设备基础基坑支护专项方案.docx

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设备基础基坑支护专项方案

东方电气（杭州）新能源有限公司

华东制造基地联合厂房

1－1＃、1－2＃、1－5＃、1－7＃、1－8＃、2－8＃、2－9＃、2－12＃

设备基础基坑支护

专

项

施

工

方

案

编制：

监理审批：

业主批准：

编制日期：

中国机械工业建设总公司

东方电气风电（新能源）华东制造基地

联合厂房1－1＃、1－2＃、1－5＃、1－7＃、1－8＃、2－8＃、2－9＃、2－12＃

设备基础工程

挖土及基坑支护专项方案

一、工程概况

本工程为东方电气新能源设备（杭州）有限公司新建项目，工程名称为东方电气风电（新能源）华东制造基地建设项目—联合厂房工程，为东方电气风电（新能源）华东制造基地建设项目中主要生产项目，工程位于杭州市萧山区临江工业园内世纪大道与江东二路交叉处西北。

由中机国际工程设计研究院设计；由浙江省浙中地质工程勘察院勘察；浙江江南工程管理股份有限公司施工阶段监理，中国机械工业建设总公司承建本项目中的房屋建筑中除钢结构外工程及设备安装工程。

本施工组织设计针对其中的房屋建筑内设备基础项目进行编制。

目前自然地面标高约为-1.0m，1-1#设备基础，开挖标高-6.58m，1-2#设备基础，开挖标高-6.2m，1-5#设备基础，开挖标高-m，1-7#设备基础，开挖标高-m，1-8#设备基础，开挖标高-m，2-8#设备基础，开挖标高-m，2-9#设备基础，开挖标高-m，2-12#设备基础，开挖标高-m，相邻的CT-6#承台底标高为-5.1m，CT-7#承台底标高为-2.25m，CT-8#承台底标高为-2.25m；

二、场地工程地质条件

1、场地岩土层的构成和特征

①层耕土：

层面高程6.40～7.10m，层厚0.30～0.80m，灰色、灰黄色，稍湿，松散状，以粉土为主，含少量植物根茎，局部为素填土；

②－1层砂质粉土：

全场分布，层顶高程为5.81～6.8m，层顶埋深0.30～0.80m，层厚0.60～2.75m，灰黄色，很湿，中密状，具中等压缩性，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽。

含铁锰质氧化斑点；

②－2层砂质粉土：

全场分布，层顶高程为3.55～6.05m，层顶埋深1.00～3.05m，层厚4.90～10.10m，灰色，很湿，中密状，具中等压缩性，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽。

局部含少量粉砂；

②－3层粉砂夹砂质粉土：

全场分布，层顶高程为－4.32～－0.68m，层顶埋深7.30～11.15m，层厚6.55～11.90m，黄绿色，灰色，湿，中密～密实状，以粉砂为主，局部为砂质粉土，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，中等压缩性，含有少量云母等矿物碎硝；

③-1层淤泥质粉质粘土：

全场分布，层顶高程为－12.58～－9.66m，层顶埋深16.30～19.20m，层厚17.10～23.00m，灰色，流塑，具高压缩性，干强度高，高韧性，无摇振反应，切面较光滑，具水平微层理，顶部夹有少量砂质粉土薄层，底部局部为粉质粘土薄层；

③-2层淤泥质粉质粘土：

全场分布，层顶高程为－33.05～－29.32m，层顶埋深36.00～39.70m，层厚8.20～13.00m，灰色，软塑～流塑，干强度高，高韧性，无摇振反应，切面较光滑，具高压缩性，无层理，含少量粉砂和贝壳碎硝。

局部为粉质粘土；

层粉质粘土

全场分布，层顶高程为－46.16～－38.84m，层顶埋深45.80～49.80m，层厚10.30～16.30m，灰褐色，软～软可塑状，干强度中等，韧性较好，无摇振反应，切面较光滑，土质均一，具中压缩性，底部局部夹有粉砂薄层；

层粉砂

全场分布，层顶高程为－56.85～－52.62m，层顶埋深59.30～63.50m，层厚0.80～4.40m，灰色、灰黄色，湿，中密～密实状，具低压缩性，顶部夹有粉质粘土砂薄层；

