地下室土方开挖及基坑支护施工方案.doc
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天津大学网络教育学院
本科毕业设计（论文）
题目：
地下室土方开挖及支护方案分析
完成期限：
2016年1月8日至2016年3月10日
学习中心：
杭州学习中心
专业名称：
土木工程
学生姓名：
郑安
学生学号：
141092052184
指导教师：
张彩虹
摘要
基坑工程的设计与施工是一项系统工程，由于土体介质的复杂性及工程施工过程中其他一系列不确定因素的影响，全部使用确定性分析手段很难保证较好的反映实际情况，以概率统计分析为基础来分析结构破坏概率的可靠性理论的推行是必然趋势。
根据工程概况来设计几个不同方案，然后从中选择最优方案实施。
本文分析了基坑支护工程的支护原则、支护类型和适用条件。
在实际施工过程中，由于基坑支护方案的选择受到多方面的影响，有些因素相对较模糊，不容易量化，本文运用模糊综合理论判定方法，以减少问题的模糊性和复杂性，并针对基坑问题的多属性和最优决策进行分析和研究。
通过工程概况以及地质情况分析以及结合以往工程经验，把他的原理应用于基坑支护工程，对不同的方案进行优选评价，选出最优方案。
关键词：
基坑工程；支护方案；方案优选；工程概况；
ABSTRACT
Foundationpitengineeringdesignandconstructionisasystematicproject,becauseofthecomplexityofthesoilmassmediumandotherseriesofuncertainfactorsintheprocessofengineeringconstruction,theinfluenceofalluseuncertaintymeansitisdifficulttoensurebetterreflecttheactualsituation,analysisbasedonprobabilityandstatisticsanalysistoanalyzethereliabilityofstructuralfailureprobabilitytheoryistheinevitabletrend.Accordingtotheprojectsummarytodesignseveraldifferentschemes,andthenchoosetheoptimalscheme.
Thispaperanalyzesthefoundationpitsupportingengineeringsupportingprinciple,supportingtypeandapplicablecondition.Inactualconstructionprocess,becauseoftheinfluenceofthefoundationpitsupportingschemeundervarious,somefactorsarerelativelyfuzzy,itisnoteasytoquantify,inthispaper,byusingthetheoryoffuzzycomprehensivejudgementmethod,inordertoreducethefuzzinessandcomplexityofproblem,andaccordingtothefoundationpitmultipleattributeandtheoptimaldecisionanalysisandresearch.
Throughtheanalysisoftheengineeringsurveyandgeologicalconditions,andcombinedwithpreviousengineeringexperience,histheoryisappliedinfoundationpitsupportingproject,schemeselectionfordifferentevaluation,choosetheoptimalsolution.
Keywords:
foundationpitengineering;Supportplan;Planoptimization;Projectsummary;
