基坑支護(hù)及土方開挖

1、【廣州科學(xué)城珠吉路道路（一橫路科學(xué)大道）及隧道工程】 技術(shù)標(biāo)書第二篇·施工組織設(shè)計第7章 隧道基坑支護(hù)及開挖6、錨索加實(shí)體式護(hù)面墻施工時先進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索施工，然后進(jìn)行實(shí)體式護(hù)面墻防護(hù)。錨索施工工藝流程見表5-18。 施工順序工序簡要：鉆孔錨索制作下錨、注漿澆筑地梁和墊塊張拉錨固及檢驗(yàn) 施工方法 施工準(zhǔn)備：開工前檢驗(yàn)材料性能并在錨索施工前作抗拔試驗(yàn)通過試驗(yàn)指導(dǎo)施工。 鉆孔a.定位準(zhǔn)確，鉆孔采用風(fēng)動干鉆。鉆進(jìn)過程中必須保持下傾角穩(wěn)定，并不斷用高壓風(fēng)清孔，保持鉆孔清潔，孔壁無污染物。b.孔口安裝吸塵裝置，避免塵土飛揚(yáng)。 錨索制作a.制作前，鋼絞線先作防銹處理，杜絕絞纏及扭麻花現(xiàn)象發(fā)生。b.

2、自由段鋼絞線的熱縮管不得有破損。c.鋼絞線切割時，在每端離切口3050mm處用鐵絲幫扎，并將切割端焊接牢固。 下錨、注漿a.以孔為單元，錨索放入孔內(nèi)（下錨）與注漿各工序連續(xù)完成，砂漿強(qiáng)度等級符合圖紙要求。注漿分兩次進(jìn)行，首先以0.4Mpa壓力將注漿塞注滿，待其強(qiáng)度達(dá)到20Mpa后，即行第二次孔內(nèi)高壓注漿，直到正常砂漿從孔口溢出為止。b.注漿強(qiáng)度達(dá)20Mpa后，即可澆筑地梁混凝土；注漿達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，方進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。 澆筑地梁和墊塊a.鋼筋混凝土地梁和墊塊按圖紙要求澆筑。b.地梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%后，方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。 張拉a.錨索分兩次張拉，第一次張拉在錨索固定端注漿達(dá)到設(shè)計開

3、始，第二次張拉的噸位及進(jìn)行張拉間隔時間應(yīng)通過試驗(yàn)確定。b.在第二次張拉完成后，立即用混凝土封閉錨頭，并盡可能做到坡面平整。 錨固及檢驗(yàn)a.錨固板表面平整光潔，無蜂窩麻面。b.封頭混凝土牢固，錨頭不外露。c.混凝土、砂漿質(zhì)量檢驗(yàn)，每一工作班制取不少于二組試件，由工程師現(xiàn)場抽檢。依據(jù)本項目工程場區(qū)地質(zhì)條件，區(qū)間隧道采用明挖法施工，以“鉆孔樁+內(nèi)支撐體系”形成圍護(hù)結(jié)構(gòu)，鉆孔樁之間設(shè)擺噴樁止水，鉆孔樁與擺噴樁均穿透沙層進(jìn)入相對不透水層。2. 基坑開挖、支護(hù)2.1 基坑內(nèi)降排水2.1.1基坑內(nèi)降水(1) 降水設(shè)計圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計采用1000鉆孔樁及樁間擺噴。由于地下水對鉆孔樁及擺噴施工均無太大的影響，故不考