层圆砾

全场分布，层顶高程为－59.45～－56.94m，层顶埋深63.60～66.10m，最大控制厚度4.5m（未揭穿）。

灰色，很湿，中密～密实状，局部呈密实状，具低压缩性，卵石最大粒径达4cm，大约占10％，砾石含量约占45％，砂粒约占30％，粘粒含量约占15％，卵砾石多呈亚圆状，胶结一般；

2、场地水文地质条件及评价

根据场地地下水的埋藏、赋存条件、水理性质等，主要为松散砂土类孔隙水潜水。

场地水文地质条件较为稳定，与周边河流水系联系密切。

潜水埋藏较浅，一般接近地表，勘察期间在钻孔内测得其埋深在地表下0.1～2.2米，相当于国家高程的4.30～3.09米之间，该层潜水主要受大气降水和地表水补给，地下水位随季节性和地形变化较大，根据附近水文资料，丰水期时地下水位为地表下0.2m，年变化幅度0.5～1.0米。

基坑围护设计参数表

层号

层名

重度

固快

渗透系数（cm/sec）

γ（kN/m3）

C（kPa）

φ（°）

Kh

Kv

②

砂质粉土

19.1

7.4

29

（3.6E-04）

（2.4E-04）

③-1

砂质粉土

19.5

4.5

29

（6.9E-04）

（5.4E-04）

③-2

砂质粉土

19.9

5.2

31.3

（5.0E-04）

（4.5E-04）

三、施工部署

1、井点降水目前地下水位于自然地面表面，根据施工要求，相应区域基础开挖前5天井点打设完成并且连续抽水，混凝土设备基础浇捣后10天拔除井点。

相应区域井点平面布置图附后。

2、基坑开挖基坑开挖施工顺序为相应施工区域后退法施工，设备基础中间向南、北侧后退开挖，土方置于二期扩建用地。

3、施工工期土方开挖工期安排30天完成（部分20天完成开挖并开始基础施工）。

4、挖土配备施工管理人员2人，挖土清土人员6人，井点值班人员2人。

四、井点降水

设备基础由于目前地下水位于地表面，深井降水速度较慢，故拟采用二级轻型井点降水，基础周边均设置，基坑中间设置深井。

1、轻型井点参数：

集中总管75～100，井点管总长6m；滤管长1.2m，直径48，井点管间距为1.2m，真空泵7.5kw。

2、轻型井点计算

计算依据及参考资料

该计算书计算主要依据为国家行业标准《建筑基坑支护技术规范》JGJ120-99，同时参阅了《建筑施工手册》（第四版）和姚天强等编写的《基坑降水手册》。

计算过程

A、井点吸水高度计算：

根据所选施工机械设备的参数，井点管的最大吸水高度计算如下：

HV为抽水装置所产生的真空度（kPa）；

△h为管路水头损失（取0.3～0.5m）；

H1=9.435；

sw+D=0.5+2.62=3.12；

根据计算得H1>=sw+D，故该设备满足降水施工要求！

B、井点布置计算：

（1）、基坑等效半径的确定：

l为基坑长度（m）；

B为基坑宽度（m）；

η为系数，查表取1.123；

（2）、井点系统影响半径的确定：

R为降水井影响半径（m）；

r0为基坑等效半径（m）。

S为基坑中心处设计水位降深（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的距离（m）。

H为含水层厚度（m）；

k为渗透系数（m/d），地质报告②-1砂质粉土Kv为2.47出10-4cm/s，换算后为0.21米/天。

通过计算得到R0=18m；

C、基坑总涌水量计算：

根据基坑边界条件选用以下公式计算：

基坑降水示意图

Q为基坑涌水量；

k为渗透系数（m/d），地质报告②-1砂质粉土Kv为2.47出10-4cm/s，换算后为0.21米/天；

H为含水层厚度（m）；

h为设计降水面到潜水层底面的距离（m）；

R为降水井影响半径（m）；

r0为基坑等效半径（m）；

M为由含水层底板到过滤器有效工作部分中点的长度（m）；

l为过滤器进水长度；

通过以上计算得基坑总涌水量为464.223m3。

D、每根井点允许最大出水量计算：

q,为单井允许最大出水量（m3/d）；

rv为过滤器半径（m）＝20mm；

