基坑围护施工要点

1、上海中建投资有限公司中建大厦基坑工程施工方案（要点）一、地下连续墙施工二、坑内土体加固三、砼支撑施工四、基坑土方开挖五、坑内降水 经 理： 朱庆涛 总工程师： 王俊佚 编 写： 张运生 审 核： 唐九如 中国建筑第八工程局2005.6.30上海前 言目标、措施本工程基坑开挖深度17.1018.20m，基坑面积5560m2,土方量10万余m3,属特大型一级深基坑。为了确保施工安全并控制基坑变形不大于0.6%h(h为开挖深度)的目标，采取如下主要施工措施：1、确保地下连续墙施工质量。（详见 1章）2、坑内土体加固，减少土体变形。（详见 2章）3、贯彻时空效应理论，减少基坑无支撑的暴露时间。（详见3

2、章）4、做好坑内降水，疏干土体，提高挖土工效。（详见5章）5、设置栈桥，增加取土点，缩短深层土开挖工期。（详见4章）6、设置减压降水井，预防承压水产生突涌。（详见5章）7、加强施工监测，做到信息化施工。8、加强施工管理和技术管理。1、地下连续墙施工1.1概述本工程地下连续墙为“二墙合一”结构，按设计，墙厚0.8m，深度32.534.6m，平面长度约340延长米，砼强度等级C35(水下)，S8，砼浇筑量约8700m3,全部采用商品砼。我局对大型地下连续墙有成熟的施工经验（例如：；临近本工程的银冠大厦工程，地连墙深38m，厚1.0m，长364延长米，砼13800 m3，为我局施工）。1.2施工方案

3、简述本工程地下连续墙施工拟采用“地下连续墙液压抓斗工法”，水下选用两台意大利BSS-655型抓斗进行成槽作业，采用一次扫孔、泵吸反循环二次清孔的施工工艺；钢筋笼现场组装，采用两台150t及一台50t吊双机抬吊，整节吊装下笼方法；槽段采用锁口管接头，专用刷壁器刷壁，采取导管法浇灌水下砼。1.3 施工工艺流程图 各 项 准 备 工 作验槽组定 位泥浆制作开沟槽导墙施工安装锁口管成槽机定位槽段挖掘检查导墙尺寸查机械水平垂直度查成槽深度查垂直度清刷接头面一次清底商品砼查清刷次数检查沉渣厚度、泥浆比重、粘度隐蔽验收下钢筋笼下导管检查导管数量二次清底换浆导管拔起砼灌注检查沉渣厚度、泥浆比重、粘度检查砼坍落

4、度控制提升检查砼顶泥浆比重粘度检测钢筋笼制作钢筋笼存放储污浆罐排污浆车排污场地商品砼运输试块取样养 护拔出接头管、箱单元成槽实 验地下连续墙施工流程示意图1.4 机械及作业人员配置地下连续墙施工机械配备序号名 称型号/规格单位数量用 途1经纬仪T2台1测量放样2水准仪DS3台1测量放样3液压挖掘机WY-100台1挖导墙沟4空气压缩机W-6/7台1破碎障碍物5斗式装载机WA-300台1土方内驳6自卸卡车东风4.5T台27定型钢模含配套附件M2250导墙、道路等钢筋8插入式振动器HZ50台3混凝土结构施工9平扳式振动器台110泥浆泵3LM型/4PL250型只5/5泥浆制作、测试11泥浆制作机具套1

5、12泥浆测试器具套113成槽机BS655台2成槽作业14履带吊150T/50T台2/1钢筋笼等吊装作业15超声波测壁器DM-686III型套1槽段质检16空气升液器Dg100x31m套1清底换浆17空气压编机0.9m/分通用产品台2连续墙钢筋网片制作等18钢筋切断机GQ40-A型（3KW）台219钢筋成型机GC40-1型（3KW）台2墙体混凝土浇灌20闪光对焊机UN-100型（100KW）台221直螺纹套丝机台222直流电焊机AX-320×1型（14KW）台1023接头管1000、800m12024混凝土导管300或270(38m/套)套2顶拔接头箱反力管25液压顶管机自制200t/

