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襄阳科技馆（新馆）工程土方开挖及基坑支护施工方案(喷锚及悬臂桩支护)

襄阳科技馆（新馆）工程

土方开挖及基坑支护施工方案

3.2.1 粉质粘土 2

HJ 945.3-2020 流域水污染物排放标准制订技术导则3.3 水文地质条件 2

4.4 测量控制点 5

5.2.1 喷锚支护大样 6

5.3.1 基坑降排水 8

5.3.2 水泵数量 9

5.4 基坑边坡变形监测 10

5.4.1 监测目的 10

5.4.2 监测项目 10

5.4.3 监测点布设 10

5.4.4 观测方法及技术要求 11

5.4.5 监测数据警戒值及抢险值 11

5.4.6 监测频率 11

5.4.7 信息返馈及观测资料整理 12

5.5 北边支护桩 12

5.5.1 abcde段支护 12

5.5.2 ef段支护 13

5.5.3 支护桩施工工艺 13

5.5.4 桩基检测 15

6 进度计划及工期保证措施 15

6.1 基坑施工顺序及周期 15

6.2 工期进度保证措施 15

6.2.1 组织措施 15

6.2.2 技术措施 16

6.2.3 其他措施 16

8 安全文明施工措施 16

9 雨季、汛期施工保证措施 17

10 应急预案及对应措施 18

10.1 应急预案的方针与原则 18

10.2 危险因素 18

10.2.1 基坑坍塌滑坡 18

10.2.2 基坑坑底隆起 19

10.2.3 涌砂涌水 19

10.2.4 高空坠物 19

10.3 应急救援组织架构 19

10.4 事故报告 20

10.5 应急结束 21

10.6 后期处置 21

（1）、中华人民共和国颁布的现行建筑结构和建筑施工的各类规程、规范及验评标准

（2）、襄阳市人民政府有关建筑工程管理、环境保护、安全文明施工等法规及规定

（3）、襄阳地质工程勘察院提供的襄阳科技馆（新馆）地下室基坑支护设计

（4）、我司有关规范及规定

（5）、主要施工规程、规范如下：

中建三局第二建设工程有限责任公司襄阳市东津新区科技馆（新馆）项目是襄阳市东津新区十大公共工程之一；该项目位于襄阳市东津新区，毗邻S218省道。

东津新区科技馆（新馆）项目总建筑面积约33800m2：包括地下一层，建筑面积约8800m2；地上三层（钢结构），建筑面积约25000m2；建筑高度约30m；

整个基坑abcdef段为钻孔灌注桩支护，fghijka段为二级放坡开挖，锚杆支护。基坑周长为483米，基坑平面布置图如下图所示：

根据襄阳地质工程勘察院提供的襄阳科技馆（新馆）地下室基坑支护设计图纸，fg段基坑开挖底标高为59.2米，ghijka段基坑开挖底标高为61.1米，目前整个场区标高为67至69米不等，土方量约为7.2万m3。

基坑开挖过程中旁边无其它建筑物，在东边、西边、南边有临时道路，临时道路与基坑边线的距离为15米，在开挖安全范围之内。

拟建场地位于襄州区东津镇西岗村五组，场地地形较平坦，地貌单元上属汉江二级阶地，场地土层自上而下为第四系上更新统（Q3）冲洪积粉质粘土、粉砂及圆砾层。

现将各岩土层工程地质特征分述如下：

土质较均匀，切面较光滑。

土质不均匀，切面稍光滑，夹较多粉砂薄层。

土质不均匀，切面稍光滑，略具臭味，夹少量粉砂薄层。

土方开挖采用机械大开挖方式进行开挖，分两级进行放坡，坡度为1:0.5，所有坡面均有喷射混凝土+锚杆进行支护。

本工程土方开挖由四台挖土机结合工作。由人工配合机械挖运土方，现场有专业人员在开挖过程中进行标高控制。因北边支护桩尚未施工完成，先开挖场区南半边。开挖分区图如下图所示：

开挖按照从南向北，从东向西的顺序进行开挖。

第一阶段：开挖南边场区正负零至负3.5米土方，其中沿基坑边线部位先开挖2米，便于支护队伍提前插入进行边坡喷锚施工。

第二阶段：开挖南边场区负3.5米至负7.5米土方，其中沿基坑边线部位再次开挖2米，便于支护队伍提前插入进行边坡喷锚施工。

第三阶段：当北边支护桩强度到达可开挖强度时，可进行北边场区土方开挖。其中fg段第二次开挖是从负3.5米挖至负9.4米，开挖深度为5.9米。

支护桩施工→基槽测量放线→一阶段土方开挖（正负零至负3.5米）→护坡及平台施工→二阶段土方开挖（负3.5米至负7.5米）→护坡施工→三阶段土方开挖（至基坑底）→300mm厚人工挖土→清槽→地基验槽（合格后方可进行下道工序）

