基坑工程開挖面標(biāo)高差異安全控制施工工法

1、基坑工程開挖面標(biāo)高差異安全控制施工工法中建環(huán)球建設(shè)集團(tuán)有限公司、金廈建設(shè)集團(tuán)有限公司王衛(wèi)國、倪紅發(fā)、劉輝、胥兵、常宏宏1 前言現(xiàn)代建筑中，地下結(jié)構(gòu)功能越來越多，包含集水井、電梯和設(shè)備間等，這些結(jié)構(gòu)底標(biāo)高一般比底板再低幾米，如何使深淺部位混凝土連續(xù)澆筑，減少施工縫，增強(qiáng)底板的防水性能，就需要處理好基坑工程標(biāo)高差異部位的土方開挖。同時電梯基礎(chǔ)等部位盲目開挖，存在大量安全隱患，質(zhì)量也得不到保證。中建環(huán)球建設(shè)集團(tuán)有限公司應(yīng)用了基坑工程開挖面標(biāo)高差異安全控制施工工法，不僅保證了工程質(zhì)量，還順利解決了施工縫的問題。其中施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)（基坑工程標(biāo)高差異部位土方開挖技術(shù)）得到建設(shè)單位、監(jiān)理單位的充分認(rèn)可

2、。通過本工法的應(yīng)用，減少結(jié)構(gòu)的施工縫，加強(qiáng)了安全施工。在成功施工實(shí)例的基礎(chǔ)上，總結(jié)編制了本工法。 2 工法特點(diǎn)2.1 本工法施工便捷，可操作性強(qiáng)，實(shí)施效果好。2.2 采用規(guī)范的施工程序和嚴(yán)密的組織管理，可保證施工現(xiàn)場管理高度現(xiàn)代化，確保工程施工質(zhì)量。2.3 合理的選擇支護(hù)和降水方式，可以成功避免施工縫，高部位基坑的清理和防護(hù)，加強(qiáng)安全，減少成本，防止盲目施工。3 適用范圍基坑工程標(biāo)高差異處土方開挖。4工藝原理高部位開挖完成后，基坑普遍基底墊層形成并達(dá)到強(qiáng)度的80%以上后進(jìn)行低部位開挖；進(jìn)行支護(hù)方式的選擇，支護(hù)方式包括樁、地下連續(xù)墻、水泥土墻、逆作拱墻、土釘墻、原狀土放坡或采用上述型式的組合，方

3、式很多，合理的選擇，可以減少大量的成本工期；選擇適當(dāng)?shù)慕邓绞?；按照土方開挖的操作規(guī)則進(jìn)行土方開挖，防止盲目開挖；施工過程中，需要加強(qiáng)基坑監(jiān)測。5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程見流程圖5-1。圖5-1 工藝流程5.2 操作要點(diǎn) 施工準(zhǔn)備1.高部位開挖至基底時，在基坑普遍基底墊層形成并達(dá)到強(qiáng)度的80%以上后進(jìn)行低部位開挖。2.清理高處的渣土，及時清運(yùn)。3.做好臨時圍護(hù)在施工現(xiàn)場四周修建臨時圍護(hù)，對施工區(qū)域進(jìn)行封閉管理。周邊不準(zhǔn)過車。4.實(shí)現(xiàn)場地“三通一平”，對施工場地及車輛行走路線作出詳盡的規(guī)劃，對軟土不適于車輛行走的地段采取相應(yīng)措施進(jìn)行墊碎石、渣土、鋼板或地面硬化處理。5.配備足夠的夜

4、間照明設(shè)備。卸土場地，運(yùn)土道路及其它危險地段也要安裝必要的散光燈和警戒燈。6.所有材料、設(shè)備、運(yùn)輸作業(yè)機(jī)械必須進(jìn)場到位，水、電必須接通。7.機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢查、試運(yùn)轉(zhuǎn)，使處于良好的工作狀態(tài)。 測量定位土方開挖前，做好現(xiàn)場軸線、標(biāo)高的測量工作。 基坑監(jiān)測1.基坑監(jiān)測工藝確定監(jiān)測點(diǎn)布置監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測分析數(shù)據(jù)根據(jù)結(jié)果進(jìn)行處理2.基坑開挖前應(yīng)作出系統(tǒng)的開挖監(jiān)控方案，監(jiān)控方案應(yīng)包括監(jiān)控目的、監(jiān)測項(xiàng)目、監(jiān)控報警值、監(jiān)測方法及精度要求、監(jiān)測點(diǎn)的布置、監(jiān)測周期、工序管理和記錄制度以及信息反饋系統(tǒng)等。3.監(jiān)測點(diǎn)的布置應(yīng)滿足監(jiān)控要求，從基坑邊緣以外1-2倍開挖深度范圍內(nèi)的需要保護(hù)物體均應(yīng)作為監(jiān)控對象。4.基坑工

