武汉联投.荣域大型地下室基坑支护工程施工方案浅析

肖玉林

摘要：武汉联投同城时代置业有限公司拟在武汉市江夏区大桥区兴建联投·荣域项目二期住宅楼，地下室开挖深度3.05- 6.60m，地下室面积36719m 2，基坑周长1106m。

关键词：武汉联投·荣域；地下室；基坑支护；方案

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A

编制依据

一、图纸

1．武汉建工科研设计有限公司设计的《地下室结构设计图》（2013年）

2．湖北省地质勘察基础工程公司设计的《深基坑支护设计图》（2013年）

二、主要国家、行业及地方相关规范

《工程测量规范》GB50026-2007

《建筑桩基规范》JGJ94-2008

《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2003

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）

《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

《建筑地基基础技术规范》DB42/242-2003

《深基坑工程技术规程》DB42/159-2012

《武汉市深基坑工程设计文件编制规定》WBJ-1-2001

《建设项目管理规范》（GB50326-2001）

《建设工程施工现场管理规定》

三、相关法律、法规

《安全生产法》 《建设工程安全生产条例》 《建设项目环境保护管理条例》等法律、法规。

四、其他文件

1．公司《质量、环境和职业健康安全管理手册》、我公司ISO9002《质量保证手册》、《质量体系程序文件》和相关文件。

2．黄石市佳境建筑设计有限公司提供的《武汉联投同城时代置业有限公司联投·荣域住宅楼岩土工程勘察报告》。

1、工程概况

1.1 基坑支护工程概况

武汉联投同城时代置业有限公司拟在武汉市江夏区大桥区兴建联投·荣域项目二期住宅楼，该项目9、10、13、14、15、16、17#楼均为高层建筑物，整体设1层地下室，其中9#楼地上25层，其余6栋地上29层，均为剪力墙结构，筏板基础；纯地下室部分为框架结构，独立承台基础。本工程±0.00相当于绝对高程30.85m，现地面标高28.50-31.00 m；9#楼基底标高（包括垫层）为－5.9 m（绝对高程24.95m），其余主楼基底标高（包括垫层）为－6.3 m（绝对高程24.55m），承台面标高为－4.4 m，承台厚1.1 m（包括垫层），承台底标高25.35m，车道处基础底标高25.10m；地下室开挖深度3.05- 6.60m。地下室面积36719m 2，基坑周长1106m。

该工程上部结构由武汉建工科研设计有限公司设计，该工程的岩土工程详细勘察工作于2011年11月由黄石市佳境建筑设计有限公司完成。

1.2 基坑支护设计概况

基坑设计参数如下表：

基坑设计取用参数表

层号 名

称 重度

γ

（KN/M3） 粘聚力

Ca

（Kpa） 内摩擦角фa

(度) τ

（Kpa）

1 素填土 18.0 10 8 15

2 淤泥质粘土 18.4 10 6 18

3 粉质粘土 19.5 17 10 30

4 粘土 19.7 35 16 50

基坑支护结构主要采用土钉挂网喷锚支护+砼灌注桩支护。

1.3 地下水控制设计

上层滞水赋存于地表的（1）层素填土中，其主要补给来源为大气降水、生活用水等，勘察期间测得场地上层滞水稳定水位为地面以下0.2～0.4m。采用喷射砼C20混凝土对坡面封闭处理，为防止坡顶地表水体沿坑顶渗入基坑，坑顶外侧应修筑排水沟。基坑放坡坡脚线处设置砖砌筑的排水沟一道，规格为300×400，坡度为0.5%，且封底及沟壁用水泥砂浆收光。并按间距15-20m设置集水井，规格为800×1000。

