深基坑开挖及围护结构施工方案

深基坑开挖及围护结构施工方案内容摘要：

内爆破法配合机械施工；或由地质原因可选取凿岩机和爆破法破岩施工工艺择优选择。 基坑爆破施工方法 根据勘察资料显示宁丹路车站地质情况较好，上部基本为 素填土和强风化岩层，下部有中风化岩层和微风化岩层。 中、微风化泥岩、砂岩岩石质量等级为 Ⅳ 、 Ⅴ 级，属软南京地铁一号线南延线 TA01标 宁丹路车站主体围护结构施工方案 中铁隧道集团有限公司 15 硬岩。 开挖采取浅孔爆破开挖，辅以风镐凿岩组织施工。 先在基坑中间拉槽，然后分阶梯逐层逐段由中间向周边后退式开挖。 基坑围护结构及基底留 30～ 50cm爆破隔离区，该区采用人工手持风镐开挖，以确保围护结构安全，减少对基底原状土的扰动，防止基底超挖。 钻爆施工组织 根据施工要求考虑减振爆破、资源配备等因素，采取白天进行限时钻爆作业，夜间出碴的方式组织施工。 单个基坑日石方爆破开挖工程量为 500～ 800m3，按照计算与试爆和振动监测数据反馈确定同段最大装药量进行钻爆设计和施工。 为了确保每一层支撑深度范围内四周（两侧）围护桩暴露间隔最短的时间内将支撑安装架设好，方形基坑采取从中间向四周扩挖的形式组织钻爆作业；长条形基坑采取纵向两排支撑之间的土体作为一个钻爆单元，并采取从中间拉槽向两侧对称爆破开挖。 爆破设计 采用控制爆破技术，最大限度减小爆破振动； 根据支撑层距大小，分两层采用阶梯式爆破，台阶临空面高度在 ～ ； 单段最大装药量 根据萨氏公式的推导公式 Q=R3（ [Vmax]/K） 3/α计算，取 K=200， α=（本工程施工时重新爆破测定和修正）。 允许质点振速 [Vmax]=。 a、圣美伦香水有限公司处的最小爆距约为 10m，代入公式算得 Q=（ kg） b、圣美伦香水有限公司外，其它建（构）筑物距离基坑较远，最小爆距按 30m计 ,代入公式算得 Q=（ kg） 根据同地区类似岩层松动爆破施工经验 ,对于岩石质量等级为 Ⅳ 、 Ⅴ 级的中微风化泥岩、砂岩 ,炸药单耗系数为 ～ ； 浅孔钻爆破布孔见图 12； 南京地铁一号线南延线 TA01标 宁丹路车站主体围护结构施工方案 中铁隧道集团有限公司 16 图 12 炮孔布置剖 面示意图 浅孔钻爆破参数表 5； 采用覆盖爆体和设置防护墙，防止飞石伤人伤物； 采用孔内外延期起爆网路，解决多孔起爆时同段最大装药量和超过设计允许同段装药量问题。 Ⅳ 、 Ⅴ 级围岩浅孔钻爆参数表 表 5 序 号 项 目 参 数 1 钻孔直径 φ42mm 2 钻孔深度 L= 3 每层爆破厚度 H≈～ 2m 4 炸药单位消耗量 乳化炸药 q≈（软硬岩） 5 炮孔间距 a=～ 6 炮孔排距 b=～ 7 装药结构 集中装药或间隔装药 8 起爆方式 1～ 15段非电毫秒雷管 基坑掏槽方式 单个基坑采用斜眼掏槽方式，根据岩层条件，适当调整参数为了减少爆破振动。 设计如图 13所示。 HwW — 最小抵抗线L — 炮孔深度H — 爆破层厚度填塞物炸药L南京地铁一号线南延线 TA01标 宁丹路车站主体围护结构施工方案 中铁隧道集团有限公司 17 a abb装药孔空 孔AAA AABBBBC C CCC C CCA B C ... 起爆雷管段别填塞物炸药 图 13 掏槽方式与起爆顺序 钻爆施工要点 采用风动凿岩机钻孔； 施工前先要进行小型爆破试验，按照试爆与爆破振动速度监测数据调整钻爆参数，爆速控制在 ； 爆破施工沿已成临空面逐渐扩大的方向进行，台阶高度 ≤； 采用 10cm厚橡胶网覆盖，并在其上堆码厚度不小于 50cm的土袋，以防飞石； 施爆时安排专职安全员负责疏散周围的人群。 按限时爆破作业来组织施工。 基坑开挖 施工 要点 现场测放基坑开挖控制桩点后，按交底划线标识开挖边线，施工中保护好测量桩点。 