基坑支護及土方開挖

1、【廣州科學城珠吉路道路（一橫路科學大道）及隧道工程】 技術標書第二篇·施工組織設計第7章 隧道基坑支護及開挖6、錨索加實體式護面墻施工時先進行預應力錨索施工，然后進行實體式護面墻防護。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 施工方法 施工準備：開工前檢驗材料性能并在錨索施工前作抗拔試驗通過試驗指導施工。 鉆孔a.定位準確，鉆孔采用風動干鉆。鉆進過程中必須保持下傾角穩(wěn)定，并不斷用高壓風清孔，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。 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，砂漿強度等級符合圖紙要求。注漿分兩次進行，首先以0.4Mpa壓力將注漿塞注滿，待其強度達到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.注漿強度達20Mpa后，即可澆筑地梁混凝土；注漿達到設計強度后，方進行預應力張拉。 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.地梁混凝土強度達到設計強度的70%后，方可進行預應力張拉。 張拉a.錨索分兩次張拉，第一次張拉在錨索固定端注漿達到設計開

3、始，第二次張拉的噸位及進行張拉間隔時間應通過試驗確定。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，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”形成圍護結(jié)構(gòu)，鉆孔樁之間設擺噴樁止水，鉆孔樁與擺噴樁均穿透沙層進入相對不透水層。2. 基坑開挖、支護2.1 基坑內(nèi)降排水2.1.1基坑內(nèi)降水(1) 降水設計圍護結(jié)構(gòu)設計采用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)地下水的水位標高，便于土方開挖，采用管井井點降水方法。降水井沿中線設置一排，孔徑600，根據(jù)以往施工經(jīng)驗，正線基坑寬度較大，降水井縱向間距按30m布設，出入段線基坑寬度較小，縱向間距按40m布設。井深按下式計算:HH1+h+i(L/2)+1式中:H井點管埋置深度（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相鄰兩井點間的距離 1濾水管長度（m）以上埋設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)安裝降水運行降水任務完成拆除降水井。 降水井施工a. 施工采用旋轉(zhuǎn)鉆機成孔，鉆孔徑為800mm，泥漿護壁，濾管采用600mm鋼筋籠外裹細眼鋼絲網(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. 按照設計的單井結(jié)構(gòu)圖要求，根據(jù)鉆探成孔過程中的實際地層情況，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.鉆探施工達到設計深度，每錨0.30.5m用大泵量沖洗泥漿減少沉淀,并應立即下管,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、管前應探測孔深，當孔深與管長不符時，應重新成孔；下管時應輕提慢放，仔細檢查濾網(wǎng)包扎質(zhì)量，并使井管居中；當上部孔壁縮徑或孔底淤塞，應向孔內(nèi)注水，緩慢放入，禁止上下提拉和強行沖擊。e. 當?shù)[料填至預定深度時，上部用粘土回填到孔口封口；當孔深范圍內(nèi)抽水含水層與其它非抽水含水層有水力聯(lián)系時，進行分層止水。f. 洗井工作在填礫料后進行，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，應進行試驗性抽水，以確保單井出水量和

7、降深；抽水試驗穩(wěn)定標準應符合下列要求：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.各個井點安裝完畢后，應進行整體試抽水，以檢查水、電管網(wǎng)系統(tǒng)是否達到要求。（3）降水監(jiān)測 降水監(jiān)測與維護期應對各降水井和觀測孔的水位、水量進行同步監(jiān)測。 降水井和觀測孔的水位、水量和水質(zhì)的檢測應符合下列要求：a. 降水勘察期和降水檢驗前應統(tǒng)測一次自然水位；b. 抽水開始后，在水位未達到設計降水深度以前，每天觀測三次水位、水量；c. 當水位已達到設計降水深度，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與降水工程勘察的抽水試驗相同；f. 對水位、水量監(jiān)測記錄應及時整理，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，預測設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)整補充措施，確保達到降水深度；h. 中等復雜以上工程，可選擇代表性井、孔在降水監(jiān)測與維護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，應隨時觀測基坑側(cè)壁、基坑底的滲水現(xiàn)象，并應查明原因，及時采取措施。(4) 降水維護 降水期間應對抽水設備和運行狀況進行維護

