内支撑土方开挖方案.docx

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内支撑土方开挖方案

厦门轨道交通1号线董任站北侧地块（±0.00以下部分）配套项目

内

支

撑

土

方

开

挖

方

案

江西建工第一建筑有限责任公司

2017年09月15日

一、编制依据

✧本工程地质勘察报告

✧本工程基坑围护设计图

✧对地铁结构影响安全评估报告

二、工程概况

1、工程概况

厦门轨道交通1号线董任站北侧地块（±0.00以下部分）配套项目位于厦门市集美区杏锦路西侧。

本次开挖部分1号楼及周边裙房部分为两层地下室，单层地下室面积约3775m2。

塔楼基础形式为桩筏基础，地下室及裙楼基础为桩承台基础，工程桩为旋挖钻孔灌注桩（后压浆），工程设计±0.00=4.8m，基坑呈规则矩形状，基坑底边线承台外边线外扩1.0m，则基坑底边线总开挖面积约4055m2，支护周长284.4m。

基坑开挖深度见下表。

地下室承台

消防集水坑

主楼筏板

电梯井

地面标高（m）

-1.8

-1.8

-1.8

-1.8

底板面标高（m）

-9.30

-9.30

-9.30

-11.60

承台厚度

0.55~1.40

1.90

1.90

-1.9

垫层厚度（m）

0.15

0.15

0.15

0.15

基底标高（m）

-10.00~10.85

-14.25

-11.35

-13.65

开挖深度（m）

8.20~10.05

12.45

9.55

11.85

本工程基坑支护有效使用期12个月。

2、基坑周边环境条件概况

基坑周边环境条件为：

场区内原建筑物拆除已整平至3.00m左右，场地周边相关的建筑物等环境情况如下：

场地东北侧为杏锦路，靠杏锦路在地下室连线往外3～5m左右还有架空线路，地下有多种电力、通讯、供水等管线（道）等分布。

西南及东南侧红线外为混凝土路面小路，宽约6m。

西北侧红线外为民房和厂房，距红线30m左右有北溪引水干渠。

场地内有自南向北走向的已建成地铁工程穿越，地铁工程采用盾构法施工，地铁盾构结构距本次开挖基坑边最小距离6.44m，离主体结构最近距离为8.73m，基坑距车站最近距离4.2m。

3、水文地质条件及支护设计情况

3.1工程地质条件

根据勘察报告，与本次基坑支护设计有关的地层资料如下：

3.2水文地质条件

场地地下水主要为赋存于1-1杂填土和中砂层的孔隙中的孔隙潜水和4-4中砂层中的微承压孔隙水，其次为各粘性土层中的孔隙潜水和赋存于基岩中的裂隙水。

本场地勘察深度内各粘性土层和各种风化状况下的基岩均为弱透水层，富水性差，总的水量不大，1-1杂填土为中等透水层和4-1-1中砂层为强透水层，富水性中等，均为潜水；4-4中砂层为强透水层，上部微透水层淤泥质粘土覆盖，具承压性。

上部孔隙水主要靠大气降水、地表水及地下水侧身径流补给，并通过蒸发及地下水侧向径流等方式排泄，地下水总体流向东南，承压水越层补给和排泄。

勘察时测得的混合地下水位为-0.14～1.46m，4-4中砂承压水位标高实测为-4.5m。

勘察期间属丰水期。

根据场地地形地貌、地层条件及区域资料，平水期地下水水位可能下降1.0～2.0m，即年水位变幅在2.0～4.0m左右。

据相关资料，场地处历史最高水位约1.50m和近3年最高地下水位约1.00m。

3.3基坑支护设计情况

本工程二层地下室基坑侧壁安全等级为一级，侧壁安全系数为1.10，采用降水井、止水帷幕结合集水明排方式控制基坑内地下水位。

基坑二层地下室区域采用灌注+一道内支撑支护。

（1）围护桩采用以旋挖桩为主，冲孔配合的施工方式。

灌注桩径800～1000mm，间距1200mm，桩长9.8～20.3m，桩身混凝土强度C30，桩身混凝土保护层厚度50mm，围护桩、立柱桩孔底沉渣≤50mm。

立柱桩桩径1000mm，有效桩长不少于21m，或以桩端进入全风化花岗岩不少于6m。

（2）立柱井字桁架由四根L160×16的角钢和-150×10×468的缀板焊接而成，柱断面尺寸520×520mm，缀板间距500mm。

（3）二重管高压旋喷桩桩径≥800mm，间距1200mm，1-1剖面桩长7.0m；4a-4a、4b-4b、5-56-6剖面≥13.0m，且穿透中砂层进入下一土层不少于2m。

