土钉墙降水井施工方案较详细.doc
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1、陕西物资储备管理局职工培训中心降水及基坑支护施工方案1 工程概况本工程位于西安市三付湾,华清路及长缨路交口西北角,基坑深 度 。基坑边界条件:基坑东边线距华清路约 20m;南侧距长缨路 lOm;北 侧距 2 层民房 38m;距基坑西北角约 1 520m 处有一幢 8 层住宅楼: 基坑西侧边线距 3 层客运站 34m,本基坑坡道准备留于基坑西侧。其 平面位置见图 1/3。支护范围内土层情况:本场地地层情况详见岩土工程勘察报告书。 各层土主要物理力学指标详见表 l。支护土层计算参数表 1指标指标值 层号厚度(m)深度(m)Y(kN/m3)C(kPa)()人工填土黄土黄土古土 层陕西储备物资管理局职
2、工培训中心基坑大致呈长方形为 mm,开挖深度约 11.2m;基坑支护采用放坡(10.2)土钉墙支护。 基坑底总边长约为 209m。支护范围内土层主要为黄土类土,地下水位埋 深 ,根据勘察报告提供及地区经验,降水范围内土层综合渗透系 数K取 7md。基坑尺寸及其及相邻建筑相对位置详见降水井平面位置 图。2 土钉墙设计及施工2.1 设计依据及所执行技术标准2.1.1 现场踏勘资料;建筑基坑工程技术规范(YB9258-97);基坑土钉支护技术规程(CECS96:97);建筑深基坑支护技术规程(JGJ120-99)。2.2 设计及计算 采用极限平衡理论方法,并结合地区土钉墙支护施工经验进行设计及计算。
3、 计算首先对未支护基坑稳定性进行了验算,其计算安全系数:基坑南侧为 ,基坑北侧为 ,均小于 1.00,说明未支护基坑边坡 是不稳定,因此必须采取支护措施。根据现场具体条件及西安地区基坑支护经验选择土钉墙方案比较经 济可行。2.3 施工方案选择及技术措施 基坑支护总体上采用土钉墙支护方案,即基坑分层开挖分层支护,其主要靠设置于坡体中土钉被动受力(主要是受拉作用),提高土体抗剪切强度,同时混凝土面层则起到限制和约束基坑土体侧向变形作 用。土钉墙施工应及土方开挖交叉或平行施工。基坑开挖及支护应分层 进行。主要包括土钉施工、钢筋混凝土面层施工及排水系统等施工。2.4 土钉及混凝土面层设计 土钉土钉墙坡
4、度 80,墙高北侧m,南侧为 6.50m,土钉按梅花形布 置,间距 m,共布 9 排,各排距地表分别为 m、m、m、m、m、7.2m、m、m、10.8m。土钉直径 130mm,及水平向夹角 15,长度自上而下分别为 m、9.0m、9.0m、m、11.7m、11.7m、11.7m、11.7m 和 m.土钉钢筋分别为 120、120、120、120、125、125、125、125 和 120。每 2m 设一组船形定位支架(扶正筋),按 120布置,焊接在主筋上锚孔内注 M15 水泥砂浆。南侧加固后边坡稳定验算(Bishopit)F= mqi 1 Ci bi +Wi tgfi S Wi sinqi式
5、中 Fs土坡稳定安全系数。ssinqi tgfimqi= cosqi + F式中 bi第 i 条土条宽度;Ci第 i 条土条滑裂面上土层黏聚力标准值(kPa);Li第 i 条土条滑裂面处弧长(m);Wi第 i 条土条自重(KN/m);i第 i 条土条滑裂面处中点切线及水平面夹角;i第 i 条土条滑裂面处土层内磨擦角标准值。Fs =12800=101631.26土钉墙内部整体稳定性分析F= (W +q)cosatgf()+ sin bS hk tgf+c + cos bcos a i S hk RkiiiiD iRk() ()kiiks (Wi +q i )sin ai 将各数据代入求得 Fs=
6、1.61.4安全土钉抗拔力验算可采用下式计算:Kdi=Tti cosa iiEan S x S y式中 Kdi第 i 个土钉抗拔强度安全系数; Tti第 i 个土钉设计极限抗拔力(kN); Ean第 i 个土钉处主动土压力(kN/m2); Sx,Sy土钉水平,垂直间距(m)。外部整体稳定性验算(1)抗滑移安全系数(G n + E an )mKS=E at - G t1.5(2)抗拉倾覆验算KS = Gxo+ Eaz X f=1.6Eax Z fGn = G cosa!Gt = G sin a!Eat Eat Eax X f Z f= Ea sin(a - a! - d )= Ea cos(a
