地下车库深基坑土钉支护.docx
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地下车库深基坑土钉支护
呼铁佳园地下车库
基坑支护施工方案
编制人：
审核人：
内蒙古建筑工程有限公司
一编制依据
1.中华人民共和国建筑法
2.中华人民共和国安全生产法
3.建筑工程安全管理条例
4.建筑地基与基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）
5.建筑工程施工现场供电安全规范（GB50194-93）
6.基坑土钉支护技术规程（JGJ120-2002）
7.建筑边坡工程技术规程（GB50330-2002）
8.岩土工程勘察报告（2G-858-1）
9.地下车库施工图纸
10.深基坑支护设计与施工（中国建筑工业出版社）
二工程概况
1.呼铁佳园地下车库工程，位于呼市海拉尔东街
2.建筑面积为18658m²，结构为框架结构；属
类车库，耐火等级一级，八度抗震设防。
建筑合理使用年限50年。
三工程地质条件
1、地层情况
勘察最大孔深50.00m深度范围内所揭露地层，除表面局部分布有厚度0.5~1.0米的杂土外，其余全部为第四系全新统冲~洪积岩。
第一层：
粉土，黄褐色，稍湿、稍秘状态，含有植物根系，光泽反应暗淡，干强度较低，无摇振反应，忍性低，该土层厚度在0.5~2.6密之间。
层底标高变化在1069.17~1071.38m.
第二层：
圆砾，杂色，稍湿、稍密~中密状态，骨架颗粒多为结晶岩碎屑，该层厚度为12~14m,底层标高为1056.90~1059.00m
第三层：
粉质粘土，黄褐色，湿~饱和、硬塑~可塑状态，光泽较强，干强度高，无摇振反应，忍性中，该土层厚度在1.10~1.90m左右，底层标高为1055.60~1057.38m.
第四层：
中砂，黄绿色，均粒结构，湿、中密~密实状态，该层厚度为2.55~3.00m左右，底层标高为1042.27~1044.40m.
第五层：
粉质粘土，黑灰~灰绿色，饱和、硬塑~可塑状态，光泽暗淡，干强度高，无摇振反应，忍性中，该土层厚度在6.20~7.80m左右，底层标高变化在1031.90~1033.50m.
第六层：
中砂，黄褐色。
混粒结构，混少量砾石，湿、密实状态，本次勘察深度未揭穿该层。
2.根据设计要求地基持力层选择天然圆砾层，基坑开挖最大深度6米，由于周边环境和地质条件，基坑开挖不能采用边坡放坡施工方法，我项目部将采用土钉支护方案对边坡进行加固处理。
四基坑支护设计方案
4.1、方案设计：
4.1.1边坡按1：
0.2放坡。
4.1.2基坑从上至下共设4层土钉，土钉孔径为10cm，土钉倾角≥15º；土钉纵向间距1.5m，横向间距1.5m，呈梅花型布置，第一层土钉在地表下1.7m（因既有管网、管线及检查井在1.5位置）。
各层土钉长度及锚筋规格详见下表。
4.1.3当遇到圆砾土层不能成孔时，改用Φ50钢管做锚钉，钢管在三个方向开10×50mm孔，钢管就位后采用水泥砂浆喷入钢管内，其强度等级不易低于M10。
4.1.4土钉横压筋1Φ16通长，每隔3.0米设一道Φ16螺纹钢竖筋，竖拉筋与横压筋在土钉端部采用“L”或“＋”字型焊接。
4.1.5成孔--主要以人工洛阳铲成孔。
4.1.6遇地下障碍，打不到设计深度应及时与建设、监理单位沟通，经建设、监理单位研究决定后，再进行施工。
各层土钉长度及锚筋规格
土钉序号
锚筋规格
土钉长度
1
Φ16
4
2
Φ16
5
3
Φ16
6
4
Φ16
4
4.2、注浆及面层设计
4.2.1土钉注浆材料采用水灰比为0.50的水泥净浆和水泥砂浆，水泥采用普通硅酸盐水泥（P.O32.5R）。
其强度等级不低于M10。
4.2.2土钉注浆应符合下列要求：
