止水帷幕復(fù)合土釘墻加權(quán)平均法施工工藝范本

1、土釘+止水帷幕復(fù)合土釘墻加權(quán)平均法研究 摘要 土釘+止水帷幕復(fù)合土釘墻支護(hù)方法已在工程中廣泛應(yīng)用,但其計(jì)算理論和設(shè)計(jì)方法落后于工程,設(shè)計(jì)計(jì)算方法不統(tǒng)一。本文結(jié)合x(chóng)x地區(qū)土釘+止水帷幕復(fù)合土釘墻支護(hù)工程,利用理正深基坑v5.3.1設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行研究,提出了一種土釘+止水帷幕復(fù)合土釘墻加權(quán)平均設(shè)計(jì)方法,該方法定量的考慮了水泥土墻對(duì)坑壁穩(wěn)定的有利作用,并將復(fù)合土釘墻設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)化為普通土釘墻的設(shè)計(jì)計(jì)算。關(guān)鍵字 土釘+止水帷幕復(fù)合土釘墻,加權(quán)平均法1引言復(fù)合土釘支護(hù)是土釘支護(hù)技術(shù)的延伸和發(fā)展,它聯(lián)合其它支護(hù)方法,克服了土釘支護(hù)中存在的缺陷,大大拓寬了土釘支護(hù)的應(yīng)用領(lǐng)域。1997年復(fù)合土釘支護(hù)在我國(guó)上海成功

2、應(yīng)用,因其工程造價(jià)低、工期短、施工方便,變形比較小,此后復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)在工程中被廣泛使用。復(fù)合土釘?shù)男褪揭苍絹?lái)越多,xx地區(qū)多用土釘+止水帷幕復(fù)合土釘墻型式,止水帷幕可以防止降XX市區(qū)周邊環(huán)境的不利影響,同時(shí)可以對(duì)基坑邊壁提前支護(hù)、減少坑壁土的側(cè)壓力,這是一種較優(yōu)秀的支護(hù)型式。但其計(jì)算理論和設(shè)計(jì)方法遠(yuǎn)落后于工程實(shí)踐,計(jì)算方法不統(tǒng)一,反映了人們對(duì)復(fù)合土釘支護(hù)受力變形機(jī)理認(rèn)識(shí)上的不足。雖然復(fù)合土釘墻在工程中大量應(yīng)用,但我國(guó)也沒(méi)有關(guān)于復(fù)合土釘墻的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),所以對(duì)其設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行研究具有重要意義。目前對(duì)此類(lèi)復(fù)合土釘墻的設(shè)計(jì)計(jì)算方法主要有兩類(lèi):第一類(lèi)方法將水泥土墻看成鋼筋砼樁,將土釘作為其支撐,按

3、連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。采用這種方法計(jì)算常常使得水泥土樁的內(nèi)力過(guò)大,樁身強(qiáng)度不能滿足要求。第二類(lèi)方法按普通土釘墻進(jìn)行計(jì)算,不考慮水泥土墻對(duì)基坑邊壁穩(wěn)定的有利作用,僅將水泥土墻作為止水帷幕和強(qiáng)度儲(chǔ)備,這種方法偏于保守造成工程成本增加。其實(shí)水泥土墻對(duì)基坑邊壁的穩(wěn)定具有重要作用,目前沒(méi)有較好的設(shè)計(jì)方法定量考慮水泥土墻的有利作用。本文結(jié)合x(chóng)x地區(qū)的土釘+止水帷幕復(fù)合土釘墻工程,利用理正深基坑V5.3.1設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行研究,提出了一種加權(quán)平均設(shè)計(jì)方法,該方法定量的考慮了水泥土墻對(duì)坑壁穩(wěn)定的有利作用,并將復(fù)合土釘墻設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)化為普通土釘墻的設(shè)計(jì)計(jì)算。2土釘+止水帷幕復(fù)合土釘墻設(shè)計(jì)方法評(píng)述普通土釘墻設(shè)計(jì)可以分為兩個(gè)內(nèi)

