深基坑土方开挖及钢支撑施工专项方案

3。3.1土方开挖与支撑施工的指导原则

土方开挖与支撑安装关系密切,合理的基坑开挖与支护方案是保证基坑稳定和达到控制变形要求的最根本保证。

1）土方开挖和支撑架设方案必须根据基坑周边环境允许的变形限度来制定。 2）必须根据“时空效应”的原理来确定基坑开挖与支撑架设采用分层、分步、对称、平衡、随挖随撑的施工方案，尽可能减少开挖过程中土体扰动的范围以及围护墙体无支撑暴露的时间。 3.3.2土方开挖

2号出入口的土方开挖，以临时封堵墙为分界线，封堵墙以北由南向北进行开挖,封堵墙以南由北向南进行开挖.基坑开挖时纵向坡度不得大于1:2。5。 3.3。2。1开挖准备

1）坑围护结构的水泥搅拌桩强度qu≥1。5Mpa。 2）圈梁强度达到设计值的50％。 3）降水达到预期的效果。

4）基坑临边围护：沿基坑外导墙的顶面砌筑砖围埝并挖砌截水沟，做排水、防水设施，防止雨水、施工用水等流入基坑。

5）配备性能和机况良好的开挖机械设备，根据施工图纸和施工计划的总体安排准备足够的符合要求的钢管支撑，检查各种抽排水设备确保使用时性能正常，备足基坑开挖过程中可能出现突发事情的应急材料物资。 3。3.2.2基坑开挖

1）开挖单元划分

按照“时空效应”原理进行开挖单元划分。

①竖向分层。根据基坑竖向支撑的道数确定基坑开挖层数，分层原则为每道

支撑底标高下20cm。各层土体开挖高度分别为：第一层0。8 m，第二层3。3 m,第三层2。4 m。

②纵向每单元开挖长度.根据投入开挖设备的生产能力、开挖条件以及基坑的开挖宽度和每层开挖的高度确定每单元的开挖长度.各土层每单元小段开挖长度为两根钢支撑的范围。

2）开挖方法

分层挖土时,逐层挖至设计标高，随后及时进行支撑作业.每单元小段开挖时间控制在16h内,钢管支撑在8h内安装完成并施加预应力。

① 第一层土体开挖采用反铲挖机直接挖土方,挖至第一道支撑底下0。2m处，架设支撑,挖出的土方直接装车运至弃土场。第一层土每小段开挖两根支撑位置长度，开挖及支撑架设并对支撑施加预应轴力完成时间控制在24小时以内.

② 第二层土方开挖时，用挖机在基坑边直接挖土方，基坑内用小挖机配合翻土。挖出的土方直接装车运至弃土场。此层每小段开挖两根支撑位置长度，开挖及支撑架设和预应力施加控制完成时间在24小时内.

③ 第三层土方开挖同第二层。靠地下墙边和局部地方需采用人工修整捡平。此层每小段开挖两根支撑位置长度，开挖及支撑架设和预应力施加控制完成时间在24小时内。

④第三层土体挖至离设计坑底标高30cm处时，采用人工清底方法,平整基坑，局部凹坑填砂找平，严禁超挖。基坑底标高经测量符合要求后及时浇注垫层封闭基底。

3。3.3支撑系统安装施工

2号出入口基坑的支撑为φ609钢管支撑.钢管支撑采用直径为φ609mm（δ=14mm），支撑形式分别采用直撑和斜撑两种。φ609钢管支撑支撑于钢围檩上，钢围檩放在焊接于水泥土搅拌桩H型钢上的牛腿上。钢支撑安装完毕后,围檩与围护桩间的空隙用细石混凝土填实.支撑系统安装工艺流程见图5-3。

搅拌桩H型钢表面清理 钢围檩加工 钢围檩安装 钢支撑地面预拼 钢支撑吊装、定位

施加轴力

固定活络头

图5-3 支撑系统安装工艺流程框图

3.3。3。1钢围檩施工

基坑大致开挖到支撑设计底标高位置后，根据测量控制点,准确定位钢围檩的轴线和标高位置。首先将搅拌桩H型钢表面清理干净，根据测量交底准确焊接牛腿，每段钢支撑下方焊接两个牛腿，每个牛腿由2块三角形钢板组成,钢板厚1cm，牛腿形式详见图4—3.牛腿焊接完毕吊放加工好的钢围檩，并作适当固定。钢围檩与围护结构间的空隙用C30细石混凝土填充，钢支撑对应位置在搅拌桩中的H型钢上用钢板条焊接嵌缝，防止施加轴力时钢围檩变形。钢围檩H400×400×13×20型钢，钢支撑位置用三块钢板加强.钢围檩的安装及加工详见图5—4.

