高炉渣处理泵房基坑支护项目施工组织设计方案Word文档格式.docx
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施工现场临时用电安全技术规范
JGJ46-2005
6
钢筋焊接及验收规程
JGJ18-2003
7
建筑机械使用安全技术规程
JGJ33-2001
3.3标准
建筑工程施工质量检验统一标准
GB50300-2001
建筑施工安全检查标准
JGJ59-2005
3.4主要法规
法规名称
法规编号
《中华人民共和国建筑法》
《中华人民共和国产品质量法》
《中华人民共和国计量法》
《中华人民共和国环境保护法》
《城市市容和环境卫生管理条例》
3.5其它
a）工程现场实际勘察和我公司经过在周边地区基础工程施工经验。
b）单位施工管理文件。
4.设计与施工思路
根据现场实际情况，结合甲方要求，对宣钢新建2#2500m3高炉工程1#、2#渣处理泵房工程项目土方开挖、基坑支护设计与施工组织做如下考虑。
首先进驻现场后，请甲方提供周围管线并平整场地，我方搭建临舍，落实地下管线分布情况，对可疑位置进行人工挖掘；
然后对现场进行测点放线，依据设计进行明排水明沟位置的布设，同时进行土方与支护交叉作业。
4.1土方开挖
土方施工组应与基坑支护项目组相互配合。
严格按照支护要求进行分步作业，预留肥槽800mm，挖土机挖土应为护坡施工创造工作面，便于护坡施工。
挖掘机挖土应配合护坡施工进行，每步挖深与护坡竖向间距相符，施工时首先开挖边坡支护工作区（周边），然后向中间开挖，对于基坑中部土方开挖区土层则可增加开挖深度，配合土钉施工时应小步开挖，控制超挖不大于0.80-1.00m。
天然地基部位槽底预留土层厚度为20cm，当机械挖土到设计槽底以上时，由测量人员配合共同进行，标高由水准测量控制，不许超挖，以免扰动下部持力地层。
标高控制
由于基础持力层直接放在槽底土层上，挖土时如控制不好很容易对下卧持力层造成扰动，因此在挖土时必须注意控制挖深，土方开挖与支护同步进行。
前期挖土施工时在护坡坡面上抄测挖土各点标高，喷锚支护每做一排即测一层标高，及时统计挖土标高，掌握最新开挖深度。
将最后一步开挖作为控制重点，开挖时由专业测量人员跟踪抄测，控制挖深。
预防超挖措施
最后一步土方开挖应提前作出控制开挖的标高点。
先由测量人员给出开挖深度，由挖土机逐步向下开挖，边开挖边测量，配合至预留人工清槽土层顶标高，对于己挖出槽底的应等间距撤出白灰点作为标志防止超挖。
挖出槽底禁止大型施工机械和设备来回碾压。
③土方与土钉墙施工的配合
每步土方施工先给土钉墙施工开挖工作面，工作面宽度约6.0m，土方开挖切坡时由支护看坡人指挥确定边坡留土厚度，减少人工修坡工作量，提高工效。
对于边坡一般障碍物可由挖掘机直接挖除，支护时再进行处理。
土方开挖施工中应全力配合边坡支护，对于边坡开挖深度控制、险情回填处理等安排应积极响应，一切为整体安全及施工进度考虑。
④土方与渗水处理的配合
土方运土时局部存在渗水严重区域，及时通报土钉施工组，及时支护，对于未及时支护的应回土回填，防止坍塌。
⑤土方与基础施工的配合
按照设计要求，土钉墙位置施工设计要求分步、开挖高度：
在粉土地层一般为1.5m进行分层开挖，在杂填土与砂卵石地层一般为0.80m进行分层开挖，每层开挖至土钉位置下0.50m。
各工序互不影响，互相配合，交叉作业。
挖到基底位置时，天然地基时应预留约200mm保护层，土方开挖施工过程自始至终配合护坡作业协调工作。
