基坑工程开挖面标高差异安全控制施工工法.doc

基坑工程开挖面标高差异安全控制施工工法中建环球建设集团有限公司、金厦建设集团有限公司王卫国、倪红发、刘辉、胥兵、常宏宏1 前言现代建筑中，地下结构功能越来越多，包含集水井、电梯和设备间等，这些结构底标高一般比底板再低几米，如何使深浅部位混凝土连续浇筑，减少施工缝，增强底板的防水性能，就需要处理好基坑工程标高差异部位的土方开挖。同时电梯基础等部位盲目开挖，存在大量安全隐患，质量也得不到保证。中建环球建设集团有限公司应用了基坑工程开挖面标高差异安全控制施工工法，不仅保证了工程质量，还顺利解决了施工缝的问题。其中施工过程中的关键技术（基坑工程标高差异部位土方开挖技术）得到建设单位、监理单位的充分认可。通过本工法的应用，减少结构的施工缝，加强了安全施工。在成功施工实例的基础上，总结编制了本工法。 2 工法特点2.1 本工法施工便捷，可操作性强，实施效果好。2.2 采用规范的施工程序和严密的组织管理，可保证施工现场管理高度现代化，确保工程施工质量。2.3 合理的选择支护和降水方式，可以成功避免施工缝，高部位基坑的清理和防护，加强安全，减少成本，防止盲目施工。3 适用范围基坑工程标高差异处土方开挖。4工艺原理高部位开挖完成后，基坑普遍基底垫层形成并达到强度的80%以上后进行低部位开挖；进行支护方式的选择，支护方式包括桩、地下连续墙、水泥土墙、逆作拱墙、土钉墙、原状土放坡或采用上述型式的组合，方式很多，合理的选择，可以减少大量的成本工期；选择适当的降水方式；按照土方开挖的操作规则进行土方开挖，防止盲目开挖；施工过程中，需要加强基坑监测。5 施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程见流程图5-1。图5-1 工艺流程5.2 操作要点5.2.1 施工准备1.高部位开挖至基底时，在基坑普遍基底垫层形成并达到强度的80%以上后进行低部位开挖。2.清理高处的渣土，及时清运。3.做好临时围护在施工现场四周修建临时围护，对施工区域进行封闭管理。周边不准过车。4.实现场地“三通一平”，对施工场地及车辆行走路线作出详尽的规划，对软土不适于车辆行走的地段采取相应措施进行垫碎石、渣土、钢板或地面硬化处理。5.配备足够的夜间照明设备。卸土场地，运土道路及其它危险地段也要安装必要的散光灯和警戒灯。6.所有材料、设备、运输作业机械必须进场到位，水、电必须接通。7.机械设备进行维护检查、试运转，使处于良好的工作状态。5.2.2 测量定位土方开挖前，做好现场轴线、标高的测量工作。5.2.3 基坑监测1.基坑监测工艺确定监测点布置监测点进行监测分析数据根据结果进行处理2.基坑开挖前应作出系统的开挖监控方案，监控方案应包括监控目的、监测项目、监控报警值、监测方法及精度要求、监测点的布置、监测周期、工序管理和记录制度以及信息反馈系统等。3.监测点的布置应满足监控要求，从基坑边缘以外1-2倍开挖深度范围内的需要保护物体均应作为监控对象。4.基坑工程监测项目可按表5-1选择表5-1 基坑监测项目表5.位移观测基准点数量不应少于两点，且应设在影响范围以外。6.监测项目在基坑开挖前应测得初始值，且不应少于两次。7.基坑监测项目的监控报警值应根据监测对象的有关规范及支护结构设计要求确定。8.各项监测的时间间隔可根据施工进程确定。当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时，应加密观测次数。当有事故征兆时，应连续监测。9.基坑开挖监测过程中，应根据设计要求提交阶段性监测结果报告。工程结束时应提交完整的监测报告。5.2.4 支护施工1.支护施工工艺选择支护型式对选择支护型式进行设计计算进行支护施工2.