深基坑喷锚施工方案.docx
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深基坑喷锚施工方案
编制依据与说明
0.1编制依据
1、中冶南方工程技术有限公司设计的柳钢热轧板带完善工程土方开挖图。
2、《建筑施工手册》（第四版），中国建筑出版社；
3、《建筑工程分部分项施工手册•地基与基础工程》，中国计划出版社。
4、《建筑边坡工程技术规范》（GB50300-2002）。
5、《土方与爆破工程施工与验收规范》（GBJ201—83）。
6、《基坑土钉支护技术规程》（CEC9697）中国工程建设标准化协会标准。
7、由广西水文地质工程地质勘察院编写的《柳钢热轧板带完善工程B轴25线、C轴25线、26线承台桩基勘察报告》及《柳钢热轧板带完善工程1450热轧生产线岩土工程补充勘察报告》。
8、参照本公司以前施工过的同类工程的施工经验。
9、招标文件与施工合同。
10、《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59—99）。
11、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33—2001）。
12、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005/J405-2005。
0.2编制说明
1、本方案主要详细地阐述了深基坑土方开挖与回填、基坑边坡支护及排水降水等的施工方法与技术措施，用于本工程深基坑施工整个过程的指导。
2、根据地质报告资料所显示，本场地地下并无软弱土层，其基坑开挖深度也未到基岩层，但部分区域基岩层顶距基础底较近，根据以往的施工经验，一般在基岩顶以上约1米范围内的土质均较差，为此，在此也考虑了遇软弱土层及遇基岩时的处理措施。
3、本方案的设计原则是以动态设计、动态施工及动态管理相结合的，施工过程中必须随时对开挖和钻孔所取得的土体资料和水文地质资料进行分析、比较，发现与设计所取土体物理力学性能及水文资料不符或出入较大时，要及时调整设计方案和施工方案，以确保设计方案的可靠度，进而确保基坑边坡以及基坑周围环境的安全。
第一章工程概况
1.1工程简介：
柳州钢铁（集团）公司板带完善工程，主厂房总建筑面积：
45855m2，主厂房总长456.5m,总宽126m主厂房各跨地上部分采用全钢结构，基本柱距15m局部12m
\16.5m\18m\27m
本工程标高土0.000相当于绝对标高94.50m设计年限为50年；深基坑主要是轧机基础与加热炉炉体基础，主要分布于BC跨的O〜④轴间及CD跨（即主轧跨）内。
基坑深度大部分为10m最深可达13.5m，但最深处在基坑中间，且面积较小。
1.2场地地质情况及设计要求：
1．根据地质报告，本工程场地岩土构成及其质量特征自上而下分别为：
（1）杂填土（第O层Qml）：
杂色，主要由粘性土，工业废渣、碎石等组成，局部上部为0.30〜0.50m厚的混凝土地板，结构坚硬〜松散状，层厚0.30〜4.00m,整个场地均有分布。
（2）坚硬塑状红粘土（第②层ce1）:
黄色，棕黄色〜褐黄色，土质均匀，结构致密，切面较光滑〜光滑，局部孔段含铁锰结核，粘性好，干强度及韧性高，摇震无反应。
揭露厚度7.70〜18.50m,层顶面埋深0.30〜4.00m,该层在场地内水平分布连续。
（3）强风化白云岩（第③层C2d）:
灰黄〜浅灰色，岩石破碎，风化裂隙发育，岩石结构已破坏。
本层在场地内水平分布不连续，部分钻孔揭露，揭露层厚0.40〜12.00m，层顶面埋深7.90〜19.50m。