搅拌桩钢围檩细石混凝土型钢牛腿满焊，焊缝高度8钢管支撑10厚的加强钢板肋

图5-3 钢围檩及其牛腿设置加工及安装示意图

3。3。3.2钢管支撑安装施工

1）钢管支撑安装准备工作

支撑安装前先根据土方开挖的生产能力和进度配齐所需的支撑和螺栓，钢管支撑先在地面上进行预拼,检查钢管支撑的平直度和有无变形情况，检查支撑安装所需的吊装设备、焊接设备以及施加预加轴力所需的组合千斤顶等设备的完好性,确保支撑安装作业能正常连续进行.

2）钢支撑安装施工技术措施 ①测量放线

钢围檩安装完毕后，根据测量控制点，在钢围檩上准确定位钢支撑的轴线和标高位置.

②横撑安装横撑安装前在钢支撑的端头钢板上焊接分别焊接两个牛腿,牛腿采用10mm厚的钢板，钢板尺寸为10×10cm的三角形。钢支撑靠牛腿直接放置在钢围檩上。

钢管支撑先在地面上按实测基坑的宽度进行预拼装，每根支撑的一端接一根长1.55m的活动端头（其可调整余量为20cm），另一端设置端头板（用2cm厚的钢板），拼装好后放在坚实的地坪上用麻线两端拉直钢卷尺丈量或用水准仪测量检查支撑管的平直度，并检查支撑管接头连接是否紧密、支撑管有破损或变形、

支撑两个端头是否平整，经检查合格后用红油漆在支撑上编号,标明支撑的长度、安装的具体位置。

检查合格的支撑用16T吊机整体吊装到位，支撑吊装采用两点起吊,在支撑吊装过程中必须保持钢支撑平稳、无碰撞、支撑无变形.

钢管支撑的吊装，先将支撑靠两端的钢牛腿放在钢围檩上，用人工辅助将支撑调整到设计位置。基坑内安装支撑时其两端支撑中心线的偏心度必须控制在2cm之内。

支撑定位后，将2台200T液压千斤顶吊放入活络头子顶压位置，两台液压千斤顶安放位置必须对称平行，施加预应轴力时应注意保持两个千斤顶对称同步进行，当预加轴力达到设计值后在活络头子中锲紧钢垫块（钢垫块采用3cm厚的钢板），并焊接牢固，然后回油松开千斤顶解开钢丝绳完成该根支撑的安装。施加预应轴力时应逐级匀速增加并作好记录备查。各道钢管支撑计算及预加轴力见表5-2。

表5—2 计算及预加轴力一览表

部位 支撑 轴力 直 撑 斜 撑 1层（计算轴力/预加轴力） 392/196 5/278 2层（计算轴力/3层(计算轴力/预预加轴力） 945/662 1337/940 加轴力) 1428/1000 2019/1414 直撑安装及施加预应轴力方式见图5-4：

图5-4直撑吊装及预加轴力示意图

③斜撑安装

斜撑与围护结构成45°夹角，支撑头不能直接顶在钢围檩上，同时支撑轴力将在纵向和横向产生分力。因此斜支撑两端需加工H型钢接头箱，接头箱与预埋钢板(第一层）、钢围檩（第二层）焊接牢固，焊接方式全为满焊,焊缝高度8mm。圈梁预埋钢板的设置：在圈梁施工时先在斜撑对应的位置上预埋钢板，并根据设计支撑轴力的大小在预埋钢板上加焊锚固钢筋，预埋钢板的尺寸及锚固筋大小及位置见图6-2.支撑吊装及预应力施加作业同直支撑施工.

3）内支撑体系安装施工要点

① 为了补偿预加轴力过程中轴力的损失，实际预加轴力应在设计预加轴力的基础上提高20％的轴力。

② 减少温度应力对预加轴力的影响，在气温较低的时候对钢管支撑施加预应力。

③ 钢管横撑的设置时间必须严格按设计工况条件掌握，土方开挖时应分段分层，严格控制安装横撑所需的基坑开挖深度。

④随着基坑开挖逐渐向下延深以及受下道支撑施加轴力的影响,上道支撑的应力可能会减小，所以必须根据监测提供的压力值和现场的实际情况及时进行复顶，直到达到设计要求.

