土方开挖及边坡支护专项施工方案.docx

深圳大学土木实验室工程

土方开挖及边坡支护
专项施工方案

施工单位：湖南省建筑工程集团总公司
编 制： 邓 勇 编制时间：2008-12-31
审 核： 审核时间：
审 批： 审批时间：

目 录
第一章、编制依据………………………………………………………………………….2
第二章、工程概况…………………………………………………………………………3
第三章、施工部署………………………………………………………………………….4
第四章、土方开挖及边坡支护施工方案…………………………………………………6
第五章、安全保证措施…………………………………………………………………..12
第六章、应急预案………………………………………………………………………..15
附图1 土方开挖及边坡支护平面布置示意图……………………………………….16
附图2 地下室土方开挖及边坡支护剖面图…………………………………………17

第一章、编制依据
一、编制依据
1、机械工业部深圳设计研究院设计的深圳大学土木工程实验室工程设计文件、设计变更及相关文件、资料。
2、深圳市勘察测绘院提供的《岩土工程勘察报告》。
3、中国建筑西南勘察设计研究院设计的《深圳大学土木工程实验室项目基坑支护工程 基坑支护施工图》。
4、《深圳大学土木工程实验室工程施工组织设计》、总的施工部署及施工总进度计划。
5、临近工程基础施工的相关水文、地质资料。
6、相关国家规范、标准和法律法规。
7、本公司的质量手册、程序文件、基础管理文件以及施工作业指导书。
8、本公司现有土方工程施工机械和累积施工经验。

第二章、 工程概况
一、设计概况
本工程位于深圳市南山区深圳大学新校区东南角, 由深圳大学投资建设，机械工业部深圳设计研究院设计，建筑面积约为13800平方米，地上五层，地下一层，楼高21.5米。工程设计标高+0.00相当于绝对标高6.450m（黄海高程）。
二、基础形式及主要技术参数
本工程地下室分为二部分：实验台座和设备用房，建筑面积1494.35㎡，均为现浇钢筋混凝土结构，基础采取大开挖施工，须做边坡支护。场地经平整后自然地面标高约为-0.2m，台座基础底板大开挖标高-3.89m（设计底板底标高-3.13，底板厚度600，底板垫层面找平层20厚，防水保护层40厚），开挖深度约3.79m；设备用房底板大开挖标高-5.26（局部-5.46），开挖深度约5.06m（局部5.26m）。基础为桩基础。
三、地质水文条件
经钻探揭露，本工程埋藏地层按成因分类为：人工填土（Qml）、第四系全新统海积层（Q4m）、第四系中更新统残积层（Qel）、燕山期侵入岩（γ35）等地层。
（1） 人工填土层厚1.70~11.60m，在场地内普遍分布。
（2） 第四系全新统海积层按岩性及力学性质划分为二层：A、淤泥质粘土，层厚0.70~8.10m;B、砾砂，层厚0.40~1.10m。
（3） 第四系中更新统残积层厚6.70~16.80m，为砾质粘土。
燕山期侵入岩，根据风化程度分为四个层（带）：A、全风化层，层厚2.00~9.80m，一般厚度大于5.0m，层顶标高-19.05~-3.91m；B、强风化层，层厚9.30~33.30m，一般厚度大于15.0m，层顶板标高-27.42~-5.59m；C、中等风化层，层厚0.5~6.2m，层顶板标高-52.76~-34.03m；D、微风化岩，层顶板标高-41.25~ -39.37m。
本工程地下水主要赋存于第四系全新统海积砾砂层中，属孔隙潜水类型，另基岩中赋存有一定量的裂隙水。地下水主要靠大气降水补给并与海水有一定水力联系，水位因降雨及季节变化而异。地下水埋深较浅，水位标高3.52~6.91m。地下水对砼结构无腐蚀性。
五、气候条件
地下室土方工程拟定施工时间为2~3月，深圳市降雨较少，利于施工。
六、施工条件
施工现场“三通一平”已基本完成，主要临时排水设施已经完成，测量桩位交接已经完成，具备了土方工程施工作业条件。

