2023年某高层深基坑工程基坑支护基坑降水土方开挖安全专项施工方案.doc

第一章 工程概况及周边环境 1. 工程概况 某高层建筑靠近河岸边，距离××河河岸仅有100m左右的距离，地下一层，地上11号楼为7层，框架结构，6号楼为17层，框剪结构。设计6号楼采用筏板根底，11号楼采用了桩筏根底。 根底土方需要开挖的尺寸和大致标高情况如表1： 表1 根底土方需要开挖的尺寸和标高 长 宽 挖深 备注 6号楼 41m 39m -6.50m 地下室 6号楼 41m 21m -8.00m 平行××河靠近河边 11号楼 55m 17m -5.20m 垂直于××河 2. 场地工程地质概况 拟建建筑物场地内地势总体平坦，总体上讲场区地层除表层杂填土以外，其下为第四系冲洪积物，场区基岩层为红砂岩层。现根据地质勘察报告的结果，将勘查揭露的与基坑工程密切相关的土层自上而下分述如下： 第①层：素填土，灰褐色，松散，主要成分为细沙、粘性土，底部夹有粗沙和砾石，地表局部为建筑垃圾。层厚2.80～3.80m平均层厚2.91m。 第②层：中砂，黄褐色，稍密-中密状态，饱和，以石英砂为主，承载力高，低压缩性。层厚0.50～4.20m，平均层厚2.91m。 第③层：砾砂，黄褐色，稍密，饱和。层厚1.2～4.10m，平均厚度2.72m 第④层：砾石，杂色，中密-密实，饱和。层厚3.80～5.50m，平均层厚4.29m。 第⑤层：砂质泥岩，强风化，棕红色，层厚2.80～3.80m，平均厚3.25m。 第⑥层：砂质泥岩，中风化，棕红色，未揭穿。 3. 场地水文地质条件 由于地质勘察报告主要效劳于工程设计，为设计提供承载力依据，所以，在这份报告中没有见到关于土工试验方面的结果。因此，也不知道土的空隙率、塑性指数、饱和容重和含水率。 4. 周边环境 本工程位于××河岸边，规划范围内原有建筑已经撤除，周边环境较为复杂：北侧面临××河，仅有100m左右的距离；南侧为待开发地段，现状为空地，以后将陆续开发建筑；东侧面临有一栋三层建筑，条形浅根底，距离拟建建筑物有20～30m的距离；西侧有多栋三、四层住宅，条形浅根底，最近处距离根底边仅有10m左右距离，后面临近××酒店，四层，根底为采用天然地基的混凝土条形根底。周边所有房屋除××酒店以外，其余均为未规划以前所建的村民住宅，根本上建筑时没有施工图纸，更别说是地质勘探，根底均为天然地基片石根底，而且片石砌筑均没有水泥砂浆，又加之都是原有二、三层建筑后来又加高1～2层，直接加高而地基与根底均未处理，地基承载力根本就没有充裕，是这次土方开挖保护的重点。 第二章 编制依据 1. 编制原那么 在保证基坑工程安全可靠；保证坑内工程桩的安全的前提下，力求经济合理、简便可行、缩短工期。 2. 编制依据 工程地质勘察报告 施工图纸 建筑基坑支护技术规程〔JGJ120—1999〕 建筑与市政降水工程技术标准〔JGJ T111—1998〕 建筑地基根底工程施工质量验收标准〔GB50202—2023〕 3. 参考文献 工程地质土力学 中国建筑工业出版社 高层建筑施工手册 中国建筑工业出版社 第三章 施工总体部署 1. 场区地质水文环境及周边环境分析 基坑规模大、开挖深。拟建工程基坑轴线东西约55m，南北宽约60m，基坑最大开挖深度7.0m 。基底面积约3600m2，按不放坡考虑，尚应开挖土方25200m3。 基坑周边环境较为复杂。土是一种由碎散矿物颗粒组成，并具有连续孔隙的多孔介质。当土中孔隙完全饱和时，由于水所处的位置不同，存在能量的差异，水就会从高位向低位渗流。拟建建筑物距离××河岸仅100m左右，而且除第一层杂填土渗透性略差以外，其余各层均为饱和状态的砂石类土，尤其是开挖层大局部正好处于第二层土中粗砂层内，渗透性好，水量丰富，较易引起土方边坡滑坡、基底管涌、流沙现象的发生。 