⑤所有需电焊的部位均应保证焊接的质量，达到设计强度要求。 ⑥钢管支撑安装的允许偏差应满足表5—3的规定。

表5—3 钢管支撑安装允许偏差表

项目 钢支撑轴线竖向偏差 支撑曲线 水平向偏差 ±30mm 支撑两端的标高差和水平面偏差 支撑 挠曲度 横撑与立柱的偏差 允许值 ±30mm ≤20mm、≤1/600L 1/1000L ≤50mm 注：L为支撑长度，H为基坑开挖深度 4）内支撑体系的拆除

支撑体系拆除的过程是支撑的“倒换”过程，即把由钢管横撑所承受的土压力转至永久支护结构或其它临时支护结构.

支撑体系的拆除应特别注意以下两点：

① 拆除时应避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。 ② 钢支撑的拆除时间：最下一道钢支撑在底板混凝土达到设计强度的70%

即可拆除,第一层钢支撑拆除需在结构混凝土强度达到设计强度的100％后进行.

5）支撑保护

① 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。

② 施工时加强监测,对基坑回弹导致支撑竖向挠曲变形在接近允许值时，必须及时松弛横梁、释放竖向应力,保证钢支撑受力稳定。 3.4主要施工技术措施 3。4。1总体措施

1） 完善、强化管理体系，明确各部门各自职责，在施工过程中分工协作,做到工程关键点及重要部位都有专人具体负责,其他人员发现问题及时补位。

2）主要工序实行事前技术交底，建立事先控制、中途检查、事后验收制度。 3）施工中若出现有关技术问题必须会同设计方、建设方、监理等有关人员共同协商解决,并及时办理技术核定与会签手续。

4） 严格执行自检、互检、专检的“三检”制度，对重要部位设质量控制点,上道工序未经检验合格，下道工序不得施工。 3。4.2保证质量技术措施

1） 加强降水管理工作，为保证轻型井点降水效果，降水过程中随时查看管道的气密性，发现漏气现象及时用黄油等进行密封。

2) 为确保降水设备能够连续正常运转，在施工现场配三至四台降水机作备用。

3）土方开挖与钢支撑安装密切相关，施工中必须遵循“边挖边撑\"的原则，如支撑缺少安装条件,则挖土施工进度相应暂缓，不得盲目抢进度造成与支撑安装脱节。

4)各层土方开挖沿纵向长度一次不得超过6m，一但挖出工作面应立即安装支撑，当支撑预应力施加完成后才能继续沿纵向开挖.开挖土方必须在12小时内完成并立即安装支撑施加预应力.

5)在每个单元的土方开挖和支撑安装时必须连续，因故中间需停下时，必须按要求进行放坡和护坡，并派专人进行现场观察。

6)分层开挖放坡的坡度：能够连续进行作业的，临时坡比控制在1:1；因故中间需停置一段时间才能继续开挖施工的坡比控制在1：2。5，每层放坡均以台阶错开，错台宽度不得小于3m. 3.4。3基坑防排水措施

1） 基坑开挖前，先对基坑周边的排水系统进行清理，并配备足量的抽水设备，确保基坑四周排水畅通.

2) 基坑开挖前沿基坑四周的外导墙顶面上用砖砌一圈30cm高的砖围埝，用以阻挡地面积水或施工用水进入基坑。

3)在基坑开挖过程中,每层土方挖完后应及时在坡顶或坡脚2。5m处设置排水沟或集水井，用以截挡地表水，防止边坡失稳。集水井的位置应远离围护墙内边至少4m的距离.

4）在开挖过程中坡面防护措施：对一般土质或边坡停置的时间不长，采用让水直接流入排水沟或在坡面上覆盖彩条布.

5) 在开挖过程中围护结构出现渗漏的处理措施:

①对于墙面一般浸湿或渗漏,先清理墙面上的泥皮或浮浆，再用双快水泥进行抹面封堵。

②对于一般滴漏，采用先导后堵，即在滴漏处先进行凿毛清理,埋入塑料导管用双快水泥封闭，让水从塑料导管流出，待双快水泥达到强度后在导管中注入水溶聚氨脂封闭.对于地下墙接缝处可能存在的严重漏水处，则根据实际情况在搅拌桩外侧进行注浆处理。 3.5施工监测

监测贯穿本工程,实行信息化施工，具体的检测点布置、报警值等详见施工监测方案。