4、慮基坑外降水，只設(shè)基坑內(nèi)降水。基坑內(nèi)降水的目的是降低基坑內(nèi)地下水的水位標(biāo)高，便于土方開挖，采用管井井點(diǎn)降水方法。降水井沿中線設(shè)置一排，孔徑600，根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，正線基坑寬度較大，降水井縱向間距按30m布設(shè)，出入段線基坑寬度較小，縱向間距按40m布設(shè)。井深按下式計算:HH1+h+i(L/2)+1式中:H井點(diǎn)管埋置深度（m） H1坑底最大埋深（m） h降水后地下水位至砂層底的安全距離（取1m） i降水曲線坡度（取0.1） L相鄰兩井點(diǎn)間的距離 1濾水管長度（m）以上埋設(shè)深度的計算由于各段砂層的埋深不同，降水井深度也不盡相同，施工過程中可根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況具體計算確定。(2) 降水施工 施工工藝流

5、程測量定位鉆孔下管礫料反濾層回填洗井試抽水 抽水系統(tǒng)安裝降水運(yùn)行降水任務(wù)完成拆除降水井。 降水井施工a. 施工采用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔，鉆孔徑為800mm，泥漿護(hù)壁，濾管采用600mm鋼筋籠外裹細(xì)眼鋼絲網(wǎng)，濾管四周回填礫砂。降水井結(jié)構(gòu)見圖6-2-01 降水井結(jié)構(gòu)圖。b. 按照設(shè)計的單井結(jié)構(gòu)圖要求，根據(jù)鉆探成孔過程中的實(shí)際地層情況，確定過濾器的長度和位置，然后向下配置沉淀管，向上配制井管，其總長度高于地面0.5m。c.鉆探施工達(dá)到設(shè)計深度，每錨0.30.5m用大泵量沖洗泥漿減少沉淀,并應(yīng)立即下管,注入清水，稀釋泥漿比重接近1.08后移入濾料,不少于計算量的95%。圖6-2-01 降水井結(jié)構(gòu)圖d. 開始下

6、管前應(yīng)探測孔深，當(dāng)孔深與管長不符時，應(yīng)重新成孔；下管時應(yīng)輕提慢放，仔細(xì)檢查濾網(wǎng)包扎質(zhì)量，并使井管居中；當(dāng)上部孔壁縮徑或孔底淤塞，應(yīng)向孔內(nèi)注水，緩慢放入，禁止上下提拉和強(qiáng)行沖擊。e. 當(dāng)?shù)[料填至預(yù)定深度時，上部用粘土回填到孔口封口；當(dāng)孔深范圍內(nèi)抽水含水層與其它非抽水含水層有水力聯(lián)系時，進(jìn)行分層止水。f. 洗井工作在填礫料后進(jìn)行，以防井壁泥質(zhì)硬化，造成洗井困難。洗井時必須清除停留在孔內(nèi)和滲水含水層中的泥漿與孔壁泥漿，疏通含水層，并在井周圍形成良好的反濾層；洗井前后兩次抽水涌水量相應(yīng)小于15%，洗井后井內(nèi)沉淀不上升或基本不上升。g. 洗井結(jié)束，地面抽水系統(tǒng)安裝前，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)性抽水，以確保單井出水量和

7、降深；抽水試驗(yàn)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下列要求：出水量、水位沒有持續(xù)上升或下降的變化趨勢。抽水井動水位波動值不超過水位降深的1%，抽水機(jī)抽水水位波動值不超過1020cm。出水量波動值不超過正常出水量的5%。h.各個井點(diǎn)安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行整體試抽水，以檢查水、電管網(wǎng)系統(tǒng)是否達(dá)到要求。（3）降水監(jiān)測 降水監(jiān)測與維護(hù)期應(yīng)對各降水井和觀測孔的水位、水量進(jìn)行同步監(jiān)測。 降水井和觀測孔的水位、水量和水質(zhì)的檢測應(yīng)符合下列要求：a. 降水勘察期和降水檢驗(yàn)前應(yīng)統(tǒng)測一次自然水位；b. 抽水開始后，在水位未達(dá)到設(shè)計降水深度以前，每天觀測三次水位、水量；c. 當(dāng)水位已達(dá)到設(shè)計降水深度，且趨于穩(wěn)定時，可每天觀測一次；d. 在受地

