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分部分项工程实例一：深基坑支护工程施工组织设计实例

深基坑开挖、降水及护坡工程施工组织设计

本工程为某写字楼地下建筑的基坑开挖工程。该建筑由主楼和裙房组成，主楼东西长约86m，南北宽约45m，开挖深度11.50m（电梯井13.50m），裙房东西长约106m，南北宽约24m，开挖深度5.40m。

地根据地质报告，拟建场地有地下水，其地下水水位分布变化特点见表1。

21.30～26.50

潼川银座工程25层高层悬挑式卸料*台施工方案17.40～23.20

16.50～24.30

场区第1层地下水（潜水）水位标高的分布规律基本与地形标高的分布规律一致。地下水位标高在21.50～26.50m左右，自场区西北向东、南逐渐降低。

场区第2层地下水（潜水～微承压水）水位标高变化不大，基本表现为潜水类型，但当含水层的顶板埋深较深时，受上覆相对隔水层的约束，该层地下水具有一定的承压性。

场区第3层地下水（承压水）水位标高变化较为稳定。

由于基坑设计标高在地下水位以下，基坑西面、北面有建筑物，东面、南面临街，无地放坡，因此采用管井井点降水。主楼护坡采用钢*混凝土灌注桩加锚杆护坡方案；裙房西面、北面采用土钉墙基护坡方案；裙房临街面（东、南两面）及主楼深槽区上部3.7m以上采用1：0.6放坡挂网抹灰支护。基坑土方、降水、护桩、土钉墙及锚杆统称基坑开挖及护坡工程，主要工程量见表2。

井管内径300mm，井深23.00

井孔直径300mm，深10.00m

直径150mm,长22.00mm

人工洛阳铲成孔，成孔直径120mm

本工程的施工特点是：地处繁华市区，交通与环保管制严格，施工场地窄小，工序多，工期要求急，施工中必须采取措施减少振动和噪声，安排好作业班次和工作面，白天打井、打桩，夜间抢运土方，各分项工程互创施工条件，抓好工序搭接和流水作业，确保60d完成施工任务。

⑴全面调查施工现场和锚杆深度范围内的地上、地下障碍物，制定排障计划和处理方案，并加以实施。

⑵根据建设单位提供的建筑红线、控制桩、水准点和施工图纸，进行测量放线工作。基坑开挖范围内所有轴线桩、水准点都要引出机械施工活动区以外，并设置涂红白漆的钢*支架加以保护。