4、容:局部穩(wěn)定驗(yàn)算和整體穩(wěn)定驗(yàn)算,局部穩(wěn)定驗(yàn)算主要考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身的強(qiáng)度和穩(wěn)定,整體穩(wěn)定只要考慮基坑邊壁在各工況下的邊坡滑移穩(wěn)定、傾覆、隆起等內(nèi)容。土釘+止水帷幕復(fù)合土釘支護(hù)與一般土釘支護(hù)的區(qū)別主要在于開(kāi)挖前水泥土樁墻形成的超前支護(hù),在設(shè)計(jì)時(shí)需要計(jì)入水泥土樁墻對(duì)基坑穩(wěn)定的貢獻(xiàn)。如何計(jì)入土釘+止水帷幕(水泥土樁墻)復(fù)合土釘墻中水泥土樁墻對(duì)基坑穩(wěn)定的貢獻(xiàn),目前還沒(méi)有統(tǒng)一的方法。對(duì)于此類(lèi)復(fù)合土釘墻設(shè)計(jì)計(jì)算方法主要有兩類(lèi):第一類(lèi)為以抗滑樁來(lái)考慮水泥土作用的方法往往高估樁后土壓力,使得計(jì)算樁身強(qiáng)度遠(yuǎn)不能滿足要求,設(shè)計(jì)者往往因此加大水泥標(biāo)號(hào)、水泥用量、減少提升速度等辦法來(lái)提高水泥土的強(qiáng)度,這樣就使本來(lái)具

5、有造價(jià)低、施工簡(jiǎn)便的復(fù)合土釘墻失去了本身優(yōu)點(diǎn),但這種處理方法也并不總是有效的。從力學(xué)角度上分析,實(shí)際上土釘對(duì)水泥土樁墻的約束較弱,若按連續(xù)梁(抗滑樁)進(jìn)行計(jì)算勢(shì)必使得樁身彎矩、剪力過(guò)大；再者水泥土樁墻的受彎、受剪破壞往往表現(xiàn)為脆性破壞,而適當(dāng)配筋的鋼筋砼樁具有一定的延性,二者力學(xué)行為上的表現(xiàn)是有差別的。目前理正深基坑v5.3.1軟件采用的這種方法計(jì)算結(jié)果不具有參考性。第二類(lèi)為按普通土釘墻進(jìn)行計(jì)算的方法,不考慮水泥土墻對(duì)基坑邊壁穩(wěn)定的有利作用,僅將水泥土樁墻作為止水帷幕和強(qiáng)度儲(chǔ)備。這種方法在理正軟件中建模時(shí),對(duì)直立水泥土樁形成的直立邊坡處理也會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題,不考慮水泥土強(qiáng)度,會(huì)使坑壁邊坡的安全系數(shù)降

6、低,這種方法偏于保守使得土釘?shù)拿芏群烷L(zhǎng)度大大增加,工程成本也要大大增加。雖然也有方法將水泥土和原土分開(kāi)進(jìn)行條分、考慮土釘和水泥土的相互作用,但是水泥土和原土的相互作用是有明顯差別的,水泥土和原土的破壞形式和破裂角也是有較大差別的。實(shí)際設(shè)計(jì)中,過(guò)分細(xì)化水泥土和原土的差別只會(huì)使計(jì)算更加繁瑣,由于施工過(guò)程中的許多偏差會(huì)使理論狀態(tài)與實(shí)際施工結(jié)果具有較大區(qū)別,故計(jì)算結(jié)果往往偏差較大。3加權(quán)平均法理正深基坑軟件不能自動(dòng)考慮水泥土強(qiáng)度的增加,不能在一個(gè)模式里面完成對(duì)土釘+水泥土止水帷幕復(fù)合土釘墻的設(shè)計(jì)計(jì)算,土釘墻的穩(wěn)定設(shè)計(jì)只能在土釘墻模式進(jìn)行計(jì)算,并且不能考慮水泥土強(qiáng)度的影響；水泥土本身強(qiáng)度的計(jì)算、抗傾覆、

7、抗滑移、隆起、管涌驗(yàn)算等需要在水泥土墻模式下完成,且樁身強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果不具有參考價(jià)值。由于復(fù)合土釘墻的計(jì)算在理正深基坑中比較繁瑣,且較多結(jié)果不符合實(shí)際情況。如果能將復(fù)合土釘墻的設(shè)計(jì)在理正深基坑中統(tǒng)一到一個(gè)模式里進(jìn)行計(jì)算,把水泥土強(qiáng)度對(duì)基坑邊壁的穩(wěn)定貢獻(xiàn)按適當(dāng)方法分布到影響范圍土體中,將簡(jiǎn)化計(jì)算,同時(shí)可以量化水泥土樁對(duì)坑壁穩(wěn)定的貢獻(xiàn)。本文針對(duì)理正深基坑v5.3.1軟件,提出了加權(quán)平均設(shè)計(jì)法,該方法量化了水泥土強(qiáng)度對(duì)邊坡的有利影響,并將復(fù)合土釘墻簡(jiǎn)化為普通土釘墻的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法。水泥土止水帷幕在復(fù)合土釘墻中多用高壓旋噴樁,旋噴樁適用范圍廣、強(qiáng)度離散性相對(duì)較小,本文以三重管法高壓旋噴樁為止水帷幕樁進(jìn)行研