5、程監(jiān)測項(xiàng)目可按表5-1選擇表5-1 基坑監(jiān)測項(xiàng)目表5.位移觀測基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量不應(yīng)少于兩點(diǎn)，且應(yīng)設(shè)在影響范圍以外。6.監(jiān)測項(xiàng)目在基坑開挖前應(yīng)測得初始值，且不應(yīng)少于兩次。7.基坑監(jiān)測項(xiàng)目的監(jiān)控報警值應(yīng)根據(jù)監(jiān)測對象的有關(guān)規(guī)范及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求確定。8.各項(xiàng)監(jiān)測的時間間隔可根據(jù)施工進(jìn)程確定。當(dāng)變形超過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或監(jiān)測結(jié)果變化速率較大時，應(yīng)加密觀測次數(shù)。當(dāng)有事故征兆時，應(yīng)連續(xù)監(jiān)測。9.基坑開挖監(jiān)測過程中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求提交階段性監(jiān)測結(jié)果報告。工程結(jié)束時應(yīng)提交完整的監(jiān)測報告。 支護(hù)施工1.支護(hù)施工工藝選擇支護(hù)型式對選擇支護(hù)型式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行支護(hù)施工2.選擇支護(hù)型式具體詳見表5-2表5-2 支護(hù)結(jié)構(gòu)選型表3.支

6、護(hù)型式設(shè)計(jì)選擇幾個支護(hù)型式，并把計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析比較，采用既經(jīng)濟(jì)又合理的方案。 降水井施工和基坑降水1.地下水控制的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,應(yīng)根據(jù)場地及周邊工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件和環(huán)境條件并結(jié)合基坑支護(hù)和基礎(chǔ)施工方案綜合分析確定。2.地下水控制方法可分為集水明排、降水、截水和回灌等型式單獨(dú)或組合使用，可按表5-3選用。表5-3 地下水控制方法適用條件4.當(dāng)因降水而危及基坑及周邊環(huán)境安全時，宜采用截水或回灌方法。截水后，基坑中的水量或水壓較大時，宜采用基坑內(nèi)降水。5.當(dāng)基坑底為隔水層且層底作用有承壓水時，應(yīng)進(jìn)行坑底突涌驗(yàn)算，必要時可采取水平封底隔滲或鉆孔減壓措施保證坑底土層穩(wěn)定。

7、機(jī)械分層開挖1.基坑挖土應(yīng)遵循先撐后挖的原則，島式、分層、分塊、對稱開挖；待支護(hù)樁冠梁、連梁、支撐施工完畢，支撐的強(qiáng)度達(dá)到100%后，才能進(jìn)行大面積開挖。2.土方應(yīng)分層分步，均勻開挖。3.基坑開挖，禁止超挖。挖土及時運(yùn)走，禁止堆在坑邊?；娱_挖時不得碰撞圍護(hù)樁。4.基坑較大時，為了減小基坑變形，基坑開挖后應(yīng)先分段施工素混凝土墊層，并將素混凝土墊層與支護(hù)樁相接，然后再進(jìn)行其他工作?；觾?nèi)四周素混凝土墊層下應(yīng)先施工排水盲溝。5.開挖過程中，開挖面的高差應(yīng)控制在3m以內(nèi)，并按不大于1:1放坡。6.開挖過程遇到淤泥層，適當(dāng)將出土平臺下方淤泥質(zhì)土層坡腳插打木樁，以防止動土坡發(fā)生。7.土方開挖過程中,對于

8、基坑中的降水井、工程樁、基坑支護(hù)樁應(yīng)進(jìn)行避讓和保護(hù)，周邊土方應(yīng)對稱留置和開挖。8.機(jī)械配置1）挖掘機(jī)挖掘機(jī)每小時生產(chǎn)率計(jì)算：Q=qnKmKb/Ks式中：q挖土斗容量1.6m3 n工作循環(huán)次數(shù)80次/h Km裝滿系數(shù)1.25 Ks土的松散系數(shù)1.25 Kb時間利用系數(shù)0.8每天按照工作兩個臺班計(jì)算，則需要挖掘機(jī)臺數(shù)： N=W/（QT）式中：W計(jì)劃工期內(nèi)挖掘機(jī)完成工作總量（m3） Q挖掘機(jī)生產(chǎn)率（m3/h） T計(jì)劃工期內(nèi)挖掘機(jī)的有效工作時間（T=0.6）2）自卸汽車自卸汽車生產(chǎn)率按下式計(jì)算：PJ=60×q×ke×kch×ksu/T式中：PJ 自卸汽車每小時生

