11号宿舍楼等12项基坑支护及降水工程施工组织设计(3.29)

CHINA CORPORATION OF COAL GEOLOGY ENGINEERING

11号宿舍楼等12项

基坑支护及土方开挖工程施工方案

编制：

审核：

审批：

中煤地质工程总公司

2011年05月10日

目录

第1章工程概况 (1)

1.1工程概况 (1)

1.2场区工程、水文地质条件 (1)

第2章基坑支护设计 (3)

2.1支护设计依据 (3)

2.2基坑支护方案的设计 (3)

2.3基坑监护方案（应甲方委托第三方监测） (11)

第3章土方开挖施工方案 (12)

3.1土方工程的指导思想 (12)

3.2施工准备 (12)

3.3土方施工 (13)

3.4 土方开挖质量保证措施 (14)

第4章施工方法 (15)

4.1 土钉墙施工 (15)

4.2 桩、锚支护施工 (16)

4.3 挡土墙施工 (20)

第5章施工总体布署 (22)

5.1 施工程序及进度 (22)

5.2 进度计划平面图 (22)

5.3 施工部署 (22)

第6章质量保证措施 (25)

6.1 质量控制标准 (25)

6.2 组织保障体系 (25)

6.3 质量保证程序 (26)

6.4 过程质量执行程序 (26)

6.5 各主要分项工程质量保证措施 (26)

6.6 技术资料保证措施 (28)

6.7 各主要分项工程质量标准 (28)

6.8 质量问题的处理 (29)

第7章工期保证措施 (30)

7.1 施工技术保障 (30)

7.2 人力资源保障 (30)

7.3 机械设备保障 (30)

7.4 材料保障 (30)

7.5 计划控制保障 (31)

7.6 过程控制保障 (31)

7.7 专业施工保证 (32)

第8章安全、文明、环保及消防保卫措施 (33)

8.1 安全施工管理 (33)

8.2 文明施工管理 (38)

8.3 环境保护管理 (40)

8.4 消防保卫管理 (42)

第9章安全施工应急预案 (44)

9.1 监控与预警措施 (44)

9.2 预警参数 (44)

9.3 物资准备 (44)

9.4 安全施工应急处理措施 (45)

第10章计算书 (47)

10.1 1号基坑E-A段桩锚支护（基坑深度10.93m） (47)

10.2 1号基坑D-E段桩锚支护（基坑深度按10.28m） (52)

10.3 1号基坑B-C段桩锚支护（基坑深度按10.28m) (57)

10.4 1号基坑A1－A2段、C－D段土钉墙（槽底-10.28m，地面-0.2m） (63)

10.5 1号基坑A－A1段、A2-B2段土钉墙（槽底-10.93m，地面-0.2m） (66)

10.6 2号基坑(17号楼，基坑深度9.78m，槽底标高-10.48m） (70)

第1章工程概况

1.1工程概况

拟建场地位于北京市亦庄经济技术开发区东区，由蓝领区、白领区两个部分组成，场地现状平整，市政完备。地貌属于冲积平原，场地平坦，地面标高为24.57~25.35m，红线外地下埋有各类地下管线。

拟建建筑物为白领区及蓝岭区职工宿舍及相关配套设施组成，总用地面积

91558m2，总建筑面积为258300m2.本次基坑支护及降水包括11#、12#、13#、14#、

15#、16#、17#白领区宿舍楼。

白领区总建筑面积151000m2，其中宿舍楼地上18~27层、建筑高度53.2~80.0m、剪力墙结构，地下3层、筏板基础，±0.00＝26.20m，11#、12#基础底标高－11.13m，13#、14#、15#、16#、17#、基础底标高－10.68m，17#基础底标高－10.48m。

