广东高层办公楼深基坑开挖支护专项施工方案Word文档格式.doc
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工程地点
本工程位于福田区中康路交叉口东北侧
建设单位
设计单位
建设规模
拟建2层地下室，地下室埋深约8.5m。
基坑占地面积约1.7万m2
2.工程概况
拟建工程项目场地位于深圳市，场地呈正方形。
北地块塔楼拟建2层地下室，地下室埋深约8.5m。
场地西侧为上民区间隧道，其它侧为临建及待建道路。
根据深圳市政府和深圳地铁公司的有关规定，位于地铁周边两侧50m范围的区域为地铁保护区，保护区内实施基坑开挖支护不得破坏地铁结构及相关构筑物，对地铁的影响必须满足相关规定。
本次基坑设计的重点为变形控制，综合上述要求兼顾经济性和施工便利，靠近地铁侧面采用钢管撑的支护方案，其它侧面采用复合土钉墙的支护方案。
三．工程施工条件
（一）工程周边施工条件
场地西侧为上梅林区间隧道，其它侧为临建和待建道路。
（二）场地地质条件
1.地形、地貌
拟建项目场地位于深圳市福田区梅林路与中康路交叉口东北侧。
场地原始地貌为山前低台地及冲积沟谷地貌，后经人工开挖、回填、整平成现状地面。
整个场地由于地铁施工单位及其分包单位搭建许多临建，被分成许多小地块。
场地标高在25.90～26.66m之间，总体呈北高南低走势。
2.地层岩性
场地与基坑支护有关的地层主要由第四系人工填土层（Q4ml）、第四系冲洪积层（Q4al+pl）、第四系坡积层（Q4dl）、第四系残积层（Qel）及下伏白垩系花岗岩（K1）组成。
现将各岩土层的岩土特征自上而下分述如下：
1第四系杂填土层（Q4ml）
①杂填土：
杂色，松散-稍密状态，由回填的粘性土、石块、碎石及碎砖、砼块等建筑垃圾组成，石块、砼块、碎石等硬质物占20%～70%不等，粒径大小不一，大者达50cm以上。
该层全场地分布，厚度1.10～7.60m，平均厚度约3.47m。
2第四系冲洪积层（Q4al+pl）
②1粉质粘土：
深灰、褐灰、灰黑等色，软塑状，湿-饱和，软塑～可塑状，粘感较强，土质不均，偶见少量粉细砂，局部含有机质，为淤泥质土经上部荷载压缩排水形成，局部见少量腐质植物。
该层21个钻孔见分布，厚度0.30～2.40m，平均厚度约1.08m，层顶埋深3.20m～8.40m。
标贯击数N在7～12击之间，平均9.0击。
②2粉质粘土：
灰黄、黄、灰色，湿-饱和，软塑-可塑状，粘感较强，土质不均，偶见少量粉细砂。
该层70个钻孔见分布，层厚0.50～8.90m，平均厚度约3.47m，层顶埋深1.10m～9.10m。
标贯击数N在6～19击之间，平均12.0击。
②3砾砂：
黄、褐黄、灰黑、灰白、灰色等，稍密-中密状，饱和，砾石粒径2-5mm为主，砂以中、粗砂为主，砾砂占60-80%不等，余为粘性土，颗粒以石英质为主。
该层普遍分布，层厚0.60m～7.70m，平均厚度3.88m，层厚变化较大，层顶埋深1.70m～9.80m。
标贯击数N在9～29击之间，平均15.5击。
3第四系坡积层（Q4dl）
③含砾粘土：
褐黄、黄、褐红、土黄、灰黄色等，硬塑状为主，局部可塑状，稍湿-湿，砾石粒径2-5mm为主，占15-40%不等，含少量砂。
局部为粉质粘土，硬塑状。
该层厚度1.00～
4.70m，平均厚度约2.63m，层顶埋深1.30m～9.40m。
