土方开挖及护坡.docx

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土方开挖及护坡

无锡市环境监控中心工程

基坑开挖及护坡施工方案

编制单位：

江苏正方园建设集团有限公司

编制人：

审核人：

批准人：

编制日期：

二〇一一年六月

一、工程概况

工程名称：

无锡市环境监控中心工程

工程地址：

无锡市太湖新城，南湖大道西侧，周新路与大通路之间

建设单位：

无锡市公共工程建设中心

监理单位：

无锡市建苑工程监理有限责任公司

设计单位：

无锡市建筑设计研究院有限责任公司

施工单位：

江苏正方园建设集团有限公司

工程位于江苏省无锡市太湖新城，南湖大道以西、周新路和大通路之间。

本工程框架结构，总建筑面积约32978平方米，其中地上建筑面积27439.1平方米，地下建筑5538.9平方米。

建筑总高度30.7米，地上7层，地下1层。

本工程设计为办公科研综合楼，主要建设功能为太湖水环境监测与研究、空气质量监测与研究、污染源的监控、突发环境污染事件预警及应急处置、环保教育展示和办公等。

二、基坑开挖及场地情况

拟建场地位于江苏省无锡市滨湖区太湖新区，南湖大道以西、周新路和大通路之间场地原为居民区，地势略有起伏，为冲湖积平原。

场地现标高为3.50～3.70，根据本工程施工图纸，本工程±0.000相当于黄海高程4.200，工程基础开挖深度为2.5m~6.15m，局部承台加深至7.05m，局部电梯井坑加深至8.35m。

为保证本工程基坑开挖顺利进行，确保施工质量和安全，特制定本方案。

三、工程地质情况

3.1开挖区域土层情况

根据本场地的工程地质勘察资料，该场地开挖区域的土层分布及相关土层物理力学性质指标如下。

场地土层分布一览表

土层

编号

土层名称

土层描述

〈1〉

杂填土

杂色，上部为建筑垃圾，下部为褐色的可塑状粉质粘土为主，松散状，含较多植物碎片。

土层厚度0.3～1.9m。

全场分布。

工程地质特性较差。

〈2〉

粉质粘土

局部为粘土，褐黄色，可塑~硬塑状，夹较多铁锰氧化物及其结核，絮状结构。

土层厚度3.6～5.6m。

全场分布。

属中压缩性土，工程地质特性较好。

〈3〉

粉质粘土

局部夹粉土，灰黄~灰色，可塑~软塑状，絮状结构。

土层厚度2.5～4.8m。

全场分布。

属中压缩性土，工程地质特性一般。

〈4〉

粉质粘土

灰色，流塑状~软塑状，絮状结构。

土层厚度0.7～2.5m。

全场分布。

属中偏高压缩性土，工程地质特性较差。

3.2地下水情况

根据勘察报告揭示，拟建场地浅部地下水类型属第四系松散层孔隙潜水，主要赋存于：

①层杂填土，受地表水及大气降水补给，其水位随着季节及气候变化而上下浮动，年水位升降变化幅度约1.00m左右;历史最高潜水水位为3.40米（黄海高程），拟建场区近3～5年最高潜水位为3.20米（黄海高程）。

赋存于③层粉质粘土地下水属微承压水，补给来源主要为径向补给及上部少量越流补给，勘察期间采用套管隔断上部潜水，测得③层粉质粘土夹粉土的微承压水水位标高2.20米（黄海高程），对本工程基坑开挖影响不大。

根据本工程岩土工程勘察报告可以看出，基坑周边场地条件较好，无重要建构筑物。

由于填土较深，基坑侧壁大部为①②层土，在基坑开挖过程中应予以加强处理。

基坑位于〈3〉层中部，局部加深处基坑位于〈4〉层顶部，基坑开挖范围内无渗透性大的土层，基坑下部含水层也不会引起基坑承压水隆起，基坑地下水可不采取特别处理措施。

对基坑加深部分的地下水，如出水量较大，可采用局部管井降水，对局部可能出现的流砂，在开挖过程中应立即停挖，在采用压密注浆封堵处理后再进行开挖。

四、编制依据

本方案根据国家及江苏省有关建筑工程的政策、技术质量和安全的法规、规程、标准和规定以及现场实地勘察的情况（工程地质勘察报告书）编制的。

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）

《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）

《地基基础设计规范》（DGJ08-11-1999）

《建设工程质量验收统一标准》（GB50300-2001）

《基坑工程设计规范》（DGJ08-61-97）

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

《基坑土钉支护技术规程》（CECS96:

97）

《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-96）

《建筑基坑支护技术规程》（JGJl20—99）

《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）

《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）

岩土工程勘察报告

五、土方开挖方案

5.1土方开挖概况及特点

本工程基坑情况较为复杂，主要分为地下室部分基坑和独立基础部分基坑，基坑挖深较深，标高变化较多。

场地原地面标高为-0.50～-0.70，场地较为平整，根据设计图纸要求，本工程地下室部分基坑底标高为-6.75，下沉承台加深至-7.15，电梯井坑部分加深至-8.85，独立承台部分标高变化较多，自-3.10至-7.45不等。

根据设计文件的要求，本工程开挖及放坡情况如上图，其中剖面1、3、4、7采用1：

0.5放坡，剖面2、5、6、8采用1：

1放坡，剖面9采用1：

0.8放坡。

5.2土方开挖思路及原则

⑴本工程土方开挖采用“分块、分层”开挖，土方开挖拟分为三个阶段：

第一阶段：

挖除第一层土，至-3.10，挖深约2.5m；（后附第一阶段工况图）

第二阶段：

局部加深挖除独立承台土方，挖除地下室基坑范围-6.75以上土方并完成独立承台部分基坑清土；（后附第二阶段工况图）

第三阶段：

改用小型机械挖除地下室部分下沉承台土方，并完成地下室部分基坑清土；（后附第三阶段工况图）

⑵开挖时在土钉墙上设位移观测点，随时检测土钉墙的位移和变形情况，及时做出相应处理方法。

⑶基坑开挖必须与土钉墙施工紧密结合，交替进行，基坑开挖一定深度后，再进行土钉的施工，然后进行下一层挖土。

⑷挖土方式一定要与支护结构的设计工况吻合，严禁超挖，确保安全施工。

⑸在机械开挖阶段，派专人负责开挖流程，以及负责开挖时的质量与安全。

⑹挖出的土方应及时运出，土方车停在挖土机旁边，挖土机挖出的土直接卸到土方车上，装满运出

⑺若机械无法开挖则采用人工挖土，配备一定数量的人员进行人工修土，并适当放慢挖机开挖的速度，使人工挖土尽量能跟上挖机的速度。

人工铲土与机械挖土必须错开时间和地点，以确保挖土安全。

⑻当开挖至有桩的部位应注意避免挖土机撞击桩，严禁用挖土机挖斗进行凿桩，以免产生断桩。

⑼挖土至坑底标高以上200~300mm，就应暂停挖土，进行人工修土，坑底挖土标高控制，派专人负责，严禁超挖。

⑽土方开挖至坑底后应留有基础施工操作面，并做好坑底排水。

⑾严格执行开挖程序，确保安全施工。

⑿浅层基坑开挖应做好放坡，做好护坡。

⒀基坑开挖完毕后应做好坑内明排水。

⒁为了保证施工进度，挖机人员配备分两班，实行日夜挖土，驳土。

5.3土方开挖顺序

本工程土方开挖拟从南向北，从东西两边向中间逐块分层挖除，每一层挖土均自四周挖除后，由中间设置的出土坡道向北退挖完成收土，挖土路线图后附：

5.4土方开挖机具及人员投入

本工程施工配备4台挖机（必要时考虑5台）。

挖除的土方应外运。

土方开挖至坑底后立即做好坑底排水，做到基坑内不积水，便于下道工序施工。

施工机具及人员投入

大挖机（1.2m3）4台

小挖机1台

土方运输车（20吨）20辆

铺路钢板（6.0m×1.5m）40块

水泵10台

测量人员4人

清土人员30人

5.5挖土注意事项

⑴严格按照围护结构设计和施工组织设计要求的挖土施工步骤及挖土施工流程，认真组织全过程施工，不得任意更改设计和施工方案，如需更改必须经有关部门同意方可执行。