临近河边，渗流影响根底施工和开挖边坡稳定，从而影响周边建筑地基的变形和稳定。基坑四周10～40m以内均有建筑物，而且地基根底不是太好，建筑质量不好，一旦产生不均匀沉降，后果不堪设想。 通过查阅有关资料，目前有以下几种方案可供选择; 井点降水：设置三级管井井点进行降水，确保抽水量大于渗透流量，该方案会造成周围建筑物的不均匀沉降，如果施工时间过长，有可能个别井点会堵塞报废，因此不可行。 钢板桩：挖土前打入钢板桩，一方面作为基坑支护用，另一方面可以有效的阻止地下水的浸入，但由于本地没有钢板桩施工企业，费用自然就会增加。同时打桩会产生很大的噪音，对周边环境造成影响。 止水帷幕：浇筑地下连续墙或连续桩，一方面作为基坑支护用，另一方面可以有效的阻止地下水的浸入，是目前常用的一种施工方法，但造价较高，如果从降低造价方面考虑，也可以先挖4m，到达地下水位上，再打6m左右深度的桩，如果在放坡范围以外打桩，不考虑基坑支护作用，桩的直径亦可小一点。 明挖分阶段排水：通过分阶段开挖，分阶段挖排水沟排水，水量大时，可以增加抽水台班，确保抽水量大于渗透流量，该方案会造成周围建筑物的不均匀沉降，如果业主方能够对周围100m以内的建筑物实施有效保护，这是一个费用最低廉的方案。经过上报初步方案，经业主审查，认为可以考虑此方案，下文将详细进行介绍。 本基坑施工方案主要解决以下几个方面问题： 〔1〕防止开挖过程中的基坑水土流失，保持开挖边坡的稳定性； 〔2〕有效截断、抽排××水向基坑内渗流，创造基坑内无水作业环境。 〔3〕对周围建筑物进行定期观测，在危及周边建筑物安全时及时向业主报告。 2. 总体支护、开挖和排水方案 综合分析本基坑工程的工程地质、水文条件、基坑规模、深度以及周边环境，本着确保基坑内安全，留意周边环境安全、经济、快速的原那么。选择分阶段衬砌护坡+分阶段排水沟排水+分阶段放坡开挖为本工程的优化施工方案。 基坑开挖采用放坡开挖的方法，第一层杂填土按照1:0.5放坡，第二层中粗砂按照1:1放坡，放坡外表采用红砖护壁、钢丝网水泥砂浆进行衬砌护坡，因现场有足够的放坡面，放坡以后临时衬砌应可以满足施工需要。局部距离周边建筑物较近的部位目前已经采用护坡桩支护，不再采取其他措施。 根底排水采用明挖排水沟排水的方法，明挖排水沟最大的特点就是能够看见地下水的变化情况，及时采取应对措施，本工程在地质勘察报告不太详细的情况下，采取这种方法更具有优势。考虑到一次开挖到位如果水量很大将造成不可挽救的局面，所以确定要分阶段开挖、分阶段排水。 本方案强调信息法施工，注重反响设计。因为深基坑施工具有一定的不可预见性，加之其工程地质水文勘察资料、环境情况调查、设计计算模型等都难以与实际情况相符，因此我们强调对施工情况实时监控，根据开挖揭露出的地质水文条件变化情况和监测结果分析，及时调整设计，到达控制变形，安全施工的目的。所以深基坑工程必须进行信息化施工，其全过程监控和反响动态设计流程见图1。 收集相关资料编制施工方案 公司内部审批、报业主、监理审批 不可行重新编制 可行 实施降水施工方案 实施土方开挖施工方案 实施基坑支护施工方案 反响监测数据 实时监测土方边坡、渗透出水量、周边环境 与方案不符 完成 结 束 可行 图1 信息化动态施工流程 3. 总体施工部署 本方案强调深基坑施工的整体性。基坑开挖、基坑支护和基坑排水是深基坑施工的三个不同的施工措施，在实施过程中，他们三者之间是连续的，也是相互关联、相互制约的，为确保本方案实施的成功，开挖、支护和排水必须同步进行，同步施工，方案调整时，也是一变俱变。所以说，把本基坑工程作为一个系统工程来研究，来施工，是本方案施工总体部署的一大原那么。 第一步：全面开挖2m深。根据地质报告显示，常地下水位在地表以下4m，因此，全面开挖2m不会出现地下水，保守考虑，地质勘察是在200×年12月，当时是冬季河枯期，河水不深，现在的地下水位应该高一点。