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地铁深基坑开挖施工技术2014.10.182一、术语二、基坑开挖前的准备工作三、深基坑开挖施工技术四、监控量测六、明、盖挖施工综合说明五、深基坑开挖中常见问题及解决方案83一、明（盖）挖法术语明挖顺作法：从地面自上而下挖开的基坑中自下而上修筑结构。盖挖顺作法：在地面修筑维持地面交通的临时路面及基坑支撑后，自上而下开挖土方至设计坑底标高，再自下而上修筑结构。盖挖逆作法：开挖地面修筑结构顶板及其竖向支撑结构后，在顶板的下面自上而下分层开挖土方分层修筑结构。84二、基坑开挖前的准备工作开挖前准备工作：（1）技术准备（2）场地及设施准备（3）设备准备（4）人员准备（5）物资准备（6）基坑降水85二、基坑开挖前的准备工作（1）技术准备：①图纸已会审②施工方案（含施工场地布置图）已报监理审批③平面及高程控制网已复测，成果已报监理审批。场内增设的测量控制点满足施工要求④开工报告已报监理审批（2）场地准备：①施工场地和便道已按照方案进行了硬化。②施工用水、用电已解决。③管路系统施工完成。④应急物资库修建完成。⑤临时弃土坑和沉淀池修建完成。⑥洗车槽及三级沉淀池修建完成。86二、基坑开挖前的准备工作（3）设备准备：①挖掘机、120t履带吊、长臂挖机、运输自卸车、门禁系统、水泵及围护结构渗漏抢险设备（水泥搅拌桩）等机械。②钢筋对焊机、钢筋弯曲机、切断机已就位。（4）人员准备：①满足现场施工需要的钢筋工、混凝土及普工已就位。②起重吊装、挖掘司机作业人员已就位。③所有作业人员均经过了三级安全教育、技术交底和安全技术交底。④电焊工、起重吊装工、挖掘司机、电工均已报监理审批，确保特殊工种持证上岗。⑤监控量测及相关的管理人员已就位（5）物资准备：①钢管支撑及钢围檩已进场并检测合格。②围护结构渗漏抢险物资已到位87二、基坑开挖前的准备工作（6）基坑降水：基坑开挖前邀请相关单位做抽水试验，确定基坑降水方案并通过专家评审。基坑开挖前20天开始降水，降水运行过程中，做好各井的水位观测工作，及时掌握承压含水层水头的变化情况88三、深基坑开挖施工技术之明挖顺作1、明挖顺作法施工工艺（1）基坑降水：降水施工与开挖施工密切配合，根据开挖的顺序、进度等情况调整降水井的运行数量，降水运行过程中对降水运行的记录及时分析整理，绘制各种必要的图表，以合理的指导降水，提高降水运行效果基坑降水89三、深基坑开挖施工技术之明挖顺作（2）基坑开挖：①土方开挖的顺序方法必须与设计工况相一致，严格按照时空效应理论，掌握好“分层、分段、分块、对称、限时”五个要点，并遵循“竖向分层、水平分区分段、先撑后挖、严禁超挖、及时封底”的原则，确保工程安全质量前提下快速施工。土方开挖横向先中间后两侧，确保两侧预留土体护壁。②基坑开挖时，其纵横向边坡放坡应根据地质、环境条件采取安全坡度。每步开挖所暴露的部分地下墙体宽度宜控制在3～6米，每层开挖深度控制在2.5～3.5米，严禁在一个工况条件下，一次开挖到底。钢筋、钢支撑、弃土等堆载应远离基坑顶边线5米以外，防止侧压力过大，基坑周边堆载不得大于20Kpa。反铲接力开挖土方810三、深基坑开挖施工技术之明挖顺作③基坑开挖前20天开始降水,基坑开挖必须在连续墙、冠梁、砼支撑达到设计强度后方可进行。④纵向放坡开挖时，应在坡顶外设置截水沟，防止地表水冲刷坡面和基坑外排水再回流渗入坑内，防止边坡坍塌。⑤加强明水排放，在基坑开挖后，应及时设置坑内排水沟和集水井，配备潜水泵及时排除集水井里的集水，防止坑底积水。在雨季施工，严格执行雨季施工方案。⑥考虑时空效应的软土基坑施工时：（1）必须按设计要求分段开挖和浇筑底板，分段长度不大于25m；（2）每段开挖中又分小段、分层开挖，每小段宽度不大于6m，分层厚度不大于4m；（3）每小段开挖支撑完成时间不超过24小时。对各道支撑必须采取可靠的支托和连接，防止因围护结构变形和施工撞击而发生支撑脱落。