⑷中〜微风化白云岩（第④层C2d）:
灰〜浅灰色，细晶质结构，中厚层状构造，质硬性脆，岩体较完整，浅层岩溶、小溶孔及微裂隙较发育，岩石易机械破碎，岩芯多呈块状，少量呈短柱状，岩质新鲜，属较硬岩，岩体基本质量等级为川级。
揭露厚度6.00〜14.30m,层顶面埋深9.10〜25.20m。
2、设计要求:
（1）设备基础落在第二层硬塑状红粘土上，其地基承载力特征值为Fa』230KPa
如基底未达到该土层则挖至该层下的200mm超挖部分采用级配碎石回填至基础底面
标高，并分层夯实，压实系数0.96，承载力特征值为Fak>230KPa
（2）基坑开挖时应采取安全的防排水措施，不得泡水，排水措施应考虑相邻建筑
物的安全
（3）为保证不破坏持力土质结构而降低承载力，在设备基础详图未到之前，取土深度为基础底面标高减300mm。
1.3水文地质条件
1、场地地下水类型为上层滞水和岩溶裂隙孔洞水，埋深在2.7〜7.4m之间，对基础施工有较大的影响；
2、地下水对混凝土及钢筋混凝土中的钢筋不具腐蚀性，但对钢结构具弱腐蚀性。
1.4施工作业分析：
本工程土方竖向开挖深度较深（最深可达13.5m），并且地表水及地下水均较为丰富，导致土方挖运作业难度较大（湿土）。
本工程深基坑土方开挖时采每个作业区段采用三台反铲挖掘机进行接力分台循环开挖，并且中间穿插有机械排水和喷锚护坡措施施工，因此作业降效明显导致施工成本加大。
第二章施工部署
本工程深基坑支护与土方工程的施工顺序为：
先进行自然地坪到-4.0m段基坑部分的开挖，在进行-4.0m以上基坑边坡喷锚支护后再继续向下分段分台阶接力开挖，每次分台阶高度控制在1〜2m之间，在锚杆护坡施工的同时，穿插进行土方开挖。
2.1、锚杆支护与土方开挖
为保证工期，深基坑的土方开挖分3个施工作业队伍分3个区段进行平行施工。
第一区段为BC跨O〜①轴与CD跨O〜⑨轴，第二区段为为CD跨③〜⑯轴，第三区段为CD跨O〜（©轴及加热炉。
整个地下基坑的锚杆护坡支护竖向根据地质报告的场地土特性以及《建筑施工手册》关于锚杆设计要求，设置6排锚杆，锚杆直径为110mm锚筋采用①25钢筋制作，锚杆长度从上至下分别为：
L—12mL2=12mLa=9mL4=9mLs=7mLe=7m锚杆水平间距1.5m。
喷锚施工队伍需通过招标评选，施工队分4组。
2.2排降水
土方开挖前，先布置好地面排水系统，在主厂房B列南面平行于B列方向做一条大排水沟，与高架桥边的地下排水道连接，排水沟每50米左右设置一个沉砂井。
基坑内的水由水泵抽排往本排水沟。
具体措施详见第三章。
2.3临时用电、用水深基坑土方开挖用电主要是边坡喷锚支护及抽水时的用点，根据施工组织设计要求，深基坑施工用电主要由2#主用电线路（即B列柱子上的主临时供电线路）及北面的3#主用电线路供应，所有用电均从该两条主临时用电线路接设。
施工临时用水主要是边坡喷锚时的施工用水，根据施工组织设计的布置：
现场施工临时用水主管道绕施工现场一圈，同时在B列处平行于B列从O轴〜㉒轴间也设置了一道主给水管，主水管上每50米设置一个接水点。
至于临时施工用电量的大小，在临时施工用电施工方案的计算中已按工程的施工高峰来进行主电线路的配置，而在土方开挖时用电主要为边坡喷锚设备及抽水设备，所用电量大大小于施工高峰期的用电量，故在此不再另行施工临时用电的计算，现场具体的临时施工用电与用水布置详见深基坑开挖临时施工用电用水平面布置图，即附图一。
2.4各种资源需要量计划
2.4.1喷锚支护
