边坡支护工程施工方案DOC.docx
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边坡支护工程施工方案DOC
XX工程
边
坡
施
工
方
案
编制单位
审批人审核人编制人
内部编码
001
页码
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一、项目概况及地质状况
本工程位于槽沟地带,属斜坡地貌特征,呈阶梯状,处于斜坡地貌。
整个场地呈南东低和北西高,现状地貌呈台阶状,最高为263.65m,最低为229.16m,高差34.49m,地形坡角为5~25°,较陡,发育陡坎。
场地构造上属川东弧形构造带珍溪场向斜南东翼,无断层通过。
岩层产状:
41°∠13°,主要发育以下二组裂隙:
J1:
138°∠74°发育,间距0.6~2.3m,面粗糙,张开度2.1~8.1mm,延伸2.9—5.8米,少充填,面可见铁锈色膜。
J2:
220°∠79°发育,间距0.5~1.8m,面粗糙,张开度2~11mm,延伸2.2—6.1米,少量泥质物充填。
上述两组裂隙结合程度差,属硬结构面;中等风化段层面结构面结合差,为硬结构面,强风化段层面结构面结合极差,为软弱结构面。
基岩面埋深为2.3~8.60m,基岩面起伏较小,平均坡角5~12度。
场内岩石按风化程度划分为强、中等风化带:
(1)强风化带:
强风化带揭露厚度为4.3(ZY40)~14.1m(ZY62),风化裂隙发育,胶结结构大部分已破坏,强度极低,岩块手易折断,岩芯呈碎块状和短柱状,局部呈散体结构。
(2)中等风化带:
顶界埋深为8.1m~18.0m,岩石结构致密,岩体较完整,钻取岩芯多呈中柱状、长柱状。
二、施工内容及施工工艺
(一)、土钉挂网喷浆施工内容及工艺
1、施工内容:
边坡基层处理、钻孔、安装土钉、灌浆、挂钢筋网、喷射砼。
2、施工工艺:
施工顺序:
按要求开挖工作面,修正边坡,埋设喷射砼厚度控制标志→喷射第一层砼→钻孔安装土钉、注浆,安设连接件→绑扎钢筋网,喷射第二层砼→设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统
(1)、坡边土方开挖:
土方采用机械挖土,人工修坡方法,严禁超挖,用坡度尺控制坡比,按1:
0.20放坡。
要求土方单位密切配合土钉支护施工,分层分段开挖。
等坡面养护七天后,方可进行土方开挖。
边坡开挖后,迅速修理边坡,并及时将开挖坡面素砼施工完毕,如遇阴雨天气,来不及护面,采用塑料防水薄膜对边坡覆盖保护。
(2)、土钉施工:
C20喷射混凝土厚60mm,配合比:
水泥:
砂:
石子=1:
1.342:
3.129,水泥为32.5级普通硅酸盐水泥,石子粒径≤10mm,喷射混凝土中加适量速凝剂,喷射时要求自上面下、接茬时应斜交搭接,喷头与受喷面应保持垂直,距离为0.6m,喷射混凝土终凝2小时后给予喷水养护,养护时间3-7天。
本工程的土钉、锚杆施工前对周围地下管线走向要确定,以确保施工时避开。
土钉支护施工时跟随挖土进度及时完成,挖土施工应提供必要的施工作业面。
、在进行喷锚网施工前,应充分核对设计图纸、土层条件和环境条件。
根据标高计算各道土钉位置,偏差小于50mm。
、施工前要认真检查原材料型号、品种、规格及质检单,进行材料机械性能试验。
、施工前,施工机具配备齐全,机械性能良好。
施工作业时由上到下施工,开挖出的桩内侧人工修整后,根据设计要求的标高和横向间距1m的要求,定出孔位,用竹签插入作好标记。
、土钉杆体采用C14@1500x1500钢筋,钻孔前按照定好的孔位钻机就位、平整、填实,按要求的倾斜10度调整好角度,开泵钻进,先要钻穿深搅挡土墙,钻孔过程中要求慢进,确保孔壁的稳定,钻孔时当遇到地下障碍物能及时发现立即停止,并适当调整孔位或倾角以避开障碍物。
钻孔到设计要求深度后加深0.3m,清好孔后拆钻。
、拆出钻具后及时把制作好的钢筋土钉插入孔内到孔底,插入过程中注意钢筋平直及畅通,为防止卡壁,顶端设置导向头。
钢筋插入到孔底,端口露出桩外侧100mm左右。
、对安放到位的钢筋及时注浆,压力≥0.4Mpa,确保每根土钉的水泥注浆量。
注浆从孔底开始注浆至孔口浆液淌出纯水泥浆为止。
注浆材料选用,选用32.5级普通硅酸盐水泥。
进场时检查其出厂合格证书,检验报告,并按每200T为一个检验批进行复验。
拌合水采用自来水。
灰浆水灰比为0.5,灰浆拌和要均匀,随用随拌,拌好的浆液应在初凝前用完。
注浆作业结束或中途停止较长时间时,应用清水清洗注浆泵及管路。
