消防水池方案.docx
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消防水池方案.docx
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消防水池方案
龙成钢市消防水池
基
坑
支
护
和
土
方
开
挖
施
工
方
案
合肥宏伟建筑安装有限责任
2011年8月24日
一、工程概况……………………………………………………………3
二、编制依据..............................................3
三、土方边坡计算.....................................4
四、板桩稳定性计算………………………………………….5
五、土坡稳定性计算…………………………………………11
六、劳动力组织...........................................16
七、施工测量的准备工作...................................16
八、土方开挖及边坡支护...................................16
九、钢筋工程.............................................19
十、模板工程.............................................21
十一、混凝土工程.........................................23
十二、土方回填...........................................26
十三、施工安全措施.......................................27
十四、安全技术措施和文明施工制度.........................27
十五、工程现场安全措施...................................28
一、工程概况
昆山龙成钢市-消防水池工程;属于钢筋混凝土剪力墙结构;地上0层;地下1层;建筑高度:
3.35m;总建筑面积:
321平方米;总工期:
30天;施工单位:
合肥宏伟建筑安装有限责任公司。
本工程由昆山八川实业有限公司投资建设,芜湖市建筑设计研究院设计,江苏建材地质工程勘察院地质勘察,昆山恒昌监理有限公司监理,合肥宏伟建筑安装有限责任公司组织施工;由苏外斌担任项目经理,刘立长担任技术负责人。
本工程为地下消防水池,±0.000相当于室外已建混凝土道路中心。
道路中心点与场地自然地面标高相差0.9m。
水池基底标高-3.35m,即水池基底在自然地面-2.45m。
1、地质情况
基坑开挖深度范围内涉及土层为:
①层表土、②层粉质粘土、③-1层淤泥质粉质粘土。
依据27#、28#、29#、30#钻孔柱状图描述:
该浅层地基土层主要由①、②、③-1软弱地基土层构成,其中①层为素填土,层底标高-0.34m,表土结构松散、欠匀。
②层粉质粘土,层底标高-0.76m,可塑~软塑状。
③-1层淤泥质粉质粘土,层底标高-5.26m,流塑~软塑状。
2、水文情况
潜水:
场地浅部地下水位埋深为0.4m~1.15m。
微承压水:
在④、⑤层土,水位埋深为2.5m以下。
渗透系数:
依据室内渗透试验分析,上部①、②、③-1层土为弱~微透水层。
二、编制依据
1、消防水池设计蓝图;
2、与业主签订的合同文件;
3、江苏建材地质工程勘察院《岩土工程勘察报告》,工程编号:
2010202
4、工程地质条件根据江苏建材地质工程勘察院提供的《岩土工程勘察报告》
5、水文地质条件根据江苏建材地质工程勘察院提供的《岩土工程勘察报告》
6、依据水质分析报告,本场区地下水对混凝土不具腐蚀性。
三、土方边坡计算
本计算书参照《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等相关文献进行编制。
本工程基坑壁需进行放坡,以保证边坡稳定和施工操作安全。
基坑挖方安全边坡按以下方法计算。
1、参数信息
坑壁土类型:
粘性土
坑壁土的重度γ(kN/m3):
17.25
坑壁土的内摩擦角φ(°):
14.5
坑壁土粘聚力c(kN/m2):
14.0
坑顶护道上均布荷载q(kN/m2):
2.0
基坑开挖深度h(m):
2.55
2、挖方安全边坡计算:
挖方安全边坡按以下公式计算:
其中θ--土方边坡角度(°)
h--土方开挖深度(m)
γ--坑壁土的重度(kN/m3)
φ--坑壁土的内摩擦角(°)
c--坑壁土粘聚力(kN/m2)
θ=1.236°
坡度:
1/tanθ=46.3
本工程的基坑壁土方坡度为1:
46.3(垂直:
水平)。
依据上述计算,对土体进行钢板桩加固措施。
四、板桩稳定性计算
1、编制依据
本计算书的编制参照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99),《土力学与地基基础》(清华大学出版社出版)等编制。
2、参数信息
重要性系数:
1.00;
土坡面上均布荷载值:
2.00;
荷载边沿至基坑边的距离:
2.00;
均布荷载的分布宽度:
2.00;
开挖深度:
2.55;
桩嵌入土深度:
3.00;
基坑外侧土层参数:
序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力饱和容重
(m)(kN/m3)(°)(kPa)(kN/m3)
1粘性土617.2514.51420
基坑以下土层参数:
序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力饱和容重
(m)(kN/m3)(°)(kPa)(kN/m3)
1粘性土517.2514.51421
3、主动土压力计算
Kai=tan2(450-14.500/2)=0.60;
临界深度计算:
计算得z0=2×14.00/(17.25×0.601/2)-0.67/17.25=2.06;
第1层土计算:
σajk上=0.67kPa;
σajk下=σajk下=0.67+17.25×1.50=26.54kPa;
eak上=0.67×0.60-2×14.00×0.601/2=-21.28kPa;
eak下=26.54×0.60-2×14.00×0.601/2=-5.77kPa;
Ea=(0.00+0.00)×(1.50-2.06)/2=0.00kN/m;
第2层土计算:
σajk上=σajk下=26.54kPa;
σajk下=σajk下=26.54+17.25×1.05=44.65kPa;
eak上=26.54×0.60-2×14.00×0.601/2=-5.77kPa;
eak下=44.65×0.60-2×14.00×0.601/2=5.09kPa;
Ea=(0.00+5.09)×1.05/2=2.67kN/m;
第3层土计算:
σajk上=σajk下=44.65kPa;
σajk下=σajk下=44.65+17.25×0.00=44.65kPa;
eak上=44.65×0.60-2×14.00×0.601/2=5.09kPa;
eak下=44.65×0.60-2×14.00×0.601/2=5.09kPa;
Ea=(5.09+5.09)×3.00/2=15.27kN/m;
求所有土层总的主动土压力:
∑Eai=17.95kPa;
每一土层合力作用点距支护桩底的距离为hai;
则所有土层总的合力作用点距支护桩底的距离为ha;
根据公式计算得,合力作用点至桩底的距离ha=1.33m。
4、基坑下的被动土压力计算
根据公式计算得Kp1=tan2(450+14.500/2)=1.67;
基坑下土层以上的土层厚度之和与水位深度进行比较∑hi=3.00 σp1k上=0.00kPa; σp1k下=0.00+17.25×3.00=51.75kPa; 根据公式计算得ep1k上=0.00×1.67+2×14.00×1.671/2=36.16kPa; 根据公式计算得ep1k下=51.75×1.67+2×14.00×1.671/2=122.48kPa; 式中c1----第一层土的粘聚力; 根据公式计算得Ep1=(36.16+122.48)×5.00/2=396.61kPa; 本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi; Hpi1=1.23; ∑Epi=396.61; 每一土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi; 则所有土层总的合力作用点距支护桩底的距离为hp; 根据公式计算得,合力作用点至桩底的距离hp=1.23。 经过计算得出图如下: 5、验算嵌固深度是否满足要求 根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)的要求,验证所假设的hd是否满足公式; 1.23×396.61-1.2×1.00×1.33×17.95=458.41; 满足公式要求! 6、抗渗稳定性验算 根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)要求,此时可不进行抗渗稳定性验算! 7、结构计算 A、结构弯矩计算 弯矩图(KN.m) 变形图(m) 悬臂式支护结构弯矩Mc=0.48kN.m; B、截面弯矩设计值确定: 截面弯矩设计值M=1.25×1.00×0.48=0.60; γ0----为重要性系数,按照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99),表3.1.3可以选定。 