如果到了含水层，可以适当提高开挖深度。 第二步：四周挖排水沟排水。如果含水层开挖时如果渗透流量过大，会引起四周沙层塌方、中部管涌或流土，将无法控制开挖边线和标高，所以在含水层全面开挖以前，在挖方区域以外四周先用挖掘机挖出一条四面连通的排水沟。 初步设计排水沟沟宽1m，深1m，开挖以后采用粘土砖干砌护壁，沟底平铺一层红砖，以方便清理。边坡衬砌护坡同时施工。 为方便施工，排水沟开挖完成以后及时用水泵〔暂定功率200m3/h〕抽水，如果沟内的水不能及时抽出，应适当增加水泵台班，直至抽水量大于渗透量，排水沟内几乎没有积水，方可进行下一步施工。 第三步：排水沟以内再开挖1m深。待排水稳定以后，再将排水沟以内往下开挖1m深。 第四步：重复第二、三步的工作，直至挖至设计标高。重复第二、三步的工作，直至挖至设计标高。大约需要5～6道排水沟，挖至设计标高以后，底部再开挖一条排水沟，始终抽水以保持基底没有积水。 4. 项目经理部人员配置 为了确保本方案的有效实施，我们项目部内部建立一个高效的技术班子，发挥有关人员的职能作用，以满足施工现场的需要; 项目部设项目经理1名，执行经理1名，技术负责人1名，技术员1名，质检员1名，专职安全员2名，材料工程师1名，资料员1名，设备员1名，劳资员1名，方案核算员1名，电气工程师1名，木工工长1名，钢筋工长1名，混凝土工长1名，泥工工长1名。项目管理人员名单见图2。 项目经理 项目副经理 技术负责人 物资部 工程部 质检部 安全部 监测部 材料员 保管员 挖土班组 护坡班组 排水班组 水电班组 质检员 安全员 测量员 巡查员 财务部 图2 深基坑施工项目部施工组织机构设置 第四章 降水设计施工方案 1. 对地下水水量的预测： 由于地质勘察报告没有提供土工试验数据，目前只能够通过查阅一些相关资料进行预测，根据地质报告的显示，挖土区域主要为中粗砂，表层杂填土层位于地下水位以上，根本上可以不考虑它的渗透。 通过查阅相关资料，粗砂的渗透系数在a×10-1至10-2cm/s之间；中砂的渗透系数在a×10-1至10-3cm/s之间，可以知道，本工程的渗透系数取值最小值为1×10-3cm/s；最大值为9×10-1cm/s。 根据达西渗透定律，渗透流量可按近似的下式进行计算： Q=kAi =〔1×10-3cm/s～9×10-1cm/s〕×100×100×300/10000 =0.3cm3/s～270cm3/s (此为平均每1m2的渗透量，最大可到达每平方米每小时0.97m3) 如果将整个基坑全部开挖完毕，每小时的渗透流量为： A=〔41×60〕+〔41+60〕×2×3.5+55×17+(55+17)×2×3.1=4548ｍ2 需要说明的是，这只是一个初步估计，而实际的渗流长度是变数，不是100m而是都大于100m，这是一个最保守的估计。 2. 基坑降水设计 首先，为防止地表生活用水排入坑内，同时加强基坑积水及雨水的及时排放，在地面上基坑四周尽量修建截水沟，地面截水沟尺寸为宽×深=0.5×0.5m，并与主下水道连接。 分层开挖以后，分步设置排水沟，初步设计排水沟沟宽1m，深1m，开挖以后采用粘土砖干砌护壁，沟底平铺一层红砖，以方便清理。 每步开挖以后的排水沟应连通，并根据设置水泵的数量设置积水井。水泵采用150WQ200-10-15型，出口直径150mm，流量200m3/h。根据开挖的情况及时设置水泵抽水，如果沟内的水不能及时抽出，应适当增加水泵台班，直至抽水量大于渗透量，排水沟内几乎没有积水，方可进行下一步施工。 下表是对各层开挖以后降水时抽水量的估计。 表1 各层开挖后渗透流量及抽水台班估算表 开挖层次 部位 开挖深度 层次 渗透长度/m 水头损失/m 水力梯度 渗透系数MAX /(m/h) 渗透系数MIN /