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菏泽市万福河污水提升泵站工程基坑支护专项施工方案改

菏泽市万福河截污提升泵站工程

山东菏建建筑集团有限公司

高层 建筑 钢结构的施工组织设计二、工程概况及整体方案概述

四、施工部署及工期安排

六、质量目标、方针及质量验收标准

七、安全文明施工措施施工部署及工期安排

十、边坡支护紧急情况应急措施

1.甲方提供的相关资料

参阅“菏泽市万福河截污提升泵站工程岩土工程勘察报告

菏泽市水利局万福河截污提升泵站工程指挥部提供

菏泽市万福河截污提升泵站工程施工图

2.本方案编制的主要规程、规范

建筑工程施工质量验收统一标准

建筑地基基础施工质量验收规范

建筑机械使用安全技术规程

施工现场临时用电安全技术规程

建筑工程施工现场供用电安全规范

建筑工程施工现场安全防护、场容卫生、环境保护及保卫消防标准

二、工程概况及整体方案概述

菏泽市万福河截污提升泵站工程位于菏泽市南外环路以北、侯店社区以南的侯店大坑内。

2.2水文地质及工程地质概况

2.2.1场区施工影响深度范围内的地层及工程特性：

③层粉质粘土：棕灰色，可塑~软塑，中等韧性，中等干强度，稍有光泽，局部粉粒含量较高。具中~高压缩性，土质均匀性较差。场区普遍分布，厚度1.3~1.7m；层底标高：44.49~44.88m;层底埋深：3.90~4.50m。

⑤层粉质粘土：棕灰色，可塑~硬塑，中等韧性，中等干强度，稍有光泽，埋深7.0~8.0m部位多夹黄色密实粉土薄层，厚度一般小于0.40m。该层具有中压缩性，土质均匀性较差。场区普遍分布，厚度5.90~6.30m；层底标高：36.09~36.48m;层底埋深：12.40~12.90m。

⑥层粉砂:褐黄色~灰黄色,密实，湿~很湿，低韧性，低干强度，无光泽反映，抗震反应迅速，局部夹粉砂。具有中压缩性，土质均匀性较差，厚度:未穿透。揭露最大厚度为7.40m。

2.2.2水文地质条件：

该场地地下水为第四系孔隙潜水,其主要补给来源为大气降水入渗补给,以地面垂直蒸发为主要排泄方式，径流滞缓。勘探期间,从施工钻孔中测得稳定地下水位埋深为0.70~0.75m,相应标高为42.99~42.87m。

2.2.3岩土工程勘察报告对施工的要求：

拟建场地地下水类型为第四系孔隙潜水,其主要含水层为②层粉土夹粉质粘土、④层粉土、⑥层粉土。基坑开挖范围内影响到的主要土层为②层粉土夹粉质粘土和③层粉质粘土。为确保基础工程顺利施工,应对地下水进行有效控制,预计基坑开挖范围内需要使地下水位下降约6.00m左右,拟采用轻型井点法进行降水,将地下水位降至基坑底以下0.50m左右。

该构筑物周围距离已有建筑物较远，地下水位较高（埋深0.7~0.75m左右），基坑开挖前应采用轻型井点法降水至基底下0.50m，基坑开挖可采取放坡开挖方式，并在坡面上喷钢筋混凝土护坡。

2.3基坑支护整体方案概述

本工程的实际开挖深度在5.0m左右，根据现场的情况，考虑在基坑全高范围内采用土钉墙喷射混凝土的形式支护，采用1：0.8~1.0放坡。

3.1支护设计分析及选择

3.1.1护坡设计原则

基坑支护的设计原则为“技术先进、经济合理、安全可靠”，从而确保基坑开挖过程及结构施工期间边坡稳定以及周边建筑、道路的安全。

3.1.2护坡设计的指导思想

与其它科学领域不同，由于土体结构的复杂性，其诸多计算模型、受力机理目前还存在较大的争议，因此岩土工程设计的指导思想为概念性设计，概念性设计的形成归根于大量工程的成功经验的总结，各种理论计算结果是基于概念性设计基础之上的有力补充。

