
临边地面开裂、土钉支护边坡的沉降、位移量均控制在预定的范围内，基坑施工始终是安全、稳定的，邻近建筑构物未发生实质性沉降，证明总体方案是非常成功的。
应急措施
1.开挖到某一层面时，若出现土体位移过大，应先将基坑回填掉，并尽快查找分析原因，采取补救措施。
2.若坑内土体隆起，应在坑内利用重物压制隆起土体的同时，对坑外土体加固或对坑外土体进行降方卸荷。
3.基坑内保证有一台挖土机可以随时调用，如发现开挖后坡顶位移、沉降呈增大趋势且不收敛，立即用挖土机挖土向坡脚回填土方，直至位移稳定再采取加固措施。
基坑工程的破坏率较高。
因此，配合施工过程的监测与信息反馈技术，如基坑护壁帷幕漏水化学灌浆抢险技术
在基坑开挖期间，设专人检查基坑稳定，发现问题及时能报有关施工负责人员，便于及时处理。
在施工中如发现局部边坡位移较大，须立即停止开挖，能知围护单位做好加固或加密锚杆处理，进行边坡喷砼，待稳定后继续开挖
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