1.2场区工程、水文地质条件

1.2.1场区工程地质条件

根据中铁工程设计院有限公司提供的岩土勘察报告，拟建场地各地基土层自上而下的分布情况摘要如下：

1.2.1.1 人工堆积层

①耕植土层，由植物根系组成。该层厚度为0.3~1.8m，层底标高介23.19~24.99m 之间。

1.2.1.2 一般第四纪沉积土层

②. 粘质粉土砂质粉土：褐黄色，稍湿，中密~密实，中高层压缩性，含云母片、氧化铁，加黄褐色②2砂质粉土粘质粉土，密实、②粉质粘土层可塑。该层厚为

1.3~3.2m，层底标高18.72~2

2.99m。

③.粘质粉土砂质粉土：灰褐色，湿，中密~密实，含有氧化铁。局部夹灰褐色③1粉质粘土、③2土层，该层厚度为0.4~7.3m，层底标高14.3~20.81m。

④细砂：灰褐色，中密，饱和，矿物成分以长石、石英为主。该层厚度为

1.5~9.0m，夹灰色④1质粉土砂质粉土层、中密，底标高介于1.0~9.6m之间。

⑤粘质粉土：褐黄色，饱和，密实，含氧化铁、云母片，局部夹黄褐色⑤1粉质粘土，⑤2黄褐色粘土层，该层厚度为0.8~9.1m，层底标高-0.01~11.7m。

⑥粉质粘土层，黄褐色，可塑，湿，含云母，局部夹黄褐色⑥1质粉土砂质粉土层、⑥2砂层，该层厚度为0.7~9.2m，层底标高-10.23~0.33m。

⑦细砂：黄褐色，密实，饱和，矿物成分及长石、石英为主，加灰色⑦1可塑粉质粘土层，该层厚度为0.7~9.2m，层底标高-10.23~-0.33m。

⑧粘土层，黄褐色，硬塑，湿，含云母，局部夹黄褐色⑧1实细砂层，该层未揭穿。

1.2.2场地水文地质概况

根据岩土勘察报告，拟建场地水文地质如下：

勘察期间地下水水位

拟建场地在勘察期间勘察深度范围内揭露的地下水有一层，地下水类型为潜水，主要受大气降水补给，地下水水位埋深6.2~10.6m，相应水位标高为14.74~18.37m，并以垂直蒸发与地下径流为主要排泄方式。

历年最高水位接近自然地表。

近3~5年静止水位标高为19.5m。

抗浮设防水位标高21.0m考虑

防渗水位按自然地面考虑

地下水对建筑材料的腐蚀性评价

根据蓝领区14#、49#孔各取一组水样，根据水质分析试验报告水分析试验成果依据中华人民共和国国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009）版，按环境类型该场区地下水碓混凝土结构具弱腐蚀性，按地层渗透性该厂区地下水对混凝土结构具微腐蚀性，在干湿交替环境下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性，而在长期浸水的环境下对钢筋混凝土结构中的钢筋微腐蚀性。

第2章基坑支护设计

2.1支护设计依据

1．本工程的《岩土工程勘察报告》及部分设计图纸

2．《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）

3．《基坑土钉支护技术规程》（CECS96：97）

4．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

5．《建筑基坑支护技术规程》（DB11/489-2007）

6．《建筑基坑支护技术规程》（北京市地方标准）

7．《北京市建设工程施工降水管理办法》

2.2基坑支护方案的设计

2.2.1支护形式及支护段的划分

本工程分两个基坑，11#12#13#14#15#16#宿舍楼和地下车库为一个基坑命名为1号基坑,,17#宿舍楼为2号基坑。1号基坑±0.000=26.20m,自然地面按-0.20考虑，基坑深度10.28~10.93米，

基坑西侧D-A段段行走重车，并地下1.5m范围内埋有热力、雨污水、上下水等管线，为有效保证基坑安全，设计护坡桩桩顶至地面，两道预应力锚索。

A-B段无重要荷载，采用复合土钉墙支护，两道预应力锚索，放坡坡度为1：0.3.