锚杆施工安排4套机械设备同时施工，各套机械除电焊机可互相共用外，其它设备均各套独立。
2.4.2土方开挖
土方开挖安排3个作业队独立完成，根据基坑土方作业进度，前期各作业队分别考虑配备W1-100型履带式挖掘机3台（其铲斗容量q=im），在进行接力开挖时高峰期各作业队挖掘机的配置分别不得少于4台。
2.4.3应急排水及降水
根据地下水位的高度，在穿过透水层开挖中有可能出现管涌等紧急情况，故需要储备出水管径为①100的潜水泵15台、管径为①150卧式抽水泵4台，并配置备用120KW柴油发电机2台，以备现场突然停电时紧急抽水用。
2.5施工准备
2.5.1技术准备
⑴根据建设单位提供的图纸和相关资料，组织有关人员熟悉图纸、参加建设单位组织的图纸会审，并做好会审记录。
⑵进行技术交底和施工组织设计交底，对工程的重要部位，以及容易出现质量通病的部位，组织编写针对性的施工方案
⑶收集所涉及到的各种施工质量验收规范，检测标准、材料的质量标准及有关的施工图集等。
2.5.2劳动力的准备
⑴为了保证工程的高效、快速的施工，安排以下专业的施工队伍进场施工，各施工队班组之间有明确的分工，也相互配合协作使工程能保证质量、按期、安全的竣工，具体分工如下：
1挖掘施工班：
主要负责土石方开挖，勾机施工后修整基坑边线及基底，按建筑工程施工质量验收规范进行基础施工的土方回填。
2钢筋工班：
主要负责钢筋的加工制作绑扎等工作。
3喷锚施工班：
主要负责喷锚支护工作。
⑵选择好的施工队伍并与之签订劳动合同，然后组织岗前培训，学习图纸，施工工艺标准、工艺流程、进行书面技术交底，安全交底，对特殊工种及不熟练的工人，还要进行相应的培训。
特殊工种要持证上岗。
2.5.3物资准备
⑴、根据施工图，预算及施工方案，依照工程的施工进度计划拟出分阶段、分批、分期的材料供需计划。
⑵、根据施工平面布置及施工方案，确定所需的施工机械设备、用具、拟出分阶段、分期所需用的计划。
⑶、根据拟出的计划，落实安排好材料、构件（成品、半成品）施工机具的预购、采购等工作。
2.5.4生产准备
⑴、平整场地，修通施工临时道路，主干线尽量利用厂区道路。
⑵、按施工总平面布置图修建临时设施，安装临时水、电线路，并试水试电，修好临时排水沟。
第三章主要分项工程施工方法与技术措施
3.1土方开挖与回填
3.1.1土方开挖的总体规划
本工程的深基坑主要在主轧跨，最深可达13.5m，由于工期紧，在深基坑的土方开挖时，拟分3个施工区段分别由3个施工作业队伍平行开挖，具体各区段划分分别为：
第一区段为BC跨①〜①轴与CD跨①〜⑨轴，第二区段为CD跨③〜O轴，第三区段为CD跨迤〜㉒轴及加热炉。
具体的施工分段及各段土方开挖深度图示详见土方开挖平面示意图，即附图二。
根据基坑的开挖深度，以及工程进度需要和结合现场具体情况，开挖时可先一次性挖至-4.0m处，在施工完-4.0m以上的喷锚后方可继续向下开挖，土方开挖时按1:
0.45放坡。
另外基坑开挖时，基坑边除工作面加宽500mn外，需再加排水沟宽度约400mm。
本工程所挖除的土方均需要外运，根据对现场的实际考察，所挖出的土方由北面东头、南面西头及南面东头等三个现场出入口运离现场，具体运行路线详见图3-1-1。
在开挖一4.0m以下的土方时拟在南面01〜②轴间与②〜㉒轴间、东面及北面的O〜◎轴间和农〜⑭轴间等设置坡道，坡道宽度4.5m,以使运土汽车下到基坑内的一4.0m处，以减少挖掘机的接力次数，同时，为减少运土汽车上下坡时打滑，坡道用钢渣铺填。
3.1.2土方开挖前的准备
（1）施工机具：
反铲挖掘机、装载机、自卸汽车、蛙式打夯机、镐、铁锨、胶轮手推车等。