8、究。要量化水泥土樁的有利貢獻(xiàn)主要考慮兩個(gè)方面的因素,一個(gè)是基坑開(kāi)挖影響范圍,另一個(gè)是水泥土強(qiáng)度參數(shù)的選取。3.1基坑開(kāi)挖的影響范圍對(duì)于均質(zhì)土坡,在無(wú)支擋的條件下,其破壞是沿著庫(kù)侖破裂面發(fā)展的,這已為.用二維擋土墻模型試驗(yàn)及實(shí)際工程監(jiān)測(cè)證實(shí)1。對(duì)于加入土釘?shù)耐疗缕茐囊不旧涎刂鴰?kù)侖破裂面發(fā)展,太沙基、peck、我國(guó)太原煤礦設(shè)計(jì)研究院、XX市建筑設(shè)計(jì)研究院、同濟(jì)大學(xué)都進(jìn)行了監(jiān)測(cè)23,監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,植入土釘?shù)耐疗缕屏衙媾c原狀土坡稍有差別,但實(shí)際應(yīng)用中多采用庫(kù)侖破裂面,可以把其斜面角度適當(dāng)進(jìn)行折減或不折減。邊坡的破裂面范圍內(nèi)即為基坑開(kāi)挖影響范圍,對(duì)不同土層其開(kāi)挖影響范圍也是不同的,對(duì)于砂土邊坡其開(kāi)挖影

9、響范圍為0.81.2倍開(kāi)挖深度,對(duì)于軟土其開(kāi)挖影響范圍一般大于2.0倍的開(kāi)挖深度。對(duì)于一般土層基坑,開(kāi)挖影響范圍一般可以取1.01.2倍基坑深度。3.2水泥土(旋噴樁)的強(qiáng)度參數(shù)水泥土的強(qiáng)度與水泥含量有較大關(guān)系,水泥的含量從5%25%,其三軸剪切強(qiáng)度可從1MPa增加到10MPa。同時(shí)其強(qiáng)度與所加固土的性質(zhì)有關(guān),淤泥層中的水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度一般低于1MPa,砂土一般可達(dá)到1020MPa,粘性土510MPa,砂礫為820MPa。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)研究結(jié)果表明4,旋噴樁的粘聚力砂性土為400500KPa,粘性土為7001000KPa,；旋噴樁的內(nèi)摩擦角砂性土為3040,粘性土為2030。從水泥土強(qiáng)度參數(shù)

10、來(lái)看,水泥土對(duì)原土強(qiáng)度參數(shù)的提高主要表現(xiàn)在粘聚力的大大提高,而內(nèi)摩擦角雖然有所提高,但提高比例有限。粘聚力的提高對(duì)直立邊坡具有重要作用,可以提高邊坡的直立高度達(dá)到提前支護(hù)目的。所以對(duì)于水泥土的粘聚力對(duì)邊坡有利作用進(jìn)行量化考慮,提高邊坡穩(wěn)定性降、低支護(hù)造價(jià)具有重要依據(jù)。3.3考慮水泥土強(qiáng)度影響的加權(quán)平均法水泥土強(qiáng)度較高,比原土增強(qiáng)較多,主要是粘聚力大大提高。若按普通土釘墻進(jìn)行計(jì)算,必然形成由水泥土樁產(chǎn)生的直立邊坡。這樣使得坑壁安全系數(shù)降低很多,若將水泥土強(qiáng)度的增強(qiáng)效應(yīng)與在假定破裂面內(nèi)的未施加旋噴樁土體參數(shù)按分布寬度進(jìn)行加權(quán)平均,就可以量化考慮水泥土對(duì)坑壁穩(wěn)定的貢獻(xiàn),也解決了由水泥土樁產(chǎn)生的直立邊

11、坡的問(wèn)題。這樣復(fù)合土釘墻就可以按普通土釘墻進(jìn)行建模計(jì)算,僅管涌計(jì)算需要單獨(dú)計(jì)算,大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)步驟。水泥土與原土體加權(quán)后組成一個(gè)新的土體,加權(quán)平均后新土體參數(shù)為:c=( c1a+ c2b)/(a+b) (1)=(1a+2b)/(a+b) (2)其中c、為加權(quán)平均后新土層的粘聚力和內(nèi)摩擦角；c1、1為水泥土的粘聚力和內(nèi)摩擦角；c2、2為未施加水泥的原土的粘聚力和內(nèi)摩擦角；a、 b分別為水泥土直徑和基坑開(kāi)挖影響范圍內(nèi)原土的寬度。4 工程實(shí)例分析本文對(duì)xx木材廠改造基坑工程和xx大連路基坑工程用加權(quán)平均法進(jìn)行了設(shè)計(jì)、分析,并將設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果在工程中進(jìn)行了應(yīng)用。工程實(shí)踐表明,該設(shè)計(jì)方法具有很好的適用性、

