深基坑防护施工方案.docx
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深基坑防护施工方案
新建武汉至黄石铁路WHSG-1标段
深基坑开挖防护方案
施工组织设计
编制：
审核：
批准：
中铁十一局集团武黄城际铁路一标项目经理部
二○一三年六月十六日
目录
1编制说明1
1.1编制依据1
1.2编制原则1
2工程概况1
3施工总体安排1
3.1施工材料1
3.2主要劳动力组织配备2
3.3主要工程数量3
4施工方案3
4.1施工准备3
4.1.1平整场地和地面排水3
4.1.2乡村水泥路的迁改3
4.2围护桩支护方案3
4.2.1围护桩结构形式及防护范围4
4.2.2钻孔桩质量要求及施工顺序：
4
4.2.3工艺流程5
4.2.4钻桩技术要求5
4.2.5冠梁施工6
4.3咬合高压旋喷桩止水帷幕施工6
4.3.1施工方法及施工顺序6
4.3.2施工工艺6
4.3.3工艺要点7
4.3.4施工工艺质量控制要求8
4.3.5施工注意事项8
4.4基坑开挖及内撑安装8
4.4.1基坑开挖9
4.4.2内撑安装9
4.4.3基坑排水10
4.5承台及墩身施工10
4.5.1钢筋绑扎10
4.5.2砼浇筑10
4.5.3基坑回填10
5安全目标、安全保证体系及安全保障措施11
5.1安全目标11
5.2安全保证和组织体系11
5.3组织保证措施12
5.3.1建立健全各项安全制度12
5.3.2安全生产教育与培训13
5.3.3安全生产检查13
5.4安全风险管理13
5.4.1相关安全生产风险源的识别13
5.4.2针对安全风险源采取的相关对策措施14
6应急救援预案16
6.1、应急预案组织机构16
6.2、应急预案启动条件18
6.3、安全事故应急预案18
6.4、其它事故应急预案18
7文明施工措施19
7.1文明施工目标19
7.2文明施工的组织与管理19
7.3施工现场管理20
8、开挖支护设计及验算21
具体计算见后附深基坑支护设计图及计算书21
附件1、武东2#特大桥38#、39#墩深基坑防护图22
附件2、围护结构计算书22
武东2#特大桥38#、39#墩深基坑开挖防护方案
1编制说明
1.1编制依据
1）《铁路交通事故应急救援和调查处理条例》（国务院令第501号）
2）新版《铁路桥工行车安全细规则》自2006年10月1日起实行
3）《铁路技术管理规程》铁道部令第29号，2007年4月1日起施行
4）《铁路工程施工安全技术规程》（TB10410.0-2003）
5）《铁路施工技术指南体系》
6）铁路质量验收暂行标准体系，如《铁路桥涵工程验收暂行标准》；《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》等标准。
1.2编制原则
1）兼顾是改革和运输，确保施工安全。
2）根据施工工艺流程，合理安排工序，精心施工；安全第一，经济合理的原则。
3）严格遵守合同及设计文件要求，执行现行国家和地方标准。
2工程概况
武东2#特大桥38#墩承台中心里程DK004+732.280，39#墩承台中心里程DK004+765.060，目前桩基已施工完毕，准备进行承台施工。
承台尺寸为7.4m（顺桥向）*15.3m（垂直桥向）*3m（高度），承台底部距原地面下15.6米，开挖深度达15.6米，地下水位埋深为8.6m。
3施工总体安排
3.1施工材料
施工机具、设备、材料配备
序号
设备或材料
规格
单位
数量
备注
1
卷扬机
台
4
2
吊机
25t
台
1
3
长臂挖掘机
PC400LC-6
台
1
4
自卸汽车
25t
台
4
5
混凝土运输车
台
3
6
混凝土输送泵
台
1
7
电焊机
台
2
8
气割设备
氧气乙炔
套
1
9
高压泥浆泵
SNS-H300水流Y-2型液压泵