8、表水補(bǔ)給影響的地區(qū)或在雨季時，觀測次數(shù)宜每日23次；e. 水位、水量觀測精度要求應(yīng)與降水工程勘察的抽水試驗(yàn)相同；f. 對水位、水量監(jiān)測記錄應(yīng)及時整理，繪制水量Q與時間t和水位降深值s與時間t過程曲線圖，分析水位水量下降趨勢，預(yù)測設(shè)計降水深度要求所需時間；g. 根據(jù)水位、水量觀測記錄，查明降水過程中的不正常狀況及其產(chǎn)生的原因，及時提出調(diào)整補(bǔ)充措施，確保達(dá)到降水深度；h. 中等復(fù)雜以上工程，可選擇代表性井、孔在降水監(jiān)測與維護(hù)期的前后各采取一次水樣作水質(zhì)分析。 在基坑開挖過程中，應(yīng)隨時觀測基坑側(cè)壁、基坑底的滲水現(xiàn)象，并應(yīng)查明原因，及時采取措施。(4) 降水維護(hù) 降水期間應(yīng)對抽水設(shè)備和運(yùn)行狀況進(jìn)行維護(hù)

9、檢查,每天檢查不應(yīng)少于3次,并應(yīng)觀測記錄水泵的工作壓力，電動機(jī)、水泵溫度，電流、電壓、出水等情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，使抽水設(shè)備始終處在正常運(yùn)行狀態(tài)。 抽水設(shè)備應(yīng)進(jìn)行定期保養(yǎng)，降水期間不得隨意停抽。 注意保護(hù)井口，防止雜物掉入井內(nèi)，經(jīng)常檢查排水管、溝，防止?jié)B漏。 在更換水泵時，應(yīng)測量井深，掌握水泵安全的合理深度，防止埋泵。 發(fā)現(xiàn)基坑（槽）出水、涌砂，應(yīng)立即查明原因，組織處理。 當(dāng)發(fā)生停電時，應(yīng)及時更新電源，保持正常降水。 降水監(jiān)測與維護(hù)期，宜待基坑中的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)高出降水前靜水位高度即告結(jié)束；當(dāng)?shù)叵滤缓軠\，且對工程環(huán)境有影響時，要適當(dāng)延長。2.1.2 基坑排水基坑開挖前先做好基坑面四周的排水溝，開

10、挖至設(shè)計標(biāo)高立即做基坑底面兩側(cè)排水溝，每隔30m 設(shè)置集水井，并在基坑四角應(yīng)設(shè)置集水井。施工過程中保證排水順暢，并隨時將積水井中的水流排出坑外。在布設(shè)排水溝、積水井及確定抽水設(shè)備時留有2030%的富余量。2.2 土石方施工基坑土石方開挖遵循“縱向分段，豎向分層，從上至下”的施工原則。豎向從上至下分層進(jìn)行，高出樁頂冠梁頂面以上土方采用放坡開挖，先予以挖除，用反鏟直接裝入自卸汽車運(yùn)至指定點(diǎn)，縱向由兩端向中間形成臺階，進(jìn)行接力式開挖。橫向先開挖中間土體，后開挖兩側(cè)土體。開挖過程中結(jié)合鋼管支撐標(biāo)高，隨挖隨撐，及時施作鋼管支撐維護(hù)基坑穩(wěn)定。2.2.1 施工準(zhǔn)備土石方開挖的施工準(zhǔn)備包括以下幾個方面：(1)