目录
目录———————————————————————————————-1-
一、编制依据——————————————————————————————-1-
二、工程概况——————————————————————————————-1-
三、工程特点、难点———————————————————————————-4-
四、施工部署——————————————————————————————-5-
五、土方开挖施工————————————————————————————-9-
六、技术、质量保证措施—————————————————————————-17-
七、安全消防保证措施——————————————————————————-18-
八、施工现场环境保护措施————————————————————————-20-
九、雨季施工措施————————————————————————————-20-
十、施工监测——————————————————————————————-20-
十一、应急措施————————————————————————————-21-
附图：
1、土方开挖施工进度横道图2、施工平面布
天津大学网络教育学院本科毕业设计（论文）
第一章编制依据
1.1规范标准
（1一品新筑基坑支护施工图、岩土工程勘查报告
（2建筑基坑支护技术规范》JGJ120－99
（3建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
（4建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202－2002
（5建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300－2001
（6建筑工程施工质量验收规范（验收表格）
（7锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086－2001
（8施工现场及周边环境调查资料。
（9国家、行业、省、市有关法律、法规、技术规范等。
1.2工程采用的主要法规及规范性文件
（1
《中华人民共和国建筑法》
（2
《中华人民共和国安全生产法》
（3
《中华人民共和国合同法》
（4
《建设工程质量管理条例》
（5
《建设工程施工现场管理规定》
（6
《建设工程安全生产管理条例》
（7
《安全生产许可证管理条例》
（8
《实施工程建设强制性标准监督规定》
（9
《绿色施工导则》
第二章工程概况
2.1工程环境
（1拟建一品新筑工程场地位于福州市仓山区浦上路北侧，地下一层，采用预应力管桩。
本工程±0.000相当于罗零高程7.750。
地下室底板垫层底标高为-5.500m。
（2场地现有自然地坪平均标高为6.819m（相当于-0.933），基坑大面积开挖深度为4.567m。
（3本工程基坑侧壁安全等级为二级，基坑支护采用水泥土墙结合锚管与木桩支护以及水泥土搅拌桩两种支护形式（具体详基坑支护方案）；靠近场地南侧是市政道路，为防止地面由于降水引起的破坏，场地的南侧支护采用水泥土搅拌桩作为止水帷幕，该部位的搅拌桩已施工完成。
其他部位采用水泥土墙结合锚管与木桩支护形式（见下图一）。
图一：
2.2坑内排水：
（1坑内四周距设置200mm宽排水沟和1000×800的集水井，在基坑四角或每隔30～40m设置一个集水井，要求排水沟底面较挖土面低0.3m，集水井底面较排水沟底面低0.5m。
排水沟和集水井采用砖砌、内侧粉刷见（图二、三、四、五）。
（2基坑上口周边设置200宽砖砌截水沟，并接入工地施工排水系统，以防止地面水流入基坑。
同时考虑施工安全，在基坑四周采用钢管搭设1.2m高的防护栏杆，并挂密目网防护，保证基坑内施工人员的安全（图二、三、四）。
2.3水文地质情况
根据福建省地质工程勘察院提供的本工程地质勘察报告揭示，本工程场地内岩土层垂直自上而下大致为：
地层结构一览表
层
号
岩土名称
层厚（m）
层厚（m）
大致分布范围
备注
层顶标高（m）
1
耕植土层
2.00～4.40
0.3～0.50
整个场地
5.40～7.00
2
粉质粘土
0.30～1.50
1.70～2.50
整个场地
5.10～6.60
3
淤泥
8.60～14.4
