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汉中市铁路中心医院门急诊楼住院综合楼工程
深基坑
安全专项施工方案

编 制:
审 核:
审 批:

江苏省建工集团有限公司
汉中市铁路中心医院门急诊楼住院综合楼工程项目部
.06.21第一节、 编制依据 - 2 -
第二节、 工程概况 - 3 -
第三节、 施工总体布署 - 4 -
第四节、 基坑支护工程 - 9 -
第五节、 土方挖运工程 - 11 -
第六节、 质量保证措施 - 13 -
第七节、 安全生产与文明施工 - 18 -
第八节、 雨期施工措施 - 20 -
第九节、 土钉墙支护计算书 - 21 -
第一节、 编制依据
一、 《岩土工程勘察报告》( 西安工程地质勘测公司)
二、 相关工程图纸( 北京中建建筑设计院有限公司)
三、 基坑设计方案
四、 选用规范
1、 该工程的《岩土工程勘察报告》及部分设计图纸
2、 《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99) 中国建筑工业出版社出版、
3、 《建筑地基与基础设计规范》( GB 50007- )
4、 《混凝土结构设计规范》( GB 50010- )
5、 《建筑施工计算手册》江正荣 编著 中国建筑工业出版社、
6、 《实用土木工程手册》第三版 杨文渊 编著 人民教同出版社、
7、 《地基与基础》第三版 中国建筑工业出版社、
8、 《土力学》等相关文献进行编制
第二节、 工程概况
1、 建筑概况
汉中市铁路中心医院门急诊楼住院综合楼工程位于陕西省汉中市石马路与骆路十字西南角处, 建筑面积55354m2, 地下一层, 地上十九层。建筑高度76.3米( 室外地面至大屋面层) 。
本工程建筑工程等级一级, 建筑防火分类一类高层公共建筑, 抗震设防烈度七度, 建筑结构形式框架-剪力墙结构, 建筑规模二级甲等综合医院, 总床数330张床。
2、 地质情况:
( 1) 现场地形地貌
本工程场地地形较为平坦,地貌单元属汉江左岸二级阶地。
( 2) 地层结构
根据钻探、 现场观察及室内土工试验结果, 该场地在勘探深度内地层自上而下依次由素填土( Q4ml) , 第四系上更新统冲洪积( Q3al+pl) 粉质粘土、 粗砂和卵石, 中更新统冲洪积( Q2al+pl) 砾砂、 粉质粘土、 粗砂、 粉质粘土构成。按勘探揭露的岩土类别及岩土物理力学性质将其划分为8层。
( 3) 地下水
根据线工程地质勘测公司出据的《岩土工程勘察报告书》本场地地势低洼, 原为周边场地排水池, 勘察期间, 各勘探点均遇见地下水, 稳定水位深度为0.4~2.4m, 相应标高为514.02~514.85m, 属上层滞水类型。水位变化受大气降水及周边场地排水控制。
加之现开挖阶段正逢雨季, 开挖至±0.000以下3.5m就见地下水。
2、 结构概况
本工程塔楼为CFG桩复合地基, 桩端持力层为卵石层, 地基承载力特征值fak=450kpa; 裙楼为天然地基, 基底持力层为粉质粘土, 地基承载力特征值fak=200kpa, 基坑开挖至设计坑底标高。

第三节、 施工总体布署
一、 施工程序及进度( 各工序的综合协调)
1、 降水
该工程中, 降水的质量是影响整个工期的关键, 因此在降水施工中切不可盲目抢工期, 特别在洗井的工序上必须达到水清砂净, 降水井施工及排水干管的铺设计划绝对工期按规定设定。尽量与护坡桩、 土方配合, 减少单独占用工期的天数。
2、 土钉墙
土钉墙与土方密切配合施工, 根据地质情况采取分层、 分段开挖, 并进行土钉墙支护施工。
3、 土方
( 一) 开挖顺序: 应分层开挖, 以防开挖面的坡度过陡, 引起土体位移现象出现。
( 二) 土方坡道: 视现场拆迁情况而定。
( 三) 坡道收尾: 用挖土机收土。
( 四) 土方工作量约为50000万m3, 预计此步工期约为50天。
二、 基础施工阶段的施工流程
1、 工艺流程( 见图1)

