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1、基坑开挖及护坡工程施工方案.doc 基坑开挖及护坡工程施工方案 本工程为某宾馆地下建筑的基坑开挖工程。该建筑由主楼和裙房组成，主楼东西长约72m，南北宽约42m，开挖深度12m（电梯井14m），裙房东西长约71m，南北宽约26m，开挖深度5.8m。 施工深度范围内，地层土质分布情况如下：地面（标高36.5m）以下0-3.5m为杂填土，局部有旧建筑基础；-3.5-8.1m主要为粉质粘土，其中在-4.5m左右有一层厚度0.51m的重粉质粘土层；-8.1-14m为细砂；-14-20.2m为卵石，卵石最大粒径57cm；-20.20-27.6m为粉质粘土。 地下水有二层，第一层为滞水，在地面下-4.5m
2、（标高32m）处，第二层为潜水，在地面下-10.3m（标高26.2m）处。 由于基坑设计标高在地下水位以下。基坑东面、北面有建筑物，西面、南面临街，无场地放坡，因此采用管井井点降水，钢筋混凝土灌注桩加锚杆护坡。基坑土方、降水、护坡桩及锚杆统称基坑开挖及护坡工程，主要工程量见表9-1。 主要工程量表表9-1 本工程的施工特点是：地处繁华市区，交通与环保管制严格，施工场地窄小，工序多，工期要求急，施工中必须采取措施减少振动和噪声，安排好作业班次和工作面，白天打井、打桩，夜间挖运土方，各分项工程互创施工条件，抓好工序搭接和流水作业，确保60d完成施工任务。 施工准备工作 全面调查施工现场和锚杆深度范
3、围内的地上、地下障碍物，制定排障计划和处理方案，并加以实施。 根据建设单位提供的建筑红线、控制桩、水准点和施工图纸，进行测量放线工作。基坑开挖范围内所有轴线桩、水准点都要引出机械施工活动区以外，并设置涂红白漆的钢筋支架加以保护。 根据轴线桩、施工图纸，测放井位、桩位和基坑开挖线，并加以保护。 施工用电和施工照明： 根据机械配备型号和数量及钢筋加工、混凝土浇筑用电，经计算本工程高峰用电量为200kW，建设单位提供的316kV A变压器，符合施工用电容量要求。 临时供电线路采用90mm2的橡皮电缆，并设置8个电闸箱供护坡和降水施工用电。 在现场搭设4个高46m的照明灯架，每个灯架安装镝灯2000k
4、W。工作面、坡道口安装碘钨灯活动灯架12个，供夜间施工照明用。 施工用水：在现场东西两侧，各设置1个50mm的水源，供打井和护坡工程施工用水。 在基坑南侧搭建临时办公、休息用房约150m2，工具棚20m2，水泥棚20m2。 根据施工方案和施工图纸进行机械设备和钢筋、水泥、砂石、钢绞线等材料的准备。 办理交通、城建、市政、市容、环卫等有关手续，办理降水工程向市政雨水或污水管道的排放手续，准备弃土场，办理运土有渣土消纳手续。 施工平面布置 出入口分别设在现场东南侧和西南角，运料、运土汽车可走循环路。 混凝土搅拌机及砂石料场设在裙房基坑范围内，但要避开护坡桩桩位线。由于场地窄小，砂石、水泥、钢筋、钢
5、绞线等原材料按计划分期、分批进场。 钢筋加工场设在主楼基坑北侧，钢筋笼要分批加工，码入高度不得超过2层。 分项工程施工方法 降水工程 降水方案和选择 本工程主楼降水目的是兼顾基坑开挖和护坡桩施工，降低水位标高要求降至护坡桩底标高（21.5m）,降水深度大,潜水存在于细砂和卵石层内，渗透系数和出水量也较大,又由于上层粉质粘土有滞水，因此,主楼采用管井加砂漏井占降水方案。管井主要降低潜水水位，砂漏井主要将上层潜水渗漏至细砂层，再用管井抽走。 管井井点计算 计算参数： 基坑面积A=75m*45m=3375m2,基坑深度H=12m。 降水深度S=26.2m-21.5m=4.7m，含水层厚度h=26.2