2.40～8.90
整个场地
2.85～4.58
4
含泥中砂
1.30～6.70
2.50～25.100
整个场地
-7.83～1.90
4-1
淤泥
4.20～12.60
1.10～5.40
场地北侧
-6.42～0.70
-25.95～-19.21
-44.90～-43.01
2.4基坑支护
考虑基坑的施工难度比较大，且属于深基坑，因此须召开专家论证会讨论，并编制了专项基坑支护方案。
图二
图三
图四：
图五
第三章工程特点、难点
3.1地理环境
（1地下室处于场地南侧，场地外仅有市政道路，周围近距离无建筑物，对建筑物影响不大。
（2施工场地较小，不便于施工，且土方暂时不考虑外运，对现场的施工部署造成很大的压力。
开挖的深度较深，须分三层开挖，注意对工程桩的保护。
（3施工时间为福州雨季、台风季节，对施工进度、质量、基坑施工安全均有很大的负面影响。
（4场地内5#、6#、9#、14#楼距离地下室较近，且基础已施工完成，均进行主体结构的施工；地下室的土方开挖以及降水均会对单体造成一定的影响，施工中加强对地下室基坑以及单体工程的监测。
（5本工程基坑开挖面积大,本工程基坑开挖深度接近10m，最深电梯井超过12m。
在软土地基上大面积进行如此深度的深基坑施工有一定的难度。
所以：
①如何保证深基坑施工时支护结构的安全、②如何保证土方开挖过程中工程桩不受挖机碰撞破坏或挖机和运土车行走时工程桩不发生偏移、③如何控制支护结构的最大变形以确保周边环境的安全、④如何预测和及时有效应对塌方、流沙管涌等，是本工程施工的第一大重点和难点。
3.2施工对策
我们将在总结我公司在以往深基坑施工经验和教训的基础上，加强信息化施工和现场管理，制定详细、具体的施工措施，确保支护结构、工程桩、基础底板和周边环境的安全。
第四章施工部署
按照先地下，后地上；先结构，后围护；先主体，后装修；先土建，后专业的总施工顺序原则进行部署。
4.1施工流水段划分
4.1.1本工程施工区和流水段的设计原则
1）综合考虑整个工程的工期和施工顺序，分桩基施工、地下室土方施工（含基坑支护施工）、地下室结构施工、地上部分四个阶段进行设计。
2）施工分段考虑到各段的劳动力和资源投入比较均衡，每个施工区和流水段根据后浇带、变形缝的位置进行划分，便于施工和验收安排；各分区之间组织平行施工，各区内部划分为若干流水段组织流水作业，突出对于关键工序和关键线路的管理。
4.1.2施工段的划分
根据工程的位置特点，在不同的施工阶段划分不同的施工段组织施工。
1）桩基施工阶段：
计划采用2台静压桩机划分分2个流水段，3#--2#--1#楼为一个流水段，4#--5#--6#楼为一个流水段，各段之间组织平行流水施工。
2）地下室土方施工阶段：
以后浇带为界划分为8个施工段，由东向西组织流水施工。
3）地下室结构施工阶段：
划分8个施工段，地下车库部分分2个段，1-6#楼地下室各为一个段；由东向西组织流水施工。
各段之间组织流水施工。
4）上部阶段（即主体结构及装修、安装阶段）
此阶段每个栋号为一个独立的施工分区，六栋住宅楼组织平行施工。
3-6#楼依据变形缝划分为两个施工段。
4.1.3各阶段施工部署
4.1.3.1桩基施工阶段
在场地平整后组织实施桩基施工，沉桩采用800吨以上静压桩机1台由东向西由北向南组织施工。
具体施工另行编制《桩基施工方案》。
1.2.2地下室土方施工阶段
在三轴水泥搅拌桩施工完成后，在其技术间歇期间，组织人进行基坑降水。
在支护结构强度达到设计要求及基坑降水达到施工要求后，开始土方开挖，施工至基底设计标高的位置。
由于开挖比较深，土方开挖时分层分区开挖，土方开挖砼土钉墙支护同步施工。
大面积挖土采用机械开挖，局部采用人工配合机械开挖，人工平整基底后及时浇筑垫层混凝土，避免基底土长期暴露，。
在局部加深的基坑处开挖前须预备大量的土工编织袋装土对边坡进行挡土支护和防流沙管涌等特殊情况。
在土方开挖过程中，要委托具有资质的专业观测单位对基坑变形情况密切的观测,并编制基坑观测方案经监理\管理公司审批通过后施行，根据观测结果控制挖土的速度。
地下室土方开挖另行编制《土方开挖方案》。
4.1.3.2地下室结构施工阶段
由于本工程地下车库部分的基坑施工面积较大，在施工时根据后浇带的位置将基坑划分为8个施工段，（各栋主楼为一个施工段，地下车库设二个独立施工段）。
