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1、1某工大教师公寓防空地下室工程土方开挖、基抗支护及降水方案第一部分、综合说明一、工程概况地下车库设计以地上一层室内地坪为0.000，相对的绝对标高根据现场情况自定。自然地面高程（相对高程）在 155m 上下，地下室底板结构形式为墙下条基、独立柱基、底板，底板开挖深度约为自然地面下 4.5 m ，局部集水坑处达到 5.3m。工程场地地下水类型为上层滞水，稳定水位在自然地面下 2.855.10m，标准冻深 1.40m。地下水补给源主要为大气降水及邻近场地补给，粉土层为主要含水层。二、工程地质条件根据某某市建筑设计研究院提供的岩土工程勘察报告 ，地下车库位的剖面，基坑开挖影响范围内的土层分布如下：耕
2、表土：黄褐色，稍湿，物质成分主要为粉土及砂等。松散。含植物根系。厚 0.901.10 米，平均厚：1.00 米。粉土：黄色，稍湿至很湿，中密。摇震反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。局部底层含有细砂及残积土。层底埋深 2.302.80 米，厚1.401.90 米，平均厚：1.58 米。强风化砂页岩：黄绿色，砂页岩互层状分布，表层风化强烈，呈硬塑粘土状。岩体风化裂隙发育，裂隙中有大量松散充填物。随着深度的增加，风化强度逐渐减弱，岩体呈碎块状。本层最大探深为 8.80 米。本基坑开挖深度座落在强风化砂页岩土层。含水层在地表下 2.805.10 m。地下水补给源主要为大气降水及邻近场地补给。粉土
3、层为主要含水层，渗透系数参考值：粉土：K=1m/d。场地地层承载力特征值、变形模量及有关的岩土参数如下：粉土：承载力特征值 fak=170KPa；Es=5.47MP a；r=17.7KN/m 3；强风化砂页岩：承载力特征值 fak=260KPa；E 0=19.0MPa；场地土类型为中硬土，建筑场地类别为类。2粉土层物理指标中含水量 w=15.1%；密度 =18.1KN/m 3。从以上参数分析，土的压缩模量 Es=5.47MPa，属中等压缩性土；粉土层为主要含水层，其含水量为 w=15.1%，低于常见的 20%，含水量偏低。另外依据施工现场 5 月 10 日至 12 日在距车库附近挖的两个取水井
4、查看，含水层距自然地面向下约 4m 开始出水，且补水较慢，约 1.3m3/小时。三、工程结构特点本工程为地下一层，建筑结构形式为框架，设计使用年限为 50 年，抗震设防烈度为 6 度，建筑埋深 4.5 米，耐火等级为一级，防化等级为丙级，人防地下室类别为甲类，抗力级别为防核武器 6 级，防常规武器 6 级。使用功能为平时为小型车停车库，战时为二等人员掩蔽所。平时停车数量为小型车110 台，战时掩蔽人数为 2400 人。地下室层高 3.6 米。本工程基础为钢筋混凝土独立柱基及钢筋混凝土条形基础，持力层为 3层土，均为强风化砂页岩。其中独立柱基基础面比基础底板底面低 500mm，墙下条基基础面比底
5、板底面低 300。局部集水坑处下降 1 米。地下室底板厚 300mm，外墙板厚 300mm，地下室底板、顶板及侧墙采用密实防水混凝土，抗渗等级 S6。混凝土强度等级均为 C30。四、编制依据本方案编制主要依据：招标文件、施工合同及图纸；现行规范、规程以及现场实际情况。主要规范、规程有参考资料如下：建筑边坡工程技术规范GB50330-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002建筑与市政降水工程技术规范 （JGJ/T111-98）建筑基坑支护技术规程 （JGJ120-99）建筑施工安全检查标准 （JGJ59-99）建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001建筑机械使
