基础土方开挖及电梯井承台基坑支护方案2012-5-8

1、*工程 电梯井承台基坑支护及土方开挖施工方案目 录一、工程概况2二、编制说明及依据2三、地质情况3四、钢板桩支护施工5五、基础土方开挖施工12六、基坑监测与应急措施14七、 其它注意事项16八、电梯井承台钢板桩支护布置图17九、电梯井钢板桩支护计算书19一、工程概况1、工程名称：*工程2、建设单位：*公司3、监理单位：珠海市卓越建设工程咨询有限公司4、施工单位：郴州市华兴建筑有限公司5、设计单位：长宇（珠海）国际建筑设计有限公司6、结构形式：框剪7、建设规模：*工程位于*，北侧为*路，西面为在建住宅楼，南侧为*路，东面为湖，场地开阔、较平整，交通便利。总用地面积约27723m2，总建筑面积为7

2、9149.97 m2，共6栋，1517栋层数均为15层，1820栋层数均为27层（15栋面积：5219.59；高度：48.4m，16栋面积：8946.06；高度：48.4m，17栋面积：8370.27；高度：48m，18栋面积：15427.85；高度：90.6m，19栋面积：15405.84；高度：90.6m，20栋面积：15116.52；高度：90.6m），其中小区北、东侧临街裙楼为12层的商铺。二、编制说明及依据（一）、编制说明及目标*工程地下室基坑四周打入10米深水泥搅拌桩（搅拌桩成桩直径550mm，桩心距及桩间距为400500mm），本施工方案主要为坑中坑承台基坑土方开挖编制。本工程地

3、下室底板承台面完成标高为-5.000m，18#栋自然土面为-4.46m，19#栋自然土面为-4.7m，20#栋自然土面为-4.78m，电梯井承台面标高为-6.550m，承台高为2.00m，消防集水井深为3.20m，其他承台高度在0.800m至1.80m间。本工程地质情况较为复杂，淤泥层厚度16.0037.00米，平均厚度23.27m，承台均在淤泥层内。根据现已开挖的地质情况，为确保工程能够安全、优质、高效完成，采取下列支护措施：1. 电梯井核心筒承台基坑及消防集水井采用9m长型拉森钢板桩支护，加一道支撑，见附详图第17、18、19页；2. 其他承台按放坡开挖到承台底部，砌砖胎模。开挖承台土方时

4、，人工配合小勾机挖土，基坑内工程桩两侧不能有超过0.5米高差的土。因机械挖土没办法挖距围护桩50cm的土方，须人工配合及时清理。外露桩要及时锯断，防止土方压断工程桩。（二）、编制依据1、*工程设计图纸；2、场地岩土工程勘察报告；3、建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）；三、地质情况地质概况根据地质勘察报告，场地岩土层有人工填土层（Qml）、海陆交互相沉积层（Qmc）、冲积层（Qal）、残积层（Qel）和燕山期花岗岩层（52-3）。详见表2。表2 场地岩土层一览表 分 类成因类型地层代号分层代号岩 性土层人工填土层Qml素填土1吹填砂海陆交互相沉积层Qmc淤泥冲积层Qal

5、砾砂残积层Qel砾质粘性土岩层燕山期侵入岩52-3全风化花岗岩强风化花岗岩中风化花岗岩1）素填土 层号 土灰色，由花岗岩风化土夹含碎块石及石英砂堆填而成，欠压实，湿。该层主要分布于场地东侧18、19、20栋所处地段。2）吹填砂 层号 1土灰、灰黄色，由石英粉细砂堆填而成，松散，湿。该层主要分布于场地北侧及西侧15、16、17栋所处地段。3）淤泥 层号 灰黑色，流塑，饱和。局部为淤泥质土。局部含少量石英砾砂。该层于场地内分布普遍，本次勘察各钻孔均有揭露，厚度16.0037.00m，平均厚度23.27m。4）砾砂 层号 灰黄、土黄、灰黑、土灰色，矿物成分为石英砂，次棱角状，松散-稍密，饱和。该层呈

