基坑开挖施工方案48

基坑开挖施工方案

9.2.1基坑降水施工方案

9.2.1.1地下水文地质工程地质概况

经勘察，拟建场地75.0m深度范围内地层均为第四系松散沉积物，主要由

饱和粘性土、粉性土及砂土组成，本场地属于“滨海平原”地貌类型。现结合工

程特点分述如下：

①层填土，遍布，浅层分布有①।层杂填土，主要为建筑垃圾，夹碎砖块、

碎石、木屑等杂物。该层土不经处理一般不宜直接作为天然地基持力层。

②i层灰黄色粘质粉土夹粉质粘土，遍布，土质不均，含云母，局部夹粘质

粉土，无摇震反应，稍有光泽反应，中压缩性，干强度中等，物理力学性质良好，

可作为天然地基持力层。

②3层灰色砂质粉土，遍布，土质不均，含云母，局部夹粘土，摇震反应中

等，无光泽反应，干强度低等，韧性低等。

③I层淤泥质粉质粘土，土质尚匀，遍布，含少量贝壳碎屑，含云母。无摇

震反应，稍有光泽反应，干强度中等，韧性中等。

③2层灰色砂质粉土，含云母、局部夹少量粘土，中等摇震反应，无光泽，

低等干强度，低等韧性。

⑤2层灰色粘质粉土夹粉质粘土，遍布，局部夹粘性土，含云母、石英等。

摇震反应迅速，无光泽反应，干强度低，低等韧性。该层分布较深处也可作为抗

拔桩的桩端进入土层。

⑤”层灰色粉质粘土夹粘质粉土，含云母、半腐植物，局部夹粉性土，无摇

震反应，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，可作为地下车库抗拔桩桩端埋置土

层。

⑤3-2层灰色粘质粉土夹粉质粘十.，含云母、石英.局部夹粘性十，中等摇震

反应，无光泽，低等干强度，低等韧性，仅在场地东侧局部分布，且层厚较薄，

不宜作为拟建物的桩基持力层。

⑤4层灰绿粉质粘土，无摇震反应，土质尚均，稍有光泽，干强度中等，韧

性中等，该层土厚度不均，土性较差，不建议作为拟建物的桩基持力层，仅在拟

建区域中西部分布。

⑦层灰色砂质粉土，土质不均，局部夹粘性土，含云母、石英等。中密，摇

震反应迅速，无光泽反应，干强度低等，无韧性等。实测标贯击数约55.0击，

Ps平均值约为12.42MPa,土性较好，可作为拟建A#商业楼的桩基持力层，也

可作为地下室抗拔桩桩端进入土层。

⑧z层灰色砂质粉土，土质不均，局部夹粘性土，含云母、石英等。中密，

摇震反应迅速，无光泽反应，干强度低等，无韧性等。实测标贯击数约63.9击，

Ps平均值约为14.09MPa,土性较好，可作为拟建A#商业楼的桩基持力层。

⑨层灰色粉砂，含云母、石英等。摇震反应迅速，无光泽反应，干强度低等，

无韧性等。实测标贯击数约70.3击，Ps平均值约为17.84MPa,土性较好，是

良好的桩基下卧层。

9.2.1.2水文地质概况

本工程场地浅部地下水属潜水类型。

(1)潜水

勘察深度内场地浅层地下水属潜水，主要赋存于浅部填土中，补给来源主要

为大气降水和地表水。潜水位埋深随季节、气候、降水量、地表水、潮汐等因素

而有所变化。本次勘察期间测得钻孔中地下稳定水位埋深约0.72〜2.36m。上海

市潜水年平均水位埋深为0.3〜1.5m,年平均水位埋深一般为0.5〜0.7nu设计

根据安全需要，选择年平均高水位埋深0.50m,低水位埋深1.50m采用。

(2)承压水

经勘察查明，拟建场地分布有第⑤2、⑤3-2层粉土层，为微承压含水层，第

⑦层砂质粉土层，为承压含水层。⑤层和⑦层连通，承压水位埋深一般为3〜

12m,一般呈周期性变化。

土的饱和重度按每层实际重度计算，若坑底开挖面以下至承压水层顶板间土

的自重压力与承压水头之比Pcz/Pwy>1.05,则承压水对基坑开挖没有影响，不

会造成基坑突涌，若坑底开挖面以下至承压水层顶板间土的自重压力与承压水头

之比Pcz/Pwy<1.05,则承压水对基坑开挖有影响，可能会造成基坑突涌。

对于埋深10.25m的基坑，基坑开挖时，⑤2层微承压含水层对其有影响，

⑤3-2层微承压含水层及第⑦层承压含水层对其没有影响，不会造成基坑突涌。由

于承压水的水头随季节有所变化，因此施工时应监测施工期间的水头，并根据当

时的水头来验算承压水对基坑的影响，以决定降水方案。

9.2.1.3降水的目的和要求

（1）降水的目的

1）固结土体，提高土体强度，从而减少坑底隆起和围护结构的变形量。

2）有利于土体稳定，防止塌方。

3）疏干坑内地下水，方便挖掘机和工人在坑内施工作业。

（2）降水的要求

1）严格执行“按需降水”的方针，严防“透支降水”引发地表沉降，给周

国环境带来不利影响。

2）有效防止降水施工对周围环境造成影响及在降水运行过程中预防突发事

件的发生，最大限度减少经济损失，保障施工安全。

3）控制坑内地下水水位，保障基坑的安全。

4）抽排明水，保证地下室结构施工干•场作业。

9.2.1.4降水设计

本工程拟采用真空深井抽取基坑内土中的滞水使基坑内土体疏干，从而达到

使基坑安全、顺利施工的目的。降水方案需经过围护结构设计单位认可后，方可

施工。真空疏干降水深井约200平方米设置一口，共设置151口，坑外设置8

口承压水水头观测井。降水平面布置如图9.2.1-1所示。

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图9.2.17降水井平面布置图

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图9.2.1-2降水井剖面图

9.2.1.5降水施工部署

1、成井施工工艺及技术要求

A、成井T艺流程

准备工作一钻机进场一定位安装一开孔一下护口管一钻进一终孔后冲孔换

浆f下井管一稀释泥浆一填砂一洗井f下泵试抽。

B、成井设备选型

本工程钻井设备选用GPS-10型成孔采用正循环自然泥浆造浆，泥浆护壁回

转钻进成孔，钻头选用带保径圈的三翼钻头，钻头直径按设计及规范要求选用，

根据施工经验，使用这些钻头施工稳定性好，能确保成孔质量，能有效控制成孔

中的缩径现象，为确保工程质量奠定基础。

C、成井施工技术要求

（1）准备工作

