基坑施工方案(深).doc
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1、工程项目基坑支护安全技术方案工程项目基坑支护安全技术方案目录第一章、工程概况第二章、基坑支护方案设计第三章、施工总体布署第四章、基坑支护工程第五章、土方挖运工程第六章、质量保证措施第七章、安全生产与文明施工第八章、雨期施工措施第九章、基坑坍塌事故的发生、预防及应急救援体系的建立安全专项施工方案审批表工程名称建筑面积安全专项方案名称实施时间施工单位审批意见方案编制人职称项目部意见项目经理(技术负责人) 年 月 日公司技术部门审核意见审核人: 年 月 日公司安全部门审核意见审核人: 年 月 日公司审批意见 单位公章企业技术负责人: 年 月 日监理单位审批意见专业监理工程师审核意见专业监理工程师:
2、年 月 日监理单位审批意见单位公章总监理工程师: 年 月 日第一章、工程概况一、 工程概况某工程位于大连经济技术开发区73号小区,建筑面积30014.14m2,。工程地下三层,地上三十层。结构形式为框架剪力墙结构。0=9.4m,垫层底标高2.3m,自然地面标高为15m,基础埋深在自然地面下12.7m左右。二、 工程地质及水文条件(一) 工程地质条件拟建场区地形基本平坦,地面标高16m,平均15m。表层为厚9m的回填杂土,原土层为厚4m的粉质粘土,底层为强风化石英岩。第二章、 基坑支护方案设计一、 设计依据(一) 本工程岩土工程勘察报告及设计图纸;(二) 建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99
3、) ;(三) 建筑地基与基础设计规范(GBJ7-89);(四) 混凝土结构设计规范(GBJ7-89)。二、 基坑支护方案的设计(一) 基坑支护方案的设计1. 护坡形式为确保边坡安全,并降低成本,采取1:2草袋护坡,预留肥槽为0.8m。基坑支护剖面图详见附图1。2. 工程地质参数据该场地勘察报告,本工程场地标高计算时按0.00考虑的土层厚度见图,计算时选出土层厚度及参数详见下表:序号土层名称层厚(m)粘聚力C(KPa)内摩擦角(0)重度(KN/M3)1人工填土4.02030202细砂3.0035203卵石8.004020(二)、结构内力计算:结构计算书:土压力的计算,仍然是简化后按库仑公式或朗肯
4、公式进行。常用的公式为:主动土压力:E=1/2H2tg2(45-/2)-2CHtg(45-/2) 2C2/式中:E主动土压力(KN),土的容重,采用加权平均值。H挡土桩长(m) 。土的内摩擦角()。C土的内聚力(KN)。被动土压力:EP=1/2t2KPCt式中:EP被动土压力(KN),t挡土桩的入土深度(m),KP被动土压力系数, 一般取K2=tg2(45-/2)。2.1.土压力参数:尤其抗剪强度C/的取值问题。抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法,前者采用总应力C、值和天然重度(或饱和容量)计算土压力,并认为水压力包括在内,后者采用有效应力C、及浮容量计算土压力,另解水压力,即是水土
5、分算。总应办法应用方便,适用于不透水或弱透水的粘土层。有效应力法应用于砂层。2.2.朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力。这种假设造成计算主动土压力偏大,而被动土 压力偏小。主动土压力偏大则是偏安全的,而被动土压力偏小则是偏危险的。针对这一情况 ,在计算被动土压力时,采用修正后的被动土压力系数KP,因为库仑理论计算被动土压力 偏大。因此采用库仑理论中的被动土压力系数擦角,克服了朗肯理论在此方面的假定。可 以求得修正后的KP是:KP=CosDCosKF)-Sin(o )Sino2式中是按等值内摩擦角计算,对粘性土取D=是根据经验取值,一般为1/3-2/3 。2.3.用等值内摩擦角计算主动土压力。在
6、实践中,对于抗深在10m内的支护计算,把有粘聚力的主动土压力E,计算式为:E=1/2CHtg2(45-/2) 2C2/。用等值内摩擦角时,按无粘性土三角形土压力并入o,E=1/2H2tg(45-/ 2),而E=E由此可得:tg(45-SX(o2= rH2tg2(45-/2)-4CHtg(45-/2) 4C2/r2rH22.4.深基坑开挖的空间效应。基坑的滑动面受到相邻边的制约影响,在中线的土压力最大,而造近两边的压力则小,利用这种空间效应,可以在两边折减桩数或减少配筋量。2.5.重视场内外水的问题。注意降排水,因为土中含水量增加,抗剪强度降低,水分在较大土粒表面形成润滑剂,使摩擦力降低,而较小
7、颗粒结合水膜变厚,降低了土的内聚力。综上所述,结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成,水压力和土压力分别按以下方 式计算:2.5.1.水压力:因支护桩所处地层主要为粘性土层,且为硬塑中密状态,另开挖前已作降水处理,故认为此压力采用水土合算是可行的。2.5.2.土压力:桩后主动土压力,采用朗肯主动土压力计算,即:E=1/2H2tg2(45-/2)-2CHtg(45-/2) 2C2/桩前被动土压力,采用修正后的朗肯被动土压力计算,即:EP1/2t2KP 2KP Ct。式中:KPCosCos-Sin( )Sin23.护坡桩的设计该工程支护结构主要采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加斜土锚的设计方案,桩的直