图1 工艺流程
2、 进度计划( 略)
3、 工程目标
( 一) 质量目标
土钉墙质量标准为”合格”。
( 二) 工期目标
按照建设单位要求进行( 暂定50天) 。
( 三) 安全文明施工目标
根据建设单位要求争创省级文明施工工地。
( 四) 管理目标
实行规范化管理, 保证工程在管理、 质量、 文明、 作风上创一流水平。
4、 组织机构
由我公司组成基础施工项目部, 在建设单位及总包方的授权、 委托及领导下, 对基坑支护、 土方挖运工程进行全面管理并对基础施工阶段的安全、 质量、 工期、 环保、 文明施工等负责。基础施工项目部组织机构设置如图2 所示。

图2 基础施工项目部组织机构

说明: 施工部由各专业施工队按统一的人员编制自行组建, 设队长一人、 工长一人、 质检一人; 其中机动施工部主要负责除土方挖运、 基坑支护以外的基础施工阶段的其它工作。基础施工项目经理部设专人进行环保、 文明施工、 扰民及民扰问题处理等工作。
5、 施工准备
在基础施工前, 由项目经理部主持前期施工准备会议, 听取基础施工项目经理部对整个工程及其各分部分项工程的施工准备工作计划, 该计划主要反映开工前、 施工中必须做的有关工作, 内容如下:
( 一) 技术准备: 熟悉、 审查施工图纸。
( 二) 施工现场准备工作: 地上、 地下各种管线及障碍物的勘测定位; 地上、 地下障碍物的拆除; 施工现场的平整; 测量放线; 临时道路、 临时供水、 供电等管线的敷设; 临时设施的搭设; 现场照明设备的安装。
( 三) 劳动组织准备: 建立各施工部的管理组织, 集结施工力量、 组织劳动力进场, 做好施工人员入场教育等工作。
( 四) 材料、 机械准备: 根据相关的设计图纸和施工预算, 编制详细的材料、 机械设备需要量计划; 签定材料供应合同; 确定材料运输方案和计划; 组织材料按计划进场和保管。
( 五) 施工场外协调: 由基础施工项目经理部与土方施工部共同对外协调交通、 环卫、 市容的关系, 以及扰民、 民扰处理的前期准备工作。
6、 各项资源需要量计划
该计划仅供参考, 可根据具体情况进行调整。
( 一) 水电需要量计划
需500kVA 电量, 用水量300m3/天。
( 二) 劳动力需要量计划( 见表3)
劳动力需要量计划 表3
序号
部 门
所需人数
①
降水施工部
20
②
土方施工部
20
③
基坑支护施工部
20
④
机动施工部
10
( 三) 施工机械需要量计划
①. 降水机械设备一览表( 见表4)
降水机械设备一览表 表4
设备名称
设备型号
数量
成孔钻机

3～4 台
射流真空泵

4～6 台
空压机
9 m3
1 台
②. 土方挖运机械设备一览表( 见表5)
土方挖运机械设备一览表 表5
设备名称
设备型号
数量
反铲挖土机
1.6 m3
2～3 台
拉土车

10～15台
③. 基坑支护施工机械设备一览表( 见表6)
基坑支护施工机械设备一览表 表6
设备名称
设备型号
数量
空压机
9 m3
2 台
混凝土喷射泵
Pz-5
2 台
锚杆机

10台
正铲装载机
ZL50
1台
张拉设备

1套
注浆设备

1套
④. 钢筋加工机械设备一览表( 见表7)
钢筋加工机械设备一览表 表7
设备名称
设备型号
数量
卷扬机

1 台
钢筋弯曲机
WJ40-1
2 台
电焊机
BX-300
10 台
钢筋切割机
GJ51-32
3 台

第四节、 基坑支护工程
一、 基坑支护工艺流程( 见图4)

图4 基坑支护工艺流程

二、 土钉墙护坡工程
1. 施工工艺流程( 见图5)