钢筋头用Φ12长250二边锚头锁焊接固定,在钢筋网片上用Φ12连系筋固定。
(3)、设钢筋网
、钢筋网施工前,应先调直钢筋。
钢筋网用φ6@250钢筋网片,作业面分层分段铺设钢筋网、钢筋之间搭设,采用铁丝绑扎。
钢筋网片与土钉电焊连接牢固,纵向钢筋搭接长度≥300mm,横向钢筋搭接长度≥200mm。
网宜随修整好的壁面铺设,但距土层一般宜小于20mm的保护层。
钢筋网片上层每道土钉横向铺设上下二根B12加劲钢筋,也同样要求与土钉焊接牢固。
钢筋网宜延伸至坡顶面,其长度一般不应小于1米。
下端钢筋网宜延伸至排水沟并喷射砼封闭,以免流水长时间浸泡冲刷坑角,影响土体稳定。
、作业面发现水量较大时,要预留导泄水孔,并用Φ50塑料管将水引出。
孔内可预埋碎石、粗砂,排水管底部用金属篱网包裹,以防泥石阻塞管孔。
(4)、喷射混凝土
、喷射混凝土所用水泥、水的规格要求与注浆材料相同,且砂的含水率宜控制在5~7.5。
石子应采用坚硬、耐久的卵石、碎石,其最大粒径一般不大于15mm,速凝剂必须采用国家鉴定合格产品。
喷射混凝土质量要求a、喷射混凝土强度为C20,粗骨料为5-10mm。
水灰比0.45-0.55。
b、喷层初凝小于10分钟,终凝小于30分钟。
、喷射混凝土作业具体要求a、作业开始时应先送风,后开机,再给料,结束时应待料喷完后再关机。
b、向喷射机供料应连续均匀,机器正常运转时料斗内应保持足够的存料。
c、上机前混合料搅拌均匀,随拌随用,存放时间不超过1小时。
d、钢筋网铺设完毕后进行验收,达到设计要求。
e、喷射时,喷头处的工作风压力保证在0.1-0.12MPa喷头与受喷面应尽量垂直,并保持1.0-1.5M的距离。
f、喷射砼厚度为60mm,为控制好厚度,每4㎡设立一个厚度控制标志。
g、喷射混凝土接头处,应斜交搭接,搭接长度一般为喷射厚度的2倍以上。
h、对于局部超挖和小塌方部位,一般以喷射混凝土加土钉和钢筋网进行喷射加厚砼填补,并与其他部位圆滑相接。
i、回弹物及时回收利用,但不宜作为喷料重新喷射。
j、上层土钉注浆体及喷射砼须达到设计强度的70,方可开挖下层土方及下层土钉施工。
k、喷射混凝土终凝后2小时浇水养护,保持混凝土面层湿润,养护期不少于3-7天。
(二)、锚杆挡墙施工内容及工艺
1、施工内容:
边坡土石方开挖、搭设落地式双排钢管脚手架、钻锚杆锚孔、锚杆灌浆、绑扎钢筋网片、喷浆。
2、施工工艺
边坡土石方开挖→搭设落地式双排钢管脚手架→钻锚杆锚孔→锚杆灌浆→绑扎钢筋网片→喷射混凝土面层
、首先用挖掘机表面种植土去除,之后沿按边坡支护逆作法对边坡进行削坡,距离开凿面1米应使用人工削坡,每次削坡不得大于3米,边坡开挖后,迅速修理边坡,使其坡面尽量平整,降低喷射混凝土耗量,并及时将开挖坡面素砼施工完毕,如遇阴雨天气,来不及护面,采用塑料防水布对边坡覆盖保护。
、土石方开挖、修整完毕后,将坡底清平,然后搭设双排落地式钢管脚手架,搭设高度视削坡高度而定。
该脚手架作为施工上人及钻孔机械的操作架,搭设时必须保证其稳定性。
脚手架计算书附后。
、脚手架搭设完毕后进行锚杆钻孔,钻孔大小,深度及锚杆做法详下图:
a、特殊地段根据地质情况锚杆长度可调整,锚杆自由端应用船底罩漆面作防腐蚀处理。
钻孔:
前攻钻成孔。
技术质量要求:
孔径110mm,孔深根据基岩完整情况实际确定,但最少不低于设计孔深最低限度;锚孔夹角为350;孔位遇障碍物时根据实际情况做出调整。
成孔完毕后,用空压机送风将孔内灰尘高压吹净,然后报验检查验收。
b、注浆
注浆采用M30水泥砂浆,为了加快施工速度,注浆液中加早强剂。
技术质量要求:
水灰比为:
0.45;注浆压力按设计要求执行;普通硅酸盐水泥p.c.42.5#水泥;掺入水泥用量3%复合型早强外加剂。
、锚杆灌浆完毕且通过抗拔试验检测合格后,用3m3空压机配合风镐及人工,将切坡表面进行清平,之后才进行钢筋网绑扎。
按设计要求,钢筋网片按肋柱及挡板配筋大样布置,保护层厚度为30mm,双层钢筋网片用Ø8@480单支箍拉结,且呈梅花形布置。
网片钢筋用电焊@480梅花形点焊固定。
钢筋接长,采用绑扎搭接,搭接长度满足现行相关规范要求。
、由于本边坡高度较大:
为9-10m、喷浆护坡厚度较厚:
200mm厚,所以必须采用多次喷射混凝土才能成型。
钢筋网片和锚杆头焊接好以后,立即进行喷射砼作业。
为了加快施工速度,砼中加早强剂。
喷射时,喷枪距作业面控制在前1~1.5m距离,水灰比、所用材料必须符合设计要求。
喷射砼的程序是:
砼喷射机将水泥砂石料、添加剂均匀通过管路,用风压机送到作业面。
