综合楼卸料坑深基坑施工方案

国电宁夏方家庄电厂2×1000MW机组工程工艺楼开挖施工方案PAGE国电宁夏方家庄电厂2×1000MW机组工程脱硫综合楼（工艺楼）卸料坑开挖施工方案编制：审核：批准：北京国电龙源环保工程有限公司2016年07月05日目录1.编制依据 12.工程项目概况 12.1工程范围 12.2工程设计 12.3地质情况 13.土钉支护措施 23.1土钉支护概述 23.2土钉支护原理 23.3土钉的作用机理 23.4土钉墙的作用原理 23.5土钉支护的特点 33.6土钉的应用领域 33.7土钉适用的土层 33.8具体施工方法 43.9土钉支护示意图 44.安全文明施工措施 45.土钉墙支护计算 55．1参数信息: 55．2土钉(含锚杆)抗拉承载力的计算: 65.3土钉墙整体稳定性的计算: 75.4抗滑动及抗倾覆稳定性验算 86.基坑边坡变形监测措施 96.1监测目的 96.2监测方法： 97．强制性条文 118．应急处置措施 119、环境管理措施 11PAGE151.编制依据该施工设计方案的编制主要依据：招标文件及图纸；现行规范、规程以及现场实际情况。主要规范、规程如下：《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）《土钉支护技术规范》（GJB5055-2006）《建筑边坡工程鉴定与加固技术规范》（GB50843-2013）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）《建筑深基坑工程施工安全技术规范》（JGJ311-2013）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）《国电宁夏方家庄电厂2×1000MW机组烟气脱硫EPC总承包工程岩土勘测报告》编号：HY-2016-1《工艺楼基础施工图》T468S-T0631《电力建设安全工作规程》第1部分：火力发电（DL5009.1-2014）《中华人民共和国安全生产法》（中华人民共和国主席令第十三号）2.工程项目概况2.1工程范围本范围为国电宁夏方家庄电厂2×1000MW机组脱硫工程：综合楼（工艺楼）深基坑防护。2.2工程设计本工程工艺楼卸料坑基础为深基坑基础，设计呈矩形，基坑基础轴线尺寸宽9m、长30m，基坑底深-7.8m。设计±0.00m相对绝对标高1461.10m。现场场平实际标高-0.10m，挖土边坡为1：1。为保证该工程施工安全，依据有关规范的规定，基坑开挖深度超过5米时，开挖边坡满足不了规范要求，对开挖基坑边坡就要做必要的防护或支护，以保证基坑在施工中不出现滑坡和垮塌现象，避免和防止安全事故的发生。开挖平面及剖面见卸料坑开挖示意图。2.3地质情况《国电宁夏方家庄电厂2×1000MW机组烟气脱硫EPC总承包工程岩土勘测报告》编号：HY-2016-1。2.3.1在基坑范围的#6、#7、#13、#19、#20、#27、#28编号岩土勘察剖面图中，在基坑深度范围内除上部填土外，其下均为第①黄土状粉土层Q41eol和②砾石Q4al+pl层。①土状粉土层Q41eol：黄褐色，稍湿，稍密为主，土质不均匀，可见针状孔隙及虫孔，竖向节理较发育，近地表0.50m左右含有植物根系，根据土工试验指标判断，本层土为中压缩性，湿陷性不均匀，综合判定为非自重湿陷性场地，地基湿陷等级为Ⅰ级（轻微）。该层厚度:6.20～7.20m,平均6.70m;层底标高:1454.90～1453.90m。②砾石Q4al+pl：该层以圆砾、卵石为主，并夹中粗砾砂层。该层土为低压缩性，分布较为连续。稍湿，密实，颗粒不均匀，级配一般，一般粒径为4.0～15.0cm，最大粒径达30cm，砂类土充填，混漂石。厚度:0.50～1.50m,平均1.00m;层底标高:1453.80～1452.50m。基坑的基底在②砾石Q4al+pl层上。2.3.2地下水：本次勘察期间厂区第四系松散层中未见稳定地下水位，第三系泥岩本身属不透水或极弱透水层，少量地表大气降水入渗后仅赋存在低洼地段的基岩风化裂隙中，贯通性较差，水量很少，系上层滞水。故本场地可不考虑地下水对基础设计和施工的影响。本工程场地无稳定地表水体的影响。2.4支护方式2.4.1根据《国电宁夏方家庄电厂2×1000MW机组烟气脱硫EPC总承包工程岩土勘测报告》岩土工程评价结论：基坑侧壁安全等级按三级，可采用自然放坡开挖；不考虑地下水影响。