3.1.3护坡方案的选择

本工程的地开挖深度5.0m，南面紧挨南外环路，考虑采用放坡挂网喷射混凝土，同时结合钢板桩加固支护。

3.2.1土钉墙支护原理

土钉支护是从坑道喷锚支护发展起来的一种柔性支护，其基本原理为“新奥法”，通过密布的压浆土钉，从本质上改变加固区原状土的土体力学性质，形成“加固区”从而抵抗侧向土的压力。土钉施工随挖随支，及时封闭开挖面，使得由于开挖引起的土层应力释放得到控制，约束边坡位移的发展。同时土钉体也具有类似锚杆的作用，将不稳定的土压力引入深处稳定的土层中，通过稳定土层中的锚固力来平衡不稳定的土压力。于护坡等支护形式相比，从支护原理上来说，土钉支护是一种主动型的约制支护方式。

3.2.2土钉墙支护设计概述

虽然我国国家及相关部门已颁发相应的土钉支护规范，土钉墙支护原理仍不是十分清楚，目前规范主要采用经典的土压力进行计算，由于经典土压力的分布形式，土钉设计中存在与现实工程不太相符的情况，主要为下部土钉过长，同时下部土钉受力计算值偏大。北京、上海等大都市的土钉支护十几年的发展与完善，其施工经验已十分成熟，大多数单位在概念性设计中都将土钉长度及直径进行相应的调整及折减，并不影响土钉支护整体的稳定性。

关于土钉端部联接的做法，常用以下三种方式：

牛腿筋做法为规范推荐做法，但目前较少采用，目前采用较多的做法主要是弯钩及井字筋做法，其中井字筋做法受力较为均匀，但是主筋和加强筋的焊点的受力较小，容易脱离，造成面层和土钉受拉分离，结构受到破坏。我公司拟采用加强后的弯钩做法，采用双弯钩，效果较好。

3.2.3本工程支护设计方案

本工程场区较为开阔，考虑取坡顶荷载为20Kpa。

5m，坡顶考虑均布荷载20Kpa

1Φ16加强筋双向，且保证每根土钉周围均有，详见节点大样

厚度80mm，强度C20

水灰比0.45～0.5

水泥：砂：石＝约1：2：2

基坑深度：5.100(m)

基坑内地下水深度：6.000(m)

基坑外地下水深度：6.000(m)

基坑侧壁重要性系数：1.100

土钉荷载分项系数：1.250

土钉抗拉抗力分项系数：1.300

整体滑动分项系数：1.300

序号水平投影(m)竖向投影(m)倾角(°)

12.005.175.0

序号土类型土层厚容重饱和容重粘聚力内摩擦角钉土摩阻力锚杆土摩阻力水土

(m)(kN/m^3)(kN/m^3)(kPa)(度)(kPa)(kPa)

1杂填土0.5000.000.000.00.00.10.1合算

2粉土夹粉质粘土1.60019.0019.07.087.17.1.0分算

3粉质粘土1.50018.418.00.021.018.018.0分算

4粉土2.5019.119.017.025.917.017.0分算

5粉质粘土6.10018.637.026.015.223.023.0分算

6粉土7.40018.918.014.026.414.014.0分算

序号超载类型超载值(kN/m)作用深度(m)作用宽度(m)距坑边线距离(m)形式长度(m)

序号水平间距(m)垂直间距(m)入射角度(度)钻孔直径(mm)

11.5001.50010.0130

21.5001.50010.0130

31.5001.50010.0130

41.5001.50010.0130

51.5001.50010.0130

施工过程中局部抗拉满足系数:1.000

施工过程中内部稳定满足系数:1.000

考虑地下水作用的计算方法：总应力法

土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数：0.500

圆弧滑动坡底截止深度(m)：0.000(m)

圆弧滑动坡底滑面步长(m)：1.000(m)

工况开挖深度破裂角土钉号设计长度最大长度(工况)拉力标准值拉力设计值

(m)(度)(m)(m)Tjk(kN)Tj(kN)

11.80056.10

23.30050.713.0763.076(2)14.319.6

34.80049.214.5684.568(3)14.720.3

20.9420.942(3)0.00.0

46.30048.815.0915.091(4)14.920.4

21.7651.765(4)0.00.0

30.9630.963(4)0.00.0

57.80052.115.1255.125(5)13.819.0

22.1872.187(5)0.00.0

31.5041.504(5)0.00.0

41.1571.157(5)2.33.2

工况号安全系数圆心坐标x(m)圆心坐标y(m)半径(m)土钉号土钉长度

12.5743.1249.9112.046

22.9111.4149.0712.496

32.3481.1179.3744.282

土钉号土钉拉力(抗拉)土钉拉力(稳定)计算钢筋面积配筋配筋面积

120.441.6152.71D14153.9

20.06.222.81D12113.1

30.03.613.11D12113.1

43.210.739.21D12113.1

512.418.266.91D12113.1

(3)、根据原设计图纸及泵站水池距南侧公路距离，必须将水池全部南侧土坡至公路面斜面全部用锚钉支护固定，如设计图纸变更，侧根据变更后泵站水池距南侧公路距离确定支护方案。

