汽车卸煤沟深基坑开挖施工技术.docx
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汽车卸煤沟深基坑开挖施工技术
汽车卸煤沟深基坑开挖施工技术
冯战伟
山东电力建设第一工程公司济南250100
[提要]汽车卸煤沟作为电厂输煤系统的主体结构，一般基坑开挖比较深，深基坑开挖边坡稳定是具有较大风险性，本工程深基坑开挖采用了分层分段的施工方法，同时采用管井井点降水，改善了土体的抗剪强度，该方案既经济又保证了基坑安全的目的，为其他类似工程施工提供借鉴。
[关键词]深基坑；管井井点降水；土方开挖
1、工程概况
1.1工程简介
新疆建设兵团农一师阿拉尔盛源热电2×350MW机组工程，厂址位于新疆维吾尔自治区阿拉尔市二号工业园南侧，汽车卸煤沟位于煤场北侧，。
卸煤沟本体长86.3m，西段宽20.4m，东段宽18.4m,中间宽13.4m,基础开挖深度11.5m。
1.2主要工程量
土方开挖：
58236m3
1.3工程特点
根据岩土勘测报告书，厂区内图层由上至下依次是①粉土、②粉质粘土和③粉细砂层等，汽车卸煤沟基础埋深11.5米，持力层为③粉细砂层，地基承载力特征值fak=150kpa。
1.3.1基坑开挖深12米，属深基坑开挖（大于5米），危险性较大。
1.3.2基坑周围无建筑物，场地宽阔。
1.3.3厂区地下水初见水位为自然地面以下-1.3～-2.0，稳定水位为-1.0～-1.8m，开挖前提前进行降水。
2、总体施工方案的确定
土方开挖边坡支护结构可根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节等条件，选用排桩墙、地下连续墙、水泥土重力式墙、逆作拱墙、土钉墙、原状土放坡或采取上述结构的组合。
本工程施工场地周围没有建筑物，场地宽阔，满足放坡条件，经对比各种支护方案，原状土放坡经济合理方案可行。
根据图纸，基础最深埋深-11.5m。
根据岩土勘测报告土质要求，在满足边坡稳定的情况下，基坑采用大面积开挖，按三级放坡，分三层开挖，每次开挖深度为4m，每层开挖后设置宽度为2.5m的台阶，在卸煤沟西侧考虑开挖一条坡道，以供运输土方。
每层台阶应设置挡水沿和集水坑，基坑底部沿四周设置排水沟及集水坑，基坑边坡覆盖防雨布进行防护，防止雨水冲刷。
施工降水采用管井井点降水方案，井点采用环形布置，井点位置距基坑边缘1.5m，开挖前应测量实际降水深度，待满足要求后方可进行开挖，开挖过程中进行分级降水。
3、劳力、机械组织
3.1劳动力组织
技术员2人施工员2人测量员2人安全员2人
质检员1人电工2人壮工15人司机15人
3.2对人员的资格要求
3.2.1所有参加施工现场的人员，必须身体健康，经安全培训考试合格后上岗。
3.2.2焊工、驾驶员、特殊机械操作员等特殊工种必须持有效证件。
3.2.3技术管理人员必须具备一定文化基础，能领会安全工作意图，并能认真遵守。
3.2.4施工人员应从事过此类工作，有一定的施工经验，必须具有较好的安全防范意识，会正确使用现场安全设施。
3.2.5必须遵守现场施工纪律，遵守各项规章制度
3.1机械组织
所需的主要施工机械一览表
序号
名称
单位
数量
用途
1
挖掘机
部
3
土石方挖运
2
装载机
部
2
土石方运输
3
自卸汽车
辆
7
土石方运输
4
水泵
台
26
抽水
5
备用柴油发电机
台
1
备有
6
水准仪
台
2
测量
7
全站仪
台
1
测量
8
50m卷尺
把
1
测量
3.1所用机械的要求
3.1.1所有土方机械必须性能良好，刹车、制动装置、润滑、转动系统及喇叭、灯光系统良好。
3.1.2现场使用的水泵，配电箱必须有良好的工作性能，漏电保护系统灵活可靠。
3.1.3现场使用测量仪器经过计量管理部门鉴定合格。
4、施工工序及施工方法
4.1施工工序：
定位放线→井点降水→分段分层开挖→修边及防护→清基→验槽
4.2作业条件：
4.2.1基础开挖前，根据图纸具体尺寸，测设出控制桩和高程，放出开挖上口边线和底部边线，定出控制标高及开挖深度。