7、- a! - d )= Ea sin(a - d )= b - Zctga= Z - btga!式中 G自重;x! 重心及墙趾水平距离;a! 基底倾角;a 墙背倾角;d 磨擦角;b 水平投影宽度。 墙面墙面配单层6200 钢筋网片,及土钉钢筋连接处焊接井字形钢筋 架,井字形钢筋架由 218 通长加强筋及 218 长 100mm 钢筋组成。上 下网片搭接长度 200mm,墙面面层喷 C20 细石混凝土,厚 100mm,钢筋 保护层厚 50mm。 2.5 土钉施工 2.5.1 土钉施工主要工序 平整坡面孔位放线成孔土钉加工及安放灌注水泥砂浆补 浆。 2.5.2 主要技术要点及质量指标 (1)平整坡
8、面 采用人工铲平,达到基本平整,符合尺寸要求。 (2)放线 按照图纸要求采用钢尺确定孔位以木桩或钢钎做为标记,孔位误差 小于 5cm。 (3)成孔 成孔采用人工洛阳铲成孔为主,机械成孔为辅,根据地层成孔性,随时调整成孔机具。严格控制成孔位置和角度偏差,成孔倾角为 15,偏差小于3。 (4)土钉加工及安放为使锚钉居中,每隔 设置一个钢筋船形中心定位架。成孔后将锚 杆下入孔内,锚钉下入前应清除孔内虚土。(5)灌注水泥砂浆采用 M15 强度水泥砂浆,水灰比 。用砂浆搅拌机搅拌均匀 后将注浆管插入距孔底不小于 40mm,通过砂浆泵加压,灌入孔底后,缓 慢拔出注浆管,直至砂浆饱满,稍后需补浆 12 次。
9、(6)施工技术要求1)严格按照建筑基坑支护技术规程(JGJ 120-99)有关要求施工。2)基坑开挖及支护应分层进行,上层支护完毕后,支护结构达到一 定强度(大于 70%)后,方可进入下一层开挖。分层开挖深度不大于m.3)土钉墙施工顺序:基坑开挖修坡成孔安放锚筋(杆)并注 浆制做钢筋网片并安装(挂网)喷混凝土。4)土钉成孔施工允许偏差:孔深允许偏差50mm;孔径允许偏差5mm;孔距允许偏差100mm;成孔倾角允许偏差5%。5)墙面施工允许偏差: 坡面平整度允许偏差20mm;钢筋保持层厚度不小于 20mm。2.6 钢筋混凝土面层施工2.6.1 面层施工主要工序绑扎固定钢筋网设置面层厚度控制标志并
10、检查面层钢筋保护层厚度喷射细石混凝土面层定期进行养护。2.6.2 主要技术要点及质量指标 土钉施工后,在修整后坑壁上将编织好钢筋网固定在锚钉和挂网钢筋上,检查锚头及面层钢筋网片连接是否牢靠,检查钢筋保护层 厚度是否不小于 30mm,然后喷射 C20 细石混凝土。细石粒径在 51 Omm 之间,喷射采用混凝土喷射机干喷法作业。2.7 设置排水系统及混凝土养护 混凝土面层施工同时,在坡顶及坡脚采取必要敞、排水措施。即坡顶做散水面,坡脚挖排水沟。对已施工混凝土做防冻养护。2.8 土钉墙施工要点 土钉支护按设计规定分层开挖深度按作业顺序施工,在完成 上层作业面土钉及喷混凝土以前,不进行下一层深度开挖。
11、 当用机械进行土方作业时,严禁边壁出现超挖或造成边壁土体 松动。基坑边壁采用小型机具或铲锹进行削坡,保证边坡平整并符合设 计规定坡度。 为防止基坑边坡裸露土体发生坍陷,对于易塌土体可采取 以下措施:(1)对修整后边壁立即喷上一层薄砂浆或混凝土,待凝结后再进 行钻孔;(2)在作业面上先构筑钢筋网喷射混凝土面层,而后进行钻孔并设置 土钉;(3)在水平方向上分小段间隔开挖:(4)先将作业深度上边壁做成斜坡,待钻孔并设置土钉后再清坡;(5)在开挖前,沿开挖面垂直击入钢筋或钢管,或注浆加固土体。 土钉支护是在排除地下水条件下进行施工,采取恰当排水 措施包括地表排水,支护内部排水,以及基坑排水,避免土体处