B-C段因距离红线较近，采用下部桩锚支护+上部2m土钉墙桩顶挡墙支护，护坡桩中间设一道预应力锚索。该部位的1－1剖面因距离红线仅2.0m，为保证降水井施工及施工人员通过，采用护坡桩中心距离结构边线500mm，结构施工采用单侧支模板的方式，贴着护坡桩内皮砌筑防水保护墙，采用下部桩锚+上部2m桩顶挡土墙形式，施工顺序为降水井施工、土方开挖、护坡桩施工、连梁施工、桩顶挡墙施工、墙后回填土。降水井施工过程中工地围挡需拆除。

2号基坑±0.00=26.70m，自然地面按-0.7m考虑，基坑深度9.78米，基坑支护采用复合土钉墙，一道预应力锚索，放坡坡度为1：0.3。

护坡桩桩径600mm，桩距1.2m，桩顶设400mmx600mm连梁，护坡桩及连梁混凝土强度均为C25。

护坡桩：合计287根

2.2.2设计条件

1．土层参数

表2-1

2．地面载荷取值为20KPa，荷载距基坑边距离≥3.0米。

3．基坑周围一倍深度范围内没有重要建筑物，基坑侧壁重要性系数取1.0。

2.2.3基坑支护设计

2.2.

3.1计算过程

本基坑设计过程采用理正深基坑设计软件6.01版本进行计算，抗倾覆安全系数不小于1.2，整体稳定安全系数大于1.3，设计过程详见计算书。

2.2.

3.2计算结果

1．土钉墙支护设计

表2-2 一号基坑A1-A2段、C-D段土钉墙设计参数

表2-3 一号基坑A- A1段、A2－B段土钉墙设计参数

表2-4 二号基坑土钉墙设计参数

（1）土钉倾角为10度，土钉孔位在坡面上呈梅花形布置，杆体应平直，杆体轴向间隔2.0m设置一个对中支架。土钉头部为L型时，杆体与围弯直线部分夹角为90度，横向布置的加强筋与围弯部分平行，采用电弧焊单面焊接的方法，将二者接触部位焊接牢固；

（2）土钉锚孔注水泥浆，水灰比为0.4～0.5；

（3）土钉墙面层编Φ6.5 @200mm*200mm钢筋网，双向配筋交叉点应绑扎，钢筋网搭接长度应大于300mm。钢筋网外设横向和纵向加强筋（采用Φ16钢筋），横向加强筋与土钉锚头焊接；

（4）土钉面层喷射100mm厚的C20细石混凝土，混凝土配合比为水泥：砂子：石屑=1：2：2；

（5）坡顶散水做1.0m宽，反向坡比0.02：1，做法同土钉墙面层。

（6）对局部滞水丰富的坡面处，应设置排水导流管。排水管采用直径20mm、长1.0m的塑料管，插入土体的一端加工成花管，花管外缠80目的尼龙网，导流管的设置根据现场情况确定。

2．桩锚支护设计

（1）护坡桩设计

护坡桩桩径为600mm，桩距为1.2m，混凝土强度为C25，桩顶标高、桩长、嵌固深度、桩身配筋及桩数见下表：

表2-5 护坡桩参数

●护坡桩箍筋为φ6.5@200，加劲筋为Ф16@2000。

●护坡桩主筋锚入连梁长度为400mm。

（2）连梁设计

连梁截面为600mm×400mm(宽×高)，配筋为3Ф20+4Ф16+3Ф20，箍筋为φ

6.5@200，混凝土强度C25。

（3）锚杆设计

表2-6 锚杆设计参数表1

表2-7 锚杆设计参数表2

（4）挡土墙设计

桩顶挡墙为37砖墙，采用MU7.5红机砖，M5.0水泥砂浆砌筑。挡墙顶部及挡土墙中部设置370mm×240mm的混凝土圈梁，梁身混凝土强度等级为C25，主筋保护层厚度25mm。挡墙中设置370mm×370mm的混凝土立柱，立柱间距＠2600mm，柱身混凝土强度等级为C25，主筋保护层厚度25mm。护坡桩冠梁混凝土强度等级C25,主筋混凝土保护层厚度为25mm。详见下图。

