基坑支护及土方开挖施工方案.docx
《基坑支护及土方开挖施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基坑支护及土方开挖施工方案.docx（31页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
基坑支护及土方开挖施工方案
基坑支护及土方开挖施工方案
一、编制依据
1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
2、《建筑施工计算手册》江正荣编著
3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著
4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著
5、《地基与基础》第三版
6、施工图纸、设计文件和设计院进行的相关技术交底；
7、我公司投入本项目的施工机械、上场人员等；
8、对本标段现场实地踏勘、调查和了解的现场情况和有关资料《岩土工程勘察报告》；
二、工程概况
***工程位于***，北侧为***路，西面为在建住宅楼，南侧为****路，东面为湖，场地开阔、较平整，交通便利。
总用地面积约27723m2，总建筑面积为79149.97m2，共6栋，15~17栋层数均为15层，18~20栋层数均为27层（15栋面积：
5219.59㎡；高度：
48.4m，16栋面积：
8946.06㎡；高度：
48.4m，17栋面积：
8370.27㎡；高度：
48m，18栋面积：
15427.85㎡；高度：
90.6m，19栋面积：
15405.84㎡；高度：
90.6m，20栋面积：
15116.52㎡；高度：
90.6m），其中小区北、东侧临街裙楼为1～2层的商铺。
主体结构采用框架-剪力墙结构，基础为桩基。
场地东侧设一层地下室，基坑支护周长约520m，拟定建筑±0.00为6.35m，地下室底板标高1.00m。
勘察期间地下室部位勘探点平均标高约1.00m，地下室基础承台开挖深度在0.8～2.0m，基坑开挖深度为2.0m。
三、周边建筑物、管网分布情况
基坑北侧为拟建16#楼，16#楼桩基础离地下室较近，距离约2.0m。
地下室南侧离围墙约8.0m。
地下室西侧与17#楼连接。
地下室东侧离白藤湖约35m。
基坑开挖与支护施工前应对周边建筑物基础及周边地下管网进行进一步详细调查。
四、场地地质条件
根据地质勘察报告，场地岩土层有人工填土层（Qml）、海陆交互相沉积层（Qmc）、冲积层（Qal）、残积层（Qel）和燕山期花岗岩层（γ52-3）。
详见表2。
表2 场地岩土层一览表
分类
成因类型
地层代号
分层代号
岩性
土层
人工填土层
Qml
①
素填土
①1
吹填砂
海陆交互相沉积层
Qmc
②
淤泥
冲积层
Qal
③
砾砂
残积层
Qel
④
砾质粘性土
岩层
燕山期侵入岩
γ52-3
⑤
全风化花岗岩
⑥
强风化花岗岩
⑦
中风化花岗岩
1、素填土层号①
土灰色，由花岗岩风化土夹含碎块石及石英砂堆填而成，欠压实，湿。
该层主要分布于场地东侧18、19、20栋所处地段。
2、吹填砂层号①1
土灰、灰黄色，由石英粉细砂堆填而成，松散，湿。
该层主要分布于场地北侧及西侧15、16、17栋所处地段。
3、淤泥层号②
灰黑色，流塑，饱和。
局部为淤泥质土。
局部含少量石英砾砂。
该层于场地内分布普遍，本次勘察各钻孔均有揭露，厚度16.00～37.00m，平均厚度23.27m。
4、砾砂层号③
灰黄、土黄、灰黑、土灰色，矿物成分为石英砂，次棱角状，松散-稍密，饱和。
该层呈透镜体状不连续分布于场地中，厚度0.80～6.50m，平均厚度3.09m。
5、砾质粘性土层号④