12、合理性。4.1 工程簡(jiǎn)介xx木材廠改造工程位于XX市鄭州路1號(hào),重慶南路以西,張村河以南。擬建基坑開(kāi)挖深度8m,基坑周長(zhǎng)450m?；悠矫鎴D如圖1所示。大連路基坑位于XX市遼寧路、黃臺(tái)路、大連路、無(wú)棣路交叉區(qū)域,規(guī)劃用地面積14277m2,基坑開(kāi)挖深度6.411m,基坑安全等級(jí)為二級(jí),基坑平面圖如圖2所示。圖1xx木材廠基坑平面圖Fig.1 plan of the timber mill foundation pit圖2大連路基坑平面圖Fig.2 plan of the the foundation pit in Dalian roadxx木材廠改造基坑工程和xx大連路基坑工程地下水埋深相對(duì)較

13、淺,隔水土層不能形成有效隔水帶,工程XX市區(qū),不允許降水開(kāi)挖,采用土釘+止水帷幕復(fù)合土釘墻方案。其地層參數(shù)表1、2所示。表1 xx木材廠基坑土層參數(shù)Table1 parameters of soils of the timber mill foundation pit序號(hào)土層名稱厚度(m)容重(KN/m3)粘聚力(KPa)內(nèi)摩擦角()1素填土1.5180202粉細(xì)砂1.0180253粉質(zhì)粘土1.01912.913.84砂礫3.5200305粉質(zhì)粘土1.52015156角礫3.5210357碎石2.5220408強(qiáng)風(fēng)化巖225050表2 大連路基坑土層參數(shù)Table2 parameters of

14、 soils of the foundation pit in Dalian road序號(hào)土層名稱厚度(m)容重(KN/m3)粘聚力(KPa)內(nèi)摩擦角()1素填土2180182粉質(zhì)粘土4.519.510153粗砂礫1.9200354全風(fēng)化巖2.5230454.1 加權(quán)平均法與普通土釘墻設(shè)計(jì)方法對(duì)比分析由于采用抗滑樁計(jì)算方法有諸多不合理因素,本文不討論此方法。用理正深基坑v5.3.1版對(duì)上述兩個(gè)工程用加權(quán)平均法和不考慮水泥土強(qiáng)度的普通土釘墻法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。土釘水平間距均取1.5m,土釘選用125、28HRB335螺紋鋼筋,坡頂考慮10KPa均布荷載,水泥土強(qiáng)度參數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)4并參考xx地區(qū)經(jīng)驗(yàn)選取

15、,基坑開(kāi)挖影響范圍取1.1倍開(kāi)挖深度。水泥土強(qiáng)度參數(shù)如表3所示,加權(quán)平均后土體參數(shù)如表4所示。本文僅給出大連路基坑普通方法和本方法計(jì)算結(jié)果,木材廠基坑僅給出加權(quán)平均法計(jì)算結(jié)果。表3 水泥土強(qiáng)度參數(shù)Table3 parameters of cement mixing soils 工程名稱序號(hào)原土層名稱粘聚力(KPa)內(nèi)摩擦角()大連路基坑1粉質(zhì)粘土900282粗砂礫400483全風(fēng)化巖60055xx木材廠基坑1粉質(zhì)粘土700252砂礫400453粉質(zhì)粘土900284角礫40048表4 加權(quán)平均后土體參數(shù)Table4 parameters of weighted averaging soils 工

16、程名稱序號(hào)原土層名稱粘聚力(KPa)內(nèi)摩擦角()大連路基坑1粉質(zhì)粘土7916.32粗砂礫4036.33全風(fēng)化巖6046xx木材廠基坑1粉質(zhì)粘土104.515.32砂礫53.3363粉質(zhì)粘土13316.74角礫53.336.74.1.1 大連路基坑加權(quán)平均法與普通方法計(jì)算結(jié)果普通設(shè)計(jì)方法計(jì)算結(jié)果: 驗(yàn)算簡(jiǎn)圖 - 驗(yàn)算條件 - 基本參數(shù) 所依據(jù)的規(guī)程或方法:建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99基坑深度: 9.250(m)基坑內(nèi)地下水深度: 9.700(m)基坑外地下水深度: 2.000(m)基坑側(cè)壁重要性系數(shù): 1.000土釘荷載分項(xiàng)系數(shù): 1.250土釘抗拉抗力分項(xiàng)系數(shù): 1.300整體滑動(dòng)