底板结构施工时，由于基坑坑底设计不同，承台、含水坑、电梯井处侧模采砖胎膜，上层钢筋采用钢筋支架进行支撑。
地下室剪力墙及柱梁板模板采用多层胶合板，龙骨采用60×80的木枋和Ø48的钢管，水平支撑体系采用扣件式钢管脚手架。
外墙模板支模时采用带有钢板止水片的对拉螺栓来保证结构的截面尺寸。
此阶段施工时要注意地下室底板防水质量的施工及墙体施工缝处的防渗漏处理。
4.2项目经理部组织机构
（1根据本工程的特点，为顺利完成我方施工任务，我公司将选派富有工程施工经验的精干人员组成项目经理部，项目部设技术质量组、工程管理组、劳资预算组、综合办公室。
（2成立以项目经理为首的项目班子，对工程工期、质量、安全、成本等诸要素进行全面组织与管理，履行甲乙双方签订的施工合同。
（3机构设置
管理层设项目经理一名，项目技术负责人一名，技术质量组五名，工程管理组三名，财务预算组二名，综合办公室一名。
主要分部专业队劳动力安排：
为加强各施工阶段劳动力平衡调度，合理组织施工，必须在项目经理部成员的分工负责下，加强对每工种劳动力合理调配，以最短的时间，顺利完成任务。
根据工程工期要求，合理安排施工现场的劳动力。
在施工过程中，施工人员要根据设计图要求与本工程的施工顺序，科学地安排各工种的劳动力人数，做到统一安排、服从指挥、各司其职、严格施工纪律。
基坑支护及土方开挖施工阶段劳动力组织安排如下表所示。
工种
人数
职责
勾机操作工
1
负责勾机挖土操作
电工
2
保证施工生产用电及用电安全工作
机修工
3
保证现场机械设备正常运转
辅助工
10
配合土方开挖各种工作
普工
80
土方清底
驾驶员
20
土方运输
现场技术人员
4
现场的测量、技术、质量控制
4.3各级管理人员职责
4.3.1项目经理
①项目经理负责全面履行工程承包合同规定的责任，对所承建的工程的安全、质量、工期负责。
②负责项目组织机构的建立，确定各职位的职责和权限，负责各项质量制度和质量控制程序的建立。
③负责协调项目部与甲方、监理、各分包商及主管部门的关系。
④确定项目质量目标，并把项目的质量目标分解落实到班组和个人，对项目的质量目标完成负责。
⑤组织编制施工准备计划，明确准备阶段应完成的各项工作，并将各项工作落实到责任人，同时规定完成期限。
从合格分包商名册选择分包商。
负责对分包商进行日常管理。
组织对劳务分包商进行考核、评审。
签署劳务分包合同，并组织有关人员评审执行情况，交劳动人事部门审查。
4.2.4.2项目技术负责人
①对项目经理负责，主管项目内工程技术和质量工作，对项目技术、质量工作和工程质量全面负责。
②组织编制施工组织设计、施工方案、作业指导书并上报技术部门审核、总工批准，处理施工方案更改问题。
③组织图纸自审，并将自审结果报公司和技术部门及总工审核。
参加业主主持的图纸会审并形成记录。
组织协调设计文件的更改，报业主批准，评审设计更改，并负责向项目施工管理人员进行技术交底。
④负责质量体系文件管理和标准、规范、规程的使用、学习工作。
⑤审核项目采购计划，编制培训计划，审核培训记录。
组织主要过程审核。
⑥负责项目的检验和试验的把关，保证未经检验和试验的物资、半成品、成品不得进货、使用和安装。
负责处理对外委托检验和试验问题。
组织有关人员参与搞好工序、分项、分部及单位工程检验评定。
⑦重视并参加不合格品评审和处置，参与严重不合格品整改，负责制定的不合格工序、分部工程、检验和试验、业主（用户）投诉等纠正措施。
落实公司技术部门制定的纠正和预防措施。
⑧负责管理质量记录，组织有关人员收集整理工程竣工资料，上交技术部门审核和存档。
⑨组织或参加质量分析会、质量检查、质量审核。
针对不合格项目制定并实施纠正措施，落实管理评审的有关行动要求。
4.2.4.3安全员
①负责项目部的安全生产、劳动保护工作。
落实质量体系的有关要求。
②贯彻执行安全法规、法令、条例及公司的安全制度、措施。
③认真做好安全施工的宣传、教育和管理工作，特别是进场新工人的安全教育工作。
④深入施工现场，掌握安全生产动态，发现问题及时制止纠正，及时向领导反映情况。
⑤有权制止违章作业，有权抵制或报告违规指挥行为，有权给予罚款，遇有严重险情有权停止施工并及时上报领导。
⑥认真填写记录，并做好收集、整理、编目等管理工作。
