建设工程施工技术手册——深基坑施工工艺.pdf
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1、 建设工程施工技术手册建设工程施工技术手册 深基坑施工工艺深基坑施工工艺 (Z ZJKGJKG-JSSCJSSC-20202020-0 01 1)中建科工集团有限公司工程 BG 编写 建设工程施工技术手册建设工程施工技术手册深基坑施工工艺深基坑施工工艺 编编 委委 会会 主主 任:任:徐 坤 副副 主主 任:任:王 伟 参参编编人员人员:(按姓氏拼音排序)高 杰 刘 翠 王 川 杨 斌 张庆远 赵 伟 张 瑜 周元智 审审 核核 人:人:李 劲 张 羽 前 言 随着公司总承包项目的蓬勃发展,业务类型由单一专业向多专业转变,业务范围向“钢结构+”的方向拓展,其中基坑工程越来越多地出现在公司承包业
2、务范围中,对项目经营和履约影响日益凸显。随着深基坑工程业务不断增多,为适应新业务发展需要,进一步拓展公司员工获取专业知识、提升专业水平的通道,帮助新业务人员更加形象、深刻地认识和理解工程中各项工序的施工过程,特编制此建设工程施工技术手册深基坑施工工艺。本手册以形象、使用、浅显易懂的原则,按照基坑支护基本知识、土石方工程、基坑支护工程、地下水控制工程按照施工工艺流程进行展示,并配以现场图片及文字加以说明,较为详尽的总结深基坑工程施工管理要点及要求,以供项目管理人员随时翻阅、参考。本手册在编制过程中,得到了公司、各大区的大力支持与帮助,在此表示衷心的感谢。由于编者水平有限,加之手册内容覆盖面广、编
3、写时间仓促,虽经多次评审和修改,难免还有不妥及疏漏之处,尚需不断的完善。请广大读者随时将发现的问题及意见反馈至工程 BG,以供今后修订时参考。中建科工集团有限公司 工程 BG 二二年十一月 I 目目 录录 第一章第一章 基坑支护基础知识基坑支护基础知识.1 1.1.基坑工程术语.1 1.2.基本原则.3 1.3.勘察要求与环境调查.3 1.4.支护结构选型.4 1.5.基坑施工前期准备.5 第二章第二章 土石方工程土石方工程.8 2.2.土方开挖.8 2.3.石方开挖.14 2.4.土方回填.18 第三章第三章 基坑支护工程基坑支护工程.21 3.1.土钉墙.21 3.2.预应力锚索.23 3
4、.3.预应力锚杆.25 3.4.旋挖灌注桩.28 3.5.冲孔灌注桩.32 3.6.钢板桩围护墙.35 3.7.咬合桩围护墙.38 3.8.地下连续墙.42 3.9.水泥土重力式挡墙.45 3.10.型钢水泥土搅拌墙.48 3.11.冠梁及支撑梁.51 3.12.格构柱.53 3.13.内支撑围檩.54 3.14.内支撑拆除.57 II 第四章第四章 地下水控制工程地下水控制工程.62 4.1.管井施工.62 4.2.回灌井施工.67 1 第一章第一章 基坑支护基础知识基坑支护基础知识 1.1.基坑工程术语基坑工程术语(1)基坑(excavations)为进行建(构)筑物地下部分的施工由地面向
5、下开挖出的空间。(2)基坑周边环境(surroundings around excavations)与基坑开挖相互影响的周边建(构)筑物、地下管线、道路、岩土体与地下水体的统称。(3)基坑支护(retaining and protection for excavations)为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全,对基坑采用的临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措施。(4)支护结构(retaining structure)支挡或加固基坑侧壁的结构。(5)设计使用期限(design workable life)设计规定的从基坑开挖到预定深度至完成基坑支护使用功能的时段。(6)支挡式结构(re