图5 土钉墙护坡工艺流程
2. 施工方法
( 一) 边坡开挖: 采用反铲挖土机, 预留15~20cm 人工修坡, 开挖深度在土钉孔位下50cm, 开挖宽度保证10m 以上, 以确保土钉成孔机械钻机的工作面。土方开挖严格按设计规定的分层开挖深度按作业顺序施工, 在完成上层作业面的土钉及喷混凝土地以前, 不得进行下一层土方的开挖。
( 二) 边坡修整: 采用人工清理, 为确保喷射混凝土面层的平整, 此工序必须挂线定位。对于土层含水量较大的边坡, 可在支护面层背部插入长度为400~600mm, 直径不小于40mm 的水平排水管包滤网, 其外端伸出支护面层, 间距为2m, 以便将喷混凝土面层后的积水排走。
( 三) 定位放线: 按设计图纸由测量人员用φ8、 长30cm 的钢筋放出每一个土钉的位置。
( 四) 成孔: 采用机械螺旋钻机成孔, 局部可采用人工洛阳铲成孔。钻孔后进行清孔检查, 对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土立即进行压浆处理, 并及时安设土钉钢筋并注浆。
( 五) 土钉主筋制作及安放: 主筋采用Φ16钢筋, 按设计长度加20cm 下料, 外端设成90°角, 长20 cm 的弯勾, 主筋每隔2m 焊对中支架, 防止主筋偏离土钉中心; 安放主筋时, 将注浆管与主筋捆绑在一起, 注浆管离孔底0.5m 左右。
( 六) 造浆及注浆: 采用搅拌机造浆, 应严格控制水灰比为W/C=0.5; 注浆采用注浆泵, 注浆时, 将导管缓慢均匀拔出, 但出浆口应始终处于孔中浆体表面之下, 保证孔中气体能全部排出。
( 七) 挂网及锚头安装: 钢筋网片采用φ8@100, 用插入土中的钢筋固定, 与坡面间隙3~4cm, 不应小于3cm, 搭接时上下左右一根对一根搭接绑扎, 搭接长度应大于30cm, 并不少于两点点焊。钢筋网片借助于井字架与土钉外端的弯勾焊接成一个整体。
( 八) 喷射混凝土: 采用C20混凝土, 喷射混凝土顺序可根据地层情况”先锚后喷”, 土质条件不好时采取”先喷后锚”, 喷射作业时, 空压机风量不宜小于9m3/min, 气压0.2~0.5MPa, 喷头水压不应小于0.15MPa, 喷射距离控制在0.6~1.0m, 经过外加速凝剂控制混凝土初凝和终凝时间在5~10min, 喷射厚度大于等于100mm。
( 九) 养护: 根据当地的气温, 采取洒水养护。

第五节、 土方挖运工程
一、 土方挖运工艺流程
在基础施工阶段, 土方挖运是影响工期的关键。土方与土钉墙施工、 土方与塔吊安装施工, 土方与护坡桩施工它们之间存在一定的技术间歇, 若处理不好这几方面的关系, 将直接造成工期的延误和护坡安全, 因此要求在统一指挥的原则下, 各施工部之间本着相互配合、 互创工作面的原则, 精诚合作。根据基础施工阶段的施工流程, 基坑四周配合土钉墙施工留出相应的工作面, 具体深度为土钉位置下0.5m, 将基坑中间的土方总体上一步开挖, 即一步到槽底。
具体施工流程见图6。

图6 土方挖运工艺流程
二、 设备能力分析
如整夜作业, 平均每车每夜出土10m3, 10台车共计1000m3。根据现场场地情况及扰民, 民扰处理情况, 夜间施工可能性估测, 平均每天完成土方量计1000m3。根据实际情况可调整机械力量以便确保工期。
三、 卸土场及土方运输路线( 待定)
四、 现场准备
1. 出口搭设拍土架子, 保证每一辆车进行排土, 并加盖帆布。
2. 作冲洗池和沉淀池准备, 冲洗池上要有铁篦子, 道路作地面硬化。
3. 平整场地, 清除障碍, 若遇到大的障碍用冲击炮将其破碎再装车运走。
4. 基坑四周布置8个碘钨灯, 做好夜间照明准备。
5. 每日提前完成土方开挖线, 并随时跟进测量, 保证开挖线尺寸与标高。
6. 疏通所有交通, 做好开工前的扰民工作。
五、 坡道土方收尾
1. 坡道处土方收尾采用挖土机直接进行挖除, 装车运走。
2. 提前将坡道处支护结构施工完成。

