排洪渠基坑开挖专项施工方案(深基坑边坡稳定性计算书)

第0页1.工程概况1.1.工程简介安溪安翔公路中山大桥及连接道路、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。主要工程内容包括基坑开挖、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，开挖总方量约7万m³。1.2.岩土层岩性及分布情况根据《安溪县中山大桥及连接道路、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）、填石①3（Q4ml）、粉质粘土②（Q4al-pl）、卵石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.沿线钻孔分布情况序号里程钻孔编号1PHK0+940SK12-12PHK1+010SK13-13PHK1+100SK14-14PHK1+190SK155PHK1+245SK166PHK1+300SK17钻孔柱状图及岩土层设计参数建议值表见下图：中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第1页中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第2页中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第3页中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第4页中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第5页中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第6页中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第7页中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第8页中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第9页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》第三版杨文渊编著《地基与基础》第三版《土力学》等相关文献进行编制。《安溪县安翔公路中山大桥及连接道路、排洪等配套工程施工设计图》《安溪县中山大桥及连接道路、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:条分方法：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；基坑内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.放坡参数序号放坡高度（m）放坡宽度（m）平台宽度（m）条分块数188202882035.55.5202.4.荷载参数序号类型面荷载q（Kpa)基坑边线距离（m）宽度（m）1满布10.000.000.00中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第10页2.5.土层参数序号土名称土厚（m）坑壁土的重度γ(KN/m³）坑壁土的内摩擦角φ(°)粘聚力Ck（kPa）饱容重（KN/m³）1素填土5.5017.9101518.82碎块状强风化花岗岩0.602235453中风化花岗岩10.1024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.施工进度计划序号段落施工时间1PHK0+940～PHK1+1402015.08.01～2016.05.102PHK1+140～PHK1+338.182015.03.01～2015.09.253.2.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PC300-52台2长臂挖掘机Pc8001台3轮胎式装载机PYZ22501辆4汽车吊QY-25t1台5自卸汽车CQ30-2905辆6焊接机BX-3155台7发电机组I200KW1台8光轮压路机3YH21/242台9洒水车WX144AS1台10电动切割机DYJ322台11钢筋切断机GJ401台12木工压刨床MB2061台13木工圆锯机MJ2251台中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第11页14插入式振捣器ZG503台15平板振动器ZB112台16电动轻夯机DL-12台17蛙式打夯机HW-202台18潜水排污泵50m3/h7台19电动试压泵4DY-100/h2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12水准仪三鼎/DS-32D台13.3.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土方工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：中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第12页1:11:11:11:11:1基坑开挖典型横断面地面线一级二级三级临时排水沟基坑纵向开挖顺序：PHK1+140→PHK1+338.18→PHK0+940→PHK1+140，逐节开挖；基坑开挖及土方转运如下表：序号里程段开挖方量合格填料堆放区填入区1PHK1+140～PHK1+24020790.50PHK1+040～PHK1+120PHK1+160～PHK1+2202PHK1+240～PHK1+338.26597.00PHK1+180～PHK1+220PHK1+220～PHK1+338.23PHK0+940～PHK1+04011708.17PHK1+060～PHK1+120PHK0+940～PHK1+0204PHK1+040～PHK1+14028892.50PHK0+940～PHK1+020PHK1+020～PHK1+160基坑开挖前，在基坑四周开挖线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内指定区域，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范要求后，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的浆砌石挡土墙，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：中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第13页3/2FSCQp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直径的排水孔，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孔。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范要求后，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范要求后，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、监理单位提出处理方案，处理完毕后方可继续施工。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钻孔。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方向分成若干个土条，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《规范》要求，安全系数要满足≥1.3的要求。中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第14页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《规范》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方向的夹角；φ--土层的内摩擦角；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；中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第15页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，根据几何关系，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：中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第16页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的几何关系为：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：计算位置安全系数滑裂角(°)圆心X（m）圆心Y（m）半径R一级坡1.48656-0.1812.4712.47示意图如下：q41.1744.317计算结论如下：一级坡开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.486≥1.30满足要求。6.质量保证措施土方工程施工中，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。中铁十八局集团第二工程有限公司安溪县中山大桥工程项目经理部第17页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。建立严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内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方法和程序，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(如安全技术措施方案的编制、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