根据施工方案，落熨材料和人员，合理安排人财物，与甲方及总包单位保持

密切协作。

（2）材料到位

专人负责进料，工程师核定，确保井壁管、过滤管、填砂、粘土等材料的质

量。材料不到位，质量不符合要求不能开钻。

（3）进出场、定位、埋设护孔管

由甲方提供“三通一平”，钻机进场。钻井井位确定后应由甲方签字认可，

基础牢固，应放在硬粘土或碎石道渣上。钻机安放稳固、水平、护孔管中心、磨

盘中心、大钩应成一垂线,埋设护孔管要求垂直，并打入原状土中10-20cm,外

围用粘土填实夯实，井管、砂料到位后才能开钻，钻孔孔斜不超过1%（对转盘

采用水平尺校平），要求整个钻孔孔壁圆整光滑，钻进时不允许采用有弯曲的钻

杆。

（4）钻进清孔

钻进中保持泥浆比重在1.08〜1.15,尽量采用地层自然造浆，整个钻进过

程中要求大钩吊紧后徐徐钻进，避免钻具产生一次弯曲，特别是开孔口不能让机

上钻杆和水接头产生大幅摆动。每钻进一根钻杆应重复扫孔一次，并清理孔内泥

块后再接新钻杆，终孔后应彻底清孔，直到返回泥浆内不含泥块，返出的泥浆含

砂量＜12%后提钻。

（5）下井管及滤管

按设计井深事先将井管排列、组合，下管时所有深井的底部按标高严格控制，

并且保持井口标高一致。井管应平稳入孔，每节井管的两埠要找平，其下端有

45度坡角，焊接时二节井管应从方向找直，并对称焊接，确保焊接垂直，完整

无隙，保证焊接强度，以免脱落。为了保证井管不靠在井壁上和保证填砂厚度，

在滤水管上下部各加一组扶正器，保证环状填砂间隙厚度大于150mm,过滤器应

刷洗干净。桥式过滤器缝隙（约1.5-2.0mm）均匀，圆孔过滤器孔径约10-15mm,

外包一层40目滤网。下管要准确到位，自然落下，稍转动落到位，不可强力压

下，以免损坏过滤器结构°

（6）填砂

将填砂（中〜粗砂）沿井壁四周均匀徐徐填入，并随二真随测填砂顶面的高度，

不得超高。水平向填砂厚度不小于150mm,垂向填砂高度严格按设计图纸进行。

（7）洗井

对于疏干深井宜采用空压机洗井，当压缩空气通过进气管通到排水管下部时,

排水管中变成气水混合物密度小于排水管外的泥水混合物密度，这样管内外产生

压力差，排水管外的泥水混合物，在压力差作用下流进排水管内，于是井管内就

变成气、水、土三相混合物，其密度随掺气量的增加而降低，三相混合物不断被

带出井外，滤料中的泥土成分越来越少，直至清洗干净，含砂率W1/1000。

下井管、回填滤料及粘土封孔后，对深井进行活塞洗井，待洗通滤料后，提

出活塞，再利用空压机进行洗井。

活塞直径与井管内径之差约为5nlm左右，活塞杆底部必须加活门。洗井时，

活塞必须从滤水管下部向上拉，将水拉出孔口，对出水量很少的井可将活塞在过

滤器部位卜.下窜动，冲击孔壁泥皮，此时应向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出

的水基本不含泥砂后，可换用空压机抽水洗井，吹出管底沉淤，直到水清不含砂

为止，疏干深井在成井结束后直接用空压机洗井。

洗井完毕后，可以下泵试抽，试抽成功，代表该井成井完毕，可以投入使用。

图9.2.1-3空压机洗井原理示意图

（8）试抽水

降水井：安装泵体要稳，连接好排水管及电源线路进行试抽水，测定井内水

位及观测孔水位变化及流量。

2、成井施工特殊过程质量控制表

针对本工程降水施工过程中的特殊过程，应按表9.2.1-1中所列进行质量控

制。

表9.2.17特殊过程质量控制要求

序」；检查项目技术要求检查数量

1成孔直径（mm）偏差±20mm全数

2井管沉设深度（m）偏差±0.20m（疏干井）250%井数

3井管间距（m）偏差±1.00m250%井数

滤料规格全数

4。5产(6〜12)d5o

5滤料围填高出滤管顶2m以上，滤料体积295%全数

6孔口段粘土封填不得使用粉性土，厚度2L5m250%井数

3、施工设备及材料计划

（1）主要材料

A、坑外承压水水头观测井

井管：坑外水位观测井管径110mm。

图9,2.1-4井管图

沉淀管：采用钢管，高度1m,底口用与井管等厚钢板焊接。

包网：采用40目单层尼龙网。

填砾：采用标准级配砂（中-粗砂），粒径可按下式考虑：

0so=(8〜12)4。

式中：D50为填砾粒径；d50为滤管周围含水层颗粒粒径。

止水：填砾上方要求采用止水粘土封堵。

图9.2.1-5止水粘土

B、真空疏干降水深井

井管：采用钢管，壁厚3用用，管径273mm；

滤管：采用圆孔过滤器，壁厚3mm,管径273mm,孔隙率230机

图9.1.2-6圆孔滤管图

包网：采用40目两层尼龙网。

填砾：采用建筑粗砂或瓜子片。

沉淀管：采用钢管，壁厚3mm,管径273mln,高度1m,底口用同厚钢板焊接。

（2）主要材料计划

表9.1.2-2主要材料计划表

材料名称规格数量单位备注

①273、O

降水井井管按需m钢管

110

降水井滤管①273按需m圆孔过滤器，孔径1075nlm

3

滤料中粗砂按需m中粗砂、级配砂

止水粘土粘土球按需t

（3）施工主要设备计划

针对本工程的特点，选择适合本工程施工条件及能满足本次降水要求的成井、

降水的机械设备。

表9.2.1-3机械设备选用表

设备名称型号规格单位数量

钻机ZLJ250套按需

台

泥浆泵3PN按需

电焊机台按需

台

空压机0.9m3/h按需

台

泥浆泵7.5-100按需

真空泵JSJ-60台按需

空压机0.6m3A按需

（4）劳动力组织计划

施工人员配置计划根据工程进度要求和劳动强度进行安排。劳动力应以能满

足工程进度为原则，各工种施工人员应具备相应的技能和素质，从而保证工程的

质量，提高工作效率。

针对本工程，具体据总包要求及工期安排合理配置劳动力，拟投入劳动力情

况如下

表9.2.1-4拟投入劳动力计划表

岗位定员主要职贲范围

焊工1负责维修、保养和修理各种机具，协助设备安虢.

机修班负责维护、保养和修理各种电器设备，负责安装全部各种电器

电工1

线路，并保证双电源的及时更换.

