土方开挖及土钉支护施工组织设计文档格式.doc
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技术负责人：
2010年06月日
第一章编制依据和原则
一、编制依据
1.南充市仲意达“尚水佳苑”工程施工合同。
2.本工程建筑、结构、安装专业施工图纸。
3.我公司质量、安全、环境、健康管理体系文件。
4.我公司承建类似工程积累的施工经验。
5.我公司各项资源配备以及本地区可利用资源和施工现场实际情况。
6.南充市仲意达“尚水佳苑”商住楼工程岩土工程勘察报告。
7.甲乙双方抄测的现场原始地貌高程。
8.本工程所涉及的主要国家或行业规范、规程、标准、图集如下（包括但不限于）：
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《地下工程防水技术规范》GB50108-2001
《高层建筑钢筋混凝土结构技术规程》JGJ3-2002
《工程建设标准强制性条文》2004版
《建筑基坑工程技术规范》YB258-97
《地下建筑防水构造》02J301
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
《地下防水工程施工验收规范》GB50208-2002
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001
《汽车库、修车库、停车场防火规范》GB50067-97
《钢筋焊接施工及验收规范》JGJ18-2003
《建筑工程施工现场供用电安全规范》GB50194-93
二、编制原则
1、遵守、执行施工合同各条款的具体要求，确保实现业主的工期、安全、质量、环境保护和文明施工等各方面的工程目标。
2、严格执行施工过程中涉及的相关规范、规程和技术标准。
3、充分结合我公司房屋建筑工程的施工经验，使施工组织设计合理、可行、可靠。
4、施工组织设计编制做到施工总体部署和分项工程施工组织相结合、重点工程和一般工程相结合、特殊技术和普通技术相结合，总体上能够内容全面、重点突出。
第二章工程概况：
本工程系南充仲意达房地产开发公司开发的尚水佳苑小区工程，位于南充市政府新区镇江东路和规划八路的东侧；
小区东面靠嘉陵江，西面为南充炼油厂的职工住宅区。
本工程建设总用地面积44037M2，其中：
道路用地面积为2118M2，净用地面积为41919M2；
总建筑面积为150208M2，其中：
地上建筑面积为125263M2，地下为23673M2。
住宅套数为983套。
11幢住宅楼（编号分别为1#-11#），一个会所（编号为12#）。
其中1、4、5、6、9、10无地下室，只设地下连廊与地下室连成整体。
基础采用钢筋混凝土筏板基础S6防水砼C35，基底设计深度-5.55m，筏板厚度为：
250、1000、1200、1400，稍密卵石层作为持力层，地基土承载力特征值为fak≥250kpa，当基坑开挖至设计基底标高，仍未到持力层时，应继续挖至持力层，超挖部分用C10素砼回填至基底标高，筏板下设100厚C15砼垫层。
第三章土方开挖
第一节开挖方式的确定
本工程基础占地面积比较大，大部分都有有地下室，且土方开挖后无施工场地，根据现场的实际情况采用分段开挖的方式进行施工，分为三个施工区域进行施工，施工段的划分见下页附图。
本工程基坑开挖深度为8m，基坑边壁采用土钉支护。
因此，土方开挖需与土钉支护施工密切配合，逐层分段开挖。
本工程土石共分5层进行开挖，各层标高分别为-2m,-3.5m,-5m,-6.51m,-8m（本方案暂定土方原始地貌表面为标高0m）。
开挖前应先做好基坑顶截水沟和基坑内排水的措施。
基坑顶截水沟和基坑的排水采用砖砌排水明沟于基坑四周，见方案布置图。
1．开挖形式：
挖土采用挖掘机和自卸汽车进行土方开挖和运输，每层先开挖基坑四周的土方，为基坑支护结构提供作业面，作业面宽度为16米。
最后一层施工时，先挖基坑面其它部份的土方，然后开挖施工坡道土方，坡道长度收减为20米，然后断开施工坡道分层开挖土方，同时为支护结构提供施工作业面，支护结构施工完后，再恢复施工坡道。
2．整个基坑平面分3个开挖区，即区域一、区域二、区域三，基坑平面开挖顺序为区域一区域二区域三，各区开挖时间有一定的时间间隔。
3．在距基坑边壁16m范围内，分层分段开挖，不得超挖，每层挖土厚度1.5～2m（即锚杆排距），段长不大于30m，基坑共分5层开挖。
开挖过程中用水平仪随挖机同步控制开挖深度。
4．每层开挖时间必须在上层锚杆注浆和喷层混凝土达到一定强度后，方可开挖下层土方，一般喷射混凝土层面24h后即可开挖下层土方。
5．基坑“中心岛”和运土车道，可自由开挖。
基坑内车行道在必要时采用300mm厚建渣铺填，并在基坑成型时全部清运出场。
6．遇有地下埋藏物时，及时报告业主和监理单位，在业主现场工程师和监理单位工程师指导下进行处理。
7．挖至距槽底标高20～30cm时，用人工清理槽底。
8．基坑坡道收口程序（封闭边坡支护）
1）本工程基坑深8m，对于最后坡道收口，可将边壁开挖出一个缺口，把坡道降低4m左右用两台挖土机将槽内余土挖尽。
如果现场条件不允许，则用吊车将余土吊上来再运走。
2）将缺口内斜坡道按照设计打上土钉，用钢筋内端与土钉相焊接，外端与边坡壁面取齐之后再编上面层网筋并与之相连接。
3）在网筋靠近边坡的内侧，用模板或土袋挡起，外侧用喷射混凝土按照要求和支护的壁面喷平取齐。
9．将场地内的土方全部外运，清理干净。
三、质量安全措施
1、汽车必须按规定的行车路线行驶，不允许任意开辟行车路线，以免陷车或出现意外情况。
2、基坑四周要用栏杆围护以防行人坠落。
3、各种临时用电设备要有漏电保护装置，并定期进行检查。
4、要不断对支护设施环境进行观测，发现问题及时向甲方反映，采取相应的措施。
