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1、 佛山三水区古堡豪生酒店工程土 钉 墙 边 坡 支 护 施 工 方 案建设单位： 佛山古堡豪生酒店有限公司 施工单位： 重庆第六建设工程有限责任公司编 制 人： 谭 龙 审 核 人： 日 期：2011年3月28日 目录第一章 工程概况1.1佛山市三水区古堡豪生酒店工程概况 11.2地下室基坑边坡概况 1第二章 水文地质条件及工程地质条件2.1工程地质条件 12.2基坑开挖支护评价和建议 22.3水文地质条件 3第三章 边坡支护设计3.1支护方式 43.2设计基本要求 43.3设计依据 63.4初定支护各部件的尺寸和参数 63.5单根土钉受拉荷载标准值 73.6单根土钉锚固端长度 93.7支护整
2、体稳定性验算 103.8土钉长度计算 143.9计算土钉钢筋直径 143.10 边坡喷混凝土面层计算 153.11 防水排水工程 153.12其他说明 17第四章 施工组织方案5.1施工准备 185.2施工方案 185.3施工方法及施工工艺 195.4安全生产和文明施工措施 21附录 24佛山市三水区古堡豪生酒店工程边坡支护设计第一章 工程概况1.1佛山市三水区古堡豪生酒店工程工程概况佛山佛山古堡豪生酒店工程场地位于三水区云东海街道办事处辖区内。佛山市三水云东海花园房地产开发有限公司拟在该地块修建古堡豪生酒店。酒店塔楼1216层，裙楼和附属建筑2层，北部一栋8层工程。拟采用桩基础，结构形式为框
3、架结构，全场地设一层地下室。地下室坑底标高为16.00m，周围较空旷，建筑面积约4万m2，为高层建筑，混合、框剪、框架结构。按设计方案，拟建酒店地下室基坑开挖后在周边形成3-7M深的边坡。根据地勘报告，土方开挖按1：1.5放坡，施工现场条件限制无法按1：1.5的坡度放坡，考虑施工过程的安全需要对基坑边坡进行支护。1.2 地下室基坑边坡概况1.2.1边坡地段地物环境该边坡位于酒店地下室周边，目前土方开挖已进行施工，而且没按地勘报告要求进行放坡开挖，需要进行稳定性分析和支护， 以确保施工安全。1.2.2边坡形态及岩土构成拟建场地位于珠江三角洲冲积平原中之低缓小山丘，现已部份人工挖填平整，场地地面平
4、整后高程为17.00-22.45m，按地下室底标高开挖后，将形成3-6.5M的基坑，基坑边坡坡为1.0m-6m的素填土、粉质粘土，其下部强风化泥质粉砂岩。第二章 水文地质条件及工程地质条件2.1工程地质条件2.1.1岩土层工程地质特征拟建场地位于三水区西南镇北西侧，地貌上属珠江三角洲冲积平原中之低缓小山丘，现已部分人工挖填平整，场地地面标高为14.3016.98m之间。根据钻孔揭露，场地地基土由人工填土层（ml）、第四纪陆相冲积层（Qal）及古近系始新统宝月组（E2by）基岩等组成。人工填土层以素填土为主，第四系主要由粉质粘土、粉土组成。基岩由泥质粉砂岩、细砂岩、含砾泥岩、含砾细砂岩等组成，地
5、面地形起伏大，其工程地质特征参阅工程地质剖面图（图3图18）和钻孔柱状图。现将钻孔揭露的各岩土层工程地质特征自上而下综述如下：（见佛山古堡豪生酒店岩土工程勘察报告）2.2、基坑开挖支护评价和建议2.2.1基坑开挖支护结构型式本场地塔楼设有1层地下室，基坑底板最深开挖进度标高为16.00m，根据岩土工程勘察结果，基坑开挖深度范围内的土层主要为残积土、全风化岩、强风化岩等，北部少量素填土，总体土层工程性质较好，周围较空旷，按类似工程的地方经验，基坑开挖过程可考虑分级放坡开挖。鉴于土体结构较松散，坡度不能过陡，坡度（高宽比）为1：1.001：1.25。开挖时根据不同地段地下水情况及天气情况采取相应的
