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地下室土方开挖及基坑支护工程施工方案

第一部分、地下室土方开挖及基坑支护工程施工方案

华南理工大学建筑设计研究院

地基与基础工程施工质量验收规范

建筑工程施工质量验收统一标准

全国勘察设计注册土木工程师（道路工程）专业考试标准、规范、规程、技术（设计）手册目录.pdf建筑机械使用安全技术规程

肇庆市大唐盛世住宅小区G幢工程

肇庆市文明房地产有限公司

华南理工大学建筑设计研究院

肇庆资信设监理有限公司

肇庆市第二建筑工程集团有限公司

结合施工现场情况，为保证周边建（构）筑物的安全和基础施工的顺利进行，地下室须对基坑进行放坡及有效支护。

本场地工程地质性质详见《工程地质勘察报告》。

根据地形勘察报告，该场地范围内地层自上而下分为：1）杂填土层、2）亚粘土层、3）淤泥层、4）强风化碳质热岩，5）石炭岩层。其中杂填土层：层厚约1.0～2.0m；亚粘土层：层厚约3～5m；地下室土方开挖至自然标高以下约4.5m。

三、地下室土方开挖及基坑支护方案设计

根据现场场地及施工安排，地下室土方开挖基坑四周均采用放坡，土方开挖采用机械大开挖，人工配合清除基底预留土层。

根据降水观测情况满足开挖条件后，从工地北侧开始，按由北向南的挖土机行走方向进行分段分层开挖。最后开挖工程西侧。土方的开挖采用两台反铲挖土机，2辆运土车，一台汽车吊（人工清理基底土层时吊运基坑内土体）。

土方开挖时，基坑边界周围地面应设排水沟、集水井，且应避免漏水、渗水进入坑内。结合工地施工现场的实际情况，为了防止塌方保证施工安全，确定适当的土方边坡坡度为：土方开挖放坡的坡度为1:0.50~1：0.75。

根据本地下室工程的实际地质条件，本地下室基坑基坑支护方法，其主要做法为：

东、西向基坑周边采用基抗脚打单排松桩（见大样图），南向采用双排桩（大样图二），以防止边坡失稳塌方，松桩长度4米不等，坡面挂网浇砼。东向基坑放坡，坡度为i=1:0.51,南、西向放坡坡度为i=0.7；北向为原大唐盛世一期工程地下室侧壁剪力墙，不用支护。放坡基坑侧壁浇注混凝土全封面支护，以防止边坡失稳塌方，基坑顶面及底脚采用砼斜面排水。

基坑支护方法如下图示：

土方开挖分二层进行，以机械开挖为主，局部土方采用人工修挖。

其总的施工顺序为：现场三通一平→杂填土清理→测放开挖上口线→基坑周边打设松桩→一层土方开挖→二层土方开挖→承台、基础梁挖土→修土→验槽、基础施工

挖土流程：挖土机自中间向两边边退边挖，第一层土方机械开挖2米左右，运土出口设在基坑西部设6m宽坡道，上铺道渣供挖掘机和自卸汽车出入，坡度≤22%。

第二层土在第一层土全部完成后进行，机械开挖厚度为1.5米左右，余下50cm用人工开挖，由于此层土已至底板，开挖时应注重基底土的保护。

挖至基底后随即进行修整及局部特殊边坡的处理。

五、土方开挖和基坑支护施工方法

土方开挖前，先勘察清楚场地范围内种种管线埋设情况，并安排拆除或搬迁。

进行测量定位，放好坡顶线、坡底线，经复测及验收合格后开始开挖。

土方开挖时，在自然地面上基坑边外约1m处设排水坡。基坑顶周围的地表水要及时排除，防止地表水流入基坑。

开挖基坑按方案设计的合理开挖顺序和分层开挖深度，连续地进行施工。挖土机械选择反铲挖土机2台，容量为1.0m3，每台班挖土500方左右。

挖土时必须严格控制挖土速率，挖土区高差不能过大，特别要注意掌握围护结构与周边土体的稳定动态。

土方开挖由专人指挥，采取分层分段对称开挖。下层土在上层边坡土体稳定情况下，局部做好边坡支护施工完毕一天后，才可继续开挖。并严格遵循“分层开挖、严禁超挖”及“大基坑小开挖”的原则。并按围护结构要求及时修整边坡及放坡，防止土方坍塌。