l为过滤器进水部分长度（m）＝1.2m；

k为含水层渗透系数（m/d），地质报告②-1砂质粉土Kv为2.47出10-4cm/s，换算后为0.21米/天。

通过计算得每根井点允许最大出水量为5.372m3/d。

E、井点数及每根井点实际出水量计算：

通过计算得到井点管数量为10个

F、基坑中心水位降深计算：

由于目前对于该类模型的中心降水还没有成熟的计算公式，实际施工中都要通过试验确定，所以建议在试验的基础上结合当地降水经验确定水位降深。

G、井点管长度计算：

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的距离（m）。

hd为井点管顶部离地面的距离（m）。

根据计算井点管长度为5.129m。

取6m。

H、滤水管设计计算：

（1）、滤管长度

Q为流入每根管井的流量；

ne为滤管孔隙率，一般为2%～5%；

v为地下水进入滤管的速度；由经验公式v=k1/2/15求得；

根据计算滤管总长度为677.312m。

单根滤管长度1.2m，共18组（991m）。

满足要求。

（2）、滤网孔隙控制，要求dc>2d50

dc为滤网孔隙（mm）；

d50为含水层颗粒50％的直径（mm），d50=6.923mm。

3、深井计算

设备基础二次开挖后在基坑中间设置深井，解决基坑中间涌水，防止突然停电造成基坑坍塌，小型发电机能临时应付深井用电。

深井平面布置详细见附图。

利用深井水泵抽水排至联合厂房外新开挖的排水管。

深井参数：

井点管300，井点管总长19m；滤管长6m，井点管间距为24m，水泵0.75kw。

平面布置详细见附图。

深井计算

计算依据及参考资料

该计算书计算主要依据为《建筑施工手册》（第四版）和姚天强等编写的《基坑降水手册》。

计算过程

基坑涌水量计算：

根据地址报告渗透系数K——地质报告②-1砂质粉土Kv为2.47出10-4cm/s，换算后为0.21米/天；

影响半径R——因渗透系数为0.21米/天，取50米；

基坑尺寸取25米×25米（假设25米一个深井）；

r0——引用基坑半径，μ＝1.18

米

H——稳定水位至设计基坑底的深度，开挖深度为5.6米，静止地下水位为1米，因②-1为透水层，H取10米，每个深井总涌水量为：

因此，潜水泵型号为06－22/2-0.75，水泵每小时流量6m3/h=144m3/d满足要求！

2、轻型井点的安装与试抽

轻型井点管采用水冲法成孔埋设，高压泵水压0.4～0.8MPa，成孔直径300，井孔垂直，孔比滤管底深0.5m左右。

井点管与孔壁之间用一定级配粗砾砂灌填（保证至少有2m深的粗砾砂）。

在地面以下1.0m内用砂土封孔，确保抽水时不漏气。

安装顺序：

A.挖井点沟槽，铺设集水总管。

B.冲孔埋管，填砂石滤料，连接井点管。

C.安装抽水机组，连接集水总管。

D.试抽。

总管安装、支管拼装→联接弯头安装→冲孔→下井点（填粗砂封孔口）→接头（联接管）→试车（检查）→正式使用。

3、注意事项

每根井点沉设后，都应检验渗水性能：

填灌滤料时，管口有泥浆冒出；或向管内灌水时，很快下渗为合格。

轻型井点正常出水，先混后清，否则应立即检查纠正，发现井点泵真空度不足应立即检查气密性。

、基坑开挖过程中还必须进行动态管理，加强检测，及时发现及时调整，并加强对井点降水系统的维护和保养。

、轻型井点进行试抽。

在连续不断抽水的情况下，容易造成对下部土体的扰动，阻塞滤网，甚至造成流沙管涌现象。

、应急措施

为保证井点降水的顺利施工，保证井点降水的连续不断进行，防止发生突发事故的发生，特作以下设备及人员准备：

抽水机组备用2台；集水总管井点管及配件若干；配备24小时日夜有经验的人员值班，对每天降水情况进行记录和处理突发事件。

五、基坑开挖施工

1、先根据基坑开挖平面图尺寸用石灰放出基坑开挖尺寸线，第一皮开挖1米，人工修整边坡，同时施工基坑周围明沟，做1.2米高防护栏杆，上表面及侧面喷120厚C20喷射砼内配∅6.5@200双向钢筋网，将基坑坡顶地面适当垫高，以防止地表水流入基坑。

