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基坑开挖及护坡工程施工方案基坑开挖及护坡工程施工方案工程概况本工程为某地下建筑的基坑开挖工程。该建筑由主楼和裙房组成，主楼东西长约72m，南北宽约42m，开挖深度12.00m（电梯井14.00m），裙房东西长约71m，南北宽约26m，开挖深度5.80m。施工深度范围内，地层土质分布情况如下：地面（标高36.50m）以下0~-3.50m为杂填土，局部有旧建筑基础；-3.50~8.10m主要为粉质粘土，其中在-4.50m左右有一层厚度0.50~1.00m的重粉质粘土层；-8.10~-14.00m为细砂；-14.00~-20.20m为卵石，卵石最大粒径5~7cm；-20.20~-27.60m为粉质粘土。地下水有二层，第一层为滞水，在地面下-4.50m（标高32.00m）处，第二层为潜水，在地面下-10.30m（标高26.20m）处。由于基坑设计标高在地下水位以下。基坑东面、北面有建筑物，西面、南面临大街，无场地放坡，因此采用管井井点降水，钢筋混凝土灌注桩加锚杆护坡。基坑土方、降水、护坡桩及锚杆系统称基坑开挖及护坡工程，主要工程量见下表1主要工程量表项目单位主楼裙楼备注降水井座24井管内径300mm，井深23.00m砂漏井座54井孔直径300mm，深10.00m护坡桩根6598主楼桩径800mm，裙房桩径500mm锚杆根108直径150mm，长22.00m土方m332111132合计48510m39811310本工程的施工特点是：地处繁华市区，交通与环保管制严格，施工场地窄小，工序多，工期要求急，施工中必须采取措施减少振动和噪声，安排好作业班次和工作面，白天打井、打桩，夜间挖运土方，各分项工程互创施工条件，抓好工序搭接和流水作业，确保60d完成施工任务。施工准备工作（1）全面调查施工现场和锚杆深度范围内的地上、地下障碍物，制定排障计划和处理方案，并加以实施。（2）根据建设单位提供的建筑红线、控制桩、水准点和施工图纸，进行测量放线工作。基坑开挖范围内所有轴线桩、水准点都城要引出机械施工活动区以外，并设置涂红白漆的钢筋支架加以保护。（3）根据轴线桩、施工图纸，测放井位、桩位和基坑开挖线，并加以保护。（4）施工用电和施工照明：1）根据机械配备型号和数量及钢筋加工、混凝土浇筑用电，经计算本工程高峰用电量为200KW，建设单位提供的316KVA变压器，符合施工用电容量要求。2）临时供电线路采用90mm2橡皮电缆，并设置8个电闸箱供护坡和降水施工用电。3）在现场搭设4个高4~6m的照明灯架，每个灯架安装镝灯2000KW。工作面、坡道口安装碘钨灯活动灯架1~2个，供夜间施工照明用。5）施工用水；在现场东西两侧，各设置1个50mm的水源，供打井和护坡工程施工用水。6）在基坑南侧搭建临时办公、休息用房约150m2，工具棚20m2，水泥棚20m27)根据施工方案和施工图纸进行机械设备和钢筋、水泥、砂石、钢绞线等材料的准备。8）办理交通、城建、市政、市容、环卫等有关手续，办理降水工程向市政雨水或污水管道的排放手续，准备弃土场，办理运土及渣土消纳手续。施工平面布置（1）出入口分别设在现场东南侧和西南角，运料、运土汽车可走循环路。（2）混凝土搅拌机及砂石料场设在裙房基坑范围内，但要避开护坡桩桩位线，由于场地窄小，砂石、水泥、钢筋、钢绞线等原材料须按计划分期、分批进场。（3）钢筋加工场设在主楼基坑北侧，钢筋笼要分批加工，码放高度不得超过2层。分项目工程施工方法降水工程1．降水方案的选择本工程主楼降水目的是兼顾基坑开挖和护坡桩施工，降低水位标高要求降至护坡桩底标高（21.50m），降水深度大，潜水存在于细砂和卵石层内，渗透系数和出水量也较大，又由于上层粉质粘土有滞水，因此，主楼采用管井加砂漏井点了降水方案，管井主要降低潜水水位，砂漏井主要交直层潜水渗漏至细砂层，再用管井抽走。2.