机械挖土分二层由上而下进行开挖，不得局部一次深挖。第一层挖深约2m，第二步约挖1.5m。预留约50cm土层人工清理。

第一步先挖去面层土层，从工地北侧开始开挖，自西向东的行走方向进行，开挖时边坡预留20cm人工清理。再挖基坑中心基土至－2m，随挖土随修边坡，（开挖时按实际情况可对边坡进行覆盖帆布，防止雨水冲刷，造成边坡土积水引起基坑滑坡）。

土方开挖工程质量验收标准

允许偏差或允许值（mm)

长度、宽度（由设计中心线向两边量）

用2m靠尺和楔形塞尺检查

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。

局部位置由于受场地限制，或土质情况较差的地方，在开挖前需在坡顶位置打入松（木）桩，进行边坡支护。

开始第二步开挖。挖土机回到第一步开挖起始点按第一步行走方向进行第二步开挖至标高接近基础底板标高时，边抄平边配合人工修挖清槽，防止超挖。为避免超挖，挖掘机挖土至设计标高处剩下15~20cm土方，余下土方人工修土。对挖土方后，基坑底面采用换埋碎石压实。

施工人员同时做好边坡修整、根据本地下室工程的实际地质条件，本地下室基坑基坑支护方法，其主要做法为：东、南、西向基坑周边采用基抗脚打单排松桩（见大样图），松桩长度4米不等，水平间距约0.5米。东向基坑放坡，坡度为i=1:0.51,南、西向放坡坡度为i=0.7；北向为原大唐盛世一期工程地下室侧壁剪力墙，不用支护。放坡基坑侧壁浇注混凝土全封面支护，砼厚度约为100mm以防止边坡失稳塌方，基坑顶面及底脚采用砼斜面排水。

土方开挖完成后，沿坑底四周开挖排水沟。为防止地下水及雨水浸泡槽底，沿基坑底周边设30cm宽，30cm深排水渠，排水渠每隔15m设置一个集水井。并配备抽水泵，随时抽出坑内积水。

基坑开挖施工至基础底板标高时，基坑底面采用换埋碎石压实。

基坑底排水设置在离坑边0.5m处。

本工程所挖出的土方采用场外弃土，用自卸汽车外运。土方外运时，应做好汽车外部的清理工作，安排专人清洗运输车辆，以免造成城市环境污染。

六、土方工程的安全技术

土方施工前，必须对场地内的地上和地下管理、电缆及高压水管等情况了解清楚。

加强技术交底，并认真监督、实施。

在挖土前对已压桩的范围标明桩位，以方便挖土机操作，挖土机不得碰触工程桩及围护结构。

基坑开挖时，多台机械开挖，挖土机间距应大于10米。挖土自上而下，逐层进行，严禁先挖坡角或逆坡挖土。

基坑四周要设立足够的防护栏杆，设两道横杆，并有醒目的警告标志，以免人员坠入坑内，造成伤亡事故。

基坑开挖应严格按要求放坡。坑上堆土或堆物要离坑边1米以外。

在机械挖土的工作范围内，不许闲人通行或进行其它工作。派专人指挥挖土，土方操作手要听从指挥。

人工吊运土方时，应检查起吊工具、绳索是否可靠。吊斗下面不行站人。

基坑四周坑边不准堆积弃土，不准堆放建筑材料、存放机械、水泥罐及行车。应严格控制堆放荷载，不得超过15kPa。当有特殊要求时应另行商定。

夜间施工要有足够的照明设施，要派电工值班。

七、基坑施工现场监测

本工程对侧壁变形和位移要求较高，因此，必须随时通过施工过程中的现场监测掌握围护结构工作状态及周边环境变化情况，针对出现的各种导常现象及时调整施工工法和参数，全过程实施信息化控制，确保施工安全。其目的在于：

通过施工全过程结构位移监测，将其控制在设计警戒值内，保证基坑及周边建筑物的安全。

通过对施工监测数据的相关分析和信息反馈，掌握基坑施工的变形情况，及时修正设计和指导施工，对基坑施工过程进行有效的预测和控制，优化施工工序。

通过基坑支护及周边建筑物长期监测，判断基坑及周边建筑物是否处于安全。

1)、为了确保基坑在开挖过程中围护结构的安全，在基坑开挖过程中进行工作环境监测。

2)、监测点根据围护设计方案进行。最大水平位移限值50mm，每天发展不超过10mm，超过此限值时应停止施工，研究发生原因，采取必要的措施，基坑内外监测点根据设计要求，现场实际情况布置。