6、taining structure)以挡土构件和锚杆或支撑为主的,或仅以挡土构件为主的支护结构。(7)锚拉式支挡结构(anchored retaining structure)以挡土构件和锚杆为主的支挡式结构。(8)支撑式支挡结构(strutted retaining structure)以挡土构件和支撑为主的支挡式结构。(9)悬臂式支挡结构(cantilever retaining structure)仅以挡土构件为主的支挡式结构。(10)挡土构件(structural member for earth retaining)设置在基坑侧壁并嵌入基坑底面的支挡式结构竖向构件。例如,支护桩、地下
7、连续墙。(11)排桩(soldier pile wall)沿基坑侧壁排列设置的支护桩及冠梁组成的支挡式结构部件或悬臂式支挡结构。(12)双排桩(double-row-piles wall)沿基坑侧壁排列设置的由前、后两排支护桩和梁连接成的钢架及冠梁组成的支挡式结构。(13)地下连续墙(diaphragm wall)分槽段用专用机械成槽、浇筑钢筋混凝土所形成的连续地下墙体,亦可称为现浇地下连续墙。(14)锚杆(anchor)由杆体(钢绞线、预应力螺纹钢筋、普通钢筋或钢管)、关注微信公众号:鸿蒙建筑施工,更多建筑工程资料分享 2 注浆固结体、锚具、套管所组成的一端与支护结构构件连接,另一端锚固在稳
8、定岩土体内的受拉杆件。杆件采用钢绞线时,亦可称为锚索。(15)内支撑(strut)设置在基坑内的由钢筋混凝土或钢构件组成的用以支撑挡土构件的结构部件。支撑构件采用钢材、混凝土时,分别称为钢内支撑、混凝土内支撑。(16)冠梁(capping beam)设置在挡土构件顶部的将挡土构件连为整体的钢筋混凝土梁。(17)腰梁(waling)设置在挡土构件侧面的连接锚杆或内支撑杆件的钢筋混凝土梁或钢梁。(18)土钉(soil nail)植入土中并注浆形成的承受拉力与剪力的杆件。例如,钢筋杆体与注浆固结体组成的钢筋土钉,击入土中的钢管土钉。(19)土钉墙(soil nailing wall)由随基坑开挖分层
9、设置的、纵横向密布的土钉墙、喷射混凝土面层及原位土体所组成的支护结构。(20)复合土钉墙(composite soil nailing wall)土钉墙与预应力锚杆、微型桩、旋喷桩、搅拌桩中的一种或多种组成的复合型支护结构。(21)重力式水泥土墙(gravity cement-soil wall)水泥土桩相互搭接成格栅或实体的重力式支护结构。(22)地下水控制(groundwater control)为保证支护结构、基坑开挖、地下结构的正常施工,防止地下水变化对基坑周边环境产生影响所采取的截水、降水、排水、回灌等措施。(23)截水帷幕(curtain for cutting off drain
10、s)用以阻隔或减少地下水通过基坑侧壁与坑底流入基坑和控制基坑外地下水位下降的幕墙状竖向截水体。(24)落底式帷幕(closed curtain for cutting off drains)底端穿透含水层并进入下部隔水层一定深度的截水帷幕。(25)悬挂式帷幕(unclosed curtain for cutting off drains)底端未穿透含水层的截水帷幕。(26)降水(dewatering)为防止地下水通过基坑侧壁与坑底流入基坑,用抽水井或渗水井降低基坑内外地下水位的方法。(27)积水明排(open pumping)用排水沟、集水井、泄水井、输水管等组 3 成的排水系统将地表水、渗漏