11、 所有材料、設(shè)備、運(yùn)輸作業(yè)機(jī)械、水、電等必須進(jìn)場到位。(2) 棄土地點(diǎn)必須落實(shí)，棄土線路暢通。(3) 降、排水系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。(4) 管線改移，支吊保護(hù)全部完成或落實(shí)好開挖過程中的加固保護(hù)措施。2.2.2 開挖機(jī)械根據(jù)上述的開挖方案，開挖機(jī)械采用液壓反鏟挖掘機(jī)為主，輔以推土機(jī)和裝載機(jī)等設(shè)備，棄土運(yùn)輸則以自卸汽車為主。2.2.3 開挖作業(yè)順序(1) 基坑開挖工程根據(jù)臨時鋼管支撐的分布情況及反鏟挖掘機(jī)的性能，正線基坑采用三臺反鏟挖掘機(jī)接力開挖的方式，出入段線根據(jù)開挖深度和支撐層數(shù)的變化適當(dāng)調(diào)整臺階層數(shù)。 冠梁頂部需要放坡段，自地面分段放坡開挖，地面以下1.5m范圍采用人工開挖，反鏟自卸汽車裝運(yùn)，1.

12、5m深度以下范圍用直接反鏟裝入自卸汽車運(yùn)至指定點(diǎn)，邊坡坡度11，坡面采用C15噴射混凝土臨時支護(hù)，噴射厚度100mm,在施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)前完成。 待圍護(hù)結(jié)構(gòu)及樁頂冠梁形成后，分臺階組織開挖，具體方法見圖6-2-02 土石方開挖施工示意圖。 每個臺階各設(shè)一臺反鏟挖掘機(jī)同時開挖，土石方接力挖到運(yùn)輸便道的自卸汽車上。 坑底挖土至自卸汽車的過程為:第一臺反鏟置于底部臺階，挖掘最底層土體，挖土甩放在底層臺階后部，由上層臺階反鏟接力，直至頂層臺階，然后由最上層反鏟負(fù)責(zé)裝車； 圖6-2-02 土石方開挖施工示意圖由于底層臺階反鏟工作受基坑鋼管支撐制約，可根據(jù)反鏟卸土工作凈高，選擇合適的反鏟型號。（2）分層分段對

13、稱進(jìn)行土方開挖，基坑兩側(cè)預(yù)留三角土護(hù)坡，每層臺階的長度，根據(jù)機(jī)械開挖作業(yè)要求，控制在15m左右。（3）基坑中間無法利用臺階接力式開挖的剩余土方，采取基坑底反鏟挖掘機(jī)配合基坑上部大型吊車垂直運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行土方開挖施工。 2.2.4 開挖技術(shù)措施(1) 土石方開挖過程中應(yīng)特別注意市政管線的保護(hù)。土石方開挖過程中應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)對需要支吊管線的保護(hù)。在土石方開挖過程中做到：開挖暴露前調(diào)查清楚（包括具體里程、埋深等）、標(biāo)明位置，開挖過程中留有保護(hù)距離、人工挖掘暴露，暴露后加以支吊保護(hù)，嚴(yán)禁碰撞。(2) 土石方開挖到各層鋼管支撐底部0.5m處時,及時施作腰梁和鋼管支撐,如不能及時施作支撐的區(qū)段應(yīng)注意抽槽開挖、

14、留土護(hù)壁。(3) 土石方開挖過程中應(yīng)注意坑內(nèi)降水井的保護(hù)，確保降水、排水系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。(4) 運(yùn)輸便道應(yīng)設(shè)專人修整，確保運(yùn)輸安全、提高效率。機(jī)械開挖的同時應(yīng)輔以人工配合，特別是基底以上50cm的土層應(yīng)以人工開挖為主，以減少超挖、保持坑底土體的原狀結(jié)構(gòu)。(5) 在土石方開挖過程中，應(yīng)加強(qiáng)觀察和監(jiān)控量測工作，以便發(fā)現(xiàn)施工安全隱患，并通過監(jiān)測反饋及時調(diào)整開挖程序。(6) 嚴(yán)禁在挖土過程中碰撞已架設(shè)好的鋼支撐結(jié)構(gòu)。(7) 在基坑開挖過程中發(fā)現(xiàn)與設(shè)計有不同巖層時，及時報駐地監(jiān)理、業(yè)主確認(rèn)并做好記錄、繪制施工工程地質(zhì)素描圖。(8) 當(dāng)基底土層與設(shè)計不符時，及時通知設(shè)計、監(jiān)理。2.3 鋼支撐體系加工制作明