为减少进入基坑内水量，在坡顶以外2m范围内喷成倒坡，坡度0.6%。坡顶排水沟采用红砖砌筑，规格为300mm*300mm。

为对坑边上层滞水进行有效疏导，沿喷锚面设置多个泄水孔。一般5m左右安装一个，根据出水量情况进行适当加密。

2.场地岩土工程条件

2.1 基坑周边环境

根据业主提供的资料和我公司现场调查的结果，基坑周边环境条件如下：

地下室北侧边轴线距用地红线（围墙）8.2m，红线外为宽约22.5m南车集团小区道路，局部（车道处）距用地红线（围墙）仅2.2m；东侧距用地红线最近约3.7m，一般为9.3-13.3m；南侧东段为红线内空地，南侧西段为在建11#、12#楼，其中11#楼距本工程地下室边线仅2.8m，12#楼距地下室边线仅4.8m，11#、12#楼均设1层地下室，11#楼基底标高25.05m，12#楼基底标高26.35m；西侧距用地红线（围墙）最近约6.5m，一般12.5m，红线外为大花岭街红旗小区，小区建筑物距地下室边线最近为17.5m。四周均有一定的放坡空间，可以放坡开挖（局部因坑壁土层较差，放坡空间不足）。

2.2 场地工程地质条件

拟建筑场区位于武汉市江夏区大花岭街红旗小区东侧，场区地貌单元属长江三级阶地垄岗区。场地绝对标高28.50m～31.0m（1956年黄海高程），地势较平坦。

根据本项目岩土工程勘察报告，与基坑有关的地基土分述如下：

（1）：素填土(Qml)

主要由灰黄色粉质粘土组成，夹少量砖渣及碎石等建筑垃圾，结构松散，属新近填土。层厚0.30～2.20m，场区均有分布，工程性质较差。

（2）：淤泥质粘土（Q4 al）

青灰色，软塑，含腐植物、白色螺壳等，局部夹湖塘淤泥或粉质粘土，属高压缩性土。层厚1.0～4.90m，局部分布，工程性质较差。

（3）：粉质粘土（Q4al+pl）

灰黄色，可塑，含少许Fe、Mn质氧化物及灰白色高岭土团块，属中等压缩性土。层厚0.80～5.00m，局部分布，工程性质一般。

（4）：粘土（Q4al+pl）

黄褐色，硬塑，含大量Fe、Mn质氧化物及灰白色高岭土团块，属中等偏低压缩性土。层厚8.60～18.10m，分布于全场区，工程性质好。

（5）：残积土（Qel）

红褐色，硬塑，主要为粘土，底部见大量碎石，含量、分布不均，属中等偏低压缩性土。层厚1.0～6.30m，分布于全场区，工程性质较好。

2.3 场地水文地质条件

本场地地下水类型为上层滞水和岩溶裂隙水。上层滞水赋存于上部填土层中，地下水位主要受气候因素影响，大气降水为其主要补给来源；岩溶裂隙水则赋存于深部灰岩岩溶裂隙中，受上覆粘性土层阻隔，与上层滞水无水力联系。

