基坑施工方案(深)2010.10.16

大连珑达建设集团有限公司

锦林家园工程项目基坑支护安全技术方案目录

第一章、……………………………………………………………………工程概况

第二章、…………………………………………………………基坑支护方案设计

第三章、………………………………………………………………施工总体布署

第四章、………………………………………………………………基坑支护工程

第五章、………………………………………………………………土方挖运工程

第六章、………………………………………………………………质量保证措施

第七章、………………………………………………………安全生产与文明施工

第八章、………………………………………………………………雨期施工措施

第九章、……………………基坑坍塌事故的发生、预防及应急救援体系的建立

安全专项施工方案审批表

一、工程概况

某工程位于大连沙河口区石门街南侧，新桥街东侧，建筑面积16700m2。工程地下二层，地上14层、17层。结构形式为框架结构。±0.000=21.09m，垫层底标高-11.900m，自然地面标高为-2.500m，基础埋深在自然地面下10.02m左右。

二、工程地质及水文条件

（一）工程地质条件

拟建场区地形基本平坦，地面标高-2.5m，平均-2.5m。

原土层粉质粘土，底层为强风化泥灰岩。

第二章、基坑支护方案设计

一、设计依据

（一）本工程《岩土工程勘察报告》及设计图纸；

（二）《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99) ；

（三）《建筑地基与基础设计规范》（GBJ7-）；

（四）《混凝土结构设计规范》（GBJ7-）。

二、基坑支护方案的设计

（一）基坑支护方案的设计

1.护坡形式

为确保边坡安全，并降低成本，采取1:2草袋护坡，预留肥槽为0.8m。基坑支护剖面图详见附图1。

2.工程地质参数

据该场地勘察报告，本工程场地标高计算时按±0.00考虑的土层厚度见图，计算时选出土层厚度及参数详见下表：

结构计算书：土压力的计算，仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。常用的公式为：

  主动土压力：

  Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2) 2C2/γ

  式中：Eα——主动土压力(KN)，γ——土的容重，采用加权平均值。H——挡土桩长(m) 。Φ——土的内摩擦角(°)。C——土的内聚力(KN)。

  被动土压力：EP=1/2γt2KPCt

  式中：EP——被动土压力(KN)，t——挡土桩的入土深度(m)，KP——被动土压力系数， 一般取K2=tg2(45°-Φ/2)。

  2.1.土压力参数：尤其抗剪强度C/Φ的取值问题。抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法，前者采用总应力C、Φ值和天然重度γ(或饱和容量)计算土压力，并认为水压力包括在内，后者采用有效应力C、Φ及浮容量γ计算土压力，另解水压力，即是水土分算。总应办法应用方便，适用于不透水或弱透水的粘土层。有效应力法应用于砂层。

  2.2.朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力。这种假设造成计算主动土压力偏大，而被动土 压力偏小。主动土压力偏大则是偏安全的，而被动土压力偏小则是偏危险的。针对这一情况 ，在计算被动土压力时，采用修正后的被动土压力系数KP，因为库仑理论计算被动土压力 偏大。因此采用库仑理论中的被动土压力系数擦角δ，克服了朗肯理论在此方面的假定。可 以求得修正后的KP是：KP=〔CosΨDCosδ[KF)]-Sin(Ψo δ)SinΨo〕2

  式中是按等值内摩擦角计算，对粘性土取ΦD=Φ是根据经验取值，δ一般为1/3Φ-2/3Φ 。

  2.3.用等值内摩擦角计算主动土压力。在实践中，对于抗深在10m内的支护计算，把有粘聚力的主动土压力Eα，计算式为：E=1/2CHtg2(45°-Φ/2) 2C2/γ。

  用等值内摩擦角时，按无粘性土三角形土压力并入Φo，E=1/2γH2tg(45°-Φ/ 2)，而E=E由此可得：tg(45°-[SX(]Φo2= rH2tg2(45°-Ψ/2)-4CHtg(45°-Ψ/2) 4C2/r2rH2

