【转载】基坑开挖施工方案

本文转载自山野幽兰《基坑开挖施工方案》

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一、编制说明：

     1、为预防施工现场土方坍塌事故的发生，保证施工安全，依据《建筑法》、《安全生产法》及《建筑施工安全检查标准》的要求，特编制此专项方案，以指导现场安全作业。

2、本工程基坑开挖深度达9.850m，土方开挖及基坑支护专项施工方案必须组织专家审查，方案通过专家审查后方可实施。

3、本专项方案是单位工程《施工组织设计》的补充性文件，方案编制完成后须经公司主管部门负责人、总工程师及总监理公程师审批签字后，方可作业。

二、编制依据：

1、《中华人民共和国建筑法》；         

2、《中华人民共和国安全生产法》；

3、《建设工程安全全生产管理条例》；

4、《建筑施工安全检查标准》；

7、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；

8、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001；

11、《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002；

12、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；

13、《基坑土钉支护技术规程》CECS96:97；

5、《兰州铝厂高层住宅楼（A）塔楼、（B）塔楼工程施工图纸》；

6、《兰州铝厂高层住宅楼（A）塔楼、（B）塔楼工程地质勘察报告》；

9、《兰州铝厂高层住宅楼（A）塔楼、（B）塔楼工程施工组织设计》；

10、甘肃三建企业质量、职业健康安全、环境管理体系文件。

三、工程概况

1、工程建设地点及设计概况

兰州铝厂高层住宅楼（A）塔楼、（B）塔楼位于兰州市西固区福利路兰州铝厂福利一区。（A）、（B）塔楼均为地上三十层，地下二层，建筑总高度96m，钢筋砼剪力墙结构，总建筑面积约38000m2。（A）、（B）塔楼地下二层为人防层，地下一层为车库，工程为一类建筑，建筑使用年限50年。

2、工程地质及水文概况：

 根据甘肃土木科学院2006年8月所做：兰州铝厂职工集资住宅楼《工程地质勘察报告》，本建筑场地地层自上而下依次为：

 ①杂填土：主要由黄土、砂、砾石及生活垃圾和建筑垃圾组成，层底标高：－1.20～－2.90m。（±0.000相对应的绝对标高为1570.800m，自然地坪的绝对标高平均值为1570.200m）。

 ②黄土状粉土（第一层）：褐黄色，坚硬～硬塑，稍湿。局部含有少量的中、细砂及卵石透晶体。属Ⅲ级自重湿陷性场地，层底标高：－14.50～－18.30m。

 ③黄土状粉土（第二层）：褐黄色，饱和、软塑、局部流塑，不具湿陷性，层底标高：－23.30～－29.80m。

 ④卵石层：杂色、密实，颗粒级配不均匀，卵石间由砂土填充，层厚5.10～6.40m，地基承载力特征值fak＝500kPa，极限端阻力标准值为8000kPa。

 ⑤砂岩：红褐色，中～细粒结构，地基承载力特征值fak＝400kpa。

 本场地在勘察期间的勘察深度范围内有地下水，属潜水类型，勘察期间（2006年8月）实测稳定水位埋深为地表下14.90～15.60m，该场地地下水对混凝土结构具有强腐蚀性，对混凝土中的钢筋具有中等腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性。

四、本工程基坑开挖及基坑支护特点

1、根据工程设计及现场实际情况，本工程场地自然地坪标高平均值为-0.600m，坑底设计标高分别为-5.800m及-10.450m，故基坑实际开挖深度为5.200m及9.850m。

2、本工程基坑最大开挖深度达9.850m，根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》中关于土方开挖工程的边坡值的要求，本场地基坑开挖的边坡值应为1：1，根据基坑与临近建筑物的实际距离，大部分边坡无法满足1：1的边坡值要求,故本基坑按现有实际条件开挖后，必须对基坑采取有效支护措施,方可进入下一道工序。