（1）配合比采用水灰比0.5的水泥浆（2次注浆），
灰砂比1:
1~1：
2、水灰比为0.45水泥砂浆（一次注浆）。
（2）浆液配合比要准确，拌和均匀，随用随拌，拌好的浆液在初凝前用完，并严防石块、杂物混入浆液。
（3）注浆密实度的检测：
当浆液从土钉塑料管内涌出，持续30秒判定浆液已注满，注满后用塑料盖封死。
（4）土钉锚杆强度的检测:
在完成面层混凝土浇注后，采用专用拉拔设备检测土钉是否达到设计要求。
4.2.3边坡面层
（1）土钉墙面层采用钢筋网片φ6.5@300×300，钢筋采用绑扎。
钢筋网压在锚杆锁紧装置下面，并与锁紧钢筋焊接成一体。
钢筋的搭接长度不小于30倍的钢筋直径。
边壁的钢筋网伸至地表1.0m。
（2）面层喷射C20细石混凝土，厚度60mm，坡顶喷射混凝土，坡顶宽度不小于1.0m。
（3）喷射混凝土要求：
作业面挖完后，尽快进行初喷混凝土，以稳定边坡，防止边坡松散土塌落，初喷厚度30mm。
若现场基坑边坡直立性较好，也可以先进行钢筋网绑扎，再进行混凝土喷射。
喷射时，喷枪距边坡0.6~1.0m，每层喷射混凝土自下而上进行，60mm厚分2次完成。
混凝土拌和均匀，随用随拌；不掺速凝剂时，在1h内用完；掺速凝剂时，存放时间不超过20分钟。
喷射混凝土接茬，应斜交搭接；搭接长度300mm。
上下接茬部位喷射混凝土要超过钢筋网面300mm，防止边坡土层脱落，造成空洞。
混凝土终凝后2h应浇水养护，养护周期不少于7天。
四、施工部署
1、施工准备：
（1）测量放线：
根据现场地下车库C块
轴和
轴，引出地库其他块的定位轴线；根据定位轴线，计算确认后放出基坑开挖上口线，在开挖区以外钉木桩作为开挖过程复查依据；以本小区高程基准点作为车库标高的控制点，引在9#楼南侧标记。
（2）施工用电、用水配置：
依据所投入机械设备用电功率统计，设备总计电力约100kw，考虑到设备使用顺序及正常使用率，工程需电力80kw，因此，只需大于l00KVA的变压器就可满足施工的需要；施工用水现场水源能够满足施工要求。
（3）在施工前，按照“土钉防护施工方案”组织安全和技术人员向施工人员进行施工安全交底和技术交底，特别是周围的管网管线及建筑物的保护。
2、施工组织安排：
（1）根据现场情况和车库的分区，从南往北组织各块分段分部流水作业。
在每个分块内，先开挖第一步（1.7m）土钉支护施工作业面；基坑内宜从基坑的一端向另一端推进。
当每一部坡面挖出后，立即安排土钉护坡施工，随着土方开挖的推进坡面不断暴露，护坡要紧随其后，一方面减少坡面暴露的时间，减少土层内力释放，有利于边坡稳定，另一方面有利于扩坡施工安排流水作业。
（2）严格按设计标高控制基坑的标高，严禁超挖。
（3）在基坑开挖前，要探明地下和周边管网、管线与障碍物，在不确认的情况下挖探沟，摸清地下管网管线的排列情况，防止对其破坏。
3、施工主要机械设备
考虑到插区内地层情况，设计要求及工期要求，主要施工机械设备选用如下：
土钉成孔施工机械一览表
设备名称
设备型号
数量
人工洛阳铲
10把
土钉成孔机
PZ-5
2台
空压机
JS-28
2台
钢筋加工机械设备一览表
设备名称
设备型号
数量
钢筋弯曲机
WJ40-1
1台
电焊机
BX-300
1台
钢筋切割机
GJ51-32
1台
喷射砼施工机械设备一览表
设备名称
设备型号
数量
空压机
3.5m3
5台
喷射泵
Pz-5
1台
砼搅浆桶
JS-28
1个
注浆泵
TZ-5
1台
施工工艺流程
五、施工工期计划
（一）施工进度计划
按地下车库工程进度，土钉支护紧随基坑开挖进度，合理安排各工序的作业时间，以确保承担的基坑支护工程在预定的时间内完成。
（二）保证措施
1、对工程进度所涉及的各方面工作进行详细的安排，反馈信息，及时调整工作计划以适应施工现场的实际条件。