4.2基坑渗水处理
在基坑开挖过程中，基坑侧壁可能存在一定量的上层滞水和槽内积水，为此一方面对于局部可能出现少量因降雨、管道漏水形成的残留滞水，可采用在基坑四周边坡的含水层底部，插入引流管将隔水层所托之少量残留滞水引入槽内盲沟内。
另一方面请甲方在周边挖设盲沟，规格200mm（宽）×
200mm（深），同时按照每槽地角部挖设集水井，将水体集中排除。
4.3基坑支护
由于现场空间条件有限，考虑到地方文明施工要求严格，拟对其采用预应力锚杆+土钉墙联合进行支护的设计与施工工艺。
同时应注意加强土方开挖与基坑支护的配合，防止因开挖面过大而未及时支护导致边坡塌方以及预留的作业面；
应考虑边坡荷载对边坡稳定性的影响。
5.基坑支护设计
5.1方案选择
基坑支护的方法较多，如：
土钉墙支护、锚杆护坡桩支护等。
锚杆护坡桩在深基坑支护中也被广泛采用；
在土钉支护体系中，土钉与土体共同作用，充分利用土体的自承能力和土钉与土体之间的摩擦力，约束土体的侧向变形，形成一种自稳性结构，既增强了土的主动受力能力，又增强了土体破坏的延性。
由于土体延性的增加，即使土体支护体系发生破坏，也是渐进性的。
该工艺最大特点就是土体位移变形相对较大，但经济造价较低。
因此在边坡位移无特殊要求的地方广泛采用。
锚杆护坡桩河北地区深基坑支护已广泛采用。
采用锚杆护坡桩，是一种被动的支挡形式，它依靠桩结构体系的支挡能力、桩体的刚性支挡土体，控制土体位移。
这种支护形式最大优点是控制位移能力强，但投入大，成本高。
为此，根据该场地的工程地质和水文地质条件以及结合场地周围环境对位移要求条件，并结合我单位在河北地区类似工程的设计与施工经验，经我方专家与技术人员共同研究论证，拟采用锚杆+预应力锚杆复合土钉墙与常规土钉墙联合进行支护的设计与施工工艺方案。
这样施工周期短而且经济造价较低。
5.2工程特点与难点
（1）本工程地处位于宣钢厂内，周围为生产单位，临近为交通要道，边坡支护、土方工作量不大，但需对现场文明施工必须作出周密计划与安排；
（2）场地周围放坡条件有限，应控制基坑支护位移量，防止因基坑周围荷载与车辆通行导致对边坡稳定性的影响以及变形对周围牵带的影响；
（3）应注意土方开挖与基坑支护的配合，如土方开挖分步高度、土体的自立性；
以及支护时工艺方法的选择；
（4）场地范围有限，施工场地紧张；
（5）基坑支护的每一个设计与施工质量环节对其影响较大；
周围是否存在生活或管线漏水以及地层的渗水；
（6）本基坑深度较大；
还须依据现场实际情况对土方开挖收坡要求，对马道作出合理的设计与施工；
（7）应加强对周边环境影响的考虑。
基于以上难点，在我方技术部门的组织下，经过现场调查、分析研究和反复论证，本着安全、优化、经济的设计原则，选择科学、合理的设计施工方案。
5.3技术措施
（1）结合该场地的工程地质和水文地质条件以及结合场地周围环境对位移要求，拟采用预应力土钉墙与常规土钉墙联合进行支护的设计与施工工艺。
为此我方采用目前最为流行、经典的《理正基坑支护软件》进行设计验算，满足稳定性要求，该软件已在河北以及全国得到广泛应用，我单位基坑支护设计均采用该套软件并经百余项工程得到验证，产生了极好的经济效益和社会效益；
（2）实行动态信息化管理模式，建立完善的信息监测系统，用动态信息施工技术全面控制施工质量。
通过采集边坡沉降与位移等方面的信息，对基坑下部施工可能出现的情况进行反演计算，以便及时采取相应措施，确保边坡安全。
（3）应注意土方开挖与基坑支护的配合，以及支护时采用的施工工艺方法，确保地层开挖面的稳定。
