汽车卸煤沟土方开挖施工方案.docx
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汽车卸煤沟土方开挖施工方案
天富热电2×330MW新建热电厂工程汽车卸煤沟
土方开挖及支护专项施工方案
1．工程概况
1.1天富热电2×330MW新建热电厂汽车卸煤沟位于厂区北侧，工程施工现场自然地面较为平坦，根据新疆生产建设兵团勘测规划设计研究院提供的岩土工程勘察报告显示，卸煤沟施工地段开挖深度的土质结构层分为5层，第一层为1号耕植土，厚度约0.4～0..5m，以粉土为主，含大量根系，疏松、潮湿。
第二层为2号粉土，埋深0.4～0.5m场地内西北厚，东北薄，厚度0.5～5.6m，湿度饱和，无光泽，干强度、韧性低。
第三层为3－1号粉细砂，厚度不一，0.4～4.1m.第四层为3号园砾，厚度3～11m，分布连续，级配较好，分选型差。
第五层为4号粉土、粉质粘土互层，互层为主，夹透镜体，厚度为0.9～8.2m，平均厚度为4.6m，分布较稳定，饱和，属中密状。
地下水位埋深较浅，含水层富水性较强，基坑开挖时建议采用管井降水。
卸煤沟基础为箱型基础，基础将坐于4号土层上。
1.2汽车卸煤沟横向东西两端轴线宽度15m，中间轴线宽度12m，纵向长度为86.6m。
基坑开挖范围纵向长121.1m，两端横向49.5m，中间46.5米，开挖深度13.5m，基坑形成后底口尺寸为长度96m,两端宽度为24m，中间宽度为21米。
1.3本工程基坑深13.5m，因地下水位较高，土质稳定性较差，开挖前须进行降水，待水位降至-6m时进行第一层土方的开挖，第四层土方开挖必须待水位降至基坑开挖深度2m以下时再进行开挖。
但工程所处位置地势开阔，平坦，适合采用大开挖方案。
考虑卸煤沟土方开挖量大，根据现场的施工条件，土方外运的运输坡道设置两条，一条坡道沿着1号输煤栈道的中心线留设，在1号转运站处转90°沿着2号输煤栈道方向运出。
另一条坡道从卸煤沟西端开设，坡道长度70米，开挖时偏西南方向与煤场北侧厂区道路相连。
（具体位置见附图）
1.4工程量：
基坑土方开挖量约59000m3，坡道土方开挖量约7800m3。
2施工依据
2.1新疆电力设计院设计图纸
2.2《电力建设施工及验收技术规范》（建筑工程篇）SDJ69-87和《电力施工质量验收评定规程》DL/T5210.1—2005
2.3《电力建设安全工作规程》DL5009.1—92
2.4《建筑地基与基础工程施工质量验收规范》GB50202--2002
2.5《土石方与爆破工程施工验收规范》
2.6《建筑施工手册》
2.7《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
2.8《汽车卸煤沟降水施工方案》
3工期计划
3.1卸煤沟计划开工日期是2010年7月20日，竣工日期为2011年6月30日。
3.2降水计划2010年6月26日开始施工降水井，7月5日降水井施工完毕，具体降水所需工期要根据地下水情况和降水公司的降水计划确定。
3.3第一层土方开挖计划待水位降至-6m时进行，二、三、四层土方具体开挖时间须根据降水情况确定，开挖时必须保证地下水位在开挖底面以下1.5m处。
第一层土方约21500方土，开挖时间5天。
第二层土方约17500方，开挖时间4天，第三层土方约12400方，开挖时间4天，第四层土方约7200方，开挖时间2天。
此时间计划未考虑坡道土方的开挖时间。
坡道土方的开挖根据基坑开挖的进度同时进行。
4施工准备
4.1工程开工前认真熟悉图纸，解决存在的问题，为施工扫清技术障碍。
4.2土方工程开工前，要根据施工图纸进行定位并经业主方、监理单位检验合格后方可动工。
4.3土方开工前根据施工图纸将轴线测放，基坑开挖上口灰线并经轴线护桩引至施工作业区之外。
4.4组织对边坡进行围护的材料进场。
