排洪渠基坑开挖专项施工设计方案深基坑边坡稳定性计算书.docx
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排洪渠基坑开挖专项施工设计方案深基坑边坡稳定性计算书
1.工程概况
1.1.工程简介
安溪安翔公路大桥及连接道路、排洪等配套工程第一标段，排洪渠起止里程PHK0+940～PHK1+338.18，共计398.18m。
排洪渠结构形式为直径6.2m的单洞圆形断面，排洪汇水面积15.2Km2。
主要工程容包括基坑开挖、拆除现状渠道暗涵、钢筋混凝土管涵。
基坑开挖深度1.5~25.5m，开挖总量约7万m³。
1.2.岩土层岩性及分布情况
根据《安溪县大桥及连接道路、排洪等配套工程岩土工程勘察报告》，拟建管道地层自上而下依次为：
杂填土①1（Q4ml）、素填土①2（Q4ml）、填①3（Q4ml）、粉质粘土②（Q4al-pl）、卵③（Q4al-pl）、圆砾④（Q4al-pl）、粉质粘土⑤Qdl）、残积砂质粘性土⑥Qel、全风化花岗岩⑦（r3b）、砂土状强风化花岗岩⑧（r53b）、碎块状强风化花岗岩⑨（r53b）、中风化花岗岩⑩（r53b）。
1.3.沿线钻分布情况
钻柱状图及岩土层设计参数建议值表见下图：
2.编制依据
2.1.参考资料
《建筑施工计算手册》江正荣编著
《实用土木工程手册》第三版文渊编著
《地基与基础》第三版
《土力学》等相关文献进行编制。
《安溪县安翔公路大桥及连接道路、排洪等配套工程施工设计图》
《安溪县大桥及连接道路、排洪等配套工程岩土工程勘察报告》
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。
2.2.参数信息:
条分法：
瑞典条分；
考虑地下水位影响；
基坑外侧水位到坑顶的距离（m）：
18.353；
基坑侧水位到坑顶的距离（m）：
21.500；
地下水位较低，不考虑地下水位影响。
2.3.放坡参数
2.4.荷载参数
2.5.土层参数
强风化及中风化花岗岩边坡稳定性良好，可不进行验算。
3.施工计划
3.1.施工进度计划
3.2.材料与设备计划
主要施工机械投入计划表
序号
设备名称
型号及规格
数量
单位
备注
1
挖掘机
PC300-5
2
台
2
长臂挖掘机
Pc800
1
台
3
轮胎式装载机
PYZ2250
1
辆
4
汽车吊
QY-25t
1
台
5
自卸汽车
CQ30-290
5
辆
6
焊接机
BX-315
5
台
7
发电机组I
200KW
1
台
8
光轮压路机
3YH21/24
2
台
9
洒水车
WX144AS
1
台
10
电动切割机
DYJ32
2
台
11
钢筋切断机
GJ40
1
台
12
木工压刨床
MB206
1
台
13
木工圆锯机
MJ225
1
台
14
插入式振捣器
ZG50
3
台
15
平板振动器
ZB11
2
台
16
电动轻夯机
DL-1
2
台
17
蛙式打夯机
HW-20
2
台
18
潜水排污泵
50m3/h
7
台
19
电动试压泵
4DY-100/h
2
台
测量设备投入计划一览表
序号
设备名称
型号规格
单位
数量
备注
1
激光全站仪
索佳30PK
台
1
2
水准仪
三鼎/DS-32D
台
1
3.3.劳动力计划
序号
主要工种
基坑施工阶段
备注
1
管理人员
6人
2
汽车司机
10人
3
机械司机
16人
4
电工
1人
5
测量工
2人
6
土工
12人
7
钢筋工
8人
4.施工工艺技术
4.1.基坑开挖
基坑竖向开挖施工顺序：
测量放样→安全防护→开挖原地面→开挖一级边坡→开挖二级边坡→开挖三级边坡→基坑排水→基坑验收→人工清基→垫层封闭；
典型基坑开挖横断面图：
基坑纵向开挖顺序：
PHK1+140→PHK1+338.18→PHK0+940→PHK1+140，逐节开挖；基坑开挖及土转运如下表：
基坑开挖前，在基坑四开挖线2m外设置扣件钢管栏杆，并绑密目网，设置警示牌，防止人员及物体坠落。
边坡逐级搭设人形台阶，供施工人员上、下基坑。
基坑开挖拟采用2台挖掘机分级错台大开挖，长臂挖掘机修整边坡，汽车运输，合格可利用填料堆放在线路指定区域，清表腐殖土弃至业主指定弃土场。