第三章、施工部署
一、现场布置
基坑开挖及基础施工阶段的临水、临电、防护、排水、加工间的设置以及堆土、弃土点的位置、土方施工机械的运行路线等均应符合施工总平面布置图的要求。临时排水拟沿开挖基坑四周布置，并设置2个集水井，用水泵排入主要临时排水沟内；临时弃土点拟设在施工生活区西侧的空地内。详见土方开挖平面布置示意图。
二、工期目标
地下室土方开挖及边坡支护计划工期为30天与PHC桩基础交叉施工、同步完成。
三、安全生产目标
杜绝死亡、重伤、轻伤等一切安全事故。
四、主要机械设备
根据本土方工程工作面较大、运输条件较好的特点，大开挖阶段配置二台1.3m3反铲挖土机，6台12 m3自卸汽车运输，一台大功率推土机堆土；桩承台开挖阶段配一台小斗挖土机，2台8 m3自卸汽车运输。平面控制及边坡监测采用一台DJ2经纬仪，高程控制采用一台DS3水准仪。排水采用12台污泥泵（4台备用）并配备不少于4台潜水泵配合排水。
施工测量采用1台全站仪定位放线，1台经纬仪进行基坑位移监测，1台水准仪进行高程测量和沉降观测。
五、施工顺序
根据《岩土工程勘察报告》和设计施工图文件，拟定地下室基坑土方开挖和边坡支护的施工顺序如下：
六、施工阶段划分
1、第一阶段：准备阶段
主要包括施工机械设备进场、劳务作业班组进场及对其进行安全和技术交底、排水及防护设施材料和机具的准备、施工作业指导书的编制等等。
2、第二阶段：施工阶段
主要包括施工测量、土方开挖及运输、边坡支护、施工过程中的降排水。
3、第三阶段：变形监测阶段
在基础及地下室结构施工期间应按边坡变形监测要求，定时对基坑边坡进行监测和观察。