12、于饱和 状态并减轻作用于面层上静水压力。 基坑四周支护范围内地表进行修整,构筑排水沟和水泥砂浆 或混凝土面层,防止地表降水向地下渗透。 土钉成孔前,按设计要求定出孔位并作出标记和编号。孔位 允许偏差不大于 l50mm,钻孔倾角误差不大于 3,孔径允许偏差 520mm,孔深允许偏差为50200mm。 成孔过程中做好成孔记录,按土钉编号逐一记录取出土体特 征、成孔质量、事故处理等,以便及时修改土钉设计参数。 钻孔后进行清孔检查,对孔中出现局部渗水塌孔或掉落松土 立即处理,成孔后及时安设土钉钢筋并注浆。 土钉钢筋置入前,设置定位支架,保证钢筋处于钻孔中心部 位,支架沿钉长间距为 2m。 土钉钢筋置入
13、后,采用重力方法注浆填孔。重力注浆以满孔为 止,在初凝前补浆 12 次。2.8.9 向孔内注入浆体充盈系数大于 。 注浆用水泥砂浆水灰比不超过 ,浆体搅拌均匀 并立即使用。 砂浆强度用 70mm70mm70mm 立方试件经标准养护后测定, 每批至少留 3 组(每组 3 块)试件:给出 3 天和 28 天强度。 土钉端部通过其他形式焊接件及面层相连,事先对焊接强度作出检验。 在喷射混凝土前,面层内钢筋网片牢固固定在边壁上并符 合规定保护层厚度要求。 钢筋网片绑扎而成,网格允许偏差10+10mm,钢筋网铺 设时每边搭接长度应不小于一个网格边长。 喷射混凝土配合比通过试验确定,粗骨料最大粒径不大于1
14、2mm,水灰比不宜大于 045。 喷射混凝土喷射顺序为自下而上,喷头及受喷面距离宜控 制在 范围内,射流方向垂直指向喷射面,防止在钢筋背面 出现空隙。 为保证施工时喷射混凝土厚度达至规定值,可在边壁面上 垂直打入短钢筋段作为标志。在继续进行下步喷射混凝土作业时,仔 细清除预留施工缝接合面上浮浆层和松敞碎屑,并喷水使之潮湿。 喷射混凝土强度采用边长 100mm 立方试块进行测定,每批至 少留取 3 组(每组 3 块)试件。2.9 土钉墙设计mcoc.aenosi网图 1 计算参数及简图社版出业工筑建 国图 2计算参数及简图291 土钉墙计算结果技术参数 表 2 土坡高度 坡角()80 土钉倾角(
15、)15 地表荷载P (kPa) O 由支护土体自重引起侧压力最大值Pm(kPa) 11.60 土钉垂直间距S() 土钉水平间距Sh(m) 平均黏聚力(kPa) 平均内磨擦角() 土钉墙稳定安全系数() 土钉钢筋直径(mm)22 钢筋抗拉强度标准值(MPa)310 土钉孔径()O13 土钉及土体之间界面粘结强度 土平均重度r(kN/m3) 无外荷时土钉所受最大拉力N(kN) 土钉之抗拉强度算 满足要求 292 计算土钉长度及配筋 计算土钉长度及配筋 表 3 第一排 第二排 第三排 第四排 第五排 第六排 第七排 第八排 第九排 第层土钉距 坑底距离() 第层土钉处 土压力系数 土钉所受拉力(N)
16、 第层土钉长 度不小于 I/H 根数 111111111 土钉钢筋直 径 202020202525252525 土钉之抗拉强 度验算 满足要 求 满足要 求满足要 求满足要 求满足要 求满足要 求满足要 求满足要 求满足要 求 外荷信息 表 4 外荷(kPa) 外荷距坑边(m) 作用深度-(m) 外荷引起侧压力(kPa) 2OO 地层岩性 表5 层号 厚度 重度 黏聚力 内摩擦 角 粘结强度 l 17 lO 15 15 30 2 25 70 2l 50 3 2l 12 90 30 0 0 O 总深度 平均f(按厚度加权) 20.6 14.5 34.7 稳定性验算 表 6 Ka= 规范第 条 上
17、钉墙平均重 度r 17.8 Ea 士钉墙厚度B(m) 10 Ft Eax KH 抗滑动稳定性 验算 Mw M0 KQ 抗倾覆验算 mcoc.aenosi网龙筑 社版出图 3土钉墙正立面图mcoc.aenosi网龙筑 社版出业工筑建国 中图 4 II 剖面图mcoc.aenosi网龙 筑图 5 lIII 剖面图版出业工筑建国 中图 6基坑支护平面图说明: l. 基坑 AB、C-D、EA 及 D-E 段采用土钉墙支护方案。 2. 土钉墙施工前应查清坡体影响范围内管线情况,并检是否有渗漏 等现象,如发现有异常情况及时报设计进行处理。 3. 基坑开挖及支护应分层进行,上层支护完毕后,支护结构达一定强
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