台
3
10
钻机
工程地质钻振动钻
台
3
3.2主要劳动力组织配备
序号
劳动力内容
人数
备注
1
指挥
1
袁绍献
2
现场技术人员
1
任文成
3
现场安质人员
1
李峰
4
围护桩施工
8
5
旋喷桩施工
8
6
吊车
2
7
挖掘机
4
8
混凝土运输车
4
9
混凝土输送泵
1
10
测量
3
11
电焊
4
12
辅助
8
合计
45
3.3主要工程数量
工程部位
项目名称
单位
根数
单根长度（m）
工程数量
38#墩深基坑防护
φ1m钻孔桩
根
42
32
1344m
φ0.8m高压旋喷桩
根
96
17
1632m
两道钢结构内撑
T
/
/
40T
C30细石混凝土
m3
/
/
10.3m3
Φ25连接钢筋
根
24
11（平均）
1016.4Kg
1*0.8m钢混冠梁
C30砼
m3
/
/
41.6
HPB235钢筋
Kg
/
/
372.3
RHB335钢筋
Kg
/
/
2055.04
浆砌片石水沟
m3
/
/
37.3
开挖土方量
m3
/
/
1996.8
回填砂砾土
m3
/
/
1333.9
39#墩深基坑防护
φ1m钻孔桩
根
42
29
1218m
φ0.8m高压旋喷桩
根
96
14
1344m
两道钢结构内撑
T
/
/
40T
C30细石混凝土
m3
/
/
10.3m3
Φ25连接钢筋
根
24
8（平均）
785.4Kg
1*0.8m钢混冠梁
C30砼
m3
/
/
41.6
HPB235钢筋
Kg
/
/
372.3
RHB335钢筋
Kg
/
/
2055.04
浆砌片石水沟
m3
/
/
37.3
开挖土方量
m3
/
/
1996.8
回填砂砾土
m3
/
/
1333.9
4施工方案
4.1施工准备
4.1.1平整场地和地面排水
开挖基坑前，整平基坑顶面场地，根据现场的地形情况，在基坑四周开挖排水沟，并引流至既有地面排水沟排除，防止降雨积水流入基坑、浸泡基坑。
配备抽水泵、小型发电机、防水布，接入临时用电线等。
4.1.2乡村水泥路的迁改
根据现场调查发现，一条乡村水泥路位于38#承台开挖线内，影响38#墩承台开挖施工，需迁改。
目前乡村水泥路正在进行迁改，迁改完成后不影响当地村民通行及38#墩承台施工。
4.2围护桩支护方案
武东2#特大桥38#承台位于原地面下15.6米、39#承台位于原地面下12.6米，为确保承台开挖安全，承台开挖前首先采用φ1.0m围护桩对基坑四周进行防护，围护深度为承台底以下；由于地下水位较高（埋深约为8.7m），围护桩外侧采用φ0.8m，间距0.6m的咬合旋喷桩做止水帷幕；其次在原地面以下加设两道钢支撑，钢支撑与围护桩间空隙用C30细石混凝土填充，具体见《武东2#特大桥38#、39#墩深基坑开挖防护》
4.2.1围护桩结构形式及防护范围
围护桩采用桩径1m的圆孔形钢筋混凝土桩基（混凝土强度等级为C30），38#墩围护桩长为32m，39#墩围护桩长度为29m，围护桩间距为纵向边桩间距为1.2m（详细见围护桩平面布置图），成孔形式为钻孔，桩顶采用1.25*0.8冠梁连接。
防护范围为16m*8m，桩基防护深度为承台底以下。
具体见后附《武东2#特大桥38#、39#墩深基坑开挖防护》图。
4.2.2钻孔桩质量要求及施工顺序：
序号
项目
允许偏差（mm）
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔深
摩擦桩
不小于设计孔深
3
孔位中心偏心
群桩
≤50
4
倾斜度
≤1%
5
浇筑混凝土前桩底沉渣厚度
摩擦桩
≤100
钻孔桩采取间隔法施工，先施工1、3、5…号桩，后施工2、4、6…号桩。
4.2.3工艺流程
施工冠梁
见施工工艺流程图
4.2.4钻桩技术要求
1）桩位准确，尽量减少偏差，控制在规范允许范围内。
