中联光谷中新城土方开挖施工方案.docx

中联·光谷中心城

土方开挖施工方案

湖北海厦建设有限公司
中联·光谷中心城项目经理部

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编制日期：2011年6月 日
光谷中心城土方开挖方案
一、 工程概况
1、建筑概况：
武汉中联房地产襄阳分公司中联·光谷中心城项目由A、B、C、3栋主楼组成，层数31层，其中1-4层为商业用房，地下2层，框剪结构，地上总高度98.55m，建筑占地面积7649 m2，总建筑面积98978m2，框架剪力墙结构，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为6度，耐火等级为一级，桩基础为钻孔灌注桩基础。
2、地质条件：
本工程位于汉江北岸I级阶地，地形平坦，场地表层旧基础众多，下部分地层为第四系全新统冲积粉质粘土及冲洪积圆层；层粉质粘土，可做为多层建筑天然地基持力层使用；层强度低，埋深大，为软土下卧层；层可做为多层住宅桩基持力层使用；层是良好的桩基持力层。场地主要持力层分布均匀，属均匀地基。
场区地层分布及主要特征见下表：
序号
土层名
土层年代
及成因
层厚
岩性特征

杂土层

1.7-3.5
灰色-杂色，以粉质粘土为主，含较多砖渣、砂石及建筑废料，表层含植物根系，旧基础众多，大孔隙结构，土质疏松。

粉质粘土
70
1.9-6.3
褐红色，可塑-硬塑，含少量铁锰质氧化物，土质均匀，切面光滑，韧性高，干强度高。

粉质粘土
125
0.9-6.9
褐红色，可塑-硬塑，见少量云母碎片及细小铁锰质氧化物颗粒，切面光滑，韧性高，干强度高。

粉质粘土
230
0.50-3.80
灰黑色，流塑，干强度低，含较多云母碎片，下部含少量圆砾，局部夹薄层淤泥质粉质粘土，下部含少量粉砂。

圆砾
390
1.50-10.0
灰绿色，局部灰青色，松散，饱和，砾径以1cm为主，滚圆，成分以硅质为主，含量40%，级配均匀，夹粉砂及泥质，岩芯呈圆团状。局部夹卵石，粒径2-3cm含量50%-70%。

圆砾
430
6.00-126.7
浅灰-灰绿色，饱和，稍密，成分以石英、硅质板岩为主，主要粒径1-3cm，含量40-50%大着5-10cm,,次圆状，磨圆度较好，填充中砂及泥质，局部夹满层卵石。
-1
中砂
380
1.00-2.4
浅黄绿色，密实，含粘粒较多，岩芯呈团状，含砾石约15%，径2-3cm，夹少量砂，圆状。本层干钻困难。

圆砾

本层未揭穿厚度大于10米
浅灰-杂色，饱和，密实，夹满层卵石。砾石成分以石英岩、黑色硅质岩为主，粒径一般2-4cm，含量40-60%，最大粒径15cm，次圆状一次棱角状，充填中粗砂及少量泥质，分选差，岩心呈团状。

