無支護基坑開挖作業指導書

本作業指導書適用於埋置深度5m以內（地質條件好或放坡開挖不受周圍條件限制時，深度可以大於5m）淺基礎的基坑開挖施工。因其施工簡便，工程措施靈活，施工中普遍採用。

2 作業準備

2.1 內業技術準備

2.1.1 編制作業指導書、操作規程，組織技術交底、技術培訓。

2.1.2 根據施工圖標示的地質、水文資料並結合現場具體條件確定基坑開挖方案，包括開挖方法、放坡形式、機械設備、坑底尺寸以及安全質量措施等。

2.2 外業技術準備

2.2.1 須做好施工測量，測定橋墩、臺的中心樁、基礎縱橫邊線、中線和臨時水準基點，同時還必須做好斷面測量，放出基坑邊樁，經核對無誤後，方可施工。

2.2.2 按照基坑施工要求，清除地面堆土及妨礙基坑開挖的障礙物，對受開挖影響的架空線和地下管線，應採取遷改或保護措施。

2.2.3 基坑開挖前還必須搞好防水、排水工作，應在基坑頂部邊緣外四周挖好防水、排水溝以攔截雨水。若基坑在低凹處或河床中，為了排幹積水，必須準備足夠的排水機具。

2.2.4 完成水通、電通、通信通、路通和場地平整的"四通一平"工作，備妥基坑開挖的挖掘機械、運渣汽車、抽水機等設備。

3 技術要求

3.1 基坑開控前安排測量人員進行承臺放樣和標高測量。

3.2 技術人員根據測量人員提供的數據以及現場土質情況確定開挖範圍、開挖深度、開挖坡度、支護方案，同時對地下水較豐富、地質條件差的地段，需確定打降水井的位置和深度。

4 施工程序與工藝流程

4.1 施工程序

施工程序為：施工準備——測量放線——外部引截排水——基坑開挖——坑內排水——基坑清理——基坑檢查報檢等。

4.2 工藝流程

圖4.2 無支護基坑明挖施工工藝及質量控制流程圖

5 施工要求

5.1 測量放線

首先利用控制測量網通過全站儀或GPS儀器定出墩、臺基礎的中心位置以及輪廓尺寸，並打上木樁作為標誌，樁標必須位於基坑開挖範圍以外的可靠地點。

應特別注意在曲線橋樑上墩臺的縱向中線與線路中線、兩端不等跨時墩的橫向中線與梁端縫中心因為施工圖預留結構偏心而不重合。

最後，按十字線測設基坑開挖邊線，定出邊線在十字線上及交角處的樁點，以確定基坑開挖範圍。

5.2 引截地表水

基坑開挖之前，應先做好地面排水系統，在基坑頂外緣四周應向外設置排水坡或設置防水梁，在適當距離處設截水溝，應採取防止水溝滲水的措施，避免影響坑壁穩定。

5.3 基坑開挖

5.3.1 基坑底平面開挖尺寸的確定：在旱季無地下水條件下，採用坑壁垂直方法施工時，可按基礎底面尺寸，直接利用垂直坑壁作基礎混凝土灌注的外模，需進行基坑排水或安裝基礎模板時，應按基礎底面四周各加寬50～100cm進行工藝設計，具體應結合模板安裝和排水溝、集水坑的設置方式、基底放樣布樁和基坑土質情況等因素計算確定。

5.3.2 基坑坑壁開挖形式的選擇：常見的無支護坑壁形式有垂直坑壁、斜坡和階梯形坑壁、變坡度坑壁等三種，如圖5.3.2。

圖5.3.2 基坑開挖形式示意圖

1 對於天然溼度接近最佳含水量、構造均勻、不致發生坍滑、移動、鬆散或不均勻下沉的土質，基坑開挖可採取垂直坑壁的形式。不同土類狀態垂直坑壁容許深度見表5.3.2-1。

表5.3.2-1 無支護開挖垂直坑壁容許深度

2 對鄰近無重要構築設施、地下管線及施工場地許可的地區，基坑深度在5m以內，土的溼度正常、土層構造均勻，基坑坑壁坡度可參考表5.3.2-2，採取斜坡開挖或按相應斜坡高、寬比值挖成階梯坑壁，每梯高度以0.5～1.0m為宜。階梯可兼作人工運土的臺階。

表5.3.2-2 基坑坑壁坡度

3 基坑頂有動載時，坑頂緣與動載間應留有大於1m的護道，如地質、水文條件不良，或動載過大，應進行基坑開挖邊坡驗算，根據檢算結果確定採用增寬護道或其他加固措施。

4 基坑穿過不同土層時，坑壁邊坡可按各層土質採用不同坡度。當下層土質為密實黏質土或岩石時，下層可採用垂直坑壁。在坑壁坡度變化處可視需要設不小於0.5m寬的平臺。在既有建築物旁邊開挖基坑時，應符合施工圖和工藝設計的規定。