采用P•O42.5R普通硅酸盐水泥，水泥用量≥400kg/m。

（4）桩间二次挡土采用100mm厚C20细石混凝土喷面，内挂8@200×200mm钢筋网。

钢筋网与灌注桩的锚固采用20化学植筋，L=400mm，水平间距1200mm、竖向间距600mm。

（5）底板处素混凝土传力带强度及厚度同楼板；钢筋混凝土传力短柱截面尺寸400×400mm，混凝土强度及厚度同楼板，与地下室外侧墙同时浇注，主筋锚入墙内不小于400mm，植入桩内不小于300mm。

（6）冠梁顶挡墙采用100厚C25钢筋混凝土墙，内配A8@150水平竖向钢筋。

（4）本次开挖区域共布置9口降水井，降水井钻孔外直径219mm，井管内径140mm，采用钢管制作，深度约21.5～25.0m，以保证有足够的降水漏斗。

井管随开挖深度变化调节，施工至设计开挖面位置后，坑底以上井管可截断。

距井口一定深度用粘土封口，防止地表水灌入。

三、施工注意事项

1、施工前应与建设单位、监理单位联系配合，核实现况，做好基坑开挖过程中的监测工作和周边环境协调；

2、土方外运应严格按照规程操作，以确保工程质量；

3、严格控制土层开挖基底标高，严禁扰动基底土层；

4、施工机械、车辆严禁碰撞工程桩、立柱桩、降水井；

5、严格接受建设及监理单位的技术监督、检查。

四、施工重点与难点

1#楼基坑土方开挖外运工程，施工快慢将直接影响到工程的总体施工目标，在土方施工开挖前明确施工重点及难点所在并采取相应的措施进行应对。

4.1本工程施工重点与难点

1、本工程地处城市主干道周边，场地狭小，对于扬尘防治要求高且经常受周边重大活动举办影响，土方外运压力大。

2、整个基坑支护及土方开挖工程的施工阶段为秋季，以往年经验，秋季台风对本地区影响较大且本地块处于周边场地低洼处易积水，不利于施工。

3、本次开挖区域大部分土层均为淤泥层，开挖及外运难度较大，将会影响工期进度。

4、邻近地铁盾构及车站结构，基坑变形要求高，对土方开挖的部署及进度要求高，影响施工进度

4.2相应的对策措施

1、利用2#楼预留土台位置进行场地内临时堆土，加大扬尘防治投入，按要求配备洗车机、雾炮车、过水池及围墙喷淋设施，安排专人负责场地内裸露土方覆盖及道路清扫。

2、a、对周边排水沟排水情况进行梳理，确保场地周边排水顺畅；

b、场地周边砌筑挡水墙，按百年一遇要求进行设置，场地出入口处配置防洪沙袋，遇到暴雨等情况迅速安排工人对出入口进行堆叠；

c、现场配备足够的油布、雨具、抽水泵、柴油发电机及水带等物资；

d、项目部密切关注天气变化，随时掌握雨情并安排排水沟清理，合理安排施工流程；

3、施工现场配备充足的钢板、换填渣土及沙袋，确保机械施工安全。

4、合理安排施工进度，加强施工期间基坑变形情况监测及对地铁结构影响监测，确保基坑安全状况处于可控状态。

五、施工总体部署

针对深基坑特点，基坑土方开挖必须做到合理划分施工区域，土方施工应遵循分层、对称、均衡开挖的原则，使基坑对称卸载。

为减少基坑底曝露时间，土方开挖至设计标高时必须做到“见底覆砼”，钢筋砼压顶梁、支撑梁的强度达到设计强度80%后方可开挖基坑。

合理组织场内交通，第一阶段及第二阶段土方开挖采应用铺设坑内道路，自卸汽车直接进入基坑内装土外运，减少坑内机械翻土量，提高机械利用效率，加快施工进度，确保工期。

第三及第四阶段土方开挖采用小挖机在坑内挖土及盘土到堆土点后采用长臂挖机进行盘运至地面装车运走。

1.1基坑土方开挖顺序

场地平整→第1阶段土方开挖冠梁与内支撑施工→内支撑达到设计强度第2阶段土方开挖至-7.3m→第三阶段土方开挖至地下室底板底标高-9.80m→开挖裙楼筏板及承台土方→第四阶段开挖主楼筏板、电梯基坑及集水坑土方至-11.05~14.05m→施工地下室结构。