6、透镜体状不连续分布于场地中，厚度0.806.50m，平均厚度3.09m。5）砾质粘性土 层号 土黄、肉红、浅肉红、灰白色，为花岗岩风化残积土，原岩结构已破坏，长石已风化为粘土，岩芯泥柱状，很湿，可塑-硬塑。该层于场地内分布较普遍，主要分布于场地北侧及西侧。厚度1.5016.20m，平均厚度7.62m。6）全风化花岗岩 层号 浅肉红、肉红、土黄色，岩芯土柱状，原岩结构可辨，主要成分为粘土、石英及少量长石碎屑。该层于场地内分布较普遍，主要分布于场地北侧及西侧。厚度1.7019.40m，平均厚度8.08m。7）强风化花岗岩 层号 土黄、土灰黄、肉红色，岩芯半岩半土状，手捏易散，原岩结构清晰，组分为石

7、英、长石及少量粘土。该层于场地内分布普遍，揭露厚度0.6019.80m，平均揭露厚度8.54m。8）中风化花岗岩 层号 肉红、褐黄色，矿物成分为石英，长石，及云母，中粗粒花岗结构，岩芯碎块短柱状，裂隙稍发育，锤击声脆。基坑开挖主要揭露的土层为素填土和淤泥层。勘探期间地下水稳定水位埋深约为0.840m。四、钢板桩支护施工1、钢板桩施工要求（1）钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工，即在基础最突出的边缘外留有施工工作面。（2）基坑护壁钢板桩的平面布置形状应平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸应符合板桩模数。（3）整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑

8、混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。（4）采用拉森 型钢板桩，钢板桩施工前应查明并避开施打位置没有需要保护的已有工程桩。（5）钢板桩锁口不合格的应修整，检查合格后涂黄油。（6）为使H钢围檩受力均匀，在钢板桩和H钢之间的孔隙采用钢板、钢筋填满。（7）H钢围檩、钢管支撑和钢板采用Q235钢，焊条E43。电梯井承台基坑钢板桩采用Q345，焊条采用E50。（8）所有的焊接点要求按照建筑钢结构焊接规程（JGJ81-2002）进行焊接。 l 拉森钢板桩支护基坑施工参考图片：2、电梯井承台基坑钢板桩支护施工的顺序（1）钢板桩位置的定位放线，

9、验线；（2）施打电梯井钢板桩顶至底板底标高；（3）钢板桩基坑内土方挖至檩条处、按设计标高安装支撑檩条；（4）基坑土方开挖、锯桩、测量桩定位坐标（桩坐标交监理复核确认，如有偏位桩或倾斜桩，由业主方处理）；（5）施工承台基坑底因淤泥上涌增加的30CM厚配砂石；（6）砼垫层、安装模板（或砌砖胎模）、钢筋绑扎、浇砼；（7）拆除承台模板；（8）承台与钢板桩间回填石屑；（9）拔除钢板桩，边拔边往桩孔内灌砂或石屑。3、钢板桩的检验、吊装、堆放（1）钢板桩的检验对钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。外观检验：包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端部矩形比

10、、平直度和锁口形状等项内容。检查中要注意：a）对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；b）割孔、断面缺损的应予以补强；c）若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度。原则上要对全部钢板桩进行外观检查。材质检验：对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。（2）钢板桩吊运 装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。（3）钢板桩堆放：钢板桩堆放的地点

11、，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意：堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2米。4、钢板桩施打 拉森钢板桩施工关系到施工止水和安全，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工有关要求：（1）采用型9.0米长密扣拉森钢板桩。拉森钢板桩采用履带式挖土机（带震动锤机）施打，施打前一定要熟悉地下工程桩的情况，认真放出

12、准确的支护桩中线。（2）打桩前，对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格者待修整后才可使用。（3）打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。（4）在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。钢板桩打设的公差标准如下表所示。钢板桩打设公差标准项目       允许公差板桩轴线偏差      土10Cm桩顶标高       土10Cm板桩垂直度       土2 (6)