变形监测
测量放线
第一层土方开挖
边坡支护
设备用房第二层土方开挖
边坡支护及降排水施工
承台土方开挖
地下室结构施工
地下室土方回填

地下室土方开挖及边坡支护施工流程图
说明：在施工前，应安排挖土机进行试挖。若地下水水位高，且水量大，应采取先施工PHC桩、再开挖土方的方案，以及轻型井点降水。

第四章、土方开挖及边坡支护施工方案
一、施工准备
1、机械设备准备
大型土方机械设备应提前进场，并做好检修和保养。测量仪器应经质检部门检测合格，排水设备应经试运转保证正常作业。
2、施工管理组织
在基坑开挖前项目经理部应明确现场主要施工负责人、测量负责人、安全监控负责人、场内运输交通指挥协调负责人等的名单。并就基坑开挖作业时间、预期基坑验槽时间向监理工程师、建设单位现场技术负责人、勘察单位以及设计单位的项目负责人进行通报，以保证施工作业的连续性。
3、技术准备
a、认真审查设计施工图，将设计交底、图纸会审的结果一一记录在施工图纸上；
b、认真阅读和理解《岩土工程勘察报告》，对各项技术参数进行计算和复核，拟定预案措施；
c、按照批准的基坑专项施工方案和施工组织设计编制施工技术交底、安全技术交底，对作业班组和施工机械操作员进行书面交底并签字确认。
4、材料物资准备
边坡支护使用的材料以及基底集水坑的护笼、局部边坡支护所需的原木、沙袋、木板等材料应准备妥当，需要时随时可以使用。
5、测量
土方开挖前应测量施工面高程方格网并报监理工程师审核，根据已经监理工程师复核的平面和高程控制网布设平面和高程控制点，并测设基坑开挖线和放坡线，用白灰洒出。
6、掌握天气变化趋势
土方施工前应密切关注天气预报，掌握未来几天天气变化的趋势，防止在大雨来临之前动土。
二、土方施工工艺流程
测量放线→第一层土方挖运→第二层土方及基础土方挖运→人工清底→坑底排水设施施工→基坑验槽
三、土方开挖及边坡支护
（一）施工测量
施测前应按程序进行仪器校核。按照设计的开挖断面和设计施工图，平面测量应多次进行，主要有：
a、 第一层土方开挖后测放第二层开挖的边线和放坡线；
b 挖至地下室底板底标高后测放桩基础和地梁的开挖线；
c、 开挖过程中连续的高程控制测量；
d、 人工清底到设计标高后，测设基础轴线、边线及高程并打设控制桩。
基础底平面及高程测量中误差允许范围不应超过国家强制性标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）的相关规定。
（二）土方开挖及运输
1、施工顺序
设备用房土方开挖应从东向西方向进行，并在西侧适当位置留设挖土机上行位置；台座基础土方从南向北方向开挖。开挖过程中若遇较大孤石、岩层或有较大地下水时应停止施工，立即报告监理工程师和建设单位现场工程师处理。
2、土方开挖技术参数
(1)台座基础部分开挖深度较浅，边坡坡度按1：1。桩基础承台砖胎膜外皮至边坡坡脚宽度不少于400，同时应满足地下室外墙外皮至边坡坡脚净宽度不小于1500，以满足外脚手架和基坑底排水的要求。
(2)设备用房部分开挖深度较大，根据中国建筑西南勘察设计研究院设计的《深圳大学土木工程实验室项目基坑支护工程 基坑支护施工图》进行放坡施工，其中：地下室④、⑧轴线及A轴线外侧采取1：0.8放坡，桩基础承台砖胎膜外皮至边坡坡脚宽度不少于400，同时应满足地下室外墙外皮至边坡坡脚净宽度不小于1500，以满足外脚手架和基坑底排水的要求；D轴线外侧全部大开挖至承台外皮1000微型桩处。
3、机械开挖和人工清底的要求
挖土机挖土标高应控制在设计基底标高200mm以上，其余采用人工清底。人工清底时应注意控制基础底标高不得超过规范允许的范围，作业时应有专人在基坑上进行监测。挖土方应注意的事项还包括若基坑在开挖后需停滞一段较长的时间时，应预留至少500mm土方不开挖。
4、边坡修整
在土方开挖过程中，应同时进行边坡修整。边坡修整主要靠挖土机完成，人工配合铲除松散的土块、石块，使之满足设计边坡坡度要求。
5、土方留置及弃土
为减少道路污染和泥头车运输产生的噪音，所有土方暂定堆放在施工生活区西侧的空地上，待基坑回填后统一外运至指定弃土点。土方运输应按施工组织设计规划形成的施工道路行进，不得擅自施工区中间穿越，以防破坏测量定位桩及其他临时设施、造成意外伤害事件。
临时堆放土方应按规范要求施工，四周修边坡，坡底设排水沟，以保证预留土方不受雨水浸泡。
（三）基坑降排水设施
根据《岩土工程勘察报告》显示的地下水文资料，本工程的地下水稳定水位不确定，故在本施工方案中考虑二种降水方案：