机械开挖在基底位置应预留20cm厚，待基底验收符合设计及规要求后，采用人工清基至设计标高，并即刻按照设计要求施工垫层进行封闭。
临时排水沟槽可用机械直接开挖至排水深度，人工清理至排水通畅即可。
4.2.基坑排水
基坑开挖后至标高后，在基坑左侧设置50cm宽排水沟、右侧设置200cm宽临时排水沟，沟深1.0m，上部砌筑0.8m高厚0.5m的浆砌挡土墙，为防止水流冲刷边坡和减小边坡土体含水量，拟在排水沟两侧抹M10砂浆5cm厚，高度200cm。
基坑上游设置集水坑和挡土墙，将水流引入临时排水沟。
排水量计算：
QP——规定频率为P（20%）时的流量（m³/s）；
C——系数，按不同地貌查表可得，本地区为为微丘区，取0.45；
S——相应洪水频率的一小时降雨量（mm），按特大暴雨日降雨量200mm考虑；
F——汇水面积15.2Km2；
QP=0.45×8.33×10-3×15.2×106=7.9×105m³/h=15.83m³/s,流速V=3.5m/s，
则通过面积需要4.53㎡，临时排水沟流水面积5.22㎡，能满足特大暴雨排水能力。
基坑分段开挖，PHK1+140处先浇筑接头段预留1m直径的排水，与上游临时排水沟相接，上游混凝土管道完成后封闭临时排水。
4.3.基坑验收（基底验槽及承载力检测）
基坑开挖施工完毕后，会同勘察、设计、建设、监理等相关单位进行验槽。
检验基底地质情况及承载力符合设计及规要求后，相关单位人员签字盖章。
基坑挖至设计标高后，采用轻型触探仪检测地基承载力，并应按《建筑物场地基坑探察与处理暂行规定》对基坑进行探察，会同建设单位有关技术人员进行全面的地质情况复核。
地基承载力及地址情况符合设计及规要求后，基坑验收合格后即刻用垫层封闭。
如有软土层等情况，需由设计单位、监理单位提出处理案，处理完毕后可继续施工。
5.土坡稳定性验算计算书
根据设计图纸要求，基坑拟采用1:
1边坡大开挖，基坑无需采取防护措施。
验算断面取典型断面K1+060，土层分布情况取SK14-1钻。
以下对基坑土边坡稳定性进行验算，确定基坑边坡安全性。
5.1.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》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》要求，安全系数要满足≥1.3的要求。
5.2.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向的夹角；
φ--土层的摩擦角；
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；（本断面不计地下水位影响h2i=hi-h1i=0）
hw――土坡外地下水位深度；
li的几关系为：
5.3.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：
示意图如下：
计算结论如下：
一级坡开挖部整体稳定性安全系数Fs=1.486≥1.30满足要求。
6.质量保证措施
土工程施工中，应经常测量和校正其平面位置、水平标高和边坡坡度。
平面控制桩和水准控制点采取可靠的保护措施，定期进行复测和检查，保证其正确性。
基坑开挖过程中应对土质情况、地下水位和标高等变化情况经常检查，做好原始记录，若发现地基土质与设计不符时，需经有关人员研究处理并做好隐蔽工程记录，确保基坑工程质量。
7.施工安全保证措施
7.1.组织保障
成立以项目经理为组长，项目总工程师、项目书记和安全质量部部长为副组长的安全领导小组。
项目经理部设安全质量部，设专职安检工程师、安全总监，具体负责本段工程项目的全部安全监察和管理工作，各施工队设专职安检员，各工班设兼职安检员。
建立格的安全生产责任制。
明确规定各职能部门、各级人员在安全管理工作中所承担的职责、任务和权限，并建立一套以安全生产责任制为主要容的考核奖惩办法和安全否决权评比管理制度。
建立高效灵敏的安全管理信息系统。
系统规定各种安全信息的传递法和程序，在施工中形成畅通无阻的信息网，准确及时地搜集各种安全信息（如安全技术措施案的编制、审批、交底、落实、确认信息，安全隐患、险肇事故及工伤信息等），并设专人负责予以处理。