A-A

为保证墙体整体性及稳定性，在挡土墙的端部（与原土钉墙相连处）及转角

处增设立柱。砌筑时需设拉结筋，拉结筋为ф8，长度为1000mm ，间距为500mm 。

（5）桩间土保护设计

桩间土应修正成拱形，将桩间土的土压力传至桩上；

桩间土采用喷射混凝土护壁，要求如下：视桩间土密实情况和含水情况，40×40×2mm 钢板网，用长500～700mm Ф14钢筋横向加强筋固定于护坡桩上（用膨胀螺栓固定），加强筋垂直间距为1.0m ，加强钢筋离开土面10～15mm ，保证保护层厚度，并作为控制喷射砼厚度的标记；喷射混凝土：采用P. S.A 32.5矿渣硅酸盐水泥，水泥：砂：石=1：2：2.重量比）；喷射混凝土厚度30～40mm ；

因支护结构要经过冬季，要注意桩间土的防冻，避免因冻涨对支护结构产生影响； 桩间土的护壁应随挖土方开挖同步进行；

桩间土发生渗水时应插入塑料花管，之后喷射混凝土，并采取保护措施，防止灰浆阻塞管口，影响排水。

（6）1号基坑处理措施

根据勘察报告，1号基坑面积大，跨度也大，含水层为砂质粉土及细砂④层，这含水层水量较大，分布丰富的潜水，且接受大气降水补给以及管线渗漏补给，只在外圈布置降水井难以全部覆盖整个基坑。含水层均为细颗粒土，如果不采取措施，开挖后会造成桩间土流失，严重时会引发地面沉降及周围地下管线破坏，因此针对本场地的水文地质条件，采取如下措施：

1）在连梁施工后，即等待混凝土强度、张拉锚杆期间，提前在距离连梁3－5m 距离的基坑内，每隔10－15m 间隔，开挖若干6－7m 深度的集水槽，将水提前引至槽内用水泵抽走，降低水压力及水位，为下步开挖创造条件。

3）基坑开挖到含水层后减小开挖深度（1m 左右），分段进行开挖（10m 左右），开挖时先离开桩边一定距离开挖，让地下水充分释放，水量减小后再开挖至桩边，然后立即进行桩间土喷射，喷射混凝土时掺入速凝剂，面层钢筋网固定在护坡桩上，并在含

水层的底部设置导流管排水，导流管做法如图所示。

底部缠尼龙网

桩间土排水示意图

（7）工程量（估算值）

表2-8 工程量估算表

2.3基坑监护方案（应甲方委托第三方监测）

采用信息化施工，确保基坑开挖过程中的安全，必须对基坑进行监测，方案如下：1．观测点的布置：除了在桩顶连梁上布置观测点，还要在土钉墙坡顶散水上布置观测点。观测点每15~20米布置一点。

2．观测精度要求：

（1）满足国家三级水准测量精度要求

（2）水平误差控制<0.6mm

（3）垂直误差控制<0.5mm

3．观测时间的确定:

（1）从基坑开挖至基坑回填期间应作基坑变形观测。

（2）基坑开挖过程中，观测时间每天一次, 必要时连续观测, 基坑开挖完7天后, 可由每天一次到3天一次, 15天后每周观测一次。

4．场地查勘与记录:

（1）施工前对原场地进行全面调查, 查清有无原始裂缝和异常并作记录, 照相存档。

（2）每次观测结果详细记入汇总表并绘制沉降与位移曲线。

5．注意事项

（1）每次观测应用相同的观测方法和观测线路。

（2）观测其间使用一台仪器，一个人操作，不能更换。

（3）加强对基坑各侧沉降，变形观测，特别对有地下管线的各边坡可进行重点观测。

（4）护坡桩桩顶位移预警值不大于20mm。

（5）土钉墙坡顶位移预警值不大于30mm。

第3章土方开挖施工方案

3.1土方工程的指导思想

由于基坑面积较大，土方工程要为后续工程施工创造出良好的工作面。要保证在计划工期内完成土方开挖，必须把土方开挖、护坡工程和CFG桩工程有效地结合起来、统筹进行安排，使交叉施工合理衔接，并互相创造条件。