1.1.1基坑土方开挖条件

为确保基坑及周边环境的安全。

在具备以下条件时，方可进行土方开挖工作：

（1）、围护结构施工及支撑结构施工完毕，同时其强度达到设计强度要求；

（2）、基坑内水位已降至开挖面以下不少于50cm；

（3）、基坑监测数据反映各项指标正常；

（4）、已制定抢险措施，遇紧急情况能立即进行有效处理；

（5）、设备机械人员已就位，开挖方案已制定并经业主、监理审批。

1.1.2第一阶段土方开挖及支撑施工

第一阶段土方开挖采用大挖机开挖，将整个基坑范围内土体进行大面积开挖，从自然地面开挖至-3.4m（相对高程，下同），随挖随施工第一道内支撑、冠梁。

1.1.3第二阶段土方开挖

待第一道钢筋混凝土支撑强度达到设计强度的80%后开始第二阶段土方开挖，本次开挖采用盆式开挖，本次土方开挖深度超过3m，因此必须进行分层开挖，分三次完成：

首先土方开挖盆中心部分土体分层开挖至-4.4m；其次，采取两级放坡开挖：

即以距周圈围护体20m范围内土体作为盆边土，按1：

1.5比例放坡开挖至－4.4m标高，留置2m宽放坡平台后，以1：

1.5放坡开挖盆中部分土体到－7.3m，保证开挖面高差控制在3m以内。

1.1.4第三阶段土方开挖

待基坑降水及喷锚施工达到设计要求且基坑监测情况正常后开始第三阶段土方开挖。

本次土方需开挖至裙房地下室底板及承台设计标高处，因此分两层开挖完成：

首先将土方开挖留设的盆边部分土体及预留车道挖至-9.8~10.65m，人工捡底200mm，挖土标高-10.0～-10.85m。

本次盆中部分土体开挖到基底标高后随即浇筑底板混凝土垫层。

因本基坑西北角靠近地铁盾构结构较近，为确保地铁盾构结构安全，本阶段开挖预留西北角土方待主楼筏板基础土方一并开挖。

1.1.5第四阶段土方开挖

待裙房底板及承台基础垫层施工完成及地下室基坑沟底排水沟施工完成后，开始第四阶段坑中坑土方开挖，本次土方开挖主要是将第三阶段土方开挖留设的部分土体、1#主楼筏板基础、电梯基坑及消防集水坑分层开挖至设计标高，留200mm人工捡底。

此次土方开挖仍然分两层完成。

人工捡底到设计标高后随即浇筑底板混凝土垫层。

具体挖土顺序及施工分区见后附图。

1.2土方开挖及支撑施工注意事项

（1）挖土过程中加强基坑监测，发现异常立即通知建设及监理单位，共同研究处理方案。

（2）基坑土方开挖时，一次开挖的深度不宜过大，严禁一次开挖到底，挖出的土严禁堆放在基坑边缘。

基坑开挖期间一定要加强基坑监测，并有抢险应急措施及抢险设备、物资，一旦发生险情，应立即组织抢险。

（3）坑边荷载不得大于设计超载限值，土方车和挖掘机不得沿坑顶边缘行走。

（4）支撑体系必须形成整体，且混凝土强度达80%设计强度后，才进行土方开挖，严格要求分层均衡对称开挖，格构柱位置不得处于土层高差处附近，分层开挖厚度，淤泥层不超过1.0m，其他土层不超过3m，分层开挖至设计深度。

（5）格构柱和降水井附近采用人工开挖，小型挖掘机配合，不得碰撞格构柱。

（6）桩承台土方应预留土方采用人工（局部）开挖至设计深度，严禁机械一步开挖承台到底。

（7）挖土应遵循先撑后挖的原则分层开挖，挖土顺序应严格按施工组织设计进行，不得超挖，开挖面的高差应控制在3米以内，当开挖深度超过4m时，采取两级放坡开挖，中间设置放坡平台，并按1：