基坑开挖前在基坑范围内沿基坑四周开挖探槽，探明地下管线，探槽深度开挖至原状粘土为宜。 基坑开挖范围内的注意管线保护。 开挖探槽暴露管线后，立即通知监理、业主联系相关管线单位， 进行管线确认和改移工作。 对于无法改移的管线采用悬吊支撑方式就地保护，施工员加强开挖期间的管线保护。 土方开挖到各层钢管支撑底部时，及时架设钢管支撑，严禁野蛮施工。 基坑开挖过程中严禁超挖，基坑纵向放坡不得大于安全坡度。 基坑开挖施工前，基坑四周必须设置截水沟截排地面水，地面必须硬化，防止地表水渗入基坑，特别是不得在基坑周边设置如厕所、冲澡房等易漏水设施，雨季施工必须加强排水措施，确保工程安全和设备的正常运转，做到大雨后能立即复工。 基坑开挖南京地铁一号线南延线 TA01标 宁丹路车站主体围护结构施工方案 中铁隧道集团有限公司 18 后及时设置坑内排水沟，将水流导流至下游集水井，及时安装水泵 和排水管进行抽排，保证无水施工。 分段（ ）开挖至标高立即进行基底检查，并通知监理工程师验收，尽快完成封底垫层施工。 机械开挖的同时辅以人工配合，特别是基底以上 30cm的土层采用人工开挖，测量组架镜检底，以减少超挖、保持坑底土体的原状结构，减少施工投入。 基坑开挖前应预见事故的可能性，施工前准备一定数量的应急材料，作好基坑抢险加固准备工作。 当围护结构出现渗漏水的情况时，应及时采取有效堵漏防水措施。 基坑开挖引起流砂、涌土、坑底隆起失稳，围护结构变形过大或有失稳前兆，应立即停止施工，并采取 切实有效的措施，确保施工安全、顺利进行。 加强基坑稳定的观察和监控量测工作，以及对地下管线的保护和周围建筑物的监控量测，以便发现施工安全隐患，并通过监测反馈及时调整开挖程序。 基坑稳定措施 有于该工程为深基坑开挖，根据工序的特殊性，规范施工操作规程，需要严格按施组要求按部就班施工，严禁野蛮施工。 根据施工场地周围建筑物和地下管线以及地质资料做好深基坑施工组织，并将开挖过程中的每到工序进行细化，将工序施工责任落实到人，严格按照操作规程及施工交底施工，每道重要工序必须召开现场技术交底，使全体施 工人员认识到每道施工工序的施工步骤及方法，让现场人员做到心中有数，并在思想上认识深基坑开挖、支撑的重要性；基坑开挖应严格按照 “时空效应 ”理论，采用分层、分段挖土，并遵循 “开槽支撑、随挖随撑、分层开挖、严禁超挖的原则 ”，沿车站纵向按规定长度逐段开挖，随挖随撑，并及时加设支撑轴力。 充分做好基坑排水措施 因该车站降水采用明沟排水，边挖边排，所以在开挖过程中一定作好排水工作，在基坑内及时设置排水沟和集水井，防止基坑内积水；在基坑开挖前，在基坑外侧设置排水沟，排除地面明水，防止地面明水流入基坑内，确保基坑无水作 业。 基坑在开挖时遇到雨天要及时对坡面采取保护措施，采用彩条布将坡面遮盖起来，防止坡面遇水滑坡。 基底检查 当基坑开挖至设计底标高位置时，应通知业主、监理、设计、勘察等单位组织基坑南京地铁一号线南延线 TA01标 宁丹路车站主体围护结构施工方案 中铁隧道集团有限公司 19 验槽。 并根据验槽情况组织下一步施工。 底板施工前应将基坑底软弱土体清除干净，如大面积出现软弱地层，应通知业主、监理、设计等单位现场勘察，根据实际情况进行基坑地基处理，并办理基坑验槽手续；基坑允许偏差见表 6。 基坑允许偏差表 表 6 项目名称 允许偏差（ mm） 坑底高程 +30 纵横轴线 50 基坑尺寸 不小于设计 值 基坑边坡 设计的 5% 钢支撑施工 设计概况 本工程主体结构基坑支撑体系由钢牛腿、钢围檩和 φ609钢管水平支撑组成，基坑拐角处加钢围檩。 本工程基坑设三 ~四道水平 φ609钢支撑 , 其中 K1+~K1+设置为四道钢管横撑 ， 其中第一道架设在冠梁上，第一、二道间距 ~，第二、三道间距 ，第四道设置在距离基坑底 ； K1+ ~K1+道钢管横撑，第一道架设在冠梁上，第一、二道间距 ~，第 三道距离基坑底；钢管支撑横向间距 为 ~。 