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云南某高层基坑支护、止水施工组织设计_secret

防渗止水、土方开挖及喷锚支护工程施工组织设计

建筑基坑开挖支护范围的确定：在考虑基础承台及施工设备占地要求，同时尽量保证周围建、构筑物免受影响的前提下，确定拟开挖基坑尺寸为47.3m（东西向）×37.6m（南北向）。

拟开挖的建筑基坑周边环境：基坑西侧紧邻一幢9层框架结构楼房（据了解其基础形式为人工挖孔桩基础），拟建商住楼的轴线与其相距仅有2mGA／T 467-2019 居民身份证验证安全控制模块接口技术规范.pdf，北侧距金湖东路边约6m，东侧距浓密池壁约5m最近不足２m，东南与钨锡分离、球磨台毗临，西南侧距硫浓密池、铜浓密池较近。

综合考虑场地工程地质、水文地质条件及基坑周边环境条件等因素，对拟开挖建筑基坑确定采用水泥系列深搅桩、树根桩防渗止水及土钉墙喷锚支护（局部增加静压预制方桩（护壁桩）进行刚性桩支护，桩顶设置冠梁）综合方案。根据拟开挖基坑平面尺寸及开挖深度，预计本次施工的工程量为：深搅止水帷幕桩约678根，累计桩长约8136延长米；树根桩止水桩约417根，累计约4170延米；静压预制方桩35棵，累计桩长约476延长米；冠梁总长约163延长米，冠梁砼浇灌量约40m3；基坑喷锚支护面积约1060m2；土方开挖量约10230m3。

二、场地工程地质及水文地质条件概况

拟建场地位于个旧市金湖东路红炮台斜对面的个旧湖畔，与个旧湖畔仅一路之隔。场地为云锡个旧选厂厂区的一部分，场地内原有厂房已拆除，场地在历史上系采选矿所形成的凹塘，塘内沉积有尾矿泥及尾矿砂，由于城市建设发展的需要，该地段已经回填，又堆填了物质成份较复杂的填土层（碎石、块石及粘性土等），形成了现状的场地地形。勘察时场地地面标高介于1688.21～1689.27m，高差为1.06m。

据中国有色昆明勘察设计研究院《岩土工程勘察报告书》，将基坑支护涉及到的各土层岩性描述于表1“土层工程地质特征表”内：

土层工程地质特征表表1

黄或褐黄夹灰色，以可塑状态为主，局部呈硬塑状态，湿或稍湿。层顶埋深5.10～8.00m，厚度为2.50～5.70m，整块场地均有分布。

深灰或灰夹灰黄色，以可塑状态为主，局部呈硬塑状态，湿或稍湿。首层层顶埋深8.10～14.60m，单层厚度为1.40～20.60m，整块场地均有分布。

按《工程地质剖面图》，开挖基坑深度范围内，坑壁主要出露的土层岩性为：①1素填土、①2冲填土，基坑底大部分处于①2冲填土层中，局部处于①1素填土层中。

据《岩土工程勘察报告书》，勘察期间所有钻孔均见到地下水，其稳定水位埋深在地面下0.50～1.70m，相当于标高1687.29～1688.02m。主要含（透）水层为①1素填土和①2冲填土。主要由个旧湖水侧向渗透补给，少量为大气降水、附近选厂及居民生活用水入渗于人工堆积层中所形成。地下水对砼结构及砼结构中的钢筋无腐蚀性，对外露钢结构具有弱腐蚀性。按基坑尺寸：48.3×28.6×4.1m3（长×宽×深）的矩形大井进行基坑涌水量估算，涌水量为5865.66～10580.58m3/d之间，水量较大，较难疏排。

三、基坑防渗止水及坑内抽排水方案

基坑开挖后，浅埋地下水及地表水将涌入基坑，既增加坑壁土体侧压力，又对坑内施工造成影响，为保证坑壁稳定和周围建、构筑物安全，基坑支护施工前需采取相应的防渗止水及坑内抽排水措施。