2）钢筋笼尺寸、配筋应符合设计、相关规范等要求。
3）结合设计文件选取具有代表性的点位采用多种工法进行试钻，详细记录地质情况及钻孔速率，确定适合现场情况的施工工法。
4）严格选择混凝土配合比，使其强度及各项性能指标符合设计要求，并在浇筑时严格执行相关规范的规定。
4.2.5钻孔桩安全技术要求
1）施工区域应设警示标志，严禁非工作人员出入。
2）施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。
3）为保证施工安全，现场应有专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作，坚持班前进行安全教育制度。
4）制订合理的作业程序和机械车辆走行路线，现场设专人指挥、调度，并设立明显标志，防止相互干扰碰撞，机械作业要留有安全距离，确保协调、安全施工。
4.2.5冠梁施工
冠梁待咬合旋喷桩止水帷幕施工完毕后方可施工，冠梁沿四周桩基顶做成一个整体，成为一个封闭环形。
施工冠梁前首先凿除桩基表面浮浆，调直桩头钢筋，确保桩头钢筋伸入冠梁内长度足够（35D）。
冠梁模板：
采用小块钢模组成，一次性浇筑混凝土。
冠梁钢筋：
根据计算结果，冠梁钢筋采用HRB335，16Φ20主筋及HPB235φ8@200箍筋，冠梁钢筋在加工场加工好后运至现场，进行分段安装。
冠梁混凝土：
冠梁混凝土标号为C30，由拌合站统一拌合，砼输送车运至现场。
4.3咬合高压旋喷桩止水帷幕施工
4.3.1施工方法及施工顺序
本工程旋喷桩施工采用单管法旋喷，水泥采用新鲜无结块的425#普通水泥，水灰比为1：
1。
为防止旋喷桩施工时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短，造成相邻高喷孔施工时串浆，采取分批跳孔施作，钻孔桩施工时按每间隔两孔施工，具体施工顺序依据现场实际情况确定。
4.3.2施工工艺
旋喷桩施工工艺流程见下图。
旋喷桩施工工艺流程图
拔管
4.3.3工艺要点
⑴桩点布置：
场地清理整平，按桩点设计布置图放样布点。
⑵钻机就位：
移动钻机至加固桩点，机座调平、钻头对准桩点中心。
⑶钻孔：
开启钻机，钻至设计桩底，终孔后用砂袋塞住孔口，以防止杂物掉入孔内。
⑷插注浆管：
拔出芯管，插入喷射注浆管至预定深度。
在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力不超过1MPa。
⑸试喷：
注浆管插入预定深度后，先试喷，检查注浆流量、风量、压力等参数。
⑹喷射注浆：
试喷正常后，喷射注浆同时提升钻头，注意检查注浆流量、风量、压力、旋转提升速度，做好记录，同时检查地面冒浆情况。
注浆管分段提升时注浆搭接长度不小于100mm。
冒浆量小于注浆量20%为正常，超过20%或完全不冒浆时，须查明原因采取相应措施：
冒浆量过大，可提高喷射压力、适当缩小喷嘴孔径、加快提升和旋转速度。
地层中较大空隙，出现不冒浆现象，可掺入速凝剂，缩短固结周期，使浆液在一定土层范围内固结；在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续正常喷浆。
⑺停止喷浆移机：
喷射注浆到达设计停浆面（一般为桩顶以上0.5m），
成桩完毕停止喷浆，将注浆管等机具设备冲洗干净，移动钻机至下一桩位。
在施工时为防止孔间串浆，须采用跳打法施工。
4.3.4施工工艺质量控制要求
旋喷桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法见下表：
旋喷桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检验项目
允许偏差
施工单位检验数量
检验方法
１
桩位（纵横向）
50mm
按成桩总数的10%抽样检查。