2.4.2依据基坑所处的位置，采取南、西、北三面放坡自然开挖，取开挖坡比1:1，基坑东面即南北向厂区道路面，因距道路和排水渠较近（约4m），达不到放坡自然开挖条件，故此采用边坡支护，依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）和相关规范的规定结合工程本的特点，采取必要的基坑支护措施，以保证基坑施工的安全和厂区道路安全。基坑支护采用土钉锚固支护。按照基坑1:0.5坡比开挖。2.4.3基坑支护安全期限为60天，在60天内必须完成钢筋混凝土基坑和回填土施工。3.土钉支护措施3.1土钉支护概述土钉支护是用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术，由于经济、可靠且施工快速简便，已在工程中得到迅速推广和应用。土钉支护的使用要求土体具有临时自稳能力，以便给出一定时间施工土钉墙，因此对土钉适用的地质条件应加以限制。《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）规定了土钉适用于安全等级二、三级基坑、非软土场地、基坑深度不宜大于12m。土钉支护施工速度快、用料省，与其他桩墙支护相比，工期可缩短50%以上；而且土钉支护可以紧贴已有建构筑物施工，加上地质无水，土钉支护为最佳选择。3.2土钉支护原理土钉是用来加固现场原位土体的细长杆件。通常采用钢筋并在外力的作用下锚入土层做成，它依靠与土体之间的粘结力或摩擦力，在土体发生变形时被动承受拉力作用。它由密集的土钉群、被加固的土体、用挡板或喷射混凝土面层形成支护体系。由于随挖随支，能有效地保持土体强度，减少土体的扰动。3.3土钉的作用机理（1）土钉对复合土体起箍束骨架作用制约土体变形并使复合土体构成一个整体。（2）土钉与土体共同承担外荷载和土体自重应力，土钉起分担作用，由于土钉有很高的抗拉抗剪强度，所以土体进入塑性状态后，应力逐渐向土钉转移，土钉分担作用更为突出。（3）土钉起着应力传递与扩散作用推迟开裂区域的形成和发展。（4）坡面变形的约束作用，在坡面上设置的与土钉连接一起的挡板或钢筋网喷射砼面板限制坡面开挖卸荷而膨胀变形，加强边界约束的作用。3.4土钉墙的作用原理土钉墙是由土钉和挡板或喷射混凝土面层相互连接的整体。土体的抗剪强度较低，抗拉强度几乎可以忽略，但土体具有一定的结构整体性，在基坑开挖时，可存在使边坡保持直立的临界高度，但在超过这个深度或有地面超载时将会发生突发性的整体破坏。一般护坡措施均基于支挡护坡的被动制约机制，以挡土结构承受其后的土体侧压力，防止土体整体稳定性破坏。土钉墙技术则是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体与土共同作用，弥补土体自身强度的不足。因此通过以增强边坡土体自身稳定性的主动制约机制为基础的复合土体。不仅效地提高了土体的整体刚度，弥补了土体抗拉、抗剪强度低的弱点。通过相互作用、土体自身结构强度潜力得到充分发挥，改变了边坡变形和破坏的性状，显著提高了整体稳定性，更重要的是土钉墙受荷载过程中不会发生素土边坡那样的突发性塌滑，土钉墙不仅延迟塑性变形发展阶段，而且具有明显的渐进性变形和开裂破坏，不会发生整体性塌滑。3.5土钉支护的特点土钉应用于基坑开挖支护和挖方边坡稳定有以下特点：（1）形成土钉复合体、显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力。（2）施工设备简单，由于钉长一般比锚杆的长度小的多，不加予应力所以设备简单。（3）随基坑开挖逐层分段开挖作业，不占或少占单独作业时间，施工效率高，占用周期短。（4）施工不需单独占用场地，对现场狭小，放坡困难，有相邻建筑物时显示其优越性。（5）土钉成本费较其他支护结构显著降低。（6）施工噪音、振动小，不影响环境。（7）土钉本身变形很小，对相邻建构筑物影响不大。3.6土钉的应用领域土钉不仅应用于临时支护结构，而且也应用于永久性构筑物，当应用于永久性构筑物时，宜增加喷射砼面层的厚度并适当考虑其美观，目前土钉墙的应用领域主要有：（1）托换基础（2）基坑支挡或竖井（3）斜坡面的挡土墙（4）斜坡面的稳定（5）与锚杆挡墙结合作斜面的防护3.7土钉适用的土层（1）有一定粘结性的杂填土、粘性土、粉土、黄土与弱胶结的砂土边坡。（2）适用于地下水位低于开挖层或经过降水使地下水位低于开挖标高的情况。（3）对于朔性指数Ip>20的土，必须注意仔细评价其蠕变特性后方可采用。