9、產(chǎn)率：m³/ hq 汽車車箱容積ke 可松系數(shù)：1/1.25kch 汽車裝滿系數(shù)，考慮施工道路為土路，不宜裝的太滿，取0.85ksu 運(yùn)輸損耗系數(shù)：一般為0.941.0，取0.94T 汽車一次循環(huán)時間T=tz+ty+tx+tdtz裝車時間n/n0+tr ty行車時間（60L/Vz+60L/Vk）×Ktx卸車時間：1 mintd調(diào)車、等車時間：5minn汽車需裝鏟斗數(shù)：10n0每分鐘挖掘斗數(shù)：1.4tr汽車進(jìn)入裝位時間：1minL運(yùn)距：1公里以內(nèi)Vz重車行車速度：取為15Km/hVk空車行車速度：取為30Km/h 人工修平基坑開挖應(yīng)先由機(jī)器開挖至設(shè)計(jì)基底以上0.3m，其下土體

10、由人工挖除，禁止超挖。6 材料與設(shè)備6.1 材料開挖過程中只用到普通混凝土。6.2 設(shè)備表6-1 土方開挖機(jī)械選用表序號設(shè)備名稱規(guī)格型號用途1大挖掘機(jī)PC300挖土2長臂挖掘機(jī)（18m）住友300土方收尾專用（20m）3自卸汽車20m3土方外運(yùn)4經(jīng)緯儀DJJ2-2基坑監(jiān)控及軸線投放5水準(zhǔn)儀DZS3-1 標(biāo)高引測6塔尺5.0m標(biāo)高引測7鋼卷尺50m標(biāo)高引測/或量距8鏑燈3.5kW現(xiàn)場照明9碘鎢燈1.0kW輔助照明10照明電箱/現(xiàn)場及坑底照明11動力電箱/抽水用12水泵250QJ50-30/1基坑抽水13小電纜/移動電源7 質(zhì)量控制7.1 必須執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB

11、50202-2002）；建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2002)；建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范（YB9258-97）；建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-99）；建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范（JGJ/T111-98）；建筑變形測量規(guī)程（JGJ8-2007）；建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（GB50497-2009）；國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)程（GB12897-2006）；工程測量規(guī)范（GB50026-2007）；建筑樁基技術(shù)規(guī)范 (JGJ94-2008)建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程（JGJ33-2001）施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范（JGJ46-2005）建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例(國務(wù)院令第393號)7.2

12、施工前預(yù)控技術(shù)交底：技術(shù)交底是施工前最重要的環(huán)節(jié)。交底需分層次進(jìn)行交底，把交底落實(shí)到每個管理人員、項(xiàng)目開班組直至每一個操作工人。交底層次可按下表中執(zhí)行技術(shù)交底層次表：序號交底層次主要交底人交底內(nèi)容接底人1方案交底總工采暖施工方案項(xiàng)目各部門2書面交底總工施工工藝交底勞務(wù)隊(duì)技術(shù)主管3現(xiàn)場交底主管工長施工現(xiàn)場交底現(xiàn)場班組長4口頭交底主管工長施工過程中交底現(xiàn)場操作工人交底主要內(nèi)容是把施工中的各個節(jié)點(diǎn)做法、質(zhì)量要求交底到位。將現(xiàn)場交底貼至工人操作面上。7.3施工中過程控制施工過程中由主管工長及專職質(zhì)檢員進(jìn)行控制，做好施工過程中的驗(yàn)收控制、細(xì)部節(jié)點(diǎn)施工控制，加強(qiáng)巡回檢查，將存在的問題消滅在施工過程中。7.