1.5放坡。

严禁超挖，当超挖时应进行回填。

（8）在土方开挖过程中做好排水、疏水工作。

（9）土方开挖过程中挖机按指定路线行驶，严禁挖机在基坑内随意行驶以增加对土体的扰动。

挖土施工尽量做到日、夜二班（日班备土，包括利用2#楼场地；夜班外运）。

（10）挖土前必须先行进行降水，并保证基坑地下水位控制在开挖面以下0.5-1m范围内。

（11）所有挖土机械必须由持证上岗的工人操作、指挥，严禁无证人员使用。

六、挖土工程质量保证措施

1、挖土施工前即编制挖土工程专项施工组织设计，审定后才能进行施工；

2、严禁超挖，用水准仪控制好挖土标高；

3、基坑土方收底施工方法

1）机械开挖标高达到离设计高度200mm时，必须采用人工开挖，并对坑底标高进行控制。

2）基坑底标高的控制应根据基准点，由测量技术人员将水平高度引测到基坑周边较稳定的结构上，并做好明显的标志。

3）施工技术人员将水准标高引测到近基坑底标高处的周边工程桩上，并作好标记。

4）挖土施工人员根据测量标记采用固定丈量的量具，将坑底土方修理平整。

5）坑底土方开挖若有超深时，必须采用碎石填平，严禁采用松土回填。

七、基坑临边防护

基坑施工时沿混凝土冠梁周边布置定型化安全防护，定型化安全防护采用工厂制作现场安装，面刷黑黄相间安全警示漆，立杆底焊4mm厚200×200的钢板，用膨胀螺栓与冠梁连接，基坑附近挂警示牌、责任牌。