17、分項(xiàng)系數(shù): 1.300 坡線參數(shù) 坡線段數(shù) 3序號(hào) 水平投影(m) 豎向投影(m) 傾角() 1 -0.000 4.950 90.0 2 1.200 0.000 0.0 3 1.591 4.300 69.7 土層參數(shù) 土層層數(shù) 4序號(hào) 土類(lèi)型 土層厚 容重 飽和容重 粘聚力 內(nèi)摩擦角 釘土摩阻力 錨桿土摩阻力 水土 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) (kPa) (kPa) 1 素填土 2.000 18.0 18.0 0.0 18.0 30.0 30.0 分算 2 粘性土 4.500 18.0 18.0 10.0 15.0 70.0 70.0 合算 3 礫砂 4.900

18、 20.0 20.0 0.0 35.0 180.0 180.0 分算 4 強(qiáng)風(fēng)化巖 2.475 21.0 21.0 0.0 45.0 500.0 500.0 分算 超載參數(shù) 超載數(shù) 1序號(hào) 超載類(lèi)型 超載值(kN/m) 作用深度(m) 作用寬度(m) 距坑邊線距離(m) 形式 長(zhǎng)度(m) 1 滿布均布 10.000 土釘參數(shù) 土釘?shù)罃?shù) 5序號(hào) 水平間距(m) 垂直間距(m) 入射角度(度) 鉆孔直徑(mm) 長(zhǎng)度(m) 配筋 1 1.500 1.800 15.0 130 7.000 1D25 2 1.500 1.800 15.0 130 11.000 1D28 3 1.500 1.500 15

19、.0 110 9.000 1D28 4 1.500 1.500 15.0 110 7.000 1D28 5 2.000 1.500 15.0 80 5.000 1D28 花管參數(shù) 基坑內(nèi)側(cè)花管排數(shù) 0基坑內(nèi)側(cè)花管排數(shù) 0 錨桿參數(shù) 錨桿道數(shù) 0 坑內(nèi)土不加固 內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算條件 考慮地下水作用的計(jì)算方法:總應(yīng)力法土釘拉力在滑面上產(chǎn)生的阻力的折減系數(shù): 0.500* 驗(yàn)算結(jié)果 * 局部抗拉驗(yàn)算結(jié)果 工況 開(kāi)挖深度 破裂角 土釘號(hào) 土釘長(zhǎng)度 受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值 抗拔承載力設(shè)計(jì)值 抗拉承載力設(shè)計(jì)值 滿足系數(shù) (m) (度) (m) Tjk(kN) Tuj(kN) Tuj(kN) 抗拔 抗拉 1 2.100

20、 43.8 0 2 3.900 43.1 1 7.000 69.1 128.0 185.0 1.481 1.704 3 5.400 53.1 1 7.000 39.5 139.5 185.0 2.824 2.981 2 11.000 43.3 241.9 185.0 4.471 2.722 4 6.900 53.5 1 7.000 39.1 122.6 185.0 2.510 3.014 2 11.000 42.8 223.3 185.0 4.173 2.752 3 9.000 6.2 251.1 185.0 32.334 18.965 5 8.400 55.1 1 7.000 37.5 10

21、6.4 185.0 2.271 3.141 2 11.000 41.1 205.7 185.0 4.007 2.868 3 9.000 6.2 235.1 185.0 30.281 18.965 4 7.000 101.0 282.6 185.0 2.238 1.465 6 9.250 55.8 1 7.000 36.8 97.3 185.0 2.116 3.200 2 11.000 40.3 196.0 185.0 3.890 2.922 3 9.000 6.2 226.5 185.0 29.171 18.965 4 7.000 101.0 259.5 185.0 2.055 1.465 5

22、 5.000 114.5 250.2 185.0 1.748 1.300 內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果 工況號(hào) 安全系數(shù) 圓心坐標(biāo)x(m) 圓心坐標(biāo)y(m) 半徑(m) 1 1.352 -3.910 11.481 7.310 2 1.317 1.307 7.834 2.484 3 1.321 0.717 8.201 4.410 4 1.318 -3.766 13.171 11.458 5 1.348 -19.408 24.140 30.317 6 1.302 -30.798 30.581 43.402加權(quán)平均法設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 驗(yàn)算簡(jiǎn)圖 - 驗(yàn)算條件 - 基本參數(shù) 所依據(jù)的規(guī)程或方法:建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JG

