深基坑开挖技术与防护措施(毕业论文)

. 题 目：深基坑开挖技术与防护措施 专 业： 土木工程（工民建） 学 号： 13820194 姓 名： 指导教师： 潘家鼎教授 学习中心： 直属学习中心 西 南 交 通 大 学网 络 教 育 学 院2015年 03 月 21 日.院系 网络与继续教育学院 专 业 土木工程（工民建） 年级 2013（春本） 学 号 13820194 姓 名 学习中心 直属学习中心 指导教师 潘家鼎教授 题目 深基坑开挖技术与防护措施 指导教师评 语 是否同意答辩 过程分(满分20) 指导教师 (签章) 评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章) 成 绩 答辩组组长 (签章) 年 月 日 .诚信承诺一、 本设计是本人独立完成；二、 本设计没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩（评阅）资格。承诺人（钢笔填写）： 2015年3月21日.目 录摘要.I 第1章 绪论.1 第2章 工程概况.2第3章 深基坑开挖技术.3 3.1 测量定位.3 3.2 机械进场.4 3.3 土方开挖.5 3.4 基底普探.9第4章 深基坑防护措施.10 4.1 放坡支护.10 4.2 近似垂直边坡支护.10 4.3 基坑降水.10 4.4 基坑监测.11结语 .13参考文献 .14致谢 .15 .摘 要 本文以在建的广西防城港红砂核电站一期工程，核岛泵房前池深基坑开挖为工程实例，阐述了深基坑开挖的施工技术。在遵循“分层、分步、限时支撑”的基础上，采取有针对性的施工措施、挖土方案、合理降水和加快开挖进程，确保基坑和周边环境的安全稳定，使得基坑开挖顺利地完成。关键词：土方开挖；基坑支护；基坑降水；基坑检测.第1章 绪 论 结合近年来一些深基坑支护设计与施工，概述了较成熟的深基坑支护结构选型及适应条件，简述了深基坑设计理论及其存在的一些问题，对深基坑支护工程在今后的工程技术应用进行了探讨，以期进一步完善深基坑支护技术。深基坑工程是随着城市建设事业的发展而出现的一种新类型的岩土工程。基坑支护设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周围环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素，应做到因地制宜，因时制宜，理论设计、严格监控、信息化施工。放下一段基坑支护是一个综合性的岩土工程问题，既涉及土力学中典型强度与稳定问题，又包含了变形问题，同时还涉及到土与支护结构的共同作用以及结构力学等问题。随着对这些问题的认识及其对策研究的深入，越来越多的新技术在深基坑工程中得到广泛的应用。第2章 工程概况深基坑的施工实践和研究中发现在深基坑开挖及支撑过程中，每个分步开挖的空间几何尺寸和围护墙体在开挖后的无支撑暴露时间与围护墙体和土体位移有着密切相关性。这反映出基坑开挖中时空效应原理的规律。本文对广西防城港红砂核电站一期核岛泵房前池深基坑开挖进行系统的分析，剖析基坑开挖中的施工技术，在遵循时空效应的基础上，采取有针对性的应对措施，加快基坑开挖速度，确保基坑和周边环境的安全稳定。本项目位于广西自治区防城港市光坡镇红砂村，两面临海。其中一期工程占地是原海边山丘和海滩填筑而成。一期核岛泵房前池东、西成倒“工”字型，其中西边为核岛、泵房，标高相等，-7.9m；东边为前池，标高为-12.9m。东西方向各有一条便道出土。基坑开挖分4层开挖、4周放坡其中核岛泵房和前池的交界处近似垂直。放坡边坡采用锚喷支护，近似垂直坡采用土钉墙支护。第3章 深基坑开挖技术 因本基坑开挖面积大，深度较深，且旁边是海滩晚上有涨潮和坑里挖出来的土就填在海滩上，所以本基坑采用分层开挖、分层放坡的大开挖方式。从上到下每层放坡分别为1:0.75、1:1.0、1:1.25、1:1.50，相邻放坡坡间设置1.5m宽的马道。施工工艺测量定位；机械进场；土方开挖；基底普探。