五、基坑开挖及基坑支护施工总体布署

1、基坑开挖时，先将基坑从自然地坪挖至-5.800m处,然后在坑底撒出坑底标高为-10.45m基坑的开挖线，分别挖出A、B塔楼深基坑。

2、本工程基坑支护措施分三种情况：

1）、能按1：1边坡值开挖的边坡不采取支护措施；

2）、无法按1：1边坡值开挖的边坡统一按1：0.33的边坡值开挖，在开挖过程中采用土钉墙作支护；

3）、根据现场勘察，基坑西侧有一段边坡必须垂直开挖，故此段边坡在开挖前须先采取排桩支护后方可开挖。

3、本基坑按由东向西的行走方向开挖，用2台WZ220型反铲挖土机同时开挖，1台装载机配合装土及修坑底，15辆自卸汽车运土。

4、基坑开挖后，在距坑边周围用ф48钢管设置防护栏杆，立杆间距3m，高出自然地坪1.20m，在立杆的上、下端及中间位置各加一道水平杆，外面用密目网封闭。

5、基坑开挖后，在基坑上沿、坑底周边用水泥砂浆做200mm深、200mm宽排水明沟，基坑上方流水通过明沟排入小区雨水管网，坑底流水通过明沟排入四角集水坑后，用水泵将水抽至小区雨水管网。

六、施工程序：

阅读图纸，根据施工布署的放坡要求，绘制出基坑位置及基坑上下口开挖线位置图→撒开挖白线、验线→-5.800m基坑土方开挖→撒-10.450m基坑开挖白线、验线→-10.450m基坑边坡支护及开挖→坑底找平修整→验槽。

七、施工准备工作

1、基坑开挖前，应根据施工方案的要求，将施工区域的地上、地下障

碍物清除和处理完毕。

2、建筑物的灰线位置或场地的定位控制线（桩），标准水平桩及开挖的

灰线尺寸，必须经过检验合格，并办完验收手续。

3、夜间施工时，应有足够的照明设施，在危险段做防护并设置明显标志。

八、基坑土方开挖施工措施

1、土方开挖施工方案

    1）、先放好坡顶线、坡底线，经复测及验收合格后开始开挖。

    2）、本工程（A）、（B）塔楼下基坑底标高为-10.450m，其它部分基坑底标高为-5.800m，机械挖土分三大步进行，第一步挖至-5.800m，第二步挖至-8.100m，第三步挖至-10.450m。边坡及坑底余土人工进行清理。

    3）、第一步先挖去面层渣土至自然地坪下1m，由东向西进行，开挖时边坡预留200mm人工清理。再挖至-5.800m，随挖随修整边坡，并对（A）、（B）塔楼深基坑处的边坡进行土钉墙施工（另见边坡支护方案），在基坑南面挖出-5.800m基坑的马道。

    4）、第一步开挖结束，待土钉墙混凝土达到允许强度后开始第二步开挖。首先开挖（A）塔楼基坑，由西向东进行开挖；其次开挖（B）塔楼基坑，由东向西进行开挖，挖至-8.100m，随挖土随进行边坡修整及土钉墙施工。

    5）、第二步开挖结束，待土钉墙混凝土达到允许强度后开始第三步开挖，开挖顺序同第二步。第三步开挖至-10.450m，随挖土随进行边坡修整及土钉墙施工，并按要求位置挖出马道。

    6）、马道宽4m，坡度为15ο。

    7）、在开挖至距离坑底500mm以内时，测量人员抄出500mm水平线，在槽帮上钉水平标高小木楔，在基坑内抄若干个基准点，拉通线找平。

    8）、基坑挖完后，测量人员随即放出基底边线，进行基坑验槽。

    9）、施工中对标准桩、观测点、管网加以保护，发现文物及时申请有关部门处理。

    10）、为防止雨水浸泡坑底，沿基坑底四周向内400mm内预留200mm宽的排水沟，且在转角处设临时集水坑，排水沟及集水坑做混凝土面层，并且配备抽水泵，随时抽出坑内积水。

2、质量控制

土方开挖质量验收标准如下表所示:

项	序	检查项目	允许偏差或允许值（mm）								检验方法
			柱基 基坑 基槽		挖方场地平整				管沟	地（路）面基层
					人工		机械
主控项目	1	标  高	-50		±30		±50		-50	-50	水准仪检查
	2	长度、宽度（由设计中心线向两边）	+200 -50		+300 -100		+500 -150		+100	-	经纬仪、用钢尺量
	3	边  坡	设计要求								观察或用坡度尺检查
一般项目	1	表面平整度	20	20		50		20		20	用2m靠尺和楔形尺检查
	2	基底土性	设计要求								观察或土样分析
注：地（路）面基层的偏差只适用于直接在挖、填方上做地（路）面的基层。

 

3、基坑开挖注意事项：

1）、土方开挖要探明地下管网，防止发生意外事故。

2）、在距离基坑边0.6m周围用ф48钢管设置防护栏杆，立杆间距3m，高出自然地坪1.20m，埋深0.80m，在立杆的上、下端及中间位置各加一道水平杆，外面用密目网封闭。

