土方开挖及基坑支护工程专项施工方案（专家论证）1

土方开挖及基坑支护工程施工方案

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xxx建设集团有限公司

2012年6月18日

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目 录

一、工程概况 二、场地地质条件 三、喷锚支护设计方案 四、施工总平面布置 五、喷锚施工工艺 六、土方开挖方案 七、主要施工机械设备 八、施工人员安排 九、安全施工措施 十、质量保证措施及检验十一、施工进度计划

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第一章 工程概况 第一章 锚喷及放坡部分

一、工程概况：

拟建科技园项目由xxx有限公司投资建设。工程场地位于xx区软件园西区。地块用地总面积为64,844m2，总建筑面积251,579 m2，其中：地下建筑面积约81,523 m2，地上建筑面积170,056 m2。其中C1地块用地面积1.7506公顷，地上建筑面积43,914 m2。该建筑分期建设，一期为C1地块，二期为N2-5地块，地下二层，主要为车库、设备用房、餐厅等，地上七层为办公室、会议室等功能区。地下室深度10m，地上总高度约30m。全楼采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。基础型式初步考虑拟采用钢筋混凝土筏板基础，天然地基或桩筏基础。

二、拟建场区的工程地质条件 2.1地质背景

本工程所在的xx市区西、北及东北方向三面环山，东、南及东南面为广阔的平原区（平原）。地貌单元自西部山前向东部平原区，由冲、洪积扇过渡为冲积平原区，地层岩性构成由碎石土、砂土渐变至以粘性土、粉土为主的交互地层。本工程拟建场区位于永定河冲积扇的中部。根据我公司于场区周边揭示基岩的深层地质资料，拟建场区的第四系覆盖层厚度大于50m。

xx地区主体地质构造为早第三纪前的断裂及其控制的断块构造，主要有三组断裂带：主干断裂带为北北东向，其次为北东向和北西向断裂带。本场地东北侧为南口孙河断裂，东南侧为八宝山断裂，距离本场地较远，可不考虑断层对本场地的影响。

从本次勘察结果和我公司已有资料分析，在本工程拟建场地范围内，不存在影响拟建场地整体稳定性的不良地质作用。 2.2地形及地物条件

拟建场区地形基本平坦，本次勘察期间量测的钻孔孔口地面相对标高介

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于46.79m～47.94m之间，地貌单元属于永定河冲洪积扇中上部。 2.3地层土质及岩性特征概述

根据对现场钻探与原位测试及室内土工试验、波速试验成果的综合分析，按地层沉积年代、成因类型将拟建场区地面以下35.0m深度范围内的地层划分为人工填土层、新近沉积层和一般第四纪沉积层三大类，并按地层岩性及其物理力学性质指标进一步划分为7个大层，有关各土层基本岩性特征及分布情况简述如下： 2.3.1人工堆积层

第一层： ①粘质粉土素填土层，黄褐色，稍湿，稍密，含少量砖渣、植物根等，以粘质粉土为主。本层层厚0.60～1.70m，层底标高介于45.58～47.04m之间，不经处理不宜做天然地基。 2.3.2 新近沉积土层

第二层：②粉质粘土～重粉质粘土层，褐黄色～灰黄色，可塑，含云母、氧化铁等。本层综合层厚1.30～4.90m，层底标高介于39.60～46.10m之间。

②1粘质粉土～砂质粉土层，中密，湿；含云母及氧化铁，本层综合层厚0.50～6.30m，层底标高介于39.57～45.35m之间。

②2粉砂层，褐黄色，湿，中密，含云母、长石及石英，本层层厚0～3.40m，层底标高介于40.07～45.19m之间。 2.3.3一般第四纪沉积土层

第三层：③细砂层，褐黄色～黄灰色，湿～饱和，中密～密实，含云母、长石及石英，本层层厚2.50～6.60m，层底标高介于35.24～37.46m之间。

③1粉质粘土～重粉质粘土层，黄灰色，可塑，含云母、氧化铁等，局部

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夹粘土薄层。本层层厚0.30～3.90m，层底标高介于32.85～36.06m之间。