（4）对于含水丰富的粉细砂层，砂卵石层土钉法是不行的。（5）不适用于没有临时自稳能力的淤泥土层，流朔状态的软粘土保持成孔时的孔壁的稳定比较困难且界面摩阻力很低，技术经济效益不理想，因此也不宜采用。（6）土钉不适宜在腐蚀性土如煤渣、煤灰、炉渣、酸性矿物废料等土质作永久性支挡结构。3.8具体施工方法（1）土钉采用φ22~25螺纹钢筋，长度3~5m，间距双向@1500mm且呈梅花形布置。（2）挡板采用钢板网，呈双向布置间距@800~1500mm或钢板网满铺；连接围檩采用φ12~16螺纹钢筋，并与土钉焊接。然后采用C20细石混凝土进行喷浆护坡浇筑，保证边坡的稳定性。（3）采用人工锤击将土钉锚入土层或钻孔注浆锚固，锚入水平角度呈15°~20°并留出200mm与围檩焊接用。（4）随开挖进度施工土钉墙，避免开挖后再搭设脚手架施工，节约资金减小工程施工成本。（5）设置好观测点，观测点不少于3个，随时监控土钉墙的变形，以利于加固处理。观测点设置位置见卸料坑开挖示意图。（6）在基坑开挖前，在基坑四周做好挡水坝，防止雨水进入，保证土钉墙的稳定性。（7）基坑开挖时，随时人工修整边坡，以利于土钉墙的施工。（8）随时观测，发现变形及时进行加固处理。3.9土钉支护示意图4.安全文明施工措施4.1安全施工措施4.1.1进入基坑作业一定要戴好安全帽，操作工必须手戴防护手套，电工戴电工专用绝缘手套。4.1.2用机械开挖时，应设专人盯测，以防坑底和坑侧超挖。坑底的控制标高应比设计标高提高15－30厘米，机械挖完后，再用人工清坑。4.1.3在每层土开挖中，同时开挖的部分，在位置及深度上，要保持对称，防止基坑结构承受偏载。基坑开挖应分层进行，高差不宜过大。土质越软，高差应越小。4.1.4基坑底面不能暴露时间过长。基坑开挖中间间歇间过长，变形会随着时间不断增加。这种情况下，应考虑增加支护结构的强度。4.1.5遇有水系粉、细砂层时，要采用恰当的排水方式，以防产生流砂造成基坑坍塌。遇有地下水渗出时，应把水引到集水井加以排除。4.1.6如果基坑开挖后，不能立即进行下一道工序施工时，可在基坑设计标高之上，预留0.15-0.3m厚的一层土不挖，待下一工序开始前，再用人工开挖至槽底的设计标高。否则在下雨时，基坑会浸水坍塌。4.1.7人工修边坡时应由上而下，逐层进行修整，人员不能过于集中，如土质比较差时，应指定专人看管；夜间应有充足的照明；4.1.8在深基坑操作时，应随时注意土壁的变动情况，如发现有大面积形象裂缝现象，必须暂停施工，报告项目经理和技术员进行处理。4.1.9在土钉支护作业时，必须严格检查电器的接地或接零和漏电保护开关，电缆应完好，并穿戴防护用品。4.1.10本工程施工为基坑作业，施工时每班设兼职安全员1名。4.2文明施工措施4.2.1每项作业完工后，及时清理施工场地，周转材料及时返库，做到工完料净、场地清洁。工程完工后，施工队伍文明撤离。4.2.2施工场地内各种材料分类堆放整齐，挂设标牌，标识材料规格、产地等。各级负责人及施工人员一律挂胸卡上岗。4.2.3在施工作业时，应有防止尘土飞扬、泥浆洒漏、污水外流、车辆沾带泥土运行等措施，建筑垃圾专人清理，避免污染环境。4.2.4施工现场执行严格的成品保护制度和措施，不乱写乱画。4.2.5易飞扬的细颗料散体材料应尽量安排入库存放，如露天存放应严密覆盖，运输和卸运时防止遗洒飞扬，以减少扬尘。5.土钉墙支护计算本计算书参照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）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。5．1参数信息:5.1.1基本参数：侧壁安全级别：三级基坑开挖深度h(m)：7.80；土钉墙计算宽度b'(m)：13.00；土体的滑动摩擦系数按照tanφ计算，φ为坡角水平面所在土层内的内摩擦角；条分块数：20；不考虑地下水位影响；5.1.2荷载参数：面荷载q(kPa)10.00基坑边线距离b0(m)1.5宽度b1(m)15.1.3地质勘探数据如下：序号岩土名称土厚度坑壁土的重度γ(m)(kN/m3)坑壁土的内摩擦角φ(°)内聚力C(kPa)极限摩擦阻力(kPa)饱和重度(kN/m3)1粉土6.2~7.217.6021.712.3016016.802砾石0.5~1.520.112.69.825.217.305.1.4土钉墙布置数据：（土钉长度宜为开挖深度的0.5~1.2倍）放坡参数：放坡高度(m)6.50放坡宽度(m)4.00平台宽度(m)1.00土钉数据：直径(mm)25长度(m)3.90入射角(度)20竖向间距(m)1.50水平间距(m)1.505．