（4）充分发挥土钉墙经济造价低、预应力控制位移能力强、安全可靠的优越性。
5.4设计方案
基坑安全等级为Ⅰ类，重要性系数为1.1，A-A剖面地面附加荷载为40kPa，
B-B剖面地面附加和在15kpa，距离基坑上口均大于2.0m。
为便于设计与施工，根据现场基坑深度,将基坑支护划分为A-A、B-B两个支护剖面，即A-A剖面为基坑的南侧、临近高炉基础的支护区域，采用预应力复合土钉墙进行支护；
B-B剖面为基坑的东、西、北三侧的支护区域，采用常规土钉墙进行支护。
A-A剖面：
基坑的南侧、临近高炉基础的支护区域，采用预应力复合土钉墙进行支护；
支护坡面均为直立。
土钉（锚杆）共计5排。
第1排土钉距地面下1.40m，土钉垂直间距为1.40～1.80m；
水平间距为1.50m（为避开已有CFG桩，局部根据基础桩位置做适当调整）。
土钉（锚杆）长度（含弯钩）从上至下为：
8.0m、20.0m、20.0m、20.0m、5.0m。
孔径100mm，除第2、3、4排采用1束1860钢绞线（1×
7）作为预应力锚杆设计外，其余各排均采用Φ20钢筋作为中心拉杆。
倾角均为100，喷锚面层为φ6.5＠250mm×
250mm钢筋网，土钉端头利用1Φ14作为横向压筋，喷射80mm厚的C20细石混凝土。
土钉设计参数
土钉
深度（m）
长度
（m）
倾角（0）
孔径
（mm）
水平间距（m）
垂直间距（m）
芯杆规格
1.40
8.00
10
100
1.50
‖
1.80
Φ20
3.20
20.00
1s1860
5.00
6.80
8.30
各土钉端头均弯“L”形和横向加强筋进行焊连，“L”形弯勾长约15cm，单面焊接满足钢筋10d要求。
对第2、3、4排锚杆施加预应力，端部用[16的槽钢作为垫板、利用单孔锚头将其锁定于面板上。
预应力锚杆的芯杆前端自由段可采用塑料编织袋包缠与浆液隔离，待浆液凝固3天左右后方可进行预应力锁定，锁定力不小于80KN。
槽边边缘的土钉墙面板应在基槽上口处向外翻边不小于0.80m,翻边反坡0.01：
1。
B-B剖面:
基坑的东、西、北三侧的支护区域，采用常规土钉墙进行支护。
基坑均在地面下3.50m、7.60m位置分别预留2.0m、2.0m宽的台阶，支护坡面均为直立。
土钉共计5排。
上部3.50m范围的边坡不再支护。
第1排土钉距地面下5.0m，土钉垂直间距不等（详见图示）；
水平间距为1.50m。
土钉长度（含弯钩）从上至下为：
12.0m、11.0m、10.0m、7.0m、4.0m。
孔径100mm，各排均采用Φ20钢筋作为中心拉杆。
12.00
2.50
6.50
11.00
9.00
10.00
10.40
7.00
11.80
4.00
对于坡道位置的边坡支护，应根据现场挖土实际情况，与土方单位协商后待时确定，如可采用堆放草袋、施打土钉进行支护，具体设计待实际收坡时另行出设计进行支护。
对于渗水区域，应在渗水区域的面板上预打排水孔。
排水孔直径不小于40mm，深度不小于0.40m，内插塑料管，塑料管上布满花孔，并包扎滤网，孔内充填石料，孔口用粘土封闭，使水从塑料管中排出；
5.5土钉墙设计原理
基坑安全等级为Ⅰ类，重要性系数为1.1，地面附加荷载为20kPa，距离基坑上口大于2.0m。
本工程采用土钉墙进行支护，其设计计算原理严格执行《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）。
地面超载为常规取q=20kPa。