钻头选型满足卵砾石层施工要求

基坑四周布置测量控制点，控制点用钢筋混凝土制成，深埋到地面，四周砌筑灰砂砖墙体保护起来。

土方开挖时，严格按照设计标高，分层分段（分三段顺次开挖）进行开挖，每层深度不超过2.5m，土方完成一层开挖后对相应护坡进行锚杆、钢筋网片安装及砼喷射施工，待砼达到一定强度后进行下一层土方开挖。

土方开挖采取机械辅以人工开挖的方式，预留300厚余土由人工清除。局部土质较差的，经业主及设计院许可后采取碎石垫层换填并分层压实处理的方法。

土方开挖出土临时坡道按1：6进行修设，路面铺填碎石、砖渣，道路转弯半径为10m，开挖过程中，沿道路两边3m范围内严禁开挖，施工现场土方随挖随运，严禁现场堆放。弃土场选择项目附近堆场进行堆放，尽量减少土方运输距离。

根据襄阳地质工程勘察院提供的边坡支护设计图纸，该段基坑采用二级放坡+喷锚支护，放坡坡比为1:0.5，锚杆作为基坑支护主体结构。

锚杆采用钻机成孔，使用泥浆循环护壁，避免垮孔和漏浆，锚杆孔径120mm，锚杆芯体钢筋采用HRB400直径22螺纹钢筋，面层钢筋采用HPB300级。每隔2m在锚杆钢筋上设定位支架。

喷射作业时应分段分片进行，同一段内应自下而上进行喷射，射流应垂直喷面，射距在1.0m左右，每次喷射高度为1.4m，喷成后的层面要喷水养护，钢筋网应与锚杆固定牢靠，喷锚施工应做到“紧跟开挖,随挖随支”。

ghija段喷锚支护剖面图：

fg段喷锚支护剖面图：

喷射面板与锚杆的连接构造：

基坑开挖完成之后，周边设置栏杆进行防护，防护栏杆大样图如下图所示：

根据襄阳地质工程勘察院提供的基坑降排水设计，本基坑设置降水井及集水井的方法进行排水。基坑地表水将根据地形情况和场地条件，在基坑周边设置截水沟和反向坡进行疏排。基坑周边场地硬化可用C20厚100mm的细石混凝土，反向坡度为0.5%。

在基坑坡面上按间距1000mmx1000mm设置PVC管泄水孔，泄水孔端头采用土工织布包扎2层，作为反滤层。基坑内积水通过设置坑内排水沟和集水井的方法进行明排，集水井设置在基坑内较低洼地带，排水沟布置在坡脚处，集水井底比沟底低50cm，随基坑开挖逐步加深。

基坑设计降水井9口，井直径600mm，井深度28m，其中井壁管长度14m，过滤管长度12m，沉淀管长度2m，井管直径300mm。设计单井出水量80m3/h。设计观测井2口，观测井建议与降水井同一型号，可作备用降水井使用。

因整个场区东面地势最低，从降水井、基坑底部集水井及基坑顶部排水沟汇集的水统一从基坑东侧排出。根据基坑开挖深度和四周环境状况在基坑顶、底设立排水沟，每角点设置集水井抽排坑内集水。整个基坑的降水井、排水沟布置图如下图所示：

排水沟截面尺寸为300x200mm，基坑底部的排水沟距离坑边线不小于200mm。如下图所示：

集水井大样如下图所示：

降水丼施工工艺：放线定井位→钻机就位钻孔→吊放井管→填充滤料→

安装排水总管→洗井→试抽水→正常抽水。

降水井大样图如下图所示：

丼点降水从土方开挖前一周开始，持续至地下室底板浇筑完成。

总共需投入潜水泵15台，加上备用的5台，总共需潜水泵20台。需投入的泥浆泵为3台，加上备用的3台，总共需泥浆泵6台。

鉴于科技馆场地地质条件和环境条件，为确保科技馆地下工程安全、顺利地完成，在基坑开挖及地下室施工过程中，必须采用信息法施工。即运用多手段的联合监测，加强施工过程中的信息管理，做到定时监测，即时反馈。