（2）土石方施工前须将施工区域内的所有障碍物、附着物逐一进行拆除。
（3）设置排水设施，在分台接力开挖施工区域内设置临时性排水沟，抽排至场地内已有的临时排水沟内。
（4）做好测量控制，设置区域控制网，并做好轴线桩的测量及校核。
同时进行场地标高的测量工作。
3.1.3机械挖方的要求及方法：
（1）本工程属于深基坑开挖，挖土深度最深可达13.5米，由于基坑面积较大，原则上按图3-1-1所示开挖坡道，以使运土汽车到坑内运土，但对于收口或者因遇地下水而使汽车进入基坑内困难时，则采用台阶接力循环开挖的方法进行开挖（见下页图）。
03-1-1
（2）配合机械作业的清底、平整、修坡等人员，须在机械回转半径以外工作。
当必须在回转半径以内工作时，须停止机械回转并制动好后，方可作业。
（3）土方挖掘作业中，如遇有电缆、管道、地下埋藏物或辨识不清的物品，须立即停止作业，设专人看护并立即向施工负责人报告。
弄清楚无误后方可进行继续开挖;在土方机械开挖中，须严格控制挖土的轴线、标高、严禁超挖。
（4）在施工中遇下列情况之一须立即停工，待采取措施并符合作业安全条件后，方可继续施工：
A、挖方区土体不稳定，有发生坍塌危险时;
B气候突变，发生暴雨、水位暴涨时；
C地面涌水冒泥，出现陷车或因雨天发生坡道打滑时；
D工作面净空不足保证安全作业时；
E、施工标志、防护设施损毁失效时；
（5）采用白灰放出基坑开挖线。
开挖时须先边后内，先远后近，上口白灰线挖留各半。
先挖上层，后挖下层，铲铲相连，逐层加深，每层保持一个扇形工作面，直至基坑底标高处。
所挖出的土方全部用自卸汽车外运到弃土场。
3.1.4人工挖土方的方法及安全措施
基坑土方机械开挖后，预留200〜300mn进行人工清底，以免扰动基层。
（1）挖掘土方时，必须由上往下进行，禁止采用掏洞、挖空底脚和挖“伸悬土”的方法，防止塌方事故。
（2）多人同时挖土操作时，须保持足够的安全距离，横向间距不得小于2m纵向间距不得小于3m禁止面对面进行挖掘作业。
（3）用十字镐挖土时，禁止带手套，以免工具脱手伤人。
挖掘土方作业中，如遇有电缆、管道、地下埋藏物或变识不清的物品，须立即停止作业，设专人看护并立即向施工负责人报告。
严禁随意敲击，刨挖和玩弄。
（4）深基坑挖土时，操作人员须使用梯子或搭设斜道上下，禁止蹬踏固壁支撑或在土壁上挖洞蹬踏上下。
（5）作业中，作业人员不得在阶坡及深坑和陡坎下休息。
作业时，要随时观察边坡土壁稳定情况，如发现边坡土壁有裂缝、疏松、渗水或支撑断裂、移动等现象，作业人员须先撤离作业现场，并立即报告施工负责人及时采取有效措施，待险情排除后方可继续作业。
（6）配合机械作业的清底、平整、修坡等人员，须在机械回转半径以外工作。
3.1.5土方回填
（1）本工程深基坑因采用大开挖，而根据上部设备及吊装等的要求，并确保地面在使用后不发生下沉，设备基础周边采用砂夹石进行回填，所用于回填的砂夹石不得含有杂质及工程垃圾；卵石粒径不宜过大。
（2）下部坑底较窄处的回填每层厚度不大于30cm采用插捣器结合人工进行夯实，有工作面时，必须使用蛙式打夯机或者立式打夯机分层夯实，回填土密实度要符合设计要求。
每步回填土间隔距离必须相互错开，上下层土的接茬间隔不得小于50cm。
（3）进行回填时，禁止使用机械推土回填，回填前须作好回填隐蔽记录，分层夯实，确保密实度达到设计要求，回填至顶板后，可采用压路机进行压实，但必须根据待顶板砼达到设计强度后，方可使用压路机。
3.1.6土方开挖须注意的问题：
（1）挖土时严禁损坏护壁结构。
（2）施工安全措施：
