北京大厦工程土方开挖基坑降水支护土钉墙微型桩管井施工方案

1、北京某大厦工程土方开挖、基坑降水、支护施工方案编制:审核:审批：二OO三年七月四日目录2. 工程概况3. 岩土工程条件简述3.1地层条件3.2水文地质条件4. 土方开挖方案4.1开挖顺序4.2设备能力分析4.3卸土场及土方运输路线 4.4现场准备5. 基坑降水方案设计5.1降水方案选择依据5.2降水方案设计5.3管井结构5.4降水工程对周边建筑物的影响 6. 基坑支护设计方案 6.1支护方案的确定 6.2 土钉墙支护体系的优点6.3支护方案设计7. 施工总体安排及工期 7.1 施工准备 7.2 组织机构及劳动力计划 7.3 工期计划 7.4 基坑工程总体组织 7.5 施工水电计划 8. 施工工

2、艺及技术要求简介 8.1 降水施工 8.2 土钉墙施工 9. 信息化施工管理 9.1 工程监测 9.2 检验 9.3 监测设备 10. 质量保证措施 10.1 土钉墙质量标准 10.2 土方开挖质量标准 10.3 各分项工程质量保证措施 10.4 质量问题的处理 10.4 质量保证资料 11. 安全文明施工措施 11.1 安全施工 11.2 文明施工措施 12. 附录 1.方案编制主要依据1）甲方提供的相关图纸。2）北京地矿工程建设有限公司提供的 某房地产公司商住综合楼 岩土工程勘察报告（2003年3月）。3）基坑支护技术规程（JGJ120-99 ）。4）混凝土结构设计规范（GB50010-2

3、002 ）。5）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002 ）6）相关工程施工经验。2. 工程概况拟建建筑物位于北京市朝阳区。拟建商住综合楼（某大厦）地上3层，地下2层，结构形式为框架结构，基础形式为箱型基础，原设 计基础深度为-9.440m、-9.740m，设计变更后基础深度为-9.60m、 -9.90m。拟建建筑物的基础尺寸约为55.1m X94.3m。拟建工程士0.00相当于绝对标高37.95m。施工现场经过场地平整处理后，实测 地面高程37.332m。根据甲方提供的相关资料，基坑深按自然地面 下-9.60m、9.90m考虑。基坑拟采用土钉墙支护和微型桩加土钉墙 复合支护

4、处理，降水采用管井抽降。3. 岩土工程条件简述3.1地层条件根据岩土工程勘察报告，与本工程相关的地层条件如下:地层序号土层名称特性描述层厚素填土湿、中下密松散1.67砂质粉土中密密实、稍湿湿4.38粉砂中密密实、饱和2.37粉质粘土硬塑可塑、饱和2.33粉砂中密密实、饱和5.283.2水文地质条件本场区20m埋深范围的地下水有二层：一为埋藏于粉砂层中 的上层滞水，其水位埋深 5.70m9.40m，标高29.2832.28m , 地层渗透性较差，水量较小，地下水的补给主要为大气降水补给；二 为潜水，地下水位埋深18.00m 左右，标高20.23m。4. 土方开挖方案4.1开挖顺序土方开挖方向为由

5、北向南开挖，土方坡道设置于基坑南侧，且土 方开挖需紧密配合土钉墙施工，根据各剖面段的土钉层数分层开挖。 槽底留200mm厚的土层人工配合清槽。4.2设备能力分析如昼夜作业，平均每车每天出土 100方，35台车共计3500方。 根据现场场地情况及扰民、民扰处理情况以及夜间施工可能性估测， 平均每天完成土方量计3000方。实际施工时，根据具体情况可调整 机械力量以便确保工期。4.3卸土场及土方运输路线 根据现场情况确定。4.4 现场准备1) 采用带棚运土车，保证土屑不得散落在马路上。2) 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。3) 基坑四周及挖土操作面布置1215个太阳灯

