深基坑支护施工方案土钉墙.doc

土钉墙方案土钉墙支护施工方案编制人：徐海东 ；学号 ：08201010613；专业：土木工程学院；指导教师：何夕平；编制时间： 2012 年 3 月 23 日第一节 编制依据2第二节 工程概况2第三节 施工总体布署2第四节 基坑支护工程6第五节 土方挖运工程8第六节 质量保证措施9第七节 安全生产与文明施工13第八节 雨期施工措施15第九节 土钉墙支护计算书16 土钉墙支护专项方案第一节 编制依据选用规范:1、相关设计图纸、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 50007-2002）、4、混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）、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 工程背景：某工程地上16层，地下1层，建筑面积1.5万，桩基础，桩长12米，地下室土方开挖支护平面形状如图，地下室底板垫层离天然地面7米，工程地质情况如表所示，地下水位在自然地坪下2m。各土层主要物理、力学指标值土层重度Y（KN/m3）C(kPa)内摩擦角（度）Qisk（kPa）Ysat杂填土166183026粉土1512203519粘土1822304520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、 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。2、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6300立方米，预计此步工期约为*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）工期目标按照要求进行（暂定X 天）。（三）安全文明施工目标根据建设单位要求争创安全文明施工工地。（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他工作。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土方施工部202基坑支护施工部203机动施工部10（三）施工机械需要量计划1. 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 m334 台翻斗车太拖拉5060 台2. 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 m32 台混凝土喷射泵Pz-52 台锚杆机10台正铲装载机ZL501台注浆设备1套3. 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WJ40-12 台电焊机BX-30010 台钢筋切割机GJ51-323 台第四节 基坑支护工程土钉墙护坡工程：（一）施工工艺流程（见图5）图5 土钉墙护坡工艺流程（二）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：按设计图纸由测量人员用8、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。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：钢筋网片用插入土中的钢筋固定，与坡面间隙45cm，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0.20.5MPa，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混凝土初凝和终凝时间在510 min，喷射厚度大于等于100mm。9. 养护：根据气温条件，选择养护方案。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X m3，X 台车共计X m3。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XXX m3。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（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X 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，做好开工前的扰民工作。五、坡道土方收尾（一）坡道处土方收尾采用挖土机直接进行挖除，装车运走。（二）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（一）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34cm（二）土方开挖质量标准1. 国家有关建筑施工规范2. 工程设计对土方的质量要求五、各分项工程质量保证措施（一）土钉墙质量保证措施1. 修坡时专人进行测量，确保不吃槽。2. 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。3. 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。4. 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：（一）观测点的布置：在坡顶上每隔10m 布置一个点。（二）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。（三）观测时间的确定:1. 基坑开挖每一步都应作基坑变形观测。2. 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。（四）场地查勘与记录：1. 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。2.每次观测结果详细记入汇总表并绘制沉降与位移曲线。（五）注意事项1. 每次观测应用相同的观测方法和观测线路。2. 观测其间使用一种仪器，一个人操作，不能更换。3. 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。（一）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，也可以在其背后进行挖土卸荷，以保证基坑的稳定。（二）开挖过程中，若局部存水，可以采用明排集中，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（一）现场要设健全的安全领导小组。（二）全体人员应认真执行各工种的安全操作规程及有关规定。（三）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。（四）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XX市劳务人员用工的有关规定及条例，证件齐全。（五）施工人员进入现场要进行“三级”安全教育。（六）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。（七）现场电器设备要有漏电保护器，电缆应设可靠绝缘。（八）各种机电设备均应设专人负责管理，电工持证上岗。（九）现场用电设备必须实行三级供电，两级保护。（十）夜间施工，工地应有足够的照明。（十一）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。（十二）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。（十三）施工时，挖掘机严禁碰撞支护结构。（十四）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（一）所有土方运输车辆进入现场后禁止鸣笛,以减小噪声（二）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。（三）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。（四）在大门出口处设置冲洗车槽，每辆车必冲洗。（五）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。（六）现场内施工人员禁止抽烟、随地大小便。（七）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。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)：7.000；土钉墙计算宽度b'(m)：4.70；土体的滑动摩擦系数：0.58；条分块数：8；考虑地下水位影响；基坑外侧水位到坑顶的距离(m)：2.000；基坑内侧水位到坑顶的距离(m)：8.000；2、地质勘探数据如下：3、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 7.00 0.00 20.00 土钉数据： 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 4.40 10.00 0.50 1.00 2 120.00 4.40 10.00 1.00 1.00 3 120.00 4.50 10.00 1.00 1.00 4 120.00 4.50 10.00 1.00 1.00 5 120.00 5.00 10.00 1.00 1.00 6 120.00 5.10 10.00 1.00 1.00 7 120.00 5.10 10.00 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=1.250Tjk1、其中土钉受拉承载力标准值Tjk按以下公式计算：Tjk=eajksxjszj/cosj其中 -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 j-土钉与水平面的夹角按下式计算：=tan(-k)/2(1/(tan(+k)/2)-1/tan)/tan2(45°-/2)其中 -土钉墙坡面与水平面的夹角。 -土的内摩擦角eajk按根据土力学按照下式计算： eajk=(i×szj)+q0×Kai-2c(Kai)1/22、土钉抗拉承载力设计值Tuj按照下式计算Tuj=(1/s)dnjqsikli其中 dnj-土钉的直径。 s-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：0.000 mm；第2号土钉钢筋的直径ds至少应取：4.613 mm；第3号土钉钢筋的直径ds至少应取：3.784 mm；第4号土钉钢筋的直径ds至少应取：7.445 mm；第5号土钉钢筋的直径ds至少应取：9.826 mm；第6号土钉钢筋的直径ds至少应取：11.733 mm；第7号土钉钢筋的直径ds至少应取：13.370 mm； 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：k-滑动体分项系数，取1.3；0-基坑侧壁重要系数；i-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；ik-第i条滑土裂面处土体固结不排水(快)剪内摩擦角标准值；i-第i条土滑裂面处中点切线与平面夹角；j-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=dnjqsiklnjlnj-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：-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 1.673 58.764 -7.557 4.583 8.839 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 1.412 58.764 -22.672 13.750 26.516 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 1.469 29.234 -2.626 4.692 5.377 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4步 1.377 29.234 -3.676 6.569 7.528 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5步 1.346 29.234 -4.727 8.446 9.679 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6步 1.324 29.234 -5.777 10.323 11.830 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7步 1.319 29.234 -6.828 12.200 13.980 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8步 1.300 29.234 -7.353 13.138 15.056 示意图如下：-计算结论如下：第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.673>1.30 满足要求! 标高 -0.500 m第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.412>1.30 满足要求! 标高 -1.500 m第 3 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.469>1.30 满足要求! 标高 -2.500 m第 4 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.377>1.30 满足要求! 标高 -3.500 m第 5 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.346>1.30 满足要求! 标高 -4.500 m第 6 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.324>1.30 满足要求! 标高 -5.500 m第 7 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.319>1.30 满足要求! 标高 -6.500 m第 8 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.300>1.30 满足要求! 标高 -7.000 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'/Eah1.3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'=(W+qBaSv)，因为q为0，故f=W 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=2.26>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；ME-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通过墙趾O水平面的垂直距离。1级坡：KQ=6.06>1.5，满足要求！