设置第一排轻型井点，降水五天以上。

同时打设观测位移孔和水位观测孔。

2、第二皮开挖1.5米，人工修整边坡。

打设锚杆∅48*3.0钢管@1200。

绑扎∅6.5@200双向钢筋网，网片钢筋搭接长度不小于300mm。

网片外绑扎2∅14通长钢筋，接头采用焊接连接。

2∅14通长钢筋与钢管通过2∅18短钢筋双面焊接。

分二次喷120厚C20喷射砼，按如下配比进行：

水泥：

砂：

石=1:

2:

2。

钢管内压力注浆，采用纯水泥浆注浆，水灰比0.45。

注浆压力控制不小于0.5Mpa，每米注浆量10-12升，注浆须慢速进行；浆液搅拌均匀，随拌随用。

养护。

应尽量缩短基坑边坡无支护裸露时间。

对于自稳能力差的土层应开挖完成的同时施工支护。

混凝土试块按照每100m3一组留置。

3、第3皮开挖同上，循环工序开挖，上下二层施工周期不少于4天。

4、应尽量缩短边壁无支护裸露时间。

对于自稳能力差的土层应随挖随支护。

5、土钉墙支护区用机械进行土方作业时，严禁边壁出现超挖或造成边壁土体松动。

距边壁30-50cm内，宜人工清坡，保护边坡平整并符合设计规定的坡度。

6、基坑开挖中挖土机应按指定路线进入基坑，严禁挖土机在基坑侧壁土体上方直接反复碾压或碾压坑边进行挖土操作，严禁运土卡车在坑边任意行走。

7、坑底以上300mm及地梁、承台、集水井等局部深处应采用人工修土，并随挖随铺垫层，坑底的土无垫层暴露时间不应超过24小时；开挖至设备基础底标高后，立即铺设垫层；

六、施工监测要求

1、施工监测包括以下内容：

a、周边道路、边壁顶部水平位移与垂直沉隆量监测；

b、周边道路、地表开裂状态（位置、裂宽）的观察；

c、深层土体位移监测。

2、水平位移监测时，可用经纬仪和前视固宁点形成测量基线，测量墙顶或相邻建筑物各测点和基线距离变化，精度为1mm；

沉降监测用水准仪监测，精度不低于1mm；

深层土体位移用钻孔测斜仪进行：

本工程共设计深层土体位移监测孔5个，孔深18m，测斜管必须在土方开挖前一周埋好且在开挖前测得初始值。

3、在基坑开挖、支护施工阶段，每天监测不少于1~2次；雨天和雨后或位移速率较大时应增加监测频次；当有事故征兆时应连续监测。

4、基坑施工完成，变形趋于稳定的情况下，可适当减少监测次数。

施工监测过程应持续至设备基础底板浇筑完成为止。

5、雨天和雨后应加强监测和周边巡视，并对各种可能危及支护安全的危险源进行仔细观察。

6、砼泵车应停在基坑外边线5米外停放；

七、施工监测预警及应急措施

1、监测预警

水平位移预警值：

位移累计45mm或位移变化速率连续三天≥3mm/d；

坑侧地表最大沉降预警值：

位移累45mm或沉降变化速率连续三天≥3mm/d；

2、应急措施

施工开挖过程中，施工监测达到以上预警值时，应增加监测次数，加强观察，分析原因，必要时对支护结构采取如下应急措施。

a、编织袋装砂石在坑内快速回填、坑内土方直接回填、或在有条件部位坑外卸土；

b、为确保基坑及周边建筑物的安全，现场准备一定数量的钢管、编织袋、砂石料等应急抢险材料，以备应急。

八、基坑回填施工

基础施工完成后及时取土回填。

回填土采用土质良好、无有机杂质的粉土。

机械碾压分层夯实，分层厚度控制不超过300mm，控制好回填土的含水率，以免产生“橡皮土”现象。

回填土含水率太高时，采用插入式振捣器振捣固化。

按规范要求现场取样进行土的干容重测试，以确保其密实。

九、安全文明施工

1、挖机进场应用专用运输车辆装运。

2、施工道路边基坑施工上边坡线设置1.2米高围栏，围栏用二排钢管搭设。

涂刷红白斑马油漆，随开挖随搭设。

3、夜间做好照明工作，防止未做好围栏，基坑边坠落事故。