8、截面承载力计算 A、材料的强度验算: γx-----塑性发展系数,对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的构件,偏于安全考虑,可取为1.0; Wx-----材料的截面抵抗矩: 178.00cm3 σmax=M/(γx×Wx)=0.60/(1.0×178.00×10-3)=3.34MPa σmax=3.34Mpa<[fm]=205.00Mpa; 经比较知,材料强度满足要求。 B、支护结构的挠度计算: 根据连续梁计算,最大挠度为: 0.24m。 五、土坡稳定性计算 本计算书参照《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。 计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算,由于该计算过程是大量的重复计算,故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果,省略了重复计算过程。 本计算书采用瑞典条分法进行分析计算,假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体,还假定不考虑土条两侧上的作用力。 1、参数信息 条分方法: 瑞典条分法; 考虑地下水位影响; 基坑外侧水位到坑顶的距离(m): 0.900; 基坑内侧水位到坑顶的距离(m): 5.600; 放坡参数: 序号放坡高度(m)放坡宽度(m)平台宽度(m)条分块数 02.553.832.000.00 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 土层参数: 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)计算类型饱容重(kN/m3) 1粘性土7.0017.2514.5014.0022.00 2、计算原理 根据土坡极限平衡稳定进行计算。 自然界匀质土坡失去稳定,滑动面呈曲面,通常滑动面接近圆弧,可将滑裂面近似成圆弧计算。 将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条,从土条中任意取出第i条,不考虑其侧面上的作用力时,该土条上存在着: 1、土条自重,2、作用于土条弧面上的法向反力,3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数,考虑安全储备的大小,按照《规范》要求,安全系数要满足>=1.3的要求。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数,考虑安全储备的大小,按照《规范》要求,安全系数要满足>=1.3的要求。 3、计算公式: 式子中: Fs--土坡稳定安全系数; c--土层的粘聚力; li--第i条土条的圆弧长度; γ--土层的计算重度; θi--第i条土到滑动圆弧圆心与竖直方向的夹角; φ--土层的内摩擦角; bi--第i条土的宽度; hi--第i条土的平均高度; h1i――第i条土水位以上的高度; h2i――第i条土水位以下的高度; γ'――第i条土的平均重度的浮重度; q――第i条土条土上的均布荷载; 其中,根据几何关系,求得hi为: 式子中: r--土坡滑动圆弧的半径; l0--坡角距圆心垂线与坡角地坪线交点长度; α---土坡与水平面的夹角; h1i的计算公式 当h1i≥hi时,取h1i=hi; 当h1i≤0时,取h1i=0; h2i的计算公式: h2i=hi-h1i; hw――土坡外地下水位深度; li的几何关系为: 4、计算安全系数: 将数据各参数代入上面的公式,通过循环计算,求得最小的安全系数Fs: 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2.13925.9862.1693.7084.296 示意图如下: 计算结论如下: 第1步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=2.139>1.30满足要求! [标高-2.550m] 六、劳动力组织 1、项目管理人员 施工负责人: 苏外斌、杭立青。 施工管理: 李刚、许军。 技术质量管理: 刘立长。 2、作业人员: 作业人员: 挖机司机2人,人工清槽施工人员10人。 钢筋工: 18人;木工: 18人;瓦工: 15; 3、采用反铲挖掘机1.2m3一台,0.8m3挖掘机一台。 