6、排水措施，坡面按有关规定做好防护措施。考虑施工现场具体条件，道路的施工，其它工程的施工，本工程基坑土方开挖采用土钉墙边坡支护。2.2.2基坑边坡支护设计参数建议值根据现场勘察和室内土工试验结果，综合列出基坑边坡支护设计参数，供参考，详见表5。表5 基坑边坡支护设计参数建议值表层号土层名称天然重度（KN/m3）直接快剪凝聚力C（kPa）内摩擦角（）1素填土19.06302粉质粘土19.022.0203残积粉质粘土19.02512残积砂土19.510302.3 水文地质条件2.3.1地下水概况场地属亚热带海洋性季风气候区，温暖潮湿，雨量充沛。勘察期间天气炎热，多有阵雨。场地内经48个钻孔的水位观测
7、，其地下水相对稳定水位埋深为0.312.30m，标高为14.4417.71m。地下水类型主要为第四系砂土层中之孔隙水、残坡积土层中之潜水及基岩裂隙水。第四系残坡积土层中的潜水随土类、地形和天气的影响十分明显，含水量不大；基岩裂隙水含水量一般。场地内地下水环境类型属类。2.3.2地下水的腐蚀性评价勘察期间于场地ZK4、ZK48孔取地下水样2件，按岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009版）第12.2节评价标准进行综合判定，分析结果详见表4。表4 工程水化学分析结果样号pH单 位： (BZ)/(mgL-1)Cl-SO42-NO3-HCO3-CO32-OH-ZK47.1123.2227
8、.401.70160.350.000.00ZK486.9124.6638.701.92237.100.000.00样号单 位： (BZ)/(mgL-1)游离CO2侵蚀CO2Ca2+Mg2+K+Na+NH4+总矿化度ZK413.750.0041.7211.7218.990.27285.90ZK4829.150.0065.684.8839.650.43421.17场地环境类型属类，地基以弱透水土层为主，渗透性分类总体属B类。场地内地下水类型为HCO3CaNa，由表4可知，pH=6.917.11，呈中性，地下水对混凝土结构及钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性。第三章 边坡支护设计3.1 支护方式 根据施工
9、现场具体情况及土方开挖方案，为减少土方开挖量，比较各种边坡支护的经济效果，选用土钉墙支护方案。各种支护方式介绍如下：3.1.1 锚杆锚杆是一种将拉力传至稳定或土层的结构体系，主要由锚头、自由段和锚固段组成，如图4.1：(1) 锚头：锚杆外端用于锚固或锁定锚杆拉力的部件，采用钢板与锚杆焊接。(2) 锚固段：锚杆远端将拉力传递给稳定地层的部分锚固深度和长度应按照实际情况计算获取，要求能够承受最大设计拉力。(3) 自由段：将锚头拉力传至锚固段的中间区段，由锚拉筋、防腐构造和注浆体组成。(4) 锚杆配件：为了保证锚杆受力合理、施工方便而设置的部件 3.1.2 面层混凝土喷混凝土面层的厚度不宜小于80m
10、m，混凝土强度等级不低于C20，3d不低于10MPa。喷混凝土面层内应设置钢筋网，钢筋直径610mm，网格尺寸150300mm,当面层混凝土厚度大于120mm时，宜设置二层钢筋网。上下段钢筋网搭接长度应大于300mm。3.2 设计基本要求3.2.1 设计要求(1)、场地范围内的水文、地质条件、岩土工程特征及周围环境（道路、管线、建筑物）是边坡设计需要详细了解和分析的首要内容；(2)、边坡设计方案必须确保支护结构的安全，保证边坡周围建筑物基础及已施工和使用的地线管线、市政道路的安全；(3)、支护方案在安全的前提下，经济、合理，满足国家建筑工程的有关法律法规和规范；(4)、支护结构能保证边坡开挖顺
11、利进行，满足有一定面积的后期施工，满足边坡形成后坡顶可承受一定的堆载；(5)、设计必须考虑施工期间度过雨季，其对边坡稳定性的不利影响。3.3.2 土钉墙参数取值范围(1)、土钉支护的整体稳定性计算和土钉的设计计算采用总安全系数设计方法，其中以荷载和材料性能的标准值作为计算值，并据此确定土压力。(2)、喷混泥土面层的设计计算，采用以概率理论为基础的结构极限状态设计方法，设计时对作用于面层上的土压力，应乘以荷载分项系数1.2后作为计算值，在结构的极限状态设计表达式中，严考虑结构重要性系数。(3)、土钉支护设计应考虑的荷载除土体自重处，还应包括地表荷载如车辆、材料堆放和起重运输造成的荷载，以及附近地