3、±0.000为68.18m，基坑设计长为137.2m，宽为80.4m-109.45m,周长640.6m,基坑底面积11910 m2，承台垫层底标高为-11.50-13.05m。
4、本工程土方工程主要为深基坑土方开挖、承台及基梁土方开挖。土方开挖方量约计97830立方。
二、施工总体部署
1、土方在开挖过程中应充分考虑时空效应规律，土方开挖顺序方法必须与设计工况一致，并遵循“先撑后挖、限时支撑、分层开挖、严禁超挖”的原则进行施工，尽量减小基坑无支撑暴露的时间和空间。同时应根据基坑工程等级、支撑形式、场内条件等因素，确定基坑开挖的分区及其顺序。
2、土方开挖宜先开挖周边环境要求较低的一侧土方，并及时设置支撑。环境要求较高一侧的土方开挖，宜采用抽条对称开挖、限时完成支撑或垫层的方式。即先开挖主体地下室，后施工车道地下室。
3、基坑开挖过程中应分段、分层、随挖随撑、按规定时限完成支撑的施工，做好基坑排水，减少基坑暴露时间。基坑开挖过程中，应采取措施防止碰撞支护结构、工程桩、降水井或扰动原状土。支撑的拆除过程时，必须遵循“先换撑、后拆除“的原则进行施工。
4、主体结构地下室基坑采用喷锚、桩锚组合支护体系，基坑内挖土作业条件比较宽畅。土方应分层、分段开挖，每层开挖深度大于锚杆深度0.5m，分段开挖长度为15～25m。挖土过程可根据基础施工的需要进行各种优化。
5、采用内支撑支护的基坑，其边界采用分层分段开挖的方法，共分两层开挖，分段开挖宽度为支撑间距，由于本基坑内支撑间距小，开挖应采用小型挖掘设备，车道挖土需从主楼基坑中出土，统筹考虑。
6、本基坑施工机械采用反铲挖土机加载重汽车，施工便道按照施工方便、翻土量最少及汽车爬坡最小的角度考虑，施工便道从长虹路和春园路入口，施工便道坡度控制在10%左右，坡道宽度为8m。
7、本基坑设计有护坡桩和钢筋混凝土圈梁、内支撑，需待其达28天龄期的设计强度要求，方可进行土方开挖和喷锚施工。
8、开挖方式采用机械开挖与人工开挖相结合的方式，一般情况采取机械开挖，坑面和坑角处宜采用人工开挖，基坑开挖距离坑底1.0m左右宜改为人工清理坑底，严禁超挖。在基坑开挖至地下室底板后，基坑外侧承台必须跳挖，内侧承台可一次开挖。
9、基坑开挖施工应遵循“信息法”施工的原则，勤监测、勤巡视，及时反馈信息，并应有充分的应急措施，遇有异常情况及时调整施工措施。
10、要保证该基坑顺利开挖成功，土方开挖施工队伍一定要与基坑支护施工队伍严密配合，协调施工。同时还应根据环境监测所反馈的信息随时调整挖土顺序、挖土速度。
11、开挖后的基坑应尽量减少暴露时间，及时清边检底，尽快进行垫层施工。垫层应做到基坑内满封闭，以改善支护结构的受力状态。
12、根据工程施工整体部署，将平面划分区域从1轴开始依次向南按后浇带分成三段，一号汽车坡道处为独立施工段，一共为四个施工段。经两次分层开挖后，基坑成型。第一层开挖深度达到设计标高-5.9M，第二层开挖整体至-10.40M，局部开挖至承台垫层底。施工人员进场切除超高部分桩头。
13、本工程基坑土方开挖量大、工期短且施工控制难度大，机械设备配合尤其重要，需要小挖机把桩间土方挖出归堆后，再由大挖机及时将土方装进自卸车辆运走，保证开挖工作面内顺畅无阻，因此我部根据实际需要安排多种土方机械设备进场施工，保证施工顺利完成。
1） 挖土机上下层工作间距1.5M实施，严格控制开挖边线，现场设置集水坑见设计图。
17、由于深基坑四周预留施工道路。距坡边1000mm设置1.2m高安全防护栏杆，刷黄黑警示漆。
18、由于承台施工期间雨水较多，土方开挖后立即组织专业人员进行坑底和上坡口排水沟、集水坑施工，以便于雨水有组织及时排入现场总体排水沟。
三、施工准备
1、技术准备
1）学习和审查图纸，核对平面尺寸和标高，图纸相互间有无错误或矛盾；掌握设计内容及各项技术要求，了解工程规模、特点、工程量和质量要求；审查地基处理和基础设计，进行图纸会审。
2）熟悉土层地质、水文勘察资料，搞清地下构筑物、基础平面与周围地下设施管线的关系，图纸相互间有无错误和冲突。
3）查勘施工现场，摸清工程场地情况，收集施工需要的各项资料，包括施工场地地形、地貌、地质水文、河流、气象、运输道路现状，邻近建筑物、地下基础、管线、防空洞、地面上施工范围内的障碍物和堆积物状况，供水、供电、通讯情况，防洪排水系统等等，以便为施工规划和准备提供可靠的资料和数据。
4）研究制定基坑开挖施工方案；绘制施工总平面布置图和基坑开挖图，确定开挖路线、顺序、范围、基底标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置，场地平整的土方调配方案，多余土方或基槽土方的堆放地点、运距，提出需用的施工机具、劳动力、推广新技术计划等。
5）根据施工方案编制技术交底，并向参加施工人员进行详细的技术和安全文明施工交底。
2、材料准备
做好临时设施用料和机械用油料计划、采购和进场组织工作，按施工平面图要求指定地点存放。
3、主要机具
挖掘机4台、自卸汽车16辆、水泵10台等。具体详见下表。
序号
机具名称
型号规格
产地
数量
额定功率KW
生产能力
1
挖掘机
CAT320
美国
2
135
1.2m3/斗
2
挖掘机
小松60
日本
2
80
0.2m3/斗
4
自卸汽车
五十铃
日本
10
148
20T
5
自卸汽车
TD50A
日本
6
120
10T
6
水泵

