深基坑专项施工方案

深基坑专项施工方案

马运锋

中国水利水电第十工程局有限公司

摘要：为预防开挖基坑发生坍塌，保证施工安全，本着“安全第一、预防为主、保护环境、技术先进、经济合理、方便施工”的原则，特编制此专项施工方案，以指导现场安全作业。明确各道工序的工艺流程、质量检验标准、安全管理措施，并针对重大危险源制定了安全预案，确保基坑开挖施工过程中的安全、质量、进度受控。

关键词：深基坑，施工技术，混凝土灌注

1.工程地质

据地表调査和钻探揭露，在钻探55.60m深度范围内，场地地层为素填土（Qml）、第四系全新统海相沉积土（Q4m）、第四系下更新统海相沉积土（Q1m）和第三系上新统沉积土（N2m）。根据地层岩性从上而下划分为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧共八个工程地质层。现分述如下：

①层素填土（Qml）：全场地均有分布，褐灰、褐红色、灰黄色，稍湿～饱和，松散状，主要成份为石英砂粒及粉、粘粒，含植物根茎，局部顶部含有块石、碎砖和混凝土碎块等建筑垃圾，欠压实，均匀性较差。层顶标高2.56m～4.81m，平均值3.52m；层底埋深1.70～8.50m，平均值4.22m；层厚1.70～8.50m，平均值4.22m。

②层淤泥质粘土（Q4m）：全场地均有分布，灰、深灰色，软塑状，主要成份为粉、粘粒，局部粉细砂含量较高，含少量腐植质及贝壳碎屑，局部夹有石英中、细砂粒较高，微具臭味，砂粒的主要矿物成分为石英。层顶标高-4.74m～1.19m，平均值-0.70m；层底埋深10.20～12.60m，平均值11.34m；层厚4.00～9.50m，平均值7.12m。

③层粗砂（Q4m）：仅ZK19、ZK20、ZK21钻孔有揭露，浅黄色、灰色，饱和，中密状，主要成份为石英粗砂粒，次为中粒、细砂粒，次圆状，级配较差。层顶标高-8.14m～-7.48m，平均值-7.79m；层底埋深13.40～14.50m，平均值13.90m；层厚2.70～3.80m，平均值3.27m。

④层粘土（Q1m）：全场地均有分布，褐黄色、青灰色，可塑状，主要成份为粘粒，切面有光泽，干强度高，韧性高，无摇震反应。层顶标高-11.28～-6.37m，平均值-8.09m；层底埋深12.30～16.40m，平均值14.78m；层厚1.80～4.50m，平均值3.16m。

⑤层粘土（N2m）：全场地均有分布，青灰、深灰色，可塑～硬塑状，主要成份为粉粒、粘粒及石英细砂粒，局部夹有薄层粉砂，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等。层顶标高-13.18～-9.47m，平均值-11.26m；层底埋深23.50～30.20m，平均值25.65m；层厚8.70～15.20m，平均值10.87m。

⑥层粉砂（N2m）：全场地均有分布，深灰色，饱和，中密～密实状，主要成份为石英细砂粒，次为粉粒，局部粘粒含量较高，含有贝壳碎屑。层顶标高-27.64～-19.26m，平均值-22.13m；层底埋深27.80～36.10m，平均值31.14m；层厚1.80～8.90m，平均值5.49m。

⑦层粗砂（N2m）：全场地均有分布，深灰色，饱和，中密～密实状，主要成份为石英中砂粒，次为细粒、粉粒，局部粘粒含量较高，含有贝壳碎屑。层顶标高-33.54～-24.95m，平均值-27.62m；层底埋深30.50～45.50m，平均值39.56m；层厚2.20～15.5m，平均值8.42m。

⑧粘土（N2m）：全场地均有分布，青灰、深灰色，可塑～硬塑状，主要成份为粉粒、粘粒及石英细砂粒，局部夹有薄层粉砂，深部局部夹有泥质胶结硬块，厚5～8cm，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等。层顶标高-42.61～-27.65m，平均值-36.04m；层底埋深55.00～55.60m，平均值55.34m；本次钻探未钻穿，揭露层厚最大24.70m。

