武汉中建-住宅深基坑工程安全专项施工方案

1 工程概况
1.1 工程建设概况
武汉TCL康城绿洲项目•C地块由4栋高层住宅、4栋多层住宅、S2、S3商业及1栋幼儿园组成，占地面积约2.77万m²，总建筑面积约10.20万m²，其中地下室面积约1.61万m²。
本工程±0.000=22.90m，根据武汉市测绘研究院提供的《武汉TCL康城房地产有限公司（康城绿洲）1:500地形图》，施工现场场地标高平均低于±0.000约1m。
结构类型：框架-剪力墙结构。

1.1.1 现场及周边环境
本工程位于武汉市洪山区，场地平面为不规则矩形，东侧为B地块，南侧为正在施工的金地工地，西侧为农田菜地，北侧为农田菜地。场地内桩基施工完毕，地势较为平缓，即将进行深基坑工程施工。为保证深基坑工程顺利实施，在工程实施之前，应查明各类障碍物具体分布平面位置及深度，并给予清除。

1.1.2 场区工程地质条件
武汉市区位于淮阳山字型前弧西翼与新华夏构造体系的复合部位，属淮阳山字型前弧西翼葛店-汉阳褶皱带。区内大地构造跨及扬子准地台和秦岭褶皱系两个一级构造单元。以襄（樊）－广（济）深大断层为界，中南部隶属扬子准地台的四级构造单元武汉台褶束，北部为秦岭褶皱系之四级构造单元新洲凹陷之南缘。
由于区内经历了大别、扬子、加里东、华力西－印支、燕山－喜马拉雅等多次构造运动，使区内构造更趋复杂。新洲凹陷是在古老结晶基底上发展起来的中生代沉积盆地；武汉台褶束由古生界及早三叠系组成的一系列北西西向或近东西向复式褶皱组成，并伴有与轴线平行或近于平行的走向断层及北西向、北东向、北北东或近南北向的断层。
武汉市基岩地质图显示，拟建场地北面有一条近东西方向的推测断层通过，但该断层上覆盖有数十米厚度的第四系覆盖层，且无全新世活动迹象，故对场区的稳定性影响不大。
根据区域地质构造资料，武汉地区的地质构造均属古老的地质构造，且无新的活动迹象，因此区域地质构造稳定性良好。
根据区域地质资料显示，本场地所在区域的下伏基岩为志留系泥质岩类，无土洞、暗沟（塘）、滑坡等不良地质现象，故该场地稳定。
据勘察深度内揭露，场区内覆盖层为一套达30-40米的第四系全新统冲积地层，具有典型的二元结构，下卧基岩为志留系泥质粉砂岩或泥岩地层。根据钻探取芯观察、室内土工试验、静力触探、标准贯入试验及重型动力触探试验等特征，按其成因、结构特征及强度将场地内土层划分为8层组13层。场地的工程地质分层、埋深、岩性特征及空间分布详见 “岩土工程地质分层表”。

1.1.3 场区水位地质条件
场地地下水为上层滞水及孔隙承压水类型，上层滞水赋存于①素填土中，主要接受大气降水补给，水量少，无统一自由水面，水量与周边排泄条件关系密切；孔隙承压水赋存于⑤~⑥层砂土层中，为本场区的主要地下水含水层，其水位受长江水位变化影响，水量丰富。据区域水文地质资料，拟建场地承压水水位年变幅为3m~4m。上下层地下水因粘性土隔离而无水力联系。钻探期间测得上层滞水水位埋深为0.20~1.50m，相当于标高20.14~21.82m；承压水头标高约18.80m。
通过地质勘察单位的抽水试验报告，本工程含水层水文地质参数承压含水层取值k=15m/d，R=170m。
据调查该场地无历史污染，场地附近无污染源，依据所采取的3组地下水试验及6组土壤易溶盐分析结果，按《岩土工程勘察规范（2009年版）》（GB50021-2001）附录G判定本场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对砼中钢筋具微腐蚀性；场地土对建筑材料具微腐蚀性。
1.2 分部分项工程概况
1.2.1 深基坑支护设计概况
本工程设置1层地下室，深基坑呈不规则多边形（如插图2示），开挖面积约2.29万㎡，开挖深度5.45m。建设场区为属长江一级阶地，工程地质和水文
地质较为复杂。深基坑部分周边环境较为严峻，重要性等级为二级。
本工程C地块采用放坡，放坡+被动区加固两种支护形式。土方开挖采用退挖方式分层、分段、均衡方式进行开挖。地下水控制采用深井降水和周边隔水帷幕相结合。
C地块深基坑工程围护设计根据工程情况划分为四个区段,详见插图3~插图5：
①AB段、BC段、DE段、GH段：放坡喷锚+四排Φ500@400水泥土搅拌桩；
②CD、EF区段：放坡喷锚+四排Φ500@400水水泥土搅拌桩+被动区搅拌桩加固；
③FG、HA区段：放坡喷锚+四排Φ500@400水水泥土搅拌桩。