土黄、肉红、浅肉红、灰白色，为花岗岩风化残积土，原岩结构已破坏，长石已风化为粘土，岩芯泥柱状，很湿，可塑-硬塑。
该层于场地内分布较普遍，主要分布于场地北侧及西侧。
厚度1.50～16.20m，平均厚度7.62m。
6、全风化花岗岩层号⑤
浅肉红、肉红、土黄色，岩芯土柱状，原岩结构可辨，主要成分为粘土、石英及少量长石碎屑。
该层于场地内分布较普遍，主要分布于场地北侧及西侧。
厚度1.70～19.40m，平均厚度8.08m。
7、强风化花岗岩层号⑥
土黄、土灰黄、肉红色，岩芯半岩半土状，手捏易散，原岩结构清晰，组分为石英、长石及少量粘土。
该层于场地内分布普遍，揭露厚度0.60～19.80m，平均揭露厚度8.54m。
8、中风化花岗岩层号⑦
肉红、褐黄色，矿物成分为石英，长石，及云母，中粗粒花岗结构，岩芯碎块－短柱状，裂隙稍发育，锤击声脆。
基坑开挖主要揭露的土层为素填土和淤泥层。
勘探期间地下水稳定水位埋深约为0.840m。
五、设备选型及施工前期准备
（一）主要施工设备及技术参数
1、主要施工设备
根据设计要求，本工程选用SJB型深层搅拌桩机及其配套设备进行施工，该机具有移动灵活、成桩质量高、施工速度快、噪音低等优点，适宜本工程施工。
1）桩机型号：
SJB深层搅拌机
2）搅拌头转速：
60r/min
3）最大施工深度：
18m
4）额定扭矩：
8500N·m
施工主要设备
机械名称
泥浆
测试仪
深层
搅拌机
发电机组
全站仪
水准仪
挖土机
泥土车
数量
1
2
1
1
1
4
8
单位
台
台
台
台
台
台
台
2、技术要求
1）设计要求
根据基坑挖深、基坑周边环境、场地地层分布等情况，基坑主要采用深层搅拌桩止水支护型式放坡开挖。
基坑各段支护说明如下：
1．基坑ABCDEFGHIJ剖面段，布置多排深层水泥搅拌桩；按1：
2的坡率放坡开挖基坑底，坡顶设置一排竖向摩擦土钉，间距为1200mm，长度为1.0m；坡面挂网并素砼抹面。
2．基坑JKLA剖面段，布置多排深层水泥搅拌桩；按1：
0.8的坡率放坡开挖到基坑底，坡顶设置一排竖向摩擦土钉，间距为1200mm，长度为1.0m；坡面挂网并素砼抹面。
3.搅拌桩成桩直径φ550mm，桩心距及桩间距为400～500mm，桩深详见各支护剖面图；其加固材料选用32.5MPa普硅水泥，水泥掺入比15%，每米水泥掺入量为65kg，浆液水灰比0.60～0.65。
搅拌桩施工采用两喷四搅工艺，成桩垂直偏差不大于1%桩长。
4.坡顶摩擦土钉采用φ20mm钢筋，可直接打入土体内，不需注浆。
5．坡面采用8#铁线网200mm×200mm网格，搭接长度不少于150mm，网间花管处设纵横加强筋，加强筋直径φ16mm，通长设置。
6．坡面砼喷层厚度为100mm，砼强度标号C20，喷射砼养护期不少于7天。
基坑周围坡顶和坡底分别设置截、排水沟，截、排水沟尺寸300mm×300mm×400mm（顶宽×底宽×高）；基坑四周沿截、排水沟设置集水井，尺寸为1000mm×1000mm×1000mm；坡底排水沟距坑边距离为500mm，可根据承台分布情况做适当调整；基坑坡顶截水沟及基坑内积水需通过沉砂池后方可排入附近市政排水沟内。
未尽事宜参考相关规范执行。
附：
1、基坑支护总平面施工图；
2、基坑支护剖面一；
3、基坑支护剖面二；
4、基坑支护剖面三；
5、搅拌桩断面剖面图
2）搅拌桩主要技术要求
1、钻机钻头对准桩位：
定位差不大于2cm；
2、钻杆垂直度、垂直误差不大于1.5%；
3、水泥浆必须搅拌均匀，灰浆每次搅拌时间不小于3分钟；
4、挤压泵压力控制在0.5-0.6MPa左右；
5、钻杆提升速度0.5米/分钟，转带60转/分钟；
6、在搅拌开始时确认水泥浆喷口喷出，否则不能钻进；
3）基坑支护工程量
搅拌桩：
约4000根实桩约44390米、空桩约3700米
摩擦土钉：