（1）边坡最危险滑弧面计算
应用条分法，对每个土体进行极限平衡分析，得出边坡整体稳定性安全系数最小的滑动弧面。
忽略条间力，利用瑞典条分法计算公式：
K=
式中：
ci——第i条士滑动面上的粘聚力（kPa）；
li——第i条土条弧长（m）；
Wti——第i条土条自重（kN/m）；
αi——第i条土条弧线中点切线与水平线夹角；
φi——第i条土条滑动面上的内摩擦角；
ui——第i条土条承受的水压力；
K——安全系数。
由于安全系数K出现在等号两侧，计算繁杂，一般利用程序搜索计算出最小安全系数。
经上机计算，该场地天然土坡最小安全系数K<
1，天然边坡土体处于不稳定状态，需进行边坡支护。
（2）土钉所受的土压力
Ti——第i个土钉所受的土压力（kN）
q——坡上超载（kN/m2）；
γ——土的容重（kN/m3）；
Hi——第i个土钉的高度（m）；
kai——第i层主动土压力系数，kai=tg2（45°
-φi/2）；
Sx、Sy——士钉水平、垂直间距（m）；
c——土的粘聚力（kPa）。
（3）土体抗拔力（滑裂面外）
Tμi=πDLbiτfi
Tμi——第i条土钉滑裂面外的抗拔力（kN）；
D——钻孔直径（m）；
Lbi——第i层土钉伸入破裂面外稳定区的长度（m）；
τfi——锚体砂浆与土体间各层士的粘结强度（kN/m2）。
设计时也用下式代替：
τfi=σitgφI+ci
计算时每根土钉的抗拔安全系数Ks应大于1.30。
（4）抗滑安全验算
抗滑安全系数：
KH=Fi/Eax
KH——抗滑动稳定安全系数；
Eax——墙后主动土压力（kN）；
Fi——假设墙底断面上产生的抗滑合力（kN）。
（5）钢筋或钢绞选配线
以上计算,在选配钢筋或钢绞线时，结合《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99中6.1.3关于土钉抗拉载荷折减系数乘以理论计算值即为每排土钉实际受力值，以此为计算设计值进行选用：
土钉抗拉载荷折减系数为：
计算数据输入计算机，采用《理正基坑支护软件》计算程序，结果详见后附件。
6.施工工艺
6.1施工准备
（1）了解场地内各种地下障碍物的情况，并办理必要的书面手续。
（2）根据红线桩、城市水准点及施工要求进行定位放线及抄平。
（3）协调施工现场管辖部门及附近单位的关系，保证施工的顺利进行。
（4）施工用水、施工用电的连接及临时设施搭建。
（5）对施工人员进行生产、技术、质量、安全等全方面的交底。
（6）准备施工的机具及所用的钢筋并进行材料复试。
（7）根据施工现场实际情况调整修改设计与施工方案。
6.2技术准备
（1）根据现场进一步完善施工组织方案，绘制工地挂图包括平面、剖面设计图及施工平面布置图；
（2）健全指挥系统及安全施工、工程质量及环保保障体系。
（3）设计编制人员及技术主管同现场技术及施工人员召开会议、做详细技术交底及总体施工规划。
6.3测量放线
根据测量人员给定轴线水准点，我方测量人员放出具体施工点、开挖线，经双方复核确认后方可施工。
6.4施工工艺
6.4.1土钉墙施工工艺流程
┌─────┐
│水泥浆搅拌│
└─────┘
↓
┌──┐┌──┐┌──┐┌──┐
│修坡│→│成孔│→│插筋│→│灌浆│
└──┘└──┘└──┘└──┘
↑↓
┌──┐┌──────┐┌──┐
│喷砼│←│土钉端座固定│←│挂网│
└──┘└──────┘└──┘
↑↑
┌───┐┌─────┐
│砼拌和││准备钢筋网│
└───┘└─────┘