2. 基坑工程总体设计

根据主体结构布置，并综合考虑拟建场地周边环境条件、施工流程和施工方法等影响基坑工程的诸多因素，基坑开挖拟采用明挖法作业。基坑围护结构主体主要采用钻孔灌注桩排桩+钢板桩/高压旋喷桩止水帷幕的围护体系+内支撑系统的总体设计方案（管理房采用双排钢板桩围护+开挖放坡）。基坑围护分二期实施，一期实施引水箱涵和改线污水箱涵的基坑围护，改线污水箱涵施工完成后拆除现状污水箱涵，实施二期的管理用房、泵房和泵站进水池基坑围护，分期实施的基坑围护平面布置详见下图。

▲一期基坑围护总体平面布置图

▲二期基坑围护总体平面布置图

3基坑围护

根据设计图纸，泵房主体结构底板面标高-3.80m，基坑底标高为-5.40m，基坑深度8.40m。泵房主体结构基坑围护拟采用单排钻孔灌注桩＋双层支撑的围护结构，围护墙体采用单排Φ800@1000钻孔灌注桩排桩结构作为挡土结构，单排SP-Ⅳ型钢板桩作为止水帷幕。排桩桩顶标高2.10m，桩底标高-20.90m，桩长23m，顶部设1200×1000mm钢筋C30砼冠梁。排桩外设单排SP-Ⅳ型钢板桩作为止水帷幕，桩长15m，桩顶标高3.00m，桩底标高为-12.00m。支撑采用双层Φ609×16钢管横撑，基坑内设置坑底加固，临时钢格构立柱采用由L160×16mm等边角钢和400×250×16mm缀板焊接而成的钢格构柱，其截面为480×480mm，钢格构柱与管桩顶部满焊连接固定。坑底布置Φ600@400水泥搅拌桩坑底加固。如下图示。

▲泵房主体围护结构断面图

4. 施工重难点分析

（1）本工程基坑开挖施工工期短，施工场地狭窄，编制合理、安全、经济、行之有效的开挖、出土方案，在保证基坑支护结构安全和施工安全的前提下，以最大限度加快开挖速度，缩短工期，是本工程重点及难点。

应对措施：

1）工程需提前准备好施工机械，确保在施工中有足够的施工机械。

2）由于施工场地限制，根据地下管线迁改情况及进度计划安排，采用分区分段流水施工进行，严格安排好各施工工序，计划机械数量及施工进度、开挖路线，确保有序施工。

3）处理基坑支护工序及土方开挖之间的工序搭接，严格按施工总体流程施工，土方开挖要待相应支护结构到达龄期后再开挖。

（2）本工程为深基坑工程，确保基坑安全是本工程的重中之重。

5.施工总体布置

由于施工场地狭窄，在空间上比较集中，无法布置拌合系统，施工现场利用有限的空间，按照标准化仅设置营地办公室、钢筋加工场、水泥存储场。营地办公室采用活动板房，钢筋加工场采用简易钢架结构厂房，设QTZ 80塔吊一台用于基坑材料吊装。

本工程施工场地狭小，开挖后将无法形成环形道路，计划在施工区域现场设置一个正门和一个侧门，正门是设备进场主要通行道路，受港湾路占道影响，污水箱涵段无法通行钢筋、水泥等大型运输车辆，根据现场实际情况，拟将进场道路设置于引水箱涵顶部，待两侧引水箱涵施工完成再进行二次改道。侧门仅用于污水改线箱涵两个工作面同时施工时通道。

5.1施工道路

泵房基坑深度约9m，水闸基坑深度约6m，拟在进场道路两侧沿引水箱涵各修建一条下基坑道路，道路宽度7m，用于基坑土方开挖设备通行道路。由于下部为淤泥质土，地基承载力极差，按常规修筑无法确保机械设备正常通行，拟外购块状建渣铺垫80cm厚路基，路面为15cm厚碎石，碎石表面铺设10mm钢板。

6.基坑施工分项工程方案

根据本工程的特点及现场实际管线情况，本深基坑工程先进行没有管线影响的污水改线箱涵、泵站出水池、水闸的基坑施工，在根据现场管线迁改情况实施后续的泵房、泵站进水池、管理用房基坑施工，水闸施工完成后方可进行引水箱涵基坑施工。

（1）钢筋笼制作

钢筋笼在现场钢筋加工场加工制作，按原材长度制作钢筋笼，钢筋接头采用单面搭接焊，桩身钢筋笼主筋采用25t汽车吊起吊，在桩孔口现场焊接，接头形式为电弧单面搭接焊，螺旋箍和加劲箍均采用单面搭接焊，搭接长度≥10d。加劲箍与主筋点焊连接，采用E50焊条；螺旋箍与主筋绑扎连接。主筋焊接在同一连接区段内钢筋接头面积不应超过钢筋总面积的50%，且接头位置错接头应相互错开35d，且不少于500mm。钢筋笼每间隔2m焊接保护层定位钢筋，保护层厚度50mm。

