省老年人活动中心基坑工程设计与施工组织.docx
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省老年人活动中心基坑工程设计与施工组织
毕业设计
题目省老年人活动中心基坑工程
设计与施工组织
学院土木建筑学院
专业土木工程专业
班级土木1001班
学生马福栋
学号20100221160
指导教师刘燕
二〇一四年五月二十三日
摘要
随着社会的发展，人口的增多和城市化的快速发展，人们对住房的要求越来越迫切，城市中的建筑物越来越集中，我国是世界上人口最多的国家，要以有限的耕地面积养活13亿的中国人，就必须将人口集中起来，让出更多的耕地，因此，建筑形式向着更大、更高、更深、更集中的方向迈进，这就对基坑的开挖提出了更高的要求。
并且现阶段基坑的设计理论不够成熟，更多的是以经验形式进行设计，再加上地形、土质、地下水等不确定因素，导致基坑事故频发。
本文从基坑的设计和施工两个方面讨论了关于省老年人活动中心的基坑开挖的有关问题。
该基坑设计采用了土钉墙的支护方案，降水采用了集水明排的方法降水，对基坑开挖过程中进行实时的监测，对施工进行合理的安排，使之安全、有序和高效的进行。
关键词：
基坑；土方开挖；土钉墙；
ABSTRACT
Withthedevelopmentofthissociety,thepopulationisincreasingandtheurbanizationisinrapiddevelopment.Alltheseleadstopeople’surgentrequirementforhousingandthenbuildingsincitiesbecomemoreandmorecentralization.Ourcountry’spopulationismaximumupto1.3billionintheworld.Itisessentialforustocentralizehumansandemptyoutmorearablelandsothatallpeoplewon’tbehungry.Fromthissense,architecturalformsneedstostridetowardbeingmorelarger,higher,deeperandcentralized,whichmakesahighclaimtopitexcavation.However，sincethedesigntheoryofexcavationisimmature,peoplealwaysdesignitdependingontheirownexperience.Besidesthis,theuncertainfactorsofterrain,soiltexture,groundwaterallleadtotheaccidentsofexcavationhappeningfrequently.Thispaperdiscussestheitemrelatingtothepitexcavationoftheprovincialelderlyactivitycenter,whichinvolvestwoaspectsofdesigningandconstruction.Thefoundationpitdesignusesthesupportingschemeofsoilnailedwall.Andthemethodofopenpumpingisappliedinprecipitation.Duringtheprogressofpitexcavation,instantmonitoringiscarriedoutandrationalconstructionschemeispracticable.Itwillbeconductedsafely,orderlyandeffectively.
Keywords：
pit;excavation;Soilnailingwall;
摘要………………………………………………..…….….…………….………………
ABSTRACT…………….……………………..…………….……………………………
1前言……………………….…………………………………………….….…………….1
2工程概况......................……..….………………………….…..….…………………….2
3设计依据......................……..….………………………….…..….…………………….3
3.1图纸及地质报告…………………………………………………………………..3
3.2现行国家、行业、地方规范标准…………………………….………………...…3
4基坑支护方案选择......................……..….………………………….…..….………….4
4.1周边环境…………………………………………………………………………..4
4.2地下水…………………………….………………...……………………………..4
4.3地质情况………………………………………………………………............…..4
4.3.1地层结构…………………………….………………………................…...4
4.3.2土层参数选取…………………………….……………………........……...5
4.4支护结构的比选…………………………….………………...…………....……..5
5支护方案的确定......................……..….………………………….…..….……....…..….7
5.1确定支护方案…………………………………………………………....………..7