土方施工→钉墙施工→土方开挖
土钉墙的施工随土方开挖进行。
（1）土钉墙的施工流程应符合下列规定：
开挖工作面，修整边坡→安设土钉（包括成孔、插钢筋、注浆）→绑扎钢筋网，加强筋、土钉同加强筋焊接、加垫块→喷射第一层砼，厚度为30～50mm→喷射第二层砼→设置坡顶，坡面和坡脚排水措施。
（2）基坑边坡应分段分层开挖，每次超挖深度不得超过1.50m,边开挖，边人工修整边坡，边喷射砼，人工修整坡时，坡面不平整度不大于20mm。
（3）喷射砼应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度为30～50mm，喷射时，喷头与受喷面应垂直，宜保持0.6～1.0m的距离，喷射手应控制好水灰比，保持砼表面平整、湿润光泽，无干斑或流淌现象。
（4）喷射砼终凝2h后，应进行养护，根据现场实际情况可适当调整。
面板砼强度等级不低于C20，砼最大骨料不大于1.5cm，喷层厚度8cm。
同时，土钉墙面板应在基槽上口处向外翻边0.80m；
（5）钢筋上每2.0m设置一个定位器，以确保钢筋在孔内居中，土钉端头预留出坡面15cm；
常压重力式灌浆，浆体强度不低于20MPa，灌浆材料为水泥浆；
喷射砼中的钢筋网应调直除锈，钢筋与坡面间隙宜大于20mm，钢筋网应与土钉和加强筋连接牢固，喷射砼时钢筋不晃动。
（6）土钉钢筋使用前应调直，除锈，注浆材料宜用0.45～0.55：
1的水泥净浆。
（7）注浆前应将孔内残留及松动废土渣清除干净，注管应插至距孔底250～500mm。
（8）对于可能遇管线区域，首先采用人工洛阳铲进行探勘，确定管线具体位置后，通知设计，调整设计方案，采取保护措施。
6.4.2原材料要求与配比
（1）水泥为P.S.A32.5MPa水泥，应有出厂合格证，砂为细砂、中砂或中粗砂，豆石或石屑粒径小于15mm，不能使用含有活性二氧化硅的石料；
（2）根据现场实际情况，对于需要速凝剂的区域，其掺量由试验确定，一般地初凝时间不大于15min.，终凝时间不大于20min.；
（3）不得使用污水及PH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按SO4计算超过水量1%的水；
（4）钢筋应有出厂合格证、原材料试验报告；
（5）材料进场后及时送检，并及时报验。
（6）常规C20石屑混凝土配比为：
水泥：
砂：
石=1：
2：
2。
6.5边坡渗水处理
边坡渗水主要可能位于上部3.0m范围的杂填土、素填土以及粉质粘土，该水体可能是周围管线所存管线水体沿某隔水地层界面渗入坡面形成的，为此应采取适当措施即可解决。
一方面，查找地面管线位置、抽取、疏干管沟水体；
另一方面可采用在基坑四周边坡的含水层底部，插入引流管将隔水层所托之少量残留滞水引入管井或集水井中排出。
基坑侧壁在上层滞水含水层的底板位置局部可能出现少量残留滞水，可采用在基坑四周边坡的含水层底部，插入引流管将隔水层所托之残留水引入管井或集水井中排出。
为确保边坡的安全，在上层滞水较多的部位，应减少开挖深度，并及时进行边坡的支护施工。
若在开挖过程中出现上层滞水，可在滞水层设置滞水排水管，采取明排措施，用排水管引流坡面以外排至基底明沟，滞水排水管采用φ25塑料花管，外面包裹棉丝。
排水管伸入土中0.40m，外露300mm。
排水管和排水孔之间用碎石滤料或粗砂填充，外口用粘土封堵。
排水管的布置根据现场情况而定。
6.6土方开挖
土方施工应与土钉墙施工及排水密切配合，采用多机组、分班次、立体交叉连续作业，做到充分利用空间和时间。