3.1测量定位针对该工程情况，经过现场实际勘查和以往施工的类似工程的施工经历，本工程测量控制的思路如下：遵循整体控制局部，高精度控制低精度的原则，对本工程测量管理实行一级测量管理制，同时配备不同等级的先进的测量仪器。 总承包公司设立测量室，配备具有丰富的工程测量施工经验的测量主管工程师1名，另设6名测量员。总承包负责原始基准点的复核，在接收原始点后5日内完成测量复核并提出专项书面复核报告，报监理工程师批准后才能用于后续施工；负责工程定位、放线和相关的校核和检查工作，保证工程的各部件的水平和垂直位置符合合同图纸的要求；负责保护和维护所有水准点，当任何水准点发生移位或破坏时立即和准确地进行恢复；负责工程之间定位和放线的相互校核和闭合检查工作。场区平面控制网布设原则：1、平面控制应先从整体考虑，遵循先整体、后局部，高精度控制低精度的原则；温湿改正、尺长改正、倾斜改正三差改正的校核； 2、控制点应选在通视条件良好、安全、易保护的地方； 3、控制桩位必须用混凝土保护，用钢管进行围护，并刷红白油漆作好测量警示标识 4、建筑物定位桩的测设。依照规划部门的相关规定，建筑物定位桩由建设单位委托具有相应测绘资质的测绘单位进行测设。施工单位接收建筑物定位桩后，对其进行相对角度、距离复测，精度符合有关规范要求后方可使用。根据定位桩点引测出控制桩点，并做好保护。 高程控制网的布设原则： 1、为保证建筑物竖向施工的精度要求，在场区内应建立高程控制网。 2、高程控制网的精度采用国家三等水准精度。 3、高程控制的建立是根据业主提供的场区水准基点（至少应提供三个），采用水准仪对所提供的水准基点按三等水准精度进行复测检查，校测合格后，测设一条闭合或附合水准路线，联测场区平面控制点，以此作为保证施工竖向精度控制的首要条件。 4、场区内至少应有三个水准点，水准点的间距应小于1公里，距离建筑物应大于25米，距离开挖边坡线应不小于15米。 施工测量： 1、开挖线放样：首先根据轴线控制桩投测出控制轴线，然后根据开挖线与控制轴线的尺寸关系放样出开挖线，并撒出白灰线作为标志。当基槽开挖到接近槽底设计标高时，用经纬仪根据轴线控制桩投测出基槽边线，并撒出白灰线指导开挖。 2、高程控制点的联测。在向基坑内引测标高时，首先联测高程控制网点。经联测确认无误后，方可向基坑内引测所需的标高。做到计算、测量步步有校核。3、基坑标高点的引测。引测方法：以现场高程控制点为依据，采用S3水准仪以中丝读数法往基坑测设附合水准路线，将高程引测到基坑施工面上。标高点用红油漆标注在基坑侧面上，并标明标高数据；标高点引测示意图： 4、土方开挖标高控制。在土方开挖即将挖到设计底标高时，测量人员要对开挖深度进行实时测量，即以引测到基坑的标高基准点为依据，用S3水准仪抄测出挖土标高，并撒出白灰点指导清土人员按标高清土。3.2机械进场开挖现状：本基坑位于海边，长127米，宽56米，深13米，地下全是中风化岩，工期仅有5个月，所以采取爆破开挖作业。本基坑所挖出来的土就近填在海滩，最远距离2750米，最近距离500米。开挖设备配置：1、液压钻机：根据计算本工程需要2台液压钻，液压钻从东西两头往中间钻孔。2、挖装设备配置：以大开挖高峰强度23.0万m3/月所须设备斗容量配置，所须设备斗容量为26.0m3，标后业主仅提供的1台992D（9.6m3）装载机，其余16.0m3斗容量以自有中型挖装设备补足，主要有H956.5m3挖掘机1台、CAT2453.0m3挖掘机3台、CAT1.8m3反铲1台，容量共17.3m3，可以满足施工要求。3、运输设备配置：运输设备数量以高峰月需要的自卸汽车总吨位配置。按每月25个工作日，每天1班作业，每班工作9小时计算。大开挖高峰月需汽车总吨位为970t，租赁14台载重45吨自卸式汽车。 4、因本工程运距短，采用一台容量为10方的洒水车。3.3土方开挖3.3.1、开挖顺序成孔爆破土方开挖边坡护坡修整喷锚支护成孔爆破二层土方开挖边坡护坡修整喷锚支护成孔爆破三层土方开挖边坡护坡修整喷锚支护成孔爆破四层土方开挖基底、沟槽人工修补喷锚支护（土方开挖应与喷锚支护施工同步进行，穿插施工）。