地下建筑结构施工 基坑支护工程设计及施工组织方案

1、 地下工程施工技术课程设计题目：基坑支护工程设计及施工组织方案学生姓名学号教学院系专业年级指导教师1.工程概况拟建新琴台项目地址位于XXX，项目用地面积约21987m2，总建筑面积约80000m2。场地±0.000标高相当于绝对标高为502.4m（高于自然地坪1.5m左右）。主要拟建建筑物为1-5号商业楼，地上2-3层，地下4层，框架结构，拟采用独立基础或筏板基础。本工程地下室设计结果：基坑开挖最深部位深度为-19.55m，对应绝对标高为482.85m，根据场地的特点，基坑深度按18.05m进行设计计算。根据xx地区基坑工程安全技术规范，本工程基坑安全等级为一级。 该工程场地由xx省

2、地质工程勘察院进行现场勘察及编制勘察报告；地下室及主体结构由xx标办建筑设计院有限公司设计；受业主委托，我单位根据其地勘报告及业主提供的总平面图、地下室基础图对此项目编制基坑降水 土石方开挖及基坑支护工程设计及施工组织方案。2.场地条件2.1场地工程地质条件2.1.1地理位置 该工程场地位于xx。2.1.2地形地貌 该场地地形较平坦、开阔，根据实测地面高程为500.52502.58，最大高差2.06m。场地地貌类型单一，属xx冲洪积平原岷江水系一级阶地。2.1.3地层结构及分布依据钻探资料，在勘探深度范围内揭露地层主要为第四系冲洪积粉质粘土、卵石层（Q4al+pl），表层覆盖第四系人工填土层（

3、Q4ml）。现将其岩性特征自上而下描述如下：（1） 第四系全新统人工填土层（Q4ml）杂填土：杂色，稍湿，结构松散。成分以碎砖 、瓦砾 、灰渣等建筑垃圾为主，混少量粘性土、粉土、砂土，局部夹杂黑色淤泥质土。厚度不均，一般厚度 1.85.4m。（2） 第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)粉质粘土：褐灰、灰黄、褐黄色，稍湿湿，呈可塑状，局部夹粉土、粉砂团块。土的干强度较高，无摇振反应。该层呈断续分布，厚度较小，一般厚度 0.93.5m。细砂：灰、褐灰、青灰色，湿饱和，松散，矿物成份以长石、石英为主，云母片及暗色矿物次之，偶含少量砾石。该层呈透镜体分布于卵石层顶板之上或呈透镜状夹于卵石层之中，N1

4、20击数一般13击，厚度0.81.7m。卵石层：灰、青灰、灰黄色，局部为褐黄色，湿饱和；卵石成分以石英岩、花岗岩为主，次为变质岩、辉长岩等，磨圆度较好，分选性较好，弱风化，坚硬，呈次圆状圆状。充填砾石、中细砂为主。卵石层顶面埋深3.15.3m，厚度大，本次钻探未揭穿该层。根据钻孔全断面取芯野外鉴别、超重型动力触探试验资料，按颗粒级配和密实度将卵石层划分为四个亚层：松散卵石：主要分布于卵石上部，部分呈透镜状夹于稍密卵石、中密卵石层之中，卵石含量50.055.0%，粒径一般2060mm，部分大于100mm, 卵石排列十分混乱，绝大部分不接触。场地内仅局部地段有分布。N120击数一般24击。稍密卵石

5、：主要分布于卵石层上部或呈透镜状夹于中密、密实卵石层之中，厚度不均，卵石含量55.060.0%，粒径一般20100mm，部分大于150mm, 卵石排列混乱，大部分不接触。N120击数一般47击。中密卵石：场地内广泛分布，厚度较稳定，主要分布于卵石层中部或夹于稍密卵石、密实卵石层中，卵石含量6070%，粒径一般40150mm，部分大于200mm, 卵石交错排列，大部分接触。N120击数一般710击。密实卵石：广泛分布于卵石层下部，部分呈透镜状夹于稍密卵石、中密卵石层中，卵石含量7090%，粒径大于150mm者居多, 卵石交错排列，连续接触，超重型动力触探施工难度较大。本层厚度大，分布较稳定，构成

