基坑围护土钉墙施工方案.doc

江苏海洋产业研究院综合楼工程基坑围护土钉墙施工方案大丰市现代建筑装潢有限责任公司2011年4月28日.1施工组织设计方案报审表工程名称：江苏海洋产业研究院综合楼 编号：.1 致：上海凯悦建设咨询监理有限公司（监理单位）兹报验：单位工程施工组织设计 分部(子分部)/分项工程施工方案 特殊工程专项施工方案 4 施工起重机械设备安装、拆卸方案5基坑围护土钉墙施工方案本次申报内容系第 1 次申报，申报内容公司技术负责人项目经理部已批准。附件：1施工组织设计。2基坑围护土钉墙 施工方案。 承包单位项目经理部（章）： 项目经理：日期:2011 4 28项目监理机构签收人姓名及时间承包单位签收人姓名及时间专业监理工程师审查意见:专业监理工程师： 日期: 总监理工程师审核意见： 项目监理机构(章): 总监理工程师：日期： 注：承包单位项目经理部应提前7日提出本报审表。江苏省建设厅监制基坑围护土钉墙施工方案江苏海洋产业研究院综合楼工程；属于框架剪力墙结构;地上12层;地下1层；建筑高度：54.60m；标准层层高：4.20m ；总建筑面积：24086.00平方米；总工期：350天；施工单位：大丰市现代建筑装潢有限责任公司。本工程由大丰市海洋科教城管理委员会投资建设，南京建筑工程学院建筑设计研究院设计，南京工大岩土勘察设计有限公司地质勘察，上海凯悦建设咨询监理有限公司监理，大丰市现代建筑装潢有限责任公司组织施工。第一章、 方案优选一、基坑围护方案优选合理安排好地下室工程的施工，优选基坑围护方案，对降低工程造价，保证基坑稳定，促进安全生产、文明施工，至关重要。因此，基坑围护方案的优选主要考虑以下因素： (1)造价因素。项目强调低成本，必须降低支护结构的材料、人工、机械设备费用，合理调配基坑土方的开挖、运输、堆放、回填、弃土，渣土处置等费用。 (2)环境因素。按照JGJ5999的要求，要做好安全生产、文明施工，施工过程中尽可能减少对周围环境的影响。 (3)工期。不同的围护形式，工程的工期也各不相同。该工程的特点是时间紧，任务重，工期越短，效益越好。 (4)社会效益。该项目实行“标化”管理，要求工程质量确保优良。 (5)不可预见因素。施工过程中，要综合考虑雨、雪等各种不可预见因素。由于基本原理不同，目前基坑边坡的支护形式分为支挡型和加固型。 (1)支挡型。可以分为悬臂式和斜梁支撑式。后者造价相对较高。 排桩支挡结构。稀疏排桩、连续排桩、双排桩、组合式排桩(与挡板组合、与水泥土拱组合、与水泥土防渗墙组合)。地下连续墙。对周围环境影响小，对地层条件适应性强，对墙体长度可以任意调节，可用于任何深度的基坑，同时可以作为主体结构的一部分。 (2)加固型。通过对基坑四周土体的加固，利用其自身重力挡墙原理，可满足主动土压力要求，其特点是造价低，施工方法简单。主要形式有：水泥搅拌桩加固法，施工时无环境污染(噪声、振动、污物排放)，造价低，防渗性能好；高压旋喷桩加固法，当场地地质条件差、土质松散、地下障碍物多时采用此法；注浆加固法。适用于土质松散，地下障碍物多的地质条件；网状树根桩加固法；插筋补强法；土钉加固法，其特点是：经济、可靠、施工快捷、应用范围广、施工方法灵活、施工时对环境干扰少、对场地土层的适应性强。 基坑支护涉及到土力学中强度和稳定问题，基坑维护方案的设计应根据工程实际情况进行方案的筛选和优选，选择的出发点是安全、经济。所有的方案，在保证安全的前提下必须达到最大的经济效益。设计不仅要保证边坡的稳定，而且要满足变形控制的要求，以确保基坑周围建筑物、构筑物、管线、道路的安全。本工程从经济可靠的角度出发，采用土钉加固复合地基加固第二章、 方案设计计算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：一级基坑开挖深度h(m)：3.600；土钉墙计算宽度b(m)：13.00；土体的滑动摩擦系数按照tan计算，为坡角水平面所在土层内的内摩擦角；条分方法：费伦纽斯法；条分块数：20；考虑地下水位影响；基坑外侧水位到坑顶的距离(m)：4.100；基坑内侧水位到坑顶的距离(m)：4.100；荷载参数：序号 类型 面荷载q(kPa) 基坑边线距离(m) 宽度(m) 1 局布 2.00 1.50 2.00地质勘探数据如下：序号 土名称 土厚度 坑壁土的重度 坑壁土的内摩擦角 内聚力C 计算类型 极限摩擦阻力 (m) kN/m3 () (kPa) (kPa) 1 填土 1.10 19.70 24.30 43.70 112.00 2 粘性土 1.30 19.97 21.80 23.50 112.00 3 粉土 1.70 19.76 25.00 18.50 112.00 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) 0 3.60 2.70 0.50 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 1.50 20.00 1.50 2.70 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，根据规范JGJ 120-99， 1、其中土钉受拉承载力标准值Tjk按以下公式计算： 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 aj-土钉与水平面的夹角按下式计算： 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： 2、土钉抗拉承载力设计值Tuj按照下式计算 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-土钉在土体破裂面外的长度。层号 有效长度(m) 抗拉承载力(kN) 受拉荷载标准值(kN) 初算长度(m) 安全性 1 0.70 22.66 0.00 0.80 满足 第1号土钉钢筋的直径ds至少应取：14 mm； 三、土钉墙整体稳定性的计算:根据规程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：n-滑动体条分数m-滑动体内土钉数k-滑动体分项系数，取1.30-基坑侧壁重要系数；wi-第i条土重；bi-第i分条宽度；cik-第i条滑土裂面处土体粘结力；ik-第i条滑土裂面处土体的内摩擦角；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，即第i条土条平均高度hi；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。 