深基坑支护施工方案.docx
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深基坑支护施工方案
西安市第二污水处理厂二期工程
深基坑专项施工方案
编制：
审核：
审批：
中国中铁一局集团市政环保工程有限公司
西安第二污水处理厂二期工程项目部
二〇一二年七月
目 录
第一章、工程概况1
一、工程概况1
二、基坑支护方案的设计1
（一）设计依据1
（二）地质情况及护坡形式1
（三）地质参数及拟定措施2
第二章、施工总体布署5
一、施工程序（各工序的综合协调）8
（一）土钉墙：
8
（二）土方8
（三）管井降水8
二、基础施工阶段的施工流程9
三、施工部署10
（一）工程目标10
（二）施工准备10
（三）各项资源需要量计划10
第三章、基坑支护工艺流程11
一、土钉墙护坡工程施工11
（一）工艺流程11
（二）土钉墙施工方法：
11
（三）施工技术要求13
第四章、质量保证措施15
一、组织保证体系15
二、质量管理程序15
三、各分项工程质量标准15
四、各分项工程质量保证措施16
五、基坑监测方案16
（一）观测点的布置：
16
（二）观测精度要求：
16
（三）观测时间的确定:
16
（四）场地查勘与记录:
16
（五）注意事项17
六、质量问题的处理17
七、技术资料17
第五章、安全生产与文明施工17
一、安全组织机构17
二、安全生产措施17
三、文明施工措施18
四、文物保护19
第六章、雨期施工措施19
第七章、土钉墙支护计算书20
一、参数信息:
20
（一）基本参数：
20
（二）荷载参数：
21
二、锚杆抗拉承载力的计算:
22
三、土钉墙整体稳定性的计算:
23
四、抗滑动及抗倾覆稳定性验算25
第一章、工程概况
一、工程概况
西安市第二污水处理厂二期位于西安市丈八北路以西，皂河与大寨路交接处，以大寨路为界分南北两个厂区，场地地貌属关中平原，土质以湿陷性黄土为主。
粗格栅及提升泵房为拟建工程的单体工程，厂区内西邻总配电室，东靠细格栅及沉砂曝气池，北依1#终沉池，南侧靠厂区临时围墙。
本工程基坑面积约为600m2，周长约140m，基坑开挖深度16.79m。
该构筑物施工场地较狭窄，基坑开挖深度较深，必须采用有效的支护措施以稳定基坑壁，确保粗格栅及提升泵房基坑施工的安全。
根据场地地质资料、基坑开挖深度、场地周围环境条件以及工期的要求，基坑分二级台阶开挖，第一级放坡大开挖，坡度1:
0.5,；第二级坡度1:
0.3，坑底工作面宽0.6m,坑壁支护采用土钉喷锚支护。
二、基坑支护方案的设计
（一）设计依据
（一）本工程《岩土工程勘察报告》及设计图纸；
（二）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；
（三）《建筑地基与基础设计规范》（GBJ7-89）；
（四）《混凝土结构设计规范》 （GBJ7-89）；
（五）《建筑施工计算手册》中国建筑工业出版社出版；
（六）《实用土木工程手册》第三版人民教同出版社出版；
（七）《地基与基础》第三版中国建筑工业出版社出版；
（八）《土力学》等相关文献进行编制；
（二）地质情况及护坡形式
根据西安市第二污水处理厂二期工程岩土工程勘察报告：
粗格栅及提升泵房所处区域内场地地层自上而下依次为：
第①1层为素填土，，可塑，中等压缩性，场区内该层层底标高在394.61—394.13m之间，厚度变化在5—5.4m之间，具有较好的承载性能，可作为构筑物基础的持力层；
第②-1层为黄土状粉质粘土，场区内该层层底标高在392.31—389.83m之间，厚度变化在2.3-4.5m之间，可塑，中等压缩性，具有较好的承载性能，可作为构筑物基础的持力层；