6、卵石层主体层位，N120击数10击，一般1020击。2.2场地水文情况拟建场地东侧临近西郊河，南侧距离南河稍远。西郊河河道宽约17m，测得河水面高程498.01m，水深约0.5-1.0m，据现场调查，西郊河河床及岸边已采用浆砌石铺底和护岸，河水与地下水的水力联系差，地表水补给地下的水量有限。场地地下水主要赋存于砂卵石层中，为第四系松散岩类孔隙潜水。场地地下水主要接受地下水侧向径流及大气降水补给，具有侧向补给好，水流交替循环强烈，水位恢复迅速的特点。勘察期间为枯水期，实测钻孔地下水位埋深为4.26.7m，标高495.83497.31m。区内地下水枯、丰水期地下水位年变幅1.52.5m，地下水丰水

7、期多年最高水位约为3.5m，相应标高为498.0m，可作为抗浮设防水位。本场地砂卵石含水层渗透系数建议值20m/d。2.3基坑周边环境条件概述(1)基坑南侧（AB段）外为青羊正街，路宽13.7m，基坑开挖线距离该道路边线约8.8m，该市政道路下有市政雨水管、污水管、电力管线、给水管等地下管线，地下管线最大埋深约4.0m，距基坑开挖线最近的为给水管，距离为5.4m。(2)基坑东侧（BC、CD段）外为西郊河，河宽平均约为17.0m，西郊河河床及岸边已采用浆砌石铺底和护岸，河水与地下水的水力联系差，地表水补给地下的水量有限。河水从北向南流，河底标高为498.63-497.8，坡度约为0.55%，现河

8、水水位约为498.0。(3)基坑北侧及西北侧（CDGH段）外为文化公园，1倍基坑深度范围内无管道及建筑物。(4) 基坑西侧(HI、IA段)外有3F砼建筑，距开挖线3.7m，基础埋深约5.0m。3.施工方案（工序、方法等）3.1总体施工目标3.1.1工期比较紧工期比较紧，所有工序必须穿插进行，关键工序是土方开挖工作，支护工作须得土方施工紧密配合，及时开挖出支护工作面，确保各道工序流水施工。3.1.2安全、职业健康目标 由于工程处于成都市内，交通道路十分繁忙，人流量大，又是深基坑施工，所以确保安全生产尤其重要。要求在施工时根据工程特点，设计优秀的施工方案，合理安排施工工序，严格按照职业健康安全管理

9、的有关规定进行施工，采取措施重点加强基坑边坡支护安全、周边道路交通安全、附近建构筑物安全，落实各项技术措施，做好应急预案，确保施工人员的职业健康安全。3.1.3量目标 确保本工程质量标准达到国家施工验收规范验收标准，工程一次验收合格率100%。同时满足桩基要求一类桩达到90以上且不得出现三类桩。3.1.4环保、水保目标全面控制施工污染，减少污水、空气粉尘及噪音污染，严格控制水土流失，维护生态平衡，全面达到国家、XX省及XX市的自然保护、环保、水保标准，使环境保护监测控制项目及控制结果达到设计文件及有关规定要求。施工过程中，将对施工过程中产生的噪声、粉尘、光污染、废水的排放、道路的清洁等进行严格

10、控制，施工尽量减少噪音，选择进场施工机械时，砼泵车、木工机械、砼震捣机械、钢筋加工机械等选用性能好、噪音小的设备，并且以隔音棚或隔音罩封闭、遮挡，实现降噪。加强对人为的施工噪声源的控制与管理。在现场出入大门口处设置车辆清洗池，采用封闭式车辆外运土方；在水泥桶周围采取围护遮挡或设置水喷淋以解决水泥粉尘的污染。3.1.5总体施工顺序安排本工程总体思路及施工顺序安排如下：首先将本工程大概均分为4个区段甲、乙、丙、丁，施工前准备钻孔桩施工开挖第一层施工第一排预应力锚索施工压顶梁张拉第一排锚索开挖第二层施工第二排预应力锚索纵向第一层开挖，第二层开挖，第三层开挖，每开挖一层就在那一层底部加锚索，直至加到要