施工中遇到地下管线，必须立即报告现场施工负责人，经请求汇报有关部门处理后方可继续施工。
（3）在开挖过程中，随时观测基坑侧壁变形情况，挖掘机严禁破坏护壁设施，以保证基坑及人员、机具安全。
随时与甲方现场代表取得联系，解决施工中遇到的问题，确保施工顺利进行。
（4）机械开挖时严禁超挖和扰动原土。
基坑开挖后须尽快施工混凝土垫层，减少基底暴露时间，防止雨水对基槽的浸湿。
（5）地下水或雨水进入基坑时，应采取人工或机械排水，使基坑保持处于无积水状态。
（6）开挖过程中，遇流砂或者较软弱土层，向下开挖困难时，须立即采取措施，超出本方案边坡喷锚设计安全要求时，必须提出补充专项处理方案进行处理。
3.2基坑支护
根据以往的施工经验及施工场地的地质资料，本工程深基坑边坡支护采用喷锚支护。
3.2.1喷锚支护结构布置
1、喷锚支护设计依据：
《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）；
《基坑土钉支护技术规程》（CEC96：
97）中国工程建设标准化协会标准；
《建筑施工手册》第四版，中国建筑出版社；
《柳钢热轧板带完善工程主厂房基础系统桩基勘察资料》（广西水文地质工程地质勘察院）
2、喷锚支护结构布置：
（A）、本工程深基坑最深可达13.5米（从土0.000m计算），但最深处在基坑的中间，喷锚设计时按D列©〜O轴边的基坑深度进行设计（按10.5m）,整个地下基槽的
锚杆护坡支护竖向设置10排锚杆。
锚杆水平间距1.5m。
锚杆钢筋均采用①25钢筋制作，锚杆成孔直径为110mm采用0.4MPa压力注浆（M20水泥泵浆，水灰比为0.45）,喷射混凝土为C25,厚度80〜100mm网格配筋为①8@150双向设置，加强主筋为①18@150（01500（即在锚杆端头处设置），呈十字型与锚杆钢筋焊接连接，锚杆钢筋与加强钢筋连接焊接时，锚杆钢筋端头做成90。
弯钩并钩住加强钢筋（如节点图2所
示）。
钢筋格网保护层厚50mm锚杆长度自上而下分别为：
L1=12mL2=12mL3=9mL4=9mL5=7m7m锚筋为25mnS勺U级钢筋。
锚杆入土角度（倾角）为15°。
（B）、基坑上口将护壁钢筋网片连为整体，向外1500mn宽做100mm厚压顶，并用水泥砂浆做200X200的截水沟，防止地面水流入坑内，施工时与第一节护壁一并施工；配筋和砼等级同护壁。
（C）、基坑顶部标高变化处，在自然地面水平处，护壁向侧面边坡延伸1.5m，直接打1000mm长①25短钢筋挂网，喷100厚混凝土。
（D）、根据地质报告地下水位，从基坑顶往下至-5.0米处开始设置泄水孔，泄水孔每2米设置一个，梅花型布置，泄水采用直径75mm的PVC管制成。
喷锚支护示意图详见图3-1、3-2。
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3、喷锚支护的整体稳定性分析
喷锚支护的整体稳定性分析一般主要进行内部整体稳定性和外部整体稳定性的分
析。
根据建筑工程施工规范的要求，对于喷锚面土体内部的整体稳定性分析按下列公式进行验算:
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式中n——滑动分条数;
M――滑动体内钉数;
整体滑动分项系统，取1.3;
基坑侧壁重要性系统，取1.10;
w第i分条土重，滑裂面位于粘性土中时，按上覆土层的饱和土重度计
bi――第i分条宽度；
cik――第i分条滑裂面处土体固结不排水（快）剪粘取力标准值;©ik——第i分条滑裂面处固结不排水（快）剪内摩擦角标准值；