服从项目统•安排，认真组织本机施工，对本机的安全、质量

机长4

和效率负责。

钻井队班长4及时完成机长安排的工作，对本班的安全、质量和效率负责。

服从班长的安排，负责钻机移位、成孔、下井管、填砂和洗井

钻工4

工作。

班长1负责抽水现场日常管理、协调工作。

抽水班

普工5抽水

施工进度计划

1、为配合甲方的施工进度，我方确保成井施工、一切安装试抽水工作按中

方要求的进度进行，具体进度计划按照甲方的节点而定。

2、我方确保在基坑开挖前完成成井和深井井点安装工作，开始抽水，确保

甲方工程进度。甲方应尽量提前安排我方进场时间。

3、根据钻井施工工艺的特点，单井施工要求连续施工，即从开孔到洗井不

间断的作业。依据本工程的勘察资料的分层情况及设计图纸的要求，结合本公司

以往的施工经验，同时参考各种不可预见的地下障碍物及恶劣的气候因素等情况。

拟1台钻机1天成2口疏干深井，拟投入4台钻机进行成井施工。

9.2.1.6降水运行管理

1、降水试运行

在开始降水运行之前，测定静止水位，安排好抽水设备、电缆及排水管道作

生产性抽水试验运行，验证降水效果，检验排水系统是否通畅，抽出来的水应排

入场外市政管网中，以免抽出的水就地回渗，影响降水效果。同时验证电路系统

是否正常，对电箱利也缆线等设备进行检查，确保降水持续进行。

2、疏干深井运行

（1）真空疏干深井降水应在基坑开挖前三周进行，以保证有效降低开挖土

体中的含水量，确保基坑开挖施工的顺利进行。并根据要求加载真空负压，以疏

干基坑上部开挖土体，开挖过程中保持继续持续抽水，进一步疏干上部土体。

（2）根据开挖进度，井内水位应控制在基坑开挖面以下一定深度内，在真

空疏干深井正式抽水前，监测单位应及早施工坑外潜水位观测孔。潜水水位观测

孔施工完成后及时开启真空疏干深井进行疏干降水。一般正常情况下，真空疏干

深井基本保持24小时连续抽水，出现降水异常时，根据需要进行调整。

3、降水运行管理措施

（1）抽水井个数和抽水量大小应根据基坑开挖深度和水位埋深要求进行控

制。

（2）抽水需要24小时派人值班，并做好抽水记录，记录内容包括真空疏干

深井抽水量Q和水头降s,并在现场绘制s〜t曲线，以掌握抽水动态，指导降

水运行达到最优。

（3）应急措施：若水头降深不能完全满足要求，可增大单井的出水量，原

来作为备用井的，也进行抽水。

（4）整个降水过程中应备有双电源，以确保降水连续进行。如遇电网停电，

须提前二个小时通知，以便及时采取措施，确保降水的效果。

（5）降水工作应在地下构筑物施工至上覆压力和地下水头的顶托力平衡后

才能停止降水。停止降水的时间根据上覆压力与顶托力的平衡计算结果确定的计

算结果应报送设计并取得设计的认可后，施工现场才能停止降水。

（6）所有深井的井管口设置醒目标志，做好标识工作，与挖机施工人员做

好井管保护工作。挖土时在靠近井管部位时尽可能使用人工杆土，避免对井的损

坏。

（7）降水运行期间，现场实行24小时值班制，值班人员应认真做好各项质

量和观测水位变化的记录，做到准确齐全。降水运行过程中对降水运行的记录，

对停抽的井应及时测量水位，每天1〜2次，降水单位负送将每天的降水运行记

录提交一份给总包、监理及其它相关单位，对于水位出现的异常应及时分析整理。

5、降水运行保障措施

降水成功与否直接关系到整个工程的安全，所以在施工过程中不能忽视一些

影响降水安全的因索。

（1）连续供电

A、双电源保证

施工现场应有两路工业用电，降水运行中应保证一路工业用电停电后另一路

工业用电能及时使用，保证停电1〜10分钟内（可根据后期试抽水确定具体时间）

能将确保降水井的电源得到更换，确保在基坑开挖过程中降水不得长时间中断，

否则造成的后果无法估量，影响基坑的安全。

B、电源切换流程

电源切换时电工、发电机工和降水人员要统一指挥，协调操作，各负其责。

切换电源时，各位置工作人员职责如下：

（1）发电机操作工：在发电机所在位置，迅速启动发电机，待正常之后立

即通知电工切换电源：

（2）电工：位于双向闸刀位置，接到发电机工的指令后，迅速切换电源；

以上工作人员必须在断电后及时各就各位，确保降水井在较短时间内恢复运

行。

C、其他注意事项

（1）切换电源会造成所有水泵停止工作，切换电源时降水人员必须在启动

箱旁随时准备启动水泵；

（2）若采用发电机，则先发电后切换电源，且必须在发电机工作稳定后方

可切换：一旦恢复供电，先切换电源，再关闭发电机，且必须是在供电工作稳定

后方可切换。

6、水位监控

在启动箱上设置报警系统，一旦停电或停止抽水，该报警系统就发出报警声

音，提醒降水人员在最快时间内作出反应。

同时正式抽水运行后，分别利用基坑内外布设的单独水位观测井，每天固定

时间段采用人工监测水位（如图9.2.1-7）的方法测量开挖过程中基坑内外的水

位变化，若有条件可对坑内外部分观测井放置水位探头进行无线白动采集监测

（如图9.2.1-8）,采用DT80数据采集仪（或者基康采集系统）对地下水进行实

时监控，一方面用于水位测量，另一方面用于监控水位状态，一旦水位异常，可

以第一时间发现，及时作出处理。

图9.2.1-7人工监测水位图9.2.1-8水位监测自动采集系

7、排水保证

本基坑中地下水的排水过程分为地下排水及地表排水两个相互衔接的过程,

建议采取或提供以下排水措施：

A、地下排水：

地下水通过水泵抽吸至井口，由钢泵管（或软管）将该区域的地下水汇集至

邻近的集水箱（地表处），集水箱处安装大流量水泵接钢泵管（或软管）将排水

至基坑外侧的排水沟或者排水总管，在钢泵管（或软管）与排水总管搭接处需安

装逆止阀，防止地下水沿排水管路回灌。

地下排水过程中，水泵的扬程必须足够大（50m左右），能将地卜.水排出地

表。

B、地表排水：

地卜水引至地表后，于基坑四周布置排水沟或者排水总管，将地下水排入市

政排水管道。

不得直接向邻近三级沉淀池排放，同时排水沟必须有一定坡度，确保地卜.水

能够顺利进入卜.水道。

图9.2.1-9基坑四周排水沟和排水示意图

8、井管保护

基坑开挖时注意保护降水井管，降水井管管材强度不是很高，经不起一些机