第二、三、四道钢管支撑安装时，先在开挖支护桩上安设钢牛腿及钢围檩，钢牛腿采用 3排 Φ20膨胀螺栓进行固定，钢围檩采用 2根 I45a拼装，围檩架设在钢牛腿上，钢管支撑安设在钢围檩上，钢管支撑与钢围檩采用法兰盘联接。 钢支撑布置图见图 14。 南京地铁一号线南延线 TA01标 宁丹路车站主体围护结构施工方案 中铁隧道集团有限公司 20 施工工序 钢支撑安装流程见图 15。 图 15 支撑安装流程框图 施工方法 水平直撑安装 直撑安装前根据有关计算，将标准管节先在地面进行预拼接并以检查支撑的平整度，其两端中心连线的 偏差度控制在 20mm以内，经检查合格的支撑按部位进行编号以免错用，明挖部分的支撑采用整体履带式吊机一次性吊装到位。 吊装前需按设计值高出桩的竖向主筋，将预先加工好的牛腿焊接在桩主筋上，在其上安设已有托板的钢围檩，并用 C30砼填充钢围檩与围护桩间空隙。 钢支撑吊装到位，用两个组合液压千斤顶同步施加预加继续开挖至基坑底部，人工清底 结构施工 拆除钢支撑 安装第二道钢支撑 分层开挖、安装第三道钢支撑下 米 分层开挖、安装第四道钢支撑下 米 地面预拼检查 焊接牛腿（直撑） 焊接钢垫板和钢围檩（斜撑） 循环 施加支撑预应力 分段、分层开挖至第二道钢支撑下 桩身修凿找平 拉槽埋设第一道钢支撑 土方开挖 米 测量放线 循环 南京地铁一号线南延线 TA01标 宁丹路车站主体围护结构施工方案 中铁隧道集团有限公司 21 轴力，最后用隼子塞紧。 钢支撑吊装及钢围檩示意图见图 16。 45δ =16钢 板 钢管支撑 609 δ 16δ =16钢 板φ 20膨 胀螺栓挖孔桩钢管支撑挖孔桩冠梁 地面标高格构柱图 16 钢支撑及钢围檩示意图 斜撑安装 因斜撑与冠梁或钢围檩呈斜交关系，存在平行于 钢围檩长度方向的分力，可能使钢围檩后移，为使受力合力为零，按设计角度在冠梁或钢围檩设置剪力块，确保钢管支撑与端承板成垂直关系，然后进行支撑安装作业，其安装方法与直撑相同，如图 17 所示。 BB三角形钢板预埋钢板钢楔块钢管支撑B ——B 示意图 图 17 斜撑端头平面固定方法示意图 内支撑体系安装施工要点 千斤顶预加轴力必须对称同步，以平衡横撑自重下落的可能和初期开挖预放的初应变。 基坑竖向平面内需分层开挖，并遵循先支撑、后开挖的原则，支撑的安装应与土南京地铁一号线南延线 TA01标 宁丹路车站主体围护结构施工方案 中铁隧道集团有限公司 22 方施工紧密结合，在土方挖到设计标高的区段内，及时安装并 发挥支撑作用。 所有支撑连接处，均应垫紧贴密，防止钢管支撑偏心受压。 端头斜撑处钢围檩及支撑头，必须严格按设计尺寸和角度加工焊接、安装，保证支撑为轴心受力。 钢管支撑安装的允许偏差应满足表 7的规定。 钢管横撑安装的允许偏差 表 7 项目 横撑中心标高及同 层顶面的标高差 支撑两端的标高差 支撑 挠曲度 主柱 垂直度 横撑与主柱的轴线偏差 横撑水平轴线偏差 允许值 177。 30mm ≤20mm ≤1/600L ≤1/1000L ≤1/3000H ≤50mm ≤30mm 注： L为支撑长度， H为基坑开挖深度 支撑保护 基坑开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系，以防支撑失稳，造成事故。 为防止基坑内起吊作业时碰动钢管支撑，每根钢管支撑、钢围檩要求通过钢丝绳固定在围护桩。 施工过程中加强监测，若因侧压力造成钢管横撑轴力过大，造成横撑挠曲变形，并接近允许值时，必须及时采取增加临时竖向支撑等措施，防止横撑挠曲变形过大，保证钢支撑受力稳定，确保基坑安全。 支撑拆除技术措施 支撑体系拆除过程其实就是支撑的“倒换”过程，即把由钢管横撑所承受的侧土压力转至永久。