南侧土坡斜面支护方案锚钉墙基坑支护：

基坑边坡支护方案的选择：本工程南侧路面与基槽底高差较大达11米多，需要进行基坑边坡支护，我们将优先选用锚钉墙作为支护方法。因为：

①由于工期很紧，锚钉墙与土方开挖同步施工，能与开挖形成流水施工。

②锚钉墙施工时，噪声小、无地面污染。

③锚钉墙适应性强，适应坑顶有道路和垂直运输设备的情况。且锚钉墙有比土方开挖稍后一步施工的特点，有利于暴露土体结构的复杂性，提高了采取技术措施的透明度，这也可视为它的优点。

锚钉墙的成孔大部分用洛阳铲，易于掌握，安全可靠：

深基坑边坡支护如果采用带锚拉的护坡桩是被动支挡形式，依靠桩结构体系的支挡能力，未改变土的边坡位移增大到一定程度后可能产生脆性破坏的性质。所以一旦产生桩体倾斜破坏，位移速率大，很难及时采取有效措施。对安全及工期产生较大影响。

锚钉墙通过锚体与土之间的摩擦力，将边坡内部水平推力传到锚体上，使土与锚体共同工作，既增强了土的主动受力能力，又增强了土体破坏的延性，改变了边坡破坏时突然塌方的性质。虽然很多工程证明，锚钉墙的位移积累量不大于20mm，但由于土体延性的增加，锚钉墙即使发生破坏，也是渐进性的，相应加固方法简单，时间充裕。

因此确定采用锚钉墙支护方案。

在锚体端部设计了由Φ16钢筋组成的井字型锚头，压在坡面φ6＠150×150的钢筋网上。锚筋从锚头中间穿过，三者互相焊接，然后喷射C20厚100mm的速凝砼，形成三位一体的多支点钢筋砼连续板。

为验证锚体设计抗拔力是否正确，在现场做不同土层的抗拔力试验。该工程选择在杂填土、亚粘土和砂土层中分别各做2组，每组3根抗拔力试验。

然后根据锚体抗拔试验的实际情况进行反馈设计。

锚体抗拔力与其长度有较大关系。由于试验土体外表面易松动，试验锚体太短会影响其抗拔值。但如果试验锚体太长，也需要吨位较大的张拉设备。所以该工程试验锚体长度选为4m。锚体按正常工艺施工，养护7d后进行试验。

试验设备主要有加载、量测及反力装置3部分。

场地平整→挖土→做坡顶防渗层→清坡→成孔→放锚杆→压力注浆→绑扎坡面钢筋→焊锚头→喷坡面混凝土。

由于锚钉墙是先开挖后支护，所以要保持边坡在施工中的稳定性，必须控制边坡土方开挖的层高与开挖段长度，这就是锚钉的分层分段施工。

影响分段开挖长度的因素为土质条件、坡度、坡顶部位超载大小及基坑深度等。对松软的杂填土地段分段应小一些。施工期间坡顶超载较大、边坡陡立度较大时，分段也应小一些。对深度较大的基坑，其下部开挖支护时，分段应小一些。

分段开挖的长度与土方工程工期要求要相适应。本工程工期较紧，可采取多段跳槽开挖以扩大施工面，加快施工进度。因此锚钉墙支护能力一方面要满足保证边坡稳定性的需要，即边坡开挖后在12h内完成支护作业；另一方面也要适应多段跳槽开挖，加快施工速度的要求。

采用水平斜向锚杆，以便将锚杆锚固于稳定土体内。锚杆在孔中的定位；为避免送锚杆时锚杆陷入泥中，锚杆每隔2m焊1个由铁皮做成的锥形雪撬式支承架，以保证锚杆定位于锚孔中心。

边坡钢筋绑扎和喷射混凝土与地下工程喷锚支护施工工艺相似。但应注意：a、坡面钢筋绑扎要控制好上下层与左右段接搓部位的质量，要按有关规范施工；b、必须保证锚筋、钢筋网和井字形锚头三者的连接质量。锚筋穿入井字形锚头处四周应满焊，同时应确保钢筋网纵横各有2根钢筋与锚头点焊连接。