标贯击数N在9～17击之间，平均12.8击。
4第四系残积层（Qel）
④砂质粘性土：
褐黄、黄、灰褐、灰白色等，硬塑状为主，稍湿，由下伏细粒花岗岩风化残积而成，原岩结构已全部破坏，岩芯呈土柱状，含粉粒较多，浸水易软化。
含石英质砂粒不均匀，风化不均，局部夹强风化带，呈半岩半土状。
该层厚度0.50～16.90m，平均厚度约6.61m，层顶埋深4.50m～13.20m。
标贯击数N在13～48击之间，平均27.0击。
5白垩系花岗岩（K1）
花岗岩系场地内下伏基岩，细粒结构，块状构造，主要矿物成分为石英、长石、云母等，据其风化程度可将其分为以下四个带（层）：
⑤1全风化带：
褐黄、黄、褐红、灰褐、灰白色等，原岩结构基本破坏，但尚可辨认，干钻可钻进，岩芯呈硬-坚硬状的土柱，含大量粉粒，手捏易散，浸水易软化，强度降低。
风化不均匀，局部夹强风化带，呈半岩半土状。
厚度0.50～14.50m，平均厚度约5.11m，层顶埋深9.40m～25.70m。
标贯击数N在39～69击之间，平均53.0击。
⑤2强风化带：
褐黄、黄、土黄、肉红、灰白、灰褐色等，原岩结构大部分破坏，矿物成分除石英及部分长石外均已风化变质成粉土状，干钻不易钻进，岩芯呈半岩半土状，硬实，浸水易软化、崩解。
该层与上覆全风化带呈渐变接触。
厚度1.50～32.60m，平均厚度约11.12m，层顶埋深10.60m～34.10m。
标贯击数N在61～100击之间，平均76.5击。
之下为中、微风化岩。
（三）岩土层物理力学参数
与基坑支护设计有关的岩土参数值
地层编号
地层名称
重度（kN/m3）
c（kPa）
φ（°
）
渗透系数
K（m/d）
①
杂填土
17.5
6
14
10
②1
粉质粘土
18.0
12
8
0.05
②2
18.5
24
18
0.04
②3
砾砂
19.0
35
6.9
③
含砾粘土
25
20
④
砂质粘性土
22
1.0
⑤1
全风化花岗岩
30
0.8
⑤2
强风化花岗岩
20.0
0.4
四．基坑支护设计方案
（一）主要设计原则
根据基坑的规模、周边环境等条件，参照有关规范的规定和专家建议，整体按二级考虑，局部地铁侧基坑工程安全等级按一级考虑。
使用年限1.0年（按临时结构考虑）。
设计荷载按规范要求以水、土压力为主。
设计计算时，基坑地面附加荷载在咬合桩侧取20kPa，土钉墙侧取10kPa。
基坑支护结构设计按承载力极限状态考虑，地铁侧以变形控制为主。
（二）围护桩+内支撑方案
1．本基坑工程难点分析
通过现场考察和了解周边环境，本基坑与正在运营的地铁4号线上民区间毗邻，为此基坑开挖支护过程中，保护好正在运营的地铁4号线是本基坑工程的重点。
根据深圳市人民政府令第140号（2004年）和深圳市地铁有限公司城市轨道交通安全保护区施工管理办法（暂行）（2007年3月）的规定和要求，本项目基坑和基础工程场地在城市轨道交通安全保护区范围之内，必须制定针对保护轨道交通设施安全的设计施工方案。
因此，针对本项目地铁设施保护特殊问题，根据计算结果对设计方案优化，采用钢支撑方案。
围护结构地铁侧采用钻孔咬合桩，其余侧复合土钉墙。
内支撑方案可有效控制基坑变形，咬合桩在深圳地区技术成熟，止水效果较好，对地铁安全有利。
2．支护方案
综合考虑周边环境，本基坑地铁侧支护采用支护桩+内支撑方案冠梁与地板之间设置一排钢支撑。
