土方开挖及施工降排水专项施工方案(终版).doc

第一章 工程概况
****工程位于交界处，工程基坑南侧为主干道湖滨南路，西侧为湖滨西路，污水处理厂与变电站紧邻基坑西侧，北侧为筼筜湖，距离基坑最近距离为30m左右，项目周边密布居民小区，根据地勘资料显示本工程地质状况较为复杂。一期工程由1-3#超高层住宅楼及6#会所和整体地下室组成，地上共62层，地下4层，总建筑面积约为115126m2，基坑占地面积约为29360m2；一期工程施工部位为1~21轴，地下室部位开挖深度约为20.20m，局部二次开挖部位为28.20m，属一级基坑。基坑支护结构采用灌注桩+3~ 4道钢筋混凝土内支撑的支护方式，支护桩间采用高压旋喷桩作止水帷幕兼作桩间挡土结构。
一期工程基坑开挖面积约29360m2, 基坑土方量约57万m3。基坑土方开挖采用反铲挖掘机大面积分层分段开挖，土方分层高度与内支撑上下间距相匹配。工程建设的相关责任单位见下表：
序号
责任单位
单位名称
1
建设单位
房地产开发有限公司
2
设计单位
福建省勘查设计院
3
设计集团股份有限公司
4
监理单位
厦门建筑设计院有限公司
5
施工单位
控股集团有限公司
根据地质勘探报告，本工程场地的岩土层主要分布形式为：①1杂填土厚0.3~8.1m，填石厚1.1~7.2m；①2素填土厚1.1~5.7m；②淤泥厚3.5~19.8m，西侧较厚；③1粉质粘土厚0.6~15.0m；③2中粗砂厚0.2~8.0m；④淤泥质土厚1.7~7.6m；④1中粗砂厚0.2~8m；⑤残积砂质粘性土厚0.5~19.5m；⑥全风化花岗岩厚0.3~17.7m、底层高程-44.319.38m；⑦1强风化花岗岩厚0.3~27.9m；⑦2强风化花岗岩厚0.5~33.4m；⑧中微风化花岗岩层顶高程-75.5716.76m。地下水稳定水位埋深0.5~3.4m（黄海高程-1.53~0.66m），淤泥②、粉质粘土③、淤泥质土④为相对隔水层。地下水类型按其埋藏条件和性质大致可分为季节性孔隙潜水、孔隙、网状裂隙承压水、基岩裂隙承压水三种类型。场地地下水主要以蒸发与地下径流方式由东南向西北方向渗流和排泄。根据设计文件要求，本工程基坑顶标高为-0.5m（黄海高程）。
第二章 基坑土方开挖技术措施
2.1 基坑开挖的原则及施工部署
2.1.1 土方开挖遵循“分层开挖、先撑后挖、严禁超挖”的原则进行分层、分段、对称、平衡、限时地进行挖土施工。每个施工作业面内进行分段、分层开挖，每段开挖中又分层、分块实施，每块先挖中间再挖两侧。
2.1.2 本基坑出土量大，采用分层、分块出土，下层土方开挖必须等内支撑梁、冠梁、围檩梁强度达到80%后方可进行土方开挖。
2.1.3 为确保土方开挖过程中的基坑安全，土方开挖分层厚度不宜过大，须严格按照以下原则进行，严禁超挖：
1） 杂填土、素填土、淤泥和粉质粘土的开挖深度控制在1m以内；
2）中粗砂和淤泥质土层的开挖深度宜控制在1.2~1.5m以内；
3）残积砂质粘性土开挖深度宜控制住2m以内；
4）其他坚硬土层按实际情况动态控制在2m及以上。
2.1.4 土方挖运过程中应确保已施工支护结构的安全，按计划、有步骤地进行开挖。槽底留深度30 土为人工清底，严禁超挖。多机开挖土方应保持10m 的作业间距。
2.1.5 采取信息化施工，以每层土方及支撑施工阶段围护结构的变形控制值为依据，以每天和前期分阶段的监测数据作参考，调整制定本层及其以下各层土方与支撑施工的时间和措施，确保基坑及周边环境变形量控制在计划的范围内。
2.2 土方开挖的准备和施工条件
2.2.1 土方开挖前， 应摸清地下管线等障碍物，将施工区域内的地上、地下障碍物清除和处理完毕。