⑶根据轴线桩、施工图纸，测放井位、桩位和基坑开挖线，并加以保护。

⑷在基坑南侧搭建临时办公、休息用房约150m2，工具棚20m2，水泥棚20m2。

⑸根据施工方案和施工图纸进行机械设备和钢*、水泥、砂石、钢绞线等材料的准备。

⑹办理交通、城建、市政、市容、环卫等有关手续，办理降水工程向市政雨水或污水管道的排放手续，准备弃土场，办理运土及渣土消纳手续。

⑴组织相关材料和机械设备进场。机械设备应做好检修和保养。

⑵钢*、水泥等需复试的材料，进场后提前取样送试，确保材料合格。

⑶提前进行商品混凝土厂家的选择，并选择备用搅拌站，确保护坡桩施工阶段的混凝土质量的稳定及供应及时。

2.3拟投入的主要施工机械设备及劳动力计划

⑴拟投入主要施工机械设备

拟投入反循环钻机、搅拌机、锚杆机、汽车吊、挖土机等大型机械设备，根据计算及综合部署完全能够满足施工的要求。

具体的各类机械设备表见表3。

机械设备进场计划表表3

见劳动力计划表（表4）。

按工程施工阶段投入劳动力情况（单位：人）

注：本计划表是以每班八小时工作制为基础编制的。

2.4施工用电和施工照明

⑴根据机械配备型号和数量及钢*加工、混凝土浇筑用电，经计算本工程高峰用电量为200kW，建设单位提供的316kVA变压器，符合施工用电容量要求。

⑵临时供电线路采用90mm2橡皮电缆，并设置8个电闸箱供护坡和降水施工用电。

⑶在现场搭设4个高4～6m的照明灯架，每个灯架安装镝灯2000kW。工作面、坡道口安装碘钨灯活动灯架1～2个，供夜间施工照明用。

在现场东西两侧，各设置1个50mm的水源，供打井和护坡工程施工用水。

施工*面布置图（略）。

⑴出入口分别设在现场东南侧和西南角，运料、运土汽车可走循环路。

⑵混凝土搅拌机及砂石料场设在裙房基坑范围内，但要避开护坡桩桩位线。由于场地窄小，砂石、水泥、钢*、钢绞线等原材料须按计划分期、分批进场。

⑶钢*加工场设在主楼基坑北侧，钢*笼要分批加工，码放高度不得超过2层。

本工程主楼降水目的是兼顾基坑开挖和护坡桩施工，降低水位标高要求降至护坡桩底标高（21.30m），降水深度大，潜水及微承压水存在于粉质粘土、细砂内，渗透系数和出水量也较大，又由于上层粉质粘土有滞水，因此，主楼采用管井加砂漏井点降水方案。管井主要降低潜水水位，砂漏井主要将上层潜水渗漏至细砂层，再用管井抽走。

基坑面积A＝89m×48m＝4272m2，基坑深度H＝11.50m。

降水深度S＝26.50m－21.30m＝5.20m，含水层厚度h＝26.50m－17.40m＝9.10m。

渗透系数K砂＝10m／d，K卵石＝120m/d，加权*均后K＝81m／d。

降水井底在渗透系数很小的粉质粘土层内，故按潜水、完整井计算。

X0＝√（A／π）＝√（4272／π）＝36.89m

R＝√[（X0）2＋2Kth／μ]＝√[（36.89）2＋2×81×6×9.1／0.23]＝199.54m

式中 t——抽水稳定时间，取6d；

μ——给水系数，粉细砂0.15～0.20，卵石0.20～0.35，取0.23。

Q＝1.366·K·[（2h－S）·S]／（logR－logX0）

＝1.366×81×（2×9.1－5.2）×5.2／（log199.54－log36.89）

＝10202.5m3／d

q＝2πrhw√K／15＝[2×π×0.15×2.46×86400×√（81／86400）]／15

式中hw——滤管进水长度，0.27·h＝0.27×9.1＝2.46m

r——管井半径（m）。

⑹管井数量：N＝(Q/q)×1.1＝(10202.5/409)×1.1＝27.44座，实际布置28座。

式中，1.l为增井系数，考虑降水井损坏、堵塞、效率降低等，井数增加10%。

⑺管井*面布置及并距：

管并布置在基坑四周，其中4座井布置在裙房基坑内。

井距l＝L／N＝264m／28＝9.43m，实际为9.6m（锚杆间距的倍数，以防被其击穿），

式中，L为基坑周边长度，m。

⑻管井竖向布置（井深）：

管井由地面开始打井，井深h1按下式计算：

h1＝S1＋iL1＋h2＝14.5＋0.10×44.5＋3＝21.95m，实际23.00m。

式中S1——地面至桩底深度（m）；

i——水力坡度，环型井点取10%；

h2——管井沉淀高度，一般取2～3m；

L1——管井至基坑中线的距离（m）。

以上井点计算公式及计算参数均为经验值，因此，有条件的工程应做现场抽水试验，本工程无条件做试验，但完成2～3座井后立即试抽水，对渗透系数K、水力坡度i及单井涌水量q等进行校核。

⑽管井井点对环境的影响：

潜水含水层在地面下14.50m的细砂和卵石层内，该层土压缩模量较大，上面5m厚的粉质粘土，形成硬壳顶托层，故降水引起的沉降量可忽略不计。

⑴管井的构造：管井采用300mm（内径）无砂混凝土砾石管（全部为滤管），径600mm，井管与并孔之间填2～6mm滤料，井深23.00m，井距9.6m，共布置降水井28座（图略）。