433根
挂网素喷射砼层（厚100mm）：
2800m2
六、基坑计算依据：
1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
2、《建筑施工计算手册》江正荣编著
3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著
4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著
5、《地基与基础》第三版
A、参数信息
水泥土墙
1.基本参数
基坑开挖深度H：
2m；侧壁重要性系数γ0：
1.00；
水泥土墙体平均重度γcs：
22kN/m3；
水泥土墙开挖龄期抗压强度设计值fcs：
22.4N/mm2；
基坑外侧水位深度hwa：
0.85m；基坑内侧水位深度hwp：
2.5m；
2.土层参数
土层类型厚度hi重度γi浮重度γmi内聚力ci内摩擦角φi
（m）（kN/m3）（kN/m3）（kPa）（度）
填土218161015
淤泥221918820
3.荷载参数
布置方式荷载值Pi（kPa）距基坑边线距离l1（m）作用宽度ai（m）
满布5----
局布50.51
B、嵌固深度计算
嵌固深度计算公式：
h0=n0h
式中：
h-基坑开挖深度，h=2m；
n0-嵌固深度系数，根据内聚力系数δ=c/γh=8/（19×2）=0.21，查表得n0=0.1；
h0=n0h=0.1×2=0.2m；
嵌固深度设计值：
hd=1.1h0=1.1×0.2=0.22m；
嵌固深度最小值：
hd，min=0.4h=0.4×2=0.8m；
经过计算，嵌固深度应取hd=0.8m。
C、墙体厚度计算
1、水平荷载
（1）、主动土压力系数：
Ka1=tan2（45°-φ1/2）=tan2（45-15/2）=0.59；
Ka2=tan2（45°-φ2/2）=tan2（45-15/2）=0.59；
Ka3=tan2（45°-φ3/2）=tan2（45-15/2）=0.59；
Ka4=tan2（45°-φ4/2）=tan2（45-20/2）=0.49；
Ka5=tan2（45°-φ5/2）=tan2（45-20/2）=0.49；
（2）、土压力、地下水以及地面附加荷载产生的水平荷载：
第1层土：
0~0.5米；
σa1上=P1Ka1-2c1Ka10.5=5×0.59-2×10×0.590.5=-12.4kN/m；
σa1下=（γ1h1+P1）Ka1-2c1Ka10.5=[18×0.5+5]×0.59-2×10×0.590.5=-7.1kN/m；
第2层土：
0.5~0.85米；
H2'=∑γihi/γ2=9/18=0.5；
σa2上=[γ2H2'+P1+P2a2/（a2+2l2）]Ka2-2c2Ka20.5=[18×0.5+5+2.5]×0.59-2×10×0.590.5=-5.63kN/m；
σa2下=[γ2（H2'+h2）+P1+P2a2/（a2+2l2）]Ka2-2c2Ka20.5=[18×（0.5+0.35）+5+2.5]×0.59-2×10×0.590.5=-1.92kN/m；
第3层土：
0.85~2米；
H3'=∑γihi/γ3'=15.3/16=0.96；
σa3上=[γ3'H3'+P1+P2a2/（a2+2l2）]Ka3-2c3Ka30.5=[16×0.96+5+2.5]×0.59-2×10×0.590.5=-1.92kN/m；
σa3下=[γ3'H3'+P1+P2a2/（a2+2l2）]Ka3-2c3Ka30.5+γ3'h3Ka3+γwh3'=[16×0.96+5+2.5]×0.59-2×10×0.590.5+16×1.15×0.59+10×1.15=20.41kN/m；
第4层土：
2~2.5米；