1、 集水井降、排水方案
沿基坑坡脚每隔约30m在基坑内设置一个降水井，沿基坑四周布置200×300排水沟将各降水井连通。降水井深度不小于2m，采用2~3节D1000混凝土管直埋，管底铺填500厚20~40石子作为滤层，每个降水井内安置一台污水泵抽水。详见附图“地下室土方开挖平面布置示意图”。
若开挖后地下水水量较大，应增设集水井和水泵；若基底发生涌水现象，应立即做好边坡支护，停止施工，并及时通知监理工程师、建设单位工程师、设计和勘察单位项目负责人处理。
2、轻型井点降水方案
轻型井点降水方案为本方案的备选方案，在此不作计算和叙述。若集水井降水无法满足施工要求时，经监理工程师和建设单位现场工程师同意后采用轻型井点降水。
（四）边坡支护
根据中国建筑西南勘察设计研究院设计的《深圳大学土木工程实验市项目基坑支护工程 基坑支护施工图》，台座基础和设备用房的边坡均应做支护施工。
1、台座基础边坡支护
采用放坡的方法支护，坡面采用喷射5cm混凝土面层护面
(1)基坑放坡大开挖后，人工配合、机械修整坡面，使坡面平顺、无突起物和松散土、石块。
(2)在坡面上挂14#铁丝网，间距1.5m梅花形打入16（L=1m）钢筋并与铁丝网绑扎在一起。铁丝网应压过边坡顶不少于500并与坡顶排水沟连成整体。
(3)坡面上按竖向间距2m、水平间距3m布设排水管。
(4)面层喷射50厚C20混凝土。混凝土按水泥：砂：石子=1：2：2.5质量比拌制。
台座基础边坡支护布置详见附图1-1剖面。
2、设备用房边坡支护
设备用房④、⑧轴线及A轴线外为建筑外边线，采取大开挖、钢花管土钉支护；北侧外墙外为本工程建筑物室内部分，地下室外墙（D轴线）与E轴线上承台标高相差较大，采用微型桩复合土钉墙支护。
(1) ④、⑧轴线及A轴线外侧边坡支护
①采用钢花管土钉支护，钢管为D48壁厚3.25，管内灌注纯水泥砂浆，水灰比0.5，且应保证浆体强度不低于M20。
②钢花管长度9m，纵横向均按1200间距布设。钢管按0.5m间距设倒刺，按0.3~0.6MPa的压力灌注水泥浆，每米水泥用量不少于20kg。
③坡面铺设6.5@200×200钢筋网片，喷射100厚C20混凝土。钢筋网片应压过坡顶不少于500宽。
④坡面钢筋网在坡顶收口处，用1m长16钢筋间距2m打入地下固定钢筋网。
⑤坡面上按竖向间距2m、水平间距3m布设排水管。
④、⑧轴线及A轴线外侧边坡支护布置详见附图2-2剖面。
(2)D轴线外侧边坡支护
①采用微型桩复合土钉墙支护。土钉为钢花管土钉，材料及施工要求同（1）。
②微型桩兼作隔水帷幕和超前支护，直径250，桩距1200，内插14#工字钢并灌注0.5水灰比的纯水泥砂浆。
③微型桩桩顶应按设计做冠梁连接成整体。
④边坡坡面按做法（1）施工。
微型桩节点大样详见“附图 大样图”；D轴线外侧边坡支护布置详见附图3-3剖面。
3、边坡支护检测
(1)混凝土应进行抗压强度试验，每次浇筑至少取一组，喷射混凝土每500㎡检测一组。
(2)土钉按1%比例进行抗拔试验。
(3)支护中使用的材料及其他项目按相关规范进行质量检测。
4、施工注意事项
(1)土方开挖应按照分段分层、均衡对称的原则进行，严禁超挖，在参考监测结果未出现异常情况后进行下一层开挖。
(2)施工前应详细查明周边管线情况。
(3)在支护施工过程中如遇地质条件等因素与勘察资料不符时，应停止施工并马上通知设计人员。
(4)坡顶5m范围内不能堆载土方及其他材料，也不得停靠机械设备。
(5)如遇基坑底部出露淤泥，应立即通知监理和建设单位现场工程师处理。一般采取边挖边填换土垫层处理。
（五）基坑验槽
基础土方经人工清理到设计标高并满足设计平面尺寸要求和边坡防护满足安全施工要求后，应及时通知设计、监理、勘察、建设等单位相关人员进行验槽。验槽合格后立即浇注垫层混凝土。
基础开挖质量检验标准如下表所示：
土方开挖工程质量检验标准（mm）
项
序
项目
允许偏差或允许值
检验方法
校基基坑基槽
挖土场地平整
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
观感或用坡度尺检查
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
观感或土样分析
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