8、径为600mm, 桩间净距为1000mm。考虑基坑附近建筑屋的影响,还有环城南路上机车等动截荷的影响,支护设计时,笔者参照部分支护结构设计的相关情形取地面均布载荷q=40KN/m,:3.1.桩上侧土压力:桩后侧主动土压力,因为桩后土为三层(杂添土、粘土、粉粘土)所以计算时采用加权平均值的C、,=21.32,得:E=4.7H2-2.76H 108.49;桩 前侧被动土压力:因为桩前侧土为两层(粘土层、粉质粘土层),所以计算时应采用加权平均值的C、,得:EP33.89676t2 104.5t;均布载荷对桩的侧压力:由公式EqqKaH,得:Eq=18.672H。3.2.桩插入深度确定:计算前须作如下
9、假设:(1)锚固点A无移动;(2)灌注桩埋在地下无移动;(3)自由端因较浅不作固定端,按地下简支计算。3.2.1.建立方程:对铰点(锚固点)A求矩,则必须满足:MA=0所以有:1KEP(23t h-a)=Eq23 (h t)-a Ep(h t2-)q式中:K为安全系数,取2,得:8.31t3 82.97t2-138.75t=114.123.2.2.插入深度及柱长计算:根据实际情况t取最小正解;t=1.99m。根据建筑结构设计手册及综合地质资料,取安全系数为1.2,所以桩的总长度为:L=h 1 .5t=8.5 1.21.99=12.4(m)3.3.锚拉力的计算:由于桩长已求出,对整个桩而言,由于
10、力平衡原理可以求出A点的锚拉力,FA=0,即:E Eq=Ep TA,取t=1.99解得:TA=194.35(KN)4.土层锚定设计锚固点埋深=2m,锚杆水平间距1.6m,锚杆倾角18,这是因为考虑到:(1)基坑附近有环 城南路和建筑物的存在,倾角小,锚杆的握裹力易满足;(2)支护所在粘土层较厚,并且均 一,可作为锚定区;(3)粘土层的下履层(粉质粘土层、粉砂层、圆砾层)都是饱水且较薄。4.1.土层锚杆抗拔计算:土层锚杆锚固端所在的粘土层:c=47.7kp=20.72r=20 .13kN/m24.1.1.土层锚杆锚非固端段长度的确定:由三角关系有:BF=sin(45-/2)/sin(45-/2
11、a)(H-a-d)代入数据计算得:BF=5.06 m4.1.2.土层锚杆锚段长度的确定:该土层锚杆采用非高压灌浆,则主体抗压强度按下面公式 计算:r=C (1/2)rhtg。式中:r埋深h处的抗剪强度,K安全系数1.5,d锚杆 孔径,取0.12m,锚固段长度L=17.98m3. 综合计算结果,得出如下数据:(1) 1-1护坡方案设计如下:1) 土钉设计参数序号名称设计参数1土钉墙放坡1:0.12土钉垂直间距1.5m3土钉水平间距1.5m4土钉倾角105土钉直径100mm6土钉水泥浆体强度20Mpa7土钉水泥浆配比W/C0.52) 土钉主筋规格及长度:排数12345锚筋规格2020202020锚
12、筋长度(m)8.07.67.26.86.43) 喷射砼:序号名称设计参数1设计强度C202水泥:砂:碎石:8880速凝剂1:2:2:0.03(重量比)3喷射厚度100mm4钢筋网6.5200mm200mm,保护层为3050mm,另外为保证坡顶稳定,在坡顶做1.5m的钢筋砼翻边5锚头土钉采取横向拉筋焊接连接(2) 2-2土钉墙方案设计如下:土钉水平间距1.3m。排数12345锚筋规格2020202020锚筋长度(m)8.09.07.26.86.4土钉主筋规格及长度:其余同1-1剖面。说明:为控制位移,其中第二道土钉间隔施加预应力(即二分之一施加),采取螺栓施加预应力30KN,采取20020020
13、的钢板作为承压板,自由段长为2m。(3) 3-3土钉墙方案设计如下:由于东侧离马路很近,采用垂直喷锚。东侧马路下有地下市政管道,第一道锚杆打在-1.8m的标高,在护坡的上口根据实际情况采取加拉梁的方式进行拉锚,具体在补充方案。土钉水平间距1.0m。其余同1-1剖面。为控制位移,其中第二道土钉全部施加预应力。第三章 、施工总体布署一、 施工程序(各工序的综合协调)(一) 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。(二) 土方1. 开挖顺序:进场后首先开挖土钉墙10m宽工作面,第一步挖至-1.5m(第一层土钉在-1.0m),第二步挖至-3.0m,第三步
14、挖至-4.5m,依此类推。2. 基坑中间的土方总体上分二步开挖,即第一步土方摘帽挖至-3.5m;第二步土方挖至槽底,槽底预留30cm土方随挖随用人工进行清槽。3. 坡道收尾:用长臂挖土机收土。二、 基础施工阶段的施工流程施工准备测量放线土方收尾竣工验收土方挖运施工基坑支护施工三、施工部署(一) 进度计划序号内容施工时间工期1施工准备7d2测量放线3d3土方开挖30d4基坑支护25d5坡道收尾3d(二) 工程目标1. 质量目标:精心施工,确保土钉墙边坡支护安全。2. 工期目标:30天。3. 安全文明施工目标:根据业主要求争创大连市安全文明施工工地(三) 施工准备在基础工程施工前,专门召开施工准备