在作业面的枪头处通过风压在向外喷射时均匀的混合在一起,喷至作业面。
砼喷射总厚度为200,分三次喷射,待做完锚杆注浆及网片以后,进行第一次喷射,第一次喷射厚度50㎜,再进行第二次喷射,直至完成。
技术质量要求:
1.)材料:
中砂、碎石或豆石(粒径小于15mm)
a、配比:
重量比(普通硅酸盐水泥.42.5水泥)1:
(砂)2.1:
(碎石)1.86:
(水)0.45。
根据地质情况可加3%速凝剂(水泥重量比);
配料的搅拌:
上料前初拌,上料后水泥砂石经过喷浆机和输送料管混合,即可达到均拌目的,喷射砼强度为C30。
3、施工组织机构人员:
支护队设项目负责人1名,队长1名,下设钻孔组(10人);注浆组(5人);喷射组(8人);制锚组(5人);修坡、编网组(5人)。
各组设组长1名。
空压机1人;电工1人;材料员1人;施工管理员2人;后勤1人。
4、设备安排:
注浆机2台、喷浆机1台、空压机1台、电焊机1台、卷扬机1台、高空风管50米、高压注浆管100米、喷料管100米、其他配套工具一批。
5、安全施工
施工前、施工中、施工后,必须对塌方区的边坡和地貌的位移和沉降进行定时观测。
施工中,通过观测及时发现问题、及时采取措施,保证安全施工。
在距切坡1.5米以外搭设防护栏,禁止外来人员进入施工现场,同时悬挂醒目的标识标牌提醒场内外人员注意安全
6、落地架计算书
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范。
一、参数信息:
1.脚手架参数
搭设尺寸为:
立杆的纵距为1.20米,立杆的横距为1.05米,立杆的步距为1.80米;
计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为12.0米,立杆采用单立管;
内排架距离墙长度为0.30米;
大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为2;
采用的钢管类型为Φ48×3.5;
横杆与立杆连接方式为单扣件;扣件抗滑承载力系数为0.80;
连墙件采用两步三跨,竖向间距3.60米,水平间距3.60米,采用扣件连接;
连墙件连接方式为双扣件;
2.活荷载参数
施工荷载均布参数(kN/m2):
3.000;脚手架用途:
结构脚手架;
同时施工层数:
2;
3.风荷载参数
重庆省重庆地区,基本风压为0.40,风荷载高度变化系数μz为0.84,风荷载体型系数μs为0.65;
考虑风荷载
4.静荷载参数
每米立杆数承受的结构自重标准(kN/m2):
0.1161;
脚手板自重标准值(kN/m2):
0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):
0.110;
安全设施与安全网(kN/m2):
0.005;脚手板铺设层数:
4;
脚手板类别:
竹串片脚手板;栏杆挡板类别:
栏杆冲压钢;
5.地基参数
地基土类型:
岩石;地基承载力标准值(kN/m2):
500.00;
基础底面扩展面积(m2):
0.09;基础降低系数:
0.40。
二、大横杆的计算:
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值:
P1=0.038kN/m;
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×1.050/(2+1)=0.123kN/m;
活荷载标准值:
Q=3.000×1.050/(2+1)=1.050kN/m;
静荷载的计算值:
q1=1.2×0.038+1.2×0.123=0.193kN/m;
活荷载的计算值:
q2=1.4×1.050=1.470kN/m;
大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯距计算公式如下:
跨中最大弯距为M1max=0.08×0.193×1.2002+0.10×1.470×1.2002=0.234kN.m;
支座最大弯距计算公式如下:
支座最大弯距为M2max=-0.10×0.193×1.2002-0.117×1.470×1.2002=-0.275kN.m;
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=Max(0.234×106,0.275×106)/5080.0=54.134N/mm2;
大横杆的抗弯强度:
σ=54.134N/mm2小于[f]=205.0N/mm2。
满足要求!