械设备的碰撞和冲击，除;降水单位必须保证井管连接的焊接质量以外，在坑内

挖土过程中，挖机等不能直接碰撞坑内井管，井周边500mm范围内的土不得用挖

机操作，可以人工打土，并要有专人指挥。

9.2.1.7降水井应急预案

1、设置备用井

降水井在实际运行中，由于各种原因，可能出现损坏的情况，而造成降水工

程的中断。为了避免出现这种情况，在降水方案设计的时候，我们考虑在布设降

水井的时候适当地布设若干口降水备用兼观测井。

2、启动备用井

备用井在降水运行过程中并不一直使用，但当其他工作并出现问题时，就要

立即启用备用井，立即将备用井投入使用，确保降水运行效果。

3、配备降水备用物资

降水井在实际运行中，由于各种原因，可能出现机械损坏的情况，而造成降

水工程的中断。为了避免出现这种情况，在进行物资配备时，应适当考虑配备降

水备用物资，在现使用物资出现异常时，及时更换备用物资，确保降水运行的顺

利进行。

4、应急抢险、救急措施

当出现险情或正在发生险情时，项FI部配合施工总包单位将情况如实上报上

级部门，向监理、设计工程师等相关单位汇报，另一方面立即根据事故、事件类

别和严重程度配合采取针对措施。

(1)支撑轴力、位移值报警

A、检查现场状况和之前的施工记录，查找是否同时有其它险兆或危险行为，

比如土方是否没有按要求分块限时挖、出现未撑先挖情况等，一方面将有关情况

及时回馈设计单位，另一方面现场进行原因分析，必要时对支撑碎的强度进行测

试。

B、增加人力、机械加快当前施工分块的速度，已挖区域的支撑随即进行，

此时支撑役掺加早强剂，力求尽快起到作用。

(2)支撑破坏

当发现支撑有裂缝时，测得裂缝宽度以及当时支撑轴力，回馈给围护设计单

位，根据围护设计单位指令对碎支撑作加固。

(3)围护结构侧向变形超过报警值

A、立即检查支撑是否有损坏的迹象，包括是否有裂缝及其它异常情况，检

查坑内外地下水位，将当前相关监测结果和现场状况报告围护设计单位，与围护

设计单位协商确定控制措施。

B、如果报警处围护结构边地面有堆载，应立即全部搬出，在问题解决前，

禁止该侧施工车辆通过，减少施工动荷载。

C、如发现围护墙背土体沉陷，应设法控制嵌入土体部分的位移，现场可进

行以下紧急措施：增设坑内降水设备，降低地下水，如果条件许可，也可在坑外

降水；进行坑底加固，采用注浆，提高被动土压力：监测频率加密，一天至少一

次；根据围护设计单位的要求对施工方的措施进行适兰调整。

(4)止水帷幕渗水

A、如渗水量极小，为轻微滴水，且监测结果也未反映周边环境有险兆，则

只在坑底设排水沟，暂不作进一步修补。

B、如渗水量逐步增大，但没有泥沙带出，而周边环境尚无险兆，可采用引

流修补的方法。

C、如渗水量较大，呈流状，应立即进行堵漏。如渗水量比较大，则在渗水

部位深0.10m左右，在中间埋设导流管，抢注双快水泥，等到双快水泥硬结（一

般在半小时左右）后从导流管内注射聚胺脂，将渗水部位封闭。

（5）坑底流砂

A、降水是防治流砂的最有效的办法，当出现流砂现象，在基坑内增加水井

点，或加大抽水速度，将坑内地下水位降至坑底下Im。

B、开启基坑外降水井，孔深低于坑底标高，降低坑外地下水位和改变地下

水渗流方向。

C、对轻微流砂现象，应立即浇筑碎垫层，并将垫层加厚。压重物也是短时

间的缓解措施。

（6）坑底隆起

检查坑底是否有积水，排干积水。加快垫层施工，坑外四周地面尽量卸载。

将现场状况汇报给围护设计单位，按围护设计要求进行坑底地基上加固。

（7）降水井位降不下去

A、检查深井设备，排除机械故障。

B、测量井底沉淀物的深度，如沉淀物过厚，应重新洗井，排除沉渣。

C、测量井孔深度，如果孔深不能满足降水要求，应在该区域赠加降水井并

保证足够的深度。

D、如果前面的措施还不能满足降水要求，可在单井最大集水能力的允许的

范围内，更换排水能力更深的深井泉。

（8）坑底土体超挖

先挖去浮土，再用砂、石回填，严禁回填原土，严格按照围护设计要求施工。

（9）出现土体坍塌险兆

挖土作业时，必须有专门的指挥人员，并有现场巡查小组随时观察边坡的稳

定情况，当发现边坡出现裂缝、有走动，首先应立即暂停该区域的挖土工作，将

人员撤至安全地区，随后采取以下安全和消除措施：

A、将坡上边的物体搬走，卸除坡边压载。

B、检查坑内是否积水较多，加大抽、排水力度，避免土体浸泡在水中。

C、一旦出现塌方，有关人员应尽快撤离危险区域，同时呼喊报警，提醒其

它施工人员。接下来的工作重点应在尽快接触土体挤压，救援可能有的被困人员

上。在解除压迫的过程，切勿生拉硬拽，以免进一步伤害。对被救人员先进行现

场处理伤情，如清除头部的泥土，清除口鼻污物，保持呼吸通畅，进行心肺复苏

等。并尽快就近送医院。对塌方后出现的土体应力松弛过快、实际开挖面积过大

等情况，加强监测，根据监测结果加快支撑施工或采取必要的补撑措施。

9.2.1.8封井

根据降水深井所处位置以及降水运行计划确定封井的方式，在确定停抽、封

井时，应注意以下几点：

封井应会同总承包方、设计方以及降水方确定封井原则并形成相关文件：在

满足封井原则提出的相应要求时，由总承包发方出封井指令，收到相应指令，降

水方按指令停止所有降水井抽水并实施降水井封井。

随着施工进程，疏干深井井管可逐节割除上部井管，井管暴露部分随开挖进

度分层分割并回收。当基坑开挖到底后，除部分疏干深井转化为相应的底板泄水

孔后由结构单位负责维护抽水外，其余的疏干深井均可直接拆除，在井内回填粘

土，并随垫层一起浇筑。

9.2.2基坑监测方案

9.2.2.1监测目的、方案编制原则与依据

1、监测目的

在基坑开挖过程中，由于受地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外

界其他因素的复杂影响，很难单纯的从理论上预测工程中可能出现的问题，而且,

从理论预测值还不能全面、准确的反应工程的各种变化。因此，在理论指导下制

定周密的监测计划，明确监测目的，并严格实施计划，使参建各方能够完全客观

真实地把握工程质量，同时对可能发生危及基坑结构及周围环境安全的隐患进行

及时、准确的预报，确保二程及周边环境的安全。通过本次监测项目的实施，必

须达到如下目的:

通过监测及时发现围护结构施工过程中的周边环境变化发展趋势，及时反馈

信息，达到有效控制基坑施工对周边环境的影响。

及时反映基坑施工过程中由于基坑开挖产生的坑外土体的动态变化，明确各

施工阶段对坑外土层的影响，及时分析可能出现的事故隐患。

（1）通过监测及时调整支护系统的受力均衡问题，使整个基坑在开挖过程

中始终处于安仝、可控的范围内。

（2）及时掌握立柱桩的沉降状况，保障基坑施工过程中支撑体系受力稳定；

（3）客观、准确反映基坑支撑轴力的受力变化情况。使施工单位及时掌握

基坑的稳定情况等。

（4）动态客观反映施工地下管线的影响程度。以便施工中有目的的及时调

整施工参数、工艺，以确保施工生产的安全。

（5）了解降水过程中，坑外水位的变化情况。通过监测及早发现已存在或

可能存在的基坑止水帷幕渗漏问题，分析可能出现渗漏的原因，并提请施工单位

进行及时、有效的补救措施，防止施工过程中发生大面积涌砂现象。

（6）通过监测数据与预测值作比较，判断匕一施工工艺和施工参数是否符

合或达到预期要求，及时调整工艺及参数，确保顺利实现下一施工进度控制，从

而切实实现信息化施工。

（7）及时将现场监测结果反馈给设计单位，使设计根据现场工况发展，进

一步优化方案，达到优质安全、经济合理、施工快捷的日的。

2、方案编制原则

（1）系统性原则

A、方案设计的各个监测项目要互相协调和同步，既形成整体，乂相互衬映，

使测试数据能对应校核。针对监测对象的关键部位，做到重点观测、项目配套并

形成有效的、完整的监测系统。

B、对环境、基坑进行全方位、连续性监测。

C、技术先进，经济合理。监测仪器和监测方法应力力求先进。布置测试原

件时，首先考虑如何获取满足安全监控需要的数据实行信息化施工。

（2）可靠性原则

A、编制方案中采用的监测手段应为成熟或基本成熟的。

B、监测中使用的监测仪器、测试元件应实用、可靠且均通过标定且在有效

期内。仪器设备应满足观测精度和长期稳定性的要求，并力求简单、可靠、使用

方便。

C、测点的布设中考虑了测点的保护需要

D、监测信息应及时反馈。监测资料要及时采集、处理，并反馈到设计单位、

施工单位、监理单位和建设单位，用以改进设计、指导施工，及时发挥监测应有

的作用。

（3）与设计、施工相结合原则

监测方案的设计以基础围护及周边环境安全为主，兼顾设计、施工、科研的

需要。结合施工实际调整优化测点布设、测试手段、测点保护方案

9.2.2.2监测项目

本基坑工程安全等级为二级，基坑开挖面积与开挖深度均比较大，除需对基

坑本身进行监测外，还需对周边的环境保护对象进行重点保护监测，其监测结果

能够指导基坑工程的信息化施工，确保基坑工程的安全和周边环境的保护达到要

求。根据本工程性质，本次监测工作主要由基坑本体监测和周边环境监测两部分

构成。同时，为了了解基坑围护结构的止水状况，对地下水位的监测也是本次监

测的重要内容。

表9.2.2-1监测内容一览表

序号监测内容序号监测内容

1围护结构测斜9坑外地下承压水监测

2惘护结构顶部位移监测10基坑坑外地卜微承压水水位监测

3围护结构隆沉监测11钢筋碎支撑轴力监测

4基坑坑底隆起监测12钢立柱隆沉位移监测

5周边地下管线水平位移监测

6周边地下管线沉降监测

7周边道路沉降监测

8周边道路裂缝监测

9.2.2.3监测点的布置及监测方法

1、围护结构顶部的垂直与水平位移监测

基坑开挖期间，为及时监控围护结构顶部的变形情况，拟在地块围护结构顶

部共布设监测点。为便于监测，垂直位移观测点也同时作为水平位移观测点。根

据监测结果可以掌握围护结构顶部的垂直及水平位移量。

监测点的布设按均匀、对称、预测位移较大、重要性等因素设置。监测点的

埋设应与浇捣压顶同时进行，即压顶混凝土浇捣后3〜5小时，按测点布置图位置

插入准备好的沉降标，沉降标顶部高于压顶梁标高2mm左右（如图9.2.2-1所示）,

沉降标采用约20cm长的螺纹钢筋，并在顶部涂上红漆作为标记。

图9.2.2-1围护桩顶监测点布设示意图

待混凝土强度完成后，开挖前进行初始读数的测读，初读数取3次测读的平

均值。

2、围护结构的深层水平位移监测（桩身测斜）

围护结构会随基坑开挖深度的增加而发生水平位移，为确保基坑稳定及周围

环境的安全，需监测困护结构水平位移的变化速率及最大位移值。因此，在围护

结构顶部布设监测点。

测斜管采用绑扎法进行埋设。安装前，先了解待安装钢筋笼的情况，弄清节

数、单节长度及连接方式后，将直径为70mm的带十字导槽的PVC测斜管分段连

接，单段长度与钢筋笼长度大致等同，每相邻节测斜管应紧密对接，并保持导槽