勘察期间，测得场地上层滞水稳定水位为地面下0.2～0.4m，对应标高为26.32～33.28m。

根据专门的水质检验报告及环境水文地质调查结果，判断该地下水对砼及砼中钢筋具微腐蚀性。

2.4本工程特点与难点

2.4.1工程特点

1） 如前所述,根据基坑周边环境特点,结合工程水文地质条件，按照《规定》（DB42/159-2012），可综合判断该基坑工程重要性等级为三级。

2） 场地上部地层为松散的素填土，局部分布有软塑状态淤泥质粘土层,该层主要分布于坑壁,是对基坑开挖不利的土层。素填土层中含有上层滞水，该层水对基坑坑壁稳定不利。

3）基坑开挖深度3.15～6.6m，总开挖面积约43579.3㎡。

4）基坑坑底、坑壁土层力学性质较好，仅基坑中部较差。

总之，本基坑的特点是：周边环境条件较好，工程地质条件简单，开挖深度一般，除中部外，开挖深度内土层力学性质较好。

2.4.2工程难点

2.4.2.1基坑面积大，主楼所占比重也较大，交叉作业多，势必对施工造成很大影响，施工管理难度大。必须科学合理的安排工期。

2.4.2.2挖土作业及出土量大

本工程采用大部分采用放坡开挖，土方工程量较大。

2.4.2.3现场环境保护难度大

由于土方外运都是严重污染环境的工序，现场环境管理工作就异常艰巨，必须采取完备的控制扬尘措施、渣土消纳措施、泥浆处理措施。确保环保达标。

3、基坑支护方案的施工条件

3.1施工依据

⑴《武汉联投·荣域二期地下室基础、底板布置平面图》

⑵《武汉联投同城时代置业有限公司联投·荣域住宅楼岩土工程勘察报告》

⑶《湖北省深基坑工程技术规程》（DB42/159-2012）

⑷《建筑基坑支护技术规定》（JGJ120-2012）

⑸《混凝土结构设计规范》（GBJ50010-2010）

⑹《土层锚杆（索）设计与施工规范》（CECS22：90）

⑺周边环境等相关资料。

⑻武汉联投·荣域二期基坑支护工程设计书

3.2 施工材料

土钉挂网面积12110m2，排水沟2138m。支护桩244根，砼方量约1461m3。

4、施工组织管理

4.1 施工组织部署

4.1.1该工程施工组织以支护桩及冠梁施工、土方挖运、喷锚挂网施工为主。

4.1.2整个工程分支护桩施工、冠梁施工、土方挖运、喷锚挂网和辅助施工，通过平衡协调及调度，紧密地组织成一体。

4.2 施工协调管理

4.2.1与设计单位的协调

①进一步了解设计意图及工程要求，根据设计意图提出具体施工实施方案。

②会同业主、监理根据现场实际对设计提出建议，完善设计内容和设备选型。

③协调施工中需与设计人员协商解决的问题，解决不可预测因素引起的其它问题。

4.2.2与监理公司及业主的协调

①在施工过程中，严格按照经业主及监理公司批准的施工组织方案进行对施工进度和施工质量的管理，在施工自检上，接受监理工程师的验收和检查。

②贯彻施工单位已建立的质量控制，检查管理制度，并以此对各施工工序严格控制，确保工程质量。

③所有进入施工现场使用的成品、半成品、设备、材料、均主动向业主及监理工程师提交合格证及质保书，并按监理工程师要求对使用材料送检。

4.2.3 与监测单位的协调

①会同业主及监理公司对监测方案提出合理建议。

②及时掌握监测成果，采用信息法施工，针对监测成果及时会同监理及业主分析，及时指导下步施工。

4.3 组织管理体系

5、施工平面布置及管理

5.1因该施工场地周边较为开阔，材料堆场在土方开挖前设置于场区内部，在土方开挖后，喷锚施工的所需材料放于基坑边5m以外，且不得超过设计荷载。

5.2在施工期间，前期进出本小区南侧的施工便道作为基坑支护施工进出通道。

5.3现场材料加工区可根据施工需要就近设置。

5.4现场平面布置管理（具体见施工现场平面布置图）

将整个现场施工各施工段流水作业，并从技术角度，合理安排施工顺序。

5.4.1对每一工艺的施工，结合其施工特点，对材料堆场，加工、设备行进路线等应合理布置，每一工艺的施工必须考虑下一工艺施工的布置，避免相互影响，浪费人力、物力。

5.4.2设专人对现场统一管理，合理布置、调度。

5.4.3基坑开挖后基坑周边2m范围内严禁堆载，5m以外堆载不得超过设计值。

6、施工总体部署

根据本基坑支护设计，结合本工程具体特点，其基坑支护的施工顺序确定为：

土方开挖→土钉挂网→地下室结构施工→基坑回填。

7、主要施工方法

7.1 喷锚支护施工

1）参加图纸会审，明确图纸要求。测量放线，土方开挖。

2）严格控制注浆量、注浆压力等参数，保证施工质量的可靠性。

3）喷射混凝土应满足国家标准（GB50086-2001）有关规定，喷射C20的细石混凝土，水灰比0.45，粗骨料粒径5～10mm，喷层初凝小于10min，终凝小于30min；

4）严格控制坡面形位尺寸，施工完成后，坡面应平整美观。

5）喷锚支护与土方开挖同时进行，必须密切配合。土方分层、分段开挖，喷锚支护跟随施工。每层土方开挖深度为该层土钉下方0.2～0.3m，严禁超挖。

6）每层土方开挖时需留6～8m宽支护施工作业面，开挖后边坡坡面需留10cm厚土层，然后立即进行修坡→初喷→土钉→挂网→复喷砼施工。一层施工结束后间隔24小时才能开挖同一段下一层土方。