6、。4) 测量人员随时撒线，保证开挖线尺寸与标高。5) 妥善处理好相关交通部门关系，并作好开工前的各项协调工作。5. 基坑降水方案设计该建筑物基坑长 94m ，宽 55m ，为一长方形，降水面积约 4650m 2，基坑深 9.9m 。根据该场区的勘察资料，地下水位埋深在 5.709.40m ,场区内地下水位高于建筑物基槽底，需要进行降水施 工才能保证土建施工的顺利进行和基坑边坡支护的稳定。5.1 降水方案选择依据根据场地的地质、水文地质条件和建筑物基础埋深，场区 20m 埋深内地层以粘性土为主，其次为粉砂层，基坑最大深度为 10.8m ， 本次降水施工以上层滞水为主要目的层，该层地下水埋藏于粉砂

7、层 中，地层渗透性较差，地下水位埋深 5.709.40m。虽然下部潜水 含水层水位埋深为 18m ，远大于基坑深度，但由于其含水层的岩性 为粉砂，不能将该层做为自渗降水的引渗层， 因此拟采用管井抽降的 降水的方案最为安全、经济、合理。5.2降水方案设计降水工程设计采用大口径管井抽降的方案。降水井孔径600mm, 井管内径300mm ,井深为18m，井间距为8m，沿基坑边缘四周布 设，整个场区共布设降水井 41 口，另布置地下水位的观测井 3 口 （详见降水井平面布置图）5.3管井结构1 ）孔深：管井井深18m，观测井13m。2）孔径：管井、观测井孔径均为 600mm。3）井管：井管为内径300

8、mm的无砂水泥滤水管。4 ）滤料：井管外填入直径2 4mm的滤料。5）封井：井孔上部1.5m采用粘性土封孔。5.4降水工程对周边建筑物的影响在降水施工中，由于地下水位的下降，使地基土层中含水量减少， 浮托力减小，等于增加了附加荷重，使土层产生附加固结、压缩，可 能会导致建筑物基础发生不均匀沉降，如沉降量控制在建筑物允许限 度内，就不会影响建筑物的安全使用。由于地下水位下降引起周边建筑物沉降可用下列分层总和法的公式进行计算：粘性土： S= XAp砂土： S=-总沉降量：S总=S砂+S 土由于某69#楼距本基坑仅最近处仅约3m，为本次降水施工主要 影响的建筑物， 根据设计水位下降幅度和该部位地层情

9、况， 采用上述 分层总和法的公式进行计算，降水施工所产生的附加沉降量值较小， 对某 69 #楼的安全使用不会有明显的影响。 但是为确保 69# 楼的绝对 安全使用，拟在其近邻基坑附近加打 3 口回灌井，根据对 69#楼沉降 观测结果进行地下水回灌， 将沉降量控制在不影响 69# 楼安全使用的 范围内。6. 基坑支护设计方案6.1 支护方案的确定 根据甲方提供的图纸和基坑的岩土工程条件、场地施工条件，按 照安全、经济、合理、施工便捷的原则，在对不同方案进行了认真的 对比后，拟对本工程基坑采用土钉墙支护方案。根据基坑四周的不同环境条件，基坑各侧不同地段的支护设计参 数将有所调整。6.2 土钉墙支护

10、体系的优点 本工程采用土钉墙护坡，土钉墙方案具有安全可靠、施工设备尺 寸小、噪音低、占用空间小、用电用水量少及投资省等优点。其主要 特点是：a. 该工法不单独占用作业时间，与土方开挖同步进行，一旦土钉 墙施工完毕，土方工程也已结束，即可进入验槽、垫层及底板施工。 因此，只要甲方能提供充分的工作面， 与传统护坡后再开挖土方的工 法相比，可大大节省工期。b. 土钉墙护坡是密集土钉整体起作用，土钉的定位、施工方便，质量容易控制。c. 本工程土质条件较好，无软弱土层及难成孔的粗颗粒地层 ，适合 于土钉施工。为此，我单位选择土钉墙护坡方案。6.3支护方案设计631东、南、北三侧及西侧部分支护设计基坑深度