2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》JGJ120-2012，R=1.25γ0Tjk5.2.1其中土钉受拉承载力标准值Tjk按以下公式计算：Tjk=ζeajksxjszj/cosαjTjk2=1.2其中 ζ --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αj --土钉与水平面的夹角ζ按下式计算：ζ=tan[(β-φk)/2](1/(tan((β+φk)/2))-1/tanβ)/tan2(45°-φ/2)ζ2=0.183其中β--土钉墙坡面与水平面的夹角。φ--土的内摩擦角eajk按根据土力学按照下式计算：eajk=∑{[(γi×szj)+q0]×Kai-2c(Kai)1/2}eajk2=2.745.2.2土钉抗拉承载力设计值Tuj按照下式计算Tuj=(1/γs)πdnj∑qsikli其中dnj --土钉的直径。γs --土钉的抗拉力分项系数，取1.3qsik --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：1mm；第2号土钉钢筋的直径ds至少应取：2.898mm；第3号土钉钢筋的直径ds至少应取：4.83mm；5.3土钉墙整体稳定性的计算:根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）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：γk --滑动体分项系数，取1.3；γ0 --基坑侧壁重要系数；ωi --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；φik--第i条滑土裂面处土体固结不排水(快)剪内摩擦角标准值；θi --第i条土滑裂面处中点切线与平面夹角；αj --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=πdnj∑qsiklnjlnj --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：第1步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.352>1.30满足要求![标高-3.000m]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-5.500m]第3步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.33>1.30满足要求![标高-7.800m]5.4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'/Eah≥1.3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'=μ(W+qBaSv)μ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=15>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=40>1.5，满足要求6.基坑边坡变形监测措施6.1监测目的基坑工程是一个动态变化的复杂系统，不确定因素太多，仅仅依靠理论分析和经验估计难以保证工程安全施工，因此在建筑基坑的施工及使用期间，及时发现并时时掌握建筑基坑及边坡周边的各项变形特征，并采取相应的有效措施，从而最大限度地提高基坑的安全稳定性，保证基坑工程安全施工。对基坑的时时观测监控，能够及时掌握情况，基坑的安全才有保证。6.2监测方法：根据拟建场区的地质水文条件，基坑周边环境及本基坑工程的具体特点，除对基坑进行常规的变形和沉降观测外，本基坑工程对基坑边坡的水平位移变形进行重点监测。6.2.1基坑沉降、位移观测：本次沉降监测建立一个相对独立的测量控制网，在远离拟建建筑物外选取厂区方格网基点，作为测量基坑边坡沉降和变形监测点起始点。