基坑开挖及边坡防护专项施工方案版本1

基坑开挖及边坡防护专项施工方案版本1

纬创资通（中山）有限公司工业F2厂房、工业附属设施（BR1空桥、G7岗亭、U7辅房）工程 编制单位：四川省泸州市第十建筑工程公司编制人：审批人：13 日期：2010年03月25日基坑开挖及边坡防护专项施工方案纬创资通(中山)有限公司工业F2厂房工程；属于框架结构;地上3层；建筑高度：24.5m；标准层层高：6m；总建筑面积：108145.63平方米；总工期：280天；施工单位：中山市第三建筑工程有限公司。本工程土方开挖深度自自然地面到地下室底板深度约3.2m。根据地质勘查报告内容，该深度岩土情况为约10年的回填粘土，施工现场场地相对比较宽阔，因此本基坑工程拟采用放坡开挖、混凝土护坡的施工方案。本工程由纬创资通(中山)有限公司投资建设，中山市第二建筑设计院有限公司设计，广东中山地质工程勘察院勘察，中山火炬建设监理有限公司监理，中山市第三建筑工程有公司组织施工；由王志刚担任项目经理，林钊元担任项目技术负责人。一、施工准备1、组织施工管理人员和土方班长，熟悉设计图纸和现场地下管线分布，了解土质情况，结合实际情况，确定最佳的挖土及填土施工方案。2、了解实地绝对标高与开挖相对标高的关系，确定开挖放坡宽度。3、根据给定坐标点进行坐标复核并划出基础土方开挖线。13 4、进行定位测量放线，现场查看，审定土方开挖方案的可行性、科学性、安全性。5、选择合适的挖土施工机械，根据本工程的土方量及开挖深度，选择合适型号的挖掘机作为土方挖掘的主要机械，同时根据土方运距配备足够的土方运输车辆。6、根据工程特点制定完善的岗位责任制，确保土方开挖时严格落实既定施工方案的各项措施。7、在大门口出入处预先设置洗车槽以清洁土方运输车辆。二、施工顺序放线定位、确定挖土深度→符合→基础土方开挖及土方外运→地下管线保护→坑底整平、坡面修坡→边坡防护→基坑验收三、施工方法1、基坑降水及排水为节省工程造价，加快工期进度，经本公司人员研究决定，该工程基坑采用简易的集水井降水排水措施，基坑内的地表水和地下水通过集水井收集沉淀后，用水泵抽出排市政雨水管道中，以确保基础施工的顺利进行。集水井的设置应根据施工时地下水的实际情况而定。本措施应征得建设、监理单位的认可方可进行实施，在施工过程中若遇意外情况，应会同建设、监理等有关单位协商处理，采取其它措施以保证基础施工的正常进行。13 2、土方开挖（1）先进行测量定位，抄平放线，在地下室基坑大开挖后按放线采用逐个承台逐根地梁挖掘的方式进行土方开挖。（2）相邻基坑开挖时，应遵循先深后浅或同时进行的施工程序，边挖边检查坑底宽度及坡度，直至设计标高，再进行修坡清底，检查坑底宽度和标高，要求坑底凹凸不超过1.5cm。由于本工程桩基工程送桩较深，略深于地下室基底深度，故本工程土方开挖可分两级直接开挖到底。开挖顺序为自场地中间向西边和东边平行后退开挖。（详见开挖路线图）（3）坑底开挖应尽量防止地基土的扰动。现场施工人员要经常进行测量抄平检查基坑标高，指挥挖土作业人员施工，防止超挖并严禁挖土机碰撞并损伤桩基。当土方超挖时，要用1：3砂碎石混合料或按设计单位指定的材料回填并夯实。（4）尽可能避免雨季施工，不得已雨季施工时，基坑槽应分段开挖，挖好一段浇筑一段垫层，并在基槽四周挖排水沟，以防地面雨水流入基坑槽，同时应经常检查边坡和支护情况，以防止坑壁受水浸泡造成塌方。（5）开挖出来的土方经计算预留足够回填土后，过剩的土方应及时运出。（6）基坑挖完后应进行检槽，做好记录，如发现地基土质与地质13 勘探报告、设计要求不符时，应与有关人员研究及时处理。3、基坑边坡防护（详见附图）（1）当基坑放坡高度较大，施工工期和暴露时间较长，为防止基坑边坡因气温变化，或失水过多而风化或松散；或防止坡面受雨水冲刷而产生溜坡现象。