按照“五项”（综合治理、管生产必须管安全、否决权、从治理、标准化管理）原则，建立安全保证体系（包括安全机构的设置、专职人员的配备和施工安全监测以及防火、防坠落、救护、警报、治安等安全保证体系）。
加强全员的安全教育和技术培训考核。
使广大职工牢固树立“安全第一，预防为主”的意识，克服麻痹思想，安全警钟常鸣，组织职工有针对性的学习有关安全面的规章制度和安全生产知识，做到思想上重视，生产上格执行操作规程。
各类机械设备的操作工、电工、架子工、起重信号工、焊工等工种，必须进行专门安全操作技术训练，并经劳动部门考试合格后可持证上岗。
7.2.技术保障
针对本工程具体工程特点、施工环境、施工法、劳动组织、作业法、使用的机械、动力设备、变配电设施、以及各种安全防护设施等制定切实可行的安全施工技术措施。
技术部门要格按照安全生产的要求编制工程项目的施工组织设计，同时编制安全技术措施；对采用的新技术、新材料、新工艺、新设备，要认真编制安全技术操作规程，并具有针对性的逐级进行安全技术交底，交底后由项目部安全员负责监督检查、落实。
各级安全部门以安全技术措施为依据，以安全法规和各项安全规章制度为准则，经常性地对工地实施情况进行检查，并监督各项安全技术措施的落实。
特种作业人员（包括机械工、电工、电焊工等）须持证上岗，并按期复审，能继续从事特种作业。
特种作业须格执行各种安全技术操作规程，确保安全施工。
安全技术措施中的各种安全设施、防护设置的实施列入施工任务单，责任落实到班组或个人，实行验收制度。
技术负责人、安全技术人员经常深入工地检查安全技术措施的实施情况，及时纠正违反安全技术措施的行为、问题。
对安全技术措施的执行情况，建立格的奖惩制度。
7.3.应急预案
7.3.1.应急预案的针与原则
“发生事故时应遵循“保护人员优先，防止和控制事故的蔓延为主；统一指挥、分级负责、区域为主、单位自救与社会救援相结合”的原则。
达到控制事故，有效地抢救伤员，减少事故损失，防止事故扩大。
7.3.2.应急预案工作流程图
根据本工程的特点及施工工艺的实际情况，认真的组织对危险源和环境因素的识别和评价，特制定本项目发生紧急情况或事故的应急措施，开展应急知识教育和应急演练，提高现场操作人员应急能力，减少突发事件造成的损害和不良环境影响。
其应急准备和响应工作程序见下图：
危险源及环境因素辩识、评价
编制应急预案
成立抢险领导小组
组建抢险队、救护车
配备应急物资、设备
应急知识教育培训
定期评审
实施应急预案
进行评审、修订
未发生
发生
应急准备和响应工作程序图
7.3.3.明挖深基坑开挖存在的危险因素及预防、应急措施。
7.3.3.1.危险因素
1、违规违章作业、安全防护措施缺陷，基坑发生坍塌滑坡。
2、高空坠物
3、洪水冲刷基坑
7.3.3.2.基坑坍塌滑坡
1、预防措施
①格按设计文件和技术交底施工、格控制基坑开挖坡度。
②如果遇到特殊情况，需要基坑停工较长时间，应在平台、基坑边和坡脚设置排水明沟和积水坑，并派专人抽水值班，并对基坑边坡面进行防冲刷保护。
③在进度允的条件下尽量采用少开工作面的形式，避免暴露太多的基坑工作面。
④坡顶禁堆积荷载，
⑤基坑四设置土沟排水沟；分层开挖，层间设台阶，每层开挖边坡坡率根据地质情况按规定放坡，必要时坡面采取防护措施保证稳定。
⑥开挖期间加强监测频率，对监测报表中的数据进行认真分析总结。
2、应急措施：
①出现险情时，现场人员从安全通道有序疏散，同时对可能造成影响的边
的人员进行疏散。
②通知相关单位，根据影响程度进行管线监护和处置。
③会同相关部门对影响到的边道路进行调整和交通疏解。
④在具备条件和不危及人员安全的前提下补强支撑，并对坡脚处进行土回填。
⑤尽量减少动载、进行坡顶卸载。
⑥做好基坑临时排水措施。
7.3.3.3.高空坠物
1作好基坑四围闭工作，在基坑坡顶和基坑边按照规要求设置护栏安全网；
②基坑四禁堆放材料，派专人负责清理基坑边易掉落的块等。
7.3.3.4.洪水冲刷基坑
1、预防措施
①施工期间密切关注天气预报，暴雨来临前撤离现场人员。