2、合理组织施工工序，协调好各工序间交叉施工，解决好施工对现场周围环境的影响，保证全天候的作业条件，以充分利用有效工作时间。
六、施工主要质量技术要求
（一）成孔：
主要以人工洛阳铲成孔。
1、孔位允许偏差正负100mm．
2、孔深允许偏差正负50mm．
3、孔径不允许负偏差．
4、孔内渣土应清理干净．
（三）制锚
1、土钉锚杆要达到设计长度，孔口外露统一为l0cm．
2、锚筋全长每2.5米加焊支架（或葫芦头）．
3、锚筋外露段严禁悬挂重物．
（四）喷射混凝土
1、面层喷射C20细石混凝土厚不小于60mm．粗骨料粒径最大不超过12mm．
2、钢筋网片φ6.5@300×300，采用绑扎而成，铺设时每边搭接长度应不小于200mm．
3，横竖压筋焊接时不得有气孔、咬肉。
（五）基坑排水
1、在基坑四周距坑边50cm处设置防水堰，基坑四周用灰土作成返坡面30cm高，防止坑外的水流入基坑。
2、在基坑内环绕垫层做排水明沟，同时每50m设置50×50×50cm的集水坑，雨水有组织排入集水坑，及时将积水用潜水泵抽出。
下雨及时用塑料布将基坑覆盖，避免泡槽。
七、施工质量保证措施
1.施工质量保证措施
1、严把钢筋进料关，保证使用产品质量合格的钢材，井做好原材料试验；
2、水泥、砂、石、外加剂等进场后应做原材复试并提供试验报告；
3、土钉注浆后，一定时间（2小时内）内必须进行二次补浆，以确保锚固段长度；
4，做好并收集、整理好各种施工原始记录，质量检查记录、设计变更、现场签证记录等原始资料，并做好施工日志。
八、施工组织机构
（一）组织结构
本工程实行项目法施工，按照公司项目管理组织条例组织实
九、施工安全保证措施
（一）安全保证体系
以项目经理为首，由安全、工程、技术质量、安装、行政和基层专职安全员等各方面的管理人员组成安全保证体系，建立项目经理部安全工作委员会，领导和组织实施安全工作。
（二）分析安全难点．确保安全管理重点
在每个大的施工阶段开始之前，分析该阶段的施工条件，施工特点、施工方法、预测施工安全难点和事故隐患，确定管理点和预防控制措施。
1、在土方施工阶段，边坡的防塌是难点，除要有科学的计算依据，良好的施工质量外，还要做出切实可靠的安全程度评估；
2、现场电气设备均作漏电保护装置，配电线采用三相五线制；
3、基坑边设置2米高的防护围挡，立杆的间距不大于2.0m,埋深为50cm，距坑边1.0m，并用铁皮围护。
在坑边、施工机械出入口、有危险隐患的地段设安全标识，夜间保证施工现场照明并设置红色标识灯，确保夜间作业安全。
4、锚杆注浆前要检查注浆及接头绑扎是否牢固，防止漏浆喷射伤人；
5、已挖完的基槽，在雨后要仔细观察土壤情况，如发现有裂缝、鼓包、滑动等现象，要及时排除险情后方可施工；
6、工人上下基坑要走人行安全通道。
（三）安全管理
1、严格执行国家有关施工现插安全管理条例及办法；
2、建立严格的安全教育制度，坚持入场教育、坚持每周按班组召开安全工作教育研讨会，增强安全意识，使安全工作落到广大群众基础上；
3、编制安全措施，设计和购置安全设施；
4、强化安全法制观念，严格执行安全工作文字交底，双方认可；
5、加强施工管理人员的安全考核，增强安全意识，避免违章指挥。
（四）雨季施工措施
本工程施工若遇到雨季，其施工应执行以下措施，以保证工程施工质量及人员、设备的安全：
1、基坑四周地面要填平，留一定的外坡使基坑四周8m宽范围地面不能有积水。
2、在雨季期间，加强值班及收听天气预报，下雨之前清理坑内的积水及排水沟，预备好潜水泵等抽水工具，雨后及时组织人力、物力进行坑内抽排水的工作及基坑四周积水的疏导工作。
（五）边坡意外情况应急措施
基坑开挖和喷锚支护施工过程中，由于破坏了土层中原有的应力平衡，坡面层发生变形，直到达到新的平衡。
