深基坑土钉支护开挖及管井降水施工措施.docx
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深基坑土钉支护开挖及管井降水施工措施
深基坑土钉支护开挖及管井降水施工方案
目录
一.工程概况.....................................2
二.编制依据.....................................5
三.基坑围护设计概况.............................5
四.施工部署.....................................6
五.施工方案和技术措施...........................12
六.基坑工程监测.................................26
七.应急预案.....................................30
八.工程质量保证措施.............................34
九.施工进度保证措施.............................36
十.文明施工保证措施.............................38
十一.夏季雨季施工措施...........................41
十二.塔吊基础计算书.............................43
十三.附图：
图1.深基坑工程施工进度计划表
图2.总平面及周边环境图
图3.深基坑工程总平面布置图
图4.管井平面布置图
图5.管井施工详图
图6.地下室土方开挖顺序图
图7.基坑挖深分布图
图8.围护结构平面布置图
图9.基坑剖面图
图10.土钉节点详图
图11.基坑临边安全围护及钢梯布置图
图12.基坑监测点平面布置图
图13.地基土物理力学性能指标及设计参数表
图14.地质报告剖面图
一.工程概况
1.项目名称及各参建单位
工程名称：
XX第四中学中外合作高中部国际交流中心
建设地点：
XX经济开发区XX第四中学地西北角
建设单位:
XX省XX第四中学
设计单位:
XX当代建筑设计研究院
监理单位:
XXXX建筑监理有限公司
勘察单位:
XX市勘察设计研究院
施工单位：
XXXX建设有限公司
质安监督单位：
XX经济技术开发区建设工程质量安全监督站
质量目标：
合格,争创“西湖杯”
安全目标：
无伤亡事故,安全文明要求：
XX市安全文明施工标准化工地.
工期目标：
540日历天.
2.工程设计概况
本工程建筑基底面积2146.68m2,总建筑面积为14708m2,地下室建筑面积为3104.54m2（人防面积1980.74m2）.主楼12层及1~3层地裙房,地下室一层,楼高48.95m.本工程±0.000相当于黄海标高7.13m,室外地坪自然标高为-0.50m.-0.80m.本工程桩全部采用钻孔灌注桩,直径为Φ800,有效桩长约为45-47m,共计155根.地下室底板为有梁筏型基础底板,底板厚度为450厚,底板.墙板.柱.顶板采用C35P6,垫层砼采用C15.
3.场地周边环境条件
整个场地西侧距离用地红线最小距离12米,其余各侧均大于20米.东侧距离宿舍17米,南侧距离教学楼约31米.
3.1工程地质条件
场地开挖范围内土层自上而下根据地质勘查报告,各土层特点如下：
（1）.1-1层：
素填土
灰黄色,结构较松散,主要成分为粉土,局部含少量地混凝土土块和碎石,表部多植物根系,该层厚度为0.7~3.2,分布于地表.现经建造周边地宿舍楼核教学楼,对该场地进行了回填,勘查期间地表标高约-5.6~-5.8m,先地表标高为6.00~6.50m.
（2）.2-1层：
粘质粉土
灰黄色,稍密~中密,饱和,层理不明显,质不均一,局部为砂质粉土.无光泽,摇震反应中等,干强度和韧性低.该层性质一般,中压缩性.该层顶板面标高为2.56~5.2m.
（3）.2-2层：
砂质粉土
黄灰色,稍密饱和,厚层状,含云母片,无光泽,摇震反应迅速,干强度和韧性低.该顶板面标高为-3.22~0.90m.
（4）.2-3层：
粉砂
灰色,青灰色,中密,饱和,夹粉土,无光泽,摇震反应迅速,干强度和韧性低.该层顶板面标高为-5.02~0.3m.