根据施工开挖线，在施工过程中及时距开挖线2m处设安全围护，围护外设排水沟一道，距围栏1.0m，排水沟深0.4m×0.4m。
4.5确定开挖使用的机械设备，并保养维修，确保正常运转。
4.6对操作人员进行技术、安全的交底。
5工序交接
5.1当人工清基至后设计高程，经各方进行地基验槽后，尽快组织垫层施工，使基地封闭。
6土方开挖及支护施工方法
6.1土方开挖
6.1.1施工顺序：
土方工程的施工顺序既要考虑机械开行线路，同时也要满足充分发挥机械效率、加快施工进度的要求。
本工程拟定由中间向东西两方向开挖，分两个运输坡道进行土方外运。
6.1.2施工分层：
根据新疆生产建设兵团勘测规划设计研究院提供的岩土工程勘察报告以及开挖机械的性能，在保证每层开挖完时边坡土质的稳定，坡脚处不能有两种或两种以上的土质，确定分四层开挖，其中第一层开挖深度为3.7米，开挖土层为1号、2号土层。
拟设挖掘机4台，配备18m3翻斗车16辆。
第二层开挖深度3.5m，开挖土层为3号土层。
拟设挖掘机4台，配备18m3翻斗车16辆。
第三层开挖深度3.8m，开挖土层为3号、3－1、4号号土层。
拟设挖掘机2台，配备18m3翻斗车10辆。
第四层开挖深度2.5m，开挖土层为4号土层。
拟设挖掘机2台，配备18m3翻斗车10辆。
当挖完一层后组织劳力对边坡进行修整，并检查验收合格后，方可下层开挖，在开挖过程中技术人员要经常检查边坡坡度是否符合要求，出现偏差及时纠正。
6.1.3由于卸煤沟开挖面狭长，第一层和第二层拟采用四台挖掘机从汽车卸煤沟中间向东西两飞方向并排开挖，，从坡道退出。
6.1.4第三层和第四层开挖工作由两台挖掘机并排开挖完成，顺序采用由中间向两边挖至坡道处。
6.1.5坡道的开设：
结合工程特点及现场实际情况共设两条坡道，一条拟沿1#输煤栈道中心线设置，另一条从卸煤沟西端设置，与煤场北侧厂区道路连接，坡道坡度按不小于1：
6设置，能满足拉土车辆运行即可，同时防止1#输煤栈道基底超挖。
坡道下口宽度按基础外边线外扩2m设置，坡道边坡坡度按卸煤沟开挖边坡实行。
两侧设置排水沟。
6.1.6在基坑开挖的施工过程中，当一层土方开挖完毕，进行二层土方开挖时，如遇施工车辆在坑底无法正常通行时，应及时用戈壁垫路上铺道木来保证施工车辆的正常通行。
戈壁填筑厚度可根据坑底土质情况决定。
6.1.7基坑开挖的粉土外运至厂区北围墙以外的弃土场，开挖的天然戈壁堆放至拌合站南面的空场地，以备土方回填使用。
6.2边坡支护：
采用台阶式放坡支护和钢管桩支护相结合的形式
6.2.1根据基坑开挖深度要求，地勘报告和施工现场地面实际情况，并根据土方施工规范要求、建筑基坑支护技术规程及有关确定边坡坡度（具体见附图）；同时为满足模板支设、防腐，排水和从安全等方面要求，卸煤沟基坑开挖采用台阶式放坡形式。
因开挖时地下水位已降至基坑开挖深度1.5m以下，可按如下设置坡度：
在垂直方向分四层，第一层开挖深度为3.7m，采用1∶0.75坡比，第二层开挖深度为3.5m，采用1∶0.75坡比，第三层开挖深度为3.8m，采用1∶0.75坡比，第四层开挖深度为2.5m，采用1∶0.75坡比，每层留1.5m宽平台.由于施工区域内地下水位较高，每层开挖时在基坑底部四个角点均设置集水坑，集水坑随开挖深度的推进而不断的降低。
6.2.2在挖至设计标高后，基坑底部为戈壁土，水渗透系数较大，故考虑在基底纵向两侧设置排水沟和集水坑。
排水沟深0.6m,宽0.5m，积水坑深1m,长宽各1.5米。
6.2.3当第三层基坑土方开挖完毕后，在基底坡脚处打钢管桩的支护方法来稳定边坡，支护钢管直径为159mm，壁厚4mm.用打桩机将钢管压入土内，再用厚50mm宽300mm长3m的木板放置在钢管与边坡之间，并将空隙回填密实。
支护钢管长度3m,压入土内2m,支护间距为500mm。
边坡支护稳定性验算如下：
场地土层物理力学指标表
层号
孔隙比e
内摩擦角Ø
基准基床
系数KN/m2