7）修坡、挂网、初喷应配合密切，施工迅速，尽量缩短暴露时间

8）严格按照基坑支护设计的要求来施工

7.2钻孔灌注桩施工：

施工机具采用旋挖钻机成孔，成孔后用吊车将制作好的钢筋笼吊放入钻孔，然后下导管、进行水下砼浇筑。桩身砼强度等级为C30，纵向钢筋的砼保护层厚度50mm。

7.2.1护筒的埋设

（1）护筒采用钢护筒，用8mm厚的钢板制成。护筒上部留有1 个350×350mm的溢浆口，并焊有吊环。护筒高2m，φ900的桩，采用内径为1000mm的护筒，φ950的桩采用内径为1050mm的护筒。

（2）埋设护筒前，先在桩孔周围设四个定位桩，以便校正桩位，埋设在钻孔中心位置，使护筒中心与钻孔中心重合。定位桩用φ12～18mm的钢筋打入土中，并用低标号砼或者水泥砂浆加固，施工过程中不得随意破坏。

（3）埋设护筒时，采用挖埋法，在护筒周围对称均匀地回填粘土，分层夯实，使其达到最佳密实度，埋设深度为1.9m。护筒中心和桩位中心的偏差不得大于50mm，倾斜度偏差不得大于0.5%。护筒与孔壁周围的间隙要用粘土填筑密实。

（4）埋设护筒时应注意护筒位置与垂直度准确与否，护筒周围和护筒底脚

是否紧密，是否不透水（护筒高度），护筒顶端应高出地面10cm。

（5）沿着护筒溢浆口挖循环槽至泥浆池。

7.2.2钻机就位

旋挖钻机就位

1）成孔设备就位后，必须平正、稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动。旋挖钻机自行至桩位上，调整机架的垂直度，并用吊锤测量钻杆，判断钻机是否水平。用吊锤和水平尺及时检查、调整、机架的垂直度，钻头中心对桩位中心偏差不得大于20mm。

2）钻架立起后，要认真检查导向装置，看其是否稳定，是否与转盘垂直。

3）钻头采用合金刀头。

7.2.3钻进

旋挖钻机为取土钻进，钻孔钻进及起钻时采用低压匀速，避免或减少斜孔、弯孔和扩孔。

7.2.4钢筋笼制做及吊放

本工程桩长约为10m，钢筋笼为一节制作。

（1）钢筋笼所有钢材必须有材质证明，并要求检验合格，方可使用。

（2）钢筋笼按照设计图制作，每节钢筋笼的纵向钢筋接头采用直镙纹连接。同一截面上的钢筋接头不得超过主筋总根数的50%，且两相邻接头位置应错开1200mm。封闭箍和封闭环箍采用单面搭接焊，焊缝长度10d，与主筋隔一根错位电焊，焊条采用E43焊条。

（3）加劲箍筋与主筋采用点焊连接，设置在主筋内侧；螺旋箍筋与主筋采用点焊连接，点焊应成梅花形式，设置在主筋外侧。

（4）钢筋笼加工应在专门的滚筒架上制作，严禁在雨后的泥地上滚动。

（5）竖向主筋钢筋保护层厚为50mm，允许偏差±10mm。采用软钢隔离杆件与箍筋焊接定位。

（6）搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形。钢筋笼的吊放可设双吊点或单吊点，吊点位置应恰当，一般应在加劲箍筋处。吊放钢筋笼入孔时，应对准孔位徐徐下放至设计标高，若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理，严禁高起猛落式的强行下放。 上下主筋位置应对正，保持钢筋笼上下轴线一致。钢筋笼顶吊放至设计标高后，应用4根φ8的钢筋把钢筋笼悬吊于孔中，孔口用两根钢管固定。

7.2.5设置导管

（1）准备3套总长30m的刚性导管，导管壁厚不小于4mm，直径宜为200～250mm；导管中间节一般长2～2.5m，底管长度不宜小于4m，接头宜用双螺纹方扣快速接头。