H4'=∑γihi/γ4'=33.7/18=1.87；
σa4上=[γ4'H4'+P1+P2a2/（a2+2l2）]Ka4-2c4Ka40.5+γwh3'=[18×1.87+5+2.5]×0.49-2×8×0.490.5+10×1.15=20.5kN/m；
σa4下=σa4上=20.5kN/m；
第5层土：
2.5~2.8米；
H5'=∑γihi/γ5'=42.7/18=2.37；
σa5上=[γ5'H5'+P1]Ka5-2c5Ka50.5+γwh4'=[18×2.37+5]×0.49-2×8×0.490.5+10×1.65=28.68kN/m；
σa5下=σa5上=28.68kN/m；
（3）、水平荷载：
Z0=（σa3下×h3）/（σa3上+σa3下）=（20.41×1.15）/（1.92+20.41）=1.05m；
第1层土：
Ea1=0kN/m；
第2层土：
Ea2=0kN/m；
第3层土：
Ea3=0.5×Z0×σa3下=0.5×1.05×20.41=10.73kN/m；
作用位置：
ha3=Z0/3+∑hi=1.05/3+0.8=1.15m；
第4层土：
Ea4=h4×（σa4上+σa4下）/2=0.5×（20.5+20.5）/2=10.25kN/m；
作用位置：
ha4=h4（2σa4上+σa4下）/（3σa4上+3σa4下）+∑hi=0.5×（2×20.5+20.5）/（3×20.5+3×20.5）+0.3=0.55m；
第5层土：
Ea5=h5×（σa5上+σa5下）/2=0.3×（28.68+28.68）/2=8.61kN/m；
作用位置：
ha5=h5（2σa5上+σa5下）/（3σa5上+3σa5下）+∑hi=0.3×（2×28.68+28.68）/（3×28.68+3×28.68）+0=0.15m；
土压力合力：
Ea=ΣEai=10.73+10.25+8.61=29.58kN/m；
合力作用点：
ha=Σ（haiEai）/Ea=（10.73×1.15+10.25×0.55+8.61×0.15）/29.58=0.65m；
2、水平抗力计算
（1）、被动土压力系数：
Kp1=tan2（45°+φ1/2）=tan2（45+20/2）=2.04；
（2）、土压力、地下水产生的水平荷载：
第1层土：
2~2.8米；
σp1上=2c1Kp10.5=2×8×2.040.5=22.85kN/m；
σp1下=γ1h1Kp1+2c1Kp10.5=19×0.8×2.04+2×8×2.040.5=53.85kN/m；
（3）、水平荷载：
第1层土：
Ep1=h1×（σp1上+σp1下）/2=0.8×（22.85+53.85）/2=30.68kN/m；
作用位置：
hp1=h1（2σp1上+σp1下）/（3σp1上+3σp1下）+∑hi=0.8×（2×22.85+53.85）/（3×22.85+3×53.85）+0=0.35m；
土压力合力：
Ep=ΣEpi=30.68=30.68kN/m；
合力作用点：
hp=Σ（haiEpi）/Ep=（30.68×0.35）/30.68=0.35m；
3、墙体厚度计算
根据《建筑基坑支护规程》（JGJ120-99），墙体厚度设计值：
bmin=0.4×h=0.4×2=0.8m；
经过计算，墙体厚度设计值B=1.95m≥b=0.8m,满足要求。
D、正截面承载力验算
墙体厚度除了要满足抗倾覆的要求外，还要满足强度的要求。
1、压应力验算
1.25γ0γcsz+M/W≤fcs
其中γcs--水泥土墙体平均重度，γcs=22kN/m3；
z--由墙顶至计算截面的深度，z=2.8m；
M--单位长度水泥土墙截面弯矩设计值，M=10.81kN·m；
W--水泥土墙截面模量，W=0.63m3；
fcs--水泥土开挖龄期抗压强度设计值，fcs=22.4N/mm2；