要紧密结合工程的特点和要求，充分考虑现场条件、运输条件、分阶段施工步骤和工程总体部署等各种因素，安排好各工序的穿插施工，有效投入与合理安排足够的土方工程的机械设备，合理安排土方开挖的先后顺序、分阶段的开挖部位和深度、以及运输坡道的合理布置，以满足工期要求。

土方工程不仅要为护坡、降水以及后续结构施工及时创造工作面，而且要保证在土方施工过程中地基基础土层不受扰动与破坏。

土方工程必须完全符合北京市环境保护要求，科学组织以减少交通拥堵和噪音对市民生活的影响等。

3.2施工准备

3.2.1机械设备的投入及运输能力的分析

该工程1号、2号基坑土方开挖共分四部分，第一部分为：土钉墙施工；第二部分为护坡桩、锚杆及CFG桩施工；第三部分为人工开挖清底；第四部分为收马道及封马道。此工程共计约有20.5万m3土方。

卸土地点平均距工地15km，平均每辆车的运输能力为20m3/次，一辆车的运输能力为150m3/天，平均一天出土量为4000m3，土方施工配备4台挖土机，30辆运土车。

3.2.2卸土场及土方运输路线

由于本工程土方量较大，土方的外运是关键，投标人针对本工程所处的地理位置，决定选择2个卸土场，在各卸土场安装照明，布置推土机，以满足夜间施工需要。同时维护好交通秩序，尽量减少对市民的影响，从而保证运土路线的畅通。

3.2.3现场准备

1．出口搭设拍土架子。保证每一辆车进行清理，并加盖帆布。

2．作冲洗池和沉淀池准备，冲洗池上要有铁篦子，道路作地面硬化。

3．平整场地，清除障碍，若遇到大的障碍用冲击炮将其破碎再装车运走。

4．基坑四周布置6-8个太阳灯，做好夜间照明准备。

5．每日提前完成土方开挖线，并随时跟进测量，保证开挖线尺寸与标高。

3.3土方施工

3.3.1车辆组织

每一次土方开挖时，运土车数量达30辆，这么大的车流量，必须经过周密的部署，保证车流量有序流动，才能确保土方顺利运出，这是本工程的关键，只有这样才能为下边的工作创造条件。30辆车，2个卸土场，计划每条线上的车流量控制在15~20辆之间，同时每条路线的车辆规定对应相应的挖土机，这样才能保证现场挖土和出土忙而不乱，井井有条。

为了保证各个车队（按每条线为一个车队）按计划路线行走，每条线上的车标上不同颜色，规定哪种颜色车专跑哪条线。

3.3.2坡道设置

根据现场实际情况，土方施工设三个出土口，三个坡道，具体位置详见土方开挖示意图；

3.3.3土方开挖

全部土方分四部分计划：

1．第一部分（深度0~2.0m土钉墙）：沿基坑周边分层开挖土钉墙工作面，每层开挖深度分别为1.5m,1.5m。以配合土钉墙作业分步进行。

2．第二部分（深度2m至锚杆位置）：桩间护壁分步开挖，每步深度1.4米。待基坑锚杆张拉结束后进行第三部分开挖

3．第三部分（锚杆位置至槽底）：分步开挖，施工桩间护壁，直到设计槽底。见底时预留300mm厚保护土，由人工拣底清土，对一号基坑中11#12#13#14#15#16#施工至槽底CFG桩作业面控制标高后停止土方施工，进行CFG桩施工，完毕清除剩余土方。