应根据土质情况和实际条件采取边坡保护措施。本工程拟采用混凝土护面法。（2）在平整好的坡顶、坡面、坡脚浇捣60mm厚细石混凝土，表面抹光。细石混凝土护面时根据地下水情况设置PVC溢水管，可按间距3~6米设置。设置溢水管的坡面挖50cm见方土坑并填埋碎石，溢水管埋入碎石中，溢水管直径Ф75，长度约50cm，埋入长度35cm~40cm。埋入部分管口用纱布或细滤网封口，埋入部分PVC管钻小孔便于排出地下水。（3）为防止地面水流入坑内冲刷边坡，冲坏坡脚，造成塌方和破坏地基土，在坡顶基坑边设置排水沟和集水井。在坡底做排水沟和集水井，排水沟和集水井采用砖砌水泥砂浆抹面。并及时抽出集水井内积水。（4）当局部基坑（槽）土体受到周围场地限制而需用较陡的边坡或直立开挖时，应采取临时性支撑加固（详见悬臂式板桩和板桩稳定性计算计算书，具体位置详见基坑平面图）。基坑边的宽度为距地下室外墙1.0m～1.2m用于设置支撑加固结13 构。为考虑工程造价和施工方便，根据地质勘探报告在满足施工安全的情况下拟采用打入5米长22号槽钢做为支撑加固结构。挖土时，土壁要求平直，挖好一层（约1.5m深），利用挖土机压入一排22号槽钢作为挡土板，挡土板要紧贴土面，槽钢与槽钢之间挤压紧密，缝隙较大的地方用小木板封堵，并用混凝土护面。防止槽钢挡土板后面的土体因土方流失而松动。（5）为了施工安全，应在坡面合适位置设置台阶便于工人上下，并且应在边坡四周和台阶两边按要求设置防护栏杆。栏杆统一用Φ48*3.5钢管搭设，栏杆高度不小于1.1米。四、技术措施1、基坑开挖前，上部应有排水措施，防止地表水流入坑内冲刷边坡，造成塌方和破坏基土。2、土工开挖时，基坑四侧放坡坡度应根据施工现场土质和水文情况确定，以保证施工操作安全。本工程放坡坡度为1：1.2（见土坡稳定性计算计算书）。3、在基坑（槽）边缘上侧临时堆土或堆放材料以及移动施工机械时，应与基坑边缘保持2m以上的距离，高度不宜超过1.5m，以保证坑边坡的稳定，并应避免在已完基础一侧过高堆土，使基础、墙、柱歪斜而酿成事故。4、在坡顶设置观测点，定期进行沉降和水平位移观测。并进行数据统计分析，绘出变形曲线图。若遇意外情况，应及时会同建设、监理等有关单位协商处理，采取其它措施以保证基础施工的正常进行。13 土坡稳定性计算计算书①、工程概况：根据现场情况及合同的计划首先开工1、8、15、16、25、26栋工程开挖，按现在情况施工道路，主要是地下室的土方要拉走，在三通一平的情况，未满建筑施工要求，现场的施工道路是无法运土，请甲方及时把施工道路铺设好，方可开挖。②、土方开挖的土方量和几5栋要运走的土房量共10100立方挖土机有3台，运土车12台，泥尾平整的推土机1台计划时间3天完成。③、降水工程，使用降水井，井径ø800、深6米，3个降水井。④、土方开挖计划，开挖前基点放线、高程定点、使用白色灰粉，标出开挖线，确定开挖标高及部位，分栋号开挖。⑤、材料计划，钢筋按计划进场，模板按计划进场，砼使用商品砼，随叫随到。材料送检合格方可施工。⑥、工班计划：钢筋工班、木工班、砼工班、砌砖工班、杂工由砼工班实施基础平整，计划进场时间在2013.4.5日进场。⑦、各部准备工作、计划完成方可开挖。本工程基坑壁需进行放坡，以保证边坡稳定和施工操作安全。基坑挖方安全边坡按以下方法计算。一、参数信息:坑壁土类型：填土坑壁土的重度γ(kN/m3)：18.00坑壁土的内摩擦角φ(°)：20.0坑壁土粘聚力c(kN/m2)：10.0坑顶护道上均布荷载q(kN/m2)：4.5基坑开挖深度h(m)：4.6二、挖方安全边坡计算:挖方安全边坡按以下公式计算：13 其中θ--土方边坡角度(°)h--土方开挖深度（m）γ--坑壁土的重度(kN/m3)φ--坑壁土的内摩擦角(°)c--坑壁土粘聚力(kN/m2)θ=4.554°坡度：1/tanθ=1本工程的基坑壁土方坡度为1：1(垂直：水平)。