顺畅。将连接好的测斜管穿入钢筋笼内，底段测斜管要绑扎牢固，其它各段稍微

固定（吊起时不滑落即可），方便在两段连接时上下移动。在首段钢筋笼放入钻

孔后，旋转钢筋笼使测斜管一对槽口的连线垂直于基坑边线，另一对与坑内方向

平行。随后每下放一节测斜管均应检查槽口方向是否满足要求。最终使测斜管埋

设于围护桩内。待所有测斜管连接完成后将管内注满清水，再将管口密封。在顶

圈梁施工过程中将测斜管接长，孔口应高出顶圈梁顶面10cm,管口加盖保护（图

9.2.2-2）o

待混凝土压顶梁浇注后、基坑开挖前进行初始读数的测读工作，初始值取3

次测读的平均值。

•幽然耨百裱图

图9.2.2-2钻孔灌注桩中测斜管的安装

3、坑外土体深层水平监测（测斜）

在基坑施工过程中，由于坑内土方开挖，导致围护内外侧的土压力失衡，其

结果是引起坑外土体向坑内方向位移。为了解坑外土体深层水平位移的变化情况,

拟在基坑周围土体中布设监测孔。

测斜管采用钻孔埋设:首先根据测点布置图定位，用钻机成孔，并清除孔内

泥浆。随后在孔内放入直径70mm带十字导向槽的PVC测斜管（如图9.2.2-2所

示），测斜管底部需密封，下管时一定要对好槽口，保证管内十字滑槽有一对槽

必须与地基处理边线垂直。测斜管安装期间，在管内充满清水，以克服浮力及防

止管内堵塞。当测斜管到位后，需对成孔与测斜管之间的空隙进行密实回填，可

采用黄砂回填。完成后盖上客井盖（如图9.2.2-3所示）。

测斜管埋设完成至少3天后，在开挖前进行初始读数的测读工作。初始值取

3次测读的平均值。

4、立柱竖向变形监测

基坑在施工过程中由于受到土方开挖及降水等影响，立柱桩可能会产生不均

匀竖向变形，过大的不均匀竖向变形会导致整个支护体系的失稳。为确保立柱在

基坑开挖土体回弹作用卜的安全稳定，避免工程质量出现问题，在立柱顶部布设

监测点。按测点布置图的位置用一个金属标志头埋设于立柱顶部（图9.2.2-4）,

通过观察立柱顶端的高程变化，判断施工阶段立柱桩之间、立柱与围护结构之间

的差异沉降变化，达到对立柱竖向位移监测的目的。

测点

顶部用红油漆做标记

自然地面

图9.2.2-4立柱监测测点埋设示意图

5、支撑轴力监测

为掌握支撑轴力随施工工况变化的情况，确保围护系统在围护墙后水土压力

传来的水平荷载作用下的安全稳定，拟在1区、2-1区、2-2区、3-1区、3-2

区、4-1区、4-2区、5-1区、5-2区钢筋混凝土支撑共布设50X1个钢支撑轴力

监测断面。

6、周边地下管线垂直及水平位移监测

地下管线是城市设施的重要组成部分，在基础施工期内一旦因变形受到破坏,

将会造成较为严重的后果，甚至会直接影响到居民的生活和生命安全。为确保地

下管线的运行安全及施工的顺利进行，在工程施工过程中必须对施工区附近的埋

设管线进行变形监测，以有效指导施工、控制施工速度，确保施工及管线的正常

运转，避免事故发生。地下管线监测点布设原则是：

（1）取距离基坑最近的管线；

（2）取硬管线（如上水、煤气等）；

（3）取埋设管径最大的管线；

（4）每条路上尽可能取一条最重要、最危险的管线布设直接监测点；

（5）监测点尽可能设在管线出露点，如阀门、窖井上。

垂直及水平位移监测点宜为共用点采用间接测量法监测地下管线的变形情

况，根据现场施工的实际情况及地下管线的分布情况，将道钉布设在距离地下管

线约2-5m的范围内的土体中（图9.2.2-5）,通过监测土体的侧向位移及沉降或

隆起而达到对管线监测的目的。

道钉

聪部红油漆标识

自然地面

管线

OOO

图9.2.2-5地下管线监测点埋设示意图

7、基坑四周地表沉降监测

在基坑开挖期间，为及时监控基坑周边道路的变形情况，拟在基坑东侧、北

侧、南侧上布设8个监测点，各监测点均采用深层点进行布设，埋设结构可见示

意图9.2.2-6。布设时须穿透路面结构硬壳层，沉降标杆采用中25mm螺纹钢标

杆，螺纹钢标杆应深入原状土60cm以上，沉降标杆外侧采用内径大于13cm的金

属套管保护。保护套管内与螺纹钢标杆之间的间隙须用黄砂回填。金属套管顶部

设置管盖，管盖安装必须稳固并与原地面齐平；为确保测量精度，螺纹钢标杆顶

部应在管盖下20cm为宜。

M'iXi

与此岫而千卉

金网套管

内瓦人f13cm

优”回地

懈纹切打打

图9.2.2-6地表监测模拟点埋设示意图

8、坑外地下潜水水位监测

基坑外地下水位监测目的是对基坑开挖期间或开挖后围护结构的止水状态

进行监控，依此推断围护体有无渗漏、流砂等岩土工程病害，确保基坑及周边环