（2）导管使用前应进行拼装，并要做水密试验，试水压力为0.6～1.0MPa。

（3）导管上口设置一漏斗，漏斗下端可焊接不长于0.5m的导管，以便漏斗与导管连接在一体。导管下入孔中的深度必须严格测量，以便掌握管底口到孔底的距离。

（4）导管提升时，不得挂住钢筋笼。

7.2.6第二次清孔

（1）导管就位后，在导管上口安装上配套盖头后，以泥浆泵把钻孔底部因下钢筋笼和导管而引起的再次沉淀的钻渣及仍然悬有钻渣的比重较大的泥浆抽出，并注入比重大于1.2的泥浆。

（2）清孔一阵后，测量孔底沉渣厚度和孔内泥浆比重，若均达到清孔标准后，可立即开始灌注砼。

（3）沉渣厚度的测量

沉渣厚度由终孔时的孔深与清孔后的孔深的差值计算得出，即

沉渣厚度=终孔孔深—清孔孔深

按照设计要求，砼浇灌前，孔底沉渣厚度不得大于50mm。

7.2.7设置隔水栓

（1）隔水栓可用1：1的水泥砂浆拌和物或砼做成，用塑料袋包装。隔水栓的大小应根据导管的内径进行确定，浇注砼前应做一次试验，以检验隔水栓的大小是否合适。

（2）灌注砼前，先将隔水栓用8号铁丝悬挂于导管内，等待灌注砼时再迅速剪断。

7.2.8浇注砼：

砼采用商品砼，砼强度等级C30，根据水下浇灌砼的要求，砼坍落度宜控制在180～220mm之间。

（1）首批灌注砼量

首批灌注砼的数量应能满足导管初次埋置深度（≥1.2m）和填充导管底部间隙的需要，并形成混凝土、泥浆界面，使泥浆与混凝土分隔开来。

（2）砼采用商品砼。

（3）将砼倾倒在储料吊斗中，再用起重机将吊斗吊于漏斗和导管上方，卸料浇注砼。首批砼灌注时，导管下口至孔底的距离一般宜为300mm，导管埋入砼中的深度不得小于1.2m。

（4）灌注开始后，应连续进行，相邻两吊斗砼的间隙时间最多不得超过30分钟，要经常探测孔内砼面位置，及时调整导管埋深，导管埋深一般不宜小于4m或大于6m。

（5）孔内砼面位置的探测应较为准确，可采用锥形探测锤，锤重不宜小于4kg。

（6）灌注完毕后的砼面标高应高出设计桩顶标高。

（7）桩身砼必须留有试件，每根桩应有1组试块，且每个浇注台班不得少于1组，每组3件。

7.2.9砼养护

桩身砼进行自然养护，并要求用钢筋网片或铁板覆盖孔口，过24小时后，填入粘土至地面。

7.2.10钻孔灌注桩施工允许偏差

桩径允许偏差：±50mm（负值仅指个别断面）。

垂直度允许偏差：小于1%。

桩孔深度允许偏差：+100mm

孔底沉渣厚度：≤50mm。

桩位允许偏差：群桩基础的边桩，不应大于D/6，且不大于100mm；群桩基础的中桩，不应大于D/4，且不大于150mm。

7.3 冠梁施工技术方案

1、施工工艺

钻孔支护桩施工完→达到设计强度80％后→开挖土方将桩顶浮浆凿打清理→浇捣垫层→钢筋校正→制作绑扎冠梁钢筋→冲洗干净→制安模板→检查验收→浇筑砼→砼养护

2、冠梁施工技术控制要点

（1）钻孔灌注桩施工完毕即可进行桩顶土方开挖。开挖土方时，考虑到机械开挖的方便及支立模板要求，基坑的边缘按冠梁两侧各1米设置、用石灰洒好边线后用挖机进行开挖，开挖的深度一般低于冠梁底面标高10cm，并且在有水影响时做好排水沟和集水井及时排除积水。

(2)破桩头

沟槽开挖完成，及时测量桩顶标高，确定应凿除的桩头高度后，安排凿除桩头，桩头破除应考虑钻孔灌注桩桩头钢筋深度，依次破除到位；当桩顶标高不够时，组织进行接桩。凿除桩头后的桩顶标高应高于桩顶设计标高10cm，以保证设计要求埋置深度，然后对桩基位置进行复测，检查桩基偏位情况。桩头凿除完成之后进行桩基的无破损检测，检测前将桩顶处打磨一块平整位置，然后用干净的水冲洗干净，桩基检测合格后方能进行下一道工序施工。