13、密扣且保证钢板桩顺利合拢；特别是工作井的四个角要使用转角钢板桩，若没有此类钢板桩，则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。 (7)打入桩后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专人进行检查桩体。 （8）内支撑施工技术要求基坑应分段分层开挖，分层开挖厚度不得大于0.5m。开挖至围檩及支撑位置后，安装围檩，然后施工安装支撑。待支撑安装施工完成后，再进行下一步土方开挖。内撑做法，焊接一段工字钢垫挡。内撑的位置和高度按施工方案图设置。电梯井基坑设置一道支撑。 6、钢板桩的拔除 基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。否则，由于拔桩

14、的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有承台或工程桩的安全。设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。 （1）拔桩方法 本工程拔桩采用振动锤拔桩：利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。 （2）拔桩时应注意事项拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下

15、100300mm，再与振动锤交替振打、振拔。有时，为及时回填拔桩后的土孔，当把板桩拔至比基础底板略高时暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的12-2.0倍。对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过15h。 7、钢板桩土孔处理 对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。回填的方法采用填入法。填入法所用材料为石屑。五、基础土方开挖施工（一）、施工部署根据现场地质情况，分层开挖土方，每层厚度不大于50厘米。电梯井承台周围铺设6M宽的临时施工

16、道路与主道路相连接，临时道路做法为80厚的碎石砖渣，面铺20MM厚钢板。采用PC60型小型挖土机及挖机开挖承台土方，人机配合，严禁挖土机碰伤桩体，靠近桩体边的淤泥由人工清理，用轻型车辆运输土方。尽可能把施工过程出现工程桩偏移情况降到最低。土方施工的顺序为：首先从17#楼开始开挖土方，一边开挖，一边施工承台及梁垫层、砖胎模、回填土、板底垫层。2、各区域施工顺序为：17#楼18#楼19#楼20#楼电梯井承台（二）、施工准备1、做好土方开挖前应作好已挖土面标高测量确认工作。2、施工设备及工具的准备，如挖掘机、手推车、板式锄及园口锹、潜水泵等。3、开挖前应进行测量放线，设置控制定位轴线桩、龙门板和水平

17、桩，放出挖土边线，经检查并办完预检手续。4、地面有滞水或有地下水时，要做好相应的排水和降低地下水位的措施。滞水或地下水均排至原有边坡支护排水系统排水。 5、夜间施工时，根据需要设置照明设施。在危险区域设置警戒标志。（三）、基础工程施工流程测量放线，验线基坑土方机械开挖（人机挖土配合）锯桩测量桩坐标定位并交监理复核确认，如有偏位桩或倾斜桩，由业主方处理承台底换填30CM厚3：7级配砂石桩检测合格捣桩芯砼承台地梁垫层砼基底放线，验线砖胎模承台边回填土板底换填30CM厚3：7级配砂石板底垫层砼防水找平层防水层防水保护层基础钢筋绑扎止水钢板安装排水沟、集水井、挡土墙模板安装底板混凝土浇筑。（四）、施工

18、方法及要点土方开挖的顺序、方法必须与施工方案相一致。1、开挖前用800mm厚碎石砖渣路基，上铺20mm厚钢板，以防止勾机及车辆压断工程桩。2、在基坑开挖过程中，严格按分层开挖，每层厚小于0.5M，人工及时清理桩间高差土方，保证开挖深度均匀，以免造成土方横向挤压工程桩。并加强坑壁的位移监测，一旦出现位移量较大或位移加速，应立即停止施工，加强观测并及时通知业主、监理会同设计部门研究补救措施。3、基坑土方开挖过程中，挖土机不可紧贴工程桩挖土，工程桩周边土体采用人工挖，以保证工程桩不受碰撞。4、本工程土方开挖采用机械与人工辅助开挖的方法。5、基坑开挖施工中，应经常测量和校核其平面位置、水平标高是否符合