2.2.2 了解沿线交通状况、渣土消纳场地、土方弃置场地及行车路线情况，要事先与有关方面取得联系，办理好相关事宜。大门口车辆冲洗设施等安全文明措施已经建设配置完成。
2.2.3 场地表面要清理平整， 做好排水坡度，在施工区域内，要挖临时性排水沟。采取基坑内设置降水措施降低地下水位，现场降水达到土方开挖的要求，降水水位比开挖底面低至少0.5m。
2.2.4 夜间施工时， 应合理安排工序，防止错挖或超挖。施工场地应根据需要配备足够夜间施工的照明设备，下层挖土时可在相应位置架设照明设施，各种设备接线及电源安全、可靠，保证土方开挖时基坑各处照明和抽水的需求。 在危险地段应设置明显标志。
2.2.5 熟悉图纸，做好技术交底。按设计图纸做好测量控制和基准点的设置，并放好土方开挖边线。
2.2.6 根据施工方案的要求，应分层分段开挖。
2.2.7 准备好强排抽水机具。
2.2.8 劳动力进场充足，能保证昼、夜两班施工的需要。
2.2.9 挖土令已签字。
2.3 土方开挖施工流程
本基坑主要施工顺序为：场地平整→支护桩、立柱桩、高压旋喷桩施工→土方分层分段开挖至第一道内撑梁底→第一道钢筋混凝土内撑施工→土方分层分段开挖至第二道内撑梁底→第二道钢筋混凝土内撑施工→土方分层分段开挖至第三道内撑梁底→第三道钢筋混凝土内撑施工→土方分层分段开挖至第四道内撑梁底→第四道钢筋混凝土内撑施工（中心岛施工、斜支撑施工）→土方开挖至坑底→地下室底板施工。每一道支护结构砼强度达到80%方可进行下一层土方开挖。
第一层土开挖厚度约为3.0米左右，土方量93000 m3。拟安排8台挖掘机，2台挖机配合压顶梁施工，同时还可进行基坑中心土方开挖，平均每天出土量5000m3。安排45辆自卸车配合土方运输。从3区往1区分段开挖。土方路线为西南侧大门
第二层土开挖厚度为5.5米左右，土方量157000m3，考虑到在混凝土支撑下方施工会降效，拟安排10台挖掘机及6台小型挖掘机进行土方开挖，平均每天出土量5000m3。安排36辆自卸车配合土方运输。先从2区开始开挖，然后向5区、3区延伸，最后开挖4区、1区，开挖时分区、分段、分层、均衡对称开挖。行车马道前期设在为西南侧大门处，向2区延伸，后期在5区逐步形成东侧马道，从第一道内支撑下部通过。
第三层土开挖厚度为4.35米左右，土方量128000m3，本层层高较小，土方施工时大部分土方在混凝土支撑下进行开挖，拟安排10台挖掘机及8台小型挖掘机进行土方开挖，必要时配备装载机进行土方倒运。平均每天出土量4000m3。安排30辆自卸车配合土方运输。从1、2区向4、3区推进，5区部位留作行车马道。
第四层土开挖厚度为5.25米左右，土方量158000m3。从2区开始（事先保证2#楼的基础施工），然后从2区南北两侧分别推进1区、4区土方开挖，最后从4区向5区马道退挖。本层土方开挖的同时须注意槽底留深度30土 为人工清底，以防机械超挖。在加紧2#房及周边的基础和底板的施工，尽早完成2区基础底板施工，为局部第四道斜撑施工创造条件。同时在2区南侧应预留1m厚土层作为1、4区的行走通道。
西侧第五层土开挖厚度为4.9米左右，土方量34000m3。从1区的西南角开始向东开挖，从2区出土。本层土方开挖的同时须注意槽底留深度30土 为人工清底，以防机械超挖。
马道收土先用3台挖掘机进行收土，最后剩余土方采用塔吊进行垂直运输。
2.4 土方开挖施工要求
基坑挖土对支护结构的整体稳定和变形有很大影响，应特别注意施工安全和施工质量。土方开挖从2区中心向四周扩散分区分层分段开挖至设计标高，在任何情况下，都不允许有超挖土和无序挖土的现象。
2.4.1 基坑土方开挖应在内支撑施工完毕，保证内支撑传力可靠（即强度必须满足设计要求）后进行，且开挖深度不得超过设计标高；土方开挖前应作详细的技术交底，并严格按施工方案施工。