第六节、 质量保证措施
一、 质量保证体系
质量方针: ”用我们的承诺和智慧, 雕塑时代的艺术品” 。
基础施工阶段将在该质量保证体系下按ISO9002 标准要求进行。
二、 组织保证体系
基础施工阶段建立由基础施工项目经理领导, 主任工程师中间控制, 责任工程师负责的三级管理系统。组织保证体系见图7。

图7 组织保证体系
三、 质量管理程序( 见图8)
基本要素质量 工作质量

图8 质量管理体系
四、 各分项工程质量标准
1. 降水施工质量要求
( 一) 钻孔: 采用冲击钻机或反循环钻机; 清水钻进, 自成泥浆稠度不得大于1:1.1; 成孔以后, 在下管前应进行泥浆稀释, 孔内沉淀厚度不得大于0.3m。
( 二) 成井: 成孔换浆后应立即下入井管, 井点管应保持垂直和居中, 然后下滤料, 滤料( 粒径为2~4mm) 必须沿四周均匀下入, 边洗井边下滤料, 填至离地面1~2m, 洗井结束后用黏土封孔。
( 三) 洗井: 井点管下入后, 用空压机送气吹洗, 至水清砂少时, 出水正常为止。
( 四) 降水要求: 在降水期间, 必须保证地下水位降至6m 以下, 并长期维持这一深度, 不得发生水位回升而造成泡基槽和引起边坡坍塌。
2. 土钉墙质量标准( 见表8)
土钉墙质量标准 表8
内容
标准
喷射混凝土面层平整度的允许偏差
±20mm
孔深允许偏差
±50mm
孔径允许偏差
±5mm
孔距允许偏差
±100mm
钢筋保护层厚度
≥25mm
土钉倾角偏差
±5%
挂网时网片距坡面
3～4cm
3. 土方开挖质量标准
( 一) 国家有关建筑施工规范
( 二) 工程设计对土方的质量要求
五、 各分项工程质量保证措施
1. 降水质量保证措施
( 一) 进行现场井点质量验收; 井点施工结束前, 对所有井的井深、 井径和井中水位进行验收, 达不到设计要求的井, 应进行重新洗井; 对于洗井、 抽水时, 井内出砂严重, 应进行处理, 防止沙土流失而引起不良后果; 处理后仍达不到要求的, 应重新补打井。
( 二) 进行水位、 流量观测: 井点施工期间, 对已成井点的水位, 每天观测1~2 次, 在开始抽降水后5~10 天, 每天观测水量及观测孔( 或1 个抽水孔) 的水位1~2 次( 基槽开挖期间每天观测1~2 次) ; 以后每7~10 天观测一次( 雨期为3~5 天, 下大雨, 每天观测1~2 次) ; 将每次观测的水位、 流量记录在”地下水位长期观测记录表”中, 并及时进行整理, 绘制Q~t 与S~t 关系曲线, 分析水位下降的趋势与流量变化, 预测地下水位下降到设计深度的时间并调整抽水井数与抽水时间。如水位、 水量发生突然变化, 应立即查明原因, 及时进行处理。
( 三) 降水维护: 在整个降水期间, 必须保证降水点和抽水设备的完好, 对抽水设备进行定期检查和维修, 发现问题及时处理, 保证电源供给。
2. 土钉墙质量保证措施
( 一) 修坡时专人进行测量, 确保不吃槽。
( 二) 插入钢筋时由专人检查, 若插入深度不足, 则继续取土成孔, 插入钢筋时要将注浆管绑在距孔底0.5m 处。
( 三) 注浆时要严格按配比搅浆, 并随成孔随注浆, 注浆渗漏较多时, 要进行两次、 三次补浆直到注满。
( 四) 喷混凝土时, 由专人检查网长及标志杆的安装。
六、 基坑监测方案
采用信息化施工, 确保基坑开挖过程中的安全, 必须对基坑进行监测, 方案
如下:
1. 观测点的布置: 在坡顶上每隔10m 布置一个点。
2. 观测精度要求:
满足国家三级水准测量精度要求:
水平误差控制<6.00mm;
垂直误差控制<0.5mm。
3. 观测时间的确定:
( 一) 基坑开挖每一步都应作基坑变形观测。
( 二) 观测时间间隔每天一次, 必要时连续观测, 基坑开挖完7 天后, 可由每天一次到3 天一次, 15 天后每周观测一次。
4. 场地查勘与记录:
( 一) 施工前对原场地进行全面调查, 查清有无原始裂缝和异常并作记录, 照相存档。
( 二) 每次观测结果详细记入汇总表并绘制沉降与位移曲线。
5. 注意事项
( 一) 每次观测应用相同的观测方法和观测线路。
( 二) 观测其间使用一种仪器, 一个人操作, 不能更换。
( 三) 加强对基坑各侧沉降, 变形观测, 特别对有地下管线地的各边坡可进行重点观测。
七、 质量问题的处理
如发生质量问题, 立即口头上报监理, 并在4h 内递交有关质量问题的书面详细报告, 包括时间、 部位、 细节描述、 产生原因、 处理的措施等。
1. 土方开挖过程中, 若基坑变形突然加大, 应立即停止开挖, 并及时回填, 也能够在其背后进行挖土卸荷, 以保证基坑的稳定。
2. 开挖过程中, 若局部存水, 能够采用明排集中, 用潜水泵抽到地面排水系统。
八、 技术资料
基础施工项目经理部在施工过程中负责收集、 整理各种原始资料和记录, 并及时上报监理。按照国家有关标准和要求, 完成技术资料的分类、 归档工作。在每项分项工程完成后, 在监理规定时间内, 提交符合的竣工资料( 包括竣工图) 一份。