6、套套2地下连续墙作业人员配备序号工 种人数工作职责备注1班 长1生产进度、质量、全面组织管理2钢筋工20钢筋加工制作3电焊工10负责焊接操作4泥浆工6搅拌、排放泥浆5混凝土工8水下砼浇筑6成槽机工2负责成槽机操作、移位7木 工4导墙支模8吊车司机4钢筋起吊、重物搬运9测量工2放线定位10其 他8搅浆，搬运等杂物工作1.5 施工要点1.5.1 导墙施工本工程导墙采用C20现浇钢筋混土结构，其断面尺寸见下图。1.5.2 泥浆设备设计泥浆的性能参数如下表1-1。本工程制作用泥浆为膨润土泥浆，主要由膨润土、CMS、纯碱和水组成，其配合比如表1-2。由于膨润土和CMS都是不易溶于水的物质，所以现场必须设

7、膨润土搅拌槽和CMS搅拌器。泥浆配制好后，静置24小时以上再投入使用，以使泥浆的各项性能参数得到更好的发挥。表1-1 设计泥浆的性能参数泥浆性能指标粘度比重含砂率失水量泥皮厚度PH值数 值2025秒1.101.25430ml1.5mm810检验方法漏斗粘度计泥浆比重计含砂量测管失水量仪失水量仪PH试纸表1-2 泥浆制作配合比膨润土CMS碱水粘度比重PH值120g2g2g950ml22秒1.108.51.5.3 成槽施工根据设计图纸将整个地下连续墙共划分为59幅槽段，标准单元槽段长6m。单元槽段成槽施工采用“三抓法”施工方法，即直线幅先两边后中间、转角幅先短边后长边的施工原则。现场设500m3弃

8、土场，保证连续成槽施工。成槽完毕后采用自底部抽吸泥浆进行清槽，清槽结束后应立即对槽壁垂直度、槽深及泥浆比重、粘度、PH值等进行检测，保证槽底沉渣厚度不大于100mm，泥浆比重不大于1.15，如果指标不合格，需换浆至各项指标满足规范要求后才能进入下道工序施工。1.5.4锁口管安装、拔除与刷壁本工程地下连续墙采用锁口管接头形式，在成槽结束后用50t履带吊进行锁口管的安装。管顶与导墙间间隙用木楔楔死，外侧间隙用粘土回填，以防止在浇灌过程中混凝土绕流和接头外移。底部混凝土初凝后，用吊车或千斤顶慢慢拔动锁口管，每次200300mm，待混凝土后终凝后用拔管器或千斤顶拔出锁口管，形成凹弧接头。待相临槽段成槽

9、结束后，用特制刷壁器对凹弧接头进行刷壁，反复清刷510次。1.5.5钢筋笼制作与安装本工程搭设两个钢筋笼制作平台，现场加工钢筋笼。标准段钢筋笼长32.3m及35.3m，整体制作，一次吊放。利用一台150t和一台50t履带吊整体翻身起吊至垂直状态后准确吊装入槽、下放。钢筋笼吊装示意如下图。 钢筋笼吊装示意图1.5.6 水下混凝土浇筑本工程中地下连续墙混凝土为C35商品混凝土，实际水下混凝土浇筑提高一个等级，采用C40，抗渗等级S8，坍落度为180220mm。水下混凝土浇注采用导管法施工，导管采用250的密封导管，间距不得大于3m，每槽段用2根导管。导管在使用前应进行水压密闭试验。混凝土浇注及接头

10、箱施工详见下图 混凝土浇注示意图1.6 施工质量控制要求（表1-3下页） 施工质量控制要求 表1-3名称序号项 目标 准导墙施工1宽度W+40mm（W为地下墙设计厚度）2墙面平整度<5mm3导墙平面位置±10mm4支撑间距2m，上下两道成槽施工5槽段垂直度1/3006槽深+100mm7清底底部泥浆比重1.2钢筋笼制作8长度±100mm9宽度±20mm10 高度±10mm11 间距（主筋）±10mm12 间距（分布筋）±20mm13 接驳器位置<20mm泥浆性能指标14 比重1.051.1015 粘度1925秒16 失水量&