2.4.2 土方队伍必须每天根据项目部指令进行土方开挖。指令内容包括当日开挖区域范围、开挖深度，开挖先后顺序等。严禁对未经许可的施工区域进行开挖。
2.4.3 土方应分层、均匀、对称开挖。土方开挖面高差不宜过大,边坡高差不得大于2m，当分层开挖高度超过1.5m时，应形成阶梯式边坡，边坡中段平台宽度不小于4m，以确保开挖过程中土体自身的稳定。
2.4.4 每天形成的边坡不得留置在支撑立柱处，边坡距立柱距离不少于3m，坡道高差小于3m，即保证内撑立柱处为阶梯式平台，立柱不受土体侧压力影响。
2.4.5 挖土过程中，挖土机不能碰撞支撑、立柱和围护桩。土方开挖期间当机械开挖到立柱支撑附近时，现场指挥员应对挖土机进行指挥，挖土时应先掏空立柱四周，避免立柱侧向受压。严禁挖土机械碰撞工程桩、围护桩、立柱及支撑，必要时用人工配合挖出立柱附近的土方。
2.4.6 当立柱位于马道边坡，则在立柱外侧应保留土方，距立柱外1m再进行1：1进行放坡，避免立柱侧向受力。
2.4.7 严禁施工机械碰撞、碾压内支撑体系。挖土过程中，挖土机械不得直接压在支撑梁上，当必须通过时应在内支撑梁两侧及上部填土，填土高出支撑面500 以上，然后在土上铺设钢板。
2.4.8 严禁在底部掏空的支撑梁处设置行走通道。
2.4.9 分层开挖必须严格根据标高红线进行，严禁超挖。当受车辆行走通道路基需要换填，进行局部超挖时，应在次日换填完毕，否则项目部将安排其他机械回填，费用由土方单位承担。
2.4.10 基坑开挖过程中，当围护桩间出现漏水、流泥等异常现象时，应立即停止开挖，通知项目部进行采取挂网喷射混凝土、注浆等封堵处理，经处理后方可继续挖土，以防止周围地面沉降。
2.4.11 土方开挖完成应立即对基坑进行封闭，防止水浸和暴露，并应及时进行地下结构施工。基坑土方开挖应严格按设计要求进行，不得超挖。
2.4.12 土方开挖及地下结构施工过程中基坑周边堆载不得大于设计值。
2.4.13 基坑开挖至基坑设计标高后，暴露时间不宜过长，要及时进行基础施工。
2.4.14 土方开挖过程中，局部深坑与周围开挖面形成的高差可采用放坡或其他形式作为临时支护，但其临时边坡必须保持稳定。
2.4.15 地下室土方开挖过程中，必须采取切实有效的措施对工程桩、立柱桩和降水井进行保护，防止工程桩，立柱桩移位，断裂现象发生，和碰坏降水井（含观测井等）等造成降水系统失效。
2.4.16地下室施工完毕时，地下室外壁与围护之间的间隙应尽早回填，回填要求按土建施工图进行。
2.5 土方开挖检查验收
2.5.1在清土完成后立即浇筑混凝土垫层，不得使基底暴露时间过长，深坑部位更应如此。
2.5.2在挖土过程中，严禁用挖机碰撞工程桩，以保证工程桩在挖土过程中不受损坏；桩中间的土严禁用挖机挖，应人工清理桩周边的余土。
2.5.3在挖至基底设计标高以上150-200时，应采用人工清土不允许出现超挖现象。
2.5.4土方开挖时，必须按照施工方案的挖土顺序进行，并在施工前做详细的交底工作；
2.5.5土方开挖时，随着工程的进度，根据护坡的预埋钢筋头间距焊接钢管基坑防护栏杆。高度为1.2米，防护栏杆牢固可靠，并用油漆刷成统一的颜色。
土方开挖工程质量检验标准（）
项目
序号
检查项目
允许偏差或允许值
检验方法
柱基
基坑
基槽
挖方场地平整
管沟
地面基层
人工
机械
主控项目
1
标高
-50
±30
±50
-50
-50
水准仪
2
长度、宽度
+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靠尺和楔形塞尺检查
2
基底土性
设计要求
观察或土样分析
注：地面基层的偏差只适用于直接在挖、填方上做地面的基层