1.2.1.2 止水帷幕设计
根据周边环境，止水帷幕采用粉喷工艺。粉喷桩采用42.5MPa普通硅酸盐水泥，水灰比0.5~0.6，水泥掺入比15%。粉喷桩养护龄期为28天，达到养护龄期后方可开挖土方。粉喷桩采用Φ500@400进行施工，组内相互咬合100mm，组与组之间咬合100mm。
1.2.1.3 被动区加固设计
深基坑内部采用水泥土搅拌桩进行地基加固，搅拌桩采用42.5MPa普通硅酸盐水泥，水灰比0.5-0.6水泥参入比，水泥掺入比15%，搅拌桩养护龄期为28天，无侧限抗压强度qu≥1.0MPa时方可进行深基坑开挖。
（1）CD，EF段坑内搅拌桩采用水泥土搅拌桩进行地基加固，采用Φ500@400进行施工，组内相互咬合100mm，组与组之间咬合100mm，由外而内共4.8m，桩长为3.00m。
（2）深基坑内部坑中坑、电梯井,采用3排Φ500@350水泥搅拌桩施工，桩长为底板底标高至电梯井或坑中坑垫层底标高以下3m处（如下图）。
（3）T10#塔吊基础周边，采用3排Φ500@350水泥搅拌桩施工，桩长为塔吊基础面以下5m处（如下图）。