在基坑开挖过程中，由第三方且具有专业资质单位进行监测，并通过监测指导基坑工程的施工全过程。

1、边坡土体、支护结构水平位移和沉降。

3、地下水位检测，包括地下水位及水量、含砂的观测。

1、为确保基坑开挖及地下室施工安全、顺利的完成，在基坑开挖前组织业主、监理、设计、主体施工等相关各方对周边建筑物的情况进行调查，必要时应进行拍照、素描，并对上述调查结果进行详细描述记录，并由参与各方认同备案。

2、支护结构位移观测点布设：支护结构水平位移及沉降观测点布置在支护墙顶部或外侧土体上，间距不大于20m，总计38个观测点。水平位移及沉降位移观测点编号为W1~W38，支护桩区域内W1到W11观测点埋设，在冠梁砼浇筑前，预埋长400mm、直径20mm钢筋，外露200mm，固定牢固，浇筑砼时看护，保持其稳定位置，成型后四周砌筑100mm高砌体进行保护，作好相应标识。其余W12到W38，在喷锚施工时，将长400mm直径20mm钢筋打入土层内，上露200mm长度端头，喷射砼时固定其位置，砼达到一定强度后将观测点作好显目标识和保护。布置图如下所示：

3、地表裂缝监测：包括基坑周围地表裂缝、支护结构出现的裂缝及周边建筑物上的裂缝。当出现裂缝后及时对裂缝进行编号，作出简易观测标识。

4、地下水动态观测点布置于基坑中的抽水井。

5、基坑支护结构观测点的埋设是将φ25×800mm的钢筋预埋在冠梁内，上端外露200mm，冠梁砼浇筑时固定观测点位置，四周采用100mm高砖砌作好标识和保护。

基坑观测方法应采取仪器观测为主，目测为辅，多种观测方法互为补充、互相验证，保证现场监测结果能够及时、真实、准确地反映基坑工程的运行状况。

1、沉降及水平位移观测

沉降观测按三等水准测量的方法，其线路闭合差，应小于0.6n毫米。水平位移监测采用轴线法观测，轴线法难以施测时，采用小角度法观测水平位移。

开挖期间，每天派专人在现场观察巡视基坑及周边环境情况，发现情况及时通报。

监测数据警戒值及抢险值

基坑监控预警表表9.1

支护桩（墙）侧向最大位移

64mm；连续三日大于3mm/d；

连续三天≤300mm/d，累积≤1000mm；

含砂量小于1/100000

应停抽采取措施减小含砂量

连续三天变化速率≤2mm/d，累积≤20mm；

连续三天变化速率≤3mm/d，累积≤30mm；

连续三天变化速率≤4mm/d，累积≤40mm；

土压力、孔隙水压力、支撑轴力、支护桩（墙）应力、立柱内力

对基坑的观测频率采取定时与跟踪相结合的方法。具体要求监测频率要

①各监测项目在基坑开挖前应测定初始数据，且不宜少于3次。

②开挖初期观测时间间隔不宜超过5天，中期不宜超过2天，开挖后期应每天观测。当测试数据接近监控报警值时，应加密观测次数。

③基坑开挖间歇期、变形趋向稳定时，观测时间间隔可为5～7天，基坑运行维护观测时间间隔可为10～15天。

④当出现下列情况之一时，应提高监测频率：

a监测数据达到报警值；

b监测数据变化较大或者速率加快；

c存在勘察未发现的不良地质；

d超深、超长开挖或未及时加撑等违反设计工况施工；

e基坑及周边大量积水、长时间连续降雨；

f基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值；

h周边地面突发较大沉降或出现严重开裂；

i基坑底部、侧壁出现管涌、渗漏或流沙等现象。

⑤当出现下列情况之一时，必须立即进行危险报警，并应对基坑支护结构和周边环境中的保护对象采取应急措施：

a监测数据达到监测报警值的累计值；

b基坑支护结构或周边土体的位移值突然明显增大或基坑出现流沙、管涌、隆起、陷落或较严重的渗漏等；

c基坑支护结构的支撑或锚杆体系出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象；

d周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝；

f根据当地工程经验判断，出现其他必须进行危险报警的情况。

信息返馈及观测资料整理

每次观测完毕后及时向建设、监理方口头通报观测成果，并及时提交观测成果报告。遇到情况及时通知有关各方作好抢险准备工作。

a、每次沉降观测要求计算出各观测点的高程、累计沉降量、本次沉降量、沉降速率等，每次水平位移观测要求记录各个观测点的累积和本次位移量、位移速率等。

b、根据各个阶段成果绘制沉降——时间关系曲线图、水平位移——时间关系曲线图、水平位移——距离关系展开曲线图。

当整个基坑开挖施工完成，且建筑物施工至±0.00时，监测工作结束，综合分析所有监测资料，提交该项目工程监测成果技术总结报告书。

根据襄阳地质工程勘察院提供的图纸，基坑abcde段支护方案采用悬臂桩支护方案、基坑ef段采用桩锚支护方案，桩型采用钻孔灌注桩，桩径800mm，桩距1100mm，锚杆采用钻机成孔，设计锚孔直径150mm，锚杆杆体采用HRB400型钢筋，锚孔倾角15。，其中abcde段桩长12m、ef段桩长15m。桩顶之间采用冠梁连接。