在对基坑进行降水之前开始第一次测量，其数据作为以后测量成果计算的起始数据，并用其分析与判断沉降变化，土方工程实施后每2天监测1次，必要时1天1次。由于拟建建筑物基础埋深大，为了保护周围建筑物及道路管线的安全，防止发生沉降，还应对道路管线和建筑物进行沉降观测。6.2.2基坑边坡水平位移观测：基坑边坡水平位移观测点的布置：沿基坑平面布设6个位置，每个位置竖向各设三个点，土钉墙顶部、中部、底部各设一个点，具体见下卸料坑开挖示意图。用于水平位移监测的基准点，为了防止因其本身的变化而影响到观测结果，均不宜少于2个，并在施工中要进行严加保护。做好观测点后，读取各观测点的初始值，并填写记录，随着基坑逐步开挖，分别读取各测点的当前数值，取得当前变形量。一旦发现紧急情况，要立即上报，马上采取相应措施。根据地质土层情况，基坑开挖深度及相关变形观测经验，本工程基坑位移变形的“安全警报值”为：2cm。同一测点的变形速率，连续三天不大于2mm/d。6.2.3基坑工程变形监测时间变形监测时间为，从基坑开挖到施工至槽底，基础底板浇筑完毕之前，为每天一次，时间为上午8︰00－9︰00之间，以后为每3天一次，直至基础回填施工完毕。如在观测过程中，发现变形有突增情况时，则要增加监测的次数。7．强制性条文7.1《建筑基坑支护技术规程》JGJl20—20127.1.1基坑支护应满足下列功能要求：1、保证基坑周边建筑物、地下管线、道路的安全和正常使用。2、保证主体地下结构的施工空间。7.1.2当基坑开挖面上方的锚杆、土钉、支撑未达到设计要求时，严禁向下超挖土方。7.1.3采用锚杆或支撑的支护结构，在未到达设计规定的拆除条件时，严禁拆除锚杆或支撑。7.1.4基坑周边施工材料、设施或车辆载荷严禁超过设计要求的地面载荷限值。7.1.5安全等级为一级、二级的支护结构，在基坑开挖过程与支护机构试用期内，必须进行支护结构的水平位移监测和基坑开挖影响范围内建筑物、地面的沉降观测。7.2《建筑边坡工程技术规范》GB50330—20137.2.1岩石边坡开挖爆破施工时应采取避免边坡及邻近建（构）筑物震害的工程措施。7.3《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202—20027.3.1土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。7.3.2基坑（槽）、管沟土方工程验收必须确保支护安全和周围环境安全为前提。当设计有指标时，以设计要求为依据，如无设计指标时应按表7.1.7的规定执行。8．应急处置措施8.1目的本施工现场应急方案的目的是在紧急情况发生后有条不紊的开展抢救、抢险工作，尽可能的防止或减少对现场人员造成的危害，以及尽量的降低危害所造成的损失。8.2应急组织本项目部根据承建项目情况成立以项目经理罗胜光为总指挥，项目执行经理朱翠金、项目总工徐上参加的现场意外伤害应急领导小组。安全部主管于清斌、安全员朱昌文为现场物质供应以及现场指挥。8.3应急物资项目部安全应急物资由设备部魏帅东负责提前采购并存放在指定的应急物资仓库，仓库安排专人负责看管钥匙，以便应急需要。8.4应急措施施工现场发生紧急情况后第一时间报告总指挥，现场指挥并组织现场无关人员安全撤离到空旷安全地带，并通知120救护车来到现场做准备。伤害应急领导小组人员到现场进行抢险指挥，办公室组织救援物质运送到施工现场组织人员参加抢险工作。8.5应急小组成员联系方式（1）、项目部安全部为应急联络的常设机构，联系方式分别为：安全部：于清斌手机昌文手机2）、项目部应急机构主要相关人员联络方式：项目经理（总指挥）：罗胜光手机目执行经理：朱翠金手机目总工：徐上手机3）、业主方应急机构主要相关人员联络方式：项目公司安监部副主任：曹建军手机：138951657169、环境管理措施9.1一般环境保护措施1施工现场临时道路畅通，施工场地平整，无积水，料具分类堆放整齐，标示清晰。施工现场符合防火等要求。2施工区域的沟道、地面无垃圾，作业面做到“工完料尽场地清”，剩余材料整齐堆放，废料及垃圾清理及时。3施工中有效控制施工时所产生废气、废水、废渣、粉尘、噪音使其达到国家规定排放标准。9.2本次作业重大环境因素控制措施（附重要环境因素清单）见附表二9.3施工现场道路、施工场地派专人维护管理，使其道路畅通，场地平整无积水。安全设施要规范，标示正确醒目。9.4施工区域作业面在下班前30分钟进行现场清理，将材料分类码放整齐，垃圾装车运到甲方指定垃圾场地。9.5减少废气、废水、废渣的排放，现