11、求标准。丙丁乙甲3.2施工方法3.2.1施工前期准备（1）水电布设：根据施工场地和施工要求布置好供水、供电及排水系统。（2）场区道路：按市建委要求做好施工区内的道路硬化。（3）临建及库房：现场搭设。（4）循环系统：在场区内修建沉淀池，泥浆池和泥浆沟，采用强制泵循环。施工准备工作是顺利完成施工任务的前提保障，必须合理组织设备、劳力、材料以及资金，确保工程施工进度和质量，节省工程投资，降低成本。项目经理部组成人员在本工程施工前已着手筹备，先派遣人员进场准备，各级管理人员在基本完成准备工作后，即刻赴往现场，预计在合同签订两天内各方面施工人员均可到达施工岗位。 进场主要准备工作有： 1、开工前应组织有

12、关人员熟悉图纸，进行图纸会审、技术交底，做好施工组织设计，掌握地质勘察报告资料，了解标准水准点、主轴线和有关的各项技术资料，做好施工图预算及分部分项工料分析，提出材料、构件、成品、半成品加工、定货供应计划。 2、组织加工定货：开工前派专人了解货源的价格和质量，并落实好货源和供货日期。 3、根据施工平面布置图的要求，做好所有围墙、施工用房、临时道路，挖好场地排水沟、洗车槽，接好施工用水、用电，满足施工需要。 4、对施工队的专业技术人员及工作人员、保修完毕的机具、仪器设备和准备有关图表、资料，保证进场后能立即展开工作。3.2.2施工用水用电布置1、用水布置：本工程施工用水和施工人员生活用水。现施工

13、现场已布置了一条能满足施工需要的水管。2、 用电布置： 施工现场的线路已全部铺设完毕，根据现场平面布置图的要求，布置临时用电线路。3.2.3施工组织计划1、施工技术管理1）施工指导思想：精心组织，创建优质，文明施工，守约重誉，安全高效。2）施工管理原则统一指挥，网络管理，分项负责，全面推进，与其它工序紧密配合，组织多工序立体交叉，平行流水作业，充分利用时间、空间及设备和人力资源，确保按期圆满完成任务。3）建立以总工程师为首的技术管理负责制和以施工队长为首的生产岗位责任制，建立健全各项技术管理制度。2、管理机构职责划分1）项目经理全面负责本项目部的工作，为第一责任人，对工程质量、安全、进度、成本

14、及资金的使用全面负责。2）技术负责负责施工技术和全面质量管理、安全管理，负责对业主、设计、监理及项目部内的技术交底和技术指导工作。3.3施工方案3.3.1钻孔灌注桩施工方法及主要技术措施 工艺流程3.3.1.1测量放线施工方案依据甲方提供的测量控制点及相关图纸选用责任心强、专业水平高的测量人员上岗施测，并采用国内先进的、精度较高的德国天宝蔡氏3602型电子全站仪施工。为确保本工程的施工测量精度，在现场测放23控制点，做好长久保护措施。桩位测放完成后，首先由项目技术负责组织质检组、技术组、测量组逐线逐点复核检查，然后填写桩位测放报审表，请建设方或监理单位复核，复核无误之后，用长500mm，18的

15、钢钎打成深300mm的钎孔灌白灰粉定位。3.3.1.2成孔施工方案（1）钻孔：本场地地层条件极适合旋挖成孔工艺，且旋挖成孔具有：成孔质量高、钻机易移动，单孔成孔时间短等优点，因此本工程全部采用旋挖钻机成孔，钻头直径误差不大于20mm。 （2）护壁：本工程采用孔内注水提高孔内水柱压力的方法护壁，遇到砂层或流塑土层时，采用添加粘土、钻机缓慢进尺以形成泥皮护壁。 （3）清孔：旋挖钻机完成钻孔后，采用钻至设计孔深钻头于孔底不进尺旋挖掏渣的清孔方法。在灌注砼前测量孔深，如沉渣超标，采用高压泥浆泵冲孔的方法二次清孔，经监理验收合格后，方可进入下道工序。（4）成孔顺序：采用间一跳打的方式按序施工，相邻桩孔的