其它侧采用双排搅拌桩截水，多排土钉和两排锚杆进行复合支护。
3．基坑截排水方案
基坑开挖范围大部分为冲洪积层、残积土层、风化岩，属于相对弱透水，其它侧采用复合土钉墙。
地铁侧支护桩采用D1000咬合桩，“一荤一素”咬合桩间距0.8m，层，咬合桩和双排搅拌桩形成封闭截水帷幕。
土方正式开挖前，预先在场地内开挖2～3个大坑作为集水坑，土方开挖前抽走集水坑积水，确保地下水位位于开挖面以下0.5m，当基坑开挖到底部后，基坑的坡脚设置300mm×
300mm的砖砌排水沟，并在基坑角点设置集水井，及时排走基坑积水和雨水。
4．主要施工步骤
（1）测量放线，确定围护桩施工坐标；
（2）开挖至支护桩施工平台；
（3）施工围护桩及搅拌桩；
（4）开挖土方至冠梁底标高；
（5）桩顶凿至设计标高，清除残渣、浮土等并清除积水，浇筑冠梁；
（6）预留桩前土体，基坑中部土方开挖到基坑底部；
（7）土钉墙侧采用分层分段开挖至基坑底部；
（8）施工基坑中部地下室基础桩和底板；
（9）待底板施工完成后，设置钢管斜支撑。
（10）开挖预留土体，施工靠近地铁侧的地下室底板，并对称回填两侧底板与支护结构之间的空隙，并设置素混凝土传力带。
（11）拆除钢支撑，施工上部结构。
五．工程施工中的关键问题
1.地铁一侧的保护工作
本工程西侧靠紧地铁4号线上梅林站，车站主体距离基坑边线约17m，局部附属结构距离基坑约9m；
由于距正在运行的地铁4号线非常近。
因此，如何有效的确保地铁的正常通行，而不因基坑支护的施工引起地铁一侧的沉降及隧道结构变形非常重要。
2.土方开挖及钢支撑安装、擦除技术要求
本工程基坑的土方开挖根据支护结构类型采用分区分层的开挖方式，地铁侧按断面图所示，支护桩前预留土体，基坑中部可直接开挖至底部。
复合土钉墙侧采用分层分段段开挖，分层高度不大于土钉或锚杆竖向间距，分段长度不大于30m。
基坑底以上30cm厚度土方采用人工开挖。
地铁侧预留土体开挖必须待地下室底板施工完成并设置钢支撑后，方可开挖。
基坑地下室底板（侧墙）与支护桩间的回填采用中粗砂或石粉等无粘性土材料，距离底板面200mm处，采用C20素混凝土浇筑200mm厚的传力带，待传力带强度达到混凝土设计强度的80%以上，可拆除钢支撑，施工上部主体结构。
土方开挖期间要进行多工种、多工序的穿插施工。
土方开挖的施工质量直接关系到地铁一侧是否出现变形，影响地铁运行。
3.咬合桩的质量控制
本工程设计在地铁一侧首选咬合桩支护方案进行基坑支护，因此，咬合桩支护的施工质量会影响到地铁一侧是否出现变形，影响地铁运行。
4.做好各种监测
由于本工程所涉及的施工工艺多，施工范围广，因此各种安全控制标准综合使用与管理非常重要，由于本工程所在地，地质条件较为复杂因此施工过程中很可能出现各种风险情况。
5.基坑支护安全施工
本工程基坑支护（北地块）所涉及到的施工方法多种，各种施工方法均需不同的安全控制标准，且本工程基坑开挖整体深度较深，西侧面施工需中心岛预留土体进行钢支撑确保支护结构的稳定性。
6.做好应急措施及预案
7.不同支护形式的衔接施工协调
本工程施工工艺多，工程量大，施工工艺包括：
土方开挖、咬合桩施工、搅拌桩施工及钢管土钉、挂网喷射混凝土、钢支撑安装、擦除等施工工艺，由于施工地点紧靠正在运行的地铁4号线。
因此，靠地铁一侧的支护形式与非靠地铁侧支护形式不同，各种支护工艺的质量控制及要求标准均不相同。