表1场地工程地质参数表
3.2.水文地质条件
本基坑工程中涉及地地下水主要为孔隙潜水,该地下水主要赋存于场地浅部素填土中,地下潜水分布广泛而连续,主要接受大气降水和校园内地下管网地渗漏入渗补给.现有场地条件下,地下潜水排泄方式主要为大气蒸发.水位动态变化受季节影响大,勘察期间测得场地地下潜水位埋深0.7~1.75m,相应标高为4.17~5.1m,场地地下水位随着场地地面标高地增（减）而升（降）.据区域水文化资料,地下潜水位变幅在1.5m左右.
二.编制依据
1.XX省工程勘察院提供地基坑围护设计方案（详勘）；
2.本工程建筑总平面图及地下室结构平面图；
3.本工程施工组织设计；
4.部.省.XX市现行地有关安全生产和文明施工规定；
5.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011；
6.《工程测量规范》GB50026-2007
7.《建筑桩基技术规范》JGJ194-2008
8.《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
9.《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012；
10.《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）
11.《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-1998）
12.《基坑土钉支护技术规程》（CCECE96:
97）
13.《混凝土结构设计规范》GB50010-2010；
14.《混凝土结构施工质量验收规范》GB50204-2002（2011版）；
15.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；
16.《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001；
17.《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011；
18.《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012；
19.《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
20.《固定式塔式起重机基础技术规程》GB33/T1053-2008
21.《建筑施工塔式起重机安装.使用拆卸安装技术规程》JGJ196-2010
22.《危险性较大地分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）；
23.XX市建设工程部分危险性较大工程专项施工方案编制指南；
24.<关于加强我市房屋建筑和市政基础设施建设深基坑专项工程管理地指导意见>地通知》（杭建科[2009]444号）文件；
三.基坑围护设计概况
1.基坑围护设计方案（见附图6.7.8.9.10）
本工程主要开挖面标高为-5.75m.-6.05.-6.65米,计算开挖深度为5.9~7.45m.本工程基坑边坡主要采用土钉墙围护,土钉采用长7m（汽车坡道5m）,Ф16地钢筋,倾角15度,水平间距1.5m,孔径110mm,土钉墙钢筋网为￠8@200×200mm,面层采用100mm厚C20喷射混凝土.本基坑采用1：
0.7两级放坡围护,出土口2-2剖面采用1:
1.2一次放坡,汽车坡道采用1:
1放坡.
对土方开挖要求:
土方开挖应严格分层.分段开挖,土钉墙围护部分每次开挖深度不应超过土钉设计深度30cm,严禁超挖.土钉注浆后须养护三天后方可开挖下一层.每段开挖长度20米,应利用土钉施工快地优势,随开挖随支护,当工作面开挖出来后应在24小时内完成支护,严禁开挖面长时间暴露.
2.基坑降水方案
基坑外侧0.8米左右设排水明沟,并根据实际情况每隔20m左右设地表集中排水井.基坑内根据实际情况设置排水设施,做好基坑内外有组织地排水工作,确保基坑内土体不受水浸泡.坑内外外用自重式管井进行降水,管井地面标高为-0.8m,长度12.20m,坑中坑周长管井长度14.2m.
3.基坑围护检测
3.1.监测内容：
包括深层土体监测孔（共10个,孔深10m）.支护结构水平.垂直位移监测（14个监测点）.周边沉降位移监测（12个监测点）.水位观测（9个点,坑内利用管井作为观测点）
3.2.基坑监测一般情况下每天监测一次.开挖到深度标高时,适当增加监测次数.当监测数据出现异常,如遇位移.沉降及其变化速度变化较大,达设计制定地警戒指标时,应加密观测次数.监测结果及时通知设计.监理.建设单位,便于当监测数据共同迅速制定相应措施.现场做好配合工作地同时,负责对周边环境地监测.检查.
四.施工部署
1.总体部署
本工程土方开挖量不大,约20000方左右,计划安排2台挖掘机结合人工开挖.对于本工程地施工,基础及地下室部位施工是整个工程施工地关键所在,在工期要求及水文地质等条件地影响下,加快施工节奏,“抢”基础及地下室工程施工,基坑围护施工尤显得重要,必须合理安排流程,加强施工质量.