第③－2为中粗砂层，厂区内该层层底标高在389.11-383.53m之间，厚度变化在6.2-7.7m之间，以透镜体形式分布在3-1层粉质粘土层上部，部分以透镜体形式分布在3-1层粉质粘土层中，层位不稳定，工程性质好，为非液化土，为基础持力层的非软弱下卧层；
第③-1和第④-1层为粉质粘土层，层位稳定，都属中等压缩性土，具有较好的承载能力和工程特性，可作为基础持力层，第4-1层粉质粘土层的顶标高在383.11-383.09m之间。
基坑支护采用土钉墙喷锚混凝土支护方案，即基坑四周分层挖槽分层支护，靠设置于坡体中的土钉被动受力（主要是受拉作用），提高土体的抗剪切强度，同时混凝土面层则起到限制和约束基坑土体侧向变形的作用。
基坑开挖在支护完成后进行。
主要包括土钉施工、钢筋网混凝土面层施工及排水系统等施工。
（三）地质参数及拟定措施
据该场地勘察报告，本工程场地标高计算时按±0.00考虑的土层厚度见图,计算时选出土层厚度及参数详见下表：
序号
土层
名称
层厚（m）
粘聚力C（KPa）
内摩擦角φ（0）
重度γ（KN/M3）
1
素填土
5.0
25.5
23.3
18.4
2
黄土状粉质粘土
3.3
24
22
18.5
3
粉质粘土
8.5
25
22.5
19.2
结构内力计算：
采用极限平衡理论方法，并结合本地区土钉墙支护施工经验进行设计与计算。
成果如下：
基坑开挖采用二级放坡，第一级台放坡大开挖，坡度1:
0.5，第二级台阶1:
0.3，土钉墙喷锚；基坑四角设置4口￠500降水井；
1）土钉分布：
横向2.0m，竖向1.5m梅花状布置。
2）土钉孔：
倾角15°；
3）土钉杆：
采用直径48mm厚壁钢管为土钉杆；
4）注浆：
孔内注入水灰比为1∶0.45的纯水泥浆（普硅P.O32.5）；注浆压力0.5-1Mpa。
5）土钉位置:
共设计5排,具体布置详见附图。
6）土钉长度：
自上至下各排长度见下表；具体详见结构计算书附表。
1）土钉设计参数
序号
名称
设计参数
一级台
二级台
1
土钉墙放坡
1:
0.5
1:
0.3
2
土钉垂直间距
/
1.5
3
土钉水平间距
/
2
4
土钉倾角
/
15°
5
土钉直径
/
48mm
6
土钉水泥浆体强度
/
15Mpa
7
土钉水泥浆配比W/C
/
0.45
2）土钉主筋规格及长度：
排数
1
2
3
4
5
6
7
8
锚筋规格
Ф48
Ф48
Ф48
Ф48
Ф48
Ф48
Ф48
Ф48
锚筋长度（m）
10
10
10
10
10
10
10
10
3）喷射砼:
序号
名称
设计参数
1
设计强度
C20
2
水泥:
砂:
碎石：
8880速凝剂
1:
2:
2：
0.03（重量比）
3
喷射厚度
100mm
4
钢筋网
Ф6@200mm×200mm，保护层为30～50mm，另外为保证坡顶稳定，在坡顶做1.0m的钢筋砼翻边
5
锚头
露出表面土钉头用Φ16筋纵横焊接连接
第二章、施工总体布署
一、现场组织机构框架图
二、组织机构主要人员职责
（一）项目经理职责
（1）项目经理根据我方法定代表人授权的范围、时间和内容，对开工项目自
开工准备至竣工验收，实施全过程、全面管理。
（2）经授权组建项目经理部，确定项目经理部的组织结构，选择、聘任管理人员，确定管理人员的职责，并定期进行考核、评价和奖惩。
（3）履行合同规定的承包商责任和义务，遵守相关法律、法规、方针、政策和强制性标准，执行我方的管理制度，维护我方的合法权益。
（4）履行“项目管理目标责任书”规定的任务。
（5）对施工各要素活动进行优化配置和动态管理。
（6）建立安全管理体系并组织有效运行。