八、深基坑应急预案及管线保护措施

8.1深基坑应急预案

基坑开挖主要危险因素控制及预防措施：

1、土方开挖

由于本工程基坑较深，需要分四个阶段进行土方开挖，每阶段土方开挖对基坑控制变形和基坑安全非常重要。

因此挖土必须按照项目部制定的方案进行。

项目技术负责人根据施工情况及监测分析结果来制定施工计划，做好围护结构突发变形、渗水等情况应急措施和机械设备、劳动力准备。

·做好信息化施工，根据监测数据，及时调整施工流程和施工进度，每层土方开挖完成后，根据监测数据，会同设计、业主、监理研究下一层土方的开挖方案。

2、支撑施工

支撑系统整体形成并达到设计强度的80%后，方可进行下一阶段土方的开挖，每道支撑浇注时，做好同条件养护试块。

支撑施工要结合挖土顺序和挖土进度，跟进施工，将支撑对撑及时形成。

并保证支撑在平面内形成稳定的结构体系。

支撑对应层面的结构梁板及设计传力带混凝土强度达到设计强度的80%后，验收合格后，方可拆除支撑。

3、降水作业

每阶段土方开挖前，施工员上报水位标高经项目部确认后，方可进行土方开挖。

在开挖主楼区底板处土方和落深处土方时，复核观测井的水头标高，确认标高是否满足开挖要求。

4、遇到大雨、暴雨等情况排水作业

如遇大雨或暴雨等情况的发生，基坑会出现大量地表水。

分两种情况进行排水工作。

当开挖第一至三阶段土时，在基坑四周开挖明沟，沿明沟每20米设一个临时集水坑。

明沟以0.5%的坡度坡向集水坑。

地表水汇入明沟，流入临时集水坑。

用潜水泵将集水坑内的水抽至基坑外的沉淀池，最后流入市政下水道。

当开挖第四阶段土时，将建筑设计的集水坑、电梯井等落深区做临时集水坑，以明沟辐射四周。

明沟以0.5%的坡度坡向集水坑。

地表水汇入明沟，流入临时集水坑。

用潜水泵将集水坑内的水抽至基坑外的沉淀池，最后流入市政下水道。

5、坑内发生流沙，坑底突涌等情况处理

因基坑有杂填土、淤泥粉质粘土，含泥中砂等渗透性较大的土层，有发生流沙等事件的可能。

平时加强降水井的监测和记录。

如坑内发生流沙，坑底突涌等情况的发生，立即停止挖土施工，采取相应的措施对渗漏点进行封堵。

6、周边建筑位移过大、倾斜等的处理

在挖土整个过程中，对基坑周围的建筑位移进行监测和记录。

防止基坑变形过大而引起周边建筑的倾斜开裂。

如开挖过程中如果围护结构变形过大，引起坑外土体开裂，采用压密注浆的方法进行土体加固。

7、坑壁漏水处理方法

如外壁有渗漏情况时，采用水玻璃等材料进行注浆堵漏。

8、抢险人员组织结构

本工程成立以项目经理为首，公司专家组为技术支持的应急领导班子，项目经理负责应急人员及抢险物质的组织调度，项目技术负责人负责组织专家组抢险方案的制定。

应急抢险领导组长：

郭红文

副组长：

徐其新

组员：

王俊顾乐华罗宇轩姚帅刘伟民甘力罗忠华

8.2管线保护措施

1、在围护桩间做高压旋喷桩槽壁加固，防水。

防止开挖时，围护结构渗水，引起周围路面塌陷，影响周围环境及周围地下管线的安全。

2、开挖过程中加强与周围管线责任单位联系，及时向各单位汇报施工监测情况，征求意见，拿出可靠措施后，方可继续施工。

3、施工过程应切实配合监测工作，根据监测结果适时调整施工进度及工作流程，一旦出现异常情况马上停止施工，组织技术及施工力量进行分析研究，并采取相应措施，确保管线和建筑安全后方可恢复施工。

4、工程施工监测以仪器监测数据为主，目测为辅，观测人员应是专业人员，仪器固定，所有数据及时绘成图表，观测数据变化大时，观测次数增多，有危险征兆时，连续监测。

当发现监测指标超过预警值时，及时向建设方和设计院汇报，采取相应措施，将变形控制在允许范围内

5、基坑挖深范围内透水性较好时，易塌方、冒水，极易形成流砂，因此当发生较大水位下降并引起地面沉降时，找出原因，并考虑采用人工回灌补充地下水。

6、对重要保护的管线除在开挖前采取有效加固措施外，还应备好注浆材料，根据监测数据采用双液跟踪控制注浆，调整管线曲率和控制沉降。

8.3基坑及轨道盾构监测及保护措施

本基坑位于地铁盾构结构正上方属于施工强烈影响区，根据《城市轨道交通结构安全保护技术规范》及本项目《对轨道交通结构安全性影响评估报告》要求，在基坑施工过程中应加强对地铁结构及基坑支护结构的监测工作。

主要措施及要求如下：

1、基坑土方开挖期间，加强对轨道盾构管片的竖向位移、水平位移及相抵收敛进行监测，监测点布置间距为10m一个断面，采用全站仪及收敛尺进行监测。

2、根据安全评估报告要求，该部分基坑土方开挖及施工期间，盾构管片水平变形控制值为4mm，竖向变形控制值为4mm，净空收敛控制值为4mm，取控制值的70%做为黄色预警值，控制值的80%为橙色预警值，控制值的100%做为红色预警值，在施工过程中根据预警值的监测要求，当出现变形量及变形速率较大时，采取加密监测及加强分析，达到预警值或发现异常情况时立即停止施工，避免对地铁盾构结构安全继续产生影响，并通知设计、建设单位及地铁运营管理部门，再采取有效措施后方能继续施工。

3、本部分基坑支护型式为旋挖灌注桩+一道内支撑体系，基坑土方开挖期间主要基坑支护结构部分监测内容为基坑地面水平位移、深层水平位移、支护桩及内支撑内力监测、地下水位监测及地铁车站结构及盾构变形情况监测。

4、本次开挖范围内共布置沉降观测点15个，水平位移监测点15个，水位监测点3个，深层水平位移监测（侧斜管）8个，围护桩内力监测点8个，内支撑应力监测点11个，内支撑立柱沉降点14个，具体监测方案详见监测专项方案。

5、基坑开挖区间安排专业人员对基坑及盾构结构进行监测，并安排专职人员对基坑周边建筑物及管线变化进行巡视，一旦发现异常立即汇报，分析原因未找到原因或采取有效措施前停止施工。

6、土方开挖前由第三方监测方案编制地铁盾构专项监测方案并通过审批后进行监测点埋设，第三方监测单位在施工期间每日提供监测日变化数据及曲线图，并对结构变化进行分析。

8.4格构柱及降水井管保护措施

1、土方开挖过程中严禁施工机械碰撞格构柱及降水井管，现场挖土安排专人进行指挥，确保基坑安全。

2、土方开挖应确保在格构柱桩强度达到设计要求的100%方能开挖。

3、格构柱及降水井管周边土方开挖需对称开挖卸土，周边1000mm范围内土方采用人工剖离土方，防止施工机械碰撞造成格构柱及降水井管的破坏。

4、土方开挖及运输线路设置应避开格构柱及降水井管位置，或者在两柱之间设置通道，土方开挖时在格构柱及降水井处挂设反光条、彩旗或设置临时防护栏杆，防止施工机械对格构柱及降水井管破坏。

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