12、面建筑物基础和地下构筑物所施加的荷载，并按荷载的实际作用值作为标称值。当地表荷载小于15KN/m2时则按15KN/m2取值。此外，当施工或使用过程中有地下水时，还应计入水压对支护稳定性、土钉内力和喷混泥土面层的作用。(4)、土钉支护设计采用的土体物理力学性能参数以及土钉周围土体之间的界面粘结力参数均应以实测结果作为依据，取值时应考虑到基坑施工及使用过程中由于地下水位和土体含水量变化对这些参数的影响，并对其测试值作出偏于安全的调整。(5)、土的力学性能参数，土钉与土体界面粘接强度qsik 的计算值取标准值，界面强度的标准值可取为现场实测的平均值得0.8倍。以上参数应接不同土层分别测定。现场无数据
13、可按施工手册表3-73按低值选用。(6)、土钉支护的设计计算可取单位长度支护按平面应变问题进行分析。对基坑平面上靠近凹角的区段，可考虑三维空间作用的有利影响，对该处的支护参数（如土钉的长度和密度）作部分调整。对基坑平面的凸角的区段，应局部加强。(7)、对于主要承受土体自重作用定的钻孔注浆钉支护，其各部件尺寸可参考以下数据初步选用：1）土钉钢筋用HPB235、HRB335等热轧变形钢筋，直径在16-32mm的范围内；2）土钉孔径在70-120mm之间，注浆强度等级不低于M10；3）土钉长度L与基坑深度H之比对非饱和土宜在0.6-1.2的范围内，密实砂土和坚硬粘土可取底值对软性粘性土，比值/H不应
14、小于1.0。为了减少支护变形，控制地面开裂，顶部土钉的长度宜适当增加。非饱和土中的底部土钉长度可适当减少，但不能小于0.5H；含水量高的粘性土中的底部土钉长度则不应缩减；4) 土钉的水平和竖向间距sh和sv宜在1.2-2m的范围内，在饱和粘性土中可小到1m，在干硬粘性土中可超过2m；土钉的竖向间距应与每步开挖深度相对应。沿面层布置的土钉密度不应低于每6m2一根。3.3设计依据（1）地质勘察报告（2）岩土工程勘察规范GB50021 - 2001（3）建筑边坡工程技术规范GB50330 - 2002（4）钢筋混凝土结构设计规范GB50010 - 2002（5）锚杆喷射混凝土支护技术规范GB5008
15、6 20013.4初定支护各部件的尺寸和参数3.4.1 土钉墙初定各部位尺寸1 、土钉间距 Sxj=1.2m Syj=1.2m;2 、土钉与水平面夹角aj=150；3 、土钉钻孔直径dnj=150mm4、 土方开挖边坡=6003.4.2 相关资料的计算参数1、古堡豪生酒店岩土工程勘察报告按土工试验报告取 =19.2KN/m3 =11.80 c=8.7KPa2、建筑施工手册按表3-73土体与锚固体的极限摩阻力 qsik=60KPa ，土钉抗拉力分项系数s=1.3 3、建筑边坡工程技术规范0基坑侧壁重要性系数一级边坡取1.1、二级边坡取1.0、三级边坡取0.9，本工程o=1.04、地表荷载考虑边坡
16、周围有临时施工道路、钢筋场、砂石堆场等取 q=20KM/m23.5单根土钉受拉荷载标准值Tjk=.eaik。Sxj.Szj/cosaiTjk第j根土钉受拉荷载标准值（KN）Tuj第j根土钉抗拉承载力设计值（KN）荷载折减系数eaik第j个土钉位置处的基坑水平荷载标准值（KPa）Sxj、Szj第j根土钉与相邻土钉水平、垂直间距s土钉抗拉力分项系数，取1.3；dnj第j根土钉锚固体直径；暂取按100qsik土钉穿越第i层土体与锚固体极限摩阻力标准值，查施工手册取60KPaLi第j根土钉在直线破裂面处穿越第i层稳定土体内的长度，破裂面与水平面的夹角为（+k）/2ai第j根土钉与水平角的夹角。eaik
17、=pa=h tan2(450-/2)-2ctan(450-/2)按地勘报告=19.2KN/m3 =11.80 c=8.70计算简图：eaik=pa=h tan2(45。-/2)-2ctan(45。-/2)+whw=19.2KN/m3 =11.8。 c=8.7KPaq=20KN/m2Ka=tan2(45。-/2)=tan2(45-11.8/2)=0.8132=0.66qhKachwweaikea0k2019.20.90.668.710.46 ea1k2019.22.10.668.725.67 ea2k2019.23.30.668.740.87 ea3k2019.24.50.668.756.08