11、水排泄至基坑外的方法。1.2.基本原则基本原则(1)基坑支护设计应按规定其设计使用极限。基坑支护的设计使用期限不应小于一年。(2)基坑支护应满足下列功能要求:1)保证基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路的安全和正常使用;2)保证主体地下结构的施工空间。(3)基坑支护设计时,应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素,基坑支护安全等级分级如下表:安全等级 破坏后果 一级 支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响很严重 二级 支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响严重 三级 支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全
12、的影响不严重 1.3.勘察要求与环境调查勘察要求与环境调查(1)基坑工程的岩土勘察应符合下列规定:1)勘探点范围内应根据基坑开挖深度及场地的岩土工程条件确定;基坑外宜布置勘探点,其范围不宜小于基坑深度 1 倍;当需要采用锚杆时,基坑外勘探点的范围不宜小于基坑深度的 2 倍;当基坑外无法布置勘探点时,应通过调查取得相关勘察资料并结合场地内的勘察资料进行综合分析;2)勘探点应沿基坑边布置,其间距宜取 15m25m;当场地存在软弱土层、暗沟或岩溶等复杂地质条件时,应加密勘探点并查明其分布和工程特性;3)基坑周边勘探孔的深度不宜小于基坑深度的 2 倍;基坑面以下存在软弱土层或承压水含水层时,勘探孔深度
13、应穿过软弱土层或承压水含水层;4)应按现行国家标准岩土工程勘察规范GB50021 的规定进行原位测试和室内试验并提出各层土的物理性质指标和力学指标;对主要土层和厚度大于3m 的素填土,应按相关要求进行抗剪强度试验并提出相应的抗剪强度指标;4 5)当有地下水时,应查明各含水层的埋深、厚度和分布,判断地下水类型、补给和排泄条件;有承压水时,应分层测量其水头高度;6)应对基坑开挖与支护结构使用期内地下水位的变化幅度进行分析;7)当基坑需要降水时,宜采用抽水试验测定各含水层的渗透系数与影响半径;勘察报告中应提出各含水层的渗透系数;8)当建筑地基勘察资料不能满足基坑支护设计与施工要求时,应进行补充勘察。
14、(2)基坑支护设计前,应查明下列基坑周边环境条件:1)既有建筑物的结构类型、层数、位置、基础形式和尺寸、埋深、使用年限、用途等;2)各种既有地下管线、地下构筑物的类型、位置、尺寸、埋深、使用年限、用途等;3)道路的类型、位置、宽度、道路行驶情况、最大车辆荷载等;4)基坑开挖与支护结构使用期内施工材料、施工设备等临时荷载的要求;5)雨期时的场地周围地表水汇流和排泄条件。1.4.支护结构选型支护结构选型(1)支护结构选型时,应综合考虑下列因素:1)基坑深度;2)土的性状及地下水条件;3)基坑周围环境对基坑变形的承受能力及支护结构失效的后果;4)主体地下结构和基础形式及施工方法、基坑平面尺寸及性状;
15、5)支护结构施工工艺的可行性;6)施工场地条件及施工季节;7)经济指标、环保性能和施工工期。关注微信公众号:鸿蒙建筑施工,更多建筑工程资料分享 5 (2)支护结构选型:结构类型 适用条件 安全 等级 基坑深度、环境条件、土类和地下水条件 支挡式结构 锚拉结构 一级 二级 三级 适用于较深的基坑 排桩适用于可采用降水或截水帷幕的基坑;地下连续墙宜同时作主体地下结构外墙,可同时用于截水;锚杆不宜用在软土层和高水位的碎石土、砂土层中;当临近基坑有建筑物地下室、地下构筑物等,锚杆的有效锚固长度不足时,不应采用锚杆;当锚杆施工会造成基坑周边建(构)筑物的损害或违反城市地下空间规划等规定时,不应采用锚杆。