13、4質(zhì)量要求1.嚴(yán)格執(zhí)行三檢制度，上道工序不合格不能組織下道工序施工，進(jìn)行基坑驗(yàn)槽時在項(xiàng)目部檢查合格的基礎(chǔ)上，報請管理公司、監(jiān)理工程師、設(shè)計(jì)單位、勘察單位共同參加復(fù)檢驗(yàn)收，合格后方可組織工程施工隱蔽記錄和組織下道工序施工。2.質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制1)保證項(xiàng)目：基土土質(zhì)必須符合設(shè)計(jì)要求，并嚴(yán)禁擾動。2）基本項(xiàng)目：表面標(biāo)高：允許偏差：-50mm。挖土?xí)r，施工員用水準(zhǔn)儀進(jìn)行跟蹤操平，按設(shè)計(jì)要求控制標(biāo)高，再用人工鏟除余土至基底標(biāo)高處。人工鏟除余土，修理邊坡達(dá)到要求。3.開挖施工要結(jié)合降水進(jìn)度，根據(jù)地下水位觀測結(jié)果確定開挖進(jìn)度，保證地下水在開挖面以下1m左右。4.開挖施工要充分利用信息化施工技術(shù)，加強(qiáng)對周邊圍護(hù)結(jié)

14、構(gòu)的檢測工作，指導(dǎo)開挖施工，當(dāng)監(jiān)測結(jié)果達(dá)到警戒值時，要立即停止開挖作業(yè)，對周邊地基加固后再繼續(xù)開挖。5.充分利用“時空效應(yīng)”概念組織開挖、支撐施工，采取縱向分區(qū)、豎向分層的方法，即做到及時做好水平支撐，又做到正常開挖。6.做好基坑內(nèi)外排水，保證排水通暢。8 安全措施8.1 基坑周邊安全防護(hù)措施1.基坑上口設(shè)置紅白相間的水平警示護(hù)攔一道，采用48×3.5鋼管搭設(shè)，立桿間距不大于2m，高1.4m，欄桿柱打入地面5070cm深，鋼管離基坑邊不小于50cm，橫桿三道，分別設(shè)置在0.2m、 0.7m、1.4m處，并用密目網(wǎng)進(jìn)行封閉封擋，待土方回填完畢后，方可全部拆除。詳見下圖8-1所示。圖8-

15、1 基坑安全防護(hù)欄桿示意圖2.利用鋼管搭設(shè)上下基坑的安全通道，以保證在坑內(nèi)作業(yè)人員上下基坑的安全。8.2 土方開挖安全措施1.挖土前，坑壁上和支撐上雜物清理干凈，防止后續(xù)施工過程中墜落傷人；2.挖土必須嚴(yán)格按照方案設(shè)計(jì)的程序進(jìn)行，按照時空效應(yīng)原理，分層、分區(qū)、分塊，盡量減少每步開挖面積。土方開挖過程中安排專人用長鏟鏟掉支撐梁下的土和石子，防止掉下傷人。3.土方開挖按踏步式逐行進(jìn)行，嚴(yán)禁一次突發(fā)性開挖到底，避免土體大量挖除后，造成土坡側(cè)向應(yīng)力增大過快而產(chǎn)生險情。4.挖土?xí)r注意土坡的穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)有裂縫及倒塌可能時，施工人員應(yīng)立即離開，及時處理。5.坑內(nèi)的動力及夜間照明電纜、電線、設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)審批

16、的臨時用電施工方案要求進(jìn)行布置，并在坑壁上有可靠的固定。主要通道不能留有黑影。6.嚴(yán)禁不戴安全帽、穿拖鞋、赤膊進(jìn)入施工現(xiàn)場，二米以上高空作業(yè)必須佩戴安全帶。7.施工現(xiàn)場的溝、坑等處必須有防護(hù)裝置或明顯標(biāo)志，井口必須加蓋或設(shè)置警戒線,并設(shè)專人看守保護(hù)。8.3 用電安全措施1.施工現(xiàn)場不得架設(shè)裸導(dǎo)線，嚴(yán)禁亂拉亂接電纜、電線，不得直接將其綁扎在金屬支架上。2.所有電氣設(shè)備的金屬外殼必須有良好的接地或接零保護(hù)。3.所有的臨時和移動電器必須設(shè)置有效的漏電保護(hù)開關(guān)。4.電力線路和設(shè)備的選型必須按國家標(biāo)準(zhǔn)限定安全載流量。5.在十分潮濕的場所或金屬構(gòu)架等導(dǎo)電性能良好的作業(yè)場所，宜使用安全電壓。6.現(xiàn)場應(yīng)有醒目