  2.4.深基坑开挖的空间效应。基坑的滑动面受到相邻边的制约影响，在中线的土压力最大，而造近两边的压力则小，利用这种空间效应，可以在两边折减桩数或减少配筋量。

  2.5.重视场内外水的问题。注意降排水，因为土中含水量增加，抗剪强度降低，水分在较大土粒表面形成润滑剂，使摩擦力降低，而较小颗粒结合水膜变厚，降低了土的内聚力。

  综上所述，结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成，水压力和土压力分别按以下方 式计算：

  2.5.1.水压力：因支护桩所处地层主要为粘性土层，且为硬塑中密状态，另开挖前已作降水处理，故认为此压力采用水土合算是可行的。

  2.5.2.土压力：桩后主动土压力，采用朗肯主动土压力计算，即：Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2) 2C2/γ

  桩前被动土压力，采用修正后的朗肯被动土压力计算，即：EP＝1/2γt2KP 2KP Ct。

  式中：KP＝〔CosΨCosδ-Sin(Ψ δ)SinΨ〕2

  3.护坡桩的设计

  该工程支护结构主要采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加斜土锚的设计方案，桩的直径为600mm， 桩间净距为1000mm。考虑基坑附近建筑屋的影响，还有环城南路上机车等动截荷的影响，支护设计时，笔者参照部分支护结构设计的相关情形取地面均布载荷q=40KN/m，：

  3.1.桩上侧土压力：①桩后侧主动土压力，因为桩后土为三层(杂添土、粘土、粉粘土)所以计算时采用加权平均值的C、Φ、γ，Φ=21.32，得：Eα=4.7H2-2.76H 108.49；②桩 前侧被动土压力：因为桩前侧土为两层(粘土层、粉质粘土层)，所以计算时应采用加权平均值的C′、Φ′、γ′，得：EP＝33.676t2 104.5t；③均布载荷对桩的侧压力：由公式Eq＝qKaH，得：Eq=18.672H。

  3.2.桩插入深度确定：计算前须作如下假设：(1)锚固点A无移动；(2)灌注桩埋在地下无移动；(3)自由端因较浅不作固定端，按地下简支计算。

  3.2.1.建立方程：对铰点(锚固点)A求矩，则必须满足：ΣMA=0

  所以有：1KEP(23t h-a)=Eq〔23 (h t)-a〕 Ep(h t2-α)q

  式中：K为安全系数，取2，得：8.31t3 82.97t2-138.75t=114.12

  3.2.2.插入深度及柱长计算：根据实际情况t取最小正解；t=1.99m。

  根据《建筑结构设计手册》及综合地质资料，取安全系数为1.2，所以桩的总长度为：L=h 1 .5t=8.5 1.2♀1.99=12.4(m)

  3.3.锚拉力的计算：由于桩长已求出，对整个桩而言，由于力平衡原理可以求出A点的锚拉力，ΣFA=0，即：Eα Eq=Ep TA，取t=1.99解得：TA=194.35(KN)

  4.土层锚定设计

  锚固点埋深α=12.5m，锚杆水平间距2m，锚杆倾角18°，这是因为考虑到：(1)基坑附近有环 城南路和建筑物的存在，倾角小，锚杆的握裹力易满足；(2)支护所在粘土层较厚，并且均 一，可作为锚定区；(3)粘土层的下履层(粉质粘土层、粉砂层、圆砾层)都是饱水且较薄。

  4.1.土层锚杆抗拔计算：土层锚杆锚固端所在的粘土层：c=47.7kpΨ=20.72°r=20 .13kN/m2

  4.1.1.土层锚杆锚非固端段长度的确定：

 由三角关系有：BF=sin(45°-Φ/2)/sin(45°-Φ/2 a)·(H-a-d)代入数据计算得：BF=5.06 m4.1.2.土层锚杆锚段长度的确定：该土层锚杆采用非高压灌浆，则主体抗压强度按下面公式 计算：r=C (1/2)rhtgΨ。式中：r——埋深h处的抗剪强度，K——安全系数1.5，d——锚杆 孔径，取0.12m，锚固段长度L=17.98m

3.综合计算结果，得出如下数据：

（1）1-1护坡方案设计如下：

1）土钉设计参数

土钉水平间距2.5m。

其余同1-1剖面。

说明：为控制位移，其中第二道土钉间隔施加预应力(即二分之一施加),采取螺栓施加预应力30KN，采取200×200×20的钢板作为承压板，自由段长为2m。

（3）3-3土钉墙方案设计如下:

由于东侧离马路很近，采用垂直喷锚。东侧马路下有地下市政管道，第一道锚杆打在-1.8m的标高,在护坡的上口根据实际情况采取加拉梁的方式进行拉锚，具体在补充方案。

土钉水平间距1.0m。其余同1-1剖面。为控制位移，其中第二道土钉全部施加预应力。

第三章、施工总体布署

一、施工程序（各工序的综合协调）

（一）土钉墙：

土钉墙与土方密切配合施工，根据地质情况采取分层、分段开挖，并进行土钉墙支护施工。

（二）土方

1.开挖顺序：进场后首先开挖土钉墙10m宽工作面，第一步挖至-1.5m(第一层土钉在-1.0m），第二步挖至-3.0m，第三步挖至-4.5m，依此类推。

2.基坑中间的土方总体上分二步开挖，即第一步土方摘帽挖至-3.5m；第二步土方挖至槽底，槽底预留30cm土方随挖随用人工进行清槽。

3.坡道收尾：用长臂挖土机收土。

二、基础施工阶段的施工流程

三、施工部署

（一）进度计划

1.质量目标：精心施工，确保土钉墙边坡支护安全。

2.工期目标：30天。

3.安全文明施工目标：根据业主要求争创大连市安全文明施工工地

（三）施工准备

在基础工程施工前，专门召开施工准备会议，落实各项施工准备工作计划，内容如下：

1.技术准备：熟悉、审查施工图纸和施工方案。

2.施工现场准备工作：地上、地下、周边各种管线及障碍物的勘测定位；基坑开挖线的定位；地上、地下障碍物的拆除；施工现场的平整；测量放线；临时道路、临时供水、供电等管线的敷设；临时设施的搭设；现场照明设备的安装。

3.材料、机械准备：根据相关的设计图纸和施工预算，编制详细的材料、机械设备需要量计划；组织材料和机械设备按计划进场。

4.施工场外协调：对外协调交通、环卫、市容的关系，作好扰民、民扰处理的前期准备工作。

（四）各项资源需要量计划

1.劳动力需要量计划：

（1）土方挖运机械设备一览表

二、土钉墙护坡工程

（一）、工艺流程

施工方法

1.边坡开挖：

采用反铲挖土机，预留20 30cm人工修坡，开挖深度在土钉孔位下50cm，开挖宽度保证10m以上，以确保土钉成孔机械钻机的工作面。土方开挖严格按设计规定的分层开挖深度按作业顺序施工，在完成上层作业面的土钉及喷混凝土地以前，不得进行下一层土方的开挖。

2.边坡修整：

采用人工清理，为确保喷射砼面层的平整，此工序必须挂线定位。对于土层含水量较大的边坡，可在支护面层背部插入长度为400 600mm，直径不小于40mm的水平排水管包滤网，其外端伸出支护面层，间距为2m，以便将喷混凝土面层后的积水排走。

3.定位放线：

按设计图纸由测量人员用 8长30cm的钢筋放出每一个土钉的位置。

4.成孔：

采用机械螺旋钻机成孔，局部可采用人工洛阳铲成孔。钻孔后进行清孔检查，对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土立即进行压浆处理，并及时安设土钉钢筋并注浆。

5.土钉主筋制作及安放：

主筋按设计长度加20cm下料，外端设90度20 cm的弯勾，主筋每隔2m焊对中支架，防止主筋偏离土钉中心；安放主筋时，将注浆管与主筋捆绑在一起，注浆管离孔底0.5m左右。

6.造浆及注浆：

采用搅拌机造浆，应严格控制水灰比为W/C=0.5；注浆采用注浆泵，注浆时，将导管缓慢均匀拔出，但出浆口应始终处于孔中浆体表面之下，保证孔中气体能全部排出。

7.挂网及锚头安装：

钢筋网片用插入土中的钢筋固定，与坡面间隙3 4cm，不应小于3cm，搭接时上下左右一根对一根搭接绑扎，搭接长度应大于30cm，并不少于两点点焊。钢筋网片借助于井字架与土钉外端的弯勾焊接成一个整体。