2.6 土方开挖的顺序
2.6.1 土方开挖前应按设计图纸，测量放出基坑土方开挖的上口边线，基坑边界应平直；并报现场监理人员复核。
2.6.2 土方开挖应分层、分段、均衡、对称开挖，每层挖土深度不大于2m，当上下支撑高度超过3m时，应形成阶梯状开挖边坡，并应充分利用马道进行土方外运。上层内支撑梁、冠梁等达到设计强度80%后方可进行下层土方开挖施工。
2.6.3 考虑到本工程土方量大、工期紧的特点，基坑开挖时设置马道，上下双向8m宽，以满足土方施工过程中土方外运。斜道坡度控制在1：7，斜道两侧放坡为1：1.1，第一、二层土方马道设计在基坑西南侧，第三、四、五层土方运车马道设置在基坑东南角处。具体马道位置详见各层土方开挖平面示意图。
2.6.4 基坑开挖过程中，为了预防因基坑内外水压差等造成的基坑侧壁涌泥涌沙隐患的发生，每层土方的开挖不得同步降低，同时为便于在基坑发生安全隐患时为应急抢险，因此在基坑侧壁周边滞后一层开挖，预留宽度不小于4m的平台，高度为一层土方开挖的深度（平台示意图见图2.6）。

2.6.5 马道边坡稳定性计算：
①本基坑杂填土层重度γ=18.5³，粘聚力8.0，内摩擦角φ=18°,边坡最大高度11.4m。
根据施工计算手册第162页公式：
稳定系数δ=γ*
δ=18.5*11.4/8=26.36，φ=18°
根据施工手册162页3-32图表查得：
挖方坡脚β≈50°，放坡系数约为1：0.85
②本基坑素填土层重度γ=17.7³，粘聚力15.0，内摩擦角φ=15°,边坡最大高度11.4m。
根据施工计算手册第162页公式：
稳定系数δ=γ*
δ=17.7*11.4/15=13.45，φ=15°
根据施工手册162页3-32图表查得：
挖方坡脚β≈42°，放坡系数约为1：1.1。
③本基坑中粗砂层重度γ=19³，粘聚力5，内摩擦角φ=26°,边坡最大高度11.4m。
根据施工计算手册第162页公式：
稳定系数δ=γ*
δ=19*11.4/5=43.32，φ=26°
根据施工手册162页3-32图表查得：
挖方坡脚β≈55°，放坡系数约为1：0.7。
按最不利情况考虑放坡系数选用1：1.1。
2.6.6 第一层土方开挖运土马道设置在基坑南侧 4轴附近，从3区往1区分段分层退挖，在开挖到2区时，同时加紧3区内支撑施工，在第一层土方开挖即将结束、基坑南侧马道收头时，3区内支撑砼应能达到设计强度的80%（也可采用掺早强剂或提高砼级配的办法确保达到强度要求），此时可将基坑南侧马道转移到3区北侧内支撑小圆中部（东侧 T 轴），第一道混凝土支撑合围。在东侧 T 轴小圆中部的马道，也作为第二层土方开挖的先期过渡马道。在大圆中部保留部分原土，作为马道迁移及换填备用。
第一层土分层开挖示意图：