6、m16.3m=9.9m。 渗透系数K 砂=10m/d,K 卵石 =117m/d，加权平均后K=65m/d。 降水井底在渗透系数很小的粉质粘土层内，故按潜水、完整井计算。基坑假想半径：X0=A/c=3375/=32.78m 抽水电影响半径： R=(X0)2+2K*t*h/u =(33)2+2*65*6*9.9/0.23 =186.18m 式中t抽水稳定时间,取6d； u给水系数，粉细砂0.150.2,卵石0.20.35,取0.23。 基坑总涌水量： Q=1.366*K(2h-S)S/(LogR-LogX0) =1.366*65*(2*9.9-4.7)*4.7/Log186.18-Log32.78
7、 =8370m3/d 单井涌水量: q=2rh wK /15=2*0.15*2.67*86400*65/86400/15 =398m3/d 式中h w=滤管进水长度,0.27*h=0.27*9.9=2.67m r =管井半径(m)。 管井数量： N=Q/q*1.1=8370/398*1.1=23.1座，实际布置24座。 式中，1.1为增井系数，考虑降水井损坏、堵塞、效率降低等，井数增加10%。 管井平面布置及井距： 管井布置在基坑四周，其中4座井布置在裙房基坑内。 井距L=L/N=230m/24=9.58m,实际为9.6m(锚杆间距的倍数，以防被其击穿)。式中，L为基坑周边长度，m。 管井竖向
8、布置（井深）： 管井由地面开始打井，井深h1按下式计算： h1=S1+IL1+h2=15+0.1*37.5+3=21.75m,实际23m。 式中S1地面至桩底深度（m）； i 水力坡度，环型井点取10%； h2管井沉淀高度，一般取23m； L1管井至基坑中线的距离（m）。 计算结果校核： 以上井点计算公式及计算参数均为经验值，因此，有条件的工程应做现场抽水试验，本工程无条件做试验，但完成23座井后立即试抽水，对渗透系数K、水力坡度i及单井涌水量q 等进行校核。 管井井点对环境的影响： 潜水含水层在地面下10.3m的细砂和卵石层内，该层土压缩模量较大，上面又有约5cm的粉质粘土，形成硬壳顶托层，
9、故降水引起的沉降量可忽略不计。 管井井点施工 管井的构造：管井采用300mm （内径）无砂混凝土砾石管（全部为滤管），井孔直径600mm ，井管与井孔之间填26mm 滤料，井深23m ，井距9.6m,共布置降水井24座见图9-1。 管井成孔（井）：采用CZ22钻机冲击成孔（井），如噪声、振动大扰民时，也可采用XF-3泵吸反循环钻机，钻机性能见表9-2。可利用地层的粘性土，自造泥浆护壁。钻孔（井）前要挖好泥浆池，冲击钻采用掏渣筒掏渣，泥浆少面稠，泥浆池深度在1mm 以内；反循环钻机靠泵吸泥浆循环排渣，泥浆多，泥浆池深度1.52m ，并配备泥浆罐车随时将多余泥浆运走。 常用钻孔机能表表9-2 下井
10、管：用钻机的卷扬装置，采用井托法逐节吊放，井管连接采用竹片用16号铅丝绑紧。要保持井管顺直，在井孔内居中。 填滤料：从井管周围均匀填滤料，防止将井管挤偏，洗井后要补填滤料，井顶2m 用粘性土封口。 洗井：采用912m 3空压机气举冲洗法，将由气管和排渣管组成的洗井器放入井底，关闭排渣管，用高压气激荡和井壁，再开启排渣管将水渣混合物吹出，这一过程自上面下反复进行，直至洗出清水，井内水位接近周围地下水位为止。 地面排水管：布置在基坑顶周边，由 300mm 钢管排水总管和沉淀池组成（见图9-1）。抽出的地下水经排水总管及沉淀池再排入市政雨水或污水管道内。 抽水：采用扬程25m ，出水量20t/h ，
11、QS 系列潜水电泵，性能见表9-3，置泵标高16m ，引水管采用50mm 胶管理体制或钢管。一般情况下，群井抽水67d 后水位显著下降，10d 后稳定到设计水位标高，此时水泵出水量显著减少，为起始出水量的50%左右，可换用小流量水泵。 常用管井潜水电泵性能表表9-3 降水运转：管井井点运转后，要配备专人值班，保持昼夜连续运转并定期检查水泵及管路运转情况，测量水位、水量，做好施工记录。必要时可配备备用电源或发电机，以防停电、停泵造成水位上升，发生灾害，影响施工。 裙房基坑内降水水井：由地面打井，随挖土深度逐节拆除至裙房坑底标市。抽水时，可采用串联抽水尘，即将中间降水井的水抽至边侧降水井，再抽至地