1.25×1.00×22×2.8+10.81/0.63=94.06kN/m2≤fcs=22.4×103kN/m2
水泥土墙所受压应力94.06kN/m2小于水泥土开挖龄期抗压强度设计值22.4×103kN/m2，满足要求！
2、拉应力验算
M/W-γcsz≤0.06fcs
10.81/0.63-22×2.8=-44.54kN/m2≤0.06×22.4×103=1344kN/m2；
水泥土墙不受拉应力，满足要求！
七、施工前期准备
1、清除地表下各种障碍物（包括建筑垃圾、地下管线、电缆、生活垃圾等）。
2、进场道路畅通，将施工用水接至施工现场各个领域，发电设备安装调试完成，做好排水设施。
3、材料：
水泥搅拌桩施工采用加固料为P.C32.5水泥，其质量、规格应符合设计要求，并具有出厂质保单及出厂试验报告，确保在有效期内使用，严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥。
运到工地的加固料（水泥），应对水泥质量进行抽样检验，抽样试验频率根据规范要求及监理工程师意见定，一般要求每批量100吨最少抽检1组。
试验结果报监理工程师签认后方可投入使用。
4、浆液配置：
其加固材料选用32.5MPa普硅水泥，水泥掺入比15%，每米水泥掺入量为65kg，浆液水灰比0.60～0.65。
5、水泥土强度试验：
施工前应详细了解各施工现场的地质情况，选取有代表性的土层位置，钻孔取出一定数量的试样土进行必要的软土物理性质、含水量、有机质含量试验和水泥土配合比强度试验，以验证软土的性质和设计的水泥土（搅拌桩）强度能否达到要求。
试验结果均应及时以书面报告形式提交监理工程师审查核实，如与原地质钻探资料和设计要求不符，应通知设计方。
6、施工工艺试桩
搅拌桩施工前必须分区段进行工艺试桩，以掌握适用该区段的成桩经验及各种操作技术参数。
成桩工艺试验桩不宜小于5根。
工艺试桩前，书面通知监理部门派员参加。
工艺试桩结束后，提交工艺试桩成果报告，并经监理工程师审查批准后，作为该区段搅拌桩施工的依据，无监理工程师的指令，不得任意更改。
工地技术主管在搅拌桩施工时应向机组下达操作指令，并负责监督执行。
工艺试桩应达到如下目的：
获取操作参数：
包括钻机钻进与提升速度，钻进持力层时孔底电流值，送浆时管道压力、搅拌的叶片旋转速度、喷停浆时间等。
喷浆和搅拌的均匀性。
钻进、提升阻力情况及特殊情况施工处理措施等。
在施工过程中若需要更换电流表、喷浆计量仪等影响施工技术参数的设备时，必须以书面报告形式提交监理工程师。
并在监理工程师的监督下试桩，重新确定施工技术参数，在监理工程师的指导下阶段施工。
八、测放桩位
1、施工前，首先根据轴线交叉点坐标用全站仪定出轴线。
2、根据桩位平面图及主要轴线，用全站仪定向，钢尺量距，确定桩位。
3、引出主要控制点于施工现场不易碾压的位置，用混凝土固定保留。
4、测量现场地面标高，确定桩顶标高。
对桩位进行编号，以利于施工管理和资料整理。
5、设备进场后，按设计要求，在不同地点根据不同桩长进行工艺性试验桩的施工，确定下沉及提升速度、水灰比、浆泵工作压力、每米水泥浆用量情况等工艺参数，了解地质情况，待参数确定后再进行工程桩施工。
九、施工计划
水泥搅拌桩计划开工日期为2013年3月24日，结束日期为2013年5月26日，共62天。
土方开挖：
15#、16#、17#楼从2013年6月3日开挖至2013年6月8日，共5天，地下室从2013年6月25日至2013年7月15日，共20天。
一十、施工工艺及质量保证措施
A、搅拌桩施工工艺流程
1、钻机就位及调直
组装架立搅拌桩机：
检查主机各部的连接，液压系统、电气系统、粉喷系统各部分安装试调情况及浆罐、管路的密封连接情况是否正常，做好必要的调整和紧固工作，排除异常情况后，方可进行操作。