⑶下井管：用钻机的卷扬装置，采用井托法逐节吊放，井管连接采用竹片丝绑紧。要保持井管顺直，在井孔内居中。

⑷填滤料：从井管周围均匀填滤料，防止将井管挤偏，洗井后要补填滤料，井顶2.00m用粘性土封口。

⑸洗井：采用9～12m3空压机气举冲洗法，将由气管和排渣管组成的洗井器放入井底，关闭排渣管，用高压气激荡沉渣和井壁，再开启排渣管将水渣混合物吹出，这一过程自下而上反复进行，直至洗出清水，井内水位接近周围地下水位为止。

⑹地面排水管：布置在基坑顶周边，由φ300mm钢管排水总管和沉淀池组成。抽出的地下水经排水总管及沉淀池再排入市政雨水或污水管道内。

⑺抽水：采用扬程25m，出水量20t/h，QS系列潜水电泵，置泵标高16.00m，引水管采用50mm胶管或钢管。一般情况下，群井抽水6～7d后水位显著下降，10d后稳定到设计水位标高，此时水泵出水量显著减少，为起始出水量的50%左右，可换用小流量水泵。

⑻降水运转：管井井点运转后，要配备专人值班，保持昼夜连续运转并定期检查水泵及管路运转情况，测量水位、水量，做好施工记录。必要时可配备备用电源或发电机，以防停电、停泵造成水位上升，发生灾害，影响施工。

⑼裙房基坑内降水井：由地面打井，随挖土深度逐节拆除至裙房坑底标高。抽水时，可采用串联抽水法，即将中间降水井的水抽至边侧降水井，再抽至地面排水管内。

砂漏井井孔直径300mm，井深10.00m，井内填2～6mm滤料，井距2～3m，在管井降水井之间共布置砂漏井58个。

砂漏井成孔采用BQZ300步履式钻机，要边钻孔边填砾，以防塌孔。填砾至地面下2.00m，用粘性土封口。

4.2.1护坡方案的选用

根据护坡高度、周围环境、土质分布情况、施工能力和经验，本着安全、经济、合理的原则，本工程选择振动小、噪声低和变形小的钢*混凝土灌注桩护坡方案，不同部位其构造和做法也不相同。

⑴主楼护坡高度11.50m，采用φ800mm钢*混凝土灌注桩加锚杆护坡方案。由于有旧建筑基础需拆除，也便于新建管线通入，挖土3.50m后再做桩，桩顶设850mm×500mm连梁，锚杆设在连梁上，连梁顶砌砖墙并设抗弯柱和压顶梁。

⑵裙房护坡高度5.40m，裙房西面、北面采用土钉墙基护坡方案；裙房临街面（东、南两面）及主楼深槽区上部3.7m以上采用1：0.6放坡挂网抹灰支护。主楼的桩间土也采用钢板网抹灰处理。

4.2.2护坡工程设计与计算

采用本公司根据有关规范和实践经验，编制的护坡工程设计计算机程序进行设计与计算。并采用了以下数据处理和构造措施：

（1）计算土层深度内有φ值和C值时，摩擦角换算为等值摩擦角φd；

（2）地质条件良好，最大弯距折减30%～40%再配*；

（3）提高安全系数，桩入士深度增加10%～20%；

（4）计算出护坡桩每米的弯距，按弯距分布大小配*；

（5）“周边均匀法”和“等效矩形法”对照配*；

（6）锚杆设在连梁上，锚杆间距不受限制，便于优化锚杆设计，也省去了腰梁，节省钢材，简化了工序。

4.2.3护坡桩施工（反循环湿作业工艺）

根据工程勘察报告，护坡桩选用反循环泥浆护壁工艺，并根据实际成孔情况调配施工机械。

定位放线→挖泥浆池、泥浆沟→钻机就位→泥浆护壁，钻机循环钻进→钻进到设计深度→清孔→测量孔深→提钻，钻机移位→吊放钢*笼→下放浇筑混凝土导管→放置隔水栓→浇灌混凝土至设计标高→成桩养护

