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基坑支护施工组织设计方案(同名16787)

平江县第一人民医院门诊、急诊大楼
基坑支护施工方案
一.工程概况
1.1 概况
平江县第一人民医院门诊、急诊大楼位于平江县城关镇北街，该大楼为五层主楼及一层地下室组成，总建筑面积约24630m2 。框架结构，基础形式为人工挖孔混凝土灌注桩。建筑物占地面积约为 4501.6m2 。
根据有关资料及自然地面实测标高，基坑开挖深度平均约为4.5m 。本施工方案设计部位为南侧、西侧及北侧设计，南侧长约为45m，西侧长度约77m，北侧长度约86m，基坑开挖面积约5500m2。
1.2 基坑周边环境
拟建场地位于现平江县第一人民医院门诊大楼南侧，场地已平整，具备施工的基本条件。基坑周边环境描述如下：
基坑南侧：距平江县县委会住宅楼为5m，基础外边缘距县委会住宅楼基础外边缘约为3m。
基坑西侧：距居民楼约20m
基坑北侧：距已建道路约5m。
根据该基坑周边环境情况、场地地质条件结合基坑开挖深度，依据《建筑基坑工程技术规范》（YB 9258-97）的有关规定, 该基坑重要性等级为三级。
二.工程地质条件
1．工程地质条件
根据该建筑场地岩土工程勘察报告，基坑所在场地地层自上而上为：
①层，素填土(Q4ml) ：黄褐色，以块石、碎石及粘粒为主，局部含建筑垃圾。未压实，松散，稍湿。层厚0.3m～3.0m。
②层，淤泥质粘土(Q 4l) ：灰褐色，以粘粒为主，软塑。仅见于ZK09、ZK10号钻孔，层厚1.0m～2.5m。
③层，粉土(Q4al) ：褐黄色，具中等压塑性，摇震反应无，光泽反应弱，干强度中，韧性中，含粉砂成份较高，含卵石，中密状态，厚度1.1-5.6m。
④层，强风化泥质粉砂岩：砖红色，上部风化似土状，向下逐渐变硬，以石英砂质成分为主，含泥质成分。节理裂隙极为发育，岩体破碎，采芯率低，质量等级为V级，为极软岩，控制厚度为1.0-3.10m。
⑤层，中风化泥质粉砂岩：砖红色，以石英砂质成分为主，泥质胶结。强度较高，裂隙较发育，岩芯多呈短柱状，少量为碎块状，韵律沉积发育，属极软岩，控制厚度为5.5-7.6m。
各土层主要力学性质指标
层号
岩土名称
承载力特征值fa(kpa)
压缩模量Es
内摩擦角φ
凝聚力C
①
素填土
60
4.6
6.2
11.3
②
淤泥质粘土
80
5.4
7.6
12.6
③
粉土
200
17.8
10.3
22.4
④
强风化泥质粉砂岩
250
19
18.2
39.6
⑤
中风化泥质粉砂岩
960

2．水文地质条件
勘察场地位于山丘、冲沟地带，地下水受大气降水影响，在勘察深度范围内未见地下水。
三.支护方案的选择
1.支护方案的选择   
1.1素喷支护方案的确定
基坑场地在开挖深度内主要以粉质粘土为主，该土层干强度中，具中等压塑性，同时，基坑内水位埋深较深，地下水主要为大气降水影响，受地下水影响不大，考虑到面临雨季施工及土体长期暴露于外，会受雨水冲刷或风化导致土质变化而产生蠕变,所以，西侧开挖后，采取素喷方式，保护边坡土体不受风化及雨水冲刷，确保土体原有特性。同时，又能使基坑内施工现场清洁、卫生，保证基础施工在雨季顺利进。具体素喷方法见图2和图3

 图3 素喷剖面图（注：摩擦锚杆长1.5m，水平、垂直间距均为1.5m）
1.2  锚喷支护方案的确定 
根据现场踏勘实测数据表明：基坑北侧场地较宽阔，但面临原门诊大楼前道路，动荷载较大，因此采用锚喷支护方案。
1.2.1设计参数的取值：土体容重γ=18.4 KN/m3，挖深H=5m，内聚力C=22.4KPa，摩擦角φ=10.3°，安全系数K=1.3，外荷载q=10KN/m2，由此，布置3排锚杆，具体参数详见表2及图2、图4：