3.3.2、开挖施工 （1）、工艺流程：确定开挖的顺序和坡度分段分层平均开挖修边和清底。坡度的确定：施工现场场地较大，土方全部分外运，基坑采用分层大放坡开挖。 （2）、土方开挖的顺序：土方开挖由中间向东西两向同时开挖，分区分段开挖。 （3）、土方在基础定位完毕、经监理验收后进行作业，土方开挖采取分层开挖作业，先机械开挖上部土方，最后采用人工挖除基底的暂留层（300）的土方和基坑槽剩余土方，基坑四周应适当留出三角土待基础浇捣前抢挖干净。 （4）、本工程土方开挖采用反铲挖掘机，采用端头挖土法：挖土机从基坑（槽）的端头以倒退行驶的方法进行开挖。自卸车配置在挖土机的两侧运土。 （5）、挖土机沿挖方边缘移动时，机械距离边坡上缘的宽度不得小于1.2米。 （6）、土方开挖宜从上至下分层依次进行。随时作一定坡势，以利泄水。8、开挖基坑时，不得挖至设计标高以下，本工程考虑在设计标高以上暂留一层土30不挖，以便在抄平后，由人工挖出。（7）、在机械施工挖不到的土方，应配合人工随时进行挖掘，并用手推车把土运到机械挖到的地方，以便在抄平后，由人工挖出。（8）、派2名专职人员在现场指挥倒车。3.3.3、注意事项： （1）、土方开挖时必须按照施工方案的挖土顺序进行，并在施工前作详细的交底工作； （2）、本工程在开挖前，应做好场地排水工作，在排水工程完成后，才能开始土方工作； （3）、土方开挖时，必须严格按照分层开挖的原则，以保证在开挖过程中，不会因局部开挖深，而使未挖的土向一侧挤压； （4）、在开挖至基底标高时，如出现超挖现象，不得利用土方回填，必须使用碎石加砂填充。 （5）、在清土完成后经过地基验槽后，即浇筑砼垫层，不得使基底暴露时间过长，深坑部位更应如此。 （6）、在挖土过程中，必须保持场内场外道路的清洁，有专人清洁、打扫。 （7）、挖土开始以后在基坑四周设置防护栏杆，栏杆构造应符合临边和洞口的安全作业要求。 （8）、挖土必须严格按照施工组织设计规定的程序进行，每层挖土前认真检查坑壁的可靠性，并在整个施工过程中定时进行测试和检查。 （9）、坑内与坑外有联系的作业，必须设专人指挥，规定专用讯号，严格按指挥讯号进行作业；注意对边侧水泥搅拌桩作醒目标志，防止在开挖过程中，发生对围护桩的损坏。 （10）、基坑作业必须准备抢救时用的材料，机具和人员，在整个施工过程中必须有人值班，以防万一。一旦让基坑进水或出现突发情况，要有应急物质准备。 （11）、土方开挖中，要切实加强对工程桩的保护，要求桩周对称挖土，桩二侧土方高差不能过大，挖土时应及时清除桩周围土，防止侧向挤压，当工程桩高出挖土面1.2米左右时应及时割除处理。 （12）、对电梯井位置的坑中坑土按设计要求放坡处理，并进行喷锚保护，厚度50mm。 （13）、基坑东侧道路考虑到挖土车辆运输的实际情况，要求项目部按设计要求进行加固处理，满足运输和挖土机作业安全要求。3.3.4、排水措施 （1）、基坑四周地表4m宽范围内应加以修整，构筑水泥砂浆或砼地面，防止地表降水向地下渗透。 （2）、根据现场实际情况，可在基坑边坡土体上设置泄水孔，认真做好填充料。 （3）、基坑排水采用排水沟和集水井方式排水。基坑内设置暗沟排水，基坑第一道支护平面按设计要求设置明沟排水，基坑外周边四角各设置1个集水坑排水。基坑内部的排水明沟或盲沟和集水井距基坑坡脚边均需要保持一定的距离，排水和降水及清洗所产生的水应经沉淀池后才能排入城市管网。停止降水的时间（工况）应由上部主体结构工程设计单位根据抗浮设计要求确定，施工班组不得随意停止降水作业。 （4）、集水井底应低于挖土面500mm以上，每一集水井配一台泥浆泵，连续进行排水作业。集水井直径1m，深度1.0m，井壁采用标砖预制，井底铺30cm厚的碎石，以免泥砂堵塞水泵。基坑界边周围地面设排水沟，进行有组织排水，排水通畅，避免地面水渗入基坑内。 （5）、在现有排水措施无法满足施工需要时，可考虑采用轻型井点降水措施。井点降水所需材料需事先准备，放置在仓库中。 （6）、出入口设置冲洗装置，冲刷运土装卸车轮胎泥的水，应及时向外排出，不得渗入基坑内。