①根据设计，计算箍*用料长度、主*分布段长度，将所需钢*用切割机成批切好备用。由于切断待焊的主*、架立*、箍*的规格尺寸不尽相同，注意分别摆放，防止错用。

②在钢*圈制作台上制作架立*并按要求焊接。

③将支撑架按2.0～3.0m的间距摆放在同一水*面上对准中心线，然后将配好的主**直摆放在焊接支撑架上。

④将主*放在架立*外，并保持相互垂直，先进行点焊固定，再进行统一焊接，在钢*笼吊点处采用双架力*，避免出现吊放时开焊。

⑤将箍*绕于主*外侧，每个交叉点均用绑扎丝绑扎，每个绑扎点均应绑扎牢固。

⑥将制作好的钢*笼稳固放置在*整的地面上，防止变形。

⑦钢*接头主*及架立*采用搭接焊，双面搭接长度为5d，单面搭接焊为10d，d为钢*直径。

⑧每个钢*笼的主*焊接接头应相互错开。钢*焊接接头连接区段的长度为不小于35d（d为主*直径），且每个断面的钢*接头不应大于钢*总数的50％。

⑨在钢*笼每隔2.0m距离用φ8钢*做保护层，同一截面做三个，每个用两根钢*做成一个面，防止钢*滑入土中。保护层厚度50mm。

①起吊钢*笼采用两点起吊法，起吊点设在钢*笼两端的1/4处，以避免钢*笼在起吊时变形过大。

②笼子吊离地面后，利用重心偏移原理，通过起吊钢丝绳在吊车勾上的滑动并稍加人力控制，实现*直起吊转化为垂直起吊，以便入孔。

③吊放钢*笼入孔适应对准孔位，保持垂直，轻放、慢放入孔。严禁高提猛落和强制下入。

④钢*笼要求垂直入孔，不得碰孔壁。

孔口处应埋设铁护筒，护住孔口，护筒直径大于设计桩径100mm，壁厚4～8mm，深度为1.5～2.0m。埋设铁护筒时，以桩位为基准，中心偏移不得超过50mm。护筒周围用粘土分层夯实，并经测量人员复测后方可开钻。

钻机就位时，要做到机座*稳，转盘中心与桩位偏差不得大于20mm。必须做到“三点一线”，即天车中心，回转器中心与钻头中心在同一铅垂线上。

③钻进过程中的注意事项

a)开钻前用线坠检查钻杆垂直度，开钻时应轻压慢转，*稳钻进，以保证钻孔垂直；

b)钻进过程中应根据地层变化情况，适时调整钻进技术参数，并经常检查钻机*台水*情况，防止倾斜。

c)钻进过程中应严格保持稳定的孔口水头高度，防止孔口坍塌。

d)钻进至设计深度后，应采用反循环认真做好清孔工作，以保证孔底干净，并对孔深进行测量。孔深满足要求后方可下放钢*笼。

e)钻进过程中主要采用孔内自然造浆的方法，泥浆比重应控制在1.10～1.15；同时，现场准备膨润土，如原土造浆不能满足比重要求时，应采用人工膨润土造浆。

①开始灌注前要认真清孔，清孔后孔口泥浆比重小于1.10为宜，循环流动的泥浆无粗糙砂砾感，目测胶体率正常，保证沉渣厚度小于300mm。

②下完钢*笼及导管后，在混凝土浇灌前采用测绳准确丈量孔深及孔底沉渣厚度，如沉渣厚度超过规范要求，使用泵吸反循环抽吸孔内沉渣，并置换孔内泥浆，直至合格才能进行混凝土灌注。

③采用隔水栓（即充气球胆），充气球胆直径大小能自由通过导管即可。导管下入长度和实际孔深必须做严格丈量，使导管底口与孔底的距离能保持在0.3～0.5m左右。导管下入必须居桩孔中。

④灌注混凝土，首浇混凝土必须保持埋管深度不小于2米。根据桩径计算首灌量，选择漏斗容积应大于首灌量。在实际操作中，投入球胆，灌注首盘混凝土，同时继续向漏斗补加混凝土，使混凝土连续浇筑。

