基坑工程培训

武汉市市政工程质量监督站武汉市市政基础设施建设工程专项施工方案编制深度指南---基坑工程讲解人：蔡兵华一一般要求本章的基坑工程，指为保证地下结构施工安全和周围环境不受损害而采取的基坑（槽）支护、降水工程和土方开挖工程，以及相关的检测、监测和监控等。基坑工程涉及的土石方爆破、第三方监测以及危险性较大的起重吊装及安装拆卸工程等应另行单独编制专项方案。深基坑的定义：建设部建质200987号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定：一般深基坑是指开挖深度超过5米（含5米）或地下室三层以上（含三层），或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。基槽是指槽底宽度在3米以内,且槽长大于3倍槽宽的为基槽。1、基坑、深基坑、基槽定义：基坑的定义：指在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。开挖深度H(m)环境条件与工程地质、水文地质条件a＞HH≤a≤2Ha＞2HⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢH＞15一一一10＜H≤15一一二一二7＜H≤10一二一二一二三H≤7一二一二三二三注：1、a---主干道、生命线工程及邻近建（构）筑物基础边缘离坑口内壁的距离。2、工程地质、水文地质条件分类:Ⅰ、复杂---有深厚淤泥、淤泥质土或承载力特征值低于70KPa的饱和粘性土层；或承压水埋藏浅，对基坑工程重大影响；Ⅱ、较复杂---土质较差：或浅部有易于流淅的粉土、粉砂层，地下水对基坑工程有一定影响；Ⅲ、简单---土质好，且地下水对基坑工程影响轻微。3、邻近建（构）筑物指采用天然地基浅基础的永久性建筑物。管线指重要干线、生命线工程或一旦破坏危及公共安全的管线。如邻近建（构）筑物为价值不高的、待拆迁的或临时性的，管线为非重要干线，一旦破坏没有危险易于修复的，则重要性等级可按a＞2H确定。如邻近建筑物为桩基，虽然a＜H，也可根据具体情况按H≤a≤2H或a＞2H确定重要性等级。4、同一基坑周边条件不同时，可分别划分不同的重要性等级，但采用内支撑时应考虑各边的相互影响。5、坑内外有工程桩需要保护时，重要性等级不应低于二级。桩周土软弱，桩径小时应定为一级。6、距离基坑边开挖深度1倍（对软土为1.5倍）范围内存在历史文物或优秀建筑时，重要性等级应为一级。2、基坑工程根据其重要性按下表划分为三个等级。3、基坑工程特点：五性两效应五性内容1、基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测，并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情，需要及时抢救。在开挖深基坑时候注意加强排水防灌措施，风险较大应该提前做好应急预案。2、基坑工程具有很强的区域性。如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行，外地的经验可以借鉴，但不能简单搬用。3、基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关，还与基坑相邻建（构）筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性，以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建（构）筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此，对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。4、基坑工程综合性强。基坑工程不仅需要岩土工程知识，也需要结构工程知识，需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。5、基坑工程是系统工程。