（7）进行现场文明施工管理，发现和处理突发事件。
（二）项目副经理的职责
（1）对所承担安装工程的安全、进度、质量、成本、现场管理协调等进行全面管理；
（2）负责对我方各职能部门、各项目干系单位、业主和监理、供货商等的协调，解决项目中出现的问题。
（3）负责组织安全质量检查验收。
（4）负责组织工程所需材料、设备的供，确保工程顺利进行；负责协调与甲方、土建、设计等单位的关系，确保现场管理工作科学有序的进行。
（三）项目总工程师职责
（1）负责组织编制单位工程施工组织设计：
分部分项工程施工方案、工程形象进度计划、劳动力调配计划，机具、材料计划，监督有关部门或责任人积极认真实施。
（2）负责组织工程资料的填写、编制、绘制等工作。
如竣工图的绘制、施工技术资料、质量评定资料、材质证明、合格证书等材料的收集、整理工作，做到工程资料齐全完整。
（3）分管质量和技术工作，对工程质量负技术责任；
（4）负责质量管理和质量保证工作、对质量体系运行的有效性负责；
（3）组织编制质量计划、作业指导书等并监督实施；
（4）负责组织工程质量的检查和验证，并组织质量等级的自评，按规定组织调查、处理质量事故；
（5）组织编制并审核工程竣工档案资料、质量记录，并对其完整性、真实性、准确性负责；
（6）组织开展技术工作，进行技术攻关，解决施工中的主要技术问题。
（四）安全质量监察部职责
（1）负责对工程作业的安全和质量控制，自检及配合监理工程师工作。
将施工过程中发现的问题汇报施工经理，在工程例会中提出存在问题并协调工程技术部拿出整改方案。
（2）负责对员工的安全学习教育，监督施工人员的对安全操作规程的执行及安全技术措施的落实。
定期组织安全检查。
对整个施工过程的安全负责，具有一票否决权。
（五）物资设备部职责
（1）调度组织安装所需的机械设备进场，保证施工机械的正常运转，安排机械操作及维修工定期保养检修。
（2）负责安排材料员按施工班组提供的各种材料需要计划组织材料进场，配合质安部做好材料检验。
（六）中心实验室职责
（1）根据报检资料，负责对进场材料进行取样检验或委托检验；
（2）通过试验确定施工配合比；
（3）负责对试验设备进行保管、标识、检定、维修，保管检定记录和凭证；
（4）对试验、检验工作中的质量信息及时上报项目工程部；
（5）参与环境因素的监视和测量工作；
（七）综合办公室职责
主要负责施工现场的文明施工和对外联系，文明施工管理包括现场围蔽的管理、交通疏导、噪音控制的监督管理，对外联系包括受理投诉、与交通管理部门及城监和市容环境卫生管理部门的联系。
（八）施工队长职责
（1）组织质量计划、作业指导书等实施，对本专业工程质量负责；
（2）施工前按设计文件、规范、标准、施工组织设计等要求向施工班组进行技术交底，并在施工过程中监督实施；
（3）负责对本专业工程质量的过程控制，确定工序质量控制点和停止点，并进行质量自检；
（4）负责施工技术资料、质量记录和填写，对其完整性、真实性、准确性负责；
三、施工程序（各工序的综合协调）
（一）土钉墙：
土方挖至第二台时开始土钉墙施工施工准备，采取分层、分段施工，并在土钉墙支护达到一定强度值后，进行下层基坑开挖。
（二）土方
1.开挖顺序：
进场后按照开挖线首先开挖第一级台阶，第一步挖至自然地坪下-4.0m，第二步挖至自然地坪下-8.0m，然后进行井点降水施工，降水完成后进行第二级基坑，第一步挖至自然地坪下-11m，第二步挖至自然地坪下-14m，第三步挖至设计基底标高。
槽底预留30cm土方随挖随用人工进行清槽。
坑底留600mm宽工作面，出土沿（见总平面图）西北方向设4米宽马道，马道坡度不大于35°。