4.2.2在开挖边线外缘2m处设置安全防护围栏，围栏采用钢管制作的固定围栏，围栏刷红白相间油漆。
4.2.3开挖前修好施工道路，与厂区主道路衔接。
施工坡道（坡度应大于廊道坡度）设在基坑西侧，以备后续工程施工使用。
4.2.4管井井点降水设备的布设，各级井点先预抽水4—5天，待坑内水位下降至作业面标高下1米后开始挖土，以保证土方开挖顺利进行。
4.3施工方法：
4.3.1、根据确定的开挖方案，本次采取由东向西退行开挖施工，分三层开挖到底，从上到下第一层高4m，放坡系数为1：
1，第二层高4m，放坡系数为1：
1.2，第三层高3.5m，放坡系数为1：
1.2，基础施工操作面距基础外边缘1.5m。
4.3.2、土方开挖由专人指挥，采取分层分段对称开挖，随挖随修坡，第一台挖掘机负责北半部；第二台挖掘机负责南半部，严格遵循“分层开挖、严禁超挖”及“大基坑小开挖”的原则。
4.3.3在开挖土方时,安排二人用经纬仪和水准仪进行轴线、中心点和桩的标高测量,确保位置正确。
当挖至接近基础底板标高时，坑底预留30cm，人工清基，严禁超挖，以免扰动基底。
在机械施工挖不到的土方，应配合人工随时进行挖掘，并用手推车把土运到机械挖到的地方，以便及时用机械挖走。
4.3.4挖至基底设计标高，人工清基后应邀业主、总包、监理，地质等部门进行验槽。
4.3.5在开挖过程中，对土质情况、地下水位和标高等的变化经常检查，做好原始记录。
如发现基坑土质与设计不符时，及时向有关技术人员报告，联系设计人员确定处理意见。
4.3..6土方的运输和堆放
开挖基坑的土方，应一次运走，避免二次搬运。
土方运至指定土场，并由装载机推平，土场应派专人指挥。
将土方按土的类型分类堆放，即杂填土、素填土堆放在一起，粉质粘土、粉土堆放在一起，粉细砂堆在一起。
运输途中防止扬尘，不得装的过满，车速不得过快（运输车辆限速15km/h，转弯时限速5km/h），避免漏土，撒在路上的土应随时清理。
5、基坑降排水措施：
本工程采用管井井点降水方案，井点采用环形布置，井点位置距基坑边缘1.5m，共布置Ф400降水井26眼，井深25m。
在基坑内设置Ф300水位观察井4眼，对坑内水位进行观测。
在每层台阶周边设置排水沟和集水坑，在基坑底部沿四周设置排水沟及集水坑，将渗透水、地面水、雨水等有序的排出场外，防止浸泡基坑和边坡。
6、基坑开挖注意事项
6.1严格按要求放坡、留设台阶，禁止在基坑顶边坡上堆土，。
6.2开挖至基底后，及时浇筑垫层，避免受积水或雨水影响。
6.3在基坑四周距开挖边线外缘2m处修筑土挡水堰，高约0.3m，宽约0.4m，以防地面雨水流入基坑。
同时应经常检查边坡和支护情况，防止坑壁受雨水浸泡造成塌方。
6.4及时对基坑进行监测，发现异常情况立即启动基坑坍塌应急救援预案。
7、重要危险因素及控制措施
7.1.边坡塌方
控制措施:
①基坑开挖过程中随时检查边坡稳定状态,如发现裂缝、滑坡迹象（如裂缝、滑动、流砂、塌落等）时，需停止施工，及时采取支撑措施，防止下滑，人员立即撤离。
如发生边坡塌方人员被掩埋，应立即施救，如有人员伤亡，立刻拨打120急救。
②为避免边坡粉细砂风吹雨淋流失，造成基坑边坡塌方，在边坡表面铺设编织布，并用铁丝拉住，对基坑边坡进行防护。
③在边坡台阶每隔20m设置观测点,每天定时观测边坡位移情况，发现异常及时汇报。
④基坑四周应设置明显标识，标识要求基坑边缘外侧5米范围内严禁行车、堆放材料、堆放土方；⑤如遇大雨天气应暂停施工，待雨停后检查边坡稳定状态，确定无隐患方可继续施工。
7.2．井点降水中断
控制措施：
降水应连续进行,为避免因停电导致降水停止引起边坡塌方现象,现场配备备用发电机，并派专人监护，发现情况及时处理。
8、结论：
深基坑土方开挖施工技术在本项目的成功应用，为日后深基坑围护施工提供了经验，在宽阔的场地进行深基坑开挖，采取了分层分段的施工方法，同时采用管井井点降水等技术措施，达到了施工工期短，经济投入少，基坑安全的目的。
参考文献：
[1]JGJ120-99，建筑基坑支护技术规程[s].