选择支护型式具体详见表5-2表5-2 支护结构选型表3.支护型式设计选择几个支护型式，并把计算结果进行分析比较，采用既经济又合理的方案。5.2.5 降水井施工和基坑降水1.地下水控制的设计和施工应满足支护结构设计要求,应根据场地及周边工程地质条件、水文地质条件和环境条件并结合基坑支护和基础施工方案综合分析确定。2.地下水控制方法可分为集水明排、降水、截水和回灌等型式单独或组合使用，可按表5-3选用。表5-3 地下水控制方法适用条件4.当因降水而危及基坑及周边环境安全时，宜采用截水或回灌方法。截水后，基坑中的水量或水压较大时，宜采用基坑内降水。5.当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施保证坑底土层稳定。5.2.6 机械分层开挖1.基坑挖土应遵循先撑后挖的原则，岛式、分层、分块、对称开挖；待支护桩冠梁、连梁、支撑施工完毕，支撑的强度达到100%后，才能进行大面积开挖。2.土方应分层分步，均匀开挖。3.基坑开挖，禁止超挖。挖土及时运走，禁止堆在坑边。基坑开挖时不得碰撞围护桩。4.基坑较大时，为了减小基坑变形，基坑开挖后应先分段施工素混凝土垫层，并将素混凝土垫层与支护桩相接，然后再进行其他工作。基坑内四周素混凝土垫层下应先施工排水盲沟。5.开挖过程中，开挖面的高差应控制在3m以内，并按不大于1:1放坡。6.开挖过程遇到淤泥层，适当将出土平台下方淤泥质土层坡脚插打木桩，以防止动土坡发生。7.土方开挖过程中,对于基坑中的降水井、工程桩、基坑支护桩应进行避让和保护，周边土方应对称留置和开挖。8.机械配置1）挖掘机挖掘机每小时生产率计算：Q=qnKmKb/Ks式中：q挖土斗容量1.6m3 n工作循环次数80次/h Km装满系数1.25 Ks土的松散系数1.25 Kb时间利用系数0.8每天按照工作两个台班计算，则需要挖掘机台数： N=W/（QT）式中：W计划工期内挖掘机完成工作总量（m3） Q挖掘机生产率（m3/h） T计划工期内挖掘机的有效工作时间（T=0.6）2）自卸汽车自卸汽车生产率按下式计算：PJ=60qkekchksu/T式中：PJ 自卸汽车每小时生产率：m/ hq 汽车车箱容积ke 可松系数：1/1.25kch 汽车装满系数，考虑施工道路为土路，不宜装的太满，取0.85ksu 运输损耗系数：一般为0.941.0，取0.94T 汽车一次循环时间T=tz+ty+tx+tdtz装车时间n/n0+tr ty行车时间（60L/Vz+60L/Vk）Ktx卸车时间：1 mintd调车、等车时间：5minn汽车需装铲斗数：10n0每分钟挖掘斗数：1.4tr汽车进入装位时间：1minL运距：1公里以内Vz重车行车速度：取为15Km/hVk空车行车速度：取为30Km/h5.2.7 人工修平基坑开挖应先由机器开挖至设计基底以上0.3m，其下土体由人工挖除，禁止超挖。6 材料与设备6.1 材料开挖过程中只用到普通混凝土。6.2 设备表6-1 土方开挖机械选用表序号设备名称规格型号用途1大挖掘机PC300挖土2长臂挖掘机（18m）住友300土方收尾专用（20m）3自卸汽车20m3土方外运4经纬仪DJJ2-2基坑监控及轴线投放5水准仪DZS3-1 标高引测6塔尺5.0m标高引测7钢卷尺50m标高引测/或量距8镝灯3.5kW现场照明9碘钨灯1.0kW辅助照明10照明电箱/现场及坑底照明11动力电箱/抽水用12水泵250QJ50-30/1基坑抽水13小电缆/移动电源7 质量控制7.1 必须执行标准及规范建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB 50202-2002）；建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)；建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）；建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）；建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）；建筑变形测量规程（JGJ8-2007）；建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）；国家一、二等水准测量规程（GB12897-2006）；工程测量规范（GB50026-2007）；建筑桩基技术规范 (JGJ94-2008)建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2001）施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）建设工程安全生产管理条例(国务院令第393号)7.2施工前预控技术交底：技术交底是施工前最重要的环节。交底需分层次进行交底，把交底落实到每个管理人员、项目开班组直至每一个操作工人。交底层次可按下表中执行技术交底层次表：序号交底层次主要交底人交底内容接底人1方案交底总工采暖施工方案项目各部门2书面交底总工施工工艺交底劳务队技术主管3现场交底主管工长施工现场交底现场班组长4口头交底主管工长施工过程中交底现场操作工人交底主要内容是把施工中的各个节点做法、质量要求交底到位。将现场交底贴至工人操作面上。7.3施工中过程控制施工过程中由主管工长及专职质检员进行控制，做好施工过程中的验收控制、细部节点施工控制，加强巡回检查，将存在的问题消灭在施工过程中。7.4质量要求1.严格执行三检制度，上道工序不合格不能组织下道工序施工，进行基坑验槽时在项目部检查合格的基础上，报请管理公司、监理工程师、设计单位、勘察单位共同参加复检验收，合格后方可组织工程施工隐蔽记录和组织下道工序施工。2.质量标准控制1)保证项目：基土土质必须符合设计要求，并严禁扰动。2）基本项目：表面标高：允许偏差：-50mm。挖土时，施工员用水准仪进行跟踪操平，按设计要求控制标高，再用人工铲除余土至基底标高处。人工铲除余土，修理边坡达到要求。3.开挖施工要结合降水进度，根据地下水位观测结果确定开挖进度，保证地下水在开挖面以下1m左右。4.开挖施工要充分利用信息化施工技术，加强对周边围护结构的检测工作，指导开挖施工，当监测结果达到警戒值时，要立即停止开挖作业，对周边地基加固后再继续开挖。5.充分利用“时空效应”概念组织开挖、支撑施工，采取纵向分区、竖向分层的方法，即做到及时做好水平支撑，又做到正常开挖。6.做好基坑内外排水，保证排水通畅。8 安全措施8.1 基坑周边安全防护措施1.基坑上口设置红白相间的水平警示护拦一道，采用483.5钢管搭设，立杆间距不大于2m，高1.4m，栏杆柱打入地面5070cm深，钢管离基坑边不小于50cm，横杆三道，分别设置在0.2m、 0.7m、1.4m处，并用密目网进行封闭封挡，待土方回填完毕后，方可全部拆除。详见下图8-1所示。图8-1 基坑安全防护栏杆示意图2.利用钢管搭设上下基坑的安全通道，以保证在坑内作业人员上下基坑的安全。8.2 土方开挖安全措施1.挖土前，坑壁上和支撑上杂物清理干净，防止后续施工过程中坠落伤人；2.挖土必须严格按照方案设计的程序进行，按照时空效应原理，分层、分区、分块，尽量减少每步开挖面积。土方开挖过程中安排专人用长铲铲掉支撑梁下的土和石子，防止掉下伤人。3.土方开挖按踏步式逐行进行，严禁一次突发性开挖到底，避免土体大量挖除后，造成土坡侧向应力增大过快而产生险情。