第七节、 安全生产与文明施工
一、 安全组织机构( 见图9)

图9 安全组织机构
二、 安全生产措施
1. 现场要设健全的安全领导小组。
2. 全体人员应认真执行各工种的安全操作规程及有关规定。
3. 施工前, 施工负责人要向操作人员做专项技术安全交底, 关键部位要下技术指导书。
4. 施工人员进入现场要服从安全员的指挥和监督。进场施工人员必须符合有关劳务人员用工的有关规定及条例, 证件齐全。
5. 施工人员进入现场要进行”三级”安全教育。
6. 每天班前5min, 施工负责人必须做施工安全注意事项专项交底。
7. 现场电器设备要有漏电保护器, 电缆应设可靠绝缘。
8. 各种机电设备均应设专人负责管理, 电工持证上岗。
9. 现场用电设备必须实行三级供电, 两级保护。
10. 夜间施工, 工地应有足够的照明。
11. 土方施工机械和运输车辆在进场前进行彻底的检修和保养, 确保施工期间机械的正常运转。
12. 土方开挖后, 按现场安全防护要求在基坑的周围搭设安全保护栏杆, 避免人员跌落坑中。
13. 施工时, 挖掘机严禁碰撞支护结构。
14. 施工中如遇地下障碍物( 包括古墓、 各种管道、 管沟、 电缆、 人防等) 时, 立即暂停施工, 及时报告经理部, 待妥善处理后方可继续施工。
三、 文明施工措施
1. 所有土方运输车辆进入现场后禁止鸣笛,以减小噪声
2. 所有施工人员应保持现场卫生, 生产及生活垃圾均装入运土车中带走, 不得随处抛撒, 保持现场环境清洁。
3. 为保持环境卫生, 避免运土车发生遗洒, 在现场搭设拍土架, 指派专人负责将运土车上的土拍实并盖好帆布, 避免路上遗洒。
4. 在大门出口处设置冲洗车槽, 每辆车必冲洗。
5. 每天收车后项目经理部指派专人清扫马路, 以达到环卫要求。
6. 现场内施工人员禁止抽烟、 随地大小便。
7. 施工机械要经常清洗, 保证外表干净。