6、用安全技术规程 （JGJ33-2001）辽宁省地方标准 建筑安装工程施工技术操作规程 基坑支护、土方开挖与爆破工程 （DB21/900.1-2005 J10514-2005）建筑施工手册 （第四版）建筑基坑支护 （中国建筑工业出版社）3土力学地基与基础 （武汉工业大学出版社）五、总体施工部署1、质量目标根据施工合同要求，确保市优质样板工程。分项隐蔽工程验收一次合格率 100%，优良率 90%。竣工验收一次合格率 100%，优良率 90%。2、工期目标根据本工程施工组织设计基坑开挖总工期为 20 天，开工日期按业主要求。因开工日期未定，暂按 6 月 7 日为开始日期，待开工日期确定做相应调整。工
7、期控制点如下表施工分项名称 施工日期 天数第一层土方开挖（挖至含水层面以上 300mm，挖深约为 3.5 米）6 月 7 日至 9 日 3 天设明沟、集水井抽水 6 月 10 日至 11 日 2 天第二层土方开挖（挖至基础底面以上 200mm，挖深约 1 米）6 月 12 日至 13 日 2 天设明沟、集水井抽水 6 月 14 日至 15 日 2 天第三层土方开挖（小钩机开挖柱基、集水坑及墙基部分）6 月 16 日至 17 日 2 天人工清底（小钩机配合） 6 月 18 日至 26 日 8 天3、安全文明施工目标现场施工期间，现场安全文明达到市“安全文明标化工地”标准。4、施工部署4本工程采用
8、放坡开挖，明沟降水，场内预计设 10 个降水集水坑，集水坑除设在施工地下室内井坑边附近外，其它设置在转角处。第二层土开挖前，根据降水观测情况，满足开挖条件后，开始由东向西的行走方向开挖。本工程土方开挖分四步开挖，每步开挖完毕随后进行人工修坡。5、拟投入的主要施工机械设备表 1-1 拟投入的主要施工机械设备表序号设备或设备名称型号规格 数量 额定功率 生产能力 备注1 污水泵 40WQ7-15-1.1 10 1.1 7m3/h 新购2 搅拌机 JZC350 1 7.5 完好3 电焊机 BX-300 1 32 完好4 切割机 J3G4-100 1 1.5 完好5 挖掘机 CAT320L 2 完好6
9、 自卸卡车 斯太尔 10 台 完好7 装载机 1 台 完好896、主要劳动力计划表 1-2 劳动力计划按施工阶段投入劳动力情况工种施工降水 土方开挖 边坡普通工 8 8 8放线工 2 2 2机具工 2 2司机 2 12 2电工 2 2 2维修工 2 2 25第二部分、土方开挖方案一、施工准备1、工程投入的主要物资该分项工程主要投入水泵、水管、配电箱、电缆线、方木、木板、红砖、水泥、砂、铁锨、扫帚等物资，其数量及进场时间根据现场施工情况配备。2、拟投入的机械设备如表 1-1。3、拟投入劳动力如表 1-2。二、施工方法1、设备进场前，按甲方给定的地下室 6 个外墙边线控制点测设施工放线控制点和高程
10、水准点。根据图纸及现场实际情况，该工程基坑较深，基坑四面均采用放坡开挖。2、本工程基坑支护工程是临时性工程，因此安全与经济的平衡是尤其重要的，不能为了安全而忽略经济，更不能为了经济而忽略安全。本工程支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重，安全等级为三级。根据本工程地质条件、周边情况、地下结构开挖深度情况，本基坑全部采用放坡开挖。基坑采用放坡开挖是最经济、有效的方式，放坡坡度经计算确定。本工程基坑开挖深度约 h=4.5 米，地基土的天然重度 r=18.1KN/m3，内摩擦角 =15 ，粘聚力 c=12KPa。N=c/rh=12/(4.5*18.1)=0.14查下图
