甘肃某高层框剪结构商业街项目深基坑支护施工方案(土钉墙支护).doc
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1、目 录第一章 编制依据及编制说明.2第二章 工程概况.2第三章 土钉墙支护计算.4第四章 施工工期计划及进度保证措施.19第五章 挂网喷射混凝土施工工艺及说明.21第六章.23第七章 施工监测及应急措施.25第八章 质量保证措施. 28第九章 安全生产、文明施工措施.30第十章 劳动组织计划和主要机械设备计划. 31第一章 编制依据及编制说明 一、施工方案编制依据本施工组织设计根据下列规范或者技术文件编制:1、建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012);3、建筑地基处理技术规范(JGJ79-2012)4、锚杆设计与施工规范(CECS22-90);5、锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB5008
2、6-2011);6、场地工程地质勘察报告;7、基坑支护施工图设计;8、地下室平面图;9、其它国家和地方有关规范、规程、标准。二、施工方案编制说明1、 建筑结构安全等级为二级,其基坑重要性系数r=1.0。2、支护结构平面布置应满足地下室边墙外界尺寸要求,并按规范允许的结构受力变形,施工误差等要求进行放线; 深度应满足地下室净空要求。3、施工阶段支护结构的最大水平位移控制在40mm以内。支护结构仅作为基坑施工的临时支护结构。4、场地地震基本烈度为7度,抗震设防烈度按7度设防。 场地地震土类型:软弱中硬土或坚硬土 建筑场地类别:II类。第二章 工程概况 一、总述 兰州市兰州新区星光城商业街项目工程分
3、为东西两部分,东边为高层部分共5栋,结构类型为框架-剪力墙结构,地下两层、地上为9至15层;西边为多层部分共5栋,结构类型为框架结构,地下一层;地上两层;总面积为.41平方米。我公司通过对设计图的仔细查阅,并对调查的结果进行仔细研究、分析,基本上掌握了该工程的施工条件、施工要点、难点,并编制本施工方案,供有关单位审查。二、施工现场及工程地质条件1、 现场条件本工程场地场地属于山间凹陷盆地和黄土丘陵山前缓坡复合地貌。场地原为农田及荒地,场区地形整体平缓交通便利。三通一平已完成,交通运输道路可直通至施工现场,西南角出入口设置洗车槽,已具备土方外运和设备材料进场施工的条件,文明施工现场布置条件已基本
4、完善。道路:施工场地内的临时道路由施工单位根据施工组织设计的要求铺筑一条混凝土路。供水:施工用水由建设单位提供指定点,现已驳接到了施工现场。供电:施工用电已驳接到了施工现场,在场区南面设立配电室。临时设施:本工程临时设施,按施工现场范围及总平面图布置办公室及库房。2、地质情况根据钻孔揭露分析,场地地层自上而下分别为:粉土(自重湿陷性土)砾砂,层厚6.5米左右粉质粘土,层厚8.5米左右泥岩层详见星光城二期岩土工程勘察报告(甘肃陇原地质勘察工程公司,2013年3月20日)3 、地质水文情况根据勘察报告,地下水主要赋存于粉质粘土层与砾砂层交互层中,地下水位较低,基坑开挖未曾触及地下水。三、施工目标我
5、公司积极响应国家建设部和省市政府对兰州新区关于进一步强化工程质量管理、提高建筑工程质量水平的号召,订出高标准、高要求的施工质量目标,要使该工程成为优良工程。1、工程质量目标:合格率达到100,优良率达到90,工程质量达到优良。2、工程安全目标:受伤率控制在0.15以内,无重大伤亡事故发生。3、文明施工目标:争创“兰州新区文明施工标化工程”。四、本工程的重点及难点1、本工程的重点本基坑场地比较开阔,在基坑开挖的过程中注意基坑位移和变形。在挖运本工程土方的进度为关键点,土方施工的顺利与否,直接关系到整个支护的进度和质量、安全。本工程工期紧,任务重,支护施工效果要求高,各工序之间的协调和配合关系到整