（三）管井降水
1、降水方法选用
根据粗格栅及提升泵房基坑深度、降水面积、基坑形状及现场水文地质条件，采用管井井点降水方法，容易满足施工降水要求，且易于运行和管理。
计划开挖至第二级平台时进行降水施工。
2、降水井结构设计及布置
1）降水井深度计算
H≥H1+H2+H3+H4+H5=10+0.5+（1/10）×22+2.5＋1.0=15.2m
H1-----井管埋设面至基坑底面的距离=9m
H2------基坑中央最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离（m），一般为0.5—1.0m，人工开挖取下限，机械开挖取上限=0.5m
H3-----H3＝iL=（1/10）*22=2.2m
L-----井管中心至基坑中心的短边距离（m）；
i-----降水曲线坡度，环状井点可取1/10---1/15；
H4-----降水井过滤管长度＝2.5m
H5-----沉砂管长度＝1.0m
由此计算，降水井深度取H＝15.2m，要求成孔直径Ф750mm，下入无砂管。
井管外径500mm，内径400mm。
封底、包滤砂网。
井管外围填入砾石料，其环状厚度不小于100mm。
2）管井井点布置
管井井点沿提升泵房基坑2米宽中继平台上，设置在基坑脚点处，共四座。
采用潜水泵型号暂定为：
Q=15m3/h，H=20m,管井形成后水泵先进行试抽,最后确定水泵型号，保证既能降低水位又能使水泵持续不间断抽水。
3、排水及用管
降水时抽出的地下水通过水泵扬水管排至设置的4m×3m×1.2m砖砌排水池，由排水池经西边原被服厂排水系统排入大寨路雨水管。
四、基础施工阶段的施工流程
施工准备
测量放线
降水施工
土方开挖
土钉墙施工
竣工验收
五、施工部署
（一）工程目标
1.质量目标：
精心施工，确保土钉墙边坡支护安全。
2.工期目标：
20天。
3.安全文明施工目标：
按要求争创安全文明施工工地
4.管理目标：
实行规范化管理，保证工程在管理、质量、文明施工上创出一流水平。
（二）施工准备
在基础工程施工前，专门召开施工准备会议，落实各项施工准备工作计划，内容如下：
1.技术准备：
熟悉、审查施工图纸和施工方案。
2.施工现场准备工作：
地上、地下、周边各种管线及障碍物的勘测定位；基坑开挖线的定位；地上、地下障碍物的拆除；施工现场的平整；测量放线；临时道路、临时供水、供电等管线的敷设；临时设施的搭设；现场照明设备的安装。
3.劳动组织准备：
组织劳动力进场，做好施工人员入场教育等工作。
4.材料、机械准备：
根据相关的设计图纸和施工预算，编制详细的材料、机械设备需要量计划；组织材料和机械设备按计划进场。
5.施工场外协调：
对外协调交通、环卫、市容的关系，作好扰民、民扰处理的前期准备工作。
（三）各项资源需要量计划
1.劳动力需要量计划：
序号
专业
所需人数
1
土方施工
5
2
基坑支护施工
8
2.施工机械需要量计划：
（1）土方挖运机械设备一览表
设备名称
设备型号
数量
反铲挖土机
1.0m3
2台
翻斗车
8台
（2）基坑支护施工机械设备一览表
设备名称
设备型号
数量
空压机
9m3
1台
砼喷射泵
Pz-5
1台
反铲挖土机
PC250
1台
正铲装载机
ZL50
1台
注浆设备
1套
（3）钢筋加工机械设备一览表
设备名称
设备型号
数量
钢筋弯曲机
WJ40-1
1台
电焊机
BX-300
2台
钢筋切割机
GJ51-32
1台
第三章、基坑支护工艺流程
一、土钉墙护坡工程施工
（一）工艺流程
养 护
喷射砼
锚头安装
挂 网
注 浆
插锚筋
成 孔
定位放线
边坡修整
边坡开挖
（二）土钉墙施工方法：