基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形，甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中，应加强监测，力求实行信息化施工。3、基坑工程特点：五性两效应两效应内容1、基坑工程具有较强的时空效应。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。土体，特别是软粘土，具有较强的蠕变性，作用在支护结构上的土压力随时间变化。蠕变将使土体强度降低，土坡稳定性变小。所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。2、基坑工程具有环境效应。基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对周围建（构）筑物和地下管线产生影响，严重的将危及其正常使用或安全。大量土方外运也将对交通和弃土点环境产生影响。编制依据1工程概况2设计方案说明3施工重点、难点4施工部署与施工计划5施工危险源辨识及应急预案8文明施工及环境保护措施9施工质量及安全保证措施10季节性施工措施11相关图表、附件12施工方法和技术措施6施工监测与信息化74、基坑工程专项方案编制目录相关图表、附件包括以下内容12序号内容1典型地质剖面图2基坑围护结构平面图、基坑支撑布置图、典型剖（断）面图3周边环境平面图及相关大样图4施工流水段划分图、基坑施工步序图5施工平面布置图6道路交通疏解示意图7施工进度计划表（图）8基坑降水平面布置图及相关节点大样图9土方开挖流程图（含分段分层挖土工况剖面）10基坑监测平面布置图及监测断面图11基坑围护设计专家论证意见及设计修改回复12其他相关附件、图表二文字部分编制依据1场地岩土工程勘察报告工程主体和支护设计单位提供的施工图及其他相关文件，包括设计交底文件、图纸会审纪要、支护设计方案的专家论证意见及设计回复反馈意见等。经审批的工程施工组织设计、施工方案。现行国家、行业、湖北省的相关标准以及本市的地方规定；原则上湖北省已制订有效标准的不再采用其他省市同类的标准。政府颁布的相关法律、法规和规范性文件。企业内部管理体系文件、程序性文件等。编制依据应针对工程实际情况明确列出，并应为现行、有效。工程概况21、工程总体情况，包括工程地点、工程规模、地下结构占地面积等。地下管涵工程尚应介绍管涵的断面形式、结构类型、埋深等。工程基本情况2、地下结构的详细情况。包括基坑平面尺寸，地下结构层数、结构类型、基础形式、工程桩类型、坑壁土构成、坑底土层类型，工程场地标高、基底标高、±0.000绝对标高以及开挖深度（当有不同开挖深度时，应说明所涉及的范围及深度）等。3、工程参建各方主体，包括工程建设、勘察、主体工程设计、支护设计、监理、施工总承包（如有专业分包单位时应明确专业分包单位名称、分包范围和内容）等单位的具体名称。2.1工程概况2周边环境基坑影响范围内建（构）筑物的工程重要性、结构类型、高度、层数、基础形式、尺寸、埋深、建成时间、使用现状情况，以及与基坑的相对位置关系等。基坑影响范围内各类地上、地下管线的工程重要性、类型、材质、规格尺寸、使用情况、对施工振动和变形的承受能力，及其与基坑的相互位置关系，应特别关注已废弃的地下管线的集水问题。基坑影响范围内存在的旧建筑基础、人防工程、其他洞穴、地裂缝、人工填土、边坡等的空间分布特征和对基坑工程的影响。基坑周边道路的重要性、交通负载量、道路特征、使用情况。基坑周边河流、沟渠等地表水系水位、水深及随季节变化情况。邻近有在建工程或拟建工程时，应明确该工程施工内容、形象进度、与本基坑的距离及相互之间的关系，必要时评估并说明邻近工程的基坑支护与降水、土方开挖、盾构掘进、爆破等施工作业及可能存在的振动荷载对本基坑安全的影响。位于地面沉降重点防控区，基坑工程需采用降水施工时，上述调查应扩大至降水影响范围。上述环境要素与基坑距离及位置关系应详尽、清晰，明确标注在《周边环境平面图》上，并汇总分类形成《周边环境查勘表》，必要时应辅以相关大样图作进一步说明。2.2工程概况2应详细描述场地的现状，包括“三通一平”、地上地下管线改迁、地下障碍物清除及目前处于何种施工状态、目前工程形象进度等。