5、严格执行技术交底制度，使施工人员明白设计意图。
6、严格执行隐蔽验收制度。
7、严格控制开挖标高，确保基底设计标高的正确性。
四、文明施工措施
1、1、遵守我市有关环卫、市容、场容管理的有关规定，加强现场用水、排污的管理，保证排水畅通无积水，场地整洁无垃圾，搞好现场清洁卫生。
2、现场设立洗车槽，汽车轮胎清洗干净后才能上城市道路。
3、加强劳动保护，合理制定劳动作息时间，保证职工有充分的休息时间。
4、合理调整施工时间，适当控制施工现场的噪音影响，减少噪音对周围居民的干扰。
5、加强现场门卫管理制度，防止偷盗和打架事件的发生。
6、应急措施
在基坑开挖期间，设专人检查基坑稳定，发现问题及时能报有关施工负责人员，便于及时处理。
在施工中如发现局部边坡位移较大，须立即停止开挖，加固支护，待稳定后继续开挖。
7、注意事项
基坑10m以内不准堆积弃土，不准堆放建筑材料、存放机械、水泥罐及行车，基坑边外部荷载不得大于15kpa。
坑边不得有常流水，防止涌水进入坑及冲刷边坡，降低边坡稳定。
该方案为施工前期施工技术指导文件，实际尺寸见甲方、监理核定尺寸。
第四章土钉支护
当分层开挖土方后，进行土钉（锚杆）施工，土钉人工铬阳铲进行钻孔，孔径、孔深、孔距、倾角必须满足设计要求，其误差符合《基坑土钉支护技术规程》的要求；
土钉支护施工流程图：
1.开挖：
土层开挖时，应按照设计要求进行，一次开挖深度一般最深不超过1.8m，土层差时，要减少开挖深度。
根据现场情况，可分为分段开挖、预留缓冲段开挖、预置超前挡件开挖等形式。
2.钻孔：
钻孔形式分为人工成孔和机械成孔。
靠近地表最好使用人工成孔，人工成孔能够根据手感来探测到基坑周围地下埋藏物的存在，从而对其实施保护。
钻孔角度一般为水平或稍向下倾斜。
如出现边坡杂填土较松散，砂层等情况不宜进行人工成孔时，可采用钢管代替钢筋，利用机械打入土层风压击入四面对开Φ6@300梅花状小孔的Φ48&
3.0钢管，然后在钢管内用压力分两次灌注32.5R普通硅酸盐水泥浆。
3.灌浆：
成孔之后就可以把土钉主筋送入孔中灌浆，灌浆时最好保持有一定的压力，而且要把孔中的水、气、泥浆等物排除干净。
土钉灌浆材料采用纯水泥浆，水灰比0.4～0.5，灌浆为压力注浆，注浆压力不小于0.3MPa。
4.修整坡面：
根据设计方案，修整坡面，达到坡度要求。
5.面层网筋设置：
第一次的砼喷射完成后，进行绑扎Φ4@200双向钢筋网，当土钉（锚杆）施工好后，在土钉（锚杆）的纵横两个方向烧焊Φ16主筋，将各个土钉（锚杆）连在一个支护网面上。
面层网筋第一次的砼喷射设置时，必须离开坡面不少于5cm，网筋连接可用点焊和绑扎形式。
网筋与土钉相连，必须置于土钉压板与坡面相靠近的一面。
6.喷射混凝土：
网筋设置好以后就可以喷射混凝土，这是该层作业的最后一道工序。
喷射混凝土要根据强度设计要求，根据配比来进行。
钢筋混凝土墙面施工方法：
先进行第一次的砼喷射，喷射厚度为40mm，待面层网筋设置完成后。
然后利用风压采用干喷法喷射第二次混凝土，厚度为60MM，
7.监测：
监测是土钉支护施工过程中一道很重要的工序，它贯穿于土钉支护的整个过程，及时准确地为边坡的稳定性、下一步的开挖提供可靠的信息。
监测的内容包括边坡的水平位移、沉降及土钉的抗拔力。
8.反馈：
根据监测得来的信息以及开挖情况针对下层的支护，对原方案进行修改。
第五章施工机械选择
5.1土钉施工机械的选用
土钉采用人工铬阳铲成孔，钢花管施工施工机械主要包括有空气压缩机、水泥浆拌制机、集料斗、送浆泵、风钻、风镐、风管等。
其中空气压缩机是最主要的施工机械，其额定风量是最主要的工作指标。
根据本工程地质条件的特点，我司拟采用20M3型空气压缩机，其额定风量为20m3/min，其他机械设备按要求配套即可。
5.2钢筋混凝土墙面施工机械选择
钢筋混凝土墙面的施工机械主要包括有空气压缩机、干状混凝土搅拌喷射机、集料斗、干状混凝土高压输送管、干状混凝土喷射枪头、水管、风管、电焊机及圆筋的拉直设备等。
其中空气压缩机、干状混凝土搅拌喷射机及电焊机是最主要的施工机械。
根据本工程施工要求，我司拟采用20M3型空气压缩机，其额定风量为20m3/min，干状混凝土搅拌喷射机采用HPC-V型，电焊机采用16KW电焊机，其他机械设备按要求配套即可。
5.3土方开挖施工机械选择
土方开挖的施工机械主要包括挖掘机、自卸汽车、潜水泵等。
根据本工程施工要求，我司拟采用PC-330型和PC-230型挖掘机进行挖土，采用15m3自卸汽车运土。
附：
土钉支护计算书
尚水佳苑商住小区工程；
属于框架结构;
地上18～24层;
地下一层；
建筑高度：
77.00m；
标准层层高：
3.00m；
总建筑面积：
150280.00平方米；
总工期：
540天；
重庆建工集团有限公司。
本工程由南充仲意达房地产开公司投资建设，重庆大有建筑设计院设计，中冶成都勘察研究总院有限公司单位地质勘察，成都兴宏监理有限责任公司监理，总监由唐铁牛担任，重庆建工集团组织施工；
由柏家华担任项目经理，李曼艺担任技术负责人。
本计算书参照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99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。
一、参数信息:
1.基本参数：
侧壁安全级别：
一级
基坑开挖深度h（m）：
8.000；
土钉墙计算宽度b'
（m）：
50.00；
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；
考虑地下水位影响；
基坑外侧水位到坑顶的距离（m）：
5.000；
基坑内侧水位到坑顶的距离（m）：
9.000；
荷载参数：
序号类型面荷载q（kPa）基坑边线距离（m）宽度（m）