六．地铁四号线保护措施
（一）基坑与地铁结构物之间的空间关系
（二）地铁保护监控指标
1.监控指标
各监测项目的控制值和警戒值的具体指标如下表所示：
项目名称
控制值
警戒值
备注
支撑轴力
1.0N
0.7N
N为支撑设计轴力
墙顶位移
0.25%H
0.2%H
地铁侧（H为基坑深度）
0.5%H
0.4%H
复合土钉墙侧
测斜
地面沉降
0.3%H
H为基坑深度
水位变化
5m
4m
地铁隧道沉降
10mm
6mm
地铁运营期
地铁横向位移
2.震动影响监测
根据港铁签发的《对卓越集团梅林项目施工图设计的监测方案的回复意见》和《建筑结构基础桩施工图》，冲孔桩施工阶段必须进行震动影响监测。
布点原则：
邻近基坑的隧道结构不少于2个监测点（由监测单位自行布置），且满足港铁规定的最少点数；
监测周期：
基础桩施工阶段；
监测指标：
峰值粒子速度≤15mm/s。
七．基坑支护咬合桩施工对地铁设施影响的风险分析
（一）地下水下降引起地层沉降对地铁结构物的影响分析
根据施工图纸，本基坑西侧面支护桩为咬合桩，桩长11.00m，咬合桩距离地铁4号线的地铁区间维护桩约2.50m。
因此，设计院针对本项目地铁设施保护特殊问题，根据计算结果对设计方案优化，采用钢支撑方案。
内支撑方案可有效控制基坑变形，咬合桩施工在深圳地区技术成熟，止水效果较好，对地铁安全有利。
咬合桩施工工艺无地下降水。
因此，地下水下降引起地层沉降对地铁结构物的影响非常之小。
（二）钻孔咬合桩施工震动对地铁结构的影响分析
本基坑西侧面支护工程为钻孔咬合桩，施工工艺采用全套管压入，然后，再进行抓斗取土套管钻进。
因此，钻孔咬合桩施工对地铁4号线的地铁区间维护桩扰动影响非常小。
（三）风险应对措施
1．控制地下水下降深度的措施
按照设计图纸基坑支护技术要求，靠近地铁一侧的地铁区间围护桩（止水帷幕桩）深度远远大于现有的北地块咬合桩施工深度。
因此，出现涌水灾害的可能性非常之小。
咬合桩施工不需要降水施工，且采用水下混凝土浇灌工艺施工。
如果遇到地下水涌水量较大时，暂停施工，会同设计部门拿出止水方案后，进行咬合桩施工。
2.施工震动控制措施
咬合桩施工工艺采用全套管压入，然后，再进行抓斗取土套管钻进。
因此，钻孔咬合桩施工最大限度减少了对地铁4号线地铁区间围护桩的扰动。
八．施工注意事项及应急措施
1.施工前，做好基坑顶周围地面平整和地面排水工作，同时调查周边地下管道的位置，确认是否与基坑支护结构存在冲突。
2.基坑开挖后，不得在坡顶3.0米范围内堆载，3.0～10.0米范围限制堆载不得大于10kPa。
3.土方开挖如果在雨季进行，基坑支护及土方开挖期间须做好临时排水工作。
4.基坑开挖、主体（基础等）施工过程中应防止施工机械碰撞支护结构，以确保基坑支护结构安全。
5.基坑严禁超挖，若因地下室结构变化而引起坑底标高发生变化的，须经基坑支护设计人员计算分析后确定后续支护开挖方案。
6.基坑土方开挖完成后，应立即对基坑进行封闭，减小坑底暴露时间，防止水浸，并应及时进行地下室结构的施工。
7.基坑及地下室施工期间，按设计要求对基坑进行监测，当监测值超过警示值时，应立即通知相关单位，必要时采用回填反压的应急措施。
8.开挖过程或基坑使用过程中，帷幕发生意外漏水流砂的情况时，应立即采用编织袋堵住漏洞先避免流砂，然后在帷幕后侧进行注浆堵漏。
九．应急预案
针对本工程实际，分析存在以下风险：