6、个工程的进度和质量、安全。土方挖运过程中,切实做好安全文明施工及环境保护,泥土泥浆决不准带出工地。第三章 土钉墙支护计算 土钉支护亦称锚喷支护,就是逐层开挖基坑,逐层布置排列较密的土钉(钢筋),强化边坡土体,并在坡面铺设钢筋网,喷射混凝土。相应的支护体称为土钉墙,它由被加固的土体、放置在土体中的土钉与喷射混凝土面板三个紧密结合的部分组成。土钉是其最主要的构件,本工程采用打入法。一、土钉支护的特点与其它支护类型相比,土钉支护具有以下一些特点或优点: 1、土钉与土体共同形成了一个复合体,土体是支护结构不可分割的部分。从而合理的利用了土体的自承能力。 2、结构轻柔,有良好的延性和抗震性。 3、施工设
7、备简单。土钉的制作与成孔、喷射混凝土面层都不需要复杂的技术和大型机具。 4、施工占用场地少。需要堆放的材料设备少。 5、对周围环境的干扰小。没有打桩或钻孔机械的轰隆声,也没有地下连续墙施工时污浊的泥浆。 6、土钉支护是边开挖边支护,流水作业,不占独立工期,施工快捷。 7、工程造价低,经济效益好,国内外资料表明,土钉支护的工程造价能够比其它支护低1/21/3。 8、容易实现动态设计和信息化施工。二、土钉支护的适用范围土钉支护适用于:地下水位以上或经人工降水措施后的杂填土、普通粘土或弱胶结的砂土的基坑支护或边坡加固。一般可用于标准贯入基数N值在5以上的砂质土与N值在3以上的粘性土。单独的土钉墙宜用
8、于深度不大于12m的基坑支护或边坡维护,当土钉墙与放坡开挖、土层锚杆联合使用时,深度可以进一步加大。土钉支护不宜用于含水丰富的粉细砂岩、砂砾卵石层和淤泥质土。不得用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。三、土钉的作用机理土钉在复合土体中有个整体以下几种作用机理: 1、箍束骨架作用:该作用是由于土钉本身的刚度和强度,以及它在土体内分布的空间所决定的。它在复合土体中起骨架作用,使复合土体构成一个整体,从而约束土体的变形和破坏。 2、分担作用:在复合土体内,土钉与土体共同承担外荷载和自重应力,土钉起着分担作用。由于土钉有很高的抗拉、抗剪强度和土体无法相比的抗弯刚度,所以在土体进入塑性状态后,应力逐渐向
9、土钉转移。当土体发生开裂后,土钉的分担作用更为突出,这时土钉内出现了弯剪、拉剪等复合应力,从而导致土钉中的浆体碎裂、钢筋屈服。土钉墙之所以能够延迟塑性变形,并表现出渐进性开裂,与土钉的分担作用是密切相关的。 3、应力传递与扩散作用:当荷载增加到一定程度,边坡表面和内部裂缝已发展到一定宽度,边坡应力达最大。此时,下部土钉位于滑裂区域以外土体中的部分仍然能够提供较大的抗力。土钉通过它的应力传递作用可将滑裂区域内的应力传递到后面稳定的土体中,分布在较大范围的土体内,降低应力集中程度。 4、对坡面变形的约束作用:在坡面上设置的与土钉连在一起的钢筋网喷射混凝土面板使发挥土钉有效作用的重要组成部分。喷射混
10、凝土面板对坡面变形起到约束作用,面板的约束力取决于土钉表面与土之间的摩阻力,当复合土体开裂面区域扩大并连成片时,摩阻力主要来自开裂区域后的稳定复合土体。四、土钉支护设计 1、确定土钉墙结构尺寸(1)在初步设计时,应先根据基坑环境条件和工程地质资料,确定土钉墙的适用性,然后确定土钉墙的结构尺寸,土钉墙高度由工程开挖深度决定,开挖面坡度可取6090,在条件许可时,尽可能降低坡面坡度。(2)土钉墙均是分层分段施工,每层开挖的最大高度取决于该土体可以自然站立而不破坏的能力。在砂性土中,每层开挖高度一般为1.52.0m,在粘性土中可以增大一些。每层单次开挖的纵向长度,取决于土体维持稳定的最长时间和施工流