3.3.5、安全技术措施及注意事项 （1）、土方开挖前必须详细了解周围地面及地下管线设备，采取必要的保护措施。 （2）、挖土机械在挖土过程中，应采取措施避免碰撞工程桩，应保留300mm土层，人工挖除，避免破坏基底原状土。 （3）、基坑开挖过程中发生异常情况时，应及时查明原因，并立即采取措施。 （4）、基坑四周设置护栏，人员上下口应设置爬梯。 （5）、基坑开挖至设计标高后，坑底应及时满封闭并进行基础施工。 （6）、在东西两面的四角布置4只3.5KW镝灯进行照明。现场配置1名专职安全员，负责日常的安全检查及监督工作，特别是土方开挖夜间施工时，更需加强安全监护。 （7）、项目部应按专项施工方案的要求进行书面的安全技术交底，并组织实施。 （8）、加强全场统一的安全管理，统一指挥，定责定人，各司其职，合作协调，做到信息化施工。3.3.6保健措施（1）对高温作业人员进行就业前健康检查，凡检查不合格者，均不得在高温条件下作业。（2）炎热时期应组织医务人员深入工地进行巡回和防治观察。（3）积极与当地气象部门联系，尽量避免在高温天气进行大工作量施工。（4）对高温作业者，供给足够的合乎卫生要求的饮用水或含盐饮料。（5）、采用合理的劳动休息制度，可根据具体情况，在气温较高的条件下，适当调整作息时间，早晚工作，中午休息。（6）、改善宿舍，职工生活条件，确保防暑降温物品及设备落到实处。（7）、根据工地实际情况，尽可能快速组织劳动力，采取勤倒班的方法，缩短一次连续作业时间。（8）、确保现场水、电供应畅通，加强对各种机械设备的维护与检修，保证其能正常操作。 （9）、加强施工管理，各分部分项工程坚决按国家标准规范、规程施工，不因高温天气而影响工程质量。3.4基底普探3.4.1、作业准备 在普探前应先通知监理单位对基坑基底标高进行复核，复核达到设计标高时方可进行普探。编制切实可行的施工技术方案指导普探施工，并对现场施工工人进行严格的技术及安全交底，以保证工程的顺利进行。3.4.2、普探方法 在开挖坑底参照建筑场地墓坑探查与处理暂行规程Q/XJ104-64规定按1m1m中间加一点的梅花型布置探孔，进行探察。3.4.3、普探范围及深度 按照建筑场地墓坑探查与处理暂行规程Q/XJ104-64规定对于丙类建筑深探探至地面以下5m，但不小于基础埋置深度下3.5m，浅探探至天然土层下50cm，打穿活土层找死土，发现墓道找出墓室。本工程探察范围为所有开挖基坑。深探范围：独立基础从基础中心线在每边宽度2倍范围内深探，探孔按1m1m中间加一点的梅花型布置探孔，进行探察。条形基础沿基础中心线两侧各1.5倍宽度范围内深探，探孔布置沿基础中线两侧各50cm范围内按1m1m中间加一点的梅花型布置探孔，进行探察，此外在沿基础中线二侧各1.5倍线上每隔1m布置一个孔。其他部位进行浅探即可。3.4.4、普探结果 探查完工后，现场所查出的一切隐患均用白灰画出问题坑范围，写出深度，再按照比例绘制平面图，土质情况说明，做出普探竣工报告提交总包单位，监理单位和建设单位存档和作为处理隐患的依据。最后对探孔素土分层回填并用夯锤夯实。第4章 深基坑防护措施 本基坑有放坡边坡和近似垂直的边坡，它们的支护各不相同。4.1、放坡支护 放坡的边坡采用锚杆钢筋网喷射混凝土支护。锚杆为长5m的钢管，沿边坡3m*3m布置，局部增设2至3m的锚杆，钢筋网按500mm*500mm双向布置，混凝土分二次喷射，初喷厚度为100mm，二次喷射厚度为50mm，必要时第三次喷射，喷射都采用干喷法。4.2、近似垂直边坡支护 近似垂直边坡采用土钉墙支护。土钉长度为开挖深度的1.2倍 m，土钉是直径为32mm，三级钢筋，间距为2m，与水平面成10度夹角，注浆材料是强度等级为m20的水泥砂浆，喷射混凝土面层配置钢筋网，钢筋直径为10mm，间距为300mm，喷射混凝土强度为c20，面层厚度为100mm，破面上下搭接长度为350mm，坡面按3m*2m设置泄水孔。4.3、基坑降水 因基坑位于海边，且这一带人烟稀少，所有排水均是无污染的，不需处理可以直接利用或排至大海。4.3.1 地表排水地表采用明沟排水。