3）、基坑上口边1m范围内不允许堆土、堆料和停放机具。

4）、在锚喷支护上口5m范围内不许重车停留。各施工人员严禁翻跃防护栏杆。

5）、基坑外施工人员不得向坑内乱扔杂物，向基坑下传递工具时要接稳后再松手。

6）、坑下人员休息要远离基坑边及放坡处，以防不慎。

7）、施工机械一切服从指挥，人员尽量远离施工机械，如有必要，先通知操作人员，待回应后方可接近。

九、基坑支护施工措施

1、土钉墙支护施工方案

1）、土钉墙支护结构设计

（1）、主要参数

基坑开挖设计深度：9.85m；基坑侧壁重要性系数：1.0；土钉荷载分项系数：1.25；土钉抗拉抗力分项系数：1.30；土钉与水平面的夹角取 100；土钉锚固体与土体的极限摩阻力在填土层部分取 ，粉土部分取 。土钉直径50mm，基坑安全系数取1.1。基坑考虑坡顶荷载 。土钉的垂直及水平间距分别取 =1.6m， m，坡顶放坡3m，设计基坑坡角为 。

（2）、计算公式

①承载力计算公式

； ； =

；

； ；

②稳定性验算公式

（3）、设计结果：土钉墙放坡按1：0.3，土钉直径48mm，倾角100，面层为80mm厚C20砼，面层配筋为ф6@250，土钉端部用4Ф14做锚固钢筋。结构设计结果详见表-2。

表-1 按承载力设计的结果

土钉 层号	抗拉承载力设计值（kN）	水平间距 （m）	竖向间距 （m）	土钉长度 L（m）	钻孔直径 d（mm）	水平倾角 α（0）	钢管直径 D（mm）
1	0.31	1.6	1.0	2.584	48	10	48
2	18.75	1.6	1.6	2.562	48	10	48
3	18.16	1.6	1.6	2.139	48	10	48
4	37.50	1.6	1.6	4.316	48	10	48
5	51.85	1.6	1.6	4.43	32	10	32
6	66.20	1.6	1.6	3.41	32	10	32

 

表-2  按稳定性设计的结果

土钉 层号	水平间距 （m）	竖向间距 （m）	土钉长度 L（m）	钻孔直径 d（mm）	水平倾角 α（0）	钢管直径 D（mm）	稳定性 安全系数
1	1.6	1.0	9.0	50	10	48	1.15 1.1 满足要求
2	1.6	1.6	8.0	50	10	48
3	1.6	1.6	7.0	50	10	48
4	1.6	1.6	6.0	50	10	48
5	1.6	1.6	4.5	32	10	32
6	1.6	1.6	3.5	32	10	32

2）、土钉墙支护施工准备

（1）、施工前召集班组长以上人员及设计人员、施工人员熟悉设计图纸和有关规程，明确施工图纸要求及有关质量检验评定标准，明确工程质量保证措施、安全文明施工要求。明确施工方案，熟悉施工顺序，协调各工种之间关系，确保工程质量，做到万无一失。

（2）、依据临时用电、临时用水布置，接通电源、水源。

（3）、根据施工现场布置，安排施工机械进场，同时对施工机械进行试运转，保证施工机械运转正常，确保施工顺利进行。

（4）、根据施工方案及施工进度计划，依据施工现场布置，提前安排材料进场，本工程所需钢材钢管、水泥、砂石分批进场。

（5）、对施工人员以书面形式进行安全、技术交底。

3）、土钉墙支护施工流程

搭设钢管操作架→制作锚杆→钻孔送锚→注浆→编网→喷射砼→施工下一排。

4）、土钉墙支护施工工艺

（1）、搭设钢管操作架：因目前基坑已挖至-5.8m处,坑深达5.2m左右,故进场施工前,必须在支护处搭设钢管操作架，构造视现场而定。

（2）、制作锚杆—钻孔送锚：一、二、三、四排土钉采用￠48×3.2钢管直接打入，五、六排土钉采用 ￠ 32×2.5钢管直接打入。

（3）、注浆：土钉采用底部注浆，边注浆边拔管，然后进行口部压浆，待土钉返浆后即可停止注浆。土钉体注浆采用强度等级42.5普通硅酸盐水泥，水灰比不大于0.45，以1.5~2.0Mpa压力注入纯水泥浆,为防止水泥浆在硬化过得中产生干缩裂缝,保证浆体与周围土体的紧密结合,在施工中掺入一定量的膨胀剂。