悬臂式板桩和板桩稳定性计算计算书一、编制依据本计算书的编制参照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），《土力学与地基基础》（清华大学出版社出版）等编制。二、参数信息重要性系数：1.00；开挖深度度h：3.20m；13 基坑外侧水位深度hwa：3.5m；基坑下水位深度hwp：0.30m；桩嵌入土深度hd：3m；基坑边缘外荷载形式：无荷载悬臂板桩材料：22号槽钢；弹性模量E：206000N/mm2；强度设计值[fm]：205N/mm2；桩间距bs：0.05m；截面抵抗矩Wx：233.8cm3；截面惯性矩Ix：2571.40cm4；基坑土层参数：（取自本工程沿途工程勘察报告）序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力浮容重(m)(kN/m3)(°)(kPa)(kN/m3)1填土414.319.98.818.32淤泥7102.551.916.2三、土压力计算1、水平荷载（1）、主动土压力系数：Ka1=tan2（45°-φ1/2）=tan2（45-19.9/2）=0.492；Ka2=tan2（45°-φ2/2）=tan2（45-19.9/2）=0.492；Ka3=tan2（45°-φ3/2）=tan2（45-2.55/2）=0.915；（2）、土压力、地下水以及地面附加荷载产生的水平荷载：13 第1层土：0~3.5米；σa1上=-2C1Ka10.5=-2×8.8×0.4920.5=-12.347kN/m2；σa1下=γ1h1Ka1-2C1Ka10.5=14.3×3.5×0.492-2×8.8×0.4920.5=12.284kN/m2;第2层土：3.5~4米；H2"=∑γihi/γ2=50.05/14.3=3.5；σa2上=γ2H2"×Ka2-2C2Ka20.5=14.3×3.5×0.492-2×8.8×0.4920.5=12.284kN/m2；σa2下=γ2H2"×Ka2-2C2Ka20.5+γ"h2Ka2+0.5γwh22=14.3×3.5×0.492-2×8.8×0.4920.5+18.3×0.5×0.492+0.5×10×0.52=18.037kN/m2；第3层土：4~6.2米；H3"=H2"=3.5；σa3上=γ3H3"×Ka3-2C3Ka30.5+γ"h3Ka3+0.5γwh32=10×3.5×0.915-2×1.9×0.9150.5+16.2×0.5×0.915+0.5×10×0.52=37.044kN/m2；σa3下=γ3H3"×Ka3-2C3Ka30.5+γ"h3Ka3+0.5γwh32=10×3.5×0.915-2×1.9×0.9150.5+16.2×2.7×0.915+0.5×10×2.72=104.847kN/m2；（3）、水平荷载：Z0=(σa1下×h1)/(σa1上+σa1下)=(12.284×3.5)/(12.347×12.284)=1.746m；第1层土：Ea1=0.5×Z0×σa1下=0.5×1.746×12.284=10.721kN/m；作用位置：ha1=Z0/3+∑hi=1.746/3+2.7=3.282m；第2层土：Ea2=h2×(σa2上+σa2下)/2=0.5×(12.284+18.037)/2=7.58kN/m；作用位置：ha2=h2(2σa2上+σa2下)/(3σa2上+3σa2下)+∑hi=0.5×(2×12.284+18.037)/(3×12.284+3×18.037)+2.2=2.434m；第3层土：Ea3=h3×(σa3上+σa3下)/2=2.2×(37.044+104.847)/2=156.08kN/m；作用位置：ha3=h3(2σa3上+σa3下)/(3σa3上+3σa3下)+∑hi=2.2×(2×37.044+104.847)/(3×37.044+3×104.847)+0=0.925m；土压力合力：Ea=ΣEai=10.721+7.58+156.08=174.381kN/m；合力作用点：ha=ΣhiEai/Ea13 =(10.721×3.282+7.58×2.434+156.08×0.925)/174.381=1.135m；2、水平抗力计算（1）、被动土压力系数：Kp1=tan2（45°+φ1/2）=tan2（45+19.9/2）=2.032；Kp2=tan2（45°+φ2/2）=tan2（45+2.55/2）=1.093；（2）、土压力、地下水产生的水平荷载：第1层土：3.2~6.9米；σp1上=2C1Kp10.5=2×8.8×2.0320.5=25.089kN/m；σp1下=γ1h1Kp1+2C1Kp10.5=14.3×3.7×2.032+2×8.8×2.0320.5=132.604kN/m；第2层土：6.9~9.1米；（3）、水平荷载：第1层土：Ep1=h1×(σp1上+σp1下)/2=3.7×(25.089+132.604)/2=291.732kN/m；作用位置：hp1=h1(2σp1上+σp1下)/(3σp1上+3σp1下)+∑hi=3.7×(2×25.089+132.604)/(3×25.089+3×132.604)+2.2=3.63m；第2层土：Ep2=h2×(σp2上+σp2下)/2=2.2×(25.089+132.604)/2=173.462kN/m；作用位置：hp2=h2(2σp2上+σp2下)/(3σp2上+3σp2下)+∑hi=2.2×(2×25.089+132.604)/(3×25.089+3×132.604)+0=0.85m；土压力合力：Ep=ΣEpi=291.732+173.462=465.195kN/m；合力作用点：hp=ΣhiEpi/Ep=(291.732×3.63+173.462×0.85)/465.195=2.593m；四、验算嵌固深度是否满足要求根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)的要求，验证所假设的hd是否满足公式；hp∑Epj-1.2γ0haEai≥02.59×465.19-1.2×1.00×1.14×174.38=968.73；满足公式要求！五、抗渗稳定性验算13 根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)要求，此时可不进行抗渗稳定性验算！六、结构计算1、结构弯矩计算弯矩图(kN·m)变形图(m)悬臂式支护结构弯矩Mc=6.97kN·m；最大挠度为:0.01m；2、截面弯矩设计值确定：13 M=1.25γ0Mc截面弯矩设计值M=1.25×1.00×6.97=8.72；γ0----为重要性系数，按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）,表3.1.3可以选定。七、截面承载力计算1、材料的强度计算：σmax=M/(γxWx)γx-----塑性发展系数，对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的构件，偏于安全考虑，可取为1.0;Wx-----材料的截面抵抗矩:233.80cm3σmax=M/(γx×Wx)=8.72/(1.0×233.80×10-3)=37.28MPaσmax=37.28MPa<[fm]=205.00MPa;经比较知，材料强度满足要求。13