11、lt;30m1/30分17 泥皮厚度<1mm18 PH值89砼性能指标19 坍落度1820cm20 水泥含量>370(kg/m3)21 浇灌速度>34m/h22 导管埋入砼2m4m23 导管间距<3m24 水灰比<0.625 粗骨料525mm26 实验和原始记录符合要求2、坑内土体加固A 旋喷桩2.1概述为了减小基坑开挖后地下墙的变形，对基坑北侧（临近世纪大道）和基坑东西两侧（基坑长边）的坑内土体进行加固。加固方式拟采用“高压旋喷法”，加固平面范围见附图，加固深度坑底下5m。加固宽度约5m，高压旋喷施工由专业队伍负责完成。2.2高压旋喷注浆方法选择采用新两重管法施

12、工，根据以往经验及结合本工程特点，主要施工参数如下： 序号机具压力流量机具性能1空压机0.60.8Mpa1.0m3/min辅助切割土体，搅拌水泥土的混合物，扩大加固桩径。2泥浆泵0.50.6Mpa80L/min将水泥浆混入被切割破碎的土体3喷射钻机提升速度：825cm/min旋转速度：812 r.p.m喷射注浆的实施。4材料采用42.5普通硅水泥，水灰比：0.81.02.3 施工工艺流程定位钻孔下喷射装置气浆同时喷射注浆旋转提升成桩孔内回浆冲洗施工工艺流程图旋喷桩施工采用跳打方式进行，并根据现场条件加以调整，以保证施工工期。2.4 机械及作业人员配置设备名称型号数量设备名称型号数量旋喷机XP-

13、600（11kw）1台污水泵11kw2台空压机6m3/min(45kw)1台灰浆搅拌系统7.5 kw1套液压钻机GXY-1型(15kw)1台高压灰浆泵HB80型(90kw)2台2.5 施工要点1、成孔：二重管喷射作业时，用振动钻机直接将注浆管插入射水成孔，如孔壁易坍塌时，应下套管。2、插管：将同轴双通道二重注浆管插入钻孔预定深度。3、喷射作业按设计要求进行喷射作业，边提升边进行喷射注浆，依靠压缩空气和浆液复合射流，切割土体成桩。4、喷射时，用仪表控制压力、流量和风量。当分别达到预定的数值时，再逐渐提升注浆管。5、旋喷过程中，冒浆量应控制在10%25%之间。6、完成喷射作业后，拔出注浆管。立即使

14、用清水清洗注浆泵及注浆管道，防止凝固堵塞。2.6 质量控制要求1）钻机就位与设计位置偏差小于5cm，垂直偏差度小于1。2）现场施工做到及时记录、及时整理，发现问题及时汇报处理。3）在施工时严格遵守操作规程，班长和技术员严格进行质量自检。4）高压旋喷桩采用同步软芯取样做强度试验。SMW工法2.1概述为了减小基坑开挖后地下墙的变形，在各边的中部及沿世纪大道一侧的坑内设置了SMW三头格构式水泥土搅拌桩档墙，水泥搅拌桩桩径8501800，搅拌桩水泥土的掺入量为开挖面以下20%、开挖面以上10%。2.2 主要施工参数下沉速度：不大于1m/min；提升速度：不大于1.2m/min；搅拌转速：3050 ra

15、d/min；浆液压力：1.0MPa1.5MPa /min。浆液配比见下表。材料项目水水泥规格自来水32.5重量比0.7512.3 施工工艺流程施工放样清除地面、地下障碍物设置定位线桩机就位，校正、复核桩机水平和垂直度钻头切割土体下沉至设计桩底标高钻头提升、喷浆升至设计桩顶标高施工结束、转下一道工序SMW水泥土搅拌桩施工流程图2.4 机械设备配置拟投入本工程的主要机械设备表序号设备名称规格型号数量产地新旧程度1中空三轴搅拌钻机850PAS-220-3J（200VAR）1日本（万康）9成新2步履式桩架D36.5自重123T18成新3搅浆注浆系统BW-200（BW-320）1无锡8成新4挖掘机0.4