5.3.3基坑開挖應根據地質情況選擇採用人力或機械開挖，並在開挖過程中，隨時檢查開挖尺寸、位置，嚴密注意地質情況變化，隨時修正基坑尺寸和開挖坡度。

5.3.4採用機械開挖時，基底應留置20～30cm土層，改為人工開挖，避免機械施工時擾動基底土層。當基坑深度超挖時，應通過變更設計採取降低基礎、加厚基礎等措施，不得隨意回填。

5.3.5 人工開挖機械施工時留置的20～30cm土層，應勤測量、勤檢查，以避免基坑深度超挖。當基坑深度超挖時，應通過變更設計採取降低基礎、加厚基礎等措施，不得隨意回填。

5.3.6 採取先施工複合地基後開挖時，如果地基處理可能產生孔隙水壓力和側向擠壓應力，則基坑開挖應在地基處理完成至少2周後進行，並在開挖前採取降水消除孔隙水壓力的措施，基坑一次開挖的深度不宜大於2m。開挖過程中應對基坑邊坡實施位移觀測。

5.4 基坑排水、降水

5.4.1 基坑排水

1 開挖基坑滲水，一般採用明溝法排水，沿坑底四周基礎範圍以外排水溝和集水坑，彙集基坑滲水，然後用水泵排出坑外。

2 從地下水位以上50cm開始，每一層開挖，均首先開挖集水溝和集水坑，並使排水溝底和集水坑底低於本層基坑開挖底面深度，保證排水通暢。

3 排水溝、集水坑的大小，主要根據滲水量的大小而定。排水溝深0.5m，底寬應小於0.3m，縱坡為1%～5%，如排水時間較長或土質較差時，溝壁可用木板或荊笆支撐防護。集水坑一般設在下游位置，一個或數個，最小邊長0.6m，深度一般應大於0.7m或低於進水籠頭的高度，集水坑可以荊笆、編筐或木籠圍護，以防止泥沙堵塞吸水籠頭。抽水能力應為滲水量的1.5～2.0倍。基坑排出的水要以水管或水槽遠引。基坑分層開挖的排水、抽水方式見圖5.4.1。

圖5.4.1 集水井降水

5.4.2 井點降水

在秒土層中開挖基坑，地層滲水如果沖刷邊坡，影響邊坡穩定，可以採用井點降水（圖5.4.2）。井點降水法是在基坑周圍設滲水井點管，配置抽水設備，通過不間斷的抽水，使基坑範圍內的地下水降低至基坑底以下深度。井點法防水適用於各種不同幾何形狀的基坑，具有克服流砂、穩定邊坡的優勢，創造基坑的無水作業條件，有利機械化施工，縮短工期，保證工程質量與安全。

圖5.4.2 井點降水佈置示意圖

5.5 基坑清理

基坑開挖後，採用人工清除坑底鬆土，剷平凸起部分，修正邊坡。以鏟為主，不得補填。

5.6 基坑檢查

5.6.1 基坑開挖到施工圖標示基礎底高程後，必須進行基底檢驗，方可進行基礎圬工施工。基坑檢驗合格後，應隨即施工基礎，儘量縮短暴露時間。

5.6.2 利用測量控制系統，對基底進行放樣，測設基礎底面中心十字線、輪廓線和基坑底高程。樁點應設置牢固，並掛線以備檢查。

5.6.3 基底的觸探試驗包括靜力觸探和動力觸探兩種。根據基底土質條件、工程要求和操作經驗，可採用不同的觸探類型、探頭規格和方法。

5.6.4 靜力觸探是利用機械或液壓裝置將帶有一定規格的網錐形探頭的觸探杆，按一定速率壓入土層，用電阻應變儀測量護土基對探頭貫入的阻力，與已經荷載試驗測得的地基土容許承載力，形變模量和壓縮模量的數據擬定觸關係式，從而確定觸探地基土的容許承載力和壓縮形變等工程特性。靜力觸探是一種原位測試技術，適用於流塑狀黏質土、一般黏質土和砂類土及類似地層，對含右礫卵石的土、密實的砂土層、漂石類土和岩層因難以貫入而不適用。

5.6.5 動力觸探是利用一定的落錘能量，將與探杆相連的一定規格的錐形觸探頭打人慾勘測的土層中，根據打入的難易程度（貫入度）得到每貫入一定深度的錘擊數，以此判定土的性質的一種原位勘探、測試方法。它適用於砂類土、黏質土、黃土、較鬆散的人工填土和顆粒較小的礫類土。但對含有塊石、漂石的黏質土不適用。

5.6.6 為了鑑定地基土的形變性和承載力，可在準備檢驗的地基上以一定尺寸的平板做荷載試驗。

5.7 基底處理

5.7.1 當基底以下地質不符合要求時，應通過變更設計採取處理措施，處理方法隨地基土質不同而異。如遇到地基軟硬不均、溶洞、裂隙、泉眼等特殊情況，應採用換土法、土樁法、砂樁法、重錘夯實法、強夯法、旋噴法、塑料排水法、振動水衝法、化學液體加固法等特殊的處理方法。

5.7.2 大於10m深度的飽和黏質土二號有機質土基底，可採用粉體噴射攪拌樁，可利用壓縮空氣，將水泥、生石灰等固化材料，通過專用深層攪拌機空心鑽桿的噴灰口噴出，噴射於地基深處已被螺旋翼強制切削和攪動的天然溼度地基上，使材料與地基土發生一系列物理、化學方應，並在反應過程中吸水、發熱、膨脹，使攪拌均勻的灰土硬結，形成具有整體性、水穩性和強度較高的基底。