且每检验批不少于5根
用经纬仪或钢尺测量
２
桩体垂直
1%
用经纬仪或吊线测钻杆倾斜度
３
桩体有效直径
不小于设计值
开挖50～100cm后，钢尺丈量测量
4.3.5施工注意事项
⑴喷浆前,先进行压浆压气试验，一切正常后方可配浆，准备喷射，保证连续进行.配浆时必须用筛过滤。
⑵根据固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。
⑶对易出现缩颈部位及底部不易检查处进行定位旋转喷射（不提升）或复喷的扩大桩径办法。
⑷控制浆液的水灰比及稠度。
⑸严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果。
4.4基坑开挖及内撑安装
4.4.1基坑开挖
冠梁施工完毕且强度达到80%后，由测量队准确放出承台的中心及四角，并用护桩引到围护桩外侧，以保证开挖施工中随时进行复测，同时测设好高程控制点，以便控制开挖深度。
在基坑周围适当距离（旋喷桩外侧50-100cm）挖排水沟，防止雨水流入基坑。
基坑采用挖机垂直开挖，人工配合，挖掘机采用PC400LC-6长臂挖机，最大挖掘深度为18m，满足施工要求。
施工时，先用挖掘机挖土至第一道支撑以下50cm处，挖土用自卸汽车运至指定地点堆放。
设置好第二道支撑后，再进行土方开挖，预留30cm厚人工清理至设计标高，即可进行封底施工。
然后凿除桩头，按要求进行桩身质量检测合格后，清理基底，施工垫层。
基坑开挖采取间隔开挖,不连续施工。
开挖基坑时，弃土应按指定地点堆放，基坑上口距边缘处5m以内不得堆土，以免影响边坡稳定。
基坑开挖完成后立即进入下道工序施工。
机械开挖时设专人指挥，以保证施工安全和开挖准确。
4.4.2基坑防护
基坑开挖后，在基坑外侧2m处设置围栏形成封闭施工区域，设立警示牌避免非施工人员随意进入发生危险，基坑顶部保持干净无杂物，施工时派专人看护，避免小石头或其他杂物落入基坑内部造成危险。
4.4.3内撑安装
⑴内撑结构组成：
内撑由环梁、和斜撑杆组成环梁采用2榀I56工字钢组成，各杆件间均为焊接，每道内撑约重20T。
⑵内撑吊装及定位：
在冠梁顶部预埋φ25二级钢筋做“吊绳”连接接头，预埋深度为60cm，用φ25二级钢筋做“吊绳”将内撑按设计标高控制定位。
内撑采用25T汽车吊分节吊装，每道内撑分为2节。
（注：
吊绳每2米一道，焊接时焊缝要符合规范要求，不得烧伤主筋，影响其抗拉强度）
⑶内撑与围护桩连接：
内撑与维护桩连接采用C30细石混凝土连接，连接前将桩表面杂物清理干净，待内撑定位后浇筑细石混凝土，细石混凝土厚度为30cm。
挖掘机清理内撑下部土层时应小心、仔细，严禁与内撑直接接触，挖掘机无法清理的地方由人工清理。
⑷内撑拆除：
基坑回填至内撑高度后方可拆除内撑及其连接钢筋，人工将细石混凝土、连接钢筋与内撑连接处处理完毕后由吊车整体吊出。
4.4.4基坑排水
在基坑周围设置集水井。
并在基坑顶部设置明沟截水，以防地表水流入基坑内，排水沟采用500×500mm，排水沟与施工便道主排水沟相连。
深基坑确保支护不渗漏，若有少量水渗漏到基坑，则在基坑四角设置集水坑（集水坑设置不影响支护安全以及承台施工），然后用潜水泵抽水，排入地面排水明沟。
4.4.5沉降观测
在基坑4角5m外布置4个沉降观测点，基坑开挖至承台施工完毕期间内，每天测量一次并记录数据，分析基坑开挖对周围土体的影响大小，并观察基坑四周地面土体有无断裂情况，如发现沉降观测数据异常，或基坑周围土体有断裂情况，立即停止施工，及时分析原因，并做相应处理。
4.5承台及墩身施工
基坑开挖完毕后可进行承台施工。
4.5.1钢筋绑扎
钢筋在钢筋加工厂加工成半成品，再运至现场由吊车吊入基坑内绑扎，钢筋的接头采用焊接。
4.5.2砼浇筑
混凝土采用集中拌和，运输车运输，泵送入模。