当发现坡面的安全出现问题时，应采取相应的措施：
l、在施工过程中，就要进行预防，严格按设计施工方案进行施工并在边坡四周设置位移观测点。
2、如果边坡位移量超过3‰，应停止当前开挖，并对边坡进行增加锚杆的加固处理。
3、注意周边现场的管线情况，杜绝管道水渗漏，喷锚护坡安全的最大隐患是水，为此施工过程中对少量地下滞水一定要将其引出。
同时也要对地表水做好排水工作，不能使其渗入特别是在基坑周围不能有渗水井的存在。
如果发现基坑四周有地下管线跑漏水现象时，一定要将其处理妥当。
基坑四周坡顶施工场地应进行硬化处理，以保证施工机械以匀布载荷的形势作用于坡面。
4、由于施工速度过快，锚杆砂浆尚未凝固。
应和土方施工单位加强配合，安排好施工顺序，避免发生上一步坡面刚施工完就立即开挖的情况发生。
5、在坡面变形较大的地段另补设锚杆，通过槽钢对坡面施加预应力的方法来控制坡面的变形，必要时可将该坡面回填，待变形得到控制时再将该坡面挖开。
6、当发现坡面位移较大时，现场应设专人24小时不间断的观测，发现问题及时通过有关技术人员进行处理。
十、应急预案
1、应急反应组织机构各部门的职能及职责
事故现场总指挥职能及职责
1负责所有施工现场操作和协调，包括与指挥中心的协调；
2对现场时估计性评估；
3保证从现场人员和公众应急反应行动的执行；
4控制紧急情况；
5做好与消防、医疗、交通管制、抢险救灾等各公共救援部门的联系。
2、现场营救组的职能与职责
①引导现场作业人员从安全通道疏散；
②对受伤人员进行营救至安全地带。
3、消防灭火组的职能及职责
①启动现场区内的消防灭火装置和器材进行初期的消防灭火自救工作；
②协助消防部门进行消防灭火的辅助工作。
4、后勤供应组的职能职责
①迅速调配抢险物资器材至事发地点；
②提供和检查抢险人员的装备和安全防护；
③及时提供后勤的抢险物资；
④迅速组织后勤必须供给的物品，并及时输送后期物品到抢险人员手中。
应急救援组织机构：
总指挥：
现场营救组：
现场保卫组：
后勤供应组：
内蒙古工程建筑
有限责任公司
2011.8.8
呼铁佳园地下车库基坑土钉支护计算书
一、设计计算依据
1、《呼铁佳园岩土工程补充勘察报告》
2、设计单位提供的相关设计图纸
3、《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）
4、《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）
5、《建筑基坑支护技术规范》（JGJ20-99）
6、《基坑土钉支护技术规程》（CECS96-97）
7、《深基坑支护设计与施工》（中国建筑工业出版社）
8、《地基加固新技术》（中国建筑工业出版社）
二、地质情况及采用参数
1.杂填土：
h1=0.09mC1=3.0kpaΦ1=20.0ºγ1=20.0KN/m³
2.粉土：
h2=1.3mC2=10.0kpaΦ2=25.0ºγ2=20.0KN/m³
3.圆砾:
h3=7.8mC3=0kpaΦ3=35.0ºγ3=20.0KN/m³
4设计地面超载：
q=20kpa
三、土顶设计计算遵循原则
1.只考虑土钉的受拉作用。
2.土钉的尺寸应满足设计内力的要求，同时应满足支护内部整体的稳定性要求。
四、土钉支护各组成部分尺寸及参数的选取
根据《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）及《基坑土钉支护技术规程》（CECS96-97）的有关规定，结合边坡特点，初步选取参数如下：
1.土钉层数n=4
2.锚固体孔径dο=10cm
3、锚固体纵向间距Sv=1.50m
4、锚固体横向间距Sh=1.50m
5、土钉钻孔的向下倾角θ=10º