11、中的 =15 的曲线，可得坡角 =6541，故基坑开挖时稳定的边坡坡度为 1：0.47。 （此图表及计算参考土力学地基与基础第 110 页计算所得。 ）6图 21 粘性土简单土坡计算图考虑土压力、静水压力、渗流压力、地面超载、施工荷载等影响，开 挖坡 度 偏 安 全 取 1： 1， 即 45坡 角 放 坡 ； 且 靠 主 路 边 坡 坡 面 依 据 开 挖 后 土 质 情 况 抹50mm 厚 C10 砼 防 护 坡 面 。本 工 程 场 地 内 属 粘 性 土 ， 现 按 费 兰 纽 斯 提 出 的 土 坡 稳 定 性 的 圆 弧 滑 动 分 析 法条 分 法 进 行 基 坑 整 体 稳 定
12、性 分 析 。 工 程 上 一 般 认 为 稳 定 安 全 系 数 K 1.2 时 ， 边坡 是 安 全 的 。 （ 此计算参考土力学地基与基础第 108、109 页计算）为简化计算工作量，根据试算经验，最危险的圆弧滑动面按下述近似方法求得（图 22）7图 2-2 最危险滑弧圆心的确定分别在 B、C 两点作角 、（查土力学地基与基础第 109 页表54） ，并求得交点，此点可作为内摩擦角为 =0 时圆弧滑动面的圆心位置，由坡脚 A 点铅垂向下一倍 h 处，再水平向右 4.5h 处得点 D。当 0 时，圆心在 D0 的延长线 0 点上方附近位置。分别作圆心 01、0 2、0 3的圆弧滑动面，并计
13、算相应的稳定安全系数 K1、K 2、K 3，取最小 Ki 值的圆心（如图 2-2 中 02 点）作 D0 线的垂线，并在此垂线上再分别取圆心01、0 2、0 3、，并计算相应的 K1、K 2、K 3。则取Kmin所对应的圆心（例图 2-2 中 02点）作出滑动面即为最危险的圆弧滑动面。具体分析计算步骤如下：（1）按比例绘制土坡剖面图（图 2-3） ，假设滑弧通过坡脚 A。（2）按图 2-2 方法确定内摩擦角为 =0 时圆弧滑动面的圆心位置。本工程地质勘察报告未给出内磨擦角，本计算依据土力学地基与基础一书，假定内磨擦角 =15。（3）将滑动土体 ABC 竖直分成宽度相等的若干土条并编号。编号时可
14、以圆心 O 的铅垂线为 0 条，图中向右为正，向左为负。为使计算方便，本计算取分条宽度 b=R/10，则 sin 1=0.1，sin 2=0.2，sin n=0.n，sin -n=-0.n 等。8（4）计算每一土条重力 Wi，W i=b ihi(hi 为计算土条的平均高度) ，略去土条间的作用力，则其分力为：切向力 Ti=wisin i，法向力 Ni=Wicos i（5）各土条对圆心的滑动力矩为 niR1（6）各土条对圆心的抗滑力矩包括如下两部分：由 Ni 引起的摩擦力对圆心的抗滑力矩为niinii RtgNT11由粘聚力 c 产生的抗滑力矩为 niilc1由此可得稳定系数： niiiniii
15、iiWlctgK11sco式中 土的内摩擦角标准值（度） ；本计算取 15 i土条弧面的切线与水平线的夹角（度） ；c粘聚力标准值（ kPa） ；本工程根据土质情况取 c=12KPa。9l i土条的弧面长度（m） ；Wi土条的重力标准值（ kN） ，W i =b ihi；bi土条宽度（m） ；hi土条中心高度（m） 。10计算部分放大图由上图计算（数据由 CAD 软件内实测得出长度、面积等数据，土的天然重度 =181kN/m 3。 ）K1= niiiniiiiiWlctg11sco=(-18.10.8090.522cos10+18.11.3740.809cos3+18.10.8092.204cos3+18.10.8092.882cos10+18.10.8093.551cos17+18.10.8094.059cos25+18.10.8093.617cos32+18.10.8093.00911cos41+18.10.8092.16cos51+18.10.8090.832cos64)0.2679+(1286/36023.14159266.815)(-18.10.8090.522sin10+18.11.3740.809sin3+18.10.8092.204sin3+18.1