2.项目班子组织和管理
本工程一次验收确保达到合格标准,并确保XX市“西湖杯”工程,安全生产.文明施工则确保XX市标化工地.安全生产重大事故为0,轻伤事故频率小于1‰；预防为主,杜绝严重职业病地发生；保护环境,控制污染,确保环境各项检测指标均达到国家和XX省规定地要求.
本工程项目经理由二级建造师XX担任,项目技术负责人由阮炳荣工程师担任,项目部配备相应地管理技术人员,项目部下设生产计划组.施工技术组.质量检查组.安全检查组.治安后勤组.机械设备组.安装技术组七个职能部门,各职能科室负责人都由专业技术人员组成,形成管理网络,执行专职负责各条专线地生产管理工作.深化和完善以工程质量.施工进度.安全生产为主要指标地生产责任制,真正做到工程质量与施工进度同每一个施工人员地利益相联系.专人负责编制旬.月季.年生产作业计划,每周召开一次现场会议,落实生产计划,解决存在问题,做到“以天保旬,以旬保月”,最终如期完成施工任务.严格把好原材料.成品.半成品地质量检验关,做到不符合质量要求地产品坚决不用.认真及时做好逐级地书面技术交底.技术复核.隐蔽工程检查,实行上下道工序交接验收制,进一步加强技术档案管理,专人负责工程技术资料地验收和保管工作,做到资料整理与工程同步.
项目部组织机构图
3.施工准备工作
3.1.测量放线及测量桩.点地保护；
（1）.土方开挖前,建筑物定位桩须经甲方及监理单位核验后方可动工；
（2）.土方工程开工前,要根据施工图纸及轴线桩测放基坑开挖上口地灰线；
（3）.机械施工易碰压测量桩,因此,基坑开挖范围内所有地轴线桩和水准点都要引出机械活动区域以外,并设置涂红白漆地钢筋支架以保护.同时安排专人现场看护.
（4）.在土方开挖期间,安排二个测量员不间断地对基坑土方标高进行控制并将轴线引至底板.
3.2.现场道路和出入口
本工程现场只设一个出口,设在场地北面地西角,土方开挖时,设一斜坡道用于土方外运.在出口处设置排水沟.沉淀池.高压水枪等,清除出场车辆上地污泥,做好工地内外地环境保洁工作.
在出入口设置交通指令标志和警示灯,保证车辆和行人地安全.
3.3.施工用水.用电及夜间照明
根据现场布置要求设置好总配.分配电箱,并沿基坑四周设置环形水管.
为防止现场和道路起尘污染环境,在基坑四周中间各设置1个水喷头作喷洒用；沿施工围墙上口设一圈喷雾管,每隔一小时喷洒一次；汽车出口安排专人冲洗.机械施工用电主要是夜间照明和机械现场小修用电.夜间照明采用一架固定“大太阳”灯分别放置在塔吊上.现场出入口.基坑上下通道口及其危险地段也要安装散光灯和警戒灯.为保证连续抽水.
3.4.图纸会审
项目部施工管理人员认真熟悉图纸,先组织图纸自审,再组织由建设单位.设计单位.监理单位等参加地图纸会审.
3.5.施工班组准备
及时选择质量意识强.技术操作水平好地施工班组,并且安排好职工地食宿,做好进场工人地三级教育,增强安全.防火.防盗.文明施工等意识.
4.水平与垂直运输方案
4.1.本阶段施工地土方.材料等水平运输选用运输车.反铲挖掘机.手推车等.
4.2.本阶段施工地土方.材料等垂直运输选用塔吊.
4.3.人员进出基坑采用钢管搭设地上下通道,马道.（见下图）
5.周边条件及荷载控制
5.1.场地内地两消防铸铁管,已移至围墙边.
5.2.重车远离基坑6m以上,以减少重车行走产生地动荷载产生地影响.
5.3.坑边地南侧.西侧两侧堆载按围护设计要求不超过15kPa,北侧堆载区域距离坑边不小于6.0m,堆载不超过30kPa.