1.2.2 降水工程设计概况
本深基坑地表水将根据地形情况和场地条件，在深基坑坑顶设置排水沟和反向坡进行疏排，进入市政下水道中；深基坑地库底已经揭露含水层，且基底基本坐落在含水层较丰富的粘土及粉质粘土夹粉砂层。
1.2.2.1 上层滞水
在深基坑开挖前，对已查明的废弃管道均应进行封闭。在深基坑开挖时，密切观察地下水渗漏情况，及时查清其来源并进行必要的封堵处理。为防止地表水从坡顶渗入边坡，坡顶以外1.5m内用C20细石混凝土硬化，硬化面设计成倒坡，以便于地表水流入排水沟。坡底排水沟沿坑底坡脚设置，且应在深基坑开挖至基底前形成，主要为疏排坑内积水、保护基底土层。
1.2.2.2 承压水
结合勘察报告提供的地下水情况，本工程止水帷幕采取双排粉喷桩止水帷幕，深基坑共设置24口中深井降水井，其中疏干井13口，减压井11口，井深26米。降水井分布及构造详见4.3节深基坑降水施工。井点降水通过架设支管和深基坑外排水沟引排至市政管网。
1.2.3 土方工程概况
本工程占地面积27744㎡，目前C地块准备进行土方开挖阶段。根据业主开发进度及设计院提供的C地块施工图纸，我司将C地块土方开挖工程划分为3个区，由东至西分别命名为C-1区、C-2区、C-3区，各区将根据业主施工指令及周边施工情况分段组织开挖。具体分区情况详见第4.5节“土方开挖”。
1.3 施工平面布置
1.3.1 施工总平面布置依据
1、中信建筑设计研究总院有限公司提供的图纸；
2、国家、湖北省、武汉市有关施工规定、规程，安全文明施工标准和规定；
3、现场踏勘情况。
1.3.2 现场平面布置原则
施工总平面布置合理与否，将直接关系到施工进度的快慢，为保证现场施工顺利有序的进行，具体的施工平面布置原则如下：
1．在武汉市有关规定的指导下进行本工程施工平面布置。达到武汉市有关环保和文明施工要求；
2．依据工程特点和各施工阶段施工管理要求，对施工平面实行分阶段布置和管理，把办公区、生活区和生产区分开布置；
3．方便后续工程总承包商进行调整、管理；
4．紧凑有序，在满足施工的条件下，尽量节约施工用地；
5．按专业划分施工用地，尽量避免各专业用地交叉而造成的相互影响干扰；
6．在满足施工生产需要和武汉市政府有关规定的前提下，按照美观、实用、节约的原则进行建设规划临时设施；
7．在保证场内交通运输畅通和满足施工对材料要求的前提下，最大限度的减少场内运输，特别是减少场内二次搬运；
8．尽量避免对周围环境的干扰和影响；
9．符合施工现场卫生及安全技术要求和防火规范。
1.4 施工要求及技术保证条件
本深基坑工程包括钻土钉挂网喷射砼、土方开挖等主要施工项目。根据本工程特点、地质条件、环境情况等，在确保安全、经济的前提下，特编制本专项施工方案。并充分利用现场监测信息指导施工，严格控制施工程序，做到信息化施工。
1.4.1 降水井施工要求
(1)降水设备的管道、部件和附件等，在组装前必须经过检查和清洗。滤管在运输、装卸和堆放时应防止损坏滤网。
(2)井孔应垂直，孔径上下不一致。井点管应居于井孔中心，滤管不得紧靠井孔壁或插入淤泥中。
(3)井点管安装完毕应进行试抽，全面检查套管接头、出水状况和机械运转情况。一般开始出水混浊，经一定时间后出水应逐渐变清，对长期出水混浊的井点应予以停闭和更换。
(4)降水施工完毕，根据结构施工情况和土方回填进度，陆续关闭和逐根拔出井点管。土中所留孔洞应立即用砂土填实。
1.4.2 挂网喷射砼施工要求
(1)施工按照放线→开挖→护坡→开挖…顺序逐层分段进行网喷施工流程作业，支护工艺流程为:开挖→挂网→喷射砼。
(2)喷射砼强度为C20，水泥:砂:石子=1:2:1.2，水泥采用32.5MPa矿渣水泥。喷射砼厚度必须达到设计要求。
(3)挖土必须与网喷支护相结合，分层开挖，分层支护，严禁超挖。
(4)洒水养护：喷砼结束待坡面砼初凝后及时洒水养护。
1.4.3 土方开挖施工要求
（1）土方开挖顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。
（2）防止深基坑挖土后土体回弹变形过大
深基坑土体开挖后，地基卸载，土体中压力减少，土的弹性效应将使深基坑底面产生一定的回弹变形（隆起）。回弹变形量的大小与土的种类、是否浸水、深基坑深度、深基坑面积、暴露时间及挖土顺序等因素有关。如深基坑积水，粘性土因吸水使土的体积增加，不但抗剪强度降低，回弹变形亦增大，所以对于软土地基更应注意土体的回弹变形。回弹变形过大将加大建筑物的后期沉降。
施工中减少深基坑回弹变形的有效措施，是设法减少土体中有效应力的变化，减少暴露时间，并防止地基土浸水。因此，在土方挖至设计标高后，尽快浇筑垫层和底板。必要时，可对基础结构下部土层进行加固。
（3）防止边坡失稳
目前挖土机械多用斗容量1m3的反铲挖土机，其实际有效挖土半径约5~6m，而挖土深度为4~6m，习惯上往往一次挖到深度，这样挖土形成的坡度约1：1。由于快速卸荷、挖土与运输机械的振动，如果再于开挖深基坑的边缘2~3m范围内堆土，则易于造成边坡失稳。
挖土速度快即卸载快，迅速改变了原来土体的平衡状态，降低了土体的抗剪强度，呈流塑状态的软土对水平位移极敏感，易造成滑坡。
（4）防止桩位移和倾斜
对先打桩后挖土的工程，由于打桩的挤土和动力波的作用，使原处于静平衡状态的地基土遭到破坏。对粘性土由于形成很大的挤压应力，孔隙水压力升高，形成超静孔隙水压力，土的抗剪强度明显降低。如果打桩后紧接着开挖深基坑，由于开挖时的应力释放，再加上挖土高差形成一侧卸荷的侧向推力，土体易产生一定的水平位移，使先打设的桩易产生水平位移。为此，在桩打设后，宜停留一定时间，并用降水设置预抽地下水，待土中由于打桩积聚的应力有所释放，孔隙水压力有所降低，被扰动的土体重新固结后，再开挖深基坑土方。而且土方的开挖宜均匀、分层，尽量减少开挖时的土压力差，以保证桩位正确和边坡稳定。
（5）大型挖土时，应经常注意观察附近已有建筑或构筑物、道路、管线，有无下沉和变形。如有下沉和变形，应与设计和建设单位研究采取防护措施。
（6）挖掘发现地下管线（管道、电缆、通讯）等应及时通知有关部门来处理，如发现测量用的永久性标桩或地质、地震部门设置的观测孔等亦应加以保护。如施工必须毁坏时，亦应事先取得原设置或保管单位的书面同意。
（7）为确保支护体系施工质量和周边环境安全，加快施工进度，要求土层开挖与支护施工相互衔接，互相配合。
（8）土方开挖采取分区、分段、分层开挖方式进行。应提供喷射砼足够的养护时间。土方开挖至基底后，对基础承台（或独立基础）及连梁采取人工掏挖方式。
（9）土方开挖宜采取机械开挖和人工开挖相结合方式，一般情况下采取机械开挖，坑角土方宜采取人工开挖。深基坑开挖至距坑底300mm左右时宜改为人工清理坑底，严禁超挖。
（10）严格按设计的要求进行土方开挖，土方随挖随运，不得随意堆置在深基坑周边。
（11）在坡顶或坡底设置排水沟，做好坡面、坡底的排水防水工作。
（12）开挖后期深基坑边坡顶面禁止堆载。开挖至坡底后应尽快开展基础施工，以减少深基坑暴露时间。
（13）在深基坑开挖过程中，应及时组织抽排深基坑内积水。