运输车,五吨农用车五辆。 七、施工测量的准备工作 (1)熟悉、校核施工图轴线尺寸、结构尺寸和各层各部位的标高变化及其相互间的关系。 (2)对照总图,现场勘察、校测建筑用地红线桩点、坐标、高程及相邻建筑物关系。 (3)测量仪器准备: 光学经纬仪(DJ2);自动安平水准仪(DS1)二台;50m钢卷尺。 以上测量仪器均应在施工前检定合格,确保测量数据的准确。 (4)测量人员配备: 测量工2人,验线员1人, (5)建筑物定位放线: 建立场区控制网: 通过总平面图中说明的场区定位点定出场区控制网,设置为十字交叉主轴线。 八、土方开挖及边坡支护 1、土方开挖 (1)施工准备: A、审查设计图纸,核对平面尺寸和坑底标高,摸清地下构筑物及地下管线分布情况,与甲方确认。 B、现场工程定位放线工作须完成,场区内的控制网点已设立,且不受土方开挖的影响。 C、开挖边线已用白灰撒好,其范围内的障碍物不影响土方开挖。 D、用于基底围护用的钢板桩已全部进场。 (2)开挖方案: 鉴于本水池工程在与原1#、2#楼之中间,且其高层主体结构已施工完成,直接开挖土体位移必影响两边高层的脚手架安全性,所以本方案设计采用自然放坡与加钢板桩护坡的形式,确保水池土方开挖后不影响已施工完成的高层结构。 土方开挖采用机械开挖,二放坡。 首先场地平整好后放水池的外轮廓线(底板加排水沟1.5m每边)15m*29m,然后放一、二级坡宽的外轮廓线(第一级开挖深度1m则宽度1.5m,第二级开挖深度1.55m则宽度2.2m,坡比均为1: 1.5,即每边3.7m)22.4m*36.4m,具体见附图。 1)施工机械的选择: 为了加快土方开挖进度,尽量避免或减少气候对土方工程的影响,拟选用WD100型反铲挖掘机挖土,自卸式汽车配合运土,基底清出的少量土方由1#或2#塔吊配合进行运输。 2)开挖顺序: ①挖土机自西向东两侧同时开挖,第一次开挖深度1m。 为确保不超挖,第二次挖至自然地面-2.35m,留0.2m厚土方由人工配合清槽。 ②在开挖过程中,配备专职测量员,机械大开挖接近基底时,应由测量员测设距离基底200mm的标高,每隔3m在槽帮上钉水平标高木桩,人工清槽时用200mm标准尺杆随时以木桩为准校核槽底标高,最后由两端轴线(中心线)引桩拉通线检查距槽边尺寸,确定槽宽标准,根据此来修整槽帮,最后清除槽底土方。 ③在挖至最后一步时,预留200mm厚由人工配合清土。 测量人员配合控制底标高。 ④最后零星土由塔吊吊出基坑。 土方开挖顺序、方法必须与设计工况相一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则。 开挖过程中如遇到什么异常情况时,应立即停止挖土,并应立即查清原因和采取措施,方能继续施工。 3)排水措施: ①基坑开挖前,应在基坑四周上口外侧1m以外设置水泥围堰,基坑外排水与下水接通,防止雨水从地面流入基坑内。 ②基坑内沿四周设置排水沟,在基坑边角设集水井,设置断面为600*600,深度为600的集水井,集水井内设置潜水泵抽排,及时将积水抽出基坑,以保证基底干燥。 (3)注意事项: 1)挖土过程中应有测量工及时将标高引测至基坑壁上,并随时检测,避免超挖。 2)基坑开挖完毕后,应及时进行钎探和验槽,并尽快打上垫层,以防扰动。 3)严禁在基坑边大量堆载或载重车辆穿行,并设专人对基坑壁进行观测,发现问题及时处理。 4)基础施工时,派专人负责巡视,一旦出现危险预兆应及时报告并立即通知撤离。 5)基槽上口500mm处设钢管护栏,并用红白漆做出突出标记,外挂密目安全网,夜间设红灯警示。 2、边坡支护 本工程土方开挖采用1: 1.5放坡,基底四周采用槽钢钢板桩护坡,依据计算,选择4m钢板桩,上留1m基底下入土3m,间距800mm。 施工过程中为了尽量减少对1#、2#楼地基影响,故护坡基本按斜面考虑,南、西、北三面坡角设为1: 1.5,东侧采用1: 2坡度,便于施工人员上下也作为应急逃生路口。 (4)雨季施工措施 根据施工进度的安排,本工程土方开挖如遇雨季施工,应提前做好准备,采取相应措施,防止雨水浸泡基坑、槽底淤泥等,以确保雨季施工安全及施工质量,现说明如下: 1)应在坑边及现场临设道路两侧做出排水沟。 2)施工道路现场地面全部用混凝土硬化,并作好道路两侧排水工作,保证雨后道路无积水,运输工具能正常行使。 3)基坑内需开挖排水沟和集水井;底板浇筑后,利用图纸设计的积水井坑等做集水井并配足水泵,及时将积水抽走。 4)雨天施工的工作面不宜太大,应逐段逐片的分期施工,土挖完后随时验槽并及时浇筑基础垫层混凝土。 5)组织专人收听天气预报,收集信息,以便在天气变化时,提前作好准备。 6)电线要架空敷设,其绝缘保护层经常检查是否破损漏电。 7)雨季要加强对边坡的观测,发现问题及时解决。 