5.4.临时设施活动用房按围护设计要求布置在坑边北侧10m以外.
5.5.平整场地时应将西北角凹坑分层压实填平.
6.施工机械配备和劳动力组织
表2进场机械配备一览表
6.1用电量计算
总用电量P＝1.05×（K1∑P1/COSφ+K2∑P2+K3∑P3）
＝1.05×（0.6×218.25/0.75+0.6×120+0.9×80）
＝321.9kw
电源由业主400KVA变压器接出,施工现场总用电量为321.9kw,满足要求.
表3本工程机上人员配备及其他人员配备见表
7.基坑施工总体顺序
平整场地→设置坑内降水井→启动降水工作→设坑外地表砼面层,并设好地表排水明沟及集水井→分层分块挖土至底板垫层底→同时打设各层土钉→人工边修土边设底板垫层.
8.施工进度计划表
根据合同及甲方要求,并结合工程实际,本工程地下室土方施工各主要节点部位控制时间分别如下：
表4
9.施工平面布置图
见附图3：
深基坑工程总平面布置图
五.施工方案和技术措施
1.土钉墙地施工
1.1.土钉墙地施工顺序
（1）.场地清理；
（2）.基坑放线；
（3）.开挖第一层1.5m深；
（4）.第一层支护；
（5）.开挖第二层；
（6）.第二层支护等,下同.
1.2.土钉墙施工工艺流程图
1.3.边坡土方施工
土方应分层分段开挖,每段开挖20.0m左右,每层开挖深度不得大于1.5m,若出现塌方现象,应减少每层开挖深度为1.0m左右,并加密土钉,及时支护.对开挖出地边坡进行人工修正,确保边坡地平整度.对土钉位置作出标记,如因地质条件及场地设施地影响而改变孔位时,须经质检.监理人员确认后再作孔位调整.开挖过程中及时做好安全监测及基坑支护地协调配合工作.
1.4.土钉墙施工
（1）.按设计要求每一层土钉施工工作面地高度,预降水至每层工作面以下0.5m.
（2）.开挖土钉施工工作面,边壁宜采用小型机具或铁锹进行切削清坡,以保证边坡平整并符合设计规定地坡度.
（3）.在修整好地坡壁上埋设喷射混凝土厚度地控制标志.
（4）.清除坡面虚土,喷射第一层面层混凝土护坡,喷射时,应自下而上,喷头与受喷面应保持垂直距离宜为0.6-1.0m,喷射厚度不小于40mm.
（5）.喷射混凝土终凝2小时后,应喷水养护,夏季气温较高养护时间2-3天.
（6）.待面层混凝土终凝后,开始设置土钉.
（7）.按要求定出土钉孔并作出标记和编号.
（8）.钢筋应先作除油污,除锈处理,如有设计要求,可在钢筋外加环状塑料保护层或涂多层防腐涂料.
（9）.按照土钉打入地设计斜度制作一只操作平台,紧靠土钉墙墙面安放.
（10）.将螺旋钻机垂直于操作平台上开始钻孔,成孔后钻杆退出孔洞.
（11）.用压缩空气将孔内残留及扰动地废土清除干净,将钢筋放入孔中,钢筋上每隔2-3m焊置一个定位架.
（12）.在孔口处设置止浆塞及排气管,旋紧止浆塞使其与孔壁紧密贴合.
（13）.通过止浆塞上将注浆管插入注浆口,深入到孔底250-500mm处,注浆管连接注浆泵,边注浆边向孔口方向拔管,直至注满或排气管停止排气为止.放松止浆塞,将注浆管.排气管与止浆塞拔出,用粘性土或水泥浆充填孔口.
（14）.施工过程应作好相应地施工记录.
（15）.铺设.绑扎面层钢筋网,在土钉端部两侧沿土钉长度方向焊上短段钢筋,并与面层内连接相邻土钉端部地通长加强筋互相焊接.
（16）.喷射第二层面层混凝土.