锚钉墙的位移监测和信息反馈

施工中对边坡支护全过程进行了位移日监测，目的是及时掌握锚钉墙位移速率的变化和位移累积总量，以便采取措施对其稳定性进行控制。监测方法与护坡桩的位移监测相同。

四、施工部署及工期安排

4.2工程管理目标（含质量、工期与安全文明）

符合国家现行质量验收规范，质量达到合格标准。

尽快进行降水、支护工作，充分为结构施工创造工作面，确保整个工程按合同工期如期完成。

文明施工，杜绝人身伤亡事故发生。

4.3项目施工组织机构

4.4本工程投入的机械设备

2、土钉墙施工机械设备

5.1.1土钉墙施工工艺流程

土方开挖修边坡土钉成孔安放土钉注浆绑扎钢筋网土钉同加强筋焊接加垫块设喷射砼厚度控制标志喷射砼养护

5.1.2砼钉墙施工要点

根据基坑支护方案测量放出开挖线，用白石灰撒在现场。

基坑边坡应分段分层开挖，采用反铲挖土机，预留10cm~20cm人工修坡，开挖深度在土钉孔位下50cm，边开挖边人工修整边坡。人工修整坡时，坡面平整，坡面平整度≤20mm

土钉成孔机具用专用工具。成孔直径130mm，倾角位10º。成孔前，在设计孔位处作显著标志，以免钻孔时错位。

钻孔完毕后，应立即将钢筋体和灌浆管（1根Φ20塑料管）同时插入孔底。土钉使用前应调直、除锈，钢筋长度不够时，可采用搭接焊工艺加长；位保证钢筋杆体位于成孔的中心，在钢筋杆体上焊接3根对称的“V”型Φ6.5的钢筋作为支架，沿钢筋方向均匀布置，间距2m。水泥采用P.C32.5复合水泥，注浆材料宜用1：0.5的水泥净浆。在注浆前，注浆管应插至距孔底250～500mm。将搅拌好的水泥浆注入钻孔底部，自孔底向外灌注。

钢筋网与坡面间隙大于20(采用已预制好的垫块控制)，钢筋网应与土钉和加强筋联接牢固，保证喷射砼时钢筋不晃动。钢筋为Φ6.5＠200×200，网片之间采用绑扎搭接，搭接长度不小于200mm（坡面上下段钢筋网搭接长度应大于300mm）。

喷射砼应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度为30mm~50mm，喷射时，喷头与受喷面应垂直，宜保持0.6m~1.0m的距离，喷射人员应控制好水灰比，保持砼表面平整、湿润光泽，无干斑或流淌现象。本工程面临雨季施工，喷射砼终凝2h后，应覆盖草帘被养护（在喷射混凝土前将喷射砼厚度控制标志钢筋棍加长，可以兼做悬挂草帘被挂件），养护时间依气温环境条件，确定为1d~2d。喷射混凝土强度等级不低于C20。

为防止土钉墙内有局部渗水，坡顶向外反500mm作为散水面，倾角向坡外，防止地表水流向基坑。如滞水较大，可在坡脚设置临时集水坑，等水沉淀后二次利用或用泵抽出基坑外。同时，在含水层埋设花管（Φ25塑料管，间距2000mm），便于土钉墙有积水时顺利排出。

土钉支护施工规范上部土钉达到设计强度的70％之后，方可以开挖下步土层。根据本工程情况，需在水泥浆及拌合料中掺加早强剂等外加剂。

5.2.1基坑监测的重要性及必要性

本工程必需采用信息化施工，通过监测，及时分析反馈监测结果，掌握基坑支护结构及周边环境的情况，确保基坑安全。

基坑监测是基坑工程中重要的组成部分，尤其超深、周边环境复杂的基坑，监测工作是必不可少的，没有基坑监测就不能及时发现基坑的安全隐患，就无法保证信息法施工；忽视基坑监测造成的后果是灾难性的，因此，必需对基坑监测引起足够的重视。

5.2.2土钉墙顶部位移观测

①位移观测的目的:通过对土钉墙顶部的位移观测，对基坑变形情况进行监控，及时采取防范措施，防止支护体系变形过大对基坑边坡造成危害。

②顶部位移观测点的布置:在土钉墙顶面（基坑散水）埋设观测点，间距约20米。观测点的做法：有基坑顶部埋击入水泥钉并做标记。在基坑四边角设置位移观测的基准点，保证两个基准点的通视连线通过所有的观测点。

