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中医院土方支护方案
长春市中医院异地建设项目基坑支护工程
基坑支护
安
全
施
工
方
案
编制单位:
南通六建集团有限公司
编制日期:
2013年4月2日
一、工程概况
长春市中医院异地建设项目基坑支护工程位于台北大街以南、凯旋路西,基坑深度11m,局部7.5m,基坑总长度440m。
场地类别为二类,场区地势较为平坦,基坑安全等级为一级。
1.场地地层条件
2.针对本工程地质条件、基坑开挖深度及周边环境的特点,选择基坑支护方案时充分考虑影响边坡安全稳定性的不利因素,同时兼顾经济、高效的原则,确定基坑采用土钉墙支护方式。
3.岩土工程分析评价
场地、地基的稳定性评价:
良好
场地、地基土的均匀性评价:
均匀地基
4.基坑工程评价
地下车库四周有放坡空间,建议基坑可放坡开挖,放坡坡度应保证施工安全;由于地下水位较高,应先进行井点降水,降水深度不应小于基坑开挖深度0.5米。
5.开挖条件:
根据《岩土工程勘察报告》,编制基坑井点降水方案,在降水达到底板下0.5m时,可进行基坑底层土方开挖。
二、编制依据
1、设计单位提供的相关设计图纸
2、《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-97)
3、《混凝土结构施工规范》(GBJ10-89
4、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ140-1999)
5、《基坑图钉支护技术规程》(CECS96-1997)
6、《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)
7、《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)
8、《建筑施工手册》
9、中华人民共和国住房和城乡部发文《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质【2009】87号
三、土钉墙及基坑支护技术措施
(1)土钉墙技术
土钉墙是一种原位土体加筋技术。
将基坑边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固,边坡表面铺设一道钢筋网再喷射一层砼面层和土方边坡相结合的边坡加固型支护施工方法,如图1。
其构造为设置在坡体中的加筋杆件(即土钉或锚杆)与其周围土体牢固粘结形成的复合体,以及面层所构成的类似重力挡土墙的支护结构。
土钉墙墙面坡度不宜大于1:
0.1,土钉必须和面层有效连接,应设置通长压筋、承压板或加强钢筋等构造措施,承压板或井字形钢筋应与土钉螺栓连接或钢筋焊接连接。
土钉墙基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地,基坑深度不宜大于12米。
当地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施。
土钉墙属于重力式支护结构。
图1土钉墙支护结构图
(2)基坑支护技术
基坑支护作为一个结构体系,应要满足稳定和变形的要求,即通常规范所说的两种极限状态的要求,即承载能力极限状态和正常使用极限状态。
所谓承载能力极限状态,对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏,出现较大范围的失稳。
一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的。
而正常使用极限状态则是指支护结构的变形或是由于开挖引起周边土体产生的变形过大,影响正常使用,但未造成结构的失稳。
因此,基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数,不致使支护产生失稳,而在保证不出现失稳的条件下,还要控制位移量,不致影响周边建筑物的安全使用。
因而,作为设计的计算理论,不但要能计算支护结构的稳定问题,还应计算其变形,并根据周边环境条件,控制变形在一定的范围内。
四、分层压密注浆工艺的流程
复合土钉墙是将土钉墙与一种或几种单项支护技术或截水技术有机组合成的复合支护体系,它的构成要素主要有土钉、预应力锚杆、截水帷幕、微型桩、挂网喷射混凝土面层、原位土体等。
复合土钉墙技术具有运用广、造价低、工期短、安全可靠等特点。
从基坑工程的运用情况看,复合土钉墙是一项技术先进、施工简便、经济合理、综合性能突出的基坑支护技术。
分层压密注浆是复合式土钉墙技术的首要步骤,其施工情况如图2。
(1)定位
定位是为了确定分层压密注浆的具体位置,定位不准对后期施工的质量有很大的影响。
设计单位在规划时期应做好充分的地质勘测工作,掌握基坑工程的详细资料后安排定位操作。
定位的主要任务是找准分层压密注浆的孔位,并且使用短钢筋对其进行标准。
定位操作完成后即可进行放线,规划好现场施工的范围或路径。
图2基坑支护的钻孔成桩
(2)钻孔
分层压密注浆孔的制作难度较大,若施工人员钻孔中未能控制好相关的参数标准,会给注浆工艺的实施带来困难。