5.2支护结构的具体方案…………………………….………………...……..………7
5.3注意事项…………………………….………………...……......................………8
6支护体系计算书......................……..….………………………….…..….………….....10
7基坑降水排水设计......................……..….………………………….…..….………….11
7.1降水设计…………………………………………………………………............11
7.2排水设计…………………………….………………...……………....................11
8土方开挖......................……..….………………………….…..….………….................12
8.1土方特点………………………………………………………………..........…..12
8.2土方开挖前准备…………………………….………………...…………........…12
8.2.1土方开挖前的技术准备…………………………….……………………12
8.2.2土方开挖前的机械准备…………………………….……………………12
8.2.3土方开挖前的作业准备…………………………….……………………12
8.3土方开挖方案…………………………….………………...……………............13
8.4土方开挖注意事项…………………………….………………...…………….15
9基坑测量与监测......................……..….………………………….…..….………….....16
9.1监测目的…………………………………………………………………............16
9.2监测内容…………………………….………………...……………....................16
9.3巡视检查…………………………….………………...……………....................16
9.3.1支护结构…………………………….……………………........................16
9.3.2施工工况…………………………….……………………........................16
9.3.3周边环境…………………………….……………………........................17
9.3.3监测设施…………………………….……………………........................17
9.4测点布置…………………………….………………...……………..................17
9.4.1监测方法及观测精度…………………………….……………………....17
9.4.2监测频度…………………………….……………………........................18
9.4.3监测报警…………………………….……………………........................18
10工程进度计划………………………………………………………………….............20
11工程质量保证措施………………………………………………………………….....21
11.1工程质量目标…………………………………………………………………..21
11.2工序质量控制措施…………………………….………………...……………..21
11.2.1施工测量控制要点…………………………….……………………......21
11.2.2土钉墙施工质量保证措施………………………….……………………21
11.2.3坡面施工质量保证措施………………………….……………………..21
11.2.4降水工程质量控制措施………………………….…………………….23
12工程安全管理………………………………………………………………….............25
12.1安全生产管理体系…………………………….………………...…………......25
12.2安全生产职责…………………………….………………...……………..........25
12.3健全安全检查制度……………………………………………………………..25
12.4施工安全防护措施…………………………….………………...……………..26
12.5雨季施工安全措施…………………………….………………...……………..26
13文明施工和环境保护…………………………….………………...………….............28
13.1文明施工措施…………………………………………………………………..28
13.1.1文明施工措施…………………………….……………………..............28
13.1.2场容场貌管理………………………….……………………....................28
13.1.3临时道路管理………………………….……………………..................28
13.1.4材料堆放管理………………………….……………………..................28
13.2环境保护技术措施…………………………….………………...……………..29
13.2.1大气污染控制措施…………………………….……………………......29
13.2.2建筑垃圾的控制………………………….……………………................29
13.2.3噪声污染控制措施………………………….……………………..........29