9、檢查,每天檢查不應少于3次,并應觀測記錄水泵的工作壓力，電動機、水泵溫度，電流、電壓、出水等情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，使抽水設備始終處在正常運行狀態(tài)。 抽水設備應進行定期保養(yǎng)，降水期間不得隨意停抽。 注意保護井口，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，應立即查明原因，組織處理。 當發(fā)生停電時，應及時更新電源，保持正常降水。 降水監(jiān)測與維護期，宜待基坑中的基礎結(jié)構(gòu)高出降水前靜水位高度即告結(jié)束；當?shù)叵滤缓軠\，且對工程環(huán)境有影響時，要適當延長。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、挖至設計標高立即做基坑底面兩側(cè)排水溝，每隔30m 設置集水井，并在基坑四角應設置集水井。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。在布設排水溝、積水井及確定抽水設備時留有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至指定點，縱向由兩端向中間形成臺階，進行接力式開挖。橫向先開挖中間土體，后開挖兩側(cè)土體。開挖過程中結(jié)合鋼管支撐標高，隨挖隨撐，及時施作鋼管支撐維護基坑穩(wěn)定。2.2.1 施工準備土石方開挖的施工準備包括以下幾個方面：(1)

11、 所有材料、設備、運輸作業(yè)機械、水、電等必須進場到位。(2) 棄土地點必須落實，棄土線路暢通。(3) 降、排水系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。(4) 管線改移，支吊保護全部完成或落實好開挖過程中的加固保護措施。2.2.2 開挖機械根據(jù)上述的開挖方案，開挖機械采用液壓反鏟挖掘機為主，輔以推土機和裝載機等設備，棄土運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的性能，正線基坑采用三臺反鏟挖掘機接力開挖的方式，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，1.

12、5m深度以下范圍用直接反鏟裝入自卸汽車運至指定點，邊坡坡度11，坡面采用C15噴射混凝土臨時支護，噴射厚度100mm,在施工圍護結(jié)構(gòu)前完成。 待圍護結(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。 每個臺階各設一臺反鏟挖掘機同時開挖，土石方接力挖到運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責裝車； 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、稱進行土方開挖，基坑兩側(cè)預留三角土護坡，每層臺階的長度，根據(jù)機械開挖作業(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配合基坑上部大型吊車垂直運輸?shù)姆绞竭M行土方開挖施工。 2.2.4 開挖技術措施(1) 土石方開挖過程中應特別注意市政管線的保護。土石方開挖過程中應特別強調(diào)對需要支吊管線的保護。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）、標明位置，開挖過程中留有保護距離、人工挖掘暴露，暴露后加以支吊保護，嚴禁碰撞。(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)段應注意抽槽開挖、

14、留土護壁。(3) 土石方開挖過程中應注意坑內(nèi)降水井的保護，確保降水、排水系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。(4) 運輸便道應設專人修整，確保運輸安全、提高效率。機械開挖的同時應輔以人工配合，特別是基底以上50cm的土層應以人工開挖為主，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，應加強觀察和監(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) 嚴禁在挖土過程中碰撞已架設好的鋼支撐結(jié)構(gòu)。(7) 在基坑開挖過程中發(fā)現(xiàn)與設計有不同巖層時，及時報駐地監(jiān)理、業(yè)主確認并做好記錄、繪制施工工程地質(zhì)素描圖。(8) 當基底土層與設計不符時，及時通知設計、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)造及預加應力方法示意圖。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)標準長度應為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）設預加軸力裝置，其端部構(gòu)造及預加軸力方法見圖6-2-03鋼管橫撐端部構(gòu)造及預加應力方法示意圖。圖6-2-03 鋼管橫撐端部構(gòu)造及預加應力方法示意圖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,間隔一根圍護樁設置一個鋼牛腿。2.4.2鋼圍囹的安裝鋼圍囹采用桁吊吊裝就位，并將其與圍護樁上的預埋鋼板焊接在一起，焊接強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(1) 千斤頂預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放的初應變。(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) 鋼管橫撐的設置時間必須嚴格按設計工況條件掌握，土方開挖時應分段分層，嚴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 目支撐中心標高及同層支撐頂面的標高差支撐兩端的標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)至永久支護結(jié)構(gòu)或其它臨時支護結(jié)構(gòu)。其施工程序（以一層三跨三道支撐為例，