11、9.60m、9.90m，使用土钉墙支护，土钉墙支护设计详见(支护结构剖面图)，设计参数如下:剖面支护深度(m)坡度土钉垂直距离(m)土钉水平距离(m)土钉直径(mm )主筋规格1-19.601:0.21.51.5130202-29.901:0.21.51.513020土钉倾角10 土钉水泥浆体强度20MPa土钉水泥浆配比W/C0.5喷射砼：设计强度：C15水泥:砂:碎石：速凝剂=1:2:2 : 0.03(此为重量比)喷射厚度：80100mm钢筋网:6.5200 x200mm，保护层为3050mm，另外为保证坡顶 稳定，在坡顶做 1.0m 的钢筋砼翻边。土钉长度以及竖向距离详见（支护结构剖面图）

12、 。 【说明】在施工期间如发现地下管线或地下障碍物，土钉的长度 和位置可以作相应调整，以避开地下管线或地下障碍物。6.3.2 西侧临近 69 #楼处支护设计由于该部位基坑开挖下口线距离现有69 #楼距离较近（详见基坑支护平面图），为了保证施工过程中 69 #楼的稳定和安全，我司特采 取超前微型桩和预应力土钉复合支护方案。1）微型桩（超前支护） ：直径133，内置76厚3.5mm钢管，桩长15.0m，嵌固5.40m , 注水灰比为 0.5 的水泥浆，采用普通硅酸盐 425#水泥，桩间距 1.0m。桩顶采用槽钢将微型桩连成一体。2）上部 6.0 土体支护：由于 69 #楼基础埋深 6.0m ，为保

13、证该部分土体的稳定， 采取加密 土钉压力注浆，土钉水平垂直间距均为 1.10m 。使该部分土体固结 成为一个整体， 以保证施工过程中该部位的稳定。 另外为保证坡顶稳 定，在坡顶做钢筋砼翻边至围墙。3）下部 4.50m 土钉墙：基坑深度 9.60m ，下部 3.60m 采用土钉墙支护， 土钉墙支护设计 详见（支护结构剖面图） ，设计参数如下：剖面支护深度(m)坡度土钉垂直距离(m)土钉水平距离(m)土钉直径(mm )主筋规格3-39.6090 1.51.51302022土钉倾角10 土钉水泥浆体强度20MPa土钉水泥浆配比W/C0.5喷射砼：设计强度：C15水泥:砂:碎石：速凝剂=1:2:2 :

14、 0.03(此为重量比)喷射厚度：80100mm钢筋网：6.5200 X200mm，保护层为3050mm。土钉长度以及竖 向距离详见(支护结构剖面图)。【说明】在施工期间如发现地下管线或地下障碍物，土钉的长度和位置可以作相应调整，以避开地下管线或地下障碍物。7. 施工总体安排及工期7.1施工准备7.1.1施工技术准备1) 了解场内各种地下障碍物的情况，并办理必要的书面手续2) 根据红线桩、城市水准点及施工要求进行护坡桩、 锚位的定位放线及抄平。3) 协调施工现场管辖部门及附近居民的关系， 保证施工的顺利进 行。4) 施工用水、施工用电的连接及临时设施搭建。5) 对施工人员进行生产、技术、质量、

15、安全等全方面的交底。6) 根据施工现场实际情况调整修改施工方案。7) 根据现场进一步完善施工方案， 绘制工地挂图，包括平面、剖 面设计图及施工平面布置图。8) 建全指挥系统及安全施工、工程质量及环保保障体系。9) 设计、编制人员及技术主管同现场技术及施工人员召开会议， 做详细技术交底及总体施工规划。7.1.2 施工人员准备 施工人员必须证件齐全(含焊工、测量人员等特殊工种) ，并经 项目经理部及相关部门核实后方可施工。7.1.3 测量准备测量人员根据附图(基坑支护平面图) 、并结合现场实际情况自 总包单位提供的平面控制网施放出桩位。7.1.4 施工机械进场计划1) 降水机械进场计划设备名称设备