7.2施工监测基本思路

（1）周围环境监测，包括周围建筑和道路的路面沉降，裂缝的产生和发展。

（2）土体的侧面位移监测。

（3）土体的沉降观测。

（4）基坑内外地下水位观测。

7.4.1围护结构监测方法

水平位移观测即采用小角度进行平面位移观测包括角度交会和小角度法。

垂直位移沉降观测即读取标高之绝对差。

观测工作结束后应提交位移、沉降观测表，位移、沉降分析报告。

7.4.2基坑内外水位观测。

布置：沿东西边各布置2个，南北各布置1个。

方法：直接用钢尺量取。

警戒线：基坑开挖引起坑外降水位不得大于1m。

提供成果：随基坑开挖深度地下水下降变化曲线。

7.4.3周边沉降观测

测点布置：用钢筋打入土层，砼固定。

观测方法：水准仪观测。

提交资料包括布置图，观测成果，沉降曲线。

支护结构的最大沉降量控制值40mm、最大位移控制值为50mm。其中基坑南侧市政路最大位移控制值为30mm。基坑周边应每巡查，检查地面是否有开裂迹象，须即时填补。

在工程施工过程中，监测结果应及时整理，以周报、月报的形式送有关各方，工程结束时，提交完整的监测报告，报告内容包括：

（1）工程概况、监测目的。

（2）监测项目，测点布置。

（3）采用仪器型号、规格标定资料。

（4）监测资料的分析处理。

（5）监测值全时程变化曲线。

7.7监测质量保证措施

（1）测点布置力求合理，应能反映出基坑支护施工过程中结构的实际变形和应力情况及对周围环境的影响程度。

（2）测试元件及监测仪器必须是正规厂家的合格产品，测试元件要有合格证，监测仪器要定期校核、标定。

（3）测点埋设应达到设计要求的质量。并做到位置准确，安全稳固，设立醒目的保护标志。

（4）监测工作由我公司科研所成立专门的量测小组负责完成。并由多年从事监测工作及有类似工程监测经验的工程师负责，小组其它成员也是有监测工作经历的工程师或测工。

（5）监测数据应及时整理分析，一般情况下，应每周报一次，特殊情况下，每天报送一次。监测报告应包括阶段变形值、变形速率、累计值，并绘制沉降曲线、历时曲线等，作必要的回归分析，及对监测结果进行评价。

（6）如发现监测数据异常，应立即复测，并检查监测仪器、方法及计算过程，确认无误后，立即上报给甲方、监理及单位主管，以便采取措施。

八、基坑失稳的应急措施

在基坑施工过程中，若发现基坑壁位移增加速率连续增大或位移超过基坑深度的8‰（规范要求），则采取如下应急措施；：

停止该段土方继续下挖，基坑顶层尽可能卸荷。

若土方开挖过程中，开挖面流砂、淤泥漏出，立即用挖机向开挖工作面回填土或粘土。

若遇雨天，防止地表水下渗。可在边坡覆盖帆布。

若基坑深层滑移，按间距350沿护壁底施工竖向抗滑50×100、L=4000的木桩，木桩顶用方木连成整体。

若基坑顶向坑内位移，则在基坑顶使用拉筋，使变形稳定。

若基坑护壁向前位移，则立即用挖土机回填，直至位移稳定，再采取加固措施后继续开挖。

平时备好编制袋，部份预先装好砂，一旦发现位移增大可用砂袋回填反压。

由于基坑失稳原因多种多样，具体处理方法只有现场分析原因，再根据实际情况作出处理措施。

总之，在挖土过程中严格按挖土方案进行机械开挖，并配合监测单位随时注意基坑周围的变化，确保基坑围护的安全。

大样图一土坡稳定性计算书

本计算书参照《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业出版社、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著人民教同出版社、《地基与基础》第三版中国建筑工业出版社、《土力学》等相关文献进行编制。

计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算，由于该计算过程是大量的重复计算，故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果，省略了重复计算过程。