19、设计要求。平面控制桩和水准点也应定期复测是否正确。6、基坑开挖注意不扰动基层土，以免土体变动。（五）、地下水排水措施1、为保证开挖后的基层质量，避免开挖后的表层土雨水下渗等情况发生，地下室基坑开挖后在基坑侧边留出水沟和集水坑，以便抽水。2、地下水及雨水的排水：坑中坑内采用坑内设集水坑用水泵降水方式排水。底板排水采用明沟及集水坑用水泵降水方式排水。（六）、土方回填施工顺序与方法1、已施工的电梯井承台在拔除钢板桩前，经监理进行砼隐蔽验收后，才能回填。2、用小型勾机开挖后面基坑土方时将开挖的土方回填至已施工基坑周边，小型勾机已不能到达回填处的土方用塔吊配合人工回填。（七）、 承台施工与要求为保证支撑

20、结构安全有效，承台施工应分步施工：先行施工支撑以下部分的承台，然后在已完成施工承台与基坑支护之间回填土方夯实，再拆除支撑，待整个承台施工完成后，再起拔钢板桩并即时用砂土对钢板桩桩位进行回填。六、基坑监测与应急措施 （一）基坑监测 1、按基坑支护规范规定进行基坑位移监测。在基坑四边中点布置水平位移和沉降监测点。并及时提供基坑监测的情况及数据以便采取相应措施。 2、发现异常情况及时通知甲方、监理和施工技术人员，以便及时采取对策。 3、基坑水平位移预警值为基坑深度的3%，允许值为基坑深度的4%。 4、监测频率为土方开挖每天监测1次，直至土方回填。若出现暴雨、基坑及周边建筑物位移超过预警值等异常情况，

21、应适当加大监测频率。 （二）异常情况与应急措施 1、基坑开挖 (1)施工前应对周边工程桩等进行巡查摸底，施工过程中应经常对坑中坑周围地表裂缝、坑底部回填和隆起、渗漏水状况进行巡查，发现情况及时采取措施。 (2)若坑顶水平位移或沉降超过警戒值，应立即停止开挖，并回填至上一级开挖深度，并通知设计采取措施加固。 (3)在坑中坑支护过程中，挖土机操作人员应保证随叫随到，挖机设备应保证不少于两台在现场，以备不时之需。(4)在现场应配备一定数量的沙包和工人，保证在出现异常情况如管涌时，可及时进行抢险工作。 (5)在分层开挖土方过程中，测量坑底部隆起量，如坑底面向上移位的情况，马上停止开挖，并及时通知技术人

22、员，以便及时采取对策。 2、渗水 (1)坑中坑开挖过程中若坑壁出现少量渗水，要进行疏导或堵漏。 (2)若在开挖过程中出现大量渗砂漏水现象，应立即停止施工，并回填土方，并及时报知设计方采取其他措施，严禁不顾安全野蛮施工。 (3)降水量较大时，要合理组织地表水排放，并安排足够的排水设备对汇集的地表水进行抽排。同时在坑中坑四周，应对地表水进行疏导，避免大量的地表水集中涌入坑内。 (4)对较严重的渗水现象应增加坑内降水措施，使地下水位降至坑底以下0.51.0m以下。七、 其它注意事项1、坑周边不能堆放土方，挖出土方及时运走。2、基坑顶按1.2m高度设置钢管安全护栏。3、电梯井承台支护钢板桩施工中遇其他

23、承台工程桩时，按现场桩位置往承台外避开工程桩。4、电梯井承台设置一道支撑，按实际地质情况如需加设二道支撑，在承台底部设置，第二道支撑可在浇筑承台垫层砼并达一定强度后拆除。八、电梯井承台钢板桩支护布置图九、电梯井钢板桩支护计算书一、参数信息 重要性系数：1.00； 开挖深度度h：3.00m； 基坑外侧水位深度hwa：1.5m； 基坑内侧水位深度hwp：2.50m； 桩嵌入土深度hd：6m； 基坑边缘外荷载形式：无荷载 悬臂板桩材料：22号槽钢； 弹性模量E：206000N/mm2； 强度设计值fm：205N/mm2； 桩间距bs：0.10m； 截面抵抗矩Wx：233.8cm3； 截面惯性矩Ix：