场地条件场地地形地貌类型，与基坑有关的地层描述，包括土层名称、厚度、状态、性质及相应标高、各土层的物理、力学指标，以及不良地质条件的分析。2.3工程地质和水文地质条件地下水类型及埋藏条件，地下水位及其变化幅度，承压含水层渗透性及其渗透系数、影响半径等水文地质参数。对于基坑平面尺寸较大且地层变化较大的场地，宜绘制沿基坑周边的地层展开剖面图。2.4前进村站——工程水文地质条件拟建前进村站场地内地形较为平坦，地貌单元属长江I级阶地，车站结构环境作用等级为Ⅰ-C。地下水主要类型有上层滞水、孔隙承压水、基岩裂隙水三种类型。承压水主要赋存于(3-5)层、(4-1)层及(4-2)层；(9)层含弱空隙承压水。承压水与长江水力联系，承压水水头标高一般为18.5～20.0m。根据勘察报告，该基坑抗浮设计水位应采用场地自然地面标高或规划路面标高，根据业主提供的地形图，本站抗浮水位取23.000m。车站底板主要位于4-1粉细砂层中，局部位于4-2中细砂层。围护结构墙底位于10-1粘土层，局部处于10-2粉质黏土夹碎砾石层。填土层3-2黏土层10-1粉质粘土3-5粉质粘土夹粉土、粉砂4-1粉细砂4-2中细砂10-2粉质黏土夹碎砾石车站底板连续墙底面线强/中风化泥岩前进村站——工程水文地质条件地层编号地层名称综合取值c(kPa)φ(°)fak(kPa)1-1杂填土915——1-2素填土——————2粉质黏土夹粉土1310753-2黏土157853-4粉质黏土夹粉土111380(3-5)粉质黏土夹粉砂、粉土1524110(4-1)粉细砂031（32）175(4-2)中细砂034（37）2359含黏性土卵石82538010-1粉质粘土501643510-2粉质黏土夹碎砾石5025480设计方案说明3支护设计概况支护桩桩型、直径、有效桩长、砼强度等级及桩中心距、桩顶标高等。地下连续墙的墙厚、墙深、接头形式、插入深度、砼强度等级等，与主体结构的连接要求，如采用“两墙合一”应阐述先行幅与嵌幅的布置和相关要求。型钢水泥土搅拌连续墙（SMW）的桩径、桩中心距、入土深度、型钢规格、间距、型钢内插深度、水泥土工艺参数、强度要求等。止水帷幕类型、平面布置、入土深度，设计要求的施工方法及工艺参数等。支撑系统（包括支撑构件、围檩、冠梁、竖向立柱等）的平面布置、竖向标高、截面设计等。3.1基坑各部位采用的支护结构形式、基坑工程重要性等级。以上支护设计方案介绍宜采用简练的文字，并结合图表的形式表述。支护设计方案专家论证意见及设计回复意见以附件形式提供。支护设计概况锚杆类型、直径、锚固段长度及锚杆总长，锚杆间距、倾角、标高及数量、注浆材料及其强度等级，设计抗拔力值和预应力值、抗拔试验要求等。土钉墙支护的土钉类型、长度、直径、倾角、水平间距、垂直布置间距、坡面坡率、护坡混凝土厚度、强度等级、土钉拉拔试验要求及每道土钉的抗拔力。放坡开挖的坡率，护面砼厚度、强度等级和配筋情况。基坑土体加固的部位、范围及加固参数。降排水措施，包括地表水和坑内、外降水。3.1前进村站——车站主体围护结构设计车站主体围护结构第一道支撑平面布置图215.6m21.5m车站采用明挖法施工，基坑长度约215.6m，标准段宽度为21.5m，标准段深度约16.7m，盾构段深度约18.4m。采用800mm地下连续墙+内支撑的围护结构形式。基坑中部沿基坑纵向设置临时立柱和连系梁。车站主体围护结构第二、四道支撑平面布置图前进村站——车站主体围护结构设计车站主体围护结构道撑平面布置图车站主体围护结构第三道支撑平面布置图基坑第一道支撑和盾构段基坑第三道支撑为砼支撑，其余为钢支撑。标准段砼撑端头设置琵琶撑。砼撑平面间距9m，第二、四道钢支撑以及道撑间距3m；沿基坑竖向对齐设置，并保证每幅连续墙至少有两个支撑点；第三道支撑采用水平双拼布置。前进村站——车站主体围护结构设计标准段围护结构内力：钢支撑临时立柱砼支撑倒撑标准段盾构段每延米支撑设计值(kN/m)第一道混凝土支撑716590第二道钢支撑774737第三道钢支撑14001494倒撑519658第四道钢支撑8581046整体稳定性系数：标准段1.93大于1.3，满足要求；带支撑抗倾覆：K