③2粘质粉土～砂质粉土层，黄灰色，中密～密实，湿；含云母及氧化铁，大部分钻孔未揭露该层，本层层厚0.40～2.50m，层底标高介于32.05～35.44m之间。

第四层：④细砂层，褐黄色～黄灰色，湿~饱和，密实，含云母、长石及石英，本层层厚1.10～5.20m，层底标高介于28.91～32.71m之间。

第五层：⑤圆砾层，杂色，湿～饱和，密实。圆砾含量约为50%～60%，粒径大多为10-20mm，最大粒径约为30mm，母岩成分为砂岩，亚圆形，充填物为中砂。本层层厚1.40～9.30m，层底标高介于21.68～28.87m之间。

第六层：⑥细砂层：褐黄色，饱和，密实，含云母、长石及石英，本层层厚0.50～4.10m，层底标高介于18.12～27.05m之间。

⑥1砂质粉土～粘质粉土层，褐黄色，中密，湿；含云母及氧化铁；本层可见层厚0.50～4.50m，层底标高介于18.86～27.11m之间。

⑥2粉质粘土层，褐黄色，可塑，很湿；含云母及氧化铁，局部夹有粘土薄层；本层层厚2.00～2.40m，层底标高介于0.50～4.50m之间。

第七层：⑦卵石层，杂色，饱和，密实。卵石含量约为50%～60%，粒径大多为20-40mm，最大粒径约为60mm，母岩成分为砂岩，亚圆形，充填物为中粗砂。本层此次钻探未钻透。 三、拟建场区的水文地质条件 3.1勘察时地下水埋藏条件

在本次野外勘察期间（2012年4月中旬），拟建场区在本次勘探深度范围（地表下30.00m）内有三层地下水，第一层地下水，地下水类型为潜水，

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稳定水位埋深为8.50～8.70m，标高为38.55～38.87m。第二层地下水，地下水类型为潜水，稳定水位埋深为18.50～20.40m，标高为27.07～28.75m。第三层地下水，地下水类型为潜水，稳定水位埋深为22.00～23.00m，标高为24.47～25.05m。

3.2拟建场区历年最高地下水位

根据《1959年北京市丰水期潜水等水位线及埋藏深度图》（1：100000），拟建场区地下历史最高水位接近地表，近3～5年最高地下水位埋深约7.0～8.0m，标高为39.50～40.50m，地下水位年变化幅度1.0～2.0m。受地表补给不足及开采过量影响，地下水水位呈下降趋势,但因北京地区环境保护不断提高,对地下水的限量开采及永定河今后的蓄水，场区地下水位长期动态变化将逐步回升。

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第二章 基坑支护施工方法

一、支护设计方案

根据现场实际情况，基坑采用放坡和喷锚支护的明挖施工，开挖深度约为10米。 1、 喷锚支护

基坑采用喷锚支护施工，喷锚面坡度75℃，锚杆角度15℃，布置7排，第二排、第四排施加预应力，锚杆间距1.3m×1.3m，钢筋混凝土面层厚120，局部施加预应力处厚200，混凝土强度等级C20。喷锚面布置泄水孔φ100@2000×2000。平均每平方米支护面积上布置锚杆7.9m。

锚杆主筋除局部预应力锚杆均采用φ25钢筋，坡顶设垂直摩擦锚杆，长度1.5m，间距1.5m。锚杆设计施工依据《土层锚杆设计与施工规范 CECS22:90》。喷锚施工与土方开挖交替进行，遵循开槽支撑、先撑后挖、分层开挖，严禁超挖的原则进行施工。 2、放坡：

基坑采用放坡施工，坡面处理采用土钉挂网、喷50厚的素砼面层，φ16土钉长2m，垂直打入坡面，间距为2000×2000，上挂φ6@200×200的钢筋网。坡顶、坡脚设排水沟。 3、施工工艺 3．1 放坡施工

