基坑支护施工与降水工程安全专项施工方案

基坑支护与降水工程安全专项施工方案[文档副标题][日期]番茄花园[公司地址]-1-国家高速公路网G85渝昆高速公路麻柳湾至昭通段公路第D合作承包建设标段第D4工区基坑支护与降水工程安全专项施工方案云南建工集团有限公司二O一三年六月一日-2-基坑支护与降水工程安全专项施工方案一、基坑支护工程安全专项施工方案1.工程概况麻柳湾至昭通高速公路是国家高速公路网G85重庆—昆明公路中的一段，是我国高速公路主骨架的重要组成部分，G85重庆—昆明公路由四川宜宾进入云南省水富县，经昭通至云南省省会昆明，云南境内里程长550公里，是云南省的北大门，也是云南出省通往四川及内地的交通主动脉。麻柳湾至昭通高速公路第十八合同段起点位于K92+500，止于K106+877.12，全长14.37712公里。本合同段是湖泊堆积盆地地形地貌单元，地质作用以湖泊堆积及少量河流堆积作用为主。路线区域属高原性气候，具有温凉、四季温差明显、干雨季分明的特点；气候明显受地形影响，路线所经区域为平原，地表水少，总体上属于洒鱼河的支流，金沙江流域范围。2.主要编制依据（1）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120）；（2）《混凝土结构设计规范》（GB50010）；(3)建筑物设计文件、地质报告；(4)地下管线、周边建筑物等情况调查报告。3.适用范围（1）开挖深度超过5m（含5m）的基坑（槽）并采用支护结构施工的工程；（2）基坑虽未超过5m，但地质条件和周围环境复杂、地下水位在坑底以上等的工程。（3）基坑支护工程危险源的识别与监控（1）基坑支护工程事故的类型-3-1）与挡土结构有关的事故①挡土结构施工不良。②挡土结构渗漏水严重，致使挡土结构后面土体流失。③挡土结构异常变形。④地面超载引起挡土板结构上侧压力过大。⑤各阶段挖土超挖引起挡土结构上侧压力过大。⑥未进行支护与土体整体稳定和抗滑移验算或验算错误，导致挡土结构整体垮塌。这类问题常见于放坡角度过大；验算时土的抗剪强度取值偏高或勘察报告有误、土层不均匀或软弱面与坡面倾向相同；验算不够但寄希望于安全储备或经验，强行取得合同或屈从于总包单位的要求等。⑦对雨水、周边排水等地表水造成的侧压力增加考虑不足，导致挡土结构垮塌。2）与锚杆体系有关的事故①勘察、设计上的不当造成事故。②施工不良造成的事故。3）与支撑体系有关的事故①设计不当造成事故。②施工不良造成的事故。4）与地下水治理不当有关的事故①发生在挡土结构上的事故。②发生在挡土底部的事故。③发生在基坑周边的事故。④未对井点降水进行整体流量均匀性控制，地下水位降低过大、过快导致已有临近建筑物沉降、开裂等事故。5）与管理不当有关的事故①放坡开挖时坡度过陡，土坡可能丧失其稳定性。②基坑周围过多堆放荷载，引起边坡失稳。-4-③挖土施工速度过快，改变了原土层的平衡状态，易造成滑坡。④基坑周围停放重型机械，使支护荷载增大，引起边垛失稳破坏。⑤附近基坑施工对基坑支护的影响引起围护结构破坏。⑥基坑暴露时间过长，坑底回弹增大从而影响支护结构稳定性。（2）引发事故的主要原因①在调查阶段，事前对周围环境调查不够，如临近建筑物的基础情况调查不足、地下设施及地下构筑物情况调查不足、地质勘察不详细、地质资料不足等。②在设计阶段，选用土的物理力学性质指标有误，选用的设计方法有误，荷载估计不足等。③在施工阶段，不适当地增加基坑周围地面上施工荷载、基坑超挖、回填土不密实、支撑结构断面不足、异常降水使墙后侧压力过大等。（3）危险源的监控项目①支护结构水平位移。②周围建筑物、地下管线变化。③地下水位。④柱、墙内力。⑤锚杆拉力。⑥支撑轴力。⑦立柱变形。⑧土体分层竖向位移。⑨支护结构面上侧向压力。4．基坑支护工程安全技术设计（1）一般规定1）设计规定（A）基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。-5-（B）基坑支护结构设计应根据下表选用相应的侧壁安全等及重要性系数。安全等级破坏后果γ0一级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重1.10二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般1.00三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重0.90注：有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情况另行确定。