境的安全。在坑内降水和基坑开挖过程中，拟本工程基坑外侧周边土体中布设

50个监测点”水位管在降水之前进行埋设，埋设时先采用3。型钻机成孔，钻孔

直径100mm,清除泥桨，然后将中53的PVC管插入钻孔内，孔壁与水位管之间用

中砂填实。PVC水位管下部2m范围内打孔，外用滤网布包裹，利于渗水，管顶

用保护盖封口。

9、坑外承压水水位监测

拟在基坑外侧周边土体中布设8个承压水位监测孔。水位观测管安置在采用

钻孔内，此时，必须对孔内被测承压含水层与其他含水层进行有效的隔水。水位

管安装埋设时首先应根据测点布置图确定点位，再使用钻机进行成孔，成孔完成

后放入水位观测管，采用隔水材料将孔内含水层与透水层有效的隔离开，最后用

回填料将孔内空隙填满。回填完成后做上孔口保护鲁井（图9.2.2-7）。

图9.2.2-7基坑外承压水水位管埋设示意图

10、建筑物沉降观测

因本工程施工周期较长，当木项目周边进行施工时，木项目结构尚未封顶，

周边施工过程中可能会对在建建筑产生影响，造成在建建筑物的沉降。因此，拟

在建筑物结构施工时对在建建筑物进行沉降观测。可利用沉降观测点进行沉降观

测，每层观测一次，直至结构封顶。

11、监测项目汇总

本工程各监测项R的埋设数量详见表9.2.2-2。

表9.2.2-2监测项目埋设数量一览表

序号监测项目埋设数量

1围护结构测斜、顶部位移与隆沉101点

3坑外地下潜水水位50点

4坑外地下承压水位8点

5坑外地表沉降8处

61、27、2-2x3-L3-2、47、4-2、57、5-2区钢筋磴支撑轴力50X1

9立柱桩隆沉50

10管沟沉降25点

9.2.2.4监测设备及监测方法

监测是对工程施工质量及其安全性，用相对精确之数值解释表达的一种定量

方法和有效手段。因此，对监测仪器的质量精度提出了更高的要求。根据本工程

监测项目，公司拟配备一套精密自动安平水准仪、一套全站仪，以保证光学测量

的精度能满足工程的需要，岩土及结构测试拟采用钢尺水位计、高灵敏度频率以

及高精度进口测斜仪，以确保准确、及时、高频次获取各量值的变化信息。

1、设备选型原则

监测施工过程中对监测设备的选择应遵循如下原见：

（1）监测仪器能长期稳定工作（不低于5年）。

（2）采集数据准确可靠，能真实反映基础及周边环境变化情况。

（3）仪器应具有良好的防潮性能和较高的绝缘度c

（4）传感器应满足监测要求的量程和精度。在满足量程的前提下，选取精

度较高的传感器。

（5）传感器应具有良好的直线性和重复性。

（6）仪器选择要综合考虑。既要考虑其可靠性、适用性，同时也要考虑其

先进性和经济性。

2、监测仪器及方法

（1）水平位移监测

本次水平位移监测拟采用瑞士WILDT2光学经纬仪或LeicaTCR802全站仪（图

2.2.4-1）,采用准直线法进行观测测量。测量时，对基坑围护增顶的某条边，或

某条管线的两端远处各设置一个稳定的基准点，并定期检核基准点的稳定性。利

用加密点间形成的准直线观测基坑边或某条管线某一测点的位移量。

（2）垂直位移监测

本次垂直位移监测拟采用瑞士LeicaNA2+GPM3型精密水准仪（图9.2.2-8）。

由于本工程施工周期长，监测前建议在三个不同方向各设置一个深埋基准点/

高程控制点（基岩点）引测其高程，每月进行联测检验其稳定性。监测时利用3

各场地基准点起测，按国家二等水准测量规范引测各监测点的高程。水准路线采

用闭合或符合路线，线路引合差应N为测站数），观测结果采

用计算机进行平差计算。各测点初始值均取3次观测的平均值。

图9.2.2-8LeicaNA2+GPM3水准仪图9.2.2-9SINCO50309型测斜仪

（3）深层侧向变形（测斜）监测

测斜采用美国生产的SINC050309型测斜仪（如图9.2.2-9所示），其读数

分辨率为0.02亳米。测斜的工作原理是利用重力摆锤始终保持铅直方向的性质,

测得仪器中轴线与摆锤垂直线的倾角，倾角的变化导致电信号变化，经转化输出

并在仪器上显示，从而可以知道被测构筑物的位移变化值。

测量前，测斜管管顶位移需使用经纬仪或全站仪布网进行测定。测量时，将

测斜仪插入测斜管内，将测斜探头滑轮沿测斜导槽逐渐下放至管底，自上而下每

隔0.5米测定该点的偏移角，然后将探头旋转180°（AO,A180）,在同一导槽

内再测量一次，合起来为一个测回。通过各测段水平位移的叠加推算总位移量。

按式9.2.2-1计算为：

Xi=>Lsina：=-3J（9.2.2-1）

j-07-o

式中Xj——i深度的本次坐标（mm）；

L----探头的长度（mm）；