23、J 120-99基坑深度: 9.250(m)基坑內(nèi)地下水深度: 9.700(m)基坑外地下水深度: 2.000(m)基坑側(cè)壁重要性系數(shù): 1.000土釘荷載分項(xiàng)系數(shù): 1.250土釘抗拉抗力分項(xiàng)系數(shù): 1.300整體滑動(dòng)分項(xiàng)系數(shù): 1.300 坡線參數(shù) 坡線段數(shù) 3序號(hào) 水平投影(m) 豎向投影(m) 傾角() 1 -0.000 4.950 90.0 2 1.200 0.000 0.0 3 1.591 4.300 69.7 土層參數(shù) 土層層數(shù) 6序號(hào) 土類(lèi)型 土層厚 容重 飽和容重 粘聚力 內(nèi)摩擦角 釘土摩阻力 錨桿土摩阻力 水土 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) (

24、kPa) (kPa) 1 素填土 2.000 18.0 18.0 0.0 18.0 30.0 30.0 分算 2 粘性土 2.300 18.0 18.0 10.0 15.0 70.0 70.0 合算 3 粘性土 2.200 20.0 20.0 79.0 16.3 200.0 200.0 分算 4 礫砂 4.900 20.0 20.0 40.0 36.6 250.0 250.0 分算 5 強(qiáng)風(fēng)化巖 0.500 21.0 21.0 60.0 46.0 580.0 580.0 分算 6 強(qiáng)風(fēng)化巖 1.975 20.0 21.0 0.0 45.0 500.0 500.0 分算 超載參數(shù) 超載數(shù) 1序號(hào)

25、 超載類(lèi)型 超載值(kN/m) 作用深度(m) 作用寬度(m) 距坑邊線距離(m) 形式 長(zhǎng)度(m) 1 滿布均布 10.000 土釘參數(shù) 土釘?shù)罃?shù) 4序號(hào) 水平間距(m) 垂直間距(m) 入射角度(度) 鉆孔直徑(mm) 長(zhǎng)度(m) 配筋 1 1.500 1.500 15.0 130 5.000 1D28 2 1.500 1.500 15.0 130 9.000 1D28 3 1.500 2.500 15.0 110 10.000 1D28 4 1.500 2.000 15.0 110 7.000 1D28 花管參數(shù) 基坑內(nèi)側(cè)花管排數(shù) 0基坑內(nèi)側(cè)花管排數(shù) 0 錨桿參數(shù) 錨桿道數(shù) 0 坑內(nèi)土不

26、加固 內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算條件 考慮地下水作用的計(jì)算方法:總應(yīng)力法土釘拉力在滑面上產(chǎn)生的阻力的折減系數(shù): 0.500* 驗(yàn)算結(jié)果 * 局部抗拉驗(yàn)算結(jié)果 工況 開(kāi)挖深度 破裂角 土釘號(hào) 土釘長(zhǎng)度 受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值 抗拔承載力設(shè)計(jì)值 抗拉承載力設(shè)計(jì)值 滿足系數(shù) (m) (度) (m) Tjk(kN) Tuj(kN) Tuj(kN) 抗拔 抗拉 1 1.800 43.8 0 2 3.300 43.3 1 5.000 52.2 76.2 184.7 1.168 2.832 3 5.800 53.2 1 5.000 32.0 77.7 184.7 1.940 4.613 2 9.000 32.7 352.5 18

27、4.7 8.625 4.520 4 7.800 54.9 1 5.000 30.7 67.6 184.7 1.763 4.814 2 9.000 46.7 327.9 184.7 5.613 3.162 3 10.000 68.1 538.3 184.7 6.327 2.171 5 9.250 56.2 1 5.000 29.6 52.9 184.7 1.431 4.993 2 9.000 45.1 312.0 184.7 5.540 3.280 3 10.000 55.7 496.0 184.7 7.120 2.652 4 7.000 104.8 396.8 184.7 3.029 1.41

28、0 內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果 工況號(hào) 安全系數(shù) 圓心坐標(biāo)x(m) 圓心坐標(biāo)y(m) 半徑(m) 1 1.370 -2.756 11.340 6.242 2 1.462 1.469 8.267 2.319 3 1.666 1.193 11.296 6.346 4 1.955 -21.320 31.319 36.698 5 1.859 -28.533 32.762 43.4454.1.2 木材廠基坑加權(quán)平均法計(jì)算結(jié)果 基本參數(shù) 所依據(jù)的規(guī)程或方法:建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99 基坑深度: 8.000(m) 基坑內(nèi)地下水深度: 8.500(m) 基坑外地下水深度: 3.000(m) 基坑側(cè)壁重要