（C）在进行支护结构设计之前，应收集以下3个方面的资料，以便为基坑支护结构的设计和施工服务。①工程地质和水文地质资料；②场地周围环境及地下管线状况；③地下结构设计资料。（D）支护结构设计应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的影响，对于安全等级为一级和对周边环境变形有限定要求的二级建筑基坑侧壁，应根据周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值。（E）当场地内有地下水时，应根据场地及周边区域的工程地质条件、水文地质条件、周边环境情况和支护结构与基础型式等因素，确定地下水控制方法。当场地周围有地表水汇流、排泄或地下水管渗漏时，应对基坑采取保护措施。（F）基坑支护应按下列规定进行计算和验算：（a）基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算，计算内容应包括：①根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性计算；②基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算；③当有锚杆或支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。（b）对安全等级为一级及对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁，尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。-6-（G）基坑支护设计内容应包括对支护结构计算和验算、质量检测及施工监控的要求。2）支护结构选型（A）支护结构可根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节等条件，按下表选用排桩、地下连续墙、水泥土墙、土钉墙、逆作拱墙、原状土放坡或采用上述形式的组合。结构形式使用条件排桩或地下连续墙1、适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级2、悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m3、当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙基坑周围施工场地狭小，开挖深度不大，土质较好时可加大开挖深度，或邻近基坑边无建筑物或地下管线，可选用悬臂式排桩支护结构，桩型包括人工挖孔桩，灌注桩、钢筋混凝土板桩和钢板桩等；邻近基坑边有建筑物或地下管线需要保护，对基坑边土体水平位移控制要求较高时，可采用内支撑（用地红线以外不允许占用地下空间）排桩或拉锚排桩。土体变形要求严格或兼作地下室外墙时，可采用地下连续墙。水泥土墙1、适用于基坑侧壁安全等级二、三级2、水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa3、基坑深度不宜大于6m基坑周围不具备放坡条件，但具备重力式挡墙施工宽度，邻近基坑边无重要建筑物或地下管线，土层较差且厚度较大时采用。土钉墙1、适用于基坑侧壁安全等级二、三级的非软土场地2、基坑深度不宜大于12m3、当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施土层内富含地下水不宜采用，可采用水泥土搅拌桩做隔水帷幕；可塑以下软弱土层时不宜采用，遇到较深软弱土夹层时，可将预应力锚杆与土钉混合使用；土体变形要求严格时不宜采用，应特别注意相邻建筑物或地下管线因变形可能引起的不良后果；应注意验算整体稳定性。土钉支护是以较密排列的插筋作为土体主要补强手段，通过插筋锚体与土体和喷射混凝土面层共同工作，形成补强复合体，达到稳定边坡的目的。喷锚支护结构由锚杆、钢筋网、喷射混凝土面层和被加固土体等组成。适用于无流砂及淤泥土层，基坑周围地下空间允许锚杆占用的工程。逆作拱墙1、适用于基坑侧壁安全等级二、三级的非软土场地2、基坑深度不宜大于12m3、当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施4、淤泥和淤泥质土场地不宜采用5、拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8放坡1、适用于基坑侧壁安全等级三级2、施工场地应满足放坡条件-7-3、当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施4、可独立或与上述其他形式结合使用（B）支护结构选型应考虑结构的空间效应和受力特点，采用有利于支护结构材料受力性状的形式。