14基坑事故应急预案…………………………….………………...……………..............31
14.1基坑坍塌滑坡预防及应急预案…………………….………………...………..31
14.2基坑坑底隆起预防及应急预案………………….………………...…………..31
14.2.1安全预防措施…………………………….……………………..............31
14.2.2应急预案………………………….……………………............................31
14.3涌砂涌水预防及应急预案……………………………………………………..31
14.3.1安全预防措施…………………………….……………………..............31
14.3.2应急预案………………………….……………………............................32
14.4火灾事故预防及应急预案……………………….………………...…………..32
14.4.1安全预防措施…………………………….……………………..............32
14.4.2应急预案………………………….……………………...........................32
结论......................………….………….……………………..….……...…..….………...33
参考文献......................…………….…………………..….…..……………….………….34
附录......................…………………..……....…...…...…...…………………….………35
1前言
各种高层和超高层建筑的出现，地铁的建设等地下建筑的发展对基坑工程提出了更高的要求。
现代的基坑向着更深，面积更大的方向发展，比如：
上海地铁四号线董家渡修复基坑则深达41米；上海虹桥综合交通枢纽工程开挖面积达35万平方米。
尤其是近几年，我国的基坑工程的发展速度加快，同时各种原因引起的基坑事故也是层出不穷，而且基坑事故一旦出现，往往会造成很大的人员伤亡和财产损失，但是由于基坑是临时结构，建设方往往不愿意付出足够的精力和金钱来对基坑工程进行合理的设计和施工，再加上我国的基坑技术还有待完善，所以基坑事故的发生还是很常见的，但是只要我们认真对待，就能够将损失降到最低。
目前基坑的开挖方式分为无支护开挖和有支护开挖，由于无支护开挖需要很大的空间，而且挖土量极大，但是随着城市化的发展，在城市中进行建设往往是空间狭小，周围建筑物密集，管线密布，因此现在来说，采用有支护开挖的形式进行开挖是最常见的。
其中，土钉墙又以其经济的价格、方便的施工、稳定的支护能力而被广泛的应用。
土钉墙支护以其突出的优点近几年来在基坑支护上应用非常的多，其优点大致可以归纳为以下几个方面：
A．充分的发挥土体自身的承载力来抵抗土压力，使支护结构和土体紧密的结合在一起发挥最大的功效。
B．土钉墙的主要构件就是打入土层的钢筋，因此它的结构比较简单，重量也比较轻，而且有良好的延性，能有效的抵抗地震。
C．设计和施工都非常的简单，土钉的成孔可以使用机械成孔也可以使用人工洛阳铲进行人工成孔，因此，使用人工成孔能够尽可能少的打扰周围土体，也不会有噪音的污染。
D．与其他的支护形式不同，土钉墙的支护不用单独留出场地进行施工，对于场地较小的基坑，周围建筑物密集的场地具有显著的优势。
E．由于土钉墙的每个土钉均是独立的，在基坑的开挖过程中可以根据基坑的变形情况，对土钉进行实时的调整。
2工程概况
本次工程为省老年人活动中心的基坑，该基坑位于济南市马鞍山路11号院内。
该处交通比较发达，四周都是公路，而且经十一路的车辆比较多，该建筑物是1栋六层的框架结构，有两层地下室，平面尺寸约为矩形长边为157.5米，短边为46.42米，拟采用独立柱基或桩基，柱下最大荷载为15000KN，基础埋深约11米。
场地等级为二级，地基等级为二级，场地安全等级为二级，岩土工程勘察等级为乙级。
3设计依据
3.1图纸及地质报告
（1）《省老年人活动中心岩土工程勘察报告》
（2）省老年人活动中心工程管网现状图
（3）省老年人活动中心总平面图
（4）省老年人活动中心岩土工程勘察平面图
3.2现行有关国家、行业、地方规范标准
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
《建筑与市政工程降水工程技术规范》JGJ/T111-98
《建筑变形测量规范》JGJ8-2007
《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001
《钢筋焊接及验收规程》及条文说明JGJ18-2003及JGJ18-2003T
《工程测量规范》GB50026-2007
《建设工程施工现场供用电安全规范》GB50194-93
《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001
《建筑施工安全检查技术标准》JGJ59-99
4基坑支护方案选择
4.1周边环境
该基坑周围建筑物距离基坑的距离较远，四周被道路包围，距道路最近约25m，最远约为40m，距离北边的地下人防11m。
周围管线稀疏，无重要管线，有些距离较近的管线也已废弃不用。
4.2地下水
本场地地下水主要以松散岩类裂隙水为主。
场地内地下水位埋深5.22-6.38米。
地下水对混凝土结构具微腐蚀性，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性；土样对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性。