16、m3QY25E1常州9成新5空压机9m3（WY-9/7）蚌埠8成新2.5 施工质量控制措施1、孔位放样误差小于4cm，钻孔深度误差小于±5cm，桩身垂直度按设计要求，误差不大于0.5桩长。2、严格控制浆液配比，做到挂牌施工，并配有专职人员负责管理浆液配置。严格控制钻进提升及下沉速度，下沉速度不大于1m/min,提升速度不大于1.2m/min。3、施工前对搅拌桩机进行维护保养，尽量减少施工过程中由于设备故障而造成的质量问题。设备由专人负责操作，上岗前必须检查设备性能，确保设备运转正常。4、看桩架垂直度指示针调整桩架垂直度，并用线锤进行校核。5、工程实施过程中，严禁发生定位线移位，一旦发

17、现碰撞定位线使其跑位，立即重新放线，严格按照设计图纸施工。6、场地布置综合考虑各方面因素，避免设备多次搬迁、移位，减少搅拌的间隔时间，尽量保证施工的连续性7、对于施工工期较紧的施工部分，必要时掺入外加刹。8、严禁使用过期水泥、受潮水泥，对每批水泥进行复试合格后方可使用。2.6 质量标准成桩垂直度偏差不超过0.5%，桩位布置偏差不大于50mm。搅拌桩桩体应搅拌均匀，表面要密实、平整。水泥浆灌入量要有严格保证，无异常过少现象。桩底标高的允许偏差为±100mm，桩顶标高允许偏差为+100、-50mm。机头提升速度控制<1.2m/min，桩径允许偏差为<0.04D53、砼支撑施工

18、3.1 概述本工程主楼和裙楼基坑开挖深度分别为18.2m和17.1m。基坑竖向设置四道钢筋混凝土支撑。支撑及围檩混凝土强度等级C30。主要支撑杆件尺寸如下表(表3-1) 表3-1序号位置标 高围 檩主 撑系 杆砼 量1第一道支撑-2.301.0m×1.0m0.8m×0.7m0.6m×0.7mC30约8600m32第二道支撑-6.301.2m×0.8m1.0m×0.8m0.7m×0.7m3第三道支撑-10.301.1m×0.8m1.1m×0.8m0.7m×0.7m4第四道支撑-14.601.1m×

19、0.8m1.1m×0.8m0.7m×0.7m3.2 施工流程砼支撑采用分区、分段开槽施工。土方挖到支撑标高后，开始制作支撑。根据“先撑后挖”的原则，在每道支撑达到设计强度的80后方能进行下一层土的开挖（养护2周时间）。支撑及围檩的施工流程如下：分段开槽浇筑垫层绑扎钢筋立模板浇筑砼拆除模板及垫层3.3施工要点1、模板支撑底模采用土模法施工，即在挖好的原状土面上浇捣素砼垫层。垫层施工应紧跟挖土进行，及时分段铺设，其宽度为支撑宽度两边各加200mm，采用碎石夯实后抹1：3水泥砂浆或油毛毡加竹网片在原状土面上铺设。在垫层面上用油毛毡做隔离层。接缝处应用胶带纸满贴紧，以防止漏浆。支撑

20、侧向模板采用定型组合钢模拼装，并采用对拉螺栓加底脚木撑固定。模板与砼的接触面应涂隔离剂，但同时严禁隔离剂粘污钢筋。2、钢筋钢筋加工后，吊运下坑，人工绑扎。3、砼采用商品砼泵送浇捣，泵送前用适量的与支撑砼成分相同的水泥砂浆润滑内壁，以保证泵送顺利进行。砼浇捣采用分层滚浆法浇捣，防止漏振和过振，确保砼密实。砼必须保证连续供应，避免出现施工冷缝。砼浇捣完毕，用木泥板抹平，在终凝后及时铺上草包进行养护。3.4 贯彻“时空效应”理论，“分层分段、留土护壁、限时开挖”。最大限度地减小基坑无支撑的暴露时间，减少基坑变形。主要措施：1、将每道支撑分成5个区段，与挖土密切配合，开挖一段，紧接着抢做这一段支撑；2