各排锚杆具体参数
孔号
孔上标高
(m)
锚杆长度
(m)
水平间距
(m)
俯角
(a0)
孔径
(mm)
锚杆规格
Ⅱ级螺纹钢
钢筋网
@200×200
加强筋
注浆
(速凝剂)
喷混凝土
C20（mm）
1
-2.0
9
1.5
5～10
φ100
Φ20
φ6.5
Φ16X
焊牢
砂浆1:1
厚80～100
2
-3.5
8
1.5
5～10
φ100
Φ20
φ6.5
Φ16X
焊牢
砂浆1:1
厚80～100
3
-5.0
7
1.5
5～10
φ100
Φ20
φ6.5
Φ16X
焊牢
砂浆1:1
厚80～100

图4 锚喷剖面图（注：锚杆水平、垂直间距均为1.5m）
1.2.2 施工要点
⑴基坑土方开挖及修坡
基坑土方开挖应分步进行，分步开挖深度主要取决于暴露坡面的直立能力，为给锚喷网施工提供良好的工作条件，每层挖深1.5m～2m，不允许超深开挖。开挖长度应根据交叉施工期间能保持坡面稳定的前提决定，一般在同一轴线开挖的长度为15m～20 m。边坡开挖应最大限度地减少对支护土层的扰动，并严格按规定修坡，防止因分层开挖的误差引起最终基坑外形尺寸的不足。
⑵锚杆施工
锚杆施工首先是锚杆的成孔，根据地质情况采用人工凿孔或钻机钻孔，按设计的孔位布置，进行测量画线，标出准确的孔位，后按设计要求的孔长、孔的俯角和孔径进行凿孔。其次是锚杆安装，按照设计规定的各排锚杆的长度、直径，加工合格的锚杆，为使锚杆处于孔的中心位置，每隔1.2～2m焊接一个居中支架，将锚杆安放在孔内。最后是注浆，注浆是保证锚杆与周围土体紧密粘和的关键，在安好锚杆的孔内注入1：1水泥砂浆，压力不低于0.4MPa，以确保锚杆与孔壁之间注满砂浆，砂浆内加膨胀剂及早强减水剂，注浆采用由里向外注，需将注浆管插入孔内距孔底约0.5m处，必须在孔口绑扎止浆布袋，防止浆液流出。
⑶挂网喷混凝土
等锚杆施工完成后，用φ16圆钢与锚杆弯头衔接起来，形成整体。然后迅速在边坡面上，布上一层φ6.5，网格200×钢筋网，网筋之间用扎丝扎牢，网片之间搭接要牢。在上述工序完成后，即可喷混凝土，喷射混凝土是借助喷射机和使用压缩空气将按一定比例配合的拌合料通过管道输送并以高速喷射到边坡受喷面上，凝结后与钢筋网形成薄壁钢筋混凝土板墙。混凝土厚度按设计要求为80～100mm，强度为C30。喷射混凝土时喷枪口与受喷面距离保持在1～1.2m为宜，避免因距离过大而影响受喷面混凝土的密实度，距离过小而造成过多的混合料反弹损失。
1.3钢管锚杆喷锚支护方案的确定
根据现场踏勘实测数据表明：基坑南侧场距平江县县委会住宅楼为5m，基础外边缘距县委会住宅楼基础外边缘约为3m，是基坑支护的重点，因此采用钢管锚喷支护方案。
本支护设计方案,采用垂直开挖、复合喷锚支护。
在基坑开挖前，应先行施工放线。基坑支护分层开挖，做到开挖一层，支护一层。
1.3.1 施工流程
挖土、土方外运→削坡→初喷→施工锚杆→挂网注浆→复喷砼
1.3.2 施工顺序和方法
⑴清理坡顶, 放出坑内喷锚开挖上开口线，并对坡顶进行硬化处理。沿坡顶垂直打入￠16超前土钉（长度为1.0m ，水平间距1.5m）。
⑵土方开挖时先沿基坑边开挖，以便为支护施工提供工作面；然后向基坑中间推进，中间土方可以分两次开挖到底；
⑶第一层开挖深度为第一排锚杆下0.30m，约为地面下1.2m ；第二层开挖深度1.5m ；第三层开挖到底。
⑷ 每层土开挖时，反铲挖土不得超过该层的坡底线，其上残留部分应采用人工修整；
⑸每次每段工作面长度要求不小于10m ，不宜大于30m；工作面宽度不宜小于 8.0m；
⑹钢管锚杆和注浆施工
钢管锚杆施工前应根据设计要求定出位置并作好标记。待一批钢管锚杆都放入后用注浆泵统一注浆，且对喷锚面层进行初喷。