1、锚钉制作、施打
①锚钉用风镐管汽锤锤入土层，随时观察并校正锚钉杆，使之按照设计角度锚入壁坡
②锚钉设置间距：
上下两排错开梅花状布置@1500MM；
③钢管锚钉注浆：
水泥浆按1：
0.45标准拌制，注浆完毕立即用水泥袋将锚钉端部进行封堵。
2、钢筋网片安装
在喷射混凝土前，面层内的钢筋网片应牢固固定在边壁上并符合规定的保护层厚度要求，一般≥25㎜。
先将锚杆头用
级Φ16钢筋纵横焊连接作为骨架，然后绑扎制作HPB235Ф6.5@200*200钢筋网。
钢筋网铺设时每边的搭接长度不应小于一个网格边长或200㎜,（上下坡钢筋的绑扎≥300㎜），端头有弯钩。
3、喷射细石砼面层
喷射砼的强度等级为C20，其配合比为水泥：
砂：
细石：
喷浆料：
水=1：
2：
2：
0.03；水泥为普通硅酸盐PC42.5，碎石最大粒径不超过15MM，砂为中粗砂。
喷射顺序是由上而下，喷头与受喷面距离控制在1M左右，喷射方向垂直于受喷面。
在钢筋部位，应先喷填钢筋和锚钉后方，然后再喷射其前方，避免出现空隙。
喷射面宜分二次喷射，每次喷射厚度在50MM左右，在第一次砼层初凝前进行二次喷射。
在继续下层喷射作业时，清除施工缝接合面上浮浆层和松散碎石，并喷水使之湿润。
（三）施工技术要求
1）严格按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）有关要求施工。
2）基坑开挖与支护应分层进行，上层支护完毕后，支护结构达到一定强度（大于70%）后，方可进入下一层的开挖施工。
分层开挖深度不大于2.0m.
3）土钉成孔施工允许偏差：
孔深允许偏差±50mm；孔径允许偏差±5mm；孔距允许偏差±100mm；成孔倾角允许偏差±5%。
4）墙面施工允许偏差：
坡面平整度允许偏差±20mm；钢筋保护层厚度不小于20mm。
5）土钉支护要在地下水位降至基础面层下的条件下进行施工，采取恰当的排水措施还包括地表排水，支护内部排水，以及基坑明排水，其中，支护内排水是在含水层中部和下部水平间距5米设Ф48钢管导流管，将土体内水排除支护层外，消除作用于支护面层上的地下静水压力。
6）土钉支护前应对基坑四周支护范围内的地表进行修整，构筑排水沟和水泥砂浆或混凝土面层，防止地表降水向地下渗透。
7）土钉成孔前，按设计要求定出孔位并作出标记和编号。
孔位的允许偏差不大于l50mm，钻孔的倾角误差不大于3°，孔深允许偏差为－50～200mm。
7）锚杆钉没完成2米高后要及时进行钢筋网和注浆施工。
8）注浆砂浆强度用70mm×70mm×70mm立方试件经标准养护后测定，每批至少留3组（每组3块）试件：
给出3天和28天强度。
9）土钉端部通过其他形式的焊接件与面层相连，事先对焊接强度作出检验。
10）在喷射混凝土前，应保证面层内的钢筋网片牢固固定在边壁上并符合规定的保护层厚度要求。
11）钢筋网片绑扎而成，网格允许偏差．－10～+10mm，钢筋网铺设时每边的搭接长度应不小于一个网格边长。
13）喷射混凝土配合比通过试验确定，粗骨料最大粒径不大于12mm，水灰比不宜大于0．45。
14）喷射混凝土的喷射顺序为自下而上，喷头与受喷面距离宜控制在0.80～1.50m范围内，射流方向垂直指向喷射面，防止在钢筋背面出现空隙。
15）为保证施工时的喷射混凝土厚度达至规定值，可在边壁面上垂直打入短的钢筋作为喷浆层厚度标志。
在继续进行下步喷射混凝土作业时，仔细清除预留施工缝接合面上的浮浆层和松敞碎屑，并喷水使之潮湿。
16）喷射混凝土强度应符合规定要求，喷射混凝土的接茬处应斜交搭接，搭接长度应20cm以上。
第四章、质量保证措施
一、组织保证体系