5.7.3 對於粉質土、黃土、砂土、小粒徑等基底，也可採用旋噴樁。利用旋噴鑽機把帶有特殊噴嘴的灌漿管鑽進土層的預定位置後，用高壓泥漿泵等高壓發生裴置，使漿液或水成為20MPa左右的高壓噴射流，從灌漿管底部側面的噴嘴噴出，同時鑽桿以一定速度徐徐旋轉提升，不斷以強力衝擊切削體，除一部分細小土粒隨漿液冒出水面外，其餘在噴射力有效作用範圍內從土體剝落下來的土粒與漿液充分攪拌混合，並按一定的漿土比例有規律重新排列。漿液經一定時間凝結後即在土中形成一個柱狀固結體。

5.8 質量控制措施

5.8.1 基坑開挖、採用水平樁嚴格控制基底的高程，標樁間的距離≤3m，以防基底超挖。

5.8.2 在軟土地層開挖樁基承臺基坑時，應按工程樁施工順序流水作業，以保證樁身強度到達70%以上時才開挖基坑。挖方要對稱進行，高差不應超過0.8m，防止軟土滑陷而發生樁身位移。

5.8.3 在地下水位以下挖土，必須有措施、有方案。地質資料反映有細砂粉土、中粗砂層的工程項目，必須有截水、降水等有效防止流砂的措施。

5.9 操作要點

根據測量放樣出的基坑開挖邊線，採用挖掘機結合人工的方式進行基坑開挖。基坑開挖時，挖掘機順著基礎長邊的方向、向後退著挖。開挖過程中，應注意控制好坑壁坡度，以防止坑壁坍塌，並控制好基坑開挖的深度，先採用機械開挖至基礎底標高處，接著再人工精確修整至基礎底標高。

5.10 注意事項

5.10.1 基坑頂周邊設置連續封閉的安全護欄，防護欄杆必須自上而下安全立網封閉，所有護欄標上醒目的警示標誌，設置安全通道，防止人員墜落。

5.10.2 靠近道路及便道側，基坑邊增加多一道卸荷措施，保證行車的安全距離。

5.10.3 基坑開挖完成後，可在基坑邊坡上設置兩個爬梯，方便人員進出基坑。

5.10.4 應及時做好抽水工作，隨時注意基坑壁變化防止坍塌事故發生。

5.11 成品保護要求

5.11.1 對定位樁、水準點等注意保護好，挖運土時不得碰撞，並應定期複測，檢查其可靠性。

5.11.3 挖土需要的支護結構，不得任意損壞或拆除。

6 勞動組織

6.1 勞動力組織方式：採用架子隊或勞務隊組織模式。

6.2 施工人員應根據施工任務量的大小確定上場隊伍的數量，並應保證不同工種和人員的合理配置，並根據工期要求選擇合理的資源配置。每個承臺作業工班配備見表6.2。

表6.2 每個承臺作業工班配備表

工班長、技術人員、專兼職安全人員必須由正式職工擔任，施工過程中可以根據作業面情況適當配備若干勞務人員。

7 設備機具配置

7.1 主要機械：AF220挖掘機l臺，卡車3部。

7.2 輔助機械：全站儀l臺，水準儀l臺。

8 質量控制及檢驗

基坑質量標準及檢驗方法見表8。

表8 基坑質量標準及檢驗方法

9 安全及環保要求

9.1 安全要求

9.1.1 棄土位置應統一規劃，不得隨意棄土。臨時堆放，應距槽溝邊緣0.8m，且高度不宜超過1.5m。

9.1.2 選擇棄土位置的注意事項：不得妨礙施工；棄土堆放坡腳距坑頂緣的距離不小於基坑的深度；距離橋位附近時，應棄在橋位下游方向；不得棄於河道或河岸灘，淤塞河道，不能影響洩洪。

9.1.3 基坑應儘量安排在少雨的季節施工。雨季施工時，除基坑周圍設置排水設施外，應架設雨棚，防止基坑淋水。基坑抽水應引入既有排水系統，不得直接排入農田，必要時經過濾或沉澱後達標排放。

9.1.4 在施工工程中應注意觀察坑緣頂面有無裂縫，坑壁有無鬆散塌落現象。

9.1.5 在土方開挖後，應保持降低地下水位在基坑底500mm以下，防止地下水擾動基底土。

在降水過程中，應防止相鄰及附近已有的建築物或構建物、道路、管線等發生下沉或變形，必要時與設計、建設單位協商，對原建築物地基採取回灌技術等防護措施。溼陷性黃土區基坑開挖，不宜採用井點法開挖。

9.1.6 抽水設備的電器部分必須做好防止漏電的保護措施，嚴格執行接地、接零和使用漏電開關三項要求。施工現場電線應架空拉設，用三相五線制。

9.2.1 按規定處理棄土，不汙染環境。

9.2.2 按照要求進行維護和安全標示。

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