16、开孔时间控制在桩砼浇注完24小时以后进行。（5）成孔渣土堆放及外运：成孔渣土集中堆放在场地内，以不影响正常施工为宜。3.3.1.3钢筋笼制作及安装施工方案（1）钢筋笼制作钢筋笼在场内整段制作的施工方案，做好的钢筋笼采用场内水平放置，钢筋笼制作时主筋连接电弧闪光对接焊工艺，加劲箍采用双面搭接电弧焊，焊缝长度5d。焊条采用E502焊条。螺旋筋采用梅花形点焊。焊条采用J422焊条。（2）钢筋笼安装钢筋笼尽量做成一节笼子，井口不接笼，安装采用大吨位吊车吊装就位，对正孔中心垂直缓慢的下入孔内，严禁碰撞孔壁。钢筋笼安装位置由当班技术员用水准仪测量标高控制。钢筋笼就位后采用扶笼器孔口硬连接固定，防止钢筋笼下

17、沉或上浮。安装钢筋笼时必须使钢筋笼中心与桩的中心重合，确保钢筋笼有足够的砼保护层。为此，在制作钢筋笼时应每3米做一组定位卡。3.3.1.4混凝土灌注本工程混凝土采用商品混凝土，专用混凝土运输车运至孔口，按水下混凝土灌注的导管法灌注。1、砼灌注前准备工作：连接导管确保导管连接部位的密闭性且内壁光滑，根据钻孔深度，计算导管长度，导管末端距孔底高度应控制在0.5m左右。 绑扎止水砂球，其直径大小应小于导管内径10mm，并能顺利在导管内上下。 灌注架就位：就位时，起吊灌注架平稳，绳索、防护栏杆要安全可靠，导管与漏斗连接牢固，保证导管居于钻孔中心。 检查混凝土的坍落度，符合设计要求后才能开始灌注。2、灌

18、注过程中：由施工员随时测量并详细记录混凝土灌注量和孔内混凝土面的高度，为确保桩顶混凝土质量，混凝土最终灌注高度超出设计桩顶0.3m以上。混凝土必须连续灌注，每根桩在4小时内灌注完成并作好灌注记录，对出现的一切故障（意外情况）均应详细记录，并立即上报，研究处理。 3、灌注时：每工作日（50m3）制作试块一组。混凝土灌注完成后，经监理验收认可后，该桩灌注制桩完成。3.3.1.5施工技术措施（1）桩位偏差控制首先严把测量放点及钻机对位质量关，未经质检员及监理工程师检查复核，不得进入下道工序施工。（2） 缩径、塌孔的预防与处理本工程采用孔内注水，提高孔内水柱压力护壁，遇到流塑土层时添加粘土以形成泥皮护

19、壁的施工工艺能有效的预防塌孔，一旦出现塌孔采用以下方法处理：孔口塌坍时采用下井口护壁管处理，护壁管与孔壁之间用装泥沙袋填实。护壁管厚度不小于3mm，长度超过塌孔部位底端0.5m以上。孔壁塌坍时采用配置优质泥浆并于塌孔段投入泥球，筒型钻头于塌孔段慢转形成护壁泥皮或采用塌孔段投入水泥粉，搅拌后停置四小时后再成孔的方法处理。（3） 孔斜预防与处理为防止孔斜，首先严把钻机安装关，钻机安装要做到水平稳固，且钻机、回转器中心和桩位在同一铅垂线上。开孔时，严格控制钻速，采用轻压慢转的钻进方法确保开孔的垂直度。成孔中根据不同地层随时调整钻压及钻速，禁止高速钻进。若出现孔斜时首先查明孔斜部位及原因，然后按以下方

20、法处理：水位以上采用人工纠斜。水位以下采用孔斜段反复慢转修孔方法或扩径纠斜方法处理。（4） 掉笼、浮笼事故预防与处理本工程钢筋笼安装采用“扶笼器”硬连接固定，安装前注意检查“扶笼器”有无断裂、开焊现象，挂笼孔口钢棍长度不得小于2m，并根据各段护坡桩桩顶位置专门制作。并放置在漏斗下，防止出现浮笼现象。提拔导管时，导管应放置在孔中心位置并采用慢速提拔，杜绝挂笼现象。（5） 卡管、堵管事故预防与处理导管安装必须放置在桩孔中心位置，安装及拆卸导管要慢速提放，一旦出现卡管现象不得强提硬拉，宜采用旋转导管的方法脱卡。导管安装时要注意检查底管及每节导管质量，不得有凹凸及卷口现象并及时清洗使用过的导管，以确保