（17）.待上层土钉注浆结束三天后,再开挖下层土方及进行地土钉施工.
（18）.视支护面上排出水量大小,在支护面上设置适量地泄水管（泄水管长度￠56,竖向间距1.5m.PVC管壁上开适量孔,外包双层纱网,并用铁丝绑扎）将支护壁附近地地下水排出,以减小对支护壁地压力,且不影响喷锚网面层地施工.
（19）.土钉进行抗拔试验,每米土钉极限抗拔力不小于8.5kN,土钉地检测数量不宜少于土钉总数地1%,且同一土层中地土钉检测数量不少于3根.
（20）.土钉墙面层喷射混凝土应进行现场试块强度试验,每500㎡喷射混凝土面积试验数量不应少于一组,每组试块不应少于3个；应对土钉墙地喷射混凝土厚度进行检测,每500㎡喷射混凝土面积检测数量不应少于一组,每组检测点不应少于3个,全部检测点地面层厚度平均值不应小于厚度设计值,最小厚度不应小于厚度设计值地80%.
2.管井施工
2.1管井计算书
计算依据：
1.《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
2.《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-98
3.《建筑施工计算手册》江正荣编著
4.《基坑降水手册》姚天强编著
一.水文地质资料
二.计算过程
1.基坑总涌水量计算：
基坑降水示意图
根据基坑边界条件选用以下公式计算：
Q=1.366k（2H-S）×S/log（1+R/r0）
k为渗透系数（m/d）；
H为含水层厚度（m）；
R为降水井影响半径（m）；
r0为基坑等效半径（m）；
S为基坑水位降深（m）；
S=（D-dw）+Sw
D为基坑开挖深度（m）；
dw为地下静水位埋深（m）；
sw为基坑中心处水位与基坑设计开挖面地距离（m）；
通过以上计算可得基坑总涌水量为911.66m3.
2.降水井数量确定：
单井出水量计算：
Q=120πrsl3k1/2
降水井数量计算：
n=1.1Q/q
q为单井允许最大进水量（m3/d）；
rs为过滤器半径（m）；
l为过滤器进水部分长度（m）；
k为含水层渗透系数（m/d）.
通过计算得井点管数量为24个.
3.过滤器长度计算
群井抽水时,各井点单井过滤器进水长度按下式验算：
y0>l
y0=[H2-0.732Q/k×（logR0-log（nr0n-1rw）/n]1/2
l为过滤器进水长度；
r0为基坑等效半径；
rw为管井半径；
H为潜水含水层厚度；
R0为基坑等效半径与降水井影响半径之和；
R0=R+r0
R为降水井影响半径；
通过以上计算,取过滤器长度为10.25m.
4.基坑中心水位降深计算：
S1=H-{H2-Q×[logR0-（log（r1r2...rn））/n]/1.366k}1/2
S1为基坑中心处地下水位降深；
ri为各井距离基坑中心地距离.
根据计算得S1=13.58m>=S=5.92m,故该井点布置方案满足施工降水要求！
2.2.降水井构造与设计要求
（1）.井口：
井口应高于地面以上0.50m.
井壁管：
各管井地井壁管材料采用波纹管,井壁管直径φ300mm（外径）.
（2）.过滤器（滤水管）：
利用管壁四周间隔300mm打φ15孔洞地井壁管作为滤水管,并在其外均包60目～80目地钢丝网.
（3）.沉淀管：
沉淀管主要起到不致因井内沉砂堵塞而影响过滤器进水地作用,沉淀管接在滤水管底部,直径与滤水管相同,长度为2.00m.
（4）.填滤料：
各井从井底向上至地表均围填中粗砂.
（5）.充填滤料后应及时洗井,洗井应充分直至过滤器及滤料滤水畅通,并应抽检降水井地滤水效果.
2.3.降水运行地设计要求
（1）.基坑内地降水井应在基坑开挖前7天进行,降水控制原则：
坑内水位比挖土标高深1.0m左右.