支护桩桩径为800，桩距1100，桩长12m，砼强度等级为C30。大样图如下所示：

1）支护桩采用钻孔灌注桩，其主要施工工艺流程如下：

（1）测量放线定桩位；

（4）复测、校正桩位与护筒中心偏差；

钢筋笼14m分两节进行吊装，由于钢筋笼超过12m，两段钢筋笼主筋连接采取焊接连接方式，单面焊接长度大于10d（d为钢筋直径）。根据施工组织要求本工程支护桩分项工程的钢筋笼吊装工作应安全、及时和准确，结合现场场地的具体情况以及机械使用等综合考虑选用汽车起重机，规格型号为QY25D，最大额定起重量为25T。

2）主要工序的技术要求及施工措施

A、水下砼灌注首次灌注量取1m³

开导管首批混凝土用量按下式计算：

V=[h1×(πd2)/4]+Hc×A

式中V—开导管浇注首批混凝土所需要的用量（m3）；

Hc—首批混凝土要求浇灌深度（m），Hc=Hd+He;

Hd—管底的至槽底的高度，一般取0.4～0.5m，取0.4m；

He—导管的埋设深度一般取0.8～1.5m，取1m；

A—灌注桩（或槽）浇注段的横截面面积（m2），当槽孔扩大时，应用扩孔后的横截面面积，A=πD2/4，D为桩孔直径（m），取0.8m；

h1—槽孔内混凝土达到Hc时，导管内混凝土柱与导管外水压平衡所需高度（m）：

h1=（Hw×Yw）/Yc

其中Hw—预计浇灌混凝土顶面至导墙顶面高差（m）；即桩（或墙）孔内泥浆深度；

Yw—槽孔内水或泥浆的重度，水取10KN/m3，泥浆取12KN/m3。

Yc—混凝土拌合物重度，取24KN/m3。

本工程桩孔深为15m,导管管径d为200mm,扩孔率为8%,要求埋于混凝土中深度不小于1m,导管下口离桩孔为0.4m。混凝土拌合物重度为24KN/m3，泥浆重度为12KN/m3。

V=[h1×(πd2)/4]+Hc×A

=(7×3.14×0.22/4)+1.4×3.14×0.82/4×(1+0.08)

下灌注导管后，二次清孔，确保孔底沉渣厚度符合规范要求。

a)对灌注导管要检查其圆满度L15JT63 FQY高性能膨胀剂结构自防水建筑构造，垂直度及其连接密封性，按期对导管进行水封试验。

d)派专人测量导管的埋入深度，并作好记录。灌注混凝土过程中，要经常探测混凝土面上升高度，检查埋管深度。混凝土上升到骨架底口4m以上时，再提升导管，使导管底口高于钢筋笼骨架底部2m以上，可以恢复灌注速度，保持正常的埋管深度，灌注接近桩顶时，要保持足够的导管高度，采用接入短导管等措施，水下混凝土灌注面高出桩顶设计高程1.0～1.5m（此高度是根据该地层裂隙发育等情况暂定，具体由设计、监理及业主方确定），以便清除浮浆，确保混凝土桩身质量。拆除导管之前测量混凝土面高程，以保证灌注混凝土达到设计高程。

e)导管提升应保持居中，防止挂碰钢筋笼，拆下的导管要及时冲清干净。

f)灌注砼时充盈系数控制在1.1。根据试桩砼充盈系数为1.3，但此地层灌注砼时充盈系数可能会大于1.1，超出部分的砼应由甲方及监理签证认可。

g)接近桩顶时，由于导管内砼高度减少，压力降底，管外泥浆稠度比重增加，出现灌注困难，应提高漏斗高度。

h)砼灌注完成时，适时拨出护筒，并做好孔口防护，防止发生意外事故。

浇筑混凝土时T／CECS 781-2020标准下载，按设计及规范要求数量留置混凝土试件，测定28d强度。