2、深搅桩、树根桩位置确定：

由于基坑东西两侧距原有建构筑物（东为浓密池，西为9层楼房）较近（2～6m），考虑东侧喷锚支护施工时土钉击入长度受限及西侧基坑支护采取加强措施所占空间等因素，深搅桩起防渗止水作用，树根桩起一定支护作用,以及基坑涌水量较大、基坑开挖后深搅桩将承受较大的地下水侧压力等综合因素，为确保达到良好的防渗止水效果，确定基坑周边施工双排深搅桩（内侧并插钢管或槽钢）局部施工三排或双排树根桩（插槽钢）。(深搅桩及树根桩位置确定参见基坑防渗止水及基坑支护方案图)

3、预计深搅桩工程量：

深搅桩数约678根，累计总桩长8136延米，预计32.5MPa水泥总耗用量650吨。

（二）基坑内外部的抽排水

为避免水体浸泡软化土体，并利于基坑内的作业施工，拟在基坑内外部各设置一排水沟。（外部排水沟设置根据现场具体情况定）

坑外排水沟布于深搅桩外侧，用砖砌水泥砂浆抹面修筑，宽、深0.30～0.50m，在基坑开挖前预先修筑。考虑土方开挖机械车辆运移及施工现场地下水外排管道的具体位置，坑外排水沟不必呈环形闭合状可在局部地段修筑。可根据现场具体情况，在适当位置（如在外排管道附近）砌筑沉淀池，基坑内抽排出的地下水须经沉淀池沉淀后，才可排入城市排水管道。坑内排水沟位于基坑壁底部，宽度及深度一般为0.30～0.40m，预计总长度约为138m，基坑挖至底部时修筑，修筑时可据基础外挑宽度做成明沟或盲沟。

井径D为1m，井深H为基底下1.5m，井间距L为25～30m，集、排水井数量为6口，其位置主要布设在基坑角点和南北长边中点。

在机械取土完毕改用人工清挖预留的基底之上的最后土方时，在基坑角点和南北长边中点采用人工挖掘成孔，井孔直径、深度均应满足相关要求。将两只直径约600mm高度约900mm的空油桶按照口口相对进行焊接，并在桶身上交错点焊出一定数量（孔隙率应大于15%）的φ12～φ15进水口，再切除一端桶底，最后在桶身上包裹1层20目的金属滤网，滤网外用8#铁丝按螺旋形绑扎。井筒制好后以有底一端向下安放在井孔中，并尽量使之与井孔同心，最后在井筒与井孔之间填上粒径为3～5cm的碎石作为滤料。

根据降水井数量，每口降水井中至少安放一台流量32.4～38.4m3/h、扬程大于16m的150QJ32型潜水泵，并备用3～6台，150QJ32型潜水泵总配置量不少于10台。

4）降水深度要求：在基坑范围内降低地下水位至基底下0.50～1.00m。

3、基坑开挖支护过程中坑内地下水的抽排

本工程尽管已采取了防渗止水、抽水措施，当闭合深搅桩、树根止水帷幕形成后，止水帷幕内土体中的地下水依然存在。故在基坑土方开挖前和开挖过程中需在适当位置用机械或人工挖设临时集、排水坑进行及时抽排坑内地下水。

4、基坑抽排水施工的运行管理及保证措施

1）抽排水施工前按城市建设有关规定需提前到相关部门办理城市排水排污手续。

2）抽排水设备配置应满足降排水设计方案要求。

3）供电电源及供电线路要采取相应的安全保护措施，配电箱需编号，加装安全护栏，悬挂专业警示牌，并应做好防雨、防雷击保护。为了保证排水期间抽水连续作业，防止突然性停电造成水位回升而影响抽排水效果，抽排水施工现场需备有备用电源（如：发电机、二路供电等），并配有自动切换装置。