12、面排水管内。 砂漏井施工 砂漏井井孔直径300mm，井深10m，井内填26mm 滤料，井距23m，在管井降水井之间共布置砂漏井54个，见图9-1。 砂漏井成孔采用BQZ300步履式钻机，要边钻边填砾，以防塌孔。填砾至地面下2m，用粘性土封口。 护坡工程 护坡方案 根据护坡高度、周围环境、土质分布情况、施工能力和经验，本着安全、经济、合理的原则，本工程选择振动小、噪声低和变形小的钢筋混凝土灌注桩护坡方案，不同部位其构造和做法也不相同。 主楼护坡高度12m，采用800m钢筋混凝土灌注桩加锚杆护坡方案（图9-2）。由于有旧建筑基础需拆除，也便于新建管线通人，挖土3.5m后再做桩，桩顶设850mm*5
13、00mm边梁，锚杆设在边梁上，边梁顶砌砖墙并设抗弯柱和压顶梁（图9-8）。 裙房护坡高度5.8m，采用500mm钢筋混凝土悬臂桩护坡方案（图9-3），由地面开始做桩，桩顶设500mm*300mm边梁。 主楼与裙房结合部，高差6.2m，考虑到地基处理问题，采用1：0.75放坡，坡面采用钢板网抹灰加固（图9-4）。主楼、裙房的桩间土也采用钢板网抹灰处理。 护坡工程设计与计算 目前尚无国标护坡设计规范，根据高层建筑施工手册（中国建筑工业出版社出版）介绍的计算方法、有关规范和实践经验，编制了护坡工程设计计算机程序。本工程的电算输入参数和计算设计结果见表9-4、9-5。 输入计算参数表9-4 计算及设计
14、结果 根据设计与施工经验，本工程采用了以下数据处理和构造措施： 计算土层深度内有值和C值时，摩擦角换算为等值摩擦角d； 地质条件好，最大弯距折减30%40%再配筋； 提高安全系数，桩入土深度增加10%20%； 计算出护坡桩每米的弯距，按弯距分布大小配筋； “周边均匀法”和“等效矩形法”对照配筋； 锚杆设在边梁上，锚杆间距不受限制，便于优化锚杆设计，也省去了腰梁，节省了钢材，简化了工序。 护坡及锚杆的布置构造及做法 见图9-1图9-10。 护坡桩施工 工艺流程：根据护坡桩设计和地层土质分布情况，主楼和裙房护坡桩均采用长螺旋孔机施工，其成桩工艺流程为： 场地平整钻机对准桩位调整大臂垂直度启动钻机钻
15、机出土并随时清理钻至设计孔深，空钻清底停钻提钻杆测量孔深（作记录）吊放钢筋笼浇灌桩身混凝土，振捣养护 钻孔 主楼护坡桩桩径800mm，间距1.6m，桩长12m，采用ZKL-800履带式长螺旋钻机（性能见表9-2），由于采取了降水措施，卵石层最大粒径57cm，初步判断不塌孔或塌孔不严重，只须适当加深钻深即可。如卵石层塌孔严重时，可采用中心压灌水泥浆法成孔。裙房护坡桩桩径为500m，间距1.2m，桩长10m，采用BQZ500钻孔（同砂漏井相同，但需改装钻杆直径，性能见表9-2）。 钻机采用跳钻法，钻成的孔要及时下钢筋笼，并浇灌混凝土，防止凉孔时间过长塌孔，当天钻成的孔必须当天浇灌完。 吊放钢筋笼：
16、采用钻机的吊装装置要垂直吊放入孔内，并注意加强主筋方向不得下错、放反，必要时涂红漆标训识。 钢筋笼制作：钢筋笼在现场加工制作，供应的钢筋长度不符合要求时，主筋采用电弧焊双面焊，搭接长度必须符合规范要求。为保证主筋间距、位置和钢筋笼的刚度，架立筋应与主筋焊牢，箍筋与主筋绑扎牢固，成型的钢筋笼外形尺寸、主筋数量、位置、长度应符合设计要求。连梁钢筋的绑扎、搭接、长度应符合规范要求，桩主筋伸入连梁内不小于50cm. 混凝土搅拌： 为加速浇灌，防止塌孔，桩身及连梁混凝土均在现场搅拌。在裙房中部设置2台JZC350搅拌机，水泥为425号普通硅酸盐水泥，砂子为粗砂，碎石粒径大于40mm,因现场窄小，要随用随