29、性系數(shù): 1.000 土釘荷載分項(xiàng)系數(shù): 1.250 土釘抗拉抗力分項(xiàng)系數(shù): 1.300 整體滑動(dòng)分項(xiàng)系數(shù): 1.300 坡線參數(shù) 坡線段數(shù) 3序號(hào) 水平投影(m) 豎向投影(m) 傾角() 1 -0.000 5.000 90.0 2 1.200 0.000 0.0 3 0.900 3.000 73.3 超載參數(shù) 超載數(shù) 1序號(hào) 超載類(lèi)型 超載值(kN/m) 作用深度(m) 作用寬度(m) 距坑邊線距離(m) 形式 1 滿布均布 10.000 土釘參數(shù) 土釘?shù)罃?shù) 3序號(hào) 水平間距(m) 垂直間距(m) 入射角度(度) 鉆孔直徑(mm) 長(zhǎng)度(m) 配筋 1 2.000 1.500 15.0 1

30、30 7.000 1D25 2 2.000 2.000 15.0 130 10.000 1D25 3 2.000 2.500 15.0 130 7.000 1D25 花管參數(shù) 基坑內(nèi)側(cè)花管排數(shù) 0基坑內(nèi)側(cè)花管排數(shù) 0 錨桿參數(shù) 錨桿道數(shù) 0 坑內(nèi)土不加固 內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算條件 考慮地下水作用的計(jì)算方法:總應(yīng)力法土釘拉力在滑面上產(chǎn)生的阻力的折減系數(shù): 0.500* 驗(yàn)算結(jié)果 * 局部抗拉驗(yàn)算結(jié)果 工況 開(kāi)挖深度 破裂角 土釘號(hào) 土釘長(zhǎng)度 受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值 抗拔承載力設(shè)計(jì)值 抗拉承載力設(shè)計(jì)值 滿足系數(shù) (m) (度) (m) Tjk(kN) Tuj(kN) Tuj(kN) 抗拔 抗拉 1 1.800 4

31、4.5 0 2 3.800 57.4 1 7.000 17.9 144.8 147.3 6.455 6.567 3 6.300 59.6 1 7.000 7.8 127.7 147.3 13.021 15.011 2 10.000 32.4 696.8 147.3 17.196 3.634 4 8.000 59.1 1 7.000 8.1 106.8 147.3 10.599 14.620 2 10.000 38.6 620.7 147.3 12.849 3.048 3 7.000 102.3 307.3 147.3 2.404 1.152 內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果 工況號(hào) 安全系數(shù) 圓心坐標(biāo)x(m)

32、 圓心坐標(biāo)y(m) 半徑(m)1 1.340 0.765 9.435 2.826 2 1.527 1.194 9.175 4.1753 1.569 -10.823 18.015 19.578 4 1.421 -27.396 35.396 44.759圖1 大連路基坑不考慮水泥土強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果 圖2 大連路基坑加權(quán)平均法計(jì)算結(jié)果Fig.1 results of dalian road by soil nails model Fig.2 results of dalian road by weighted averaging method圖3 木材廠基坑不考慮水泥土強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果 圖4木材廠基坑加權(quán)平

33、均法計(jì)算結(jié)果Fig.3 results of the timber mill by soil nails model Fig.4 results of the timber mill by weighted averaging method4.2結(jié)果分析本文僅對(duì)木材廠基坑1-1單元(約21m)按加權(quán)平均法進(jìn)行試驗(yàn),根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以看出,單位計(jì)算長(zhǎng)度(水平間距2m)內(nèi),普通方法和加權(quán)平均法計(jì)算的土釘總長(zhǎng)度分別為38m和24m。實(shí)際設(shè)計(jì)考慮基坑施工的不確定因素,將土釘參數(shù)適當(dāng)調(diào)整,最終1-1單元設(shè)計(jì)圖紙如圖3所示,實(shí)際土釘單位長(zhǎng)度28m,節(jié)約土釘造價(jià)約26%。木材廠基坑于20_年竣工,1-1單元安

34、全穩(wěn)定未出現(xiàn)過(guò)大變形,1-1單元開(kāi)挖過(guò)程中照片如圖4所示。大連路基坑亦進(jìn)行了約長(zhǎng)度20m的試驗(yàn),從計(jì)算結(jié)果可以看出,普通方法單位計(jì)算長(zhǎng)度(水平間距1.5m)內(nèi)土釘總長(zhǎng)度為59m,而加權(quán)平均法單位計(jì)算長(zhǎng)度內(nèi)(水平間距1.5m)土釘總長(zhǎng)度為31m,大大降低了支護(hù)造價(jià)。大連路基坑于20_年底竣工,試驗(yàn)段基坑安全穩(wěn)定,基坑邊壁位移比其他同條件段位移稍大(約5mm)。試驗(yàn)段基坑設(shè)計(jì)圖如圖5所示,施工過(guò)程照片如圖6。圖3 木材廠1-1單元設(shè)計(jì)圖圖5 大連路基坑1-1單元(試驗(yàn)段)設(shè)計(jì)圖圖4 木材廠1-1單元施工照片圖6 大連路1-1單元(試驗(yàn)段)施工照片5 結(jié)論加權(quán)平均法定量的考慮了水泥土+土釘墻類(lèi)復(fù)合土