21、砂球顺利下落。砼灌注时严格控制砼塌落度，预防因导管及砼质量差出现堵管现象，一旦出现堵管现象宜采用上下串动导管或于导管法兰盘部位轻振的方法处理。（6） 断桩事故预防与处理导管安装要作到“螺丝紧，胶垫正”，防止灌注过程中因导管进水出现断桩。提拔拆卸导管要确保导管在砼内长度不小于2m，严禁误提出现断桩事故。一旦出现断桩要及时向甲方及设计院汇报请示，需要补桩时要征得设计院及甲方同意后方可施工。3.4.1锚索施工3.4.1.1锚索制作及安放（1）锚索材料锚索采用高强度，低松驰钢铰线(1860 15.24)。采用机械切割，严禁采用电弧切割，钢铰线必须清污除锈处理后，涂刷强力防腐涂料，在自由段再涂防护油并套

22、上聚乙烯塑料管。自由段与锚固段分界处采用粘胶带，或其他止水材料缠封，最后用特作的扩张环，紧箍环等按设计图组合在一起制作成锚索，扩张环可采用聚乙稀材料模塑加工。锚索制作完成后，应进行检验，签发合格证，并按锚索长度规格进行编号，应注意运输中不改变锚索结构，不损伤锚索及其防护涂料。使用前应经工程师认可，并须进行抽样及试拉后，方可进行使用。（2）锚索制作要求按设计文件锚索采用4束15.2mm的钢铰线制作，钢铰线沿轴线方向每2m设制一环向隔架，确保钢铰线与孔壁有一定的保护层，保证压浆时将钢束空隙填充密实，钢铰线必须平顺，不能相互交叠，防止张拉时受力不均匀。按设计要求将锚索张拉边坡用黄油与软塑料管进行包裹

23、，然后将注浆管随锚索放入孔内，锚索安放后，不得随意敲击，不得悬挂重物。锚固端锚索应清污除锈，自由端锚索还需涂防腐剂，外套塑料套管隔离防护。（3）锚索安放钻孔成孔并验收后，经监理工程师同意，将通过隐蔽验收的锚索按照设计要求人工安放置于孔内设计深度，开始注浆。锚索安放位置应确保锚头外露满足锁定要求的尺寸。为保证锚头位置的偏差满足设计及施工的要求，在锚索安放前，预先在孔口安设一固定架，并在钢绞线端部设计位置用铁丝绑扎一个挂钩，锚索入孔后，将挂钩挂在固定架上，以保证孔内锚索顺直，减少张拉过程中的不利松弛。锚索头出露尺寸误差±10cm。（4）锚固体水泥浆搅拌采用砂浆搅拌机，根据砂浆配合比试验参

24、数（M20配合比为水：水泥：砂=0.45:1:1，每盘加料比例为：水：水泥：砂=67.5：150：150Kg）进行砂浆搅拌，砂子必须过筛。根据监理部要求数量，及时制作砂浆试样，认真养护，达到龄期后，在监理工程师监督下送指定实验站进行检验。（5）注浆注浆采用UBJ2型挤压式灰浆泵，通过下入孔底的注浆管，一次完成注浆，注浆前必须用清水润滑管路，待纯水泥浆溢出孔口后，结束注浆。3.4.1.2预应力锚索施工及质量标准(1)施工锚索前应先清除坡面，个别护坡桩个、发生扩径等时，要进行破除，使坡面尽量平顺，保证腰梁顺直。(2)锚索孔必须按设计图纸布置的孔位精确定位，垂直方向与水平方向的距离误差应小于50mm

25、。钻孔的倾角及水平误差控制在1度以下，孔斜率小于1/50。(3)钻机台应稳定牢固，在钻孔反推力作用下仍能保证钻机稳定和钻孔方向。(4)锚索材料必须达到设计强度要求，保证质量。钢绞线按设计长度用无齿锯锯断，清除其上污物、锈斑后在进行防腐处理。钢绞线自由锻除涂防腐剂后，涂黄油套塑料螺旋套管。锚固段应安装导向尖锥、定位片、注浆管、扩张环。制好的锚索不能直接方在泥土地上，不得粘泥土。油污等任何杂物，安装前要检查孔内有无掉快。(5)施工中，水泥砂浆的质量要严格掌握，水泥标号不低于P·O42.5,砂为净化的河沙，并且要过筛分选，对搅拌好的砂浆要再次过筛，以免有水泥结块堵塞管路。(6)注浆采用孔底