(3)浇注垫层砂浆

冠梁开挖至要求的高程后，应及时进行底面找平，找平砂浆的顶面标高与冠梁的设计底面标高相同，砂浆找平完成后，用全站仪精确放出桩基的中心点，并按轴线放出冠梁轮廓，弹出墨线，完成后由技术员、质检员进行检查，确保模板安装位置的准确性。

(4)钢筋加工与安装

a、钢筋应具有出厂合格证，分批进场，分批进行验收，且必须经过试验检验合格后方可下料制作。

b、钢筋弯制前必须除锈，钢筋的表面应该洁净，油渍，漆垢、和铁锈应立即清除干净。在焊接前，水锈应清除。钢筋应平直，无局部曲折，成盘的和弯曲的钢筋均应该调直。

c、钢筋接头采用搭接焊，焊接接头与钢筋弯曲处距离不应小于10d。同一区段范围内（不小于35d）主筋搭接焊数量不得超过主筋数量的50%，所有焊工均持证上岗。

d、在浇注砼之前，应对已安装好的钢筋检查，填写检查记录，如有误差应及时纠正。

e冠梁钢筋加工严格按照施工图加工。

(5)模板制作及安装

冠梁采用木模板，模板的尺寸规格、平整度、强度、稳定性均应满足要求。模板应按轮廓墨线安装，表面清理干净。模板的支撑以及栓接要牢固，在模板安装完成后，技术人员要认真检查每一道拉杆和支撑。严格按图纸及规范施工，纵横轴线不得有误，保证板面拼接平整度，保证模板拼缝直顺、平滑过渡、不漏浆，并在砼浇注之前进行复查。

(6)砼施工

施工冠梁砼前要用钢刷将破桩后钢筋上的淤泥清洗干净。

冠梁混凝土施工时尽量安排在晚间温度较低时进行，以降低混凝土的入模温度，冠梁混凝土一次浇注。

严格按砼配合比通知单进行施工，砼采用拌和站集中拌和，混凝土采用砼罐车运输、泵车浇注。浇注砼前将模板内的杂物清除干净，并对模板和钢筋再次进行检查。砼灌注从低处开始逐层扩展升高，并保持水平分层，卸落砼时应设置溜槽等设备，以防止砼降落高度较高而造成离析。振捣使用插入式振捣棒，分层厚度为30cm。振捣棒插入的距离以直线行列控制，间距不得超过作用半径的1.5倍。振捣棒应尽量避免碰撞钢筋，更不得放在钢筋上。振捣棒开动后方可插入砼内，振完后应徐徐提出，不得过快或停转后再拔出机头，以免留下孔洞。振捣棒应插入下层使两层结合成一体。振捣合格的要求：砼停止下沉，无气泡上升，表面平坦、无翻浆。砼浇注应连续进行，如因故间歇不应超过允许间歇时间，以免在前层砼初凝前将本层振捣完毕。

(7) 拆摸、养生

冠梁模板属非承重构件，一般砼强度达2.5MPa时可拆除。拆除时要安排专人指挥和监督，保证其表面以及棱角不因拆模而导致损坏。砼养护采用塑料布或土工布覆盖洒水养护，保证湿润养生时间不少于7d。

8、土方挖运

①土方开挖采用反铲开挖，开挖前由测量员测放基坑开挖线。

②土方开挖在基坑四周应分层开挖根据设计方案，本基坑土方开挖分成2层。坡面采用人工修坡，严禁机械对已形成的坡面进行碰撞破坏。

③基坑周边开挖时，必须做到开挖一层，支护一层，开挖一段，支护一段，严禁超挖。开挖后，坡面要及时支护，不得暴露过长。同一坡面上，上层支护体施工完成时间与下层土开挖时间间隔不得少于48小时。

④为了防止反铲下坑开挖，基坑中部土层则采用一次性开挖完成。反铲及土方运输通道设置与基坑中部。

⑤各段的放坡坡率见基坑支护设计书

土方的开挖需与土方运输单位共同完成组织设计。

施工现场平面布置图