本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上的作用力。

条分方法：瑞典条分法；

基坑外侧水位到坑顶的距离(m)：3.000；

基坑内侧水位到坑顶的距离(m)：4.000；

序号放坡高度(m)放坡宽度(m)平台宽度(m)条分块数

11.000.201.000.00

22.804.001.000.00

序号类型面荷载q(kPa)基坑边线距离b0(m)宽度b1(m)

序号土名称土厚度坑壁土的重度γ坑壁土的内摩擦角φ内聚力C饱容重

(m)(kN/m3)(°)(kPa)(kN/m3)

1填土1.0018.5025.0014.0022.00

2粘性土5.0018.7525.0027.0022.00

根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着：

1、土条自重，2、作用于土条弧面上的法向反力，3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。

将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足≥1.3的要求。

Fs=∑{cili+[(γh1i+γ'h2i)bi+qbi]cosθitanφi}/∑[(γh1i+γ'h2i)bi+qbi]sinθi

其中，根据几何关系，求得hi为：

当h1i≥hi时，取h1i=hi；

当h1i≤0时，取h1i=0；

将数据各参数代入上面的公式，通过循环计算，求得最小的安全系数Fs：

计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心Y(m)半径R(m)

计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心Y(m)半径R(m)

第2步3.35731.0652.4435.8186.310

大样图二土坡稳定性计算书

本计算书参照《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业出版社、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著人民教同出版社、《地基与基础》第三版中国建筑工业出版社、《土力学》等相关文献进行编制。

计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算，由于该计算过程是大量的重复计算，故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果，省略了重复计算过程。

本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上的作用力。

条分方法：瑞典条分法；

基坑外侧水位到坑顶的距离(m)：3.000；

基坑内侧水位到坑顶的距离(m)：4.000；

序号放坡高度(m)放坡宽度(m)平台宽度(m)条分块数

11.000.201.000.00

21.000.201.000.00

31.802.001.000.00

序号类型面荷载q(kPa)基坑边线距离b0(m)宽度b1(m)

序号土名称土厚度坑壁土的重度γ坑壁土的内摩擦角φ内聚力C饱容重

(m)(kN/m3)(°)(kPa)(kN/m3)

1填土1.0018.5025.0014.0022.00

2粘性土5.0018.7525.0027.0022.00

根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着：

1、土条自重，2、作用于土条弧面上的法向反力，3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。

将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足≥1.3的要求。

Fs=∑{cili+[(γh1i+γ'h2i)bi+qbi]cosθitanφi}/∑[(γh1i+γ'h2i)bi+qbi]sinθi

其中，根据几何关系，求得hi为：

当h1i≥hi时，取h1i=hi；

当h1i≤0时，取h1i=0；

将数据各参数代入上面的公式，通过循环计算，求得最小的安全系数Fs：

计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心Y(m)半径R(m)

计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心Y(m)半径R(m)

第2步3.50532.5070.1282.9482.951

计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心Y(m)半径R(m)

第3步3.13929.8601.9435.5405.871

第二部分、相关管理制度

（1）在开工前，由测量与监测工程师主持周边的建筑物和邻近建筑场和环境进行现场实地调查，摄影尤其对已发现有大小裂缝作出标记特写放大摄影，并对各部位标高、倾斜等空间形态进行测量、记录、留影，并在现场设置临时水准点。

（2）会同业主代表、驻地监理、设计单位代表、周边建筑物业主，公证人员赴现场调查，对调查的文字摄影资料取得共识并签认以备查考。

（3）对基坑结构及周边的建筑物在施工期间长期设点对其下沉、位移、倾斜、开裂等动向进行严密监测记录、分析，发现问题及时上报监理《建筑工程施工质量验收统一标准填写范例与指南》(增补部分），研究采取相应的措施。

2、基坑周边建筑物的保护

（1）对周边距施工范围约50米范围内的所有建（构）筑物设置位移、变形、倾斜、开裂监测测点。施工时，加密监测频率，密切监视其动态，准备好预案对策，遇到发展趋势，即进行加固处理（如注浆加固、旋喷桩加固等）。

（2）严格控制降水，改用集水坑排水而取消降水。

（3）派人员对周边建（构）筑物及地表日夜巡查并作记录，摄像JTS 120-1-2018标准下载，随时掌握环境动态并随时反馈信息。

1、保证技术管理力量，建立技术管理体系