中国
10
3.5
Ø100
四、施工工艺
1、工艺流程
支护桩施工→定位放线→第一层土方开挖→上部锚杆施工→护坡施工→冠梁施工→冠梁养护→第二次土方开挖至垫层底→下部锚杆施工→护坡施工。
2、施工要点
1）土方开挖施工
选用挖土施工机械4台，备用1台。以充分发挥机械效率，节省费用，加速工程进度，采用液压反铲挖掘机开挖。
绘制详细的土方开挖图，规定开挖路线、顺序、范围、底部各层标高，边坡坡度，排水沟、集水井位置及流向，弃土堆放位置等，避免混乱，造成超挖、乱挖，应尽可能地使机械多挖，减少机械超挖和人工挖土。
自卸汽车数量按挖掘机械大小、生产率和工期要求配备，保证挖掘机械连续作业。每台挖机配备8台自卸汽车。
基坑边角部位、桩的周围等机械开挖不到的部位，用少量人工配合开挖和清底、清坡，将松土清至机械作业半径范围内，再用机械装车运走。
机械开挖预留一层200mm厚土用人工清底找平，避免超挖和基底土遭受扰动。
在开挖过程中，给予明确的开挖深度（标高），采用水准仪跟踪测量，并用小竹桩刷红油漆做好标志，并作为测量记录。
2）锚杆施工
锚杆施工工艺为：开挖修坡→锚孔定位→打设锚杆→钢筋制安→注浆→二次注浆。
锚杆用洛阳铲成孔，钻孔前应根据设计要求定出孔位并作出标记及编号，当成孔遇到障碍物需调整孔位时，不得损害支护结构的安全度。
锚杆钻孔时，应比设计深度超钻100～200mm，防止孔深不足。锚杆杆体安放前，必须通知甲方及监理单位现场管理人员确认孔深后方可进行杆体设置。
锚杆主筋按设计长度下料，锚杆连接采用双面搭接焊，焊缝长度为5d，高度为6mm，主筋每隔2m焊对中支架，防止主筋偏离土钉中心；安放主筋时，将注浆管与主筋捆绑在一起，注浆管离孔底0.5m左右。
压浆过程中，边注浆边向孔口方向拔管，直到注满锚固段，水泥浆初凝后孔口进行二次补浆。注浆采用孔底压力反向注浆，孔口加止浆塞，注浆压力为0.2～0.4Mpa，第二次为高压注浆，应在第一次注浆浆体强度达5.0Mpa后进行，注浆压力不小于1.0～1.5MPa。
注浆前应检查注浆泵，保证正常运转，管路畅通。注浆浆液应搅均匀，随搅随用，浆液应在初凝前用完。作好注浆记录，掌握每根锚杆的注浆情况。
预应力锚杆自由段两端100~200mm长度范围内用黄油充填，外扎工程胶布固定，套入波纹管中。
腰梁为20b[热轧普通槽钢，两槽钢板净距采用100mm,与锚孔位置一致，端头垫楔形垫板，保证锚头与锚垫板垂直。
锚杆浆体强度达到设计值的80%以上后，方可进行锚杆预应力张拉,总张拉值为设计值的1.1倍，锁定值按设计要求进行。锚杆张拉前应对张拉设备进行标定，锚杆张拉采用20T千斤顶，锁定力现场试验确定，持荷3-5分钟。
3）喷射混凝土施工
喷射混凝土护坡施工工艺为：开挖修坡——挂钢筋网——喷射混凝土——重复上一工序。
钢丝网片用插入土中的钢筋固定，与坡面间隙3～4cm，不应小于3cm，搭接时上下左右一根对一根搭接绑扎，搭接长度应大于30cm，并不少于两点点焊。
喷射作业时应分段分片进行，同一段内应自下而上进行喷射，段片之间、层与层之间做成45度角的斜面。空压机风量不宜小于9m3/min，气压0.2～0.5MPa，喷头水压不应小于0.15MPa，喷射距离控制在0.6～1.0m，喷成后的面层要喷水养护一周。
混凝土用料称量要准确，拌合要均匀，随拌随用，存放时间不超过2h。
喷射混凝土施工时，若遇地下水较大，应加大速凝剂用量及提高水泥用量。喷射混凝土面层上每隔一定距离设置泄水孔；地下水较大时，泄水孔内应设置反滤层。坡面泄水孔的渗水量可能较大，可以通过坡脚的汇水沟集中后用潜水泵外排。