钢筋笼制作允许偏差

6.1灌注混凝土

钢筋笼安装就位后再次检验孔底沉渣厚度，如沉渣厚度不满足设计要求，应进行二次清孔。清孔完毕后应立即灌注水下混凝土：其粗骨料最大粒径应小于40mm，且不大于最小钢筋间距1/3，含砂率在40%~50%，选用中粗砂，坍落度控制在180mm至220mm。混凝土由专业商品混凝土搅拌站拌合，砼罐车运输到现场，采用HB37A砼泵车入仓。根据现场实际情况必要时掺加缓凝剂，以保证混凝土的质量。

灌注混凝土进度宜控制在混凝土初凝时间内。首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（≥0.8m）和填充导管底部的需要。导管在混凝土面的埋置深度一般在2.0~6.0m，严禁把导管底端提出混凝土面，并应控制导管提拔速度，安排专人测量导管埋深及其内外混凝土高差并做好记录。

6.2灌注钻孔桩质量检验标准及检测方法

主控项目和一般项目检查表

6.3钢板桩施工常见问题及处理措施

1）倾斜

主要是被打桩与邻桩锁口阻力过大，而打桩行进方向惯力阻力小。处理措施是在施工过程中应随时进行校正、检查，及时纠正，采用钢丝绳拉住桩身，边拉边打，逐步纠正。

2）扭转

主要原因是钢板桩间连接采用铰接锁口，处理措施是打桩行进方向用卡扳锁住板桩的前锁口，防止板桩下沉过程中的转动，在板桩锁口两边采用支垫木楔或垫铁充填。

3）共连

    主要是钢板桩发生弯曲变形，锁口阻力增大，处理措施是在施打板桩前对变形板桩进行校正，把相邻几块已打入板桩用电焊临时固定。

7.基坑止排水施工

1）坡顶截水

为防止坡顶地表水体沿坑顶渗入基坑，先在基坑坡顶线外1.5m处设置一道400×500mm的砖砌筑的截水沟，坡度为0.5%，且用M20水泥砂浆封底、沟壁抹平，防止开挖过程中地表水冲刷坡面。

2）基坑外止水

    基坑外止水采用钢板桩及高压旋喷桩止水帷幕，用于封堵基坑外地下水，具体施工工艺详见8.2、8.3。

3）基坑内排水

基础土方开挖完成后在基坑四周设置400×500mm排水沟，坡度为0.5%，坑底每40m设置一个砖砌筑的集水坑，规格为800×800×1000mm， 且用M20水泥砂浆封底、坑壁抹平。在场区内设置沉淀池，采用7.5kW潜水泵将集水井汇集地下水抽排到沉淀池内，经沉淀后排入现状污水箱涵。

8.基坑监测

1）深基坑开挖施工直接影响安全生产，存在较大安全隐患，故在施工过程中进行基坑监测是很有必要的。为确保基坑施工安全，需对基坑周边地表、围护结构、降排水等进行监测检查，并根据监测数据进行分析，确定基坑施工过程中是否安全。

2）现场监测结果用于反馈优化设计，使设计达到优质安全，经济合理，施工快捷的目的。

3）通过监测结构与预测值对比，可判断下一步施工工艺和施工参数是否符合预期，以确定和优化下一步施工参数。

8.1基坑地下水位监测

地下水位监测采用小型钻机设备打孔，孔略大于水位管直径，孔位钻入设计高程后下入水位管，水位管下端制作为花管。水位管下入后对孔进行清洗，洗孔完成后采用细砂将孔口周围填充密实，防止管身晃动。管口采用砖砌保护，以施工中被破坏。

地下水位采用水位计量测，初始水位高为两次测试水位平均值，每次测试水位高与上次测试水位高差值即为单次水位变化值，每次测试水位标高与初始水位差值即为水位累计变化量。

8.2数据处理

施测完毕后，应及时对观测数据进行整理，将实测值与允许值进行对比分析，绘制位移及水位变化曲线图，预测变形发展趋势，及时对可能出现的险情作出预测、预报，每周将观测结果形成正式报告上报。

当监测数据超过报警值或发生突变时，应立即停止施工并上报相关部门，同时会同相关各方对变化原因进行分析，根据分析结果及时调整施工方案或采取相应加固措施处理，确保施工安全。