8.喷射砼：

喷射砼顺序可根据地层情况“先锚后喷”，土质条件不好时采取“先喷后锚”，喷射作业时，空压机风量不宜小于9m3/min，气压0.2 0.5MPa，喷头水压不应小于0.15 MPa，喷射距离控制在0.6 1.0m，通过外加速凝剂控制砼初凝和终凝时间在5 10 min，喷射厚度大于等于100mm。

9.养护：采取浇水养护。

第五章、土方挖运工程

一、土方挖运工艺流程

在基础施工阶段，土方挖运是影响工期的关键。土方与土钉墙施工、土方与塔吊安装施工，土方与护坡桩施工它们之间存在一定的技术间歇，若处理不好这几方面的关系，将直接造成工期的延误和护坡的安全，因此要求在统一指挥的原则下，各施工部之间本着相互配合、互创工作面的原则，精诚合作。根据基础施工阶段的施工流程，基坑四周配合土钉墙施工留出相应的工作面，具体深度为土钉位置下0.5m，将基坑中间的土方总体上分二步开挖，即第一步土方摘帽挖至-3.5m，；第二步土方挖至槽底。具体施工流程如下：

二、设备能力分析

如整夜作业，平均每车每夜出土50方，60台车共计3000方。根据现场场地情况及扰民，民扰处理情况，夜间施工可能性估测，平均每天完成土方量计2500方。可根据实际情况可调整机械力量以便确保工期。

三、现场准备

（一）出口搭设拍土架子。保证每一辆车进行排土，并加盖帆布。

（二）作冲洗池和沉淀池准备，冲洗池上要有铁篦子，道路作地面硬化。

（三）平整场地，清除障碍，若遇到大的障碍用冲击炮将其破碎再装车运走。

（四）基坑四周布置4个太阳灯，做好夜间照明准备。

（五）每日提前完成土方开挖线，并随时跟进测量，保证开挖线尺寸与标高。

（六）疏通所有交通，作好开工前的民扰工作。

四、坡道土方收尾

（一）坡道处土方收尾采用长臂挖土机进行挖除，装车运走。

（二）再进行坡道处护壁施工。

第六章、质量保证措施

一、组织保证体系

基础施工阶段建立由项目经理、现场经理、总工程师领导，质量总监中间控制，责任工程师负责的三级管理系统。

附图如下：

各分项工程质量标准（一）土钉墙质量标准

二、质量管理程序

     基本要素质量         工作质量

1.国家有关建筑施工规范（GBJ301－88）。

2.工程设计对土方的质量要求。

二、各分项工程质量保证措施

（一）修坡时专人进行测量,确保不吃槽。

（二）插入钢筋时由专人检查, 若插入深度不足, 则继续取土成孔，插入钢筋时要将注浆管绑在距孔底0.5m处。

（三）注浆时要严格按配比搅浆, 并随成孔随注浆, 注浆渗漏较多时, 要进行二次、三次补浆直到注满。

（四）喷砼时, 由专人检查网长及标志杆的安装。

三、基坑监测方案

采用信息化施工，确保基坑开挖过程中的安全， 必须对基坑进行监测，方案如下：

（一）观测点的布置：

在坡顶上每隔25m布置一个点。

（二）观测精度要求：

满足国家三级水准测量精度要求；水平误差控制<6.00mm；垂直误差控制<0.5mm。

（三）观测时间的确定:

1.基坑开挖每一步都应作基坑变形观测.

2.观测时间间隔每天一次, 必要时连续观测, 基坑开挖完7天后, 可由每天一次到3天一次, 15天后每周观测一次。

（四）场地查勘与记录:

1.施工前对原场地进行全面调查, 查清有无原始裂缝和异常并作记录, 照相存档。

2.每次观测结果详细记入汇总表并绘制沉降与位移曲线。

（五）注意事项

1.每次观测应用相同的观测方法和观测线路。

2.观测其间使用一种仪器，一个人操作，不能更换。

3.加强对基坑各侧沉降，变形观测，特别对有地下管线地的各边坡可进行重点观测。

四、质量问题的处理

如发生质量问题，立即上报监理，并在4小时内递交有关质量问题的书面详细报告，包括时间、部位、细节描述、产生原因、处理的措施等。

（一）土方开挖过程中，若基坑变形突然加大，应立即停止开挖，并及时回填，也可以在其背后进行挖土卸荷，以保证基坑的稳定。

（二）开挖过程中，若局部存水，可以采用明排集中，用潜水泵抽到地面排水系统。

五、技术资料

基础施工过程中及时收集、整理各种原始资料和记录，并上报监理。按照国家有关标准和要求，完成技术资料的分类、归档工作。

第七章、安全生产与文明施工

一、安全组织机构

二、安全生产措施

1.现场要建立健全的安全领导小组。

2.全体人员应认真执行各工种的安全操作规程及有关规定。

3.施工前，施工负责人要向操作人员做专项技术安全交底，关键部位要下技术指导书。

4.施工人员进入现场要服从安全员的指挥和监督。进场施工人员必须符合有关北京市劳务人员用工的有关规定及条例，证件齐全。

5.施工人员进入现场要进行“三级”安全教育。

6.每天班前五分钟，施工负责人必须做施工安全注意事项专项交底。

7.现场电器设备要有漏电保护器，电缆应设可靠绝缘。

8.各种机电设备均应设专人负责管理，电工持证上岗。

9.现场用电设备必须实行三级供电，两级保护。

10.夜间施工，工地应有足够的照明。

11.土方施工机械和运输车辆在进场前进行彻底的检修和保养，确保施工期间机械的正常运转。

12.土方开挖后，按现场安全防护要求在基坑的周围搭设安全保护栏杆，避免人员跌落坑中。

13.施工时，挖掘机严禁碰撞支护结构。

14.施工中如遇地下障碍物（包括古墓、各种管道、管沟、电缆、人防等）时，立即暂停施工，及时报告经理部，待妥善处理后方可继续施工。

二、文明施工措施

1.所有土方运输车辆进入现场后禁止鸣笛,以减小噪音。

2.所有施工人员应保持现场卫生和环境清洁。

3.为保持环境卫生，避免运土车发生遗洒，在现场搭设拍土架，指派专人负责将运土车上的土拍实并盖好帆布，避免路上遗洒。

4.在大门出口处设置冲洗车槽，每辆车必冲洗。

5.每天收车后项目经理部指派专人清扫马路，以达到环卫要求。

6.现场内施工人员禁止吸烟。

7.施工机械要经常清洗，保证外表干净。

三、文物保护

1.土方开挖过程中，如突遇不明物体时，应立即停止机械开挖，现场工人要及时将情况汇报给工长，工长可带领工人简单察看、进行小范围的清理，确定为正常的砾石后，可继续开挖。如果不能确定，可通知地勘部门前来察看。

2.如果怀疑是历史古墓，应向区文物局汇报情况，请文物部门的相关同志进行现场察看。

3.如果现场能够明显判定是古墓或具有历史价值的文物、埋葬品，则现场应有工长专人负责组织看守，可以调动现场经警维持场地现状，不许任何工人进入埋葬品区域，直至文物部门的人员前来。

4.现场要做好对埋葬品区域的遮挡覆盖工作。

5.对于由采访证明的记者应通知文物部门的人员，只有在文物部门人员许可的情况下才允许拍照摄像，防止不法分子进入现场。

第八章、雨期施工措施

一、场地排水

坡顶做1.5m宽散水、挡水墙，四周做砼路面。基坑内，沿四周挖砌排水沟、设集水井，泵抽至市政排水系统。排水沟布置在基础轮廓线以外，排水沟边缘应离开坡脚0.3m，沟底比基坑底低0.4m，坡度0.1%；集水井设置在基坑脚上，安置四个集水井，井径0.8m，井壁用红砖砂浆砌后抹光，集水井底比排水沟低0.8m。排水设备采用大扬程的潜水泵，雨期抽出的积水应排至基坑以外地面排水系统，防止乱排产生回渗。保证施工现场水流畅通，不集水，四邻地区不倒灌。