[2]江正荣.建筑施工计算手册[M].北京:
中国建筑工业出版社，2001:
115一155
[3]GB50007-2002建筑地基基础设计规范［Ｓ］
附件一、汽车卸煤沟基坑设计计算书
附件一、新疆建设兵团农一师阿拉尔盛源热电2×350MW机组工程
汽车卸煤沟基坑设计计算书
汽车卸煤沟区域地质情况：
卸煤沟土方开挖采用天然放坡支护，开挖深度11.5m，分三级放坡，从上到下第一级高4m，边坡坡度1:
1；第二级高4m，边坡坡度1:
1.2；第三级高3.5m，边坡坡度1:
1.2。
台阶均为2.5m，厂区地下水初见水位为自然地面以下-1m，最终降水深度为-12.5m，基坑边坡周围1.5m范围外堆放施工材料，荷载按10KN/m考虑。
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[支护方案]
----------------------------------------------------------------------
天然放坡支护
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[基本信息]
----------------------------------------------------------------------
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
基坑等级
二级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.00
基坑深度H（m）
11.500
放坡级数
3
超载个数
1
----------------------------------------------------------------------
[放坡信息]
----------------------------------------------------------------------
坡号
台宽（m）
坡高（m）
坡度系数
1
2.500
4.000
1.000
2
2.500
4.000
1.200
3
1.500
3.500
1.200
----------------------------------------------------------------------
[超载信息]
----------------------------------------------------------------------
超载
类型
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
序号
（kPa,kN/m）
（m）
（m）
（m）
（m）
1
10.000
---
---
---
---
---
----------------------------------------------------------------------
[土层信息]
----------------------------------------------------------------------
土层数
2
坑内加固土
否
内侧降水最终深度（m）
12.500
外侧水位深度（m）
1.000
----------------------------------------------------------------------
[土层参数]
根据《岩土工程勘探报告》查得上层粉土标准贯击数N=9.7，下层粉细砂标准贯击数N=16.1，求得：
粉土内摩擦角φ=（15N）1/2+15=27
粉细砂内摩擦角φ=（15N）1/2+15=31
（说明：
粉土粘聚力及内摩擦角是取勘察报告中土体物理力学指标统计表中的标准值；粉砂粘聚力及内摩擦角是根据标贯击数按经验公式计算所得，φ=（15N）1/2+15（港口工程地质勘察规程））。
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
（m）
（kN/m3）
（kN/m3）
（kPa）
（度）
擦阻力（kPa）
水下（kPa）
水下（度）
1
粉土
7.00
17.0
7.0
9.00
27.00
120.0
9.00
12.00
2
粉砂
7.00
18.0
8.0
4.00
31.00
120.0
4.00
30.00
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[设计结果]
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[整体稳定验算]
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天然放坡计算条件:
计算方法：
瑞典条分法
应力状态：
总应力法
基坑底面以下的截止计算深度:
0.00m
基坑底面以下滑裂面搜索步长:
5.00m
条分法中的土条宽度:
1.00m
天然放坡计算结果:
道号
整体稳定
半径
圆心坐标
圆心坐标
安全系数
R（m）
Xc（m）
Yc（m）
1
5.320
1.500
17.553
11.894
2
2.718
5.385
14.781
12.828
3
2.023
10.173
11.681
14.163
4
1.810
12.083
10.035
15.314
5
1.301
4.008
1.524
4.008
经计算整体稳定安全系数均大于1，故边坡稳定。
土方开挖示意图
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