每施工150m2喷射混凝土面层，应制作一组喷射混凝土试块，每组试块不少于3块。制作试块时，将试模底面紧贴拟加固基坑坡面从侧向喷入混凝土。
4）内支撑施工
钢筋混凝土支撑的施工有多项分部工程组成，根据施工的先后顺序，一般可分为施工测量、钢筋工程、模板工程以及混凝土工程。
施工测量的工作主要有平面坐标系内轴线控制网的布设和场区高程控制网的布设。平面坐标系内轴线控制网应按照“先整体、后局部”、“高精度控制低精度”的原则进行布设。支撑的水平轴线偏差控制在30mm之内，支撑系统中心标高误差控制在30mm之内。
钢筋进场必须附有出厂证明（试验报告）、钢筋标志，并根据相应检验规范分批进行见证取样和检验。钢筋的连接方面，支撑及围檩内纵向钢筋接长根据设计及规范要求，可以采用直螺纹套筒连接、焊接连接或者绑孔连接，钢筋的连接接头应设置在受力较小的位置，一般为跨度的1/3处，位于同一连接区段纵向受拉钢筋接头数量不大于50%。
钢筋混凝土支撑底模一般采用土模法施工，即在挖好的原状土面上浇捣10cm左右素混凝土垫层。垫层施工应紧跟挖土进行，及时分段铺设，其宽度为支撑宽度两边各加200mm。为避免支撑钢筋混凝土与垫层粘在一起，造成施工时清除困难，在垫层面上用油毛毡做隔离层。
）钢筋混凝土支撑的混凝土工程施工目标为确保混凝土质量优良，确保混凝土设计强度，特别是控制混凝土有害裂缝的发生。确保混凝土密实、表面平整，线条顺直，几何尺寸准确，色泽一致，无明显气泡，模板拼缝痕迹整齐且有规律性，结构阴阳角方正顺直。
钢筋混凝土支撑的混凝土工程施工目标为确保混凝土质量优良，确保混凝土设计强度，特别是控制混凝土有害裂缝的发生。确保混凝土密实、表面平整，线条顺直，几何尺寸准确，色泽一致，无明显气泡，模板拼缝痕迹整齐且有规律性，结构阴阳角方正顺直。
钢筋混凝土支撑拆除时，应在地下室完成并回填之后进行，筋混凝土支撑拆除方法一般有人工拆除法、用静态膨胀剂拆除法和爆破拆除法。
内支撑体系的钢立柱采用角钢格构柱，即每根柱由四根等边角钢组成柱的四个主肢，四个主肢间用缀板进行连接，共同构成钢格构柱。
钢格构柱一般均在工厂进行制作，考虑到运输条件的限制，一般均分段制作，单段长度一般最长不超过15m，运至现场之后再组成整体进行吊装。
钢格构柱现场安装一般采用“地面拼接，整体吊装”的施工方法，首先将工厂里制作好运至现场的分段钢立柱在地面拼接成整体，其后根据单根钢立柱的长度采用两台或多台吊车抬吊的方式将钢格构柱吊装至安装孔口上方，调整钢格构柱的转向满足设计要求之后，和钢筋笼连接成一体后就位，调整垂直度和标高，固定后进行立柱桩混凝土的浇筑施工。
立柱桩采用钻孔灌注桩，钻孔成孔后置入钢筋笼及钢立柱，最后浇筑混凝土形成桩基。桩顶标高以下混凝土强度必须满足设计要求，混凝土一般有2m以上的泛浆高度，在基坑开挖过程中逐步凿除。
支撑与围檩、支撑与支撑、支撑与立柱之间的节点钢筋绑扎应引起充分注意，由于在节点上的钢筋较密，钢筋的均匀摆放、穿筋合理安排将对施工质量和进度有较大的影响。在施工过程中如第一道支撑梁钢筋与钢格构柱缀板相遇穿不过去，在征得设计同意后缀板采用氧气乙炔焰切割，开孔面积不能大于缀板面积的30%，如支撑梁钢筋与钢格构柱角钢相遇穿不过去时，将支撑梁钢筋在遇角钢处断开，采用同直径钢筋同时与角钢和支撑梁钢筋焊接。第二道支撑施工钢筋穿越难度较大的节点时，通常采用措施是钢筋遇角钢处断开并采用同直径帮条钢筋与角钢和支撑梁焊接。