注浆采用水泥浆，水泥标号为P.O32.5号普通硅酸盐水泥，水灰比为 0.45 左右，注浆压力为0.2Mpa ～0.4MPa 。为保证浆体与周围土体紧密结合，在浆液中掺入一定量的膨胀剂，注浆采用硬塑料管从孔底注浆，注满为止。必要时，应补浆或二次注浆。
钢管锚杆单孔采用全孔一次注浆。注浆过程中当发现注浆压力突然降低，浆量突然增大时，应立即停注，检查是否跑浆、冒浆。每米注浆量不少于30Kg。
钢管锚杆采用成品外购。

各排锚杆具体参数表
孔号
孔上标高
(m)
锚杆长度
(m)
水平间距
(m)
俯角
(a0)
孔径
(mm)
锚杆规格
钢管
钢筋网
@200×200
加强筋
注浆
(速凝剂)
喷混凝土
C20（mm）
1
-2.0
15
1.5
5～10
φ100
Φ48×3.5
φ6.5
Φ16X
焊牢
水泥：砂：石子=1：2:2.5
厚80～100
2
-3.5
12
1.5
5～10
φ100
Φ48×3.5
φ6.5
Φ16X
焊牢
水泥：砂：石子=1：2:2.5
厚80～100
3
-5.0
12
1.5
5～10
φ100
Φ48×3.5
φ6.5
Φ16X
焊牢
水泥：砂：石子=1：2:2.5
厚80～100

⑺挂网和喷砼施工
喷锚支护地段钢筋网采用￠ 6.5圆钢，网孔间距＠200× 200，加强筋为￠ 16纵横双向设置， 沿锚头水平方向另焊2 ￠16 L50圆钢为加强压筋。
坡面喷射砼采用细石砼，砼标号为C30 ， 配合比为水泥：砂：石子＝ 1:2:2.5 ，水灰比为0.4 ～0.5 ，石子采用粒径为5mm 左右的瓜米石。细石砼中应加入少量速凝剂。面层厚度80mm。
1.3.3基坑开挖施工要求
⑴基坑开挖应遵循信息法施工的原则，勤监测，勤巡视，及时反馈信息，根据变化的情况指导施工。
⑵该基坑支护开挖施工的顺序原则如下：
建立基坑开挖环境监测系统并取得环境监测所需的基础数据→ 第一层土方开挖、第一层喷锚支护施工→ 第二层土方开挖、第二层喷锚支护施工→第三层土方开挖、第三层喷锚支护施工→支护施工完成。
⑶要保证该基坑顺利开挖成功，除了高质量的支护设计外，还需要土方开挖施工组织严密，土方开挖施工队伍一定要与基坑支护施工队伍严密配合，协调施工；同时还应根据环境监测所反馈的信息随时调整挖土顺序、挖土速度。土方开挖施工队伍不听指挥，不遵守设计所要求的分层开挖深度、开挖顺序，随意超挖蛮干，往往是造成基坑事故的重要原因。
⑷支护施工过程中的排出物可能使自然地面抬高,其排出物在施工完成后必须及时清除出场 ,以保证自然地面标高不超过设计地面标高, 以免增加支护结构的额外土压力负担, 使支护结构出现过载现象。
⑸基坑开挖过程中，土方应随挖随运，不得随意堆置于基坑周边。施工用材必须堆置于坑边的应均匀堆放，不得超过规定的堆载值。特别注意要避免集中荷载。
⑹土方开挖进程中，挖土机不得碰撞损坏支护结构构件和喷锚面层，并应注意保护好观测标志。
⑺基坑开挖期间，基坑内的少量渗水，可采用明沟加集水坑的办法用潜水泵明排至坑外。基坑内的排水沟和集水坑在基坑回填前，应用粘土或素砼可靠填实。
⑻开挖后的基坑应尽量减少暴露时间，及时清边检底，尽快进行垫层施工。垫层应做到基坑内满封闭，以改善支护结构的受力状态。
⑼基坑开挖应尽量避开雨季和汛期。
四. 施工平面布置及管理
1.总体布局
1.1. 基坑支护施工大部分工程量主要在土方开挖阶段进行，根据现场实际情况经与业主商定，基坑支护前期工作场地选定西南角。
1.2 在前期施工期间，西南角作为基坑支护施工材料进出通道。
1.3现场材料加工区可根据施工需要灵活布置。
2. 各施工工艺的安排
喷锚施工与土方开挖同时交叉进行，前期施工机械位于西南角，其所用水泥、砂石材料就近堆置于施工区附近，临近喷射砼设备。
3. 现场平面布置管理