⑵土方开挖至坑底后应留有基础施工操作面，并做好坑底排水，做到基坑内不积水，便于下道工序施工。

特别注意要控制相邻开挖段的土方高差,防止因土方高差过大,产生推力从而塌方。

⑶基坑开挖阶段，不得在基坑四周附近任意堆土或放置其他重物。

同时在土坡顶上铺设钢板，以便挖土机、运土机开行。

⑷在开挖时，基坑内挖机严禁重碰及工程桩，以免造成断桩。

⑸挖土机的进出口通道，应铺设钢板扩散压力，以减轻路面压力，必要时局部注浆加固地基。

⑹挖土应自上而下进行，严禁先挖坡角或逆坡挖土。

基坑开挖应严格按要求放坡，操作时应注意土壁的变化情况，如发生裂缝及部分塌方现象，应及时进行加固或放坡处理。

⑺挖土机械禁止直接压过桩头，必须跨越时，用走道板架空，以免桩头受力过大，产生沉降，而使桩的标高不准。

⑻挖土期间挖土机离边坡应有一定的安全距离，以免塌方，造成翻机事故，边坡周边严禁堆载。

⑼基坑开挖时，挖土机间距应大于10m，挖土机工作范围内，不允许进行其它作业。

⑽加快土方开挖速度，减小时空效应，有利于围护结构和土体的稳定。

⑾做好对周围环境的保护工作，同时做好基坑工程的监测和控制。

5.6保证措施

⒈开工前，对全体施工人员进行技术交底，明确本工程安全生产的主要特点、难点、要求和措施，明确岗位和职责分工。

⒉施工人员进入现场，必须严格遵守安全生产六大纪律和本公司的各项安全操作规程，服从现场管理人员的指挥。

⒊工程机械操作人员持证上岗，定机定人，配专职挖机指挥。

⒋做好车辆、设备进场保养，作业中定期检查、维护，及时排除故障。

⒌配专职车辆指挥，负责土方车进出场的交通安全。

⒍在与同场作业的其他分包单位的协调上，坚决服从指挥，杜绝安全隐患。

⒎配合甲方和监理，做好施工中对周围管线、构筑物的监护，发现异常及时上报。

⒏为防止施工过程中的意外发生，成立土方挖运抢险小组，并配备足够的抢险材料以备急需。

5.7保洁措施

⒈做好坑内土方车沿途走道板和道路上污泥工作，以防车轮将施工场内污泥带出去。

⒉土方车驾驶员在每天出车前必须检查拦板锁紧钩是否有效，如有故障必须修复后，方可出车装运。

⒊每天凌晨挖运结束后，派专人及洒水车沿行走路线，及时清洗散落在路面

上的泥土。

六、基坑护坡方案

6.1基坑支护概况

本工程基坑开挖深度超过5m，属深基坑，根据本工程现场实际情况和基坑围护设计图纸，本工程采用放坡和土钉墙支护形式。

按照设计图纸，基坑边坡各剖面支护形式如下：

6.2土钉墙施工概述

土钉墙是由被加固的土体、放置于土体中的钢筋或钢管（土钉）及附着于坡面的混凝土面板组成。

本工程土钉是通过钻孔、注浆来设置的。

土钉墙的工作原理：

土钉通常与周围土体接触，依靠接触界面上的粘结摩阻力，与其周围土体形成复合土体，土钉在土体发生变形的条件下被动受力，并主要通过其受拉工作对土体进行加固，土钉间土体变形则通过配筋喷射混凝土面板予于约束。

6.3土钉墙施工准备

1、确定开挖边坡，轴线定位点、水准基点、变形观测点已妥善保护；

2、制定基坑支护施工方案，周密安排支护施工与基坑土方开挖、出土等工序的关系，使支护与开挖密切配合，力争达到连续快速施工；

3、现场施工材料已到位，经验收合格，施工机具已进场，并试车良好。

6.4土钉墙施工流程

施工程序：

分层挖土→修坡→初喷30mm厚细石混凝土面层→钻孔→设置土钉→注浆→安装连接件→绑扎钢筋网→复喷细石混凝土→设置坡顶、坡面及坡脚排水系统。

工艺流程：

6.5土方开挖及第一道面层喷射

1、土方开挖遵照上述土方开挖方案开挖，在完成上一层作业面土钉与喷射混凝土面层达到设计强度的70%前，不得进行下一层土方开挖，挖土机械应尽量不去扰动边坡土，严禁超挖边坡或造成边坡土体松动，及时清坡，使坡面及坡面平整度达到设计要求。