（六）边坡沉降、位移监测
1、沉降、位移监测点设置
本工程共布设沉降监测点、位移监测点各12个，监测点间距约20m。沉降、位移监测的基准点不少于3个，基准点应稳固可靠。变形监测点布置详见地下室土方开挖平面布置示意图。
2、沉降、位移监测要求
①监测频率：变形监测应在开挖前建立初始读数。开挖过程中监测间隔2~3天（具体间隔时间根据施工状况和监测结果确定）；支护施工结束后二月内每周监测一次；支护施工结束二月后且变形趋于稳定时可适当延长间隔时间，直至回填结束。
②每次变形观测时，应符合以下要求：
a、采用相同的观测路线和观测方法；
b、使用同一设备和仪器；
c、固定观测人员；
d、在基本相同的环境和条件下进行观测。
③监测精度要求：按设计要求，变形管测的精度不低于三等精度要求。如下表所示：

④基坑变形允许值：水平位移控制在0.01h即32mm、50mm。h为基坑深度，警戒值为控制值的80%。
3、边坡变形日常检查
在基础施工过程中，应每天对基坑边坡进行观察。日常观察的内容主要包括：地下水流量的大小有无明显变化，边坡有无局部坍塌或底部被流水淘空，坡面有无裂缝，边坡土体有无发生水平位移等。
边坡稳定检查主要依靠目测和尺量，每天检查的状况和分析结论应在主管工长的施工日志中有记载。

第五章、安全保障技术组织措施
一、安全生产目标
1、杜绝一切大小事故，通过优化施工方案，严密组织管理，保证无安全事故。
2、无死亡、无重伤、无火灾、无坍塌、无中毒事故。
3、安全达标，创建文明工地。
二、保障体系
（一）安全组织机构
1、组织机构
项目部设安全管理小组，小组组长由项目经理担任，为安全生产第一责任人。设立专职安全员，负责安全制度、安全措施的制订、贯彻，落实和执行情况的检查，发现漏洞，及时整改。贯彻“安全第一、预防为主”的方针，防患于未然。同时，在各班组设立兼职安全员形成“上面有人抓，中间有人管，下面有人干”，健全的安全保证体系。
施工安全组织机构图
项目经理
（安全第一责任人）