坡面处理采用土钉、挂网及喷素混凝土的方法，其施工工艺流程见下图

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⑴挖土修坡

按照设计边坡开挖土方，每次挖深约2m，并留200～300 厚的土层采用人工修整。 ⑵安装泄水管

按照设计间距，在修整好的边坡上放样，用钢管打眼，安放制作好挖土修坡素喷混凝土打土钉喷射混凝土挂钢筋网

安装泄水管的φ50 泄水管，管外用水泥砂浆固定，管口用棉纱封堵。 ⑶喷射素混凝土

按照配合比在料斗中装入碎石、砂和水泥，并采用12m3的空压机进行干喷，在喷射过程中根据喷射效果适当调节水分，喷射厚度为20～30mm。 ⑷打土钉

用φ20 长1500 的钢筋钎，打φ20@2000×2000，深1000 的眼，再用φ16 长2500 的钢筋插入，同时用铁锤将钢筋打入到设计深度。 ⑸钢筋网

在喷射过20～30 厚素混凝土的边坡上，以土钉为固定点挂设φ6@200×200 的钢筋网，钢筋网下安放@1000×1000 的砂浆保护层垫块。 ⑹喷射混凝土

钢筋网挂设完毕经检查验收后，进行第二次混凝土喷射，要求喷嘴离喷射点800～1500mm，喷射面与喷射线的夹角控制在75°～85°，喷射厚度为5～6cm，喷射完毕疏通泄水管。 3．2 锚杆施工

喷锚施工采用先锚后喷的施工顺序， 具体为：挖土修坡→ 预喷50厚混凝土→ 锚杆施工→ 挂钢筋网→ 喷射混凝土→ 养护。

锚杆施工前应先查明地下管线、地下隐蔽工程和相邻建筑物的基础桩位等。 施工前根据设计要求准备好钢筋、水泥及加工机具等。 （1）. 成孔

①锚孔直径为φ130，锚杆倾角15°。

②锚杆采用100和300型地质钻机成孔，普通斜孔钻进工艺。主要钻进参数包括：（a）钻杆转速；（b）钻进压力；（c）冲洗液泵量。对于不同地层，采用不同钻进参数。钻进松散土层时，采用“慢转速、小压力、小泵量”工艺；钻进密实土层时，采用“慢转速、小压力、大泵量”工艺；为保证锚孔能达到设计要求，施工时作好钻孔原始记录。根据钻进速度、冲洗液颜色、孔口返出

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的岩粉和钻屑成分、钻进所需压力变化及钻杆钻进时发出的响声等判断地层的变化情况。 （2）. 锚杆制作

①φ22、φ25钢筋锚杆采用20MnSi钢（Ⅱ级钢）。

②插入钻孔的锚杆要求顺直，并应除锈。每隔1.5m设置定位支架，全长注浆。 （3）. 灌浆

① 灌浆采用425# 普通硅酸盐水泥配制的纯水泥浆， 水灰比W/C=0.42，加入0.4%的高效早强减水剂。

②注浆体的立方体强度不得低于20MPa。 ③灌浆前应先洗孔，直至孔口返出清水为止。。

④锚杆下入锚孔时，应将灌浆管与之同时放入，杆体插入孔内深度不应小于设计规定的锚杆长度的95%，注浆管内端应距孔底5～10cm以便于注浆。

⑤水泥浆自孔底向外灌注，随着浆液的灌入，应逐步地灌浆管向外拔出直至孔口，拔管过程中应保证管口始终埋在水泥浆内。待孔口溢浆，即可停止注浆。

⑥若发现孔口有漏浆或不饱满时，应及时进行补灌。 （4）. 张拉与锁定工艺

①张拉设备采用OVM锚固体系。

②按设计要求安装好支承座及锚垫板，并保证各段平直。

③锚杆的张拉与锁定在注浆后14天进行，锚固强度应达到设计强度的80%。 ④锚杆张拉前至少先施加一级荷载（即1/10的锚拉力），使各部紧固伏贴和杆体完全平直，保证张拉数据准确。

⑤锚杆张拉荷载分级及观测时间应遵守下表规定： 张拉荷载分级 观测时间 (min) 0.10Nt 5 0.25Nt 5 0.50Nt 5 0.75Nt 5 1.00Nt 10 1.1～1.20Nt 15 锁定荷载 10

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⑥锚杆张拉锁定后，若发现有明显的预应力损失时，应进行补偿张拉。 （5）. 挂钢筋网