ctj----倾角；

A,一一仪器在0°方向的读数；

——仪器在180°方向的读数；

C----探头的标定系数。

每个测斜管每个测点的初始值为测斜管埋设稳定后，在开挖前取3次测回观

测的平均值。施工过程中的日常检测值与初始值的差为其累计水平位移量，本次

值与前次值为本次位移量.按式9.2.2-2计算：

AX,.=Xi-X.w（9.2.2-2）

式中AX,一一i深度累计位移（计算结果精确至0.Inini）

Xj——i深度的本次坐标（mm）；

X10一一i深度的初始坐标（师）；

4、围护结构内力、支撑轴力监测

支撑轴力的监测采用ZXY频率仪测读频率（图9.2.2T0）,钢筋应力计在安

装前先在室内率定，监测结果根据率定曲线转换成应力或力。

传感器埋设前须检查其无受力状态时的频率?。，当其与出厂标定频率?。在

误差范围内时方可使用。混凝土支撑中钢筋应力计的初频应在该支撑养护期满，

土方开挖前采集，钢支撑应变计则是在安装后，支撑预加应力前测读。

支撑轴力的计算公式如下：

先计算出支撑中每个钢筋应力计的实测内力：

2

F=Kxx（Fi-F^）

再计算出该监测断面所有应力计的平均应变：

图9.2.2-10ZXY频率仪

F

£="

A；ES

最终计算出支撑轴力计：

N=HEJ,+ZAJ

其中：N—混凝土支撑轴力(〃N)

K,一应变计的率定系数(1°«/Hz2)

此一钢筋应力计的率定系数(2N/"z2)

人一钢筋的截面积(〃加)

式—钢筋应力计的截面积

纭一钢筋的弹性模量(MPa)

人一碎的截面积(利汨2)

且一混凝土的弹性模量(MP。)。

(4)地下水位监测

采用水位计上带有标尺，可直接读出水位。各孔水位高程的初始值为水位管

埋设稳定后，在开挖前取2次观测的平均值。日常监测值与初始值的差为其累计

变化量，本次值与前次值的差值为本次变化量。

在日常观测中均记录观测开始、结束时间，天气情况等，测读后按观测点的

编号记录在专用记录纸上。

水位管内水面应以绝对高程表示，计算式如下：

D、=H[h.

式中：&一水位管内水面绝对高程(m)；

一水位管管口绝对高程(m)；

4—水位管内水面距管口的距离(m)o

由此可以分别算出前后两次水位变化即本次变化和累计水位变化：

ww

式中:&-第i次水位绝对高程(用)；

DD6,T一第i-1次水位绝对高程(m)；

"，一水位初始绝对高程(m)；

△4—累计水位差(m)。

9.2.2.5监测周期、频率及报警值

1、监测周期

为顺利的完成监测任务，需甲方、总包、施工方密切配合。每项和监测相关

的工序开始前，需要施工方提前通知，以便做准备元件、加密测试等相关工作。

本工程监测项目在接到甲方通知后，组成的监测项目组立即投入工作，一周

内准备完成该工程监测所需的各种监测仪器设备材料进驻现场。监测工作一般从

基坑工程施工前开始，至±0.00结构顶板施工结束土方回填完成止，对基坑周

边环境的监测根据需要延续至变形趋于稳定后结束。遇到特殊情况，监测工作会

作相应调整。

2、监测频率

监测频率的确定应满足能系统反映监测对象所测项目的重要变化过程而又

不遗漏其变化时刻的要求，本工程依据施工工况，监测频率原则上按表2.2.5-1

执行。当监测数据变化异营或达到报警值时根据实际情况加密监测频率，加密到

1次/天，或根据具体情况加密到2~3次/天。待监测数据稳定后，再逐渐将监测

频率恢复正常。

表9.2.2-3监测周期和频率一览表

坑内外水桩顶位移、立柱沉降支撑管线监测、土道路位移、沉

施工阶段

位轴力、基坑内外水土体测斜降及裂缝监测

1次/3天，（别1次/3天（别

围护施工预埋安装堂楼侧1次/I型楼侧1次/I

天）天）

预降水1次/I天1次/I天1次/I天

挖土1次/I天1次/I天1次/I天1次/I天

基础底板施工1次/I天1次/I天1次/I天1次/I天

地卜室结构施工1次/3天1次/3天1次/3天1次/3天

支撑拆除期间及

1次/I天1次/I天1次/I天1次/I天

拆除后一周

3、报警值及预警系统设计

（1）监测报警值

本工程基坑开挖的安全等级为二级，监控施工过程中的基坑变形、周围环境

变化情况匚作应全面满足二级控制保护的要求，使施工单位能随时了解变形情况,

一边及时采取有关措施，调拴施工步序与节奏，做到信息化施工，确保工程施工

的顺利进行。当各项监测数值达到一定范围时要进行“报警当监测数据达到

报警值时，应立即通知各有关单位，以引起有关方面的重视。

表9.2.2-4监测报警一览表

报警值

监测项目

速率(mm/d)累计值（mm）