⑦机械挖土时，坑底应保留300mm厚土层用人工挖除整平，防止坑底土扰动⑧挖土机械和车辆严禁碰撞支撑、立柱、井点管、连续墙，钢支撑顶面严禁堆放、悬挂杂物。811三、深基坑开挖施工技术之明挖顺作⑨基坑开挖过程内应设应急逃生通道，设两处以上应急爬梯，每日开挖前或雨后应检查基坑及支撑稳定情况。⑩基坑开挖过程中桩间挂网喷砼做到随挖随喷，遇到桩间或地连墙接缝渗漏情况需及时注浆堵漏应急逃生通道812桩间挂网813桩间喷砼814三、深基坑开挖施工技术之明挖顺作（3）钢支撑架设：钢管支撑加工完成后运送到施工现场，安装前在地面拼装，并报监理验收。待土方开挖到钢管支撑标高时，且拼装验收合格，采用龙门吊或履带吊吊设钢支撑安装在预定位置，通过钢管支撑活络端用油顶按设计图纸要求施加预加轴力，再用楔块塞紧，取下油顶。活络头两侧错开设置，支撑两端头设置上挂下托措施。钢支撑的安装和预加力的施加控制在8小时以内完成钢支撑安装815钢支撑施加轴力816三、深基坑开挖施工技术之明挖顺作（4）土方外运：采取自卸汽车将开挖的土方进行外运，场地出口设洗车槽，并设专人对所有出场的车辆进行冲洗，渣土应低于槽梆10cm并用苫布等覆盖，严防落土，掉渣污染道路，影响环境。弃渣运至指定的弃渣场，严禁任意弃渣。洗车槽冲洗运渣车817三、深基坑开挖施工技术之盖挖顺作2、盖挖顺作法施工工艺在地面修筑维持地面交通军便梁临时路面及基坑支撑后，自上而下开挖土方至设计坑底标高，再自下而上修筑结构。军用梁基槽开挖军用梁安装818三、深基坑开挖施工技术之盖挖顺作预制盖板安装沥青砼路面恢复铺盖车站开挖及内支撑架设铺盖车站风道基坑兼作施工通道819三、深基坑开挖施工技术之盖挖逆作3、盖挖逆作法施工工艺以结构作为支撑的设计理念，每一层结构必须在全部封闭后方可进行其下一层的开挖。基于这个原则，由于盖板段面积大，为加快进度、保证多个工序能同步施工，及时形成支撑体系，将每层结构分为多块，分块开挖，分块浇筑，既做到集中攻坚，最大能力地发挥机械设备的效率，又实现多作业面大面积展开施工。按设计合理布置出土孔，保证每个出土孔的覆盖半径不大于20m（1）准备工作：采取明挖法施作结构顶板，在顶板及中板预留出土孔，出土孔根据工期安排需计算出土能力，合理的安排出土孔数量，顶板施工过程中提前预留；开挖前做好降水工作。（2）基坑开挖：地下一层、二层采用伸缩臂挖机经预留的出土孔出土；地下三层盖挖出土以龙门吊经预留的出土孔垂直提升外运820三、深基坑开挖施工技术之盖挖逆作顶板留“天窗”出土伸缩抓斗土方开挖821三、深基坑开挖施工技术之石方爆破基坑石方开挖：由于岩层坚硬，常规的开挖无法满足要求，通常需采取爆破开挖。石方开挖施工工艺：（1）基坑开挖遵循“纵向分段、竖向分层、先支撑后开挖”的原则。总体爆破顺序与开挖基本相同，沿车站纵向流水工作面方向台阶开挖（2）第一次爆破前，先在基坑爆区采用挖机挖出或炮机凿出足够的临空面后，再向南边推进工作面。（3）基坑石方采取“多打孔、少装药、短进尺、弱振动”的浅眼松动微差控制爆破的方法施工（4）岩石充分破碎及避免大块的产生，采用“梅花型”布孔，排间微差起爆方式装药822三、深基坑开挖施工技术之石方爆破（5）基坑边缘预留4m范围为缓冲区对围护结构进行保护，采用静态破碎法施工，爆破后连续墙边预留松动石方靠挖机挖除（6）基坑爆破采用松动控制爆破方法，严禁过量装药，保证炮孔填塞长度和质量。基坑爆破时，需对爆区进行表面覆盖防护和支撑梁上搭防护网防护覆盖防护823三、深基坑开挖施工技术之石方爆破覆盖防护824四、监控量测1、监测对象：(1)连续墙墙顶水平位移、墙体内力。(2)连续墙及周围土体变形监测（测斜）。(3)附近道路及地面的沉降监测。(4)支撑轴力监测。(5)地下水位监测。(6)周边建筑物沉降监测。(7)周围地下管线变形。825四、监控量测2、监测仪器：全站仪、测斜仪、水位仪、水准仪、轴力计、钢筋计、倾斜仪、裂缝观测仪3、监测人员：监测单位需有相关资质，监测人员需持证上岗4、控制网布设形式：控制网由基准点和工作基点组成，控制网可分段布设成局部的独立网，同监测点一起布设成闭合环网或附合网形式。