基础施工阶段建立由项目经理、现场经理、项目工程师领导，质量员中间控制，责任施工员负责的三级管理系统。
二、质量管理程序
基本要素质量工作质量
三、各分项工程质量标准
土钉墙质量标准
内 容
标准
喷射砼面层平整度的允许偏差
±20mm
打入锚杆长度允许偏差
±50mm
锚杆间距允许偏差
±100mm
钢筋保护层厚度
≥25mm
土钉倾角偏差
±5%
挂网时网片距坡面
34cm
土方开挖质量标准：
1、国家有关建筑施工规范（GBJ301－88）。
2、工程设计对土方的质量要求。
四、各分项工程质量保证措施
（一）修坡时专人进行测量,确保坡度尺寸准确，不吃槽。
（二）锤入锚杆时由专人检查,若插入深度不足,则继续锤击深入。
注浆时要严格按配比搅浆,并随成孔随注浆,注浆渗漏较多时,要进行二次、三次补浆直到注满。
（三）喷砼时,由专人检查网长及标志杆的安装。
五、基坑监测方案
采用信息化施工，确保基坑开挖过程中的安全，采用水平仪和应力监测器对基坑周边土体变形进行监测，方案如下：
（一）观测点的布置：
在坡顶上每隔15m布置一个点。
（二）观测精度要求：
满足国家三级水准测量精度要求；水平误差控制<6.00mm；垂直误差控制<0.5mm。
（三）观测时间的确定:
1.基坑开挖每一步都应作基坑变形观测.
2.观测时间间隔每天一次,必要时连续观测,基坑开挖完5天后,可由每天一次到3天一次,15天后每周观测一次。
（四）场地查勘与记录:
1.施工前对原场地进行全面调查,查清有无原始裂缝和异常并作记录,照相存档。
2.每次观测结果详细记入汇总表并绘制沉降与位移曲线。
（五）注意事项
1.每次观测应用相同的观测方法和观测线路。
2.观测期间使用一种仪器，一个人操作，不能更换。
3.加强对基坑壁沉降，变形观测，特别对有地下管线地的各边坡可进行重点观测。
六、质量问题的处理
如发生质量问题，立即上报监理，并在4小时内递交有关质量问题的书面详细报告，包括时间、部位、细节描述、产生原因、处理的措施等。
（一）土方开挖过程中，若基坑变形突然加大，应立即停止开挖，并及时回填，也可以在其背后进行挖土卸荷，以保证基坑的稳定。
（二）开挖过程中，若局部存水，可以采用明排集中，用潜水泵抽到地面排水系统。
七、技术资料
基础施工过程中及时收集、整理各种原始资料和记录，并上报监理。
按照国家有关标准和要求，完成技术资料的分类、归档工作。
第五章、安全生产与文明施工
一、安全组织机构
二、安全生产措施
1.现场要建立健全的安全领导小组。
2.全体人员应认真执行各工种的安全操作规程及有关规定。
3.土方开挖中坑口上方距坑口边8米范围严禁堆放弃土、施工材料和机具，严禁车辆通过。
4.施工前，施工负责人要向操作人员做专项技术安全交底，关键部位要下技术指导书。
5.施工人员进入现场要服从安全员的指挥和监督。
进场施工人员必须符合有关北京市劳务人员用工的有关规定及条例，证件齐全。
6.施工人员进入现场要进行“三级”安全教育。
7.每天班前五分钟，施工负责人必须做施工安全注意事项专项交底。
8.现场电器设备要有漏电保护器，电缆应设可靠绝缘。
9.各种机电设备均应设专人负责管理，电工持证上岗。
10.现场用电设备必须实行三级供电，两级保护。
11.夜间施工，工地应有足够的照明。
12.土方施工机械和运输车辆在进场前进行彻底的检修和保养，确保施工期间机械的正常运转。
13.土方开挖后，按现场安全防护要求在基坑的周围搭设安全保护栏杆，避免人员跌落坑中。
14.施工时，挖掘机严禁碰撞支护结构。
15.施工中如遇地下障碍物（包
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