（4）、编制钢筋网：按照设计要求编制钢筋网，土钉头焊接后用螺纹钢井字压在钢筋网上。

（5）、喷射混凝土：混凝土喷射在钢筋网片上，待焊工作业完成后进行，喷射厚度80mm，石子粒径5～15mm，混凝土等级为C20。添加喷射混凝土专用速凝剂，按照混凝土的批量及施工层次做好混凝土试块，以便检验混凝土施工质量。

5）、土钉墙施工注意要点：

（1）、上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后，方可开挖下层土方及下层土钉施工。

（2）、基坑开挖和土钉墙施工应按设计要求自上而下分层分段进行。在机械开挖后，人工修整坡面，坡面喷混凝土支护前，清除坡面虚土。

（3）、土钉成孔施工宜符合下列要求：

     孔深允许偏差：±50㎜

孔径允许偏差：±5㎜

孔距允许偏差：±100㎜

成孔倾角偏差：±5%

（4）、土钉墙编网要求：钢筋保护层厚度≥20㎜；本工程钢筋网与土钉连接采用焊接。

6）、土钉墙施工位移监测

在需支护坑体每边设位移、沉降观测点各二个。土钉支护监测是支护设计中的重要组成部分，通过监测可随时掌握基坑周边环境的变化，以及支护土体的稳定状态、安全程度和支护效果，为设计和施工提供信息，通过信息反馈体系，可及时修改支护参数、改善施工工艺、预防事故发生。

2、排桩支护施工方案

1）、排桩支护结构设计

（1）、根据现场实际情况及工程特点，A塔楼西侧垂直开挖段（L=20m）采用排桩支护，支护桩采用钻孔灌注桩。

（2）、桩间土面层挂ф6@250的钢筋网片，网片按Ф12@1200（L=1000mm，弯头长300mm）做锚固钢筋，然用喷射50mm厚C20砼，以保证桩间土的稳定。

（3）排桩桩身长12m，桩径Ф=500mm，排桩中心间距为1000mm。排桩纵向钢筋为8ф20，箍筋Ф8@100/250，砼强度等级为C25，桩顶砼标高为-5.800m，桩顶纵向钢筋露出砼顶面500mm。

（4）、排桩在桩顶（标高为-5.800m）设置钢筋砼压项梁，并沿坑边呈直线排列，压项梁为500×500，配筋3ф25；4ф25，Ф8@200，砼强度等级为C25，排桩纵向钢筋伸入梁内长度500mm。

（5）、排桩在支点标高处（-10.45m）设水平腰梁，腰梁为钢筋砼梁，截面及配筋同压顶梁。

2）、排桩支护施工流程

开挖土方→钻孔灌注桩施工→压顶梁施工→基坑土方开挖→腰梁施工→编制桩间土钢筋网片→喷射砼。

3）、排桩支护施工工艺

（1）、沉管灌注桩施工：在排桩支护段按1m间距定出排桩位置，（共21根）。然后用现场钻孔灌注桩机械按设计施工。排桩施工时必须间隔施工，并应在灌注砼24小时后进行邻桩施工，并在砼施工时按要求留置砼试块。

（2）、压顶梁施工：排桩施工完毕后，按设计进行压梁施工，压顶梁为500×500，配筋3ф25；4ф25，Ф8@200，砼强度等级为C25，排桩纵向钢筋伸入梁内长度500mm。

（3）、基坑土方开挖：待排桩及压梁砼强度达到75%后，方可用挖掘机沿坑内白线继续分层开挖，开挖时严禁开挖机械碰撞排桩及压梁。

（4）、腰梁施工：土方开挖至设计标高后（-10.45），人工对排桩四周进行清理,然后按设计进行腰梁施工，腰梁为钢筋砼梁，截面及配筋同压顶梁。

（5）、编制钢筋网片：桩间土面层挂ф6@250的钢筋网片，网片用Ф12@1200（L=1000mm，弯头长300mm）做锚固钢筋。

（6）、喷射混凝土：混凝土喷射在钢筋网片上，待焊工作业完成后进行，喷射厚度50mm，石子粒径5～15mm，混凝土等级为C20。添加喷射混凝土专用速凝剂，按照混凝土的批量及施工层次做好混凝土试块，以便检验混凝土施工质量。