基坑侧壁漏水流砂，基坑变形过大影响结构安全和周边环境，基坑开挖导致相邻的地铁隧道变形超标等。
有关应急预案的对策要求如下：
1.基坑侧壁漏水流砂
对策：
开挖后立即挂网封闭，减少暴露时间。
漏水点塞编织袋防止流砂，桩后注浆堵漏。
以预防为主，避免漏水，不允许发生流砂。
对基坑渗漏而造成周边地下水位下降时，应予以回灌处理。
2.基坑变形超标
基坑的变形是支护结构安全性能最直观的反映，所以必须按设计要求布置各监测项目，按设计要求的观测频率进行监测。
当变形和内力监测一项或多项超过设计给出的警戒值时，应立即报告监理、设计、施工和建设方，必要时召开会议说明情况，分析原因，采取有针对性的对策：
当变形超标或速率增大是由于基坑土方开挖造成时，应及时予以回填。
当大雨期间，基坑土体软化，承受的水压力超过设计值时，基坑可能产生过大的变形，应做好基坑抽排水措施，配备备用电源，并做好地表排水。
当自然灾害不可抗拒时，应在基坑内注水，防止整体失稳。
当施工期间出现局部结构变形或内力超标时，应采用堆砂包反压等措施进行及时处置。
3.地铁位移、沉降超标
应按地铁安全运行管理的要求，监测、监控轨道交通设施和地铁车辆运行的安全。
评估基坑施工对地铁隧道的影响问题，并报地铁有关部门审核批准本设计及相应的基坑施工组织设计后开始正式施工。
当施工过程监测数据超标时，应分析原因，采取加固土体等有效措施。
4.震动影响监测超标
靠近地铁侧调整基础桩施工工艺，并实施试桩以确定最终的影响范围线，影响范围线外采用冲孔桩施工工艺，范围线以内采用其它非冲击类的成桩工艺。
十．突发事件应急预案
（一）地铁结构设施变形超标
1.施工前地铁结构变形超标：
检查监测数据，核对最大变形量，确定最大变形量位置，对变形已经超过警戒值的地段进行注浆加固，同时加强观测频率，直至变形速率控制在允许范围为止。
2.施工过程中地铁结构物变形超标：
立即停止施工，通知项目负责人，核实监测数据，调整施工进度和施工位置，对超标地段立即进行加固施工。
（二）变形缝漏水和变形过大
当发现变形缝漏水，立即上报各方责任人，对较小漏水地段进行封堵等简单处理，对较大漏水则需要进行注浆止水，压力控制在0.3MPA，密切监测变形缝砼的变化值，防止因过度注浆或压力过大引起砼板开裂。
十一.周边建筑物的监测和保护措施
为保证基坑自身稳定和安全，在基坑施工过程中，必须对基坑进行全程监测监控。
根据监测数据，了解基坑安全状态，判断支护设计是否合理，施工方法和工艺是否可行。
同时，监测周边建（构）筑区的变形和安全。
为保证周边建筑物的安全，在施工过程中，必须对周边建筑物进行全程监测监控。
由业主委托第三方进行监测，并将监测结果反馈给我司，根据监测数据，了解四周建筑物安全状态，判断施工过程的安全。
（一）监测工作内容
1.范围
施工监测的工作范围包括：
基坑的变形、结构内力、结构沉降、振动影响等，以及基坑范围之外1.5倍基坑深度（30m）范围内道路、建筑物、重要管线和轨道交通设施的变形。
重点检测地铁4号线隧道变形。
2.监测项目及布点
根据本工程的特点，主要安排以下监测项目和监测内容，有关的各监测数量和监测目的如下表所列：
观测项目
单位
数量
测斜兼做水位
孔
5
桩顶水平位移
点
27
沉降
7
地铁监测断面
钢支撑轴力
组
2
监测频率
监测频率规定如下表所示：
工程阶段
结构安全项目
周边监测项目
地铁监测