九、钢筋工程 1、施工前准备: (1)钢筋进场时,应附有厂家的质量证明书,并且按规定取样复试和外观检查,包括规格、直径公差、有无裂纹、气孔、表面锈蚀情况。 所有钢筋必须在质量证明书齐全及复试合格后,才能使用。 ①外观检查: 热轧钢筋的表面不得有裂缝,结疤和折叠。 钢筋的外形尺寸应符合GB1499-98的规定。 ②抽检取样: 热轧钢筋进场应分批验收。 每批同一牌号,同一规格和同一炉号的钢筋组成,重量不大于60t。 ③力学性能试验: 从每批钢筋中任选两根钢筋,每根取两个试样分别进行拉力试验和冷弯试验,如有一项不满足规范要求,则从同一批中另取双倍数量的试样重做各项试验。 2、钢筋的加工: (1)钢筋加工前,应先去除钢筋上的铁锈,油渍等杂物。 (2)钢筋加工要严格按料表进行,料表上应按设计和规范要求,注明需加工钢筋的型号、形状、尺寸及使用部位和数量。 (3)根据钢筋使用部位、接头形式、接头比例合理配料,加工时,要本着“长料长用、短料短用、长短搭配”的原则,不得随意切断整根钢筋。 (4)弯曲钢筋时,要用机械冷弯,不得用气焊烤弯。 (5)I级圆盘钢筋加工前,应先调直去锈,调直时,要严格控制其冷拉率。 (6)I级钢筋的末端需做180的弯钩。 (7)箍筋加工时,弯曲部分需确保135,平直部分长度为10d,且箍筋双肢相互平行。 (8)钢筋的半成品加工质量、定位梯,定位卡具、马凳等需提前加工并进行预检,确保尺寸准确。 (9)加工好的钢筋半成品要在现场指定范围内堆放,且挂牌标识,注明钢筋的型号、尺寸、使用部位及数量,防止使用时发生误用。 3、钢筋锚固及连接要求: (1)钢筋绑扎搭接接头、焊接连接接头(电渣压力焊、电弧焊、),必须遵守专项操作规程,接头质量符合规范标准。 (2)钢筋连接: 1)剪力墙的纵向钢筋连接: ф16以上的竖向钢筋采用电渣压力焊连接、小于ф16的钢筋采用绑扎搭接; 2)水平钢筋连接: ф16以上均采用锥螺纹连接,小于ф16的钢筋采用绑扎搭接; (3)接头部位: 1)接头位置宜设置在受力较小处,同一根钢筋上应尽量少设接头; 2)基础底板上部在在支座处搭接,下部在跨中1/3范围内搭接; 3)其余部位梁板的上部宜在跨中1/3范围内搭接,下部在支座处搭接; 4)暗柱钢筋接头部位应设在距楼地面上≥500mm。 5)墙的竖向钢筋的接头部位应设在距楼地面上≥500mm,且大于36d。 6)钢筋接头率及错开间距: 梁从任意绑扎接头中心至搭接长度L的1.3倍区段范围内有接头的受力钢筋截面积占受力钢筋总面积百分率受拉区不得超过25%;受压区不得超过50%;锥螺纹连接、和焊接接头受拉区不得超过50%,受压区不限。 7)锚固长度和搭接长度: 工程Ⅲ级抗震,Ⅰ级受拉钢筋最小锚固长度20d和最小搭接长度24d;Ⅱ级受拉钢筋最小锚固长度30d和最小搭接长度40d。 8)锚固要求: 墙板用插筋直径、数量及位置按设计要求配筋。 插筋应伸至基础底,且不小于45d; 4、钢筋定位措施 (1)水平钢筋定位: 1)底板筋固定: 底板上、下两层钢筋的相对位置整体固定根据设计要求上层钢筋网片采用马凳,保证钢筋网片的架空高度。 马凳采用Ф16的钢筋,间距1.5m,呈梅花型布置。 为防止墙、暗柱插筋及甩出上层的搭接筋在浇筑砼过程中位移,墙、暗柱立筋下端附加Ф12水平筋与底板上层筋绑扎连接,上端用Ф14临时定位箍固定。 2)板筋: 普通板筋上下网片固定是下铁垫砂浆垫块,双层钢筋网片之间设钢筋马凳,以确保上部钢筋的位置。 3)梁筋: 受力主筋外侧垫砂浆垫块。 (2)竖直钢筋定位: 1)墙体钢筋定位: ①竖直钢筋: 竖直钢筋位置和保护层用水平钢筋梯子和塑料卡进行内挤外顶控制,钢筋梯子上小横筋间距与竖直钢筋间距相同,上部用焊接在大模板上的扁钢和内侧梯子筋进行顶紧。 ②水平钢筋: 水平钢筋间距及保护层厚度采用竖向钢筋梯子进行控制。 梯子间距为800~1000mm,竖向钢筋梯子小横筋间距与水平筋间距相同,在钢筋网片上用塑料卡子保证钢筋位置,竖向钢筋梯子用比墙体竖向钢筋直径大一级的钢筋制作,以代替竖向钢筋。 ③墙体双排钢筋之间用拉接筋连接,拉接钢筋直径6mm,采用梅花型布置,横向和竖向间距均为600mm。 十、模板工程 主体工程达到清水混凝土的标准,该工程全部采用标准模板。 并按清水混凝土质量要求进行模板设计,在模板满足强度和刚度要求前提下,尽可能提高表面光洁度。 1、基础底板模板: 底板侧模采用木模,高度为0.35m, 2、外墙模板: 外墙模板按设计要求采用木模板,下部300mm高与基础底板一起浇筑,故模板按2.4m高设计。 穿墙螺栓采用普通Ф12带止水片的螺栓,水平最大间距为500mm,上下间距为600mm。 为了保证模板接缝处的平整度,使砼表面无明显模板拼
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