16、型号数量反循环钻机GPS153台空压机9m 31台潜水泵QY 6-25-1.150台2）护坡机械进场计划设备名称设备型号数量空压机9m32台砼喷射泵Pz-52台锚杆机1台洛阳铲60套注浆设备2套3）钢筋加工设备进场计划设备名称设备型号数量卷扬机1台钢筋弯曲机WJ40-11台电焊机BX-3003台钢筋切割机GJ51-321台4） 土方机械进场计划设备名称设备型号数量反铲挖土机1.6 m 31台翻斗车太拖拉40台装载机ZL501台7.2组织机构及劳动力计划1）该工程由基坑支护施工项目经理部全权负责，其组织机构如下:基础施工项目经理部说明：施工部由各专业施工队按实际需要的人员编制组建,设队长-_ *

17、人、工长一人、质检一人;其中机动施工部主要负责除基坑支护以外 的基础施工阶段的其他工彳理部还安排人员负责环7.3工期计划暂定为23天。实际施工时，可根据甲方的要求调整机械、人力资源等，以满足甲方的工期要求。7.4基坑工程总体组织进场后先进行降水施工。然后边开挖边支护，土方开挖需紧密配 合土钉墙施工。土方开挖到槽底时，人工配合清槽，预留200mm厚 的保护层。7.5施工水电计划施工用水200m 3/天、施工用电300kW。8. 施工工艺及技术要求简介8.1降水施工8.1.1施工工艺基坑侧壁在含水层的底板位置可能出现少量残余水， 可以采用在基坑四周边坡的含水层底部插入引流管，基坑底部设置排水沟和集

18、水 井，将隔水层所托的少量残余水引入集水井中排出。8.1.3地面防渗措施1）在基坑四周5.0m范围内不得设置用水点；在场地内的所有用 水点，均应设置排水沟，将水引入下水管道。2）在基坑四周边沿设置排水沟（或排水管道），防止降雨和人工用 水的入渗。3）堵塞并排出基坑周边附近的人防通道、上下水管道和暖气沟等中的积水，防止涌入基坑。8.1.4 技术要求1) 成孔：成井采用反循环钻机泥浆护壁钻孔， 井旁暂设泥浆池和沟，深度1.5m，成孔直径巾600mm，按照设计深度成孔。2) 下管：成孔完毕后立即采用钻机卷扬垂直居中下管 (用竹片绑 紧)。3) 填料：从井口四周均匀回填井滤料(防止将井管挤偏) ，离地

19、 面 2m 用粘土回填至地面，井口加盖。4) 洗井：采用空压机气举法；从上至下逐节逐层吹洗，将井底泥 砂吹净、洗出清水为止。5) 排水系统安装： 井点降水排水干管布置在基坑坡顶， 经沉淀箱 沉淀后排至市政污水或雨水井内。具体待甲方污确定后再定。6) 水泵安装与运转：水泵下至距井底 1.50 米，并根据出水量及 降深调整水泵的位置。打井、洗井、装泵、试抽水及时连续施工，水 泵一旦启动即要连续运转， 不可中途停止运转。 定时通过水位观测孔 观测水位，掌握水位降深。7) 封井：主体结构出 0.00 回填土完成后，及时用粘土封井。8) 坑壁残留滞水的处理：残留滞水采用在相应位置插入引流管， 引入坑底积