4）为确保施工安全和施工进度，抽排水施工现场需设置临时围挡设施，临时围挡时要考虑其他机械的正常运作。

5）集、排水井口一般要高出坑底排水沟0.20～0.30m，在井口适当位置开设进水口，盖好井口，严防异物掉入井内。每口井应单独编号，以便于运行管理。

6）对抽排水运行的水泵应做好运行日记，发现异常，及时更换并组织维修。

7）对基坑抽排出的地下水作有效疏导排出基坑（即坑内集、排水井内的地下水一定要抽排到地表排水沟），避免向基坑回流、回渗。

A、搅拌桩的形状多样，不一定是独立的柱状，可以进行多个乃至数个圆柱形的搭接组合，渗透性小，能防渗止水；

B、水泥的掺入比可以根据工程需要和施工现场土的性质而变化，即使在同一根桩中也可在不同桩段采用不同的掺入比，从而形成强度不同的桩体；

C、搅拌桩施工时，水泥浆有一定压力，水泥浆压入地基后在粘性土中超空隙水压来不及消散，以至造成少量挤土现象。

有足够的施工操作面，搅拌桩施工现场应在机械设备进场前予以平整，无地下障碍物。场地过软或场地有障碍物均不利于桩机行走。

B、搅拌沉桩：当搅拌机下沉至一定深度时，即可以开始按预定掺入比和水灰比搅拌沙浆；

C、喷浆搅拌提升：搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵，搅拌机边喷浆旋转按一定速度提升，直至设计要求桩顶标高；

D、重复搅拌下沉：为使已喷入土中的水泥浆与土充分搅拌均匀，再次将搅拌机边旋转边下沉入土中，直至设计要求深度；

E、重复搅拌提升：将搅拌机边旋转边提升，再次回至设计桩顶标高，并上升至地面，制桩完毕；

F、完成移至下一桩位。

A、定位，钻机移至桩位；

B、钻孔，配合好合理钻具，钻杆、对好孔位，调整钻机，跟管钻进；

C、成孔，在钻过碎石层后，下套管跟进，钻到设计深度，插入槽钢，进入下步工序；

D、注浆，使用压浆设备导浆管将水泥浆注入孔内，在注浆过程中注意注浆量约米/40kg，以水泥浆溢出孔口为主；

E、成孔：水泥浆大量溢出孔口时停止注浆，掺入瓜子石及山沙，人工振捣密实，成孔完毕，移至下一孔位。

（一）基坑支护方案的选择

拟开挖基坑周边建（构）筑物较为密布，无放坡开挖条件；坑壁土体异常松软，坑壁土体侧压力较大，土的自立高度很低，垂直开挖基坑坑壁稳定性不能保证，须对开挖基坑侧壁采取支护措施。基坑侧壁安全等级为二级，其重要性系数为1.0。综合考虑场地工程地质、水文地质条件及基坑周边环境条件等因素，对拟开挖建筑基坑确定采用土钉墙喷锚支护及局部增加静压方桩（桩顶设置冠梁）进行刚性桩支护的联合支护方案。支护计算详见《基坑支护计算书》。

土钉墙喷锚支护的原理是通过土钉杆及喷锚网砼层与被加固土体形成统一的自承支护体系。该支护为主动支护，充分利用土体自身的力学强度，以土钉联合主动拉锚边坡土体，加上及早快速挂网喷射砼封闭坑壁土体，使其形成一个具一定强度的砼护壁，形成一个挡土联合体。另外由于土钉杆内压注水泥浆增大了土钉杆与土体的接合面，从而加大了土钉杆的抗拔力。该支护方案具有造价适中，对周围建筑物及地下管网设施影响极小，并可与土方开挖同步进行等优点。

（二）土钉墙喷锚支护设计

从自然地面下1.45m处开始设置第一排土钉，以下各排土钉竖向间距依次为1.45m、1.45m、1.35m，土钉横向间距均为1.00m，土钉布置呈梅花形错开，共设4排；土钉倾角一般为15度；土钉长度6～15m。土钉杆件为Q235φ48钢管，用气动潜孔冲击器击入法施工。土钉击入、挂网并喷砼后，从管口灌入32.5MPa纯水泥浆，水泥浆水灰比为0.5～0.6。