浆罐装满料后，进料口加盖密封。
安装钻机时，将钻机对准桩位，调平桩机机身以保证桩的垂直度。
2、拌制固化剂浆液：
深层搅拌机搅拌下沉的同时，后台开始根据掺入比及水灰比等拌制固化剂浆液，水泥浆经充分搅拌均匀待压浆前将浆液倒入浆液池中。
3、钻进
桩机调正后，启动主电机钻进，待搅拌钻头接近地面时，启动空压机送气。
钻深由深度尺盘确定，其数值应等于设计加固深度和桩机横移槽距地面高度之和。
3、钻至设计标高
当深度尺盘达到预定数量后，停止钻机，钻头反转，但不提升，等待送料。
4、送料
打开送料阀门，关闭送气阀门，喷送加固浆液。
5、提升钻头
确认加固浆液已到桩底后提升搅拌钻头，一般在桩底停滞2～4分钟，即可保证加固浆液到达桩底，提升到设计标高时停止喷浆，停止喷浆深度应结合搅拌提升的速度确定。
在尚未喷桩的情况下严禁进行钻机提升工作。
6、停止提升
打开送气阀门，然后关闭送料阀，保持空压机运转，搅拌钻头提升到桩顶时停止提升，在原位转动两分钟，以保证桩头的均匀密实
7、重复搅拌
将搅拌钻头边旋转边向下钻至设计桩底深度，然后再提升出地面进行第二次搅拌。
8、停机
将搅拌钻头提升到地面以上，停止主电机，停止空压机，填写施工记录。
9、桩机移位，利用桩机液压系统，将桩机移到下一个桩位施工
10、搅拌施工完成后，在搅拌桩顶按照设计铺填30cm砂垫层。
11、在施工范围先实施水泥搅拌桩，喷浆量由桩底至管中心处，待水泥搅拌桩施工完成一个月以后再进行基坑开挖施工，如上述处理的方法不足以满足对基础的要求，应对地基处理的要求加强。
12、搅拌桩施工顺序图：
原地面处理
测量放样
钻机就位
搅拌钻进至设计深度
泥浆排泄处理
喷浆、搅拌提升
提升至停浆面
复搅至设计深度
提升搅拌至桩顶
钻机位移
水泥搅拌桩工艺流程图
B、土方开挖施工工艺：
1、开挖边线确定：
首先，测量人员根据业主提供的控制点，定出本工程基坑轴线；然后按基底砼垫层外边线每边加工作面600㎜定出基坑开挖下口线，再按1：
1（15、16、17栋）、1：
0.8（地下室JKLA段）和1：
2（地下室ABCDEFGHIJ段）的要求放坡开挖。
在具体基坑开挖过程中结合开挖实际深度定出开挖上口线，并撒灰线标记开挖边线及变坡位置。
2、开挖方法：
1）机械挖土，随挖土随修整边坡。
在开挖至距离坑底500mm以内时，测量人员抄出500mm水平线，在基槽底钉上水平标高小木桩，在基坑内抄若干个基准点，拉通线找平，预留300mm土层人工清理。
2）机械开挖至最后一步时，测量人员随即放出基础承台线，由人工挖除300mm预留土层，并清理整平，及时进行垫层的浇筑，防止基底土水份蒸发损失，导致土体积膨胀。
3、开挖注意事项：
1）坑底及坡顶四周做好排水措施，在地面设置截水沟，基坑内设集水井，采用明排水的方法，沿坑底周围开挖300W*300H排水沟，使水流入1000L*1000B*1000H集水井，用水泵排到业主要求的雨水沉砂池，最后排到雨水沟内。
防止雨水及地下水浸泡基土，每日及雨天例行检查土壁稳定情况，在确定安全情况下方可继续工作。
2）清底人员必须根据设计标高作好清土工作，因桩顶高出基底200㎜，为保护桩基，坑底必须预留300㎜余土采用人工开挖。
3）机械开挖过程中以及停置和进出场应注意安全，随时配合挖运土做好现场清洁工作，做到文明施工。
4、异常情况处理：
开挖过程中，施工人员要随时注意观察基坑土质变化及边坡稳定情况，出现异常情况，立即报告。
（1）场内如有暗浜或软弱夹层，应将於泥全部清除干净，用砂石分层夯实至设计标高；
（2）开挖过程中如遇滑坡迹象，应立即暂停施工，报告业主并主动采取应急措施，在转移工人的同时，将滑坡现场进行封锁；测量人员根据滑坡迹象设置观测点，以便观测坡体平面及竖向位移，为应急措施提供重要的原始资料。
5、土方回填：
1）回填土前应
升级会员 