根据业主对工期要求情况，若能单个工艺顺次施工，则可逐个工艺单个安排，若出现交叉平行作业，则其布置必须合理并应统筹管理。
⑴对每一工艺的施工，结合其施工特点，对泥浆池的布设，排水沟、材料堆场，半成品加工、设备行进路线等应合理布置，每一工艺的施工必须考虑下一工艺施工的布置，避免相互影响，浪费人力、物力。
⑵设专人对施工现场统一管理，合理调度布置施工现场。
⑶对施工现场重要设施以及危险区域统一设置标志，避免出现安全事故或其它安全隐患。（附基坑支护平面布置图） 
五．施工进度计划
1．工期安排
根据施工现场实际情况，结合该工程的施工特点，其工期安排如下：喷锚支护施工与土方开挖平行交叉进行，工期约20 天。
2．施工设备安排
1.  钢管锚杆施工：空气锤---一台；
2.  喷射砼施工：喷射机 ----一台；
3.  空压机-----一台（9.0m 3）
4.  锚杆注浆施工：注浆泵---------一台；
灰浆搅拌机 -----一台；
5. 其它辅助设备若干。
六. 安全保证措施
1．安全总目标
在施工期间，消灭责任性因工重伤以上事故，杜绝火灾事故以及重大、大交通事故。
2．安全保证措施
①. 坚持“安全第一，预防为主”的方针，项目经理要把安全工作当作第一位工作来抓，加强全员安全意识教育，夯实安全基础，强化安全保证体系，落实安全生产责任制，严格执行安全规程，认真落实检查制度，建立安全奖罚，有效控制施工安全。
②. 建立健全能有效运行的安全管理体系，行使安全监察职能，项目部管理体系见附图。
③.大力推行“ FTA ”，人体生理节律等安全系统工程管理和安全施工目标管理技术，加大施工现场防护设施和设备投入，确保安全生产建立在科学的管理、可靠的技术、足够的防护设施之上。
④. 应了解施工现场周围环境情况，开工前必须熟悉穿越施工范围的电力、电信、通讯和架空高压电线走向及其架设高度，做到不明情况，不盲目施工，以免造成重大事故。
⑤. 做好安全防范工作，落实各项防洪、防雷、防暴雨、防大风、防火、防煤气工作，做好用电防范工作。
⑥. 严禁非工作人员进入施工场地。
⑦. 作好劳动保护工作，为所有工作人员提供劳动部门规定的劳保用品。
3．安全技术措施
①. 施工现场的布置应符合防火、防爆、防洪、防雷电等安全规定及文明施工的要求，施工现场的生产、生活办公用房、仓库、材料堆放场、停车场、修理场等应按批准的平面布置图进行布置。
②. 现场道路应平整、坚实、保持畅通，危险地点应悬挂按照 GB2893—82 《安全色》和GB2893-82 《安全标志》规定的标牌，夜间行人经过的坑、洞应设红灯示警，施工现场设置大幅安全宣传标语。
③. 现场的生产、生活区要设足够的消防水源和消防设施网点，消防器材应有专人管理不得乱拿乱放，所有施工人员要熟悉并掌握消防设备的性能和使用方法。
④. 各类房屋、库棚、料场等消防安全距离应符合公安部门的规定，室内不得堆放易燃品。
⑤. 施工现场的临时用电，严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》 JGJ6—88 的规定执行。临时用电工程的安装、维修和拆除，均由经过培训并取得上岗证的电工完成，非专业电工不准进行电工作业。
⑥. 施工中发现危及地面建筑物或危险品、文物时，应立即停止施工，待处理完毕方可施工。
⑦. 雨季施工时，应按雨季施工要求进行。
. 4．施工机械的安全控制措施
各种机械操作人员和车辆驾驶员，必须取得操作合格证，不准操作与证不相符的机械，不准将机械设备交给无本机操作证的人员操作，对机械操作人员要建立档案，专人管理。
操作人员必须按照本机说明规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度。