⑤提管时，要准确测量混凝土灌注深度和计算导管埋深后方可提管，导管应徐徐上提，不可一次提的过高，造成导管底部超出混凝土面，形成断桩。导管在混凝土内埋深不得大于6m，也不得小于2m。

⑥为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌一定高度，至少超灌0.5m。

⑹质量标准及质量保证措施

灌注桩施工必须保证设计的有效桩长、桩身直径、混凝土强度等级等设计要求，并不得有断桩、混凝土离析、夹泥等现象发生，同时必须满足以下质量标准：

a）钢筋笼质量检验标准见表5

钢筋笼质量检验标准表5

b）灌注桩质量检验标准见表6。

灌注桩质量检验标准表6

D/6，且不大于100

放桩位线时有专人验线并做桩位预检记录。

钻机就位时，必须平整稳固，用线坠控制钻杆垂直度，经专人检查桩位偏差及垂直偏差，确保施工中不发生任何倾斜移动，符合要求后方可开钻。

成孔达到设计深度后，应会同有关部门对孔深孔径以及其它情况进行检查确认符合要求后，填写终孔验收单。

灌注桩施工采用跳打法，不得相邻两桩同时成孔，只有待相邻桩浇筑混凝土并达到一定强度后，才可施工。一般时间控制在12小时以上。

钢筋加工前应取样复试，合格后方可加工，并严格按设计图纸加工，按批进行验收，合格品做标识。

主筋采用搭接焊，并按要求进行接头受力试验。

由专人负责，对钻孔过程中、成孔后、清孔后、混凝土浇筑前分别对泥浆比重进行测量，确保泥浆比重符合要求。

e)水下浇筑对混凝土的要求

导管应采用直径不小于250mm的管节组成，各节应具有带垫圈的连接法兰盘或扣环。导管在使用前及灌注完4～6根桩后，要检查管密封圈的密封性，每次在使用后，应立即冲洗干净。

在完成首浇后，灌注混凝土要连续从漏斗口边侧溜滑入导管内，不可一次放满，以避免产生气囊。

在灌注将近结束时，由于导管内混凝土高度减少，压力降低。如出现混凝土顶升困难时，可适当减小导管埋深使灌注工作顺利进行，在拔出最后一节长导管时，拔管速度要慢，避免孔内上部混入泥浆的混凝土压入桩中。

桩身混凝土采用商品混凝土，混凝土强度等级为C25，混凝土的塌落度为180～220mm，如塌落度过小，可在现场加用减水剂，强力搅拌3分钟后灌注，严禁加水。

应有足够的混凝土储备，使导管第一次埋入混凝土面以下2m，灌注过程中保证混凝土埋管2～6m，应使用隔水栓，并由专人负责安放隔水栓，确保导管内不返水。

水下混凝土必须连续施工，每根桩的浇筑时间按初盘混凝土初凝时间控制。拔管时要反复插捣住宅楼（含地下室）消防设施施工组织设计方案，严格控制拔管速度，严禁导管提出混凝土面，对浇筑过程中的一切故障均应记录备案。

控制最后一次混凝土灌注量，灌注到孔口返灰为止，控制超灌高度为0.5m。保证凿除浮浆高度后暴露的桩顶混凝土达到强度设计值。

灌注桩的充盈系数不得小于1，也不宜大于1.15。

浇筑桩顶连梁混凝土前，桩顶必须清理干净残渣、浮土和积水，以保证护坡桩与桩顶连梁连接牢固，以免造成桩与连梁连接处产生薄弱面。

③混凝土每100m3（每天混凝土量不足100m3时按100m3考虑）做试块3组，每组3块。一组标养，两组同条件养护。护坡桩与连梁混凝土分别做试块。

4.2.4预应力锚杆施工

钻进就位→校正孔位调整角度→钻孔至设计孔深→插放钢绞线束及注浆管→压注水泥浆并二次注浆→养护→安装钢腰梁及锚头→预应力张拉→锁定

位于离锚杆施工工作面较近处，面积为5m×25m。

设置移动式水泥浆搅拌站1个南昌西客站站场施工组织设计，随锚杆施工工作面的变化而移动。