16、支撑式结构 适用于较深的基坑 悬臂式结构 适用于较浅的基坑 双排桩 当锚拉式、支撑式和悬臂式结构不适用时,可考虑采用双排桩 支护结构与主体结构结合的逆作法 适用于基坑周边环境条件很复杂的深基坑 土钉墙 单一土钉墙 二级 三级 适用于地下水位以上或降水的非软土基坑,且基坑深度不宜大于 12m;当基坑潜在滑动面内有建筑物、重要地下管线时,不宜采用土钉墙 预应力锚杆复合土钉墙 适用于地下水位以上或降水的非软土基坑,且基坑深度不宜大于 15m;水泥土桩复合土钉墙 用于非软土基坑时,基坑深度不宜大于12m,用于淤泥质土基坑时,基坑深度不宜大于 6m;不宜用在高水位的碎石土、砂土层中;微型桩复合土钉墙 适
17、用于地下水位以上或降水的基坑,用于非软土基坑时,基坑深度不宜大于 12m;用于淤泥质土基坑时,基坑深度不宜大于6m;重力式挡墙 二级 三级 适用于淤泥质土、淤泥质基坑,且基坑深度不宜大于 7m 放坡 三级 施工场地满足放坡条件;放坡与上述支护结构形式结合。1.5.基坑施工前期准备基坑施工前期准备(1)学习和审查图纸 检查图纸和资料是否齐全,核对平面尺寸和坑底标高,图纸相互间有无错误和矛盾;掌握设计内容及各项技术要求,了解工程规模、结构形式、特点、工程量和质量要求;熟悉土层地质、水文勘察资料;审查地基处理和基础设计;会审图纸,搞清地下构筑物、基础平面与周围地下设施管线的关系,图纸相互间有无 6
18、错误和冲突;研究好开挖程序,明确各专业工序间的配合关系、施工工期要求;并向参加施工人员层层进行技术交底。(2)查勘施工现场 摸清工程场地情况,收集施工需要的各项资料,包括施工场地地形,地貌、地质水文、河流、气象、运输道路、邻近建筑物、地下基础、管线、电缆坑基、防空洞、地面上施工范围内的障碍物和堆积物状况,供水、供电、通讯情况,防洪排水系统等等,以便为施工规划和准备提供可靠的资料和数据。(3)编制施工方案 研究制定现场场地清表整平、基坑开挖施工方案;绘制施工总平面布置图和基坑开挖工况分解图,确定施工工艺包含:开挖路线、顺序、范围、分层开挖控制标高、边坡坡度、控制拆撑换撑方法、主要施工设备选型,以
19、及挖去的土方堆放地点;提出需用施工机具、劳力、新技术应用计划。(4)标高测量 办理城市坐标测量控制点、城市水准测量控制点、施工现场红线控制点的交接工作,并进行复核,经确认后作为施工测量控制的基准使用,高程点的密度以满足土方计算、地物、地貌的测绘为原则,通视良好且地形简单平坦区可适当放稀,对地貌比较复杂的可适当放密。外业数据采集采用 GPS 直接采集地形、地面坐标及高程数据,每一测站上的文件以当天日期命名直接传输到电脑中,现场实时绘制草图供成图参考,土石方工程量依据实测断面进行计量,土石方开挖建基面竣工地形图的比例尺在 1:2001:500 范围内选择。(5)平整施工场地 按设计或施工要求范围和
20、标高平整场地,将土方弃到规定弃土区;凡在施工区域内,影响工程质量的软弱土层、淤泥、腐殖土、大卵石、孤石、垃圾、树根、草皮以及不宜作填土和回填土料的稻田湿土,应分别情况采取全部挖除或设排水沟疏干、抛填块石、砂砾等方法进行妥善处理,以免影响地基承载力。(6)清除现场障碍物 将施工区域内所有障碍物,如高压电线、电杆、塔架、地上和地下管道、电缆、坟墓、树木、沟渠以及旧有房屋、基础等进行拆除或进行搬迁、改建、改线;对附近原有建筑物、电杆、塔架等采取有效地防护加固措施,可利用的建筑物应 7 充分利用。(7)进行地下墓探 在黄土地区或有古墓地区,应在工程基础部位,按设计要求位置,用洛阳铲进行铲探,发现墓穴、