5、控制点布置原则：①基准点是检验工作基点稳定性的基准，布设在远离地铁基坑施工影响区的稳定位置；②工作基点是直接测量变形监测点的依据，布设在相对稳定的地段，一般至少距基坑开挖深度或隧道埋深2.5倍范围外；③控制点的分布应满足准确、方便测量全部监测点的需要，每个相对独立的测区基准点及工作基点的个数均不应少于3个，以保证必要的检核条件；④地表基准点或工作基点一般埋设在场区密实的低压缩性土层上，建筑物上基点或工作基点埋设在变形已稳定的高层建筑物承重结构上；⑤基准点及工作基点要避开交通干道、地下管线、仓库堆栈、水源井、河岸、松软填土、滑坡斜面易遭破坏的地段。826四、监控量测6、测点布置原则：(1)基坑工程监测点的布置应能反映监测对象的实际状态及其变化趋势，监测点应布置在内力及变形关键特征点上，并应满足监控要求。(2)基坑工程监测点的布置应不妨碍监测对象的正常工作，并应减少对施工作业的不利影响。(3)监测标志应稳固、明显、结构合理，监测点的位置应避开障碍物，便于观测7、监测成果及信息反馈：监测成果：工程监测过程中，实时对监测结果进行整理，按监理工程师的要求以日报的形式送达有关各方（施工单位、设计、监理）。工程结束时，提交完整的监测总报告。主要包括日（周、月）报、巡查报告、专题报告以及监测总报告。信息反馈：确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理。变形测量信息采集、整理尽量使用目前先进的变形软件处理，并建立变形测量数据库。结合各区段实际情况对变形量信息进行综合分析，绘制变形测量的时态曲线图；建立畅通的信息反馈渠道，每监测一次及时提交中间成果报告，如发现监测结果接近控制基准时，则及时向业主及相关部门汇报情况，并同施工单位共同分析原因，提出合理化建议，以便采取处理措施。827防止措施：（1）井点降水正常进行，在基坑开挖过程中和开挖后，应降至底板下0.5~1m，避免产生橡皮土（2）尽快浇筑垫层和底板垫层可加厚或加放钢筋，减少坑底暴露时间（3）对坑底土层进行加固，必要时，采取压密加固深层搅拌桩等五、深基坑开挖中常见问题及解决方案1、坑底隆起变形过大2、边坡失稳防止边坡失稳的措施：（1）采用分层开挖（降水达到要求后），分层厚度不宜超过2.5m，开挖深度超过4m时，应设置多级平台开挖，平台宽度不宜小于1.5m828一、工程概况五、深基坑开挖中常见问题及解决方案（2）坡顶和坑边不宜进行堆载不可避免时，应在设计时予以考虑（距边坡最少0.8m）（3）边坡进行护面（工期较长时）3、邻近建（构）筑物及地下设施基坑开挖前应分析计算开挖引起的周围地层的变形大小及影响范围，详细调查邻近被保护对象的工作状况，确定其允许的地基变形参数，采取积极有效措施，保护地层影响范围内的建（构）筑物和设施保护措施：（1）积极保护法：在施工前通过对地质和环境的细致调查，提出减少地层的位移的施工工艺和施工参数，并根据经验和理论相结合的研究分析，预测出基坑施工期间对周围环境的影响程度；施工期间加强监测，及时改进施工措施和应变措施以保证达到预期的保护要求829五、深基坑开挖中常见问题及解决方案（2）工程保护法：根据偏于安全的沉降估计，预先实施防止灾害性破坏影响的工程措施，这种方法使用于保护要求较高或地质特别复杂的地段。这些工程保护措施包括地基加固、结构补强、基础托换、隔断法等4、施工中常采取的措施（1）井点降水加固土体，在基坑开挖前一段时间开始降水，将降水影响范围内下卧地层的各层土起到预压固结作用，基坑土体会因排水固结增加强度和刚性，提高了基坑隆起的安全系数、减少围护桩位移，因此是治理基坑周边地层位移的有效、经济的措施之一。但或将井点系统布置在坑外时，还应采取回灌或隔水帷幕等措施将被保护对象与降水井点隔开（2）围护墙本身应有良好的抗渗漏特性，墙体（包括接头）若发现质量不符合设计要求，应采用注浆等方法进行抗渗补强；墙体局部抗渗时，要及时分析原因，堵塞渗漏通道830五、深