21、、分条抽槽挖土，该槽的支撑应在24h之内浇筑好砼；3、先完成基坑中部的对撑，再突击完成地下墙附近的砼边桁架和角撑；4、每一道支撑整体完成并养护达到强度后，再分区、分段开挖下层土方。5、分区、分段示意如图所示。4、基坑土方开挖4.1 概述本基坑土方工程量约10万m3,在基坑开挖深度（17.118.20m）范围内，分5层进行开挖。土方开挖与4道砼支撑施工交错进行，流水作业。各层土方工程量见下表（表4-1） 表4-1序 号分 层层底标高土方量（m3）备 注1第一层土-1.808800机械下坑大开挖2第二层土-5.9021000机械下坑大开挖3第三层土-9.9021000长臂挖机，在栈桥上装土4第四层

22、土-13.9021000长臂挖机，在栈桥上装土5第五层土到坑底27000长臂挖机，在栈桥上装土4.2 总体设想第一、第二层土较浅，采用大开挖法。三、四、五层土均采用盆式开挖，周围设8m留土段，先中间后四周踏步式开挖，两层土之间高差不大于3m。第五层土最后20cm采用人工清土。4.3 分层开挖说明1、第一层土方（-1.80m）（1）开挖面层土，从自然土（-0.30m）到第一层完成面（-1.90m），深度为1.6m，土方量约为8800m3。（2）挖机停在自然土体面上，直接向下开槽挖土至（-2.60m）并直接装车外运。余下近200厚土采用人工进行修平，保证支撑格构立柱的完好，并及时施工砼围檩和支撑。

23、2、第二层土方（-5.90m）（1）开挖第二层土，从-1.90m到-5.90m，深度达4.0m，土方量约为21000m3。（2）待第一道砼支撑达到设计强度80后，小挖机入坑分区、分块、分层与大挖机的接力挖土。本层土的开挖顺序按照“时空效应 ”所规定的挖土顺序进行分层、分皮台阶式放坡开挖施工。（3）开挖完毕后及时施工第二道砼围檩和支撑。3、第三层土方（-9.9m）（1）开挖第三层土，从-5.90m到-9.9m，深度平均达4m，土方量约为21000m3。（2）待第二道砼支撑达到设计强度80后，继续分区、分块、分层接力挖土。本层土的开挖顺序按照”时空效应”所规定的挖土顺序进行分层分皮台阶式放坡开挖施

24、工。（3）开挖完毕后及时施工第三道砼围檩和支撑。4、第四层土方（-13.9m）（1）开挖第四层土，从-9.90m到普遍基底-13.90m，深度平均达4m，土方量约为21000m3。（2）待第三道砼支撑达到设计强度80后，继续接力挖土，最后由长臂挖机（或抓斗式挖机）垂直出土。运土车停在栈桥上装车外运。本层土的开挖顺序按照”时空效应”所规定的挖土顺序进行分层、分皮台阶式放坡开挖施工。（3）开挖完毕后及时施工第四道砼围檩和支撑。5、第五层土方开挖（1）开挖第五层土，从-13.90m到基底-18.5m（-17.0m），深度平均达4.5m（3.1m），土方量约为27000m3。（2）待第四砼支撑达到设计

25、强度80后，继续接力挖土，最后由抓斗式挖机垂直出土，运土车停在栈桥上（或坑边）装土。至坑底以上200mm标高改由人工修平。本层土的开挖顺序按照“先撑后挖”原则进行分层、分段开挖施工。（3）挖土完毕及时施工底板垫层。6、电梯井、集水坑开挖-18.7m（-17.2m）垫层施工完毕，并将承压水位降低到设计要求后，方可开始局部落深区域的挖土。采用人工1：1放坡开挖深坑部位。开挖完成后及时施工垫层。4.4土方开挖质量保证措施基坑土方施工的成败关键取决于土方开挖和支撑施工的配合，支撑施工是否及时，直接影响到挖土的进度和质量。因此，挖土和支撑是两项不可分割的工序。1）每层土方开挖前，必须将地下水位降到挖土标

26、高以下1m才能开挖。2）土方开挖必须按照围护设计的规定和有关要求进行。3）机械挖土时必须事先垫好路基箱板，防止机械设备陷入土中。严禁碰撞支撑和立柱。4）严格控制土方开挖层间的高差不大于3m。5）基坑开挖接近基坑底2030cm时，应配合人工清底，不得超挖或扰动基底土。水准仪随时配合，每2米左右设一小竹枇控制标高。5、基坑降水5.1 概述根据本工程的地质条件，为了保证坑内土方顺利开挖，需要设置两种降水井：1、疏干降水井目的是降低坑内潜水水位，便于土方开挖，改善土力学指标。2、减压降水井目的是降低承压水层的承压水头，防止基坑产生突涌。5.2 疏干降水采用真空深井（双滤管）涌水量计算(略)我公司在临近