④观测仪器:采用激光经纬仪进行观测

⑤坡顶位移的警戒值:根据经验，支护位移量一般为基坑深度的3～5％，本工程取坡顶最大位移报警值3.0cm。

由于本工程开挖深度比较大，放坡按1:0.8—1.0，基槽开挖面积也比较大，不同标高的基底下被超挖部分地基采用最佳级配砂石（中砂：石子=6:4）回填至基底标高，压实系数≥0.95垫层出基础每边不小于500mm。

回填管沟时，为防止管道中心线位移或损坏管道，应先用人工进行管子周围夯实，并沿管道两边同时进行，直至回填到管顶50cm以上时，在不损坏管道的情况下，方可采用机械回填和压实。

六、质量目标、方针及质量验收标准

我公司的质量方针是“建精品工程，树良好信誉，持续地改进，赢顾客满意”。在公司质量方针指导下，将运用先进的技术、科学管理、严谨的作风，精心组织、精心施工，以有竞争力的优质产品满足业主的愿望和要求。根据ISO9001质量标准的要求建立文件化质量保证体系，广泛开展质量职能分析和健全企业质量保证体系，大力推行“一案三工序管理措施”即“质量设计方案、监督上工序、保证本工序、服务下工序”和QC质量管理活动。强化了质量监测与质量验收专业系统，全面推行了标准化管理，健全了质量管理基础工作，使企业对质量综合保证能力显著提高。

根据项目管理的需要，建立、健全项目管理体系，以合同为制约，推行国际质量管理和质量保证标准（ISO9001），强化质量职能。项目部全体管理人员及配属队伍将强化质量意识和质量职能；推行责任工程师负责制，施工全过程对工程质量进行全面的管理与控制；同时使质量保证体系延伸到各施工方、各专业配属队伍，项目质量目标通过各个方面严谨的管理予以实现。通过明确分工，密切协调与配合，使工程质量得到有效的控制。

6.5过程质量执行程序

不合格不合格不合格不合格

6.6分项工程施工质量检验标准

安全管理方针：安全第一、预防为主。

安全生产目标：确保无重大工伤事故，杜绝死亡事故，轻伤事故频率控制在千分之三以内；不发生重大机械事故、火灾事故、急性中毒事故。

7.2安全施工保证措施

7.2.1安全保证体系

7.2.2安全管理重点

在每个大的施工阶段开始之前，分析该阶段的施工条件、施工特点、施工方法、预测施工安全难点和事故隐患，确定管理点和预防控制措施：

在土方施工阶段，基坑护坡的防塌是难点，除了要有科学的计算依据，良好的施工质量外，还应派专人进行位移监测，并做出切实可靠的安全程度评估。

现场所有电气设备均作漏电保护装置，配电线采用三相五线制。施工中，应定期检查电源线路和设备的电器部件，确保用电安全。

基坑边用架杆搭设1.5米高防护围栏。

已挖完的基槽，在雨后要仔细观察土壤情况，如发现有裂缝、鼓包、滑动等现象，要及时排除险情后方可施工。

JT／T 617.3-2018 危险货物道路运输规则 第3部分：品名及运输要求索引.pdf工人上下基坑要走人行安全通道。

喷射砼施工作业中，要经常检查出料弯头、输料管、管路接头等有无磨薄、击穿或松脱现象，发现问题，应及时解决。

喷射作业中处理堵管时，应将输料管顺直，必须紧按喷头，严禁喷头随意摆动，以避免伤人，并且疏通管路的工作风压不得超过0.4Mpa.处理机械故障时，应必须先使设备断电、停风。向施工设备送电、送风前，应通知相关人员。

喷射第一步混凝土前，应在坡顶设置有效防护措施，避免喷射砼中的石子飞出施工区域伤人。

非操作人员不得进入正进行施工的作业区。施工中，喷头和注浆管前严禁站人。

喷射混凝土作业人员工作时，宜采用防尘口罩、防尘帽等防护用品。

移动式空气压缩机停置后，应保持水平，轮胎应楔紧，且半径15米以内不得进行焊接或热加工作业。

移动式空气压缩机拖运前应检查行走装置的紧固、润滑等情况广泉小区10号楼项目部外挂架施工组织设计方案.doc，拖运速度不得超过20Km/h。

使用压缩空气吹洗零件时，严禁将风口对准人体或其他设备。