20、水坑集中排放。8.2 土钉墙施工8.2.1 施工工艺8.2.2 施工方法1）超前支护：采用直径133微型桩，内置76厚3.5mm 钢 管，嵌固 5.40m ，注水灰比为 0.5 的水泥浆，百米勘察钻机作业成孔， 如果遇塌孔或有地下水时，采用跟管钻进湿作业成孔。2）边坡开挖：采用反铲挖土机，预留 2030cm 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面层以前， 不得进 行下一层土方的开挖。 在施工临近 69# 楼处时需采用小段面， 跳段开

21、挖施工。3）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。4）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。5）成孔：采用人工洛阳铲并结合螺旋钻机机械成孔。 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。6) 土钉主筋制作及安放：主筋按设计长度下料，外端设2根“L” 型的弯勾，主筋每隔 2m 焊

22、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。7) 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。8) 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 34cm ，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。钢筋网片借助于横向拉 筋与土钉外端的弯勾焊接成一个整体。9) 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

23、“先喷后锚” ，喷射作业时，空压机风量不宜小于9m 3/min ，气压 0.2 0.5MPa ，喷头水压不应小于 0.15MPa ，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 510min ，喷射厚度为 60 100mm 。10) 养护：根据月份的气温，天冷时可采取覆盖养护。11) 施工过程中如发现滞水，可用 PVC 管插入坡壁后再进行喷砼 支护，可以将坡壁内滞水引出。12) 在基坑四周 5.0m 范围内不得设置用水点； 在场地内的所有用 水点，均应设置排水沟，将水引入下水管道。13) 在基坑四周边沿设置排水沟 (或排水管道 )，防止降雨和人工用水的入渗。9.

24、信息化施工管理9.1 工程监测9.1.1 监测的目的近年来，基坑规模和开挖深度的增大使得原先并不突出的临时结 构变形和稳定成为工程界和市政管理部门十分关注的问题。一方面， 平面尺寸和开挖深度的增大引出了新的复杂问题， 依据现有理论、 规 范和经验积累无法获得妥善解决； 另一方面， 随着城市各类建筑物密 集程度的增大， 相邻环境、 地下管线以及地面交通对基坑开挖以及施 工后所产生的变位和不利影响控制的越来越严格。 设计与施工中如不 严加防范， 则极有可能造成不同程度的损害， 产生难以挽回的经济损 失和社会影响。为此我公司拟采用信息法施工，并将严格按照建筑基坑支护技 术规程( JGJ12099 )

25、3.8 开挖监控中有关规定，做好该工程的施 工监控及其环境监测。监控的目的如下：1) 为施工进度安排提供及时的反馈信息；2) 做为设计与施工的重要补充手段；3) 做为土方开挖方案修改的依据9.1.2 监测内容1) 支护位移的量测2) 地表开裂状态(位置、裂宽)的观察3) 附近建筑物和重要管线等设施的变形观测、 沉降观测和裂缝观 察。4) 基坑渗漏水和基坑内外的地下水位变化9.1.3 本工程施工监测计划1) 在土钉墙坡顶每 30m 布置一个点。 69 #楼主体上布置 3 个测 点。2) 满足基坑支护监测精度要求，水平误差控制 2.00mm ，垂直 误差控制 25mm土钉倾角偏差5%挂网时网片距坡

26、面34cm10.2 土方开挖质量标准国家有关建筑施工规范(GBJ301 88 )。10.3 各分项工程质量保证措施10.3.1 土钉墙质量保证措施1 ）修坡时专人进行测量 ,确保不吃槽。2）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。3）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。4）喷砼时，由专人检查网长及标志杆的安装。10.3.2 土方开挖质量保证措施1）土方施工设专人指挥，技术员进行书面交底。2）挖土机司机必须要按照开挖灰线施工。3）测量员随时测量，保证基底标高，槽底土壤不得扰动。4）夜间施工有足够的照明。10.4 质量问题的处理如发生质量问题， 立即口头上报监理， 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。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。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。10.4 质量保证资料 按总承包方和监理要求向经理部提供相关质量保证资料。11. 安全文明施工措施11.1 安全施工1) 现场要设