26、注浆法，从孔底开始压力注浆。注浆时应缓慢搅拌砂浆，直到注浆结束，砂浆灌注必须饱满密实。注浆材料固化前不得移动锚索。(7)张拉必须等孔内砂浆强度达到设计强度80%后进行。张拉前应检查锚头等设备，确认合格后清除污锈。张拉前要对张拉千斤顶油泵进行标定，给出千斤顶出力与压力指示压强曲线，标定时千斤顶最大出力应多于锚索张拉时值的30%。(8)锚索张拉应逐级进行，张拉中应对锚索伸长及受力做记录，核实伸长与受力是否相等。每级补偿张拉稳定时间为5分钟，最后一级补偿张拉时间为5分钟。3.4.1.3锚索施工安全措施(1)各种机械设备的操作人员未经考核不得上岗。(2)在高空进行锚索施工时，必须配戴安全帽、系安全带并

27、设置安全网；高空作业平台必须牢固可靠并有足够的作业面积，应尽量避免上下交叉施工作业；当不能避免交叉作业时，必须对上下作业区域进行有效隔离。(3)现场电器设备和电路应由专人负责并经常检查，与施工脚手架接触部位的电线必须有可靠的措施保证线路不漏电。(4)注浆作业人员必须配戴防护眼镜、口罩和防护手套，就避免腐蚀性物质对人员造成伤害。(5)张拉时，孔口前方严禁站人，不得碰撞千斤顶，后方区域内严禁站人，必要时应在可能有人员出入的位置设置警示牌和防护措施。4.施工进度4.1工程量计算1. 项目面积为21987，基坑深度按18.05m进行设计计算，则挖土方量 2.排桩之间设置4排锚索，水平间距为2.5m，垂

28、直间距3.03.5m，成孔直径150， 锚索需245*4=980根。4.2定额套用反铲挖掘机斗容量采用2.0，土层厚度为18m。每台每班挖掘机开挖土方量9.35×100=935m³，采用10台挖掘机。定额与现场实际偏差较大，故没有按此计算，需要50台车，每天运送12次。本工程的排桩施工采用机械旋挖桩法，桩芯直径1000mm，桩间距为2500mm,桩长度为24m,共布置排桩245根。V=桩径截面积×有效桩长=。机械旋挖桩成孔工程的定额套用：每个钻土孔V=桩径截面积×有效桩长=；通过查表得每日旋挖桩挖孔的方量；选用50台旋挖桩机来钻孔。开挖机械装备序号机械设

29、备名称机械类型（规格）单位数量备 注1反铲挖掘机DH220-7台4完好2载重自卸汽车25T辆10完好3旋挖桩机TR360C台50完好人员配备序号工 种数量备 注1管理人员8管理层2司 机10雇佣人员3辅 助 工8记录员及复检员4勤 杂50现场施工人员4.3施工进度图（网络图） 施工分段：大概均分为甲、乙、丙、丁四个区段，纵向分为三层开挖，每开挖一层就在那一层底部加锚索，直至加到要求标准。排桩需3个施工队，每个施工队负责一个区段，当一个区段完成后即可开始锚索施工，土方开挖完一层后，紧接着进行锚索施工。锚索加完第一排后进行下一区段的锚索施工。当开挖完第一层后再进行第二层开挖，加锚索，依次.假设一个区段打桩需要10天，养护2天，加锚索的时间为3天，开挖土方需5天。施工过程（工序）流水节拍（d）甲区段乙区段丙区段丁区段挖土5555打桩10101010加锚索3333网络图如下所示：所需工期为47天。5. 总平图布置1.场地地下水主要为第四系孔隙潜水类型，砂卵石层为主要含水层。2.为保证基坑开挖过程及基础施工时，基坑内保持无水状态，本工程降排水采用管井井点+明排水的措施。3.基坑四周护壁桩外侧约1.0m位置按间距约20m大致均匀布置降水井，共布置降水