第一层土方分区开挖示意图：

2.6.7 第二层土方开挖根据“分层、分段、均衡、对称、限时”的原则，应在第一道混凝土支撑强度达到80%后才可进行。先从2区中心位置向下开挖，然后向5区、3区延伸，出土利用1区南侧马道。然后向4区、1区延伸，同时加紧5区第二道内支撑施工。在5区第2道内支撑砼达到80%设计强度后，将1区南侧马道迁移到5区东南侧，形成运土斜道。1区第二层剩余土方及马道土方开挖后从5区处马道运出。
3区二层土方挖运过程中准备初步形成一条同东北侧行走的临时马路，该马道视现场实际情况确定挖除时间，预计在第三层挖土时取消。
当进行5区土方开挖后，凿除基坑东侧D轴附近4根支护桩，标高-7.500
3.500（设计已在支护桩外增设二排灌注桩及支撑），形成运土通道，作为第三、第四、第五层土方外运的通道。其余区段第二道内支撑随土方进度推进。
第二层土分层开挖示意图：

第二层土方分区分段开挖示意图：

2.6.8 第三层土方开挖应在第二道混凝土支撑强度达到80%后才可进行，根据“分层、分段、均衡、对称、限时”的原则，先从5区至2区中心位置推进，然后向3区、4区、1区按分层、均衡、对称地同时推进开挖，出土利用5区东南侧马道。第三道内支撑施工，随土方进度推进，为第四层、第五层土方开挖做好准备。5区圆弧东侧、南侧部位的第三道内支撑留在马道最后退挖时抢出来，砼采用掺早强剂或提高砼级配的办法，尽快达到强度要求。
第三层土分层开挖示意图：

第三、四层土方分区分段开挖示意图：

2.6.9 第四层土方开挖基本同第三层土方开挖。在2区南侧形成马道的延伸段，在开挖3区四层土方可由北向南进行，由马道长度较短，可在3区南侧设置临时转运平台，通过挖机转运的方式向5区马道行走。剩余土方可从2区南侧马道退出。
2.6.10 第五层土方开挖应在第四道混凝土支撑强度达到80%，Ф609钢管斜撑施工完成后才可进行，第五层土方主要在1区、4区内内，较少部分在2区北侧。根据“分层、分段、均衡、对称”的原则，依次开挖，从2区南侧附近马道运出。最后完成马道收土。
第五层土方开挖示意图：