17、进。混凝土等级为C25。坍落度为1214cm，配合比如下： 水水泥砂石子 200kg 320kg 769kg 1114kg 以上配合比应根据砂石含水量及粒径进行调整，搅拌时砂石每车必须过磅。 混凝土运输采用小翻斗车，浇灌时孔口放一漏斗，要用长振捣棒分层浇灌、分层振捣。 裙房护坡桩连梁采用土模。主楼边梁梁底用土模，两侧用钢模，打完锚杆并预埋铁皮筒锚孔后，再进行浇筑混凝土。 锚杆施工 工艺流程：根据设计要求在地面下3.5m的连梁上打一排锚杆，产距2.4m，孔径150mm，孔深24.5m，采用MZ-型锚杆机干作业成孔，其工艺流程为： 锚杆机就位稳钻杆调整孔位及角度钻孔出土接螺旋钻杆预埋锚索套筒浇灌连
18、梁养护安装锚头、锚具预应力张位顶紧楔片锁定。 杆体制作：设计拉拔力643Kn，杆体采用4束1860级钢绞线，锚头为四孔锚盘，锚固段每1.5m 用塑料隔离架将钢绞线分开，非锚固段用塑料管包好。注浆管为25mm塑料管，绑在杆体上放入距孔底100mm处。 锚体注浆：锚体水泥浆浆体强度为20Mpa，采用425号普通硅酸盐水泥，水灰比0.45。采用一次常压注浆，用BW250/50泥浆泵注浆，注浆压力不低于0.5Mpa，孔口流出灰浆后拔出注浆管，在水泥浆初凝之前及时补浆。每孔注浆量约为计算注浆量的1.2倍。 张位锚固：锚体和连梁强度达到设计强度的75%时，可进行张位，张位机具主要为ZB4-500油泵、YC
19、1200*320穿心式千斤顶的中心应在同一轴线上。正式张位前应取设计拉力的20%对锚杆预张位。正式张位应分级进行，张位至设计拉力的1.05倍，稳定510min，并记录伸长值。当锚杆应力没有明显衰减时，退至设计拉力75%，用楔片锚固锁定。 钢板网抹灰施工 主要材料和机具为20号铅丝网、10mm长50cm锚筋、M5水泥砂浆、射钉枪等。将锚筋楔入土壁，固定铅丝网，外抹30mm厚M5水泥砂浆，锚筋间距纵向100cm，横向3050cm，可蛇行楔锚。遇砂层、滞水层要加粗铅丝网型号，加长、加密锚筋，桩间土处理时，将铅丝网用射钉枪固定在护坡桩上。滞水层要埋设2838mm塑料管或钢管，将水引出。 连梁顶砌砖墙
20、连梁施工时，要预埋抗弯柱钢筋。砌37墙时，每砌高50cm，水平放置6.5mm加强钢筋二排，与抗弯柱连接。先砌砖墙再支钢模板进行抗弯柱、压顶梁施工。 土方工程 机械选择 城市建设中的基坑开挖一般选择反铲挖土机，配备自卸汽车挖运施工，土质条件差，不宜分步（层）开挖或深而窄的基坑（槽），也可选择拉铲或抓铲挖土机。应该指出的是，目前机 械设备生产厂家或施工手册介绍的“最大挖掘深度”均为在特定条件下的数据，在使用时，反铲挖土机要根据开挖方式和停机面土质稳定情况，乘以0.70.9的折减系数，而机械式拉铲和抓铲挖土机，可以加长铲斗钢丝绳，故可乘以1.11.2的增加系数。 本工程采用分步（层）开挖的接力挖土法
21、，但场地窄小，故选择体积小、效率高的PC-400反铲挖土机挖土，配备T-815太脱拉自卸汽车运土。另外主楼因有旧建筑基础，另配备W-160液压锤1台，边挖土、边破碎拆除旧基础。 施工分步（层） 为配合护坡桩及锚杆施工，主楼分三次进场，四步挖土。 第一次进场，每上步挖土，由地面挖至-4m，实际挖深4m，主要是清理打井泥浆，拆除旧建筑基础，为护坡桩施工创造条件。 第二次进场，第二步挖土，挖至连梁底标高下1m，即-5m，主要是清理护坡桩钻孔土方，为锚杆就位创造条件，实际挖深约2m。 第三次进场，采用接力挖土法，分二步挖土，一台反铲挖土机由-5m 挖至-10m（第三步挖土），实际挖深5m，直接装汽车运