2、每步开挖完成并修好边坡后，及对修整后的边坡立即喷上一层30厚细石混凝土。

6.6土钉安设

土钉使用前要除锈，以免影响锚固体的粘结。

本工程采用：

1、采用钻机钻孔放置土钉并全长注浆，钻孔直径为100；采用Φ16螺纹钢筋直接打入土中，打入深度1.5m。

6.5.1钻孔

钻孔前应根据设计要求定出孔位并作出标记和编号。

当成孔过程中遇到障碍物需调整孔位时，不得损害支护结构设计原定的安全程度。

在进钻和抽出钻杆过程中，不得引起土体塌孔，在易塌孔的土体中宜采用套管成孔或挤压成孔。

6.5.2插入土钉钢筋

插入土钉前要进行清孔检查，若孔中出现局部渗水、塌孔或掉落松土应立即处理，土钉钢筋安装应使用定位支架，以保证土钉处于孔的中心部位且注浆后其保护层厚度满足设计要求。

支架沿钉长每2～3m设置一个，以不妨碍浆体自由流动为宜。

6.7注浆

注浆是土钉墙施工中的关键工作。

注浆用水灰比为0.45纯水泥浆一次注浆，一次压力为0.4~0.6MPa，并稳压2~3分钟。

为保证土钉与周围土体紧密结合，在孔口处设置止浆塞并旋紧，使其与孔壁紧密贴合。

注浆管连接注浆泵，进行注浆，直至注满为止。

6.8安装钢筋网片

土钉安装完成后，第二道面层砼喷射前，应按照设计要求在坡面上安装钢筋网片。

钢筋网片可以是焊接或绑扎而成，网片与坡面间隙不小于20mm。

网片布置情况和网片与土钉连接做法如下图：

网片与土钉连接示意图

6.9喷射面层混凝土

混凝土面层喷射接缝部分做成45°角斜面搭接，为保证混凝土喷射厚度，可在边壁上隔一定距离打入垂直短钢筋作为厚度标志。

射距应保持在0.6～1.0m范围内，并使射流垂直于壁面。

6.10排水设施的设置

基坑开挖过程中，如开挖粘性土层出水量较大，则需要在基坑边坡设置导水孔，做法如右图：

七、基坑降（排）水

即沿基坑底外轮廓线四周兜通排水沟，排水沟边缘离开坡脚不小于0.3m，排水沟底宽不小于0.2m，坡底为0.1~0.5％排水沟底比挖土面低30~50cm，集水井底比排水沟底低0.5~1.0m或深于抽水泵进水阀的高度以上。

集水井壁用干砖垒砌，使渗入基坑内地下水经排水沟汇集于集水井内，然后采用潜水泵将集水井内抽至污水沉淀池，经沉淀池后排入城市排水管网。

集水井间距30m。

（后附排水明沟布置图）

根据本工程基础施工的实际情况，本工程独立承台及地下室下沉承台均应独立设置排水槽及收水井，排水明沟做法可采用人工开挖200×150排水槽，收水井可采用人工开挖400×400深度400收水井，采用小水泵及时将收水井抽干，排入基坑大抽水井内。

八、特殊部位的基坑处理方案

本工程拟采用2台MC110A塔吊，1#塔吊设置在地下室底板范围内，塔吊基础顶标高与底板面标高同，根据塔吊基础施工图和本工程基础施工图的对比，该塔吊基础深度与承台基础深度标高差很小（150mm），该部位基坑可不做特殊处理，2#塔吊设置在工程西北侧独立基础开挖范围内，塔吊基础设置于该部位北侧承台标高差为3.0m，为保证该部位基坑边坡稳定和塔吊基础安全，该塔吊基础拟增设4根0.45×0.45长度15.6米预制方桩和1根0.45×0.45长度13.4米预制方桩以满足该部位塔吊基础承载要求，削弱塔吊基础对基地土层的荷载。

九、基坑监测

施工监测是基坑施工中的重要组成部分，是信息化施工的标志，它包括环境和工程主体两部分的监测。

为了指导施工，确保工程的顺利进行和基坑的安全，应加强施工监测，实行信息化施工，随时预报，及时处理，防患于未然。

为了保证工程质量和安全，做到信息化施工，必须做好施工期间的监测。

对于土钉墙基坑支护工程，监测工作是非常比必要的，最为直观和最为重要的监测是土钉墙顶面的水平位移（利用经纬仪测墙顶的水平位移），还必须对面层的沉降、坑内外的地下水位等进行监测。

施工监测的目的：

①为了在施工中避免出现过大的高位沉降和及时预报施工中出现的异常情况，需要建立严格的监测，以便能及时调整施工方案和采取有效措施提供依据。

②通过支护结构和周围环境的观测，能随时掌握土层和支护结构内力的变化情况，以及邻近基础、地下管线和道路的变化情况,将观测值与设计计算值对比和进行分析，随时采取必要的措施，以保证在不造成危害的条件下安全地进行施工。