土方开挖分步、分段完成，一般每步开挖高度，土层约1.0-1.5m，也可依据现场设计情况根据土体自立性确定开挖深度，或分段支护以控制土体变形，分段与分步开挖长度应根据现场地层性质、结合我方现场技术人员要求进行，保证边坡的稳定。
土钉施工完毕并养护24h后，方可进行下一步或下一段槽的开挖。
开挖边坡应尽可能与设计边坡接近，然后采用人工削坡修整，现场设专人负责挖方与土钉施工的协调。
严禁挖掘机磕碰土钉端头与面板，以确保支护结构的安全。
7.监测
7.1预警值
按照《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009），控制A-A、B-B剖面土钉墙上口边坡坡顶位移30mm作为预警值、40mm作为控制值；
控制临近高炉基础垂直位移10mm作为预警值；
当超过该值时应分析原因，确定是否采取措施。
7.2监测方案
根据现场实际情况，拟在基槽边缘线按照15～20m不等间距布设位移观测点，边坡布设水平位移观测点，以便对其基坑变形进行观测。
在施工期间每天不定期进行观测，直至基槽完工。
以后可7～10天观测一次，至变形稳定为止。
其间可根据施工进度和变形发展随时加密观测次数，如发现变形异常，应及时停止基坑内作业，分析原因，采取还土、坡顶卸载等加固措施，确保边坡安全。
7.2.1监测项目
a.支护结构水平位移监测（主要为土钉墙水平位移）
b对于基坑边坡及周围环境的巡视
7.2.2仪器设备
全站仪BTS-22一台，ZeissNi002型精密水准仪和铟钢水准尺，钢尺2把。
7.2.3变形控制要求
控制A-A、B-B剖面土钉墙上口边坡坡顶位移35mm作为预警值、40mm作为控制值；
7.2.4支护结构监测
基本思路：
采用基线法，沿基坑边建立基准线，基准线的两端点（及基准点）固定牢固，在支护结构的顶部布设水平位移监测点，测定观测点的水平位移量。
（1）定点方法
☆确定基准点：
基准点为测量基准的控制点，是测定和检查工作基点的稳定性，直接测量变形观测点的依据。
基准点设在变形影响的范围之外，便于长期保存的稳定位置，并便于定期进行稳定性检查。
该基坑边坡位移观测基准点，可设在不易被触动的地面上，基准点设置一定要考虑具有较好的通视条件。
☆确定方向线，方向线距基坑上口约0.3m的土钉墙翻边上。
☆确定观测点：
在基坑土钉墙翻边上每隔15～20m设置1个观测点，用以观测支护体系的变形情况。
（2）观测方法
每次监测时，在基准线的一端安置经纬仪，照准基准线另一端，然后将基准线投射到各监测点旁边，量取各监测点离开基准线的水平偏距，并从两次监测所得水平偏距之差即可得知这两次期间监测点的水平位移量。
（3）观测频率
在支护阶段，每天监测1次；
在完成基坑开挖、变形趋于稳定的情况下，每7天监测1次。
施工监测过程持续至整个基坑回填结束、支护退出工作为止。
同时按地下结构施工进度每增加一层观测1次，雨后增加1次。
（4）观测方法
观测时使每段观测点与两端工作基点布成一条准直线，将仪器置于一端上，后视另一工作基点，然后读出各观测点相对于准直线的垂直位移量。
以位移量作为评价基坑边坡和周边建筑物稳定性的依据
（5）观测频率
在基坑开挖阶段，每5天监测1次；
在完成基坑开挖、变形趋于稳定的情况下，每15天监测1次。
7.2.5对于基坑边坡及周围环境的巡视
对基坑边坡及周边环境采取目测巡视也是护
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