驾驶室或操作室应保持清洁，严禁存放易燃、易爆物品。严禁酒后操作机械，严禁机械带病运转或超负荷运转。
机械设备在施工现场停放时，应选择安全的停入地点，夜间应有专人看管。用手柄起动的机械应注意手柄倒转伤人，向机械加油时要严禁烟火。严禁对运转中的机械设备进行维修、保养、调整等作业。
指挥施工机械作业人员，必须站在可让人瞭望的安全地点，并应明确规定指挥联络信号。
使用钢丝绳的机械，在运转中严禁用手套或其他物件接触钢丝绳，用钢丝绳拖、拉机械或重物时，人员应远离钢丝绳。
起重作业应严格按照《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ--86）T 《建筑安装工人安全技术操作规定》的要求执行。
定期组织机电设备、车辆安全大检查, 对检查中查出的安全问题, 按照“三不放过”的原则进行调查处理，制定防范措施，防止机械事故的发生。  
七. 基坑开挖环境监测及应急措施
1．基坑监测
1.1设置测点
监测要设置测点，在施工期间和竣工前定期观测。
施工监测至少应包括下列内容
⑴支护位移的量测。
⑵地表开裂状态位置裂宽的观察。
⑶附近建筑物和重要管线等设施的变形测量和裂缝观察。
⑷基坑渗漏水和基坑内外的地下水位变化。
⑸在支护施工阶段每天监测不少于2次，在完成基坑开挖变形趋于稳定的情况下可适当减少监测次数，施工监测过程应持续至整个基坑回填结束支护退出工作为止。
⑹对支护位移的量测至少应有基坑边壁顶部的水平位移与垂直沉降。测点位置应选在变形最大或局部地质条件最为不利的地段测点总数不宜小于3个，测点间距不宜大于30米。当基坑附近有重要建筑物等设施时也应在相应位置设置测点，宜用精密水准仪和精密经纬仪必要时还可用测斜仪量测支护土体的水平位移，用收敛计监测位移的稳定过程等。
⑺在可能情况下宜同时测定基坑边壁不同深度位置处的水平位移，以及地表离基坑边壁不同距离处的沉降，给出地表沉降曲线。
⑻应特别加强雨天和雨后的监测以及对各种可能危及支护安全的水害来源。如场地周围生产生活排水，上下水道、贮水池罐、化粪池渗漏水。
及时掌握监测单位反馈的监测成果，采用信息法施工，针对监测成果及时会同监理及业主分析，及时指导下步施工。
2．应急措施
对于基坑开挖过程中突发和偶然因素下发生的事件，我们首先应有所估计，根据基坑施工特点，结合具体工程特点制定可行的预防措施，以确保施工中不至措手不及，同时可确保基坑安全。
根据基坑设计要求，对于该基坑施工中可能出现的问题及采用的措施列表如下：

出现问题
应急措施
坡顶水平位移过大
加长加密木桩、砂袋反压坡脚
坡壁渗水量大
增设注浆孔、泄水孔同时加大速凝剂用量
边坡地面下沉或裂缝扩大
封填裂缝、查明原因、必要时先反压
3．应急措施的安排
施工现场较窄小，其开挖后周边不宜堆放材料，对其应急所用材料及施工人员、设备拟作以下准备：
①. 对其应急材料，备用部分钢管或型钢、红砖、砂、石料、编织袋等，同时与供应商保持密切联系，以保证及时供货。
②. 对拟采用措施的施工设备，如钻孔机、锚杆机等检修完毕备放基地，以保证及时运送至现场。
③. 在基坑开挖过程中，保证24 小时有人值班，对其基坑变形以及周边环境变化及时掌握，对其突发问题有一个预估，为应急措施的实施提供时间保证。
④. 对于抢险人员、储备施工人员20 人左右，其技术人员保持通信畅通，确保能及时到位处理突发事件。
 八．材料清单
1. 喷锚支护￠48钢管 18T；
2. φ20螺纹钢 4.0T
3．φ16园条 6.0T；
4. φ6.5园盘 4.0T；
5. P.O32.5 水泥约 230T；
黄砂 若干
碎石 若干
其它辅助材料 若干

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