27、的“银冠大厦工程”施工实践表明，对于层土以上的以粘性土为主的潜水含水层，采用真空深井降水效果很好，单井的平均降水面积达300-350m2。为此，决定采用以下参数;1、疏干降水井16口井2、井距1620m3、井深26m4、滤管设置：第一道滤管位于-9.0m-10.5m(长1.5m) 第二道滤管位于-19.7m-22.2m(长2.5m)5、真空泵6台（JQD-60型），每台真空泵连接23口深井，沿基坑周围布设。6、深井泵16台（QX-10-35-32型）（平面布置及深井构造另附）5.3 减压降水井1、承压水对基坑开挖的影响分析1层为承压水层，层顶埋深地表下30.6m，承压水头埋深3.011.0（随

28、季节变化），实勘时，测得承压水头埋深为9.5m，现分析承压水是否会引起基坑坑底产生突涌？计算公式：W=m h p /pw 1.05（上海基坑工程规范）式中，设m =18KN/m3,pw=10（30.6-承压水头埋深）, hp =30.6-开挖深度（h）计算结果：（表5-1）表5-1开挖深度承压水位m h ppwW评 判17.1-3.02432760.88不满足-9.02432161.13满足18.2-3.0223.22760.80不满足-9.0223.22161.03基本满足19.4-9.0201.62160.93不满足-11.0201.61961.03基本满足20.6-9.01802160.

29、83不满足-11.01801960.92仍不满足21.6-9.01622160.75不满足-11.01621960.83仍不满足由此可见：（1）对于大面积的基坑（h=17.1m,h=18.2m）,如果承压水位在地表下9.0m附近，即冬季施工时，基本上不会发生坑底突涌； （2）对于集水坑（h=19.4m），如果冬季施工，承压水位较低且采取先将大面积的周围砼垫层做好，再向下开挖集水坑，可以考虑不需要采取减压井措施。（3）对于基坑中部的电梯井（h=20.60m）以及集水坑（h=21.6）即使在冬季施工，以 及先将周围大面积垫层做好，也可能发生基坑底部突涌现象，需事先采取减压降水措施。2、减压降水措施

30、（1）在基坑中部电梯井及电梯集水坑部位，打设减压降水井一口，观察井一口，用于降低承压水的水位。（2）预计承压水位需要降低到多少（距地表下多少）X=？设w =1.1;m =18KN/m3, hp =30.6-21.6=9.0m;则：p w=(30.6-x)×10=18×9.0/1.1=147.3;X=(306-147.3)/10=15.8716.0m即：承压水位要比正常水位时再下降57m左右（）减压降水井何时开始抽水初步考虑：当大面积土方开挖到主楼坑底附近时（h=18.2m），将电梯井周围的砼垫层打好，然后即开始抽承压水，配合监测承压水的水头，达到要求后，进行电梯井挖土，并维

31、持承压水位不要超过规定值。（）电梯井挖土时，坑内采用明沟集水井明排（或布置一级轻型井点降水）3、何时封减压井？在主楼底板施工（砼浇筑后），可开始封减压井。封井工作请专业机构制订详细方案后实施。4、减压降水井的构造（附图）5.4 机械及作业人员配备1、主要机械设备1）钻机一套（SW50型）2）泥浆泵、排污泵各一台3）电焊机一台4）气割一套5）深井潜水泵21台（其中备用5台）（QX-10-35-3Z）（3KW）6）真空泵6台（JQD60型）（7.5KW）2、人员配备1）打井队：6人班 计6人2）抽水班：4人班×3班 计12人3）抢修队：2人班×2班 计4人4）项目负责人1人，安全、质量1人，班长4人5.5 深井施工测放井位埋设护口管安装钻机钻进成孔清孔换浆清孔换浆下井管填砾料井口封闭洗井安泵试抽排水降水运行1）测放井位根据降水（压）井井位平面布置图测放井位。井位宜靠在支撑