粘聚力
C（Kpa）
压缩模量Es
变形模量Eo
承载力
（Kpa）
2
0.9
10.9
10000
10.8
Es=5.0
105
3-1
21
25000
0
Es=8
120
3
32
40000
0
Eo=18
280
4
0.65
15.2
20000
14.8
Es=12
150
5-1
21
28000
0
Es=13
140
5
32
100000
0
Eo=22
320
6
18.2
40000
15.7
Es=18
185
因第四层挖掘深度是2.5m，故钢管桩支护高度为2.5m
桩深计算
r=20KN/m3，则h′=20/20=1m
r′=20×（2.5+1）/2.5=28KN/m3
Ka=tg2（45-φ/2）=tg2（45-15.2/2）=0.589
Kp=（45°+35°/2）=1.608
μ=ea/（Kp-Ka）r=（2.5×20×0.589+20×0.589）/（1.608-0.589）×20=41.23/20.38=2.023m
L=h+μ=2.5+2.023=4.523m
ΣE=4.523×0.589×（2.5×20）/2+20×2.5×0.589=96.05KN/m
a=2/3×h=2/3×2.5=1.667m2
Kr=（Kp-Ka）r′=（1.608-0.589）×28=28.53
m=6ΣE/KrL2=（6×96.05）/（28.53×4.5232）=576.3/583.653=0.987
n=ΣE·a/KrL3=（6×96.05×1.667）/（28.53×4.5233）=960.692/2639.864=0.364
由m﹑n值查表得w=0.35
则x=w×L=0.35×4.523=1.583
T=μ+1.2x=2.023+1.2×1.583=3.923m桩高入土3.923m。
最大弯矩：
Xm==192.1/28.523=2.595m
MmaΣEL+Xm-a）-（Kp-Ka）r3x3m/6=96.05×（4.523+2.595-1.667）-{（1.608-0.589）×28×2.5953}/6=523.57-83.098=440.472KN/m
已知条件:
最大弯矩:
440.472KN/m,钢管桩:
φ159mm、A=19855.65mm2,Fcm=21N/mm2As=1947mm2Fy=290N/mm2
b=（290×1947）/（2.1×19855.65）=12.15
将b代入a={1/（1+36）}×{1.25+sin2πa/2π},并代入试算法求得a=0.47
将a代入at=1.25-2a得at=0.31
求钢管的承载力:
M=（2/3）×Fcm·Ar×sin3пa/п+Fy·As·ra×（sinπa+sinπt）/π=92/3）×21×19855.65×79.5×（sin384.6°/3.14）+290×1947×75.5×{（sin384.6°+sin355.8°/3.14}=22099338.45×0.314+42629565×0.58=317×105N·mm﹥440.472KN·m故满足要求
ǐ-土的重度¢—内摩擦角Ka、Kp—土压力系数Fcm—弯曲强度设计值
土压力系数ka、kp值
φ
tg（45°-φ/2）
tg2（45°-φ/2）
tg（45°+φ/2）
tg2（45°-φ/2）
0°
2°
4°
5°
6°
8°
10°
1.000
0.966
0.933
0.916
0.900
0.869
0.839
1.000
0.933
0.870
0.840
0.811
0.756
0.704
1.000
1.036
1.072
1.091
1.111
1.150
1.192
1.000
1.072
1.150
1.190
1.233
1.323
1.420
12°
14°
15°
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