管井井点计算（1）计算参数：基坑面积A=75m×45m=3375m2，基坑深度H=12.00m降水深度S=26.20m-21.50m=4.70m，含水层厚度=26.20m-16.30m=9.90m。渗透系数k砂=10m/d，K卵石=117m/d，加权平均后K=65m/d。降水井底在渗透系数很小的粉质粘土层内，故按潜水、完整井计算。（2）基坑假想半径：X0=√A/π=√3375/π=32.78m（3）抽水影响半径：R=√(Xo)2+2K.t.h=μ式中t——抽水稳定时间，取6d；μ——给水系数，粉细砂0.15!0.20，卵石0.20~0.35，取0.23（4）基坑总涌水量：（5）单井涌水量：式中hw——滤管进水长度，0.27?h=0.27×9.9=2.67mr——管井半径（m）。（6）管井数量：N=Q/q×1.1=8370/398×1.1=23.10座，实际布置24座。式中：1.1为增井系数，考虑降水井损坏、堵塞、效率降低等，井数增加10%。（7）管井平面布置及井距：管井布置在基坑四周，其中4座井布置在裙房基坑内。井距ι=L/N=230m/24=9.58m，实际为9.60m（锚杆间距的倍数，以防被其击穿）。式中：L为基坑周边长度，m。（8）管井竖向布置（井深）：管井由地面开始打井，井深h1按下式计算：h1=S1+iL1+h2=15+0.10×37.5+3=21.75m，实际23.00m式中S1——地面至桩底深度（m）；i——水力坡度，环型井点取10%；h2——管井沉淀高度，一般取2~3m；L1——管井至基坑中线的距离（m）（9）计算结果校核：以上井点计算公式及计算参数均为经验值，因此，有条件的工程应做现场抽水试验，本工程无条件做试验，但完成2~3座井后立即试抽水，对渗透系数K、水力坡度i及单井涌水量q等进行校核。（10）管井井点对环境的影响：潜水含水层在地面下10.30m的细砂和卵石层内，该层土压缩模量较大，上面又有约5m厚的粉质粘土，形成硬壳顶托层，故降水引起的沉降量可忽略不计。3、管井井点施工（1）管井的构造：管井采用300mm（内径）无砂混凝土砾石管（全部为滤管），井孔直径600mm，井管与井孔之间填2~6mm滤料，井深23.00m，井距9.6m，共布置降水井24座。（2）管井成孔（井）：采用CZ22钻机冲击成孔（井），如噪声、振动大扰民时，也可采用XF-3泵吸反循环钻机，钻机性能见表2，可利用地层的粘性土，自造泥浆护壁。钻孔（井）前要挖好泥浆池，冲击钻采用掏渣筒掏渣，泥浆少而稠，泥浆池深度在1.00mm以内；反循环钻机靠泵吸泥浆循环排渣，泥浆多，泥浆池深度1.50~2.00m，并配备泥浆罐车随时将多余泥浆运走。常用钻孔机性能表表2型号钻孔方式钻孔直径（mm）钻孔深度（mm）护壁方式电机功率备注cz-22冲击式400-800150泥浆22可克服地下旧基础Xf-33回旋式500-150050泥浆40泥浆泵电机功率77KWbqz500螺旋式300-50010-12干作业37步履式，可改装钻杆Zkl800螺旋式400-80012-18干作业55履带式，可改装钻杆（3）下井管：用钻机的卷扬装置，采用井托法逐节吊放，井管连接采用竹片用16号铅丝绑紧。要保持井管顺直，在井孔内居中。（4）填滤料：从井管周围均匀填滤料，防止将井管挤偏，洗井后要补填滤料，井顶2.00m用粘性土封口。（5）洗井：采用9~12m3空压机气举冲洗法，将由气管和排渣管组成的洗井器放入井底，关闭排渣管，用高压气激荡沉渣和井壁，再开启排渣管将水渣混合物吹出，这一过程自下而上反复进行，直到洗出清水，井内水位接近周围地下水位为止。（6）地面排水管：布置在基坑顶周边，由φ300mm钢管排水总管和沉淀池组成（见图1）。抽出的地下水经排水总管及沉淀池再排入市政雨水或污水管道内。（7）抽水：采用扬程25m，出水量20t/h，QS系列潜水电泵，性能见表3，置泵标高16.00m，引水管采用50mm胶管或钢管。一般情况下，群井抽水6~7d后水位显著下降，10d后稳定到设计水位标高，此时水泵出水量显著减少，为起始出水量的50%左右，可换用小流量水泵。