18、ea4k2019.25.70.668.70.491076.18 ea5k2019.26.90.668.71.6910103.39 =tan(60-11.8) /2 X1/tan(60+11.8)/2-1/tan60/tan2(45-11.8/2)=0.544Tjk=.eaik。Sxj.Szj/cosaieaikSxjSzj1/cosaiTikT0k0.54410.461.21.21.0358.48 T1k0.54425.671.21.21.03520.81 T2k0.54440.871.21.21.03533.14 T3k0.54456.081.21.21.03545.47 T4k0.5447
19、6.181.21.21.03561.77 T5k0.544103.41.21.21.03583.83 3.6单根土钉锚固端长度单根土钉抗拉承载力应该符合下式要求：1.250TjkTuj0基坑侧壁重要性系数（1.1、1.0、0.9），本工程取1.0Tuj=dniqsikLai/sdni土钉锚固端直径，取120mmqsik土钉穿越第i层土体与锚固体的极限摩阻力，由试验确定，如无试验资料，按施工手册表3-73取60KPaLai第j根土钉在直线破裂面处穿越第i层稳定土体内的长度，破裂面与水平面的夹角为（+k）/2s土钉抗拉力分项系数，取1.3；Lai1.25s0Tjk/dniqsik计算简图：Lai1
20、.25s0Tjk/dniqsiks0Tjk1/dniqsikLi1/dniqsik=(1/3.14)X0.1X60=0.053La01.318.480.0530.58 La11.3120.810.0531.43 La21.3133.140.0532.28 La31.3145.470.0533.13 La41.3161.770.0534.26 La51.3183.830.0535.78 3.7支护整体稳定性验算cikLis+s(i+q0bi)cositanik+Tnjcos(aj+j)+1/2sin(aj+j)-sk0(i+q0bi)sini0cik 第i分条滑裂面处土体固体不排水粘聚力标准值；
21、Li 第i分条滑裂面处弧长；S 计算滑体单元厚度=1.2m；i 第i分条土重，=.A.sbi 第i分条宽度，取1m；ik第i分条滑裂面处土体固体不排水内摩擦角标准值；Tnj 第j根土钉在圆弧滑裂面处锚固体与土体的极限抗拉力，Tnj=dniqsik.lni d ni取120aj 锚杆水平夹角，取值150；i 第i条滑裂面处中点切线与水平面夹角（取值如图）；j 土钉在滑裂面处切线与水平面夹角（取值如图）；k 整体滑动分分项系数，可取1.30 基坑侧壁重要性系数，取1.0计算简图，如下：（所有角度、尺寸、面积按CAD实量）cikLis+s(i+q0bi)cositanik+Tnjcos(aj+j)+
22、1/2sin(aj+j)tanik-sk0(i+q0bi)sini0cikLiscikLi=ScikLicikLi8.712.0911.2126.23 s(i+q0bi)cositanikSAii+q0biiikcositaniks(i+q0bi)cositanik11.21.0540.1662.1511.80.47 0.21 4.70 21.22.6270.30453.2211.80.60 0.21 10.55 31.23.892.964611.80.69 0.21 16.19 41.24.72110.6239.6411.80.77 0.21 21.36 51.25.43124.2633.8