第八节、 雨期施工措施
一、 场地排水: 坡顶做1.5m 宽散水、 挡水墙, 四周做混凝土路面。基坑内, 沿四周挖砌排水沟、 设集水井, 泵抽至市政排水系统。排水沟布置在基础轮廓线以外, 排水沟边缘应离开坡脚0.3m, 沟底比基坑底低0.4m, 坡度0.1%; 集水井设置在基坑脚上, 安置多个集水井, 井径0.8m, 井壁用普通砖、 砂浆砌后抹光, 集水井底比排水沟低0.8m( 试抽水设备进水阀的高度可进行调整; 排水设备大扬程的潜水泵, 抽出的积水应排至基坑以外地面排水系统, 防止乱排产生回渗。保证施工现场水流畅通, 不集水, 四邻地区不倒灌。
二、 做好生活区的下水管道和雨水井, 用水应有固定排放途径, 保证雨后不陷、 不滑、 不泥泞、 不存水, 避免浸泡边坡。
三、 土方施工中, 基坑内临时道路上铺渣土或级配砂石, 保证雨后通行不陷。
四、 已暴露还未喷射的桩间土工作面防止雨水直接冲刷, 遇雨时可覆盖塑料布。
五、 清槽钎探后应立即浇筑好混凝土垫层, 防止雨水泡槽。
六、 现场存储的钢材做好防雨水锈蚀的准备。
七、 机电设备要经常检查接零、 接地保护, 所有机械棚要塔设严密, 防止漏雨, 随时检查漏电装置功能是否灵敏有效。
八、 浇筑混凝土前, 要随时掌握天气预报, 尽量避开大雨, 运输混凝土罐车和施工地点要准备大量苫布, 以备浇筑时遇雨进行苫盖。
九、 现场要有10 台左右的备用潜水泵, 遇雨时及时抽水。

第九节、 土钉墙支护计算书

土钉墙支护计算书
本计算书参照《建筑基坑支护技术规程》 JGJ120-99 中国建筑工业出版社出版《建筑施工计算手册》江正荣 编著 中国建筑工业出版社、 《实用土木工程手册》第三版 杨文渊 编著 人民教同出版社、 《地基与基础》第三版 中国建筑工业出版社、 《土力学》等相关文献进行编制。
土钉墙需要计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性。
一、 参数信息:
1、 基本参数:
侧壁安全级别: 二级
基坑开挖深度h(m): 8.000;
土钉墙计算宽度b'(m): 15.00;
土体的滑动摩擦系数按照tanφ计算, φ为坡角水平面所在土层内的内摩擦角;
条分块数: 10;
考虑地下水位影响;
基坑外侧水位到坑顶的距离(m): 9.500;
基坑内侧水位到坑顶的距离(m): 9.500;
2、 荷载参数:
序号 类型 面荷载q(kPa) 荷载宽度b0(m) 基坑边线距离b1(m)
1 满布 2.00 -- --
3、 地质勘探数据如下: :
序号
1
土名称
填土
土厚度(m)
0.5
坑壁土的重度γ(kN/m3)
20
坑壁土的内摩擦角φ(°)
18
粘聚力C (kPa)
12
极限摩擦阻力(kPa)
120
饱和重度(kN/m3)
20
序号
2
土名称
粘性土
土厚度(m)
10
坑壁土的重度γ(kN/m3)
18
坑壁土的内摩擦角φ(°)
12
粘聚力C (kPa)
10
极限摩擦阻力(kPa)
20
饱和重度(kN/m3)
19
序号
3
土名称
圆砾
土厚度(m)
10
坑壁土的重度γ(kN/m3)
22
坑壁土的内摩擦角φ(°)
20
粘聚力C (kPa)
18
极限摩擦阻力(kPa)
189
饱和重度(kN/m3)
22
4、 土钉墙布置数据:
放坡参数:
序号 放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m)
1 8.00 4.00 60.00
土钉参数:
序号 孔径(mm) 长度(m) 入射角(度) 竖向间距(m) 水平间距(m)
1 120.00 8.00 15.00 1.00 1.00
2 120.00 9.00 15.00 1.00 1.00
二、 土钉(含锚杆)抗拉承载力的计算:
单根土钉受拉承载力计算, 根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99,
R=1.25γ0Tjk
1、 其中土钉受拉承载力标准值Tjk按以下公式计算:
Tjk=ζeajksxjszj/cosαj
其中 ζ --荷载折减系数
eajk --土钉的水平荷载
sxj、 szj --土钉之间的水平与垂直距离
αj --土钉与水平面的夹角
ζ按下式计算:
ζ=tan[(β-φk)/2](1/(tan((β+φk)/2))-1/tanβ)/tan2(45°-φ/2)
其中 β--土钉墙坡面与水平面的夹角。
φ--土的内摩擦角
eajk按根据土力学按照下式计算:
eajk=∑{[(γi×szj)+q0]×Kai-2c(Kai)1/2}
2、 土钉抗拉承载力设计值Tuj按照下式计算
Tuj=(1/γs)πdnj∑qsikli
其中 dnj --土钉的直径。
γs --土钉的抗拉力分项系数, 取1.3
qsik --土与土钉的摩擦阻力。根据JGJ120-99 表6.1.4和表4.4.3选取。
li --土钉在直线破裂面外穿越稳定土体内的长度。
第1号土钉钢筋的直径ds至少应取: 16mm;
第2号土钉钢筋的直径ds至少应取: 16mm;
三、 土钉墙整体稳定性的计算:
根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99要求, 土钉墙应根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法如下图, 按照下式进行整体稳定性验算:

公式中:
γk --滑动体分项系数, 取1.3;
γ0 --基坑侧壁重要系数;
ωi --第i条土重;
bi --第i分条宽度;
cik --第i条滑土裂面处土体固结不排水(快)剪粘聚力标准值;
φik--第i条滑土裂面处土体固结不排水(快)剪内摩擦角标准值;
θi --第i条土滑裂面处中点切线与平面夹角;
αj --土钉与水平面之间的夹角;
Li --第i条土滑裂面的弧长;
s --计算滑动体单元厚度;
Tnj--第j根土钉在圆弧滑裂面外锚固与土体的极限抗拉力, 按下式计算。
Tnj=πdnj∑qsiklnj
lnj --第j根土钉在圆弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度
把各参数代入上面的公式, 进行计算
可得到如下结果:
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计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)
第1步 1.689 29.589 -0.078 1.481 1.483
示意图如下:

计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)
第2步 1.327 29.589 -0.156 2.961 2.965
示意图如下:

计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)
第3步 1.456 29.589 -0.626 11.844 11.861
示意图如下:

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计算结论如下:
第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.689>1.30 满足要求! [标高 -1.000 m]
第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.327>1.30 满足要求! [标高 -2.000 m]
第 3 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.456>1.30 满足要求! [标高 -8.000 m]
四、 抗滑动及抗倾覆稳定性验算

(1)抗滑动稳定性验算
抗滑动安全系数按下式计算:
KH=f'/Eah≥1.3
式中, Eah为主动土压力的水平分量(kN);
f'为墙底的抗滑阻力(kN), 由下式计算求得:
f'=μ(W+qBaSv)
μ为土体的滑动摩擦系数;
W为所计算土体自重(kN)
q为坡顶面荷载(kN/m2);
Ba为荷载长度;
Sv为计算墙体的厚度, 取土钉的一个水平间距进行计算
1级坡: KH=1.34>1.3, 满足要求!
(2)抗倾覆稳定性验算
抗倾覆安全系数按以下公式计算:
KQ=MG/MQ
式中, MG--由墙体自重和地面荷载产生的抗倾覆力矩, 由下式确定
MG=W×BC×qBa×(B'-B+b×Ba/2)
其中, W为所计算土体自重(kN)
其中, q为坡顶面荷载(kN/m2)
Bc为土体重心至o点的水平距离;
Ba为荷载在B范围内长度;
b为荷载距基坑边线长度;
B'为土钉墙计算宽度;
Mk--由主动土压力产生的倾覆力矩, 由下式确定
Mk=Eah×lh
其中, Eah为主动土压力的水平分量( kN) ;
lh为主动土压力水平分量的合力点至经过墙趾O水平面的垂直距离。
1级坡: KQ=21.65>1.5, 满足要求!