4.挖土时注意土坡的稳定性，发现有裂缝及倒塌可能时，施工人员应立即离开，及时处理。5.坑内的动力及夜间照明电缆、电线、设备应严格根据审批的临时用电施工方案要求进行布置，并在坑壁上有可靠的固定。主要通道不能留有黑影。6.严禁不戴安全帽、穿拖鞋、赤膊进入施工现场，二米以上高空作业必须佩戴安全带。7.施工现场的沟、坑等处必须有防护装置或明显标志，井口必须加盖或设置警戒线,并设专人看守保护。8.3 用电安全措施1.施工现场不得架设裸导线，严禁乱拉乱接电缆、电线，不得直接将其绑扎在金属支架上。2.所有电气设备的金属外壳必须有良好的接地或接零保护。3.所有的临时和移动电器必须设置有效的漏电保护开关。4.电力线路和设备的选型必须按国家标准限定安全载流量。5.在十分潮湿的场所或金属构架等导电性能良好的作业场所，宜使用安全电压。6.现场应有醒目的电气安全标志，无有效安全技术措施的电气设备不得使用。7.配电箱内开关、熔断器、插座等设备齐全完好，配线及设备排列整齐，压接牢固，操作面无带电体外露，电箱外壳设接地保护，每个回路设漏电开关，动力和照明分开控制，并单独设置单相三眼不等距安全插座，上设漏电开关。8.施工现场的分电箱必须架空设置，其底部距地高度不少于0.5m。9.电焊机的外壳应完好，其一、二次侧的接线柱应有防护罩保护，其一次侧电源应用橡套铜芯软电缆，长度不得超过5m。10.现场照明线一律采用软质橡皮护套线并有漏电开关保护，移动式碘钨灯的金属支架应有可靠的接地（接零）和漏电开关保护，灯具距地不低于2.5m。8.4 工地防火措施1.施工现场建立安全防火班子，实行安全动火制度。2.对进场的职工进行消防知识教育。3.现场划分用火作业区、易燃易爆区、生活区，接规定保持防火距离。4.现场设消防灭火器具，按规定对重点部位，主要部位配备足够数量的灭火器具，并经常维修保养，对消防器具设专人管理。5.发现火警及时向有关部门报告，并立即进行灭火。9 环保措施鉴于本工艺施工过程的特点，主要环保措施有：9.1土方运行过程中车辆慢行，避免扬尘。9.2施工过程中应注意噪音的影响，尽量优先选择低噪音设备。夜间施工灯光应照射在工区范围之内，做到符合相关规定。9.3加强对施工机械设备的维护和保养，减少油料渗漏，对渗透的油料及时有效的处理。9.4 各种车辆经过居住区时应减速慢行，不得鸣笛。9.5 施工队伍应调整好作业时间，尽量避免夜间作业，做到最小限度扰民。10 效益分析10.1 经济效益：使用本工法，由于在施工中过程控制，优先支护和降水方式，施工顺利，未见塌方等不利现象。10.2 工期：采用该工法，避免盲目施工，基坑安全，节约工期10%。10.3 社会效益：采用该工法，安全得到保证，质量可靠，交叉部位混凝土不用设置施工缝。10.4 环保与节能效益：由于采取了一系列环保措施，取得了良好的效益。11 应用实例11.1本工法应用开发区西区西北组团蓝白领公寓二期工程11.1.1应用实例工程概况序号项目内 容1工程名称开发区西区西北组团蓝白领公寓二期工程2工程地址天津市开发区西区秋实路以西，京津塘高速公路以北3施工单位中建环球建设集团有限公司4建筑面积地下建筑面积29110.775m2地上建筑面积160268.49m25工期2011年 9月1日2012年12 月 20 日6建筑层数地 上15-26层地 下1层7建筑高度0.00绝对标高4.15m室内外高差0.3m女儿墙高度0.6m檐口高度47-80m11.1.2工法应用概况：2011年9月1日2011年12月20日完成该工工法，根据完成的经验及各种技术资料完成施工工法成果编制。2011年11月14日：在建设单位的汇报会上。受到建设单位、监理单位、质监站领导肯定。11.1.3该工法使用关键过程：