二、做好生活区的下水管道和雨水井，用水应有固定排放途径，保证雨后不陷、不滑、不泥泞、不存水，避免浸泡边坡。

三、土方施工中，基坑内临时道路上铺渣土或砂石，保证雨后通行不陷。

四、已暴露还未喷射的桩间土工作面防止雨水直接冲刷，遇雨时覆盖塑料布。

五、清槽钎探后应立即浇注好砼垫层，防止雨水泡槽。

六、现场存储的钢材做好防雨水锈蚀的准备。

七、机电设备要经常检查接零、接地保护，所有机械棚要塔设严密，防止漏雨，随时检查漏电装置功能是否灵敏有效。

八、喷射砼前，要随时掌握天气预报，尽量避开大雨，现场要准备大量苫布，以备喷射时遇雨进行覆盖。

9、现场要有10台左右的备用潜水泵，遇雨时及时抽水。

第九章、基坑坍塌事故的发生、预防及应急救援体系的建立 

一、编制防止坍塌的施工方案

1建筑施工企业必须认真贯彻建设部“重申防止坍塌事故的若干规定”和“关于防止坍塌事故的紧急通知”精神，在项目施工中必须针对工程特点编制施工组织设计，编制质量、安全技术措施，经甲乙方及监理单位审批后实施。

    2工程土方施工，必须单独编制专项的施工方案，编制安全技术措施，防止土方坍塌，尤其是制定防止毗邻建筑物坍塌的安全技术措施。

    ①按土质放坡或护坡

施工中，要按土质的类别，较浅的基坑，要采取放坡的措施；较深的基抗，要考虑采取护壁桩、锚杆等技术措施，必须有专业公司进行防护施工。

    ②降水处理

对工程标高低于地下水以下，首先要降低地下水位，对毗邻建筑物必须采取有效的安全防护措施，并进行认真观测。

    ③基坑边堆土要有安全距离，严禁在坑边堆放建筑材料，防止动荷载对土体的震动造成原土层内部颗粒结构发生变化。

    ④土方挖掘过程中，要加强监控。

⑤杜绝“三违”现象。

    3、严格控制施工荷载，集中荷载不要超过设计要求。

二、土方坍塌建筑安全事故应急救援体系

为提高抗御建筑施工特大安全事故的快速反映能力，最大限度的减少事故损失，保障国家财产和人民生命安全，维护社会稳定，根据《中华人民共和全生产法》及有关法律、法规的要求，施工企业应建立安全事故应急救援体系。施工企业及施工现场必须由企业法人和施工现场项目经理分别担任公司、施工现场应急救援小组组长，加强对各类特大事故的应急工作的领导，选派骨干力量分别担任通讯组、抢救组、交通治安组、救治组、物资供应组、善后处理组的组长。并备齐救援物资，如车辆、吊车、担架、氧气袋、止血带等。按照各自的职责和分工迅速有效地组织抢险救援工作，防止事故扩大，努力减少人员伤亡和财产损失。

    1．当施工现场的监控人员发现土方有异常时，应立即报告给应急救援领导小组组长，该项目现场应急救援领导小组组长为项目经理董义斌，应急救援组织应立即下令停止作业，并组织施工人员快速撤离到安全地点。

    2．当土方发生坍塌后，造成人员被埋、被压的情况下，应急救援领导小组全员上岗。除应立即逐级报告给主管部门之外，应保护好现场，在确认不会再次发生同类事故的前提下，立即组织人员进行抢救受伤人员。

    3．当少部分土方坍塌时，现场抢救组专业救护人员要用铁锹进行撮土挖掘，并注意不要伤及被埋人员；当整体坍塌事故发生，造成特大事故时，由市应急救援领导小组统一领导和指挥，各有关部门协调作战，保证抢险工作有条不紊地进行。要采用吊车、挖掘机进行抢救，现场要有指挥并监护，防止机械伤及被埋或被压人员。

    4．被抢救出来的伤员，要由现场医疗室医生或急救组急救中心救护人员进行抢救，用担架把伤员抬到救护车上，对伤势严重的人员要立即进行吸氧和输液，到医院后组织医务人员全力救治伤员。

    5．当核实所有人员获救后，将受伤人员的位置进行拍照或录像，禁止无关人员进入事故现场，等待事故调查组进行调查处理。