混凝土浇筑采用斜面推进的方法完成混凝土的浇筑，分层厚度为30cm。
分层间隔浇筑时间不超过试验所确定的混凝土初凝时间，以防出现施工裂缝。
混凝土振捣采用φ50mm和φ70mm插入式振捣棒，对于大面积分层浇筑混凝土，振捣棒振捣深度为插入下层5cm，并保证下层在初凝前再进行一次振捣，使混凝土具有良好的密实度。
4.5.3基坑回填
墩身施工高度与原地面高度相平后，应进行基坑回填，回填时采用人工分层夯实，每层厚度不大于20cm。
5安全目标、安全保证体系及安全保障措施
5.1安全目标
在围护桩施工、承台基坑开挖、承台墩台身模板吊安装、钢筋制作安装、混凝土浇筑施工作业过程中，杜绝生产安全较大及以上事故；不发生安全生产一般事故；减少安全生产事故苗头或险情；杜绝因施工引起的较大及以上铁路交通事故；不发生因施工引起的一般铁路交通事故；减少对铁路运输生产和安全产生影响的事故苗头或险情。
5.2安全保证和组织体系
建立健全安全管理组织机构
（1）安全管理体系
详见“安全管理体系框图”
（2）安全管理职责
项目经理部设安全质量部，配备安全工程师，具体负责承台基坑开挖的全部安全监察和管理工作，各施工队设专职安检员，各工班设兼职安检员。
各级安全员均先派有多年工作经验、责任心强、业务能力的人员担任。
项目经理部安全管理领导小组的任务和职责：
贯彻执行上级各项安全法规规程；定期召开安全工作会议；总结和布置安全生产工作；决策重大施工安全方案；制订本项目各项安全制度规定；落实安全责任制；组织安全教育培训；开展安全检查等。
建立高效灵敏的安全管理信息系统。
系统规定各种安全信息的传递方法和程序，在施工中形成畅通无阻的信息网，准确及时地搜集各种安全信息（如执行“五同时”的信息，安全技术措施方案的编制、审批、交底、落实、确认信息，安全隐患、险肇事故及工伤信息等），并设专人负责予以处理。
安全保证体系框图
安全保证体系
经济保证
制度保证
强有力的组织、措施保证
思想保证
包保责任制
各项安全生产制度
措施保证
组织保证
提高全员意识
施工技术安全规则教育
有力的后勤保障措施
可靠的医疗保健措施
完善的劳动保护措施
通畅灵敏的通信措施
各工种安全生产制度
安全总结评比制度
月季年安全检查制度
建立各级安全组织
建立医疗保健机构
建立劳动保护防疫机构
安全第一
预防为主
监督检查
生产必须安全
安全为了生产
奖罚分明
实现安全目标
事事讲安全
处处有保障
经济兑现
5.3组织保证措施
5.3.1建立健全各项安全制度
建立安全生产责任制、建立安全生产风险抵押金制度；
根据承台开挖特点，制定具有针对性的专项安全管理制度：
各类机械的安全作业制度；用电安全制度；防风措施；起重作业安全制度；各项安全标志的设置及维护措施。
5.3.2安全生产教育与培训
开工前，对所有参建员工进行上岗前的安全教育。
对于从事特殊工种的人员，经过专业培训，获的《安全操作合格证》后，方准持证上岗。
5.3.3安全生产检查
（1）施工前的安全检查
主要内容包括：
施工组织设计是否有安全措施，施工机械设备是否配齐安全防护装置、安全防护设施是否符合要求，施工人员是否经过安全教育和培训，施工安全责任制是否建立，是否有应急预案等。
（2）定期安全生产检查
每周组织一次大检查，积极配合上级进行专项和重点检查；班组每日进行自检、互检、交接班检查，并做好记录。
（3）经常性的安全检查
安全工程师、安全员日常巡回安全检查。
（4）专业性的安全检查
针对施工现场的重大危险源，对施工现场的钻孔桩、高压旋喷桩及承台基坑开挖作业安全、现场的施工技术安全、现场设备的使用、运转、维修进行检查。
（5）季节性、节假日安全生产专项检查。
5.4安全风险管理
5.4.1相关安全生产风险源的识别
（1）人的因素：
施工人员业务不熟练、未培训即上岗、特殊工种未持证上岗、工人责任心不强、施工前未进行交底、施工防护人员不到位均会影响施工安全；