复合式土钉墙技术的钻孔分两部分:
一是机械钻孔,利用钻头按照之前确定的孔位,选用干钻法平稳操作;二是人工钻孔,这种方法主要是对成孔后缺陷的地方人工修补,保证成孔质量更加标准。
(3)注浆
成孔操作结束后适当清理孔径,然后才能根据图纸要求进行注浆操作。
施工人员需把钻杆上部与注浆泵相互连接,整个注浆的操作顺序是由下往上,借助液压设备把水泥砂浆强制性压入基坑的土层里。
注浆操作的关键是注浆量的控制,应根据注浆孔的尺寸大小确定注浆,注浆结束后需及时封住孔口,让水泥浆液有足够的凝固空间。
(4)养护
参照基坑工程的建造特点,以及复合式土钉墙技术的操作要求,分层压密注浆成功后要定期维护。
一般情况下,注浆养护周期为30d左右,超过这一期限才能正式进行土钉墙施工作业。
养护期间需定期检测水泥砂浆的抗压性能,从密实情况判断材料的凝固效果,发现异常情况要及时填补水泥,使注浆孔的结构性能维持在正常状态。
五、土钉墙技术运用于基坑支护工程
单一式土钉墙技术所用的开挖工艺及注浆材料相对落后,施工期间材料的凝固效果会出现不同程度的损坏,限制了土钉墙体对基坑结构的支护效果。
在长期的施工改造中,施工单位对复合式土钉墙技术的运用有了新认识。
复合式土钉墙施工的关键步骤包括:
开挖土方、修理边坡、制作土钉等。
(1)开挖土方
早期施工单位开挖土方时力争“一步到位”,这种施工工艺的不足在于开挖量偏大,极易造成坍塌、沉降等土体病害。
复合式土钉墙技术采用了分层开挖的工艺流程,并且每一个层面的开挖深度均有明确的规定。
常用的分层开挖分为三个层面,分别是2m、3m、4m,现场可根据基坑工程的大小适当调整开挖幅度,开挖工具尽量不要碰撞到钢筋网。
(2)边坡修理
因勘测精度不够准确,施工人员在开挖土方时不可避免的存在误差,造成边坡的成形质量与设计图纸要求不符。
每开挖一层边坡,操作人员都需要进行质量检测。
如:
边坡修理是要喷洒混凝土材料,喷洒结束应检查混凝土的厚度大小是否合适。
此外,喷洒强要对坡面适当修整,使其表面的平整度符合图纸设计的要求。
(3)土钉制作
土钉墙所用的钢筋材料需符合基坑支护的性能要求,现场施工必须合理运用土钉的型号。
对于特殊的基坑工程,可与厂家联系制作特殊的土钉构件。
基坑周围成孔制作也要与所选用的钢筋材料相匹配,尽可能为钢筋的插入提供足够的空间。
如:
凿孔处理中扩大5mm左右的孔径,若钢筋插入位置不合理可随时调整。
(4)钢筋编制
钢筋网是基坑支护工程的重要结构,将其与混凝土材料相互融合,使基坑周围的牢固性能显著改善。
钢筋网编制需注意:
一是间距的控制,每根钢筋之间的距离要按照图纸掌握;二是型号的控制,钢筋的粗细、材质等均要满足基坑施工的要求,保证钢筋网与土钉充分连接。
钢筋网的连接点要实施焊接处理,避免钢筋网脱落损坏。
(5)喷洒材料
上述操作完成后即可喷洒混凝土,为了保证喷洒的凝固效果,配制混凝土材料时需控制好原材料质量。
混凝土材料使用前要进行质量检测,利用抽样检测的方式判断材料的性能,合格后才能用于钢筋网处理中。
基坑工程标准规定:
钢筋网喷洒混凝土的砂石粒径在8mm左右,不得超过11mm;操作中喷洒的总厚度必须大于110mm。
六、土钉墙支护设计及稳定验算
1、设计原则
侧壁安全级别:
三级
基坑开挖深度h(m):
11.00m;局部7.500m。
土钉墙计算长度L(m):
440m
七、基坑支护结构施工后期的维护
尽管复合式土钉墙技术在基坑工程中的运用日趋频繁,对维护基坑结构的稳定性及牢固性起到了重要的作用。
考虑到施工单位对于该项新型技术的操控能力尚未达到熟练的阶段,基坑工程结束后要对基坑周围的墙体实施后期养护。
复合式土钉墙结构包括:
土钉、混凝土层、原位土体、预应力锚杆、截水帷幕、微型桩等,复杂的结构形式决定了后期养护的多样化。
(1)定期检查
首先,基坑开挖施工应做到“边开挖、边养护、边管理”,开挖一定深度的土层后要及时检查结构的状态,出现异常情况要立刻安排人员处理。
其次,原位土体加筋结束后,要定期观察基坑支护结构的牢固性,如:
混凝土表面的平整度是否符合标准等。
(2)病害处理
基坑周围常见的病害有裂缝、坍塌等,施工人员准确分析病害的成因后制定针对性的处理方案。
处理裂缝通常选用注浆方式,把高性能混凝土砂浆注入裂缝中,充分凝固后达到加固效果;坍塌处理则要对边坡进行维修,尽可能在保持原有土体层结构的情况下加固维修。
(4)结构加固
深基坑工程仅采取支护结构是远远不够的,这是由于深基坑开挖深度较大,底层结构会因为地质构造的变动而遭受破坏。
除了采取土钉墙支护技术外,还要增加基坑内的支护结构,增强基坑抵制外界因素干扰的能力。
如:
扩大钢筋网的面积,选用更大型号的钢筋材料等。
八、安全文明施工保证措施
1.遵循“先撑后挖、分层开挖”的原则,对基坑变形进行检测。
地面最大沉降监控值10cm,维护结构墙体最大位移监控值8cm,墙顶位移监控6cm。
定期观测,每天一次,发现异常情况及时汇报,采取积极措施确保施工边坡安全
2.基坑边坡严禁堆积各种荷载,动荷载,距边坡水平距离5.0m以外。
3.流沙控制:
对轻微流砂现象,可采取加厚垫层的办法处理。
4.基坑开挖之后,夜间要在基坑四周距坑边1.5m设安全警示灯,防止人员坠落.夜间施工应有足够的照明.