专职安全员

施工员兼职安全员

各专业施工班组长
（班组兼职安全员）

2、安全管理方法
根据“全员管理、安全第一”的原则，本工程实行专管与群管相结合的安全管理方法，专管由安全管理机构负责，群管则通过建立安全责任制来实施，安全施工责任制中，明确规定工程各级领导职能部门，专业施工队伍，施工班组和生产工人在施工生产中的安全责任，从而使安全管理工作既有章可循，又能落实到施工生产的每一道工序和环节，杜绝漏洞。
制定完善的安全生产规章制度，包括安全教育制度，安全技术交底制度，安全生产责任制，安全生产检查制度和安全奖罚制度等，根据各专项工程制定安全施工组织设计，包括安全用电、机械设备、交通维护、人员管理、技术措施等，确保措施完善，管理到位。
(二)、安全生产规章
1、安全教育制度
① 所有员工都必须参加由安全员做的安全培训，安全培训的内容报监理工程师批准，所有工人须经“三级安全教育”后，方可入岗安排工作，安全培训合格后再颁发工作卡和上岗证。
② 现场施工员和专职安全员必须就每一分项工程在施工中可能发生的危险和防护措施对作业人员进行安全技术交底。
③ 施工班组长，在每日分配工作时，要向班组职工同时进行安全生产注意事项，安全意识教育。
④ 专职（兼职）安全员在施工现场发现职工违章作业时，除及时制止外，需对违章操作的职工进行遵章守纪和按安全操作规程操作的再教育工作。
⑤ 项目部及班组领导，在召开职工大会和生产工作会议时，必须针对当前安全生产方针政策和安全生产情况进行安全教育，并做到逢会必讲安全生产。
⑥ 各施工现场要按现场管理规定，张贴安全生产宣传标语及安全警示牌等，以强化职工安全生产意识。
⑦ 为提高安全管理体制，项目部定期举办安全知识、操作规程、安全法规等培训教育和考核工作。
三、强化安全教育
①开工或施工前，项目部经理、栋号长、技术负责人，必须针对工程特点和安全技术措施要求，及时召开施工班组长会议和全体职工大会，进行工程施工及安全生产技术措施等交底工作。
②施工过程中的技术交底必须要有安全措施交底说明，列为工程资料存档，所下达的安全技术交底，必须一式四份送施工班组长。班组长应于每日上班前，在安排生产任务的同时，要结合技术交底要求，向操作工人交代当日生产应注意的安全事项及有关安全防护要求。
③安全技术交底内容：
A、应遵守的安全操作规程要求及有关生产安全法规。
B、采取的安全防护设施、安全装置应符合验收使用规定。
C、操作者操作时的具体安全要求及注意事项。
D、一般性和关键性项目，在操作时必须遵守的安全管理要求。
四、建立安全管理机构
此项内容在施工组织总设计中已有详述，此处不再叙述。
五、土方工程安全保障措施
1、安全用电
① 施工用电的布置和使用必须执行“施工现场临时用电安全技术规范”和“用电检查评分表”的要求。
② 施工现场所有配电箱，均要安装漏电保护装置，电箱进出线，电源开关，保险装置安装必须符合安全规范，老化、破皮、不合格的电缆、电线一律不准使用，所有临时供电线路必须架设在绝缘子上。
③ 工地动力用电及照明电线路的设计必须经电力工程师审定，由专业电工进行安装，并经安全验收合格后方能使用。
④ 电动设备必须接零并根据地形安装必要的防雷装置，电工和机械工必须持证上岗，并配备必要的防护工具。严禁非专业电工安装、移动、搭设供电线路，严禁工人无证操作机械。
⑤ 坚持电工巡回检查制度，规定动力用电必须全天候值班检查，照明用电每周检查一次。
⑥水泵应按规范放置，抽水时必须有专人看护，防止水泵烧坏。
⑦基坑底操作人员应穿水靴施工。
2、机械设备
①操作人员应取得相应的操作证书，经核定合格后，才能上岗，并应请专业维修人员定期进行维修检查，在使用前应作好检查工作。
②不在使用中时，所有推土机、挖掘机等机械要将其车铲、叉等放在低位置，在维护、修理时要将其固定或堵塞。休息时挖土机不得停放在基坑内或紧靠边坡停放。
3、配合人员
①下基坑配合挖土机作业的人员应优先选用年轻力壮、反映敏捷的青壮年，不得选派年老体弱、行动迟缓、反映迟钝的人。
②挖土时配合机械的人员应保持与挖土机的安全距离，避免被机械伤害。
③基底配合人员不作业时应注意与边坡保持一定安全距离，防止局部突然坍塌造成伤害。
④配合人员之间应保持2.5m以上的距离；边坡上有专人监护。
4、交通维护
① 在施工期间不得妨碍场内正常交通。
② 施工期间，在作业地点白天设立警示线、红旗和危险警示牌等，夜间加挂红灯并设立围栏以保证安全。
5、基坑土方开挖应尽量避免夜间作业。
6、基坑坡顶周边5米范围内严禁堆放各类工程材料或停靠车辆。

第六章、应急措施
在编制土方开挖及边坡支护专项施工方案时，由于地下状况的不明确性及施工阶段天气的不可预见性，特制定以下应急措施：
一、 高地下水位及涌水应急措施
如地下水位较高或有涌水现象，应考虑有效降水措施。当水量不是很大时，一般可采取在基坑中部适当位置增设降水井的方法；若水量较大，采用集水井降水已无法满足施工要求时，必须采取轻型井点降水。
降水井应设置在基坑中部、基础与基础之间的空处。降水井的深度和数量应根据地下水的标高、水量大小及基底土质综合确定。管道安装采用挖土机吊装，安装完后应将管道周围用砂回填，井上设盖板或进行封闭式围护。
基础施工完成后，应先填入部分级配砂石，面上用好土回填。
二、边坡变形过快及塌方应急措施
边坡变形过快容易造成塌方事故。
1、当边坡出现变形过快或塌方等危险情况时，应立即停止基坑内的施工，安排施工人员撤离基坑范围。
2、立即采取坡脚反压、坡顶卸载等措施以减缓边坡土体的侧向水平位移。坡脚反压一般采取在坡脚处打入原木桩，在木桩与边坡之间堆沙袋的办法。坡顶卸载指在坡顶土体变形较大的范围内，通过挖除一定厚度土方以达到减小坡脚土压力的方法。
3、当发生以上情况时，应加密变形监测的频率。

附图1 地下室土方开挖及边坡支护平面布置示意图

附图2 地下室土方开挖及边坡支护剖面图