第五层土方分区分段开挖示意图：

2.6.11 马道收土：马道开挖采用2台挖掘机接力倒运，在基坑内留一台小挖机配合清槽土的倒运，一台长臂挖机装车外运，马道剩余土方用塔吊配合进行垂直运输，小挖掘机由汽车吊吊运出基坑。
2.7 土方开挖的注意事项
2.7.1 为确保边坡稳定和安全，在基坑四周5 米以内严禁重型车辆通过或机械振动，道路荷载按20考虑，其它地面附加荷载按10考虑，基坑边线2m范围内不许堆载，坡顶2m外严禁超载。
2.7.2 土方开挖过程中，基坑内分层开挖的高差应控制在2米以内，施工过程中动态坡度控制为1:2.0，层间留设平台，平台纵向宽度5～6m，使总开挖坡度控制在1:3.0左右，以保证边坡稳定。标高控制与挖土同时监控，确保不超挖，不扰动基坑土层。
2.7.3 雨天停止土方开挖施工，出土马道在雨天和平时经常检查，发现马道变形和沉降较大时，用石渣和石块或者固体建筑废料垫铺。
2.7.4 挖土过程中，应安排有经验的管理人员在土方开挖过程中进行指挥，建立以安全员为核心的日常巡视制度，严密观察止水帷幕有无漏水情况，关注基坑支撑的位移变形情况，发现问题及时通知有关各方，同时指挥立即停止挖土，查明原因问题得到解决后才能继续施工。
2.7.5 挖掘机和载重车辆的停机点必须留有足够的安全距离，杜绝坡道停机、停车；坡道挖掘应由专人指挥。
2.7.6 施工工程中如遇岩石孤石，小块直挖，大块采用风机钻孔，人工敲砸予以破碎。如遇到淤泥层，注意车辆地面硬化（或采用箱行板），随时关注地质坚硬程度。及时对马道边坡采取混凝土护坡等有效措施进行防护，防止塌方。
2.7.7 基坑垫层施工完毕后应及时绑扎钢筋，浇筑地下结构底板至支护桩边。
2.8 土方开挖对立柱、支撑和降水井的保护措施
2.8.1 土方开挖前对土方开挖操作人员进行详细教育和交底，落实降水井、立柱支撑、水平支撑的保护措施。
2.8.2 施工期间安排有经验的管理人员在土方开挖过程中跟班进行支撑和立柱及降水井等的看护，指挥挖土机等机械施工中避开降水井和立柱支撑等。
2.8.3 机械挖土需距桩体、支护结构（包括格构柱）、坑底300，该范围内土体由人工挖除。设专人指挥机械挖土，桩周边土方由人工挖土后再进行破桩。
2.8.4 土方开挖过程中降水井用布或塑料布包裹，防止杂物和土进入降水井；降水井、立柱桩的外露部分涂红漆，以便使其更醒目。
2.8.5 土方开挖期间当机械开挖到立柱支撑附近时，现场指挥员应对挖土机进行指挥，挖土时应先掏空立柱四周，避免立柱侧向受压。严禁挖土机械碰撞工程桩、围护桩、立柱及支撑，必要时用人工配合挖出立柱附近的土方。若立柱位于马道边坡，则在立柱外侧应适当保留土方，避免立柱侧向受力。
2.8.6 对机械容易碰撞的立柱支撑，搭设钢管架进行保护，并悬挂醒目的标牌提示，及时提醒挖土机械避开立柱支撑。当立柱位于马道边坡，则在立柱外侧应保留土方，距立柱外1m再进行1：1进行放坡，避免立柱侧向受力。
2.8.7 大部分工程桩在施工时桩顶高出设计标高，挖土时要掏挖桩间土，故在坑底挖土时不能用力过猛，以防破坏工程桩。
2.8.8 夜间施工时保证有足够的照明。除在基坑四周设置照明设施外，当基坑下层土方开挖时可在上部支撑梁上设置照明器具。
2.8.9 制定奖罚措施，对破坏降水井、立柱支撑和水平支撑的行为进行经济惩罚，并停止其继续施工。
2.9 土方运输马道对内支撑梁的保护措施
根据本工程土方开挖的特点及要求，二层支撑及以下的土方运输马道需通过内支撑梁，土方运输车辆及其他车辆须从内支撑梁上行走。由于此内支撑梁在完全受力时主要承受轴向力，因此竖向力对内支撑的影响较大，应加强对内支撑梁的保护措施，减少对支撑体系的影响。马道设置需注意一下几点：
2.9.1 尽量减少马道对内支撑的影响区域，将马道设置在支撑梁最少的区域；
2.9.2 马道周边的支撑梁间需增设加强板；
2.9.3严禁将马道设置在底部掏空的支撑梁处，在支撑梁上设置马道时，内支撑梁两侧及上部须进行填土，填土必须夯实且高出支撑梁面300 以上，然后在土层上铺设钢板。
2.9.4 挖土过程中，挖土机械不得直接压在支撑梁上，当必须通过时应在支撑梁上铺设钢板，且尽量在马道上行走。
2.9.5重型机械严禁在未加固的支撑梁上行走，超过支撑梁承载力的机械禁止通行。
2.9.6 在土方开挖过程中，必须加强对马道周边支撑梁及基坑周边的监测，如发现异常应及时向项目部应急指挥部汇报，待隐患排除后方可恢复施工。
2.10 基坑底部不同高差部位的二次土方施工
2.10.1 本工程基坑底部有不同的标高：一期工程地下车库基底与主楼基底高差约为1.40m，主楼电梯井部位与其他部位高差约6~7m，故在基坑坑底存在二次开挖。
2.10.2 当基坑高差小于3米，拟采用放坡+素喷支护。土方施工时应按照要求的1:1坡度（45°）进行土方开挖，并及时进行砼护坡（喷射砼强度C25厚度2，网筋Φ8@200×200）施工。
2.10.3 为保证喷射砼厚度和稳定，修坡完成后在坡面打入长800Ф20短钢筋作锚杆，每隔1米一根，露出坡面100。Φ8@200×200钢筋网与初喷砼间垫起40，钢筋网搭接300，用铁丝绑扎。设置2φ16加强筋压在钢筋网和锚筋上，与锚筋头焊牢。喷射砼强度C20，厚度2。
2.10.4 当基坑高差大于3米时，拟采用双排旋喷桩+4道锚杆支护的方法。