围护桩施工
测初始值
大雨季节、变形超过警戒值等非常时期，须加大监测频率。
基坑开挖
1次/1天
1次/2天
结构施工
1次/2～3天
1次/5天
基坑回填
——
测终值
（二）监控成果整理与利用
1.日报
监测当日，将监测结果报施工项目部、施工监理，内容应包括当日监测的各项目监测值的总累积量、增值。
当监测值达到或超过极限值时，发警报，报告建设方、施工、监理、设计等相关单位。
2.周报
每周施工例会前提交本周各项目监测结果。
内容包括各监测项目物理量的时程曲线、总累积量、日变化量（变化速率），指出异常情况以及跟踪监测的情况。
3.月报
每月整理监测成果报业主、设计、监理和施工项目部等单位。
内容应包括：
监测平面图、监测断面图，各测点物理量时程曲线，以及观测数据超过限值标准的点位，还包括近期发展情况。
十二.施工过程对四周建筑物的保护及应急措施
（一）施工过程中对周边建（构）筑物影响最大的是降水，降水会造成周边建（构）筑物下土层中的水流失，容易引起土体沉降，对建（构）筑物造成安全隐患。
因此，在施工场地周边设置水位观察井及回灌井，监测水位观察井的水头情况，若水位沉降超过3米，即用回灌井进行回灌。
（二）施工过程中全程监测四周建（构）筑物
根据设计及规范要求结合现场情况制定合理的监测方案．按监测方案要求设置监测点，全程重点监测地铁4号线隧道的沉降与水平位移及地铁4号线四周的水位变化。
（三）按规定时间进行监测和信息反馈，遇特殊天气或监测数据异常或接近报警值时，要加强监测密度．及时反馈信息。
若监测数据异常，应即启动应急预案，及时采取相应措施，迅速控制事态发展并分析引起异常的原因。
在确认措施有效后方可继续进行施工。
（四）对周边环境、管线的安全巡查措施
1.巡查任务与要求
（1）巡检的重点根据周边环境、管线的变化进而发现施工过程及安全管理中可能存在的隐患、有害与危险因素、缺陷等进行查证，以确定隐患或有害与危险因素、缺陷的存在状态，以及它们转化为事故的条件，以便制定整改措施，消除隐患和有害与危险因素，确保周边环境与管线的安全。
（2）安全生产巡检应贯彻领导与施工人员相结合的原则，通过采取有组织的、个别的、日常的巡视方式来实现，是经常性的安全检查。
（3）巡检对象的确定应本着突出重点的原则，对于危险性大、易发生事故、事故危害大的建筑物、构筑物、管线等应加强检查。
本工程的重点是地铁4号线的隧道变形和周边道路的沉降。
2.安全生产巡检的形式
（1）项目的安全主管或现场经理，每天下午对周边环境进行一次安全检查，并填写安全日志。
对查出的问题要立即上报。
（2）项目经理部在项目经理或现场经理的领导下，每周组织有关管理人员，进行周边环境大检查，并且进行评估和讲评。
（3）每月公司安全管理部对施工周围的建筑物、构筑物等周边环境进行巡查，重点地铁4号线隧道的变形情况。
3.安全生产检查的工作程序
（1）安全检查准备：
包括确定检查对象、目的、任务；
查阅掌握有关法规、标准、规程的要求；
了解检查对象的工艺流程、生产情况、可能出现危险危害的情况，制定检查计划；
安排检查内容、方法、步骤；
编写安全检查表或检查提纲；
准备必要的检测工具、仪器，书写表格可笔记本；
挑选和训练检查人员，并进行必要的分工等。
（2）实施安全检查：
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