施工监测的内容及标准：

①、地下水位的下降（<500mm）；②、围护结构顶部的沉降及水平位移（<30mm）；③、坑内外水位（500-750mm）；④、邻近基础沉降（<20mm）。

十、施工中的应急情况处理

基坑支护工程是风险性较大的工程，施工过程中可能会遇到各种意外情况，为做到有备无患，针对本工程特点，制定以下应急措施：

（1）较差土质的局部剥离坍塌的处理：

迅速采取摩擦锚杆挂网固定，施喷快凝混凝土，待喷射砼达到一定强度时（一般为过12小时），再打钢管土钉。

（2）边坡局部涌水的处理：

迅速用特种止水材料缩小范围，埋管引流，注浆封堵，同时在水泥浆中加入适量水玻璃。

（3）位移、沉降过大的处理：

集水坑等如因特殊情况出现突涌，应立即用粘土或水泥封压，进行压密注浆处理，水泥浆中加入水玻璃，在最短的时间内制止突涌的发展。

或者采用二级井点降水。

十一、质量保证措施

（1）责任保证措施：

施工全过程实行责任制，项目责任人、工程师、施工人员明确职责，保证工程质量及施工安全，奖优罚劣。

值班制度：

实行工程技术人员现场值班制度，保证施工现场技术人员在岗在位。

（2）技术培训制度：

工程技术人员每天向各施工班组技术交底，做好技术培训和劳动教育，使全体施工人员了解设计意图，熟悉操作规程。

（3）开好碰头会，值班工程师及施工班组开好碰头会，及时布置施工计划，解决施工难题。

（4）严把材料进场关，所有材料均应有产品合格证，出厂检验报告，质量不合格的产品不准进入施工现场。

（5）加强施工质检工作，由质检员对每道工序进行质量检查验收，做好施工记录。

（6）工程技术人员负责工程进度、质量和边坡安全情况全面了解，密切注意边坡位移和地面沉降，发现问题，及时处理。

（7）针对每一道工序施工工艺，都应具有可控性及可操作性。

（8）土钉按照设计要求制作，土钉成孔时，控制土钉水平、垂直间距误差为±5cm，土钉角度误差为±1°，遇到地下障碍物或打不进时，可以根据现场实际情况调整土钉角度及间距

（9）钢筋网编制符合设计及规范要求，加强筋与土钉井字架焊接牢固。

十二、施工安全保证措施

挖土前，对工程的机电设备和施工设备进行全面的安全检查，不符合安全规定的地方立即整改完善，并在施工现场设置必要的安全标志和警告牌；

配合挖土机扦土的施工人员，严禁在机械回转半径内工作；

基坑土方开挖后，基坑外围及下料坡道上必须设置1200高防护栏杆，并用绿网封闭；

基坑对边的堆载不得超过基坑工程设计时的允许附加荷载；

挖土到基坑底的时候，垫层要快速跟上，做到挖好一块、垫层完成一块，使垫层对工程桩起到支撑作用，并对坑底被动土起到加固作用；

在基坑施工过程中加强对监测资料的收集、分析和反应，成立基坑施工应急领导小组，协调组织各分包单位对过程中问题快速反应，加强对边土体变形的监控；

保持边坡有足够的坡度，避免随意切割坡脚。

土体尽量削成较平缓的坡度，也就是说严格按照方案执行。

在坡脚处有弃土条件时，将土石方填至坡脚，使其反压作用，筑挡土堆或修筑边坡，避免在滑坡地段切去坡脚或深挖方。

尽量避免在坡脚处取土，在坡肩上设置弃土。

在斜坡地段挖方时，应遵守由上而下分层开挖程序。

在斜坡上填方时，应遵守由下往上分层填压的施工程序，避免在斜坡上集中弃土，同时避免对滑坡体的各种振动作用。

十三、绿色施工措施

1、成立绿色施工领导小组，由项目经理王忠华担任组长，制定详细的绿色施工管理实施方案，从计划阶段做好绿色施工的准备工作；

2、完善绿色施工管理制度，并向所有施工人员开展绿色施工的教育培训，从思想上要求广大员工普及并高度重视绿色施工的必要性；

3、绿色施工技术措施：

（1）施工现场封闭施工，对进出场道路，不乱挖乱弃，旱季注重道路撒水养护，降低粉尘对环境的污染，雨季做好沟渠疏通，防止对道路造成污染。

施工期间的施工排水系统的建立与日常围护，雨季和汛期的强排水措施须经过沉淀后方可排入就近市政雨水窨井内，设置沉淀池，确保排水通畅。

厕、卫污水必须经化粪池、隔油池后方可排入市政污水管网；

（2）基坑施工中，尽可能减少抽取地下水，减少对地下水资源流失和浪费；

（3）施工中产生的废弃物，应分类处理，对使用的危险品、化学品应与地面隔离放置（如垫板，塑料薄膜），防止污染地面，对废弃油罐、废弃机油等应专门处理，严禁乱扔污染土地；

（4）对裸露的地面，采用种植易成活的花草防止扬尘；

（5）合理安排工作时间，选用低能耗、低噪音的机械，减少对周边环境的噪声污染。