23、311.80.83 0.21 25.88 61.24.83112.7428.3911.80.88 0.21 24.86 71.23.5888.73623.2311.80.92 0.21 20.44 81.22.2362.81618.2611.80.95 0.21 14.95 91.20.7734.78412.1211.80.98 0.21 8.53 s(i+q0bi)cositanik147.46 Tnj=dniqsik.lnidniqsikLniajjcos(aj+j)+1/2sin(aj+j)tanikTnjcos(aj+13.140.126031557.090.41 27.63 23.1
24、40.12602.71550.420.51 31.22 33.140.12602.51543.370.61 34.69 43.140.12603.71535.740.71 59.73 53.140.12605.51527.160.81 100.91 63.140.12606.01516.880.90 122.68 Tnjcos(aj+j)+1/2sin(aj+j)tanik376.86 Sk0(i+q0bi)isinisk0(i+q0bi)sini11.21.3140.262.150.883955.38 21.21.3170.353.220.800787.81 31.21.3193460.71
25、91104.28 41.21.3111139.640.6377110.05 51.21.3112433.830.5565107.87 61.21.3111328.390.475283.58 71.21.3188.723.230.394254.57 81.21.3162.818.260.313230.69 91.21.3134.812.120.209911.39 sk0(i+q0bi)sini645.61 cikLis+s(i+q0bi)cositanik+Tnjcos(aj+j)+1/2sin(aj+j)tanik-sk0(i+q0bi)sini=126.23+147.46+376.86-64
26、5.61=4.9403.8土钉长度计算按承载力要求Lai计算整体稳定性不能满足稳定性要求，所以验算整体稳定性时调整土钉的锚固长度按Lni计算，土钉长度LLni+L；为减少支护变形，控制地面开裂，顶层两排锚杆适当加长。范围的底下三排锚杆适当加长，取值如下表：LLni+Li (锚杆自由长度Li长度按第9页附图取值)LniLiL锚杆长LL03.04.07.0取7.5mL12.73.36.0取6.5mL22.52.55.0取5.5mL33.71.85.5取6.0mL45.51.16.6取7.0mL56.00.46.4取7.0m3.9计算土钉钢筋直径sTnj1.1d2fyk/4d土钉钢筋直径（mm）fy
27、k钢筋抗拉强度标准值（N/mm2），按混凝土结构设计规范，取二级钢筋fyk=335N/mm2Tnj第j根土钉受拉荷载标准值（KN）,s土钉抗拉力分项系数，取1.3；Tnj=dniqsik.lni（lni按上表土钉锚固长度取最大值） =3.14X0.12X60X6.0=135.65KN=24.69mm 选用25二级螺纹钢筋。3.10 边坡喷混凝土面层计算 按经验喷混凝土面层采用单层钢筋HPB235200，厚度100mm。考虑面层与土钉连接部位的抗冲切强度，在该处配100X100X10钢板焊接，并设置抗冲切钢筋。3.11 防水排水工程3.11.1 一般规定1. 排水工程设计，应在滑坡防治总体方案基
28、础上，结合工程地质、水文地质条件及降雨条件，制定地表排水、地下排水或二者相结合的方案。地表排水工程设计的频率地表汇水流量计算，缺乏必要的流域资料时，可按中国公路科学研究所提出的经验公式计算，即：当F3km2时 当F3km2时 根据本地区降水情况，在平面布置图西面量取F=1960 m2同时以滑坡防治工程设计与施工技术规范DZ（02402004）为依据，计算地表汇水流量如下： 排水沟过流量计算公式为：式中：Q过流量(m3/s)；R水力半径(m)；i水力坡降；W过流断面面积(m2)；C流速系数(m/s)， 设计排水沟截面为400mm500mm,计算过流量：所以设计合理3.11.2 排水设计根据上节计