3.挠度计算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
静荷载标准值:
q1=P1+P2=0.038+0.123=0.161kN/m;
活荷载标准值:
q2=Q=1.050kN/m;
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=0.677×0.161×1200.04/(100×2.06×105×121900.0)+0.990×1.050
×1200.04/(100×2.06×105×121900.0)=0.948mm;
脚手板,纵向、受弯构件的容许挠度为l/150与10mm请参考规范表5.1.8。
大横杆的最大挠度小于1200.0/150mm或者10mm,满足要求!
三、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
用大横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
大横杆的自重标准值:
p1=0.038×1.200=0.046kN;
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×1.050×1.200/(2+1)=0.147kN;
活荷载标准值:
Q=3.000×1.050×1.200/(2+1)=1.260kN;
荷载的计算值:
P=1.2×(0.046+0.147)+1.4×1.260=1.996kN;
小横杆计算简图
2.强度计算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
Mqmax=1.2×0.038×1.0502/8=0.006kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=1.996×1.050/3=0.698kN.m;
最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.705kN.m;
σ=M/W=0.705×106/5080.000=138.749N/mm2;
小横杆的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:
Vqmax=5×0.038×1050.04/(384×2.060×105×121900.000)=0.024mm;
P2=p1+p2+Q=0.046+0.147+1.260=1.453kN;
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:
Vpmax=1453.080×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.060×105
×121900.0)=2.378mm;
最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.024+2.378=2.402mm;
小横杆的最大挠度小于(1050.000/150)=7.000与10mm,满足要求!
;
四、扣件抗滑力的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,
该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
横杆的自重标准值:
P1=0.038×1.050=0.040kN;
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×1.050×1.200/2=0.221kN;
活荷载标准值:
Q=3.000×1.050×1.200/2=1.890kN;
荷载的计算值:
R=1.2×(0.040+0.221)+1.4×1.890=2.959kN;
R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、脚手架荷载标准值:
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容:
(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m);本例为0.1161
NG1=0.116×12.000=1.393kN;
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用竹串片脚手板,标准值为0.35
NG2=0.350×4×1.200×(1.050+0.3)/2=1.134kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆冲压钢,标准值为0.11
NG3=0.110×4×1.200/2=0.264kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4=0.005×1.200×12.000=0.072kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=2.863kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2
取值。
经计算得到,活荷载标准值
NQ=3.000×1.050×1.200×2/2=3.780kN;
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中Wo--基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Wo=0.400kN/m2;
Uz--风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Uz=0.840;
Us--风荷载体型系数:
Us=0.649;
经计算得到,风荷载标准值
Wk=0.7×0.400×0.840×0.649=0.153kN/m2;
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×2.863+1.4×3.780=8.728kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×2.863+0.85×1.4×3.780=7.934kN;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.153×1.200×
1.8002/10=0.071kN.m;
六、立杆的稳定性计算:
不组合风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
立杆的轴心压力设计值:
N=8.728kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
计算长度附加系数:
K=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
U=1.500
计算长度,由公式lo=kuh确定:
lo=3.119m;
Lo/i=197.000;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到:
φ=0.186;
立杆净截面面积:
A=4.89cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=5.08cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
σ=8728.000/(0.186×489.000)=95.959N/mm2;
立杆稳定性计算σ=95.959小于[f]=205.000N/mm2满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
立杆的轴心压力设计值:
N=7.934kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
计算长度附加系数:
K=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
U=1.500
计算长度,由公式lo=kuh确定:
lo=3.119m;
Lo/i=197.000;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到:
φ=0.186
立杆净截面面积:
A=4.89cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=5.08cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
σ=7934.040/(0.186×489.000)+70624.475/5080.000=101.134N/mm2;
立杆稳定性计算σ=101.134小于[f]=205.000N/mm2满足要求!
七、最大搭设高度的计算:
不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(kN)计算公式为:
NG2K=NG2+NG3+NG4=1.470kN;
活荷载标准值:
NQ=3.780kN;
每米立杆承受的结构自重标准值:
Gk=0.116kN/m;
Hs=[0.186×4.890×10-4×205.000×103-(1.2×1.470
+1.4×3.780)]/(1.2×0.116)=83.187m;
脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H]=83.187/(1+0.001×83.187)=76.798m;
[H]=76.798和50比较取较小值。
得到,脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。
考虑风荷载时,采用单
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