（C）软土场地可采用深层搅拌、注浆、间隔或全部加固等方法对局部或整个基坑底土进行加固，或采用降水措施提高基坑内侧被动抗力。3）质量检测（A）支护结构施工及使用的原材料及半成品应遵照有关施工验收标准进行检验。（B）对基坑侧壁安全等级为一级或对构件质量有怀疑的安全等级为二级和三级的支护结构应进行质量检测。（C）质量检测工作结束后应提交包括下列内容的质量检测报告：①检测点分布图；②检测方法与仪器设备型号；③资料整理及分析方法；④结论及处理意见。（2）构造要求1）排桩①悬臂式排桩结构桩径不宜小于600mm，桩间距应根据排桩受力及桩间土稳定条件确定。②排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁连接，冠梁跨度（水平方向）不宜小于桩径，冠梁高度（竖直方向）不宜小于400mm。排桩与桩顶冠梁的混凝土强度等级宜大于C20；当冠梁作为联系梁时可按构造配筋。③基坑开挖后，排桩的桩间土防护可采用钢丝网混凝土护面、砖砌等处理方法，当桩间渗水时，应在护面设泄水孔。当基坑面在实际地下水位以上且土质较好，暴露时间较短时，可不对桩间土进行防护处理。2）地下连续墙①悬臂式现浇钢筋混凝土地下连续墙厚度不宜小于600mm，地下连续墙顶-8-部应设置钢筋混凝土冠梁，冠梁宽度不宜小于地下连续墙厚度，高度不宜小于400mm。②水下灌注混凝土地下连续墙，混凝土强度等级宜大于C20，地下连续墙作为地下室外墙时还应满足抗渗要求。③地下连续墙的受力钢筋应采用Ⅱ级或Ⅲ级钢筋，直径不宜小于20mm。构造钢筋宜采用Ⅰ级钢筋，直径不宜小于16mm。净保护层不宜小于70mm，构造筋间距宜为200～300mm。④地下连续墙墙段之间的连接接头形式，在墙段间对整体刚度或防渗有特殊要求时，应采用刚性、半刚性连接接头。⑤地下连续墙与地下室结构的钢筋连接可采用在地下连续墙内预埋钢筋、接驳器、钢板等，预埋钢筋宜采用Ⅰ级钢筋，连接钢筋直径大于20mm时，宜采用接驳器连接。3）水泥土墙①水泥土墙采用格栅布置时，水泥土的置换率对于淤泥不宜小于0.8，淤泥质土不宜小于0.6；格栅长宽比不宜大于2。②水泥土桩与桩之间的搭接宽度应根据挡土及截水要求确定，应考虑截水作用时，桩的有效搭接宽度不宜小于150mm，当不考虑截水作用时，搭接宽度不宜小于100mm。③当变形不能满足要求时，宜采用基坑内侧土体加固或水泥土墙插筋加混凝土面板及加大嵌固深度等措施。4）土钉墙①土钉墙墙面坡度不宜大于1：0.1。②土钉必须和面层有效连接，应设置承压板或加强钢筋等构造措施，承压板或加强钢筋应与土钉螺栓连接或钢筋焊接连接。③土钉的长度宜为开挖深度的0.5～1.2倍，间距宜为1～2m，与水平面夹角宜为50～200。④土钉钢筋宜采用Ⅱ级或Ⅲ级钢筋，钢筋直径宜为16～32mm，钻孔直径-9-宜为70～120mm。⑤注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜低于M10。⑥喷射混凝土面层宜配置钢筋网，钢筋直径宜为6～10mm，间距宜为150～300mm；喷射混凝土强度等级不宜低于C20，面层厚度不宜小于80mm。⑦坡面上下段钢筋网搭接长度应大于300mm。⑧当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施；土钉墙顶应采用砂浆或混凝土护面，坡顶和坡脚应设排水措施，坡面上可根据具体情况设置泄水孔。5）逆作拱墙①钢筋混凝土拱墙结构的混凝土强度等级不宜低于C25。②拱墙截面宜为Z字形，拱壁的上、下端宜加肋梁；当基坑较深且一道Z字形拱墙的支护高度不够时，可由数道拱墙叠合组成，沿拱墙高度应设置数道肋梁，其竖向间距不宜大于2.5m；当基坑边坡地方较窄时，可不加肋梁但应加厚拱壁。③拱墙结构水平方向应通长双面配筋，总配筋率不应小于0.7％。④圆形拱墙壁厚不应小于400mm，其他拱墙壁厚不应小于500mm。⑤拱墙结构不应作为防水体系使用。（3）设计计算1）排桩和地下连续墙应对嵌固深度、围护墙内力与变形、围护墙结构（包括截面承载力、锚杆、支撑体系）进行计算，以及验算软弱下卧层的整体稳定性、编写设计计算书。计算方法可参照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120）和《混凝土