15、挖基坑土石方開挖后,結(jié)構(gòu)鋼筋砼施作前,采用內(nèi)支撐體系維護(hù)基坑的穩(wěn)定,內(nèi)支撐體系由鋼圍囹、水平鋼管支撐和鋼牛腿三部分組成。2.3.1鋼圍囹鋼圍囹采用2根I45工字鋼加綴板焊接而成，見圖6-2-03鋼管橫撐端部構(gòu)造及預(yù)加應(yīng)力方法示意圖。2.3.2鋼牛腿鋼牛腿采用10mm鋼板加斜撐加工制作而成，加工同鋼圍囹。2.3.3鋼管支撐鋼管支撐分節(jié)制作，每節(jié)標(biāo)準(zhǔn)長度應(yīng)為4.5m,管節(jié)間采用法蘭盤螺栓連接,鋼管直徑600mm,壁厚14mm。鋼管支撐端部（僅一端）設(shè)預(yù)加軸力裝置，其端部構(gòu)造及預(yù)加軸力方法見圖6-2-03鋼管橫撐端部構(gòu)造及預(yù)加應(yīng)力方法示意圖。圖6-2-03 鋼管橫撐端部構(gòu)造及預(yù)加應(yīng)力方法示意圖2.4

16、 鋼支撐體系安裝2.4.1鋼牛腿的安裝鋼牛腿焊接于孔樁的主筋上,間隔一根圍護(hù)樁設(shè)置一個鋼牛腿。2.4.2鋼圍囹的安裝鋼圍囹采用桁吊吊裝就位，并將其與圍護(hù)樁上的預(yù)埋鋼板焊接在一起，焊接強(qiáng)度必須承受橫撐自重荷載兩倍以上。2.4.3鋼管支撐的安裝鋼管支撐在基坑外施工便道上拼裝成整根，人工配合大型吊車吊裝就位。見圖6-2-04 鋼管支撐吊裝示意圖。圖6-2-04 鋼管支撐吊裝示意圖2.4.4鋼支撐體系安裝施工要點(diǎn)(1) 千斤頂預(yù)加軸力必須對稱同步，以平衡橫撐自重下落的可能和初期開挖預(yù)放的初應(yīng)變。(2) 橫撐端頭與圍囹頂面采用螺栓連接，以便固定鋼管橫撐，防止墜落傷人，并消除傳遞附加彎矩的可能性,預(yù)加軸力

17、完成后，前支座后部滑移長槽與鋼管端面之間的空隙采用鋼板楔塊墊塞緊密，然后拆除千斤頂。(3) 鋼管橫撐的設(shè)置時間必須嚴(yán)格按設(shè)計工況條件掌握，土方開挖時應(yīng)分段分層，嚴(yán)格控制安裝橫撐所需的基坑開挖深度。(4) 所有支撐連接處，均應(yīng)墊緊貼密，防止鋼管支撐偏心受壓。(5) 鋼管支撐安裝的允許偏差應(yīng)滿足表6.2.01 鋼支撐安裝允許偏差表的規(guī)定。表6.2.01 鋼支撐安裝允許偏差表項 目支撐中心標(biāo)高及同層支撐頂面的標(biāo)高差支撐兩端的標(biāo)高差支撐撓曲度立柱垂直度支撐與立柱的軸線偏差支撐水平軸線偏 差允許值±30mm20mm，1/600L1/1000L1/3000H50mm30mm注：L為支撐長度，H為基坑開挖深度2.5 鋼支撐體系的拆除支撐體系拆除的過程其實(shí)就是支撐的“倒換”過程，即把由鋼管橫撐所承受的側(cè)土壓力轉(zhuǎn)至永久支護(hù)結(jié)構(gòu)或其它臨時支護(hù)結(jié)構(gòu)。其施工程序（以一層三跨三道支撐為例，