⑦参加或接受安全检查、质量审核。
制定或落实有关纠正和预防措施。
4.3工程管理目标
4.3.1工程质量目标：
合格率100％
4.3.2工程安全目标：
杜绝伤亡事故，重伤事故，火灾事故；轻伤事故控制在1％以内。
4.4施工准备
4.4.1技术准备
4.4.1.1施工前认真熟悉图纸与地质勘察报告，将施工图纸设计问题及施工过程中可能遇到的问题,以及各专业图纸之间的相互矛盾先进行内部自审。
根据自审结果由设计单位组织各有关单位进行图纸会审,尽可能把问题在图纸会审时提出解决,使工程施工顺利进行,以免出现返工现象。
工程技术人员应将图纸发放给施工班组进行交底,做到操作时能按设计要求进行,确保工程施工质量。
同时编制施工组织设计，并经甲方认可，施工前组织各施工单位各班组进行方案交底。
4.4.1.2组织现场放线定位及现场自然标高测量（测量仪器配备表见下表一）。
4.4.2技术工作测量计划：
土方开挖前，根据建设单位提供的轴线位置、标高进行重新核样，经监理、建设单位确认无误后引入场地内，并确定开挖边线。
施工测量仪器配备表表一
编号
设备及型号
数量
性能
精度
1
经纬仪
1
精密
2秒
2
水准仪N1005
1
S1精密水准测量
0.05MM/测回
3
J2-JD
1
J2级精密水平角测量
2秒级
4
5M钢尺
10
与N1005配套
1mm
5
50M钢卷尺
2
工程测量
1mm
4.4.3施工机械准备
主要施工机械一览表
表二
序号
机械（设备）
名称
型号
规格
数量
定额功率
1
反铲挖掘机
PC150
3
120KW
2
小型挖掘机
LK60
1
45KW
3
装载机
LC350
1
120KW
4
自卸汽车
12
8t
5
电焊机
BX-300
2
11KW
6
泥浆泵
WB-80
3
3.5KW
7
污水泵
ZWB-150
10
2KW
4.4.4照明设备
在基坑周边设置四盏大功率碘钨灯，以保证夜间照明，如不能满足需要，根据现场实际情况配备碘钨灯。
4.4.5现场布置
⑴临建布置：
对现有临设进行组织，布置办公室、门卫、仓管用房等。
⑵施工现场排水：
基坑四周设明沟排水至集水井内，场地地面设一个沉淀池，坑内集水井的水由污水泵抽至沉淀池，再排入市政管道。
⑶施工用水：
施工用水已接至现场，现场按照施工平面布置图采用Φ50、Φ20的分管接至各使用部位。
⑷施工用电：
场内布设变压配电柜，场内用电线路采用三相五线制，沿场四周布置，详见临时用电施工组织设计。
⑸消防设施：
根据消防规定，现场装备必要的消防器材。
4.4.6施工进度计划安排
本工程土方开挖施工计划安排，施工准备3天，支护遗留的土方清理32天完成，计划第一至第三层土方机械大开挖各30天，人工承台、基础梁开挖以及清底时间25天，合计75天完成土方开挖工作。
详细施工进度计划见《土方开挖施工进度计划》横道图。
第五章土方开挖施工
5.1、土方开挖施工基本要求
5.1.1土方须分层均匀开挖，待支护达到要求后方可开挖，在大雨、台风等天气不得开挖。
开挖过程中，应采取措施防止碰撞支护结构工程和工程桩，不得扰动基底原状土。
开挖时出现工程桩应离桩周边300mm距离多角度开挖，对桩体不产生侧压力，双桩以上（含双桩）桩与桩之间的土方人工挖土（如下图）。
5.1.2土方施工时，严格分阶段、分层开挖，随挖随运，土方开挖出来及时运到场内临时指定的卸土场地。
5.2、土方开挖顺序
5.2.1本工程地下室开挖土方量达50000m3。
由于北面是已经开始施工的5#、6#、9#、14#楼，考虑加快地下室的施工，减少其施工对该部分单体的影响。
因此，土方开挖由北往南，以地下室的后浇带为分界线，从Ⅰ区至Ⅱ区、Ⅲ区至Ⅳ区、Ⅱ区至Ⅳ区，最后从Ⅳ区至Ⅴ区，开挖时Ⅰ区与Ⅲ区同时开挖进行分区段流水施工（土方开挖大致顺序见下图）。
5.2.2由于支护拟采用喷锚、锚管支护结构，土方开挖总体从西北方向向西南角分层分段跳槽开挖，从东侧往西侧开挖。
第一层土方开挖深度约1.5米，每段开挖长度不超过20米，两段之间间距15米，第二层土方开挖深度约1.5米，第三层土方开挖深度约1.3米，基底300mm人工清底由人工开挖。
分层开挖示意图如下。
5.2.3每层开挖时先从四周
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