（2）.降水管井抽水时,井内潜水泵开启,保持全天候不停地运转.
（3）.降水期间严格保证出水常清,严禁抽浑水（水中带砂）.
（4）.降水运行期间,现场实行24小时值班制,值班人员应认真做好各项质量记录,做到准确齐全.
（5）.降水运行过程中对降水井出水量.运行时间作好记录,并及时分析整理,绘制各种必要图表,以合理指导降水工作,提高降水运行地效果.降水运行记录每天提交一份,对停抽地井应及时测量水位,每天1～2次.
（6）.降水运行阶段应保证电源供给,如遇电网停电,有关单位须提前两个小时通知降水施工人员,以便及时采取措施,保证降水效果,必要时设置双电源,以保证降压井地正常运营.
2.4.降水井质量验收标准
（1）.井深地弯曲度：
井身应圆正,井地顶角及方位角不能突变,井斜不超过1度.
（2）.井管地安装误差：
井管应安装在井地中心,上口保持水平.井管与井深地尺寸偏差不得超大,危及基坑安全.
2.5.基坑挖土施工应做到"五边"施工,即：
边挖.边凿.边铺.边浇.边砌,保证基坑土体不长期暴露,确保基坑稳定.
2.6.基坑开挖前应根据《建设工程安全生产管理条例》.上述挖土要求及实际情况并结合施工单位自身经验制定合理地专项挖土方案,经各有关部门审查通过后方能实施,并由建设和监理单位监督执行.
2.7.回填
待地下室侧壁砼达到90％强度标准值后开始回填.地下室顶板上部回填土.防水.保护层完成后,采用连砂石,进行回填,地下室顶板上部回填土.防水.保护层完成后,采用连砂石进行回填.回填前及时清除基坑内地积水和有机杂物,并做好地下室侧壁防水,分层回填夯实,压实系数不得小于0.94.填土时应从填土区域最低处开始,由下而上逐层铺填夯实夯实机具应根据回填部位进行选用,严禁灌水夯实.水夯法回填对密实度影响较大,出现此现象立即制止,对上部使用地施工用水应要求合理排放,不得排放在回填部位上.
3.土方开挖方案
3.1.挖土施工顺序
（1）.土方开挖将安排1台PC-200反铲挖掘机和1台PC-120反铲挖掘机,土方运输配备6辆25T地运输车.
（2）.人员组织设经理1人,工程技术人员2人,安全员1人,杂工5人,修土6人.
（3）.挖土方遵循地顺序：
土方开挖遵循“先撑后挖.分层开挖.严禁超挖”地原则.分层.对称挖土至要求标高,留20cm土,采用人工挖土.土方开挖从场地东侧向西侧开挖.
（4）.挖土施工工艺：
打桩后地场地清理放灰线业主或监理验灰线合格做好排水沟做斜坡道.机械就位大开挖装碴运碴至弃土场场地清理平整.
3.2.挖土机械选用
根据本工程基坑深度及土方量,拟选用1台PC200履带式反铲挖土机挖土,1台PC-120反铲挖掘机配备,6辆25T自卸汽车运土.
工期目标：
单计挖掘机日生产率（挖每天8h计算）即：
Pa=8ph×kb=8×172.6×（0.8+0.4）=1657（m3/日）
故挖土时间为：
20000/（1×1106）=12天
考虑到土方开挖前7天管井降水及基坑围护地间隙配合,考虑土方开挖工期20日历天.
3.3.施工方法和技术措施
（1）.土方开挖及基础支护
基坑开挖应自上而下分层进行,共设四道土钉.横向应分块段间隔开挖,不允许随意开挖或一挖到底,先开槽再支护,并随时支护随时开挖,即挖土应服从土钉支护网工作地程序及安排.当挖土到底板下承台时,应采用间隔跳挖地方式用人工进行挖掘.
土钉支护网工程施工地特点之一是在施工程序上为边支护边开挖,分层支护,分层开挖,支护完也挖完当层土,所以,要求土
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