在基坑周边地的地面设置贯通的10004mm*1200mmm的排水沟，最后汇集于2根直径为1800mm的圆形涵管，排至大海。4.3.2基坑排水 基坑内采用集水井降水。在基坑底沿坑底周围开挖排水沟，使水由排水沟流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。因基坑靠近海变渗透水较多，固集水井每隔10m设置一个，集水尺寸为0.8m*1.0m,深度随着开挖深度的增加而增加，且始终低于挖土面1.0m，井壁采用竹片加固4.4、基坑检测 本工程的基坑监测由业主委托XX工程勘察院进行独立监测。监测单位按规范要求负责基坑唯一、水位变化、道路沉降、变形等监测职责，及早做好监测原始数据工作。在基坑施工中，我施工单位应注意对以下内容进行监测：地下水位、深层土体水平位移、地表沉降、地表及坡体开裂。基坑施工期间每天观测不少于1次，当有危险事故征兆时，应及时通报监理、业主和设计单位，及时采取相应的加固补强措施，项目部要加强定时通报协调制度。开挖过程中，施工现场应时刻掌握场地变化情况，监测项目达到预警值或有危险情况时要及时采取有效的保护措施，并立即与设计、监理等有关单位联系，在确保安全的情况下方可继续施工。4.4.1基坑检测的目的 （1）通过将检测的数据与预测值作比较，判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，从而切实实现以信息化施工知道的目的。 （2）通过检测，及时调整支撑系统的受力均衡问题，使得整个基坑开挖过程能始终处于安全可控的范畴内。 （3）通过检测，及早发现基坑止水帷幕的渗漏问题，进行及时有效的堵漏准备工作。 （4）将检测结果反馈给设计单位，使设计能根据现场工况发展，进一步优化方案，达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的。4.4.2基坑检测的具体内容 （1）水位观测：在基坑周边埋设了36根水位管，深度达13m，用万能表每2小时一次，对基坑周边的地下水位变化情况进行观测。基坑东南角最靠近海边，测点适当密布。 （2）土体水平位移检测：在基坑周边5m外沿基坑边坡埋设22根斜测管，深度20至24m不等，对基坑外侧土体沿深度各点进行水平位移检测。 （3）周围路面、地表及临近建筑物检测：主要对周围路面建筑物、地表、路面沉降观测、有无裂缝产生及其发展情况。4.4.3基坑检测结果 从基坑动土到基坑完成，周边地表累计沉降量为56.91mm；斜侧管前向坑的方向移动累计量为4.3mm；水位在不涨潮的情况下一直处于绝对标高-3.24m至-3.17m，涨潮情况下为-2.31m至-2.44m。从上述检测结果看，事先确定的报警值偏低，实际检测值偏高，尽管如此，但任在控制范围内。由于在基坑开挖过程中及时采取了相应的措施，未对基坑围护及周边环境产生影响。4.4.4应急措施1、土体坍塌时的应急方案 （1）发现位移量过大，出现险情时，应立即停止挖止，用编织袋装满砂或土堆压坡脚，以控制变形，如险情较大，出现涌水、流砂等现象进可用挖土机直接取土回填，在位移沉降过大区域根据产生原因，进行加固处理。 （2）出现边坡局部漏水时，迅速用特种止水材料缩小范围，埋管引流后再封墙，且可采取在该部位打竖向锚管并在管内进行压密注浆。 （3）准备一定面积的钢筋网，在因土质差，而引起局部剥离引起坍塌时，采用锚管挂网固定，施喷快凝混凝土。2、大雨暴雨时的应急方案 （1）、密切注视每日的天气预报，在台风来前做好各项防范措施。 （2）、加强施工电缆、电线的检查加固，使电缆、电线固于建筑物或其他固定物上。在台风暴雨期间不使用的电器设备，将其电源全部切断通畅。 （3）、对现场排水沟进行疏通，保证其排水系统通畅，及时抽干基坑内的积水。（4）、风雨过后，应重新对施工现场认真检查、整改、加固，并经专职人员检查合格后方可进行施工。由专职电工对电缆、电线、机电设备等进行检查，并经试运转正常后方能重新投入使用。3、高温应急方案 夏季气温较高，且空气湿度较大，固此夏季施工应以安全生产为主题，以“防暑降