场地内地下水位埋深及稳定水位标高分别如下：
表1
数据
个数
稳定水位埋深（米）
稳定水位标高（米）
最小值
最大值
平均值
最小值
最大值
平均值
26
5.22
6.38
5.89
44.16
45.53
44.49
4.3地质情况
4.3.1地层结构
通过钻孔能够得出资料，岩土层可分为6大层（见剖面图）：
①层为杂填土（Q4ml），主要包括一些建筑垃圾等，（厚度:
0.50～3.50m,平均1.88m）；②黄土（Q4aol）不必考虑黄土的湿陷性，（厚度:
0.80～4.90m,平均2.94m）；③碎石土（Q4al+pl）（厚度:
0.90～7.70m,平均3.99m）；④全风化辉长岩（γ5）（厚度:
1.20～13.80m，平均5.20m）；⑤强风化辉长岩（γ5）；⑥中风化辉长岩（γ5）。
①层为杂填土（Q4ml）:
杂填土（Q4ml）颜色杂乱无章，杂填土（Q4ml）质地非常松散，以至于地质勘查报告上给出的粘度系数为0，因为都是一些废弃的砖石等建筑垃圾，杂填土（Q4ml）中粘性土的含量非常少。
整个场地范围内杂填土的分布是比较广的，平均在2米左右，最深的达到3.5米厚，因此成为了本基坑设计中的一个难点。
②层为黄土（Q4aol）:
黄土（Q4aol）颜色为棕黄色,相对来说黄土的可塑行比较好，干燥的黄土强度还是比较高的能够达到中等，黄土（Q4aol）也有比较好的韧性。
在土层中也是分布广泛，平均厚度达到了3米左右最厚到的地方达到了接近五米，此处的黄土不具有湿陷性，不必进行湿陷性评价。
③层为碎石土（Q4al+pl）:
颜色为灰白色,比较湿润，质地不是特别松散，岩石的粒径最大为12cm。
整个场地范围之内分布比较广泛，平均厚度为六米多，最厚地方达到7.7米，有的地方碎石土就作为地基来承载基础传递下来的荷载。
④层为全风化辉长岩（γ5）:
全风化辉长岩（γ5）颜色为灰绿色,结构风化比较严重，以至于其岩石的构造都不清晰了，全风化辉长岩（γ5）主要成分为，全风化的辉石、长石等矿物，质地较密，水的渗透系数较小，可以认为是不透水层，采取样本进行标准贯入试验，实验结果为N=33.8下。
个场地范围之内分布非常广泛，平均厚度为五米多，最厚地方达到14米，大部分的全风化辉长岩作为持力层，直接承受来自基础的荷载。
但是这种岩石一旦暴露在空气中很容易被氧化，变得松散，失去它的密实度。
⑤层为强风化辉长岩（γ5）:
强风化辉长岩颜色为灰绿色,粗粒状结构,强风化辉长岩主要成分为，全风化的辉石、长石等矿物，质地较密，强风化辉长岩水的渗透系数较小，强风化辉长岩可以认为是不透水层，由于该岩层比较厚，而且埋深比较深对基坑的影响不明显，因此，勘查部门勘查时并未穿透强风化辉长岩层。
⑥层为中风化辉长岩（γ5）:
颜色为灰绿色，该层风化不是太厉害，岩层的结构还比较明显，该层埋深很深，而且岩层很厚，因此勘查人员也为穿透该层。
4.3.2土层参数选取
各土层抗剪强度指标（Ck、φk）标准值及渗透系数确定如表1所示：
表1
层号
名称
γ
Ck（kpa）
φk（度）
①
杂填土
19.0
0
10
②
黄土
19.0
22.1
20.4
③
碎石土
17.7
5
30
全风化辉长岩
18.5
0
26
4.4支护结构的比选
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）的有关规定，常见的支护结构有支挡式结构、土钉墙、重力式水泥土挡墙和放坡等支护结构。
这些结构各有优缺点，适用于不同的土质和不同的基坑中。
支挡式结构又分为锚拉式结构、支撑式结构、悬臂式结构、双排桩和支护结构与主体结构结合的逆作法，这五种方法都能用于基坑支护安全等级为一、二、三级的基坑，但是其应用应根据不同的情况具体选择。
锚拉式结构和支撑式结构均能用于较深的基坑中，但二者也有不同之处，锚拉式结构能够用于基坑面积较大的基坑，但当周围地下建筑物比较密集时应当注意不要将锚杆打入其他建筑物以免对临近建筑物造成破坏，而锚拉式的结构不宜用于软土层和高水位的碎石土、砂土层中，而支撑式结构则只限于基坑的宽度不大的情况下，其刚度比较好，能够较好的控制周围土体的变形。
悬臂式结构适用于较浅的基坑，而且在地下水比较多的地方，可以用地下连续墙或者是排桩来止水。
土钉墙结构适用于基坑支护安全等级为二、三级的基坑，又分为单一土钉墙、预应力锚杆复合土钉墙、水泥土桩垂直复合土钉墙和微型桩垂直复合土钉墙，单一土钉墙适用于地下水位以上或经降水的非软土基坑，且基坑深度不宜大于12m；预应力锚杆复合土钉墙应用比较广泛，可以使用于大部分的十五米以下的基坑中，但所有的基坑都应该在地下水位以上，而且如果是软土的话，预应力锚杆复合土钉墙就不适用了，这是应该考虑用排桩或者地下连续墙结构进行支护，水泥土桩垂直复合土钉墙用于不是软土的而且不大于十二米的基坑中，也可以用于淤泥质土的基坑中，但是基坑的深度应该在六米以内。
重力式水泥土墙适用于基坑支护安全等级为二、三级的基坑，适用于淤泥质土、淤泥基坑，且基坑深度不宜大于7m。
放坡适用于基坑支护安全等级为三级的基坑，要求基坑周围的场地要宽阔，土质要好，而且基坑的深度不大的情况下。
也可以与上述的支护结构形式结合。
根据不同的情况，由于土层不均匀，基坑深度的不同可以分段选择不同的支护形式，支护结构可采用上、下部以不同结构类型组合的形式。
5支护方案确定
5.1确定支护方案
（1）根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）的有关规定，考虑到该基坑周围建筑物较少，管线也比较稀疏，基坑的安
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