21、土洞、地道(地窖)、废井等,应对地基进行局部处理。(8)作好排水降水设施 在施工区域内设置临时性或永久性排水沟,将地面水排走或排到低洼处,再设水泵排走;或疏通原有排水泄洪系统;排水沟纵向坡度一般不小于 2,使场地不积水;地下水位高的基坑,在开挖前一周将水位降低到要求的深度。(9)设置测量控制网 根据给定的国家永久性控制坐标和水准点,按建筑物总平面要求,引测到现场。在工程施工区域设置测量控制网,包括控制基线、轴线和水平基准点;做好轴线控制的测量和校核。控制网要避开建筑物、构筑物、土方机械操作及运输线路,并有保护标志;场地整平应设 10m10m 或 20m20m 方格网,在各方格点上做控制桩,并测
22、出各标桩处的自然地形、标高,作为计算挖、填土方量和施工控制的依据。对建筑物应做定位轴线的控制测量和校核;进行土方工程的测量定位放线,设置龙门板、放出基坑(槽)挖土灰线、上部边线和底部边线和水准标志。(10)修建临时设施及道路 根据土方和基础工程规模、工期长短、施工力量安排等修建简易的临时性生产和生活设施,同时敷设现场临水、临电等管线。修筑施工场地内机械行走的临时道路,临时道路宽度不应小于 7m,最大纵向坡应不大于 6%,最小转弯半径不小于 15m;路基底层可铺砌 2030cm 厚的碎石或卵(砾)石层作路面基层,载重车辆下坡行驶、道路的坡度、转弯半径应符合安全要求。道路通过沟渠应设涵洞,道路与铁
23、路、电讯线路、电缆线路以及各种管线相交处,应按有关安全技术规定设置平交道和标志。(10)准备机具、物资及人员 作好设备调配,对进场挖土、运输车辆及各种辅助设备进行维修检查,试运转,并运至使用地点就位;准备好施工用料及工程用料,按施工平面图要求堆放。关注微信公众号:鸿蒙建筑施工,更多建筑工程资料分享 8 第二章第二章 土土石方工程石方工程 2.2.土方开挖土方开挖 2.2.1.施工流程施工流程 土钉墙施工工艺流程 2.2.2.施工工艺施工工艺 序号 施工步骤 示例图片 施工方法及要求 1 施工准备 检查资料和图纸是否齐全,核对平面尺寸和标高,与结构图纸相互间有无错误;摸清工程场地情况,收集施工相
24、关的各项资料;研究制定现场场地整平,基坑开挖施工方案,绘制施工总平面布置图和基坑开挖施工图。及时排除土方面积水,保持施工基坑和工作面处于干燥状态。基坑/边坡支护 施工准备 测量放线控制 渣土、地下及地表障碍物清理 土方分区分层开挖 挖方区清理、整平 验收 转运至指定地点 土方调配 多余土方外运 9 序号 施工步骤 示例图片 施工方法及要求 2 测量放线控制 利用布设的临时控制点,放样定出开挖边线和开挖深度等;校核测量开挖平面位置、标高、控制桩号,高程和边坡一定复核施工图纸要求。3 地表及地下障碍物清理 将施工区域内所有障碍物,如高压电线、电杆、塔架、地上和地下管道、电缆、坟墓、树木、沟渠及旧有
25、房屋、基础等进行拆除或改线。4 土方分层分区开挖 基坑挖土施工必须遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则;土方开挖应分层分块分段对称并按照施工工况进行,分段开挖段长度不宜大于 20m,每层开挖不超过1.5m,相邻土相对高差不大于1.5m;挖土以机械为主,人工为辅,坑底标高以上 30cm 土体必须用人工修土,分仓铺设垫层,并在 24 小时内完成。5 基坑清底 人工清底时,在基底土层表面铺设竹笆,施工人员尽量站在竹笆上挖土和运土,防止踩踏使基底土扰动;在基底人工清理的同时,沿基坑四周挖出一条排水沟,并沿周边设置集水井;如基底土层发现扰动现象,应立即将扰动土清除并及时回填砂、石垫层或浇
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