1满布20.000.000.00
地质勘探数据如下：
：
序号
土名称
土厚度
（m）
坑壁土的重度γ
kN/m3
坑壁土的内摩擦角φ
（°
）
内聚力C
（kPa）
极限摩擦阻力（kPa）
1
填土
10.00
17.00
28.00
15.00
112.00
土钉墙布置数据：
放坡参数：
放坡高度（m）：
8.00放坡宽度（m）：
5.60平台宽度（m）：
1.20
土钉数据：
序号孔径（mm）长度（m）入射角（度）竖向间距（m）水平间距（m）
1120.005.0020.002.001.00
2120.004.5020.001.501.00
3120.004.0020.001.501.00
4120.003.0020.001.501.00
二、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《规范》JGJ120-99，
1、其中土钉受拉承载力标准值Tjk按以下公式计算：
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
aj --土钉与水平面的夹角
ζ按下式计算：
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：
2、土钉抗拉承载力设计值Tuj按照下式计算
其中dnj --土钉的直径。
γs --土钉的抗拉力分项系数，取1.3
qsik --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 --土钉在土体破裂面外的长度。
层号有效长度（m）抗拉承载力（kN）受拉荷载标准值（kN）初算长度（m）安全性
13.0599.191.231.98满足
23.0498.756.701.67满足
33.0398.3112.491.36满足
42.5181.6418.271.05满足
第1号土钉钢筋的直径ds至少应取：
2.286mm；
第2号土钉钢筋的直径ds至少应取：
5.334mm；
第3号土钉钢筋的直径ds至少应取：
7.280mm；
第4号土钉钢筋的直径ds至少应取：
8.805mm；
三、土钉墙整体稳定性的计算:
根据《规程》JGJ120-99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：
n --滑动体条分数
m --滑动体内土钉数
γk --滑动体分项系数，取1.3
γ0 --基坑侧壁重要系数；
wi --第i条土重；
bi --第i分条宽度；
cik --第i条滑土裂面处土体粘结力；
φik --第i条滑土裂面处土体的内摩擦角；
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，即第i条土条平均高度hi；
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。
lnj --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：
计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径R（m）
第1步1.50435.133-0.0073.0243.024
示意图如下：
第2步1.31035.133-0.0135.2925.292
第3步1.31535.133-0.0197.5607.560
第4步1.44235.133-0.0249.8289.828
第5步1.36835.133-0.03012.09612.096
--------------------------------------------------------------------------------------
计算结论如下：
第1步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.504>
1.30满足要求!
[标高-2.000m]
第2步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.310>
[标高-3.500m]
第3步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.315>
[标高-5.000m]
第4步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.442>
[标高-6.500m]
第5步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.368>
[标高-8.000m]
四、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：
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：
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=31.26>
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：
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
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
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。
KQ=525.73>
1.5，满足要求！
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