①钢筋使用前清除污锈，钢筋网在钻孔灌浆完成后立即铺设。 ②钢筋网采用φ6@200 双向，面厚200 处为φ12@200 双向。

③加强筋采2φ16@1300 双向，应与锚杆焊接牢固，喷射时钢筋网不得晃动。 （6）. 喷射混凝土

①喷射前，应对机械设备、水管、电线等进行全面检查及试运转，喷射作业应分片依次进行，喷射顺序应自下而上。

②喷射作业应配合锚杆施工进行，混凝土应两次喷成，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝1小时后再进行喷射，应先12清洗喷层表面。 ③喷头应与受喷面垂直，宜保持0.6～1.0m的距离。

④开始喷射时，应减小喷头与受喷面的距离，并调节喷射角度，以保证钢筋与坡面之间砼的密实性；

⑤喷射时，应控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象。

⑥输料管应能承受0.8MPa以上的压力，并有良好的耐磨性能。 ⑦喷射机的工作风压，应满足喷头处的压力在0.1MPa左右。 ⑧喷射中如有脱落的砼被钢筋网架住，应及时清除。

⑨喷射作业完毕或因故中断喷射时，须将喷射机和输料管内的积料清干净。 喷射混凝土施工的工艺流程如下图：

搭设操作平台→凿除粉刷层→除尘→加固面喷水湿润→拌混合料→喷射→养护； 二、土方工程

土方开挖时，做好标高标识，保证开挖底线控制的准确。土方开挖与喷锚和锚杆施工按分层交叉进行。 三、施工部署与施工安排 （一）施工部署

为加快土方开挖速度，土方开挖总体上分两部分进行：第一部分基坑中部（离基坑顶边线8000mm），按照1：1.5 的边坡，分二个作业区，由二个出入口一次开挖到基坑底标高（见《基坑土方工况图1》）；第二部分基坑修坡，在预留的边坡土台上，用挖掘机结合喷锚、锚杆施工进度分层修坡，剩余土方转移到基坑底，转移到第一部分的作业部位装车外运（见《基坑土方工况图2》）。留东

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南角的车道直到最后的土方完成。 （二）施工安排

第一部分土方，每个工作面往两端分层退挖。每一工作面安排两组反铲挖掘机同时作业出土。每组用3 台反铲挖掘机挖土并以“接力退挖”形式转运至地面装入自卸汽车运走。

石方开挖采用油压爆机进行凿岩，根据石方量和工期要求，安排二台油压爆机进行石方施工。

根据现场施工条件，土方外运实行三班作业，加快出土速度。前期施工时日平均出土量为5000 m3/天，高峰期达到9000 m3/天；后期日平均出土量为1500m3/天。前期投入30 台15t 自卸汽车，三班出土，可满足计划要求。后期外运压力稍小，投入10 台15t 自卸汽车可以达到计划要求。

第二部分土方安排二台挖掘机随锚杆和喷锚施工进行，开挖一层安装一道，每层土方开挖至设计锚杆底500mm 处，严禁超挖。保证锚杆和喷锚施工与土方开挖形成流水交叉作业。 三、基坑开挖前的准备工作

1、做好土方开挖前的道路设置，根据开挖及出土工作面的安排相应设置路口，安排截、排水系统，并在出口处设置洗车槽。施工平面布置及洗车槽设置见图3-1《基坑施工平面布置图》。

2、落实好弃土场地。

3、沿基坑外四周设排水沟，保证场外地表水不流入基坑。

4、按工程监测要求，开挖前先布置各种类型的观测点，并测定初始数据。 四、基坑土方开挖施工方法 （一）土石方施工总流程

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《基坑土石方施工流程图》：

（二）土石方开挖方法和外运

1、土方开挖至设计标高，挖土机无法挖掘时，拟采用凿岩机进行施工。 2、土方开挖施工与降（排）水施工同时进行。

3、挖掘机无法直接转运的土方采用起重机垂直运输至地面归堆，装车运走。 4、外运土方的车辆应优先利用场内施工道路行走，以缓解交通疏导的压力。 5、为保证城市道路清洁， 防止车辆漏、掉泥土， 运输车采用北京市散体物料运输车。

6、泥土、泥浆不得混装， 车厢顶用帆布覆盖。车辆出场前， 用高压水冲洗，使车辆干净上路，车轮清洁不污染路面。

7、运输车辆进出施工现场路口时， 设专人防护， 统一指挥， 及时疏导行人及车辆。

（三）基坑开挖的其他事项

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