A、钻杆，根据设计所确定的锚杆孔位、孔径、长度和倾斜度进行钻杆；钻孔时有保持孔壁顺直。孔壁不得坍陷或松动。

B、插入拉杆，拉杆要求顺直，并严格防锈。

C、灌浆，水泥沙浆宜采用灰砂比为1：1，水灰比为0.5~0.6。沙浆应经过滤网倒入压浆泵内，以免堵塞。

3、预计喷锚支护工程量：

基坑周边总长度约为163m，预计坑壁喷锚支护工程量为1141m2。

4、基坑周边坑壁加强措施

由于基坑东壁距原有构筑物边界（直径53m的浓密池）约5m左右，基坑喷锚支护施工时土钉击入长度受到限制，该侧仅采用喷锚支护措施安全系数无法满足要求；基坑西壁与原有建筑物（9层楼房）的距离小于2m，基坑西南角距硫浓密池约5m左右，该侧仅采用喷锚支护措施很难保证原有建（构）筑物的安全。经综合分析比较，确定坑壁除进行喷锚支护施工外尚需采取加强措施，即增加静压预制方桩，桩顶设置冠梁。

1）静压预制方桩主要设计参数：

土方开挖出土工作按城市建设有关规定，在夜间进行开挖及运输，挖出的土体运至事先确定的弃土场。考虑到整个场地的运作和各项目工作的相互协调，土方开挖总体顺序自场地东南侧→西北侧较为有利于基坑安全。运土车辆最好不要以基坑东侧的消防通道为主要出入途径，因为基坑开挖后此通道较窄，经运土车辆的集中通行会给该侧坑壁的支护安全带来不利影响，间接地将会对该侧的浓密池造成不利影响。较为有利的主出入口应设在基坑靠金湖东路一侧。

根据基坑土方开挖量及工期要求，拟投入挖掘机1～2台，土方运输车辆20～40辆。

（二）、土方开挖一般要求

1、土方开挖在深搅桩止水帷幕及基坑东西两侧的支护桩施工后进行。

2、土方开挖期间，每天收工时必须清扫路面，保持施工环境及道路清洁。

3、在基坑周边及坑内设置标高控制点，严格限制单层取土的深度，严禁超喷锚支护分层深度进行开挖。

4、分层开挖土体深度的确定：第一层为1.65m，第二层为1.65m，第三层为1.65m左右，至少预留30cm采用人工清挖。

5、每层土体采取分段开挖，开挖段长以满足喷锚施工进度为原则，一般段长为10～15m。同层分段取土时，相邻两段之间须预留同等段长的土方，等到左右两段支护施工结束24小时后再开挖。上下层间开挖间隔时间不少于48小时，以确保喷锚面层砼有一定的养护时间。

6、在挖土过程中禁止机械碰撞支护结构，损坏止水帷幕及变形观测点。

7）基坑边缘堆置土方或沿挖方边缘移动运输工具和大型机械，一般应距基坑上部边缘不少于3m。

8、基坑挖土将至收尾时，应与基坑支护施工紧密配合，双方协商收尾地段开挖与支护的关系。一般对于收尾段来说，最好是选择非大量出土时间段，对此段预先开挖并支护两层后再回填土方，这有利于收尾段的最后一次性取土和基坑侧壁的安全。

9、发生异常情况时，应立即停止挖土，并应采取相应措施（如下回填土方反压等），待异常情况妥善处理后才能在此段附近继续挖土。

10、土方开挖施工时，设专人对开挖深度、速度、方法等进行监督，挖机手和拉运土驾驶员接受监督、服从调度。

11、土方开挖前必须详细了解基坑内部和基坑周边的地下管网设施、基础桩及其他地下构筑物的情况。挖土过程中芦求路电力工程施工方案，应密切注意地下管网分布情况，注意保护好坑周建、构筑物。

12、土方开挖将至设计基底时，至少留30cm厚土方采用人工清挖，以免对基底产生过大扰动。

（一）施工组织管理机构

为保证个旧金色佳园商住楼基坑支护施工的顺利进行，做到有关人员责任明确、管理到位，各工序相互协调，拟专门成立工程项目经理部。该项目经理部含项目经理、项目技术负责人、各工序施工主要负责人及施工人员计40人，项目部组成见图1“组织机构设置框图”。

（二）主要设备、仪器配置计划

根据本工程的工程量及工期鼓风机类设备安装施工工艺标准，预计投入的施工设备仪器见表2。

拟投入本工程的主要设备表表2

按工程项目及工程量，结合我司设备配置、技术水平及生产能力，计划总施工工期自正常开工起算，45天内结束基坑支护及防渗止水施工工作，各分项工程工期安排详见表3：