2 编制依据
本方案为武汉TCL康城绿洲项目C地块深基坑支护、降水和土方开挖工程的专项施工组织设计，用以指导深基坑的施工组织与管理，以确保优质、高速、安全地完成深基坑工程的施工任务。专项施工方案编制依据如下：
2.1 图纸及合同
1.与业主签订的工程施工合同；
2.武汉TCL康城绿洲项目深基坑支护工程（以下简称本工程）招标文件及答疑记录；
3.中信建筑设计研究总院有限公司提供的本工程C地块施工图纸（纸质版蓝图）；
4.业主提供的本工程岩土工程勘察报告《武汉TCL康城绿洲项目岩土工程勘察报告（详勘）》；
5.由中南勘察设计院设计的的本工程深基坑支护设计图纸。
2.2 其他资料
1、业主提供的场地地下管网资料、周边建筑物鉴定及现场勘察有关情况；
2、中建三局质量管理体系文件和企业现行施工工艺和工法；
3、建设部《关于印发〈危险性较大的分部分项工程安全管理办法〉的通知》。
4、我司现场和周边环境的实地踏勘情况。
2.3 主要规范、规程、标准及法律
中华人民共和国、行业和武汉市政府颁布的有关法律、法规及规定；
中华人民共和国、行业和武汉市政府颁布的现行有效的建筑结构和建筑施工的各类规范、规程及验评标准；
ISO9001质量管理标准、ISO14001环境管理标准、OSHMS18001职业安全健康管理标准。

投稿会员：芳华