5.多台挖掘机在同一作业面挖土时,其间距不小于10m.机械作业场地禁止无关人员进入场地.挖掘机回转半径内不得站人.现场运土车辆要有统一指挥.挖掘机挖土及汽车运土时,必须注意上部高压线的安全距离.严防触电事故.
6.在沟槽开挖时,应密切关注边坡的土质及变化,发现异常情况,及时采取应急办法,加大坡度,加固边坡,打护桩等.
九、应急救援预案
1、接警与通知:
深基坑施工发生安全事故以后,项目部必须立即报告到公司安监部,安监部在了解事故准确位置、事故性质、死伤人数及其它有关情况后,立即报告公司分管领导、主管领导和集团公司有关部门,全过程时间不得超过6小时。
2、指挥与控制:
a)基坑开挖引起地面不均匀沉降,引起附近结构物或支护体的倾斜的指挥与控制,当发现监测值超出范围或有支护突变时,采取的措施为:
立即停止基坑开挖,加强基坑支护;情况较差时,再采用φ400钢管临时立柱进行支顶,间距为1.0m;地面加强措施为在基坑周边5.0m范围内采用注浆进行加固土体,地面注浆材料采用纯水泥浆,注浆压力0.5~1.0Mpa,土体加固深度为8.0m;邀请有关专家或加固研究所共同制订建筑物的纠偏方案并组织实施。
b)突降大雨或暴雨时,立即起动备用水泵抽水,并安排专人不间断观察基坑的稳定情况。
c)基坑坍塌事故的指挥控制
发生坍塌事故后,由项日经理负责现场总指挥,发现事故发生人员首先高声呼喊,通知现场安全员,由安全员打事故抢救电话“120”,向上级有关部门或医院打电话抢救,同时通知项目副经理组织紧急应变小组进行现场抢救。
土建工长组织有关人员进行清理土方或杂物,应首先按部位进行抢救人员,其他组员采取有效措施,防止事故发展扩大,让现场安全负责人随时监护边坡状况,及时清理边坡上堆放的材料,防止造成再次事故的发生。
在向有关部门通知抢救电话的同时,对轻伤人员在现场采取可行的应急抢救,如现场包扎止血等措施。
防止受伤人员流血过多造成死亡事故发生。
预先成立的应急小组人员分工,各负其责,重伤人员由水、电工协助送外抢救工作门卫在大门口迎接来救护的车辆,有程序的处理事故、事件,最大限度的减少人员和财产损失
3.紧急救援的一般原则:
以确保人员的安全为第一,其次是控制材料的损失。
紧急救援关键是速度,因为大多数坍塌死亡是窒息死亡,因此,救援时间就是生命。
此外要培养施工人员正确的处险意识,凡发现险情要立刻使用事故报警系统进行通报,紧急救援响应者必须是紧急工作组成员,其他人员应该撤离至安全区域,并服从紧急工作组成员的指挥。
4.急救知识与技术:
鉴于深基坑坍塌事故所造成的伤害主要是机械性窒息引起呼吸功能衰竭和颅脑损伤所致中枢神经系统功能衰竭,因此紧急工作组成员必须熟练掌握止血包扎、骨折固定、伤员搬运及心肺复苏等急救知识与技术等。
1)通讯
项目部必须将110、120、项目部应急领导小组成员的手机号码、企业应急领导组织成员手机号码、当地安全监督部门电话号码,明示于工地显要位置。
工地抢险指挥及安全员应熟知这些号码。
2)警戒与治安
安全保卫小组应在事故现场周围建立警戒区域实施交通管制,维护现场治安秩序。
3)人群疏散与安置
疏散人员工作要有秩序的服从指挥人员的疏导要求进行疏散,做到不惊慌失措,勿混乱、拥挤,减少人员伤亡。
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