11、程的相互衔接,一般多用10m长。 2、参数设计土钉参数设计主要包括土钉长度、间距、布置、孔径和钢筋直径等。 (1)土钉长度 在实际工程中,土钉长度L常采用坡面垂直高度H的60%70%。土钉一般下斜,与水平面的夹角宜为520。研究表明:对钻孔注浆型土钉,用于粒状土陡坡加固时,L/H一般为0.50.8;对打入型土钉,用于加固粒状土陡坡时,其长度比一般为0.50.6.99规程要求L/H一般为0.51.2。其实,在只有饱和软土中才会取L/H大于1。 (2)土钉直径及间距土钉直径D一般由施工方法确定。打入的钢筋土钉通常是25mm,打入钢管一般是48mm;人工成孔时,孔径一般为70120mm,机械成孔时,
12、孔径一般为100150mm。土钉间距包括水平间距(列距)和垂直间距(行距),其数值对土钉墙的整体作用效果有重要影响,大小宜为12m。对于钻孔注浆土钉,可按612倍土钉直径D选定土钉行距和列距,且宜满足: 式中:K注浆工艺系数,一次压力注浆,K=1.52.5; D、L土钉直径和长度,m; 、土钉水平间距和垂直间距,m。五、支护方案选择本工程场区土层在水平方向的分布比较均匀,成层性好,无软弱土层存在,建筑场地的地基土为均匀地基。基坑开挖深度位于地下水位以上,不需考虑降水和护坡措施,符合土钉墙支护条件,故选择土钉墙作为基坑支护方式。六、土钉墙计算1、土压力计算及土钉布置由设计任务书得基坑开挖深度为1
13、0m,穿越三个土层,具体如图2.1所示,地面均布荷载为80 kPa,开挖深度位于地下水位以上,故不用考虑降水。 (1)主动土压力计算 q地面荷载();土的重度(); c土层粘聚力(kPa) 主动土压力系数, ,为土层内摩擦角。 图2.1土层分布图=,c=0,各层土压力计算:填土表面处的土压力素填土底面土压力粘质粉土顶面土压力粘质粉土底面土压力 = =粉质粘土顶层土压力 =粉质粘土底层土压力 = =(2)土钉参数及布置土钉墙水平倾角为,即按1:0.3放坡,土钉与水平面的倾角取,土钉竖直间距取,水平间距取,机械成孔,取孔径130。具体见图。土钉处主动土压力计算:第1点最大主动土压力 第2点最大主动
14、土压力 第3点最大主动土压力 第4点最大主动土压力 第5点最大主动土压力 第6点最大主动土压力 2、土钉设计1.折减系数计算 土钉墙坡面与水平面夹角,为(坡度1:0.3)。 2.受拉荷载标准值计算 其中:荷载折减系数; 第i个土钉位置处的基坑水平荷载标准值,(kPa); 、-土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距,(m); -土钉与水平面的夹角。 3.土钉受拉承载力设计值计算 土钉受拉承载力设计值按以下公式计算:其中:-第i根土钉受拉荷载标准值,(kN);-第i根土钉受拉承载力设计值,(kN);-基坑侧壁重要性系数,取1.0。 4.土钉长度设计 土钉长度按以下公式计算:其中:-土钉受拉抗力分项系数
15、,取1.3; -第j根土钉锚固体直径,(m); -土钉穿越第i层土体与锚固体极限摩阻力标准取值;查表得,。 -第i根土钉在直线破裂面外穿越第i稳定土体内的长度,(m)。 5、自由段长度的计算自由段长度按以下公式计算:其中:-第i排土钉自由段长度(m);-基坑深度(m);-土钉墙坡面与水平面的夹角;-土钉与水平面的倾角取;-第i排土钉到地面的距离(m)。第1排土钉自由段长度计算, 第1排土钉长度: 第2土钉自由段长度计算, 第2土钉长度:第3土钉自由段长度计算, 第3土钉长度:第4土钉自由段长度计算, 第4土钉长度:第5土钉自由段长度计算, 第5土钉长度:第6土钉自由段长度计算, 第6土钉长度:
16、综合上述计算结果及施工因素,取第1排和第6排土钉长度为11.5m,第25排土钉取5.5m。6、杆体直径计算:土钉杆体的钢筋直径按以下公式计算:其中:-钢筋截面面积; -普通钢筋抗拉强度标准值; -土钉受拉承载力设计值最大值; -土钉抗拔力安全系数,取1.3。 选取483.5钢管,纵向受力钢筋取28,面层混凝土厚度取100,加强筋取二级钢筋14,钢筋网采用150。3、土钉墙验算1、土钉的内部抗拔力验算其中:-土钉的局部稳定性安全系数,取1.3; -土钉的设计内力(N); -土钉直径(M); -界面粘结强度标准值(kPa)。查表得: ,(1)、第1排土钉的内部抗拔力验算满足内部抗拔力要求。(2)、
17、第2排土钉的内部抗拔力验算满足内部抗拔力要求。(3)、第3排土钉的内部抗拔力验算满足内部抗拔力要求。(4)、第4排土钉的内部抗拔力验算满足内部抗拔力要求。(5)、第5排土钉的内部抗拔力验算,满足内部抗拔力要求。(6)、第6排土钉的内部抗拔力验算满足内部抗拔力要求。2.抗滑稳定性验算作用在墙后滑移合力为土体主动土压力作用在墙底断面的抗滑合力其中:-墙体自重(kN); -土钉墙宽度(m),本设计 ,取。抗滑安全系数满足下式: ,满足抗滑稳定性要求3.抗倾覆稳定性验算抗倾覆力矩:倾覆力矩:抗倾覆安全系数要满足以下公式:抗倾覆力矩: 倾覆力矩: 抗倾覆安全系数要满足以下公式:满足抗倾覆稳定性要求第四章
18、 施工工期计划及进度保证措施一、施工工期计划本工程基坑开挖及支护计划工期20天。根据本工程的具体情况,工期紧的特点,要充分发挥我公司现有机械设备与人员的潜力,多机同时施工,根据现场需要计划采用2台搅拌机施工。二、进度保证措施因本工程质量要求高,工期要求紧,要求项目部采取有力的措施,选择我公司精兵强将,合理地组织交叉作业,尽量缩短各工序时间,为确保工期特制订以下进度保证措施:(一)、精心组织根据工程的实际情况需要,组建一个有力的项目经理部,工程工期安排及调整,统一由项目经理部负责、指挥。(二)、各方协调认真做好开工前的各项准备工作,确保施工时各工序能够及时开工,并顺利进行。(三)、准备充分施工过
19、程中,根据工程进展的实际需要,不断调整施工力量 (包括人力、物力、财力)及做好一切与工期相关工作:1.积极并努力处理好与当地建筑监督部门、业主、设计方及其它各单位的关系,充分利用各项有利条件,加快施工进度。2.充分考虑到气候、季节对施工进度的影响,无论是在编制总体计划,还是在实际过程中都要充分利用旱季,投入大量的人力、物力、财力。根据天气特性,在雨天应根据雨量大小,充分利用间隙时间,进行一些不会影响工程质量的分项施工。3.修边、锚管、挂网喷锚施工时,各专业队伍配合施工。项目部抓好各工种之间的相互配合、协调工作。4.施工中始终以优良工程标准进行精心施工,提高质量意识,加快工程进度,以高质量来求得
20、快进展。5.贯彻“安全第一”的施工指导思想,建立健全安全监督体系,所有施工人员都应按规定持“安全培训证”上岗。施工中做到不发生重大伤亡事故,一般轻伤事故控制在1%以内,做到了安全生产才能真正促进工程的顺利进行。6.施工中及时整理各种资料,施工完毕,保证能及时交付验收、使用。三、施工项目进度控制在执行计划的过程中,经常检查实际进度是否按计划要求进行,若出现偏差,便及时找出原因,采取必要的补救措施或调整、修改原计划,直至工程竣工。四、施工进度计划和监督检查1、计划检查时间:其分为两类进行:一类是日常检查;一类是定期检查(旬查、月检查),做到以日保旬,以旬保月,以月保证整个施工进度。2、检查内容:在
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