17、的電氣安全標(biāo)志，無有效安全技術(shù)措施的電氣設(shè)備不得使用。7.配電箱內(nèi)開關(guān)、熔斷器、插座等設(shè)備齊全完好，配線及設(shè)備排列整齊，壓接牢固，操作面無帶電體外露，電箱外殼設(shè)接地保護(hù)，每個回路設(shè)漏電開關(guān)，動力和照明分開控制，并單獨(dú)設(shè)置單相三眼不等距安全插座，上設(shè)漏電開關(guān)。8.施工現(xiàn)場的分電箱必須架空設(shè)置，其底部距地高度不少于0.5m。9.電焊機(jī)的外殼應(yīng)完好，其一、二次側(cè)的接線柱應(yīng)有防護(hù)罩保護(hù)，其一次側(cè)電源應(yīng)用橡套銅芯軟電纜，長度不得超過5m。10.現(xiàn)場照明線一律采用軟質(zhì)橡皮護(hù)套線并有漏電開關(guān)保護(hù)，移動式碘鎢燈的金屬支架應(yīng)有可靠的接地（接零）和漏電開關(guān)保護(hù)，燈具距地不低于2.5m。8.4 工地防火措施1.施工

18、現(xiàn)場建立安全防火班子，實(shí)行安全動火制度。2.對進(jìn)場的職工進(jìn)行消防知識教育。3.現(xiàn)場劃分用火作業(yè)區(qū)、易燃易爆區(qū)、生活區(qū)，接規(guī)定保持防火距離。4.現(xiàn)場設(shè)消防滅火器具，按規(guī)定對重點(diǎn)部位，主要部位配備足夠數(shù)量的滅火器具，并經(jīng)常維修保養(yǎng)，對消防器具設(shè)專人管理。5.發(fā)現(xiàn)火警及時向有關(guān)部門報告，并立即進(jìn)行滅火。9 環(huán)保措施鑒于本工藝施工過程的特點(diǎn)，主要環(huán)保措施有：9.1土方運(yùn)行過程中車輛慢行，避免揚(yáng)塵。9.2施工過程中應(yīng)注意噪音的影響，盡量優(yōu)先選擇低噪音設(shè)備。夜間施工燈光應(yīng)照射在工區(qū)范圍之內(nèi)，做到符合相關(guān)規(guī)定。9.3加強(qiáng)對施工機(jī)械設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，減少油料滲漏，對滲透的油料及時有效的處理。9.4 各種車輛經(jīng)

19、過居住區(qū)時應(yīng)減速慢行，不得鳴笛。9.5 施工隊(duì)伍應(yīng)調(diào)整好作業(yè)時間，盡量避免夜間作業(yè)，做到最小限度擾民。10 效益分析10.1 經(jīng)濟(jì)效益：使用本工法，由于在施工中過程控制，優(yōu)先支護(hù)和降水方式，施工順利，未見塌方等不利現(xiàn)象。10.2 工期：采用該工法，避免盲目施工，基坑安全，節(jié)約工期10%。10.3 社會效益：采用該工法，安全得到保證，質(zhì)量可靠，交叉部位混凝土不用設(shè)置施工縫。10.4 環(huán)保與節(jié)能效益：由于采取了一系列環(huán)保措施，取得了良好的效益。11 應(yīng)用實(shí)例11.1本工法應(yīng)用開發(fā)區(qū)西區(qū)西北組團(tuán)藍(lán)白領(lǐng)公寓二期工程應(yīng)用實(shí)例工程概況序號項(xiàng)目內(nèi) 容1工程名稱開發(fā)區(qū)西區(qū)西北組團(tuán)藍(lán)白領(lǐng)公寓二期工程2工程地址天

20、津市開發(fā)區(qū)西區(qū)秋實(shí)路以西，京津塘高速公路以北3施工單位中建環(huán)球建設(shè)集團(tuán)有限公司4建筑面積地下建筑面積29110.775m2地上建筑面積160268.49m25工期2011年 9月1日2012年12 月 20 日6建筑層數(shù)地 上15-26層地 下1層7建筑高度±0.00絕對標(biāo)高4.15m室內(nèi)外高差0.3m女兒墻高度0.6m檐口高度47-80m11.1.2工法應(yīng)用概況：2011年9月1日2011年12月20日完成該工工法，根據(jù)完成的經(jīng)驗(yàn)及各種技術(shù)資料完成施工工法成果編制。2011年11月14日：在建設(shè)單位的匯報會上。受到建設(shè)單位、監(jiān)理單位、質(zhì)監(jiān)站領(lǐng)導(dǎo)肯定。11.1.3該工法使用關(guān)鍵過程：高低交叉