4．第四大步，余土挖运并收取坡道。

各项施工准备工作和先施工项目完成后，即可进行土方开挖。因土方开挖与护坡分层高度不尽相等，因此土方开挖要与护坡密切配合，在该段护坡施工前一天晚上为护坡创造工作面，即在基坑周边留置宽度为10米左右支护施工所需的工作平台，土方施工要在每天给护坡提供2段各50米左右的工作面，严禁超挖造成基坑支护不安全。

（1）第一部分土方开挖时，主要为土钉墙施工创造工作面。

（2）第二部分土方开挖时，主要为锚杆施工及桩间护壁创造工作面，并严禁超挖。

3.3.4坡道土方收尾

1．坡道处土方收尾采用2-3台挖土机进行接力挖除，装车运走。此步土方量三个出土口约有12000方。

2．坡道根部土方，用长臂挖掘机将土方吊出，装车运走。

3.因基坑内有6栋楼的CFG桩，出土过程中应预留CFG桩出土道路，合理安排清土顺序。

3.4土方开挖质量保证措施

1．土方施工设专人指挥，技术员进行书面交底，严格执行施工方案。

2．挖土机司机必须要按照开挖白灰线施工。

3．测量员随时测量，保证基底标高，槽底土壤不得扰动。

4．夜间施工有足够的照明。

第4章施工方法

4.1土钉墙施工

4.1.1施工工艺流程

土钉墙施工工艺流程见下图：

图5-1 土钉墙施工工艺流程图

4.1.2主要工序施工方法

1．修坡：采用人工修坡，坡度由人工吊线控制；

2．土钉成孔：采用人工洛阳铲成孔；

3．土钉钢筋加工：采用切割机截断钢筋、电焊采用人工电弧焊焊接，每2.0米焊4一组对中支架；

4．钢筋置入：人工将加工好的土钉钢筋置入孔内；

5．注浆液搅拌：采用搅拌机搅拌，水灰比控制在0.4－0.5左右；

6．注浆方法：采用孔底注浆法注浆，保证注浆质量。

7．面层钢筋网编制：钢筋网在坡面上采用绑扎的形式人工编制，钢筋网间距符合设计要求；

8．喷射混凝土拌料：采用人工拌料，随用随拌；

9．喷射混凝土：采用干式锚喷机喷射。

4.1.3土钉墙施工技术要求

1．土方开挖严格控制坡度，一定要符合设计要求，坡面不平整度不大于±2cm，修整后，保证坡面平整度；

2．土方开挖必须与土钉墙施工密切配合，土钉墙施工工作面必须分层进行土方开挖，每层挖土深度不超过每道土钉设计超挖深度，一则便于土钉施工，二则避免超挖造成边坡失稳；

3．每进行下一步土方开挖，必须在本道土钉面层喷射砼强度达到设计强度70%后进行，并在下步土方开挖时注意对上道土钉及面层的保护，避免碰触已施工完的土钉及面层；

4．钻孔直径、深度、角度、注浆均要满足设计要求，做到各环节施工后有人验收；

5．面层钢筋网编织时，钢筋搭接不小于300mm，钢筋网与坡面之间保证3～5cm 距离；加强筋压在钢筋网上，水平、斜向与土钉钢筋采用“L”筋搭接焊接；

6．遇到坡面有渗水现象时，面层上要安装导流管。

4.2桩、锚支护施工

4.2.1护坡桩施工

4.2.1.1护坡桩施工工艺流程

护坡桩采用长螺旋钻机成孔、压灌混凝土后插钢筋笼施工工艺，工艺流程如下：

图5-2 护坡桩施工工艺流程

4.2.1.2施工工艺要求

1．钢筋笼加工

（1）钢筋笼加工工艺流程

图5-3 钢筋笼加工工艺流程

（2）钢筋进场验收及送检

由于现场施工场地狭小，钢筋进场需按计划进场，同时必须出具出厂合格证及试验报告（材质证明）报监理审核。原材取样：钢筋进场后同炉号、同批量、同规格每60t