15、会议,落实各项施工准备工作计划,内容如下:1. 技术准备:熟悉、审查施工图纸和施工方案。2. 施工现场准备工作:地上、地下、周边各种管线及障碍物的勘测定位;基坑开挖线的定位;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。3. 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;组织材料和机械设备按计划进场。4. 施工场外协调:对外协调交通、环卫、市容的关系,作好扰民、民扰处理的前期准备工作。(四) 各项资源需要量计划1. 劳动力需要量计划:序号专业所需人数1土方施工502基坑支护施工50
16、2. 施工机械需要量计划:(1) 土方挖运机械设备一览表设备名称设备型号数量反铲挖土机1.6 m38台翻斗车太拖拉60台(2) 基坑支护施工机械设备一览表设备名称设备型号数量空压机9m32台砼喷射泵Pz-5 2台锚杆机10台正铲装载机ZL501台张拉设备1套注浆设备1套(3) 钢筋加工机械设备一览表设备名称设备型号数量卷扬机1台钢筋弯曲机WJ40-12台电焊机BX-30010台钢筋切割机GJ51-323台第四章、基坑支护工程测量放线第二道预应力锚杆施工第一步土钉墙施工第二步土钉墙施工第三步土钉墙施工第四步土钉墙施工第五步土钉墙施工二、土钉墙护坡工程(一)、工艺流程 边坡开挖 边坡修整 定位放线
17、 成 孔 插锚筋 注 浆 挂 网锚头安装喷射砼 养 护施工方法1. 边坡开挖:采用反铲挖土机,预留2030cm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。2. 边坡修整:采用人工清理,为确保喷射砼面层的平整,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400600mm,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。3. 定位放线:按设计图纸由测
18、量人员用f8长30cm的钢筋放出每一个土钉的位置。4. 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。5. 土钉主筋制作及安放:主筋按设计长度加20cm下料,外端设90度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。6. 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。7. 挂网及锚头安装:钢
19、筋网片用插入土中的钢筋固定,与坡面间隙34cm,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。8. 喷射砼:喷射砼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0.20.5MPa,喷头水压不应小于0.15 MPa,喷射距离控制在0.61.0m,通过外加速凝剂控制砼初凝和终凝时间在510 min,喷射厚度大于等于100mm。9. 养护:采取浇水养护。第五章、 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
20、。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的安全,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分二步开挖,即第一步土方摘帽挖至-3.5m,;第二步土方挖至槽底。具体施工流程如下:第一步土方挖至-3.5m放坡开挖线人工配合清槽土方收尾及坡道处理第二步土方挖至槽底二、 设备能力分析如整夜作业,平均每车每夜出土50方,60台车共计3000方。根据现场场
21、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2500方。可根据实际情况可调整机械力量以便确保工期。三、 现场准备(一) 出口搭设拍土架子。保证每一辆车进行排土,并加盖帆布。(二) 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。(三) 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。(四) 基坑四周布置68个太阳灯,做好夜间照明准备。(五) 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。(六) 疏通所有交通,作好开工前的民扰工作。四、 坡道土方收尾(一) 坡道处土方收尾采用长臂挖土机进行挖除,装车运走。(二) 再进行坡道处护壁施工
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