6、边坡按1：
0.2放坡则坡角β=78.7º
五、土钉支护设计计算
边坡支护中共设四层土钉，土钉横向间距为1.5m，纵向间距为1.5m，第一层土钉设在自然地面下1.7m。
现以第二层土钉为例来计算，其他各层土钉的计算结果详见后附“各土钉计算成果表”。
1、主动土压力系数Kɑ的计算
Kɑ=tg²﹝45º-Ф/2﹞=tg²﹝45º-35.0º/2﹞=0.27√Kɑ=0.52
2、土钉所受最大拉力（设计内力）N的计算
据《基坑土钉支护技术规程》（CECS96-97）中公式来计算设计内力。
N=1/cosθ*pSvSh其中P=P1+Pq
式中：
θ——土钉的倾角，为10º；
P——土钉长度中点所处深度位置上的侧压力，kpa;
P1——土钉长度中点所处深度位置上由支护土体自重引起的侧压力，kpa;
Pq——地面附加和在引起的侧压力，kpa;
Sh——土钉横向间距，为1.5m;
Sv——土钉纵向间距，为1.5m.
（1）支护体自重一起的侧压力P1的计算
根据“CESC96:
97”的有关规定来计算
对于c／rh≤0.05的砂土和粉土:
P1=0.55KarHì
对于c／Υh≥0.05的一般粘性土：
P1=Ka（1-2c／rHì*1／√Kɑ）rHì≤0.55KarHì但不小于0.2rHì
P1=0.55×0.27×20.0×3.2=9.51kpa
（2）附加应力引起的侧压力Pq的计算
Pq=0.27×20.0=5.40kpa
（3）设计内力N的计算
N=1／cos*PSvSh=1／cos10º×（9.51＋5.40）×1.50×1.50=39.98（KN）
3．土钉钢筋直径d的计算
各层土钉在设计内力作用下应满足下式
Fs,dN≤1.1πd²／ƒyk
式中：
Fs,d——土钉的局部稳定安全系数，根据规程取1.4；
N——土钉设计内力，KN
d——土钉钢筋直径，mm;
ƒyk——钢筋抗压强度标准值，据GB50010-2002取3.35×10²×10³kpa.
代入得d=13.7mm,取Φ=14mm.
4.土钉长度L的计算
各层土钉的长度尚宜满足下列条件
L≥Lì+Fs,dN／πdoτ
式中：
Lì——土钉轴线与倾角等于45º+Φ／2斜线的交点至土钉外端点的距离，m
do——土钉孔径，为10cm;
τ——土钉与土体之间的界面粘结强度，取40kpa;
代入得L=4.45m,取5.0m.
5.土体内部整体稳定性分析
（1）土钉极限抗拔内力R的计算
土体破坏面上每一土钉达到的极限抗拔内力R按下式计算，并取其中最小值。
按土钉受拔条件R=πdoLaτ
按土钉受拉屈服条件R=1.1*πd²／4*ƒyk
式中：
do——土钉孔径，为10cm;
d——土钉钢筋直径，14mm;
La——土钉在破坏面一侧深入稳定土体中的长度，为4.48m;
τ——土钉与土体之间的界面粘结强度，取40kpa;
ƒyk——钢筋抗拉强度标准值，为3.35×10²×10³kpa.
代入得：
R=56.69Kn
（2）稳定性安全系数K的计算
K=R／N=56.69／39.98=1.42
各层土钉计算成功一览表
土钉序号
Ka
Hì
（m）
N
（Kn）
d
（mm）
τ
kpa）
L
（m）
La
（m）
R
（Kn）
K
T1
0.22
1.7
22.81
16
30
4.0
3.87
28.93
1.27
T2
0.27
3.2
39.90
16
40
5.0
4.88
56.69
1.42
T3
0.27
4.7
51.91
16
40
6.0
6.46
74.05
1.43
T4
0.27
6.2
63.82
16
40
4.0
5.05
93.72
1.47
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