24、2571.40cm4； 基坑土层参数： 序号 土名称 土厚度 坑壁土的重度 内摩擦角 内聚力 浮容重 (m) (kN/m3) (°) (kPa) (kN/m3) 1 填土 1.5 19 12 10 20 2 淤泥 22 22 18 15 21 二、土压力计算悬臂式板桩荷载示意图 1、水平荷载 （1）、主动土压力系数： Ka1=tan2（45°- 1/2）= tan2（45-12/2）=0.66； Ka2=tan2（45°- 2/2）= tan2（45-18/2）=0.53； （2）、土压力、地下水以及地面附加荷载产生的水平荷载： 第1层土：0 1.5米； a1上

25、= P1Ka1-2C1Ka10.5 = 0×0.66-2×10×0.660.5 = -16.2kN/m； a1下 = (1h1+P1)Ka1-2C1Ka10.5 = 19×1.5+0×0.66-2×10×0.660.5 = 2.49kN/m； 第2层土：1.5 9米； H2' = ihi/2 = 28.5/21 = 1.36； a2上 = 2H2'+P1Ka2-2C2Ka20.5 = 21×1.36+0×0.53-2×15×0.530.5 = -6.75kN/m2； a

26、2下 = 2H2'+P1Ka2-2C2Ka20.5+2h2Ka2+wh2 = 21×1.36+0×0.53-2×15×0.530.5+21×7.5×0.53+10×7.5 = 151.39kN/m2； （3）、水平荷载： Z0=(a1下×h1)/(a1上+ a1下)=(2.49×1.5)/(16.2+2.49)=0.2m； 第1层土： Ea1=0.5×Z0×a1下=0.5×0.2×2.49=0.25kN/m； 作用位置：ha1=Z0/3+hi=0.2/3+7

27、.5=7.57m； 第2层土： Ea2=h2×(a2上+a2下)/2=7.5×(-6.75+151.39)/2=542.38kN/m； 作用位置：ha2=h2(2a2上+a2下)/(3a2上+3a2下)+hi=7.5×(2×-6.75+151.39)/(3×-6.75+3×151.39)+0=2.38m； 土压力合力：Ea= Eai= 0.25+542.38=542.63kN/m； 合力作用点：ha= (haiEai)/Ea= (0.25×7.57+542.38×2.38)/542.63=2.39m； 2、水平抗力

28、计算 （1）、被动土压力系数： Kp1=tan2（45°+ 1/2）= tan2（45+18/2）=1.89； Kp2=tan2（45°+ 2/2）= tan2（45+18/2）=1.89； （2）、土压力、地下水产生的水平荷载： 第1层土：3 5.5米； p1上 = 2C1Kp10.5 = 2×15×1.890.5 = 41.29kN/m； p1下 = 1h1Kp1+2C1Kp10.5 = 22×2.5×1.89+2×15×1.890.5 = 145.48kN/m； 第2层土：5.5 9米； H2' =

29、ihi/2 = 55/21 = 2.62； a2上 = 2H2'Kp2+2C2Kp20.5 = 21×2.62×1.89+2×15×1.890.5 = 145.48kN/m； a2下 = 2H2'Kp2+2C2Kp20.5+'h2Kp2+wh2 = 21×2.62×1.89+2×15×1.890.5+21×3.5×1.89+10×3.5 = 319.73kN/m； （3）、水平荷载： 第1层土： Ep1=h1×(p1上+p1下)/2=2.5×(41.29+145.48)/2=233.47kN/m； 作用位置：hp1=h1(2p1上+p1下)/(3p1上+3p1下)+hi=2