（2）物的因素：
施工中使用的围护桩桩身质量不合格，抗弯强度不够，在支撑过程中发生断裂，产生支撑体系失稳，发生基坑垮塌；
（3）机械的因素：
钻孔桩钻机旗工、起重机等发生机械事故或在操作过程中发生倾倒；
5.4.2针对安全风险源采取的相关对策措施
1）人员管理安全措施：
（1）加强作业人员的技能培训、安全教育
a.工前对施工作业人员进行专项技能培训、安全常识、安全法规、规章制度的教育，并进行考试，合格者方可上岗。
b.加强施工中日常安全教育，领工员（架子队队长或工班长）在安排工作时，必须进行安全教育，安全教育要有针对性。
c.工区安全小组必须树立“安全第一，预防为主”的思想意识，根据“谁主管，谁负责”的原则，搞好工区安全工作。
d.对安全员、防护员及特殊工种等，执行持证上岗制度。
目前安全员已取的武汉铁路局工务段的临近营业线施工培训考试合格证，也已取湖北省建设厅或中铁建总公司的安全考试合格证。
机械操作工、电弧工等均已取的资格证书。
e.加强对工人的日常管理及责任心的教育，强化安全意识，教育工人必须遵守安全操作规程和安全规章制度，必须熟悉施工要求，认真执行安全技术交底，做到不蛮干。
（2）技术交底及班前安全交底
在开工前工区组织对施工人员的技术交底，技术交底内容包括钻孔桩及高压旋喷桩的施工工艺、支撑结构的安装顺序及安装结构、基坑开挖及回填方法、承台施工工艺。
进行技术交底的同时，进行书面安全交底，交接双方均要签字。
在日常管理中，积极组织工人学习、了解本班组安全生产工作情况、工作性质及范围和必要的安全知识。
开始工作前必须要求工人注意安全，熟知以下内容，班前领工员必须进行安全讲话及安全技术交底。
（3）做好对施工人员的保护
作业人员进入施工现场必面穿戴相应劳动保护用品，作业前应按设备的操作规程进行检查，作业中严格遵守劳动纪律，服从指挥，不的酒后上岗或连续疲劳作业。
（4）加强安全检查监督，防止工人违章操作，防止施工防护人员脱岗，防护员必须经过严格训练和考试合格的职工担任，一经派定后不的任意调换。
防护人员在执行防护工作时，必须坚守岗位，如因事暂离开岗位时则安排合格人员代替。
（5）制定安全生产责任制，签订安全包保责任状，严格安全责任追究制度，对安全违章进行处罚。
安全管理系统必须做到纵向到底，一环不漏；安全生产责任制横向到边，人人有责。
项目经理是承台开挖安全的第一责任人。
项目（工区）经理是安全生产第一责任人，负责组织施工生产，保证投入足够的人员、材料、设备，及投入安全专项费用。
安全总监主管安全工作，负责监督安全保证体系的有效运转，负责制定承台开挖防护的安全措施，组织编制基坑开挖垮塌事故应急预案，
现场技术员负责对承台施工、钻孔桩及高压旋喷桩施工等工人进行技术指导，并验证基坑地质情况和支护方案的有效性，并采取紧急补救方案。
现场安全员监控现场安全生产状况，纠正施工人员的安全违章，观察周边环境对施工生产、工人安全、既有线行车的安全威胁，采取紧急避险措施。
领工员负责组织工人按照技术交底进行施工生产，管理施工人员。
操作工人有责任严格按照各种操作规程和技术安全交底施工，熟悉所使用工具的性能、操作方法，作业前和作业中注意检查设备，严禁设备带病运转，严禁违章操作，服从管理。
2）材料管理安全措施
基坑支护所用的材料必须是正规生产厂家的产品，产品必须有出场合格证，试验室、安质部要对合格证进行检查验证。
3）设备管理安全措施
（1）严格执行国家颁布的《建筑机械使用安全技术规程》和武黄城际【2008】147号文，严禁违章指挥、违章操作。
（2）起重机操作人员和车辆驾驶员，必须经过培训并考试取的操作合格证，对机械操作人员建立档案，专人管理。
（3）机械作
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