常用管井潜水电泵性能表表3型号流量（t/h）扬程（m）（m）电机功率（KW）出水口径（mm）外围尺寸（mm）重量（kg）QX3-30-1.1QX6-25-1.1QS20-27-3QS40-28-5.5175QJ50-26/2250QJ80-40/236204050803025272826401.11.135.57.515φ25φ38φ51φ76φ76φ108φ233φ233φ184φ233φ175φ25014146072（8）降水运转：管井井点运转后，要配备专人值班，保持昼夜连续运转并定期检查水泵及管路运转情况，测量水位、水量，做好施工记录。必要时可配备备用电源或发电机，以防停电、停泵造成水位上升，发生灾害，影响施工。（9）裙房基坑内降水井：由地面打井，随挖土深度逐节拆除至裙房坑底标高。抽水时，可采用串联抽水法，即将中间降水井的水抽至边侧降水井，再抽至地面排水管内。4．砂漏井施工砂漏井井孔直径300mm，井深10m，井内填2~6mm滤料，井距2~3m，在管井降水井之间共布置砂漏井54个，见图1砂漏井成孔采用BQZ300步履式钻机，要边钻孔边填砾，以防塌孔。填砾至地面下2m，用粘性土封口。护坡工程1．护坡方案根据护坡高度、周围环境、土质分布情况、施工能力和经验，本着安全、经济、合理的原则，本工程选择振动小，噪声低和变形小的钢筋混凝土灌注桩护坡方案，不同部位其构造和做法也不相同。（1）主楼护坡高度12m，采用φ800mm钢筋混凝土灌注桩加锚杆护坡方案（图2）。由于有旧建筑基础需拆除，也便于新建管线通入，挖土3.50m后再做桩，桩顶设850mm×500mm连梁，锚杆设在连梁上，连梁顶砌墙并设抗弯桩和压顶梁。（2）裙房护坡高度5.80m，采用φ500mm钢筋混凝土悬壁桩护坡方案（图3），由地面开始做桩，桩顶设500mm×300mm连梁。（3）主楼与裙房结合部，高差6.20m，考虑到地基处理问题，采用1:0.75放坡，坡面采用钢板网抹灰加固（图4）。主楼、裙房的桩间土也采用钢板网抹灰处理2．护坡工程设计与计算目前尚无国标护坡桩设计规范，根据《高层建筑施工手册》（中国建筑工业出版社出版）介绍的计算方法、有关规范和实践经验，编制了护坡工程设计计算机程序。本工程的电算输入参数和诸设计结果见表4、表5输入计算参数计算参数护坡高度土重度地面荷载主动摩擦角被动磨擦角护桩直径保护层厚度桩间距混凝土等级Sad符号Hуg单位mKN/m3KN/m2。输入计算参数表4计算参数符号单位主楼裙房计算参数符号单位主楼裙房护坡高度土重度地面荷载主动摩擦角被动磨擦角护桩直径保护层厚度桩间距混凝土等级HYGDsamKN/m3KN/m2。。mmmmm12.019103542800301.60C255.819103320500301.20C25钢筋等级拉锚位置锚固土层摩擦角锚固土层粘聚力锚杆倾角锚杆直径锚杆间距土压系数安全系数fyHamCaDmShKoKfN/mm2。cmmN/mm2310-3.75282022152.400.91.5310悬臂计算机设计结果表5计算参数符号单位主楼裙房计算参数符号单位主楼裙房护桩入土深度护桩全长护桩最大弯距最大弯距作用点护桩最大配筋锚杆全长XlMaxYlommKNm根m12.0191035428005.81910332050030锚固段长度自由段长度锚杆轴拉力锚杆配筋整体稳定系数护桩直径L1L2TammKN18.305.70643.94×1860钢绞线800500根据设计与施工经验，本工程采用了以下数据处理和构造措施：（1）计算土层深度内有值和C值时，摩擦角换算为等值摩擦角；（2）地质条件良好，最大弯距折减30%~40%再配筋；（3）提高安全系数，桩入土深度增加10%~20%；（4）计算了出护坡桩每米的弯距，按弯距分布大小配筋；（5）“周边均匀法”和“等效矩形法”对照配筋；（6）锚杆设在连梁上，锚杆间距不受限制，便于优化锚杆设计，也省去了腰梁，节省了钢材，简化了工序。3．护坡桩及锚杆的布置构造及做法4