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：-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 36.891 -0.001 2.320 2.320 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 2.058 37.050 -0.018 5.576 5.576 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= 1.6731.30 满足要求! 标高 -1.500 m第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 2.0581.30 满足要求! 标高 -3.600 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： 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： 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=34.091.3，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： 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 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 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=4604.801.5，满足要求！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60mm4钢筋网6.5200mm200mm，保护层为2030mm，另外为保证坡顶稳定，在坡顶做1 m的钢筋砼翻边5锚头土钉采取横向拉筋焊接连接第三章、 施工总体布署一、 施工程序（各工序的综合协调）（一） 土钉墙：在挖出的边坡上直接进行土钉墙支护施工。（二） 土方：用挖土机对开挖不到位的土方应首先开挖到位，土方随挖随用人工进行清理，并挖掉浮土， 二、 基础施工阶段的施工流程施工准备测量放线地下室施工基础验收回填土土方清运施工基坑支护施工三、 施工部署（一） 进度计划序号内容工期1施工准备1d2测量放线1d3土方清挖1d4基坑支护4d（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：7天。3. 安全文明施工目标：根据业主要求争创省安全文明施工工地4. 管理目标：实行规范化管理，保证工程在管理、质量、文明施工上创出一流水平。（三） 施工准备在基础工程施工前，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. 技术交底：组织工人学习方案，对关键部位进行指导把关。3. 劳动组织准备：组织劳动力进场，做好施工人员入场教育等工作。4. 材料、机械准备：根据相关的设计图纸和施工方案，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。5. 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台正铲装载机ZL501台张拉设备1套注浆设备1套（1） 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WJ40-11台电焊机BX-3002台钢筋切割机GJ51-321台第四章、 基坑支护工程一、 基坑支护工艺流程测量放线第二步土钉墙施工第一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组织验收二、 土钉墙护坡工程（一） 工艺流程施工准备边坡修整 定位放线 加工土钉 打土钉 注 浆挂 网喷射砼养 护验收（二） 施工方法1. 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。2. 定位放线：按设计图纸由测量人员放出每一个土钉的位置。3. 土钉制作及安放：采用48钢管，端头切割成梅花形，然后焊接成锥形桩头，然后按测量定出的土钉孔位压入土钉，详见下图：4. 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。5. 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。6. 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60mm。7. 养护：采取浇水养护。第五章、 质量保证措施一、 组织保证体系基础施工阶段建立由项目经理领导，质量中间控制，形成一体化管理系统。项目经理项目技术负责人质量员施工员施工员土方施工基坑支护施工现场经理二、 质量管理程序人员：基本要素质量执行岗位责任制人员素质保证材料：原材检测技术资料保证原材质量保证操作：按工艺标准熟悉方案操作过程保证机具：检测合格使用周检维修保养机具保证方案：经审批可实施实施中优化总结方案保证原材质量保证产品质量保证 基本要素质量 工作质量三、 各分项工程质量标准（一） 土钉墙质量标准 内容标准喷射砼面层平整度的允许偏差20mm孔深允许偏差50mm孔距允许偏差100mm钢筋保护层厚度20mm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（GBJ30188）。2. 工程设计对土方的质量要求。四、 各分项工程质量保证措施（一） 修坡时专人进行测量,确保不吃槽。（二） 打入土钉时由专人配合及检查。（三） 注浆时要严格按配比搅浆, 要进行二次、三次补浆直到注满。（四） 喷砼时, 由专人检查网长及标志杆的安装。五、 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25m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。六、 质量问题的处理如发生质量问题，立即上报监理