29、算数据，依据滑坡防治工程设计与施工技术规范DZ（02402004），设计在墙上每3m设一排水孔。坡顶设一条截水沟及坡脚设一道排水沟,材料为M7.5浆砌砖。具体规格按规范的公式计算如下：截水沟：设置在坡顶5m以外，为倒梯形截水沟，截面600mm400mm，长135M，采用M7.5浆砌砖，每隔4-6m设置一沉降缝。排水沟：设置在护坡底，截面为400mm500mm,坡度按1%，采用M7.5砂浆砌砖修筑。集水井：截面为800mmX800mmX900mm，第20m设置一个，采用M7.5砂浆砌砖修筑。并配QY-7潜水泵。排水孔：沿边坡墙面，每3m布置一排排水孔，间距为3m,孔径100mm。排水管采用A型P
30、VC管，直径70mm.外裹尼龙滤布，下半部不滤水，对松散介质可使用跟管钻进。3.11.3排水施工要求1截水沟施工要求（1）截水沟应结合地形地质合理布置，要求线形顺直舒畅，在转弯处应以平滑曲线连接，尽量与大多数地面水流方向垂直，以提高截水效果和缩短截水沟长度。若因地形限制，截水沟须绕行，工程艰巨，附近又无出水口，可分段考虑，中部以急流槽衔接。（2）截水沟应与侧沟、徘水沟、桥涵勾通，达到沟涵相连，以便有效地、全面地控制地表水，使之迅速流出滑坡范围之外。（3）截水沟布置应避免距滑坡裂缝太近，导致开裂破坏。（4）采用砂浆砖修筑的截水沟时，每隔4-6m应设置一沉降缝，缝内用沥青仔细塞实，表面勾缝，随时发
31、现断裂，随即修补。当滑坡地段上水丰盈时，截水沟上侧应增设泄水孔泄水孔背后设反滤层，必要时还应在水沟底设石磕或卵石垫层。 2排水沟的施工要求 排水沟的作用主要在于引排截水沟的汇水和滑坡体附近及其滑坡体内低洼处积水或出露泉水等水流。 排水沟平面线形应力求简捷，尽量采用直线，必须转弯时，可做成圆弧形，其半径不宜小于1020cm。 在滑坡体内修筑排水沟时，应有防止渗水的措施，如采用砖砌、混凝土扳或沥青扳铺砌，砂胶沥青堵塞砌缝等，避免沟内排水渗入滑坡体内。排水沟的末端应设置端墙，并将水排到滑坡体以外的渠河或河道等处。3.12其他说明1、支护工程是一项信息化的施工，在开挖中可能会产生一些局部的变化，支护时
32、应随着边界条件的改变作局部的设计调整，设计施工单位应随时密切注意所发生的变化，及时调整。2、边坡监测按有关规范、规程要求进行边坡监测，特别是雨季来临，以指导基坑的开挖和地下室的施工。（1）现场监测：应对坡体及周围道路，进行观测、分析、预测。（2）监控对象：从边坡及边缘以外12m范围内的需要保护物体均作为监控对象。（3）监测内容如下表：序号监 测 项 目1边坡土体顶部的水平及垂直位移2支护结构的水平及垂直位移3边坡周围坡表沉降及裂缝观测4坡体渗、漏水情况第四章 施工组织方案4.1施工准备设计技术要求:1、图中尺寸标高以米计，其余以毫米计。2、锚固砂浆M30，喷射砼C20。锚杆砂浆保护层30mm。
33、3、施工前，应先对坡面强风化层及块石进行清除，以免施工过程中滚落。4、施工脚手架须支承于稳定的土、岩层上，架子宽度及斜撑均应增加，且须用临时锚杆锚固于稳定基岩岩壁。架上操作工人须系安全绳、戴安全帽。5、锚孔斜度偏差不应大于3%，孔深超过锚杆设计长度0.5m，锚固深度指穿过预测破裂的深度。锚杆成孔须严格控制用水量，成孔后，立即清孔、下锚、灌浆。待砂浆凝固收缩后，尚应进行二次灌浆。6、喷射砼施工前，应对坡面进行清理，清除松散层及岩渣等。7、锚杆验收应随机抽样，验收数量为锚杆总数的5%。且不少于5根。喷砼应按规范作抗压强度试验。8、施工过程中应加强边坡变形监测。9、施工过程中，应全过程采取有效防护措施保护施工人员安全及边坡下行人、车辆安全。10、该治理工程采取动态设计法，且须按“信息法”施工。施工中必须有专业地质人员对钻孔等现场地质情况作详细编录。施工过程中若发现与设计不符之地质情况，请及时反馈，由相关各方认真分析、妥善处理后方可继续施工。4.2施工方