②如果遇到特殊情况，需要基坑停工较长时间，应将临时排水沟加深0.5m，并对排水沟两侧及底部采取防冲刷措施。
③基坑尽量少存放模板、钢筋、钢管等施工材料，保证基坑排水通畅。
④本工程无法避开雨季施工，在雨季施工期间，应增加人员及设备，减少各工序循环时间。
⑤临时排水沟不得设置模板支撑等，保证排水沟排水通畅。
⑥加固加高上游挡水引水墙，避免水流四处流淌。
2、应急措施：
①暴雨来临前，疏通临时排水沟道，清理基坑施工材料，对成品混凝土管道进行必要的保护措施。
②通知监测组，在保证人员安全的情况下加强边坡监测。
③出现险情时，现场人员从安全通道有序疏散，同时对可能造成影响的边
的人员进行疏散。
④会同相关部门对影响到的边道路进行调整和交通疏解。
7.3.4.应急救援组织架构
1、应急救援领导组：
组长：
邢东华：
副组长：
宁新风：
组员：
黄刚、勇军、刚、彬、南、温勇、迎峰
2、应急救援领导组职责
应急救援协调领导组是项目部的非常设机构。
负责本标段施工围的重大事故应急救援的指挥、布置、实施和监督协调工作。
及时向上级汇报事故情况，指挥、协调应急救援工作及善后处理，按照、行业和公司、指挥部等上级有关规定参与对事故的调查处理。
3、应急救援领导小组共设应急救援办公室、安全保卫组、事故救援组、医疗救援组、后勤保障组、专家技术组、善后处理组、事故调查处理组等八个专业处置组。
4、.各救缓组职责：
①应急救援办公室负责人：
肖婷婷值班：
主要职责：
负责“预案”日常的管理工作，负责重大事故的报告，通知指挥组全体成员立即赶赴事故现场。
在实施应急救援任务时与其他处置组协调工作，按照经理的命令调动抢险队伍，机械物资及时到位，实施抢险救援工作。
②安全保卫组负责人：
刚
主要职责：
组织力量对事故现场及边地区道路进行警戒、控制，组织人员有序疏散。
③事故救援组负责人：
温勇
主要职责：
根据专家技术组的技术建议和事故现场情况制定案，按照案迅速组织抢险力量进行抢险救援。
4医疗救护组负责人：
迎峰
主要职责：
组织医护人员迅速展开对伤员的急救，有必要时应立即与120急救中心联系，请求增援，并派人在路口等候指引。
5后勤保障组负责人：
黄刚
主要职责：
迅速组织车辆运送抢险队伍及抢险物质，必要时立即切断主电源，并与医疗救护组协作保障所需物品的使用。
6事故调查组负责人：
南
主要职责：
负责对事故现场勘察取证，查清事故原因和事故责任，总结经验教训，制定防措施，提出对事故及责任人的处理意见，配合上级调查组工作。
⑦善后处理组负责人：
彬
主要职责：
根据有关规定，负责对伤亡人员的医疗、抚恤、安置等工作，并于保险公司协调理赔事宜。
在我队应急救援协调领导组组长发布启动本应急预案命令时，各职能组无条件地服从我队应急救援协调领导组的安排，立即投入到应急救援的行列。
7.3.5.事故报告
1、事故报告原则
应遵循“迅速、准确”的原则，在第一时间上报重大事故情况。
2、紧急通讯联络
紧急报警110
紧急救援消防119
急救中心120
交通事故紧急救援122
天气预报12121
应急救援领导组办公室
3、事故报告程序
发生上述事故后现场施工员应立即向工区负责人汇报，工区负责人接到报告的同时向项目部应急救援协调领导组办公室报告，报告事故发生的时间、地点和简要情况，并随时报告后续情况。
同时根据实际情况判断是否要求与110、119、120、122以及其他相关救援联系增援。
4、事故应急救援办公室接报后应立即报告应急救领导组组长，组长接报后根据报告的情况判断事故的级别下达启动应急预案命令，展开现场救援工作，有关部门人员赶赴事故现场到指定地点集结，（根据地质情况，应急救援集结地点设在马庄村村口）勘察事故情况，通知相关部门就近调动抢险队伍、机械设备实施应急救援。
启动应急救援预案，同时应向上级主管部门或主管领导汇报。
5、报告容
事故发生时间、地点、事故类别。
事故发生的简要经过、人员伤亡情况。
已采取的救援措施。
6、应急救援
（1）各工区在发生事故向队应急救援领导组组长报告的同时，应组织有一定救护常识的人员对受伤人员进行现场救护，或护送伤员去医院救治，保证第一时间的救护工作。
（2）抢救被堵人员时，可用呼喊、敲击等法听取回声，并判断遇险人员的位置。