9i——第i分条滑裂面处重点切线与水平面的夹角；
aj——土钉与水平面之间的夹角；
Li――第i分条滑动面处弧长；
S――计算滑动体单元厚度；
Tnj――第j要土钉圆弧滑裂面外锚固体与土体的极限抗拉力
式中dnj—第j根锚杆锚固直径；
qsik—锚杆穿越第i层土土体与锚固体间极限摩阻力标准值，按施工手册表
6-73确定，查得qsik=80kN/mt
Lni—第j根锚杆在圆弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度。
要完成公式3-1的验算，则必须先确定边坡土体最危险的滑移破裂面，但要确定最危险的滑移破裂面则需要反复试算，即先确定圆弧半径然后再计算危险滑移破裂面，但假设往往并不一定就是最危险滑移破裂面，甚至相距甚远，为此，要找到边坡土体最危险滑移破裂面则需要反复的试运算，且计算公式又比较复杂，计算工程量较大，为此本案采用了已得到建设部认可的北京理正岩土软件进行验算。
根据北京理正岩土软件边坡稳定性验算的要求，支护土层需要确定的计算参数有：
土层厚度、重度、粘聚力、内摩擦角等，同时确定滑动土分条厚度（一般取1.0m），
土方开挖坡度以及锚杆的设计情况等。
根据广西水文地质工程地质勘察院提供的岩土工程勘察报告共四份，分别是《柳钢热轧板带完善工程主厂房基础系统A轴桩基勘察报告》、《柳钢热轧板带完善工程主厂房基础系统B轴桩基勘察报告》、《柳钢热轧板带完善工程B轴25线、C轴25线、26线承台桩基勘察报告》及《柳钢热轧板带完善工程1450热轧生产线岩土工程补充勘察报告》。
对于本案，开挖场地主要是CD跨的轧机设备基础，故在此采用了《B轴25线、C轴25线、26线承台桩基勘察报告》以及《1450热轧生产线岩土工程补充勘察报告》等进行综合考虑取值。
对于土层厚度，各分报告分别为：
1、B轴25线、C轴25线、26线承台桩基勘察报告：
第①层土厚：
0.3〜1.4m，第②层土厚：
10.6〜12.80m,第③层土厚：
0.9〜2.2m,本层顶埋深12.1m~13.8m
2、1450热轧生产线岩土工程补充勘察报告：
第①层土厚：
0.5〜1.8m，第②层土厚：
10.9〜19.70m,第③层土厚：
0.6〜2.3m,本层顶埋深11.20m〜19.7m
综上所述，对于土层厚度，因为本案在地表以下-2.0米处才开始设置锚杆，而杂填土层即第①层土厚度均小于2米，为此并没有锚杆落在该层土内，而第③层土即强微风化岩层顶埋深均超过了10.5米，故不考虑锚杆落于岩石层内。
因此，对于本次计算，土层各参数取取值为：
3
硬塑状红粘土：
厚度10.5m，重度r=17.8kN/m,粘聚力c=42KPa
内摩擦角©=17.3°
1）、内部整体稳定性分析
经过软件计算自动搜索，得出边坡土体最危险滑移破裂面及计算简图如图3-3所示。
同时经过软件的计算，得出了各系数的数值分别如下表3-2-2（滑动分条数n=12）：
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根据公式：
..［得：
=3.14X0.11X80X6.26=172.98kN
Tn2=3.14X0.11X80X6.60=182.37kN
疏=3.14X0.11X80X4.15=114.67kN
Tn4=3.14X0.11X80X6.26=172.98kN
丘=3.14X0.11X80X4.05=112.19kN
Tn6=3.14X0.11X80
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