22、走。另一台反铲挖土机由-10m挖至-12m（电梯井-14m）（第四步挖土），实际挖深24m，将土挖甩至上边挖土机工作面内，装汽车运走。这样下，上层传递直至将主楼土方挖完。 裙房分两步挖土，第一步由地面挖至-1.5m，第二步由-1.5m挖至-5.8m,在第三次进场期间挖完。 坡道开设和开挖顺序 主楼开挖的坡道以内坡道为主，设在裙房基坑范围内，分别由现场东南侧和西南侧的地面放至主楼基坑-5m处，宽度5m，坡度1：51：6，每次（步）挖土的顺序均由北向南，最后在裙房西南角收尾。 清槽修坡 机械挖土过程中，要配备人工清槽修坡，插入桩间土挂网抹灰，挖至坑底标高时，配备人工将机械挖土的余土清至挖土机开挖半
23、径内，这种方法既可一次交成品，又可节省劳动力。 机械及人员配备 主要施工机械及人员配备见表9-6。 工程进度 主要分项工程施工进度计划见表9-7。 质量要求和措施 基本要求 遵守国家施工及验收规范以及有关季节施工的规定。 按照工程监理要求的检验程序、项目，进行质量过程控制，做好自检、预检和隐蔽工程验收，并交验各种资料，填报各种报表。 原材料、半成品、成品要有了厂质量证明和试（检）验报告。 建立工程质量保证体系和质量管理责任制，做好各级质量交底。 降水工程 井位允许偏差+100mm，井径不大于600mm井深不小于设计深度。 打井采用自造泥浆，不再投入粘土料。 洗井要洗透，洗井后水质清澈，井底无泥
24、砂，井内水位接近自然水位。 抽水水泵保持连续运转，排水管道无漏水、渗水现象。 扩坡工程 钢筋主筋、钢绞线要有材质试验报告，钢筋焊接接头也要有焊接试验报告。 护坡桩直径、长度应符合设计要求，桩位允许偏差+100mm，垂直度允许偏差不大于H/100，其中H 为桩长。 钢筋笼制作允许偏差 钢筋长度+100mm；钢筋笼直径+20mm； 主筋间距+10mm，箍筋间距+20mm。 吊放钢筋笼时四周要绑扎垫块，以保证保护层厚度。 护身、边梁混凝土，每100m3做标准养护试块一组，锚杆水泥浆每10根做标准养护试块一组，作为评定混凝土和水泥浆体强度的依据。 锚杆直径、孔位、孔深、倾角应符合设计要求，孔位允许偏差
25、+100mm，倾角允许偏差1，孔深不得偏浅，要大于设计孔深150mm。 土方工程 机械挖土标高，步（层）间允许偏差+150mm，坑底允许偏差+300mm，不得扰支老土。桩间余土不得大于200mm。 安全要求和措施 开工前全面调查地上、地下障碍物和管线情况，进行具体位置交底，对暂未处理的要树立明显标志。 根据本工程场地窄小、机械施工、配合工种多的特点，制定安全措施，建立安全责任制并定期开展安全活动。 各分项工程，各种机械，各工种要遵守各自的安全操作规程，注意相互间的安全距离，施工机械不得撞击护坡桩、锚头、桩间土护壁，也不得碰压井管、排水管、测量桩点等。 要执行现场施工用电规定，非专业人员禁止动用
26、机电设备，要经常检查供电线路、闸箱、机电设备的完好和绝缘情况，供电线路要架空或埋入地下，防止机械碰压。 基坑四周要搭设防护栏，深度超过2m时要搭设马道或设置专用上下梯子。 机械挖土现场出入口要设安全岗，配备专人指挥车辆，汽车司机要遵守交通法规和有关规定，按指定路线行驶，按指定地点卸土。 要遵守本地区、本工地安全、保卫、场容、消防、市容、环卫、交通等管理规定。要加强对民工的管理教育，民工要有“三证”，做到合法用工，上岗前要进行安全交底和安全教育。 环保要求和措施 尽量选择噪声低、振动小、公害小的施工机械和施工方法，减小对现场周围居民的干扰，同时做地周围居民的安抚工作，取得谅解，相互配合。 空压机、混凝土搅拌机要搭设隔声棚，各种机械作业时尽量减少噪声，禁止在现场鸣笛轰油门。 要控制运土汽车容载量，汽车驶出现场前要配专人拍实车槽，盖好苫布，为防止汽车轮胎夹带土污染道路，在现场出口设排水沟，用高压水枪冲洗轮胎。 搞好门前卫生“三包”，加大清扫人力，随时检查运土沿途汽车遗撒情况，及时清扫清理。 完