对被堵人员应在支护好顶板、用掘小巷或绕道通过的法接近遇险人员。
（3）清理堵塞物时，要防止伤害遇险人员，禁用镐刨、锤砸等法扒人破土块。
（4）各抢险组根据事故现场情况及应急救援指挥组命令，按照本“预案”“应急组织、机构与职责”中各专业处置组的职责要求，迅速组织力量展开工作。
7.3.6.应急结束
应急救援指挥组应根据救援处置进展情况，在确定没有被困人员、伤亡人员已转移和事故现场已稳定的情况下，由应急救援组组长（应急救援总指挥）宣布应急状态结束。
7.3.7.后期处置
1、善后处理
由善后处理组按照职责工作容进行妥善处理。
2、调查、总结
由事故调查组按照职责工作容进行调查处理，并写出书面总结材料上报。
7.3.8.宣传教育
根据公司的相关要求，进行有计划、有针对性地开展预防重大事故有关知识的宣传教育，提高预防事故的意识和防能力，积极组织应急预案培训，使参加救援的人员熟悉掌握应急预案中应承担的责任和救援工作程序，提高防能力和应急反应能力。
7.3.9.演练
本应急救援预案每年演练一次，通过演练（桌面演练、功能演练、全面演练）检查应急人员对应急预案、程序了解程度，及时发现应急工作程序和应急准备中的不足，增强应急小组及人员之间的配合和协调能力，确保预案一旦启动，能及时有序地展开救援。
附表：
1.应急救援程序流程图
2、应急救援物资储备一览表
3、应急抢险人员联系
应急救援预案流程图
应急救援物资、机具储备一览表
序号
物资名称
及规格型号
数量
存放地点
责任人
1
消防器材
5套
现场及驻地
2
50a工字钢
5吨
施工现场
3
砂
100m3
料仓
4
100m3
料仓
5
5cm厚板材
10m3
工区现场
6
编织袋
500个
工区库房
7
200×200木
20m3
工区库房
8
铁锹
60把
工区料库
9
十字镐
20把
作业现场
10
PC300挖掘机
1台
作业现场
11
PC200挖掘机
1台
作业现场
12
医用急救包
2个
库房
13
ZLL50E装载机
2台
作业现场
14
离心泵
6台
现场库房
15
发电机200KW
1台
工区现场
16
电焊机UN-100
6台
库房
17
消防水池
1
工区施工现场
18
混凝土喷射机
2套
作业现场
19
手电筒
20
作业现场
20
Φ630钢支撑
100T
作业现场
应急抢险人员联系
序号
姓名
联系
1
邢东华
2
宁新风
3
黄刚
4
勇军
5
彬
6
刚
7
南
8
肖婷婷
9
彦晓
10
迎峰
11
温勇
7.4.监测控制
7.4.1.监测案编制依据
1、本项目设计文件；
2、《工程测量规》GB50026-2007，标准；
3、《建筑基坑支护工程技术规程》DBJ/T15-20-97；
4、《建筑变形测量规程》JGJ8-2009，行业标准。
5、建筑基坑工程监测技术规GB50497-2009（GB50497-2009）
7.4.2.监测技术要求
7.4.2.1.点位布施
沿基坑坡顶、坡中、坡脚纵向20m设置一处观测点；结构物及道路10m设置一处观测点。
7.4.2.2.施测技术要求
1、水平位移基准网
在基坑边沿设置工作基点P（测站点），在基坑开挖土前，观测A、B、C（两个夹角和三个边长），求得P点的本期坐标；往后的每次观测均需求得P点的本期坐标。
2、垂直位移基准网
采用独立高程网，按三级沉降观测的技术要求，对3个水准基点BM1、BM2、BM3的高程联测，求得每个点的高程最可靠值。
3、水平位移监测
采用小角法观测。
水平位移值可按以下公式计算：
d—水平位移
—两次观测其水平角差值（"）
—常数，其值为206265
D—从测站点到观测点的距离
水平角观测限差如下：
两次照准目标读数差6"；
半测回归零差8"；
一测回2C互差13"；
同一向值各测回互差8"。
距离采用全站仪（测距精度±（2mm+2ppm*D））监测。
4、沉降观测（主要为公路边、结构物边的沉降观测）
按三级沉降观测的要求进行，高程观测仪器为三鼎/DS-32D水准仪，水准尺为铟钢尺。
并要求视距长≤30m，前后视距差≤
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