立柱的垂直度不宜大于1/200，主柱放置角度为平行和垂直于基坑边线。基坑开挖土方钢立柱暴露后应及时复核立柱的水平偏差和竖向垂直度，如有施工偏差严重者应设置桩间支撑等措施保证钢立柱的承载力和稳定性。
基坑北侧和西北角广告牌基础在基坑开挖范围内，基坑施工前应拆除。
五、成品保护措施
1、机械挖土作业应注意保护测量控制定位桩、轴线桩、水准基桩，防止被挖土和运土机械设备碰撞、行驶破坏。
2、基坑四周设排水沟、集水井，场地有一定坡度，以防雨水浸泡基坑和场地。
3、夜间施工现场设3个灯塔以供照明，防止地基、边坡超挖。
4、深基坑开挖的支护结构，在开挖全过程中应做好保护，不得随意拆除或损坏。
六、安全环保措施
1、开挖边坡土方，严禁切割坡脚，以防导致边坡失稳。
2、机械行驶道路应平整、坚实，配备一台推土机配合修路。
3、机械挖土分层进行，按图放坡，防止塌方、溜坡等造成机械倾翻、淹埋等事故。用推土机推土，铲刀不得超出坡沿，以防倾覆。陡坡地段推土需设专人指挥，严禁在陡坡上转弯。正车上坡和倒车下坡的上下坡度不得超过35°，横坡不得超过10°。推土机陷车时，应用钢丝绳缓缓拖出，不得用另一台推土机直接推出。
4、多台挖掘机在同一作业面机械开挖，挖掘机间距应大于10m；多台挖掘机在不同台阶同时开挖时，应验算边坡的稳定，上下台阶挖掘机前后应相距30m以上，挖掘机离下部边坡应有一定安全距离，以防造成翻车事故。
5、机械施工区域禁止无关人员进入场地内。挖掘机工作回转半径范围内不得站人或进行其他作业。挖掘机卸土，待车停稳后进行，不得将铲斗从运输汽车驾驶室顶部越过；装土时任何人都不得停留在装土车上。
6、挖掘机操作和汽车装土行驶要听从指挥；所有车辆必须严格按规定的开行路线行驶，防止撞车。
7、挖掘机行走和自卸汽车卸土时，必须注意上空电线，不得在架空输电线路下工作；如在架空输电线路一侧工作时，垂直与水平距离分别不得小于2.5m与4～6m（110～220kVA时）。
8、夜间作业，机上及工作地点必须有充足的照明设施，在危险地段应设置明显的警示标志和护拦。
9、雨期施工，运输机械和行驶道路应采取防滑措施，以保证行车安全。
10、采用降排水措施时，抽出的水有组织地排放至指定位置，不得任其漫流而污染场地环境。
11、运输土方的车辆如需在场外行驶时，应用加盖车辆或采取覆盖措施，以防遗洒污染道路和环境。
12、土方施工时，现场必须有专人指挥、协调。
七、质量控制要点
1、土方开挖前应检查定位放线、排水系统，合理安排土方运输车的行走路线及弃土场。
2、施工过程中应检查平面位置、水平标高和边坡坡度、压实度、排水、降低地下水位系统，并随时观察周围的环境变化。
八、质量标准
土方开挖工程的质量检验标准应符合下表的规定。

土方开挖工程的质量检验标准（mm）

项
序
项目
允许偏差或允许值
检验方法
柱基基坑基槽
挖方场地平整
管沟
地（路）
面基层
人工
机械
主控项目
1
标高
-50
±30
±50
-50
-50
水准仪
2
长度、宽度（由设计中心线向两边量）
＋200
-50
＋300
-100
＋500
-150
＋100
——
经纬仪，用钢尺量
3
边坡

设计要求
观察或用坡度尺检查
一般项目
1
表面平整度
20
20
50
20
20
用2m靠尺和楔形塞尺检查
2
基底土性
设计要求
观察或土样分析
注：地（路）面基层的偏差只适用于直接在挖、填方上做地（路）面的基层。