35、釘墻中水泥土的提前支護(hù)作用,通過(guò)將其水泥土的粘聚力和內(nèi)摩擦角按分布寬度與原土加權(quán)平均,提高坑壁土體的強(qiáng)度參數(shù),降低支護(hù)造價(jià)。結(jié)合x(chóng)x大連路基坑和木材廠基坑試驗(yàn)段設(shè)計(jì)和施工,驗(yàn)證了本方法的合理性。參考文獻(xiàn)1 R.J.Bridle,Soil Nailing analysis and Design. Ground Engineering, 1989, 92 王步云,周龍翔. 幾種土釘支擋設(shè)計(jì)方法介紹. 中國(guó)工程勘察,1993.23 余志誠(chéng),施文華. 深基坑設(shè)計(jì)與施工M. 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,19974 林彤編著. 地基處理M. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)內(nèi)部教材,1998附件：工程施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急預(yù)案及

36、安全保證措施一、編制原則1、以人為本,安全第一原則。把保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全,最大限度地預(yù)防和減少突發(fā)事件所造成的損失作為首要任務(wù)。 2、統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo),分級(jí)負(fù)責(zé)原則。在本項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)統(tǒng)一組織下,發(fā)揮各職能部門(mén)作用,逐級(jí)落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任,建立完善的突發(fā)事件應(yīng)急管理機(jī)制。 3、依靠科學(xué),依法規(guī)范原則。科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),發(fā)揮專業(yè)技術(shù)人員作用,依照行業(yè)安全生產(chǎn)法規(guī),規(guī)范應(yīng)急救援工作。 4、預(yù)防為主,防止結(jié)合原則。認(rèn)真貫徹安全第一,預(yù)防為主,綜合治理的基本方針,堅(jiān)持突發(fā)事件應(yīng)急與預(yù)防工作相結(jié)合,重點(diǎn)做好預(yù)防、預(yù)測(cè)、預(yù)警、預(yù)報(bào)和常態(tài)下風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、應(yīng)急準(zhǔn)備、應(yīng)急隊(duì)伍建設(shè)、應(yīng)急演練等項(xiàng)工作。確

37、保應(yīng)急預(yù)案的科學(xué)性、權(quán)威性、規(guī)范性和可操作性。二、編制目的1、應(yīng)急預(yù)案應(yīng)針對(duì)那些可能造成企業(yè)、系統(tǒng)人員死亡或嚴(yán)重傷害、設(shè)備和環(huán)境受到嚴(yán)重破壞的突發(fā)性災(zāi)害,如觸電事故、泥石流災(zāi)害、火災(zāi)、環(huán)境破壞等。2、應(yīng)急預(yù)案是對(duì)日常安全管理工作的必要補(bǔ)充,應(yīng)急預(yù)案應(yīng)以完善的預(yù)防措施為基礎(chǔ),體現(xiàn)“安全第一、預(yù)防為主”的方針。3、應(yīng)急預(yù)案應(yīng)以努力保護(hù)人身安全、防止人員傷害為第一目的,同時(shí)兼顧設(shè)備和環(huán)境的防護(hù),盡量減少災(zāi)害的損失程度。4、應(yīng)急預(yù)案應(yīng)結(jié)合實(shí)際,措施明確具體,具有很強(qiáng)的可操作性。5、應(yīng)急預(yù)案應(yīng)經(jīng)常檢查修訂,以保證先進(jìn)科學(xué)的防災(zāi)、減災(zāi)設(shè)備和措施被采用。三、應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)及職責(zé)1、應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)為加強(qiáng)安全領(lǐng)導(dǎo),

38、進(jìn)行系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化管理,項(xiàng)目部成立應(yīng)急預(yù)案管理領(lǐng)導(dǎo)小組,項(xiàng)目經(jīng)理任組長(zhǎng),項(xiàng)目總工程師、常務(wù)副經(jīng)理、安全總監(jiān)、項(xiàng)目副經(jīng)理為副組長(zhǎng),各職能部門(mén)負(fù)責(zé)人、安全環(huán)保部安全員、各施工隊(duì)專職安全員、施工隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)為組員,負(fù)責(zé)日常的安全管理工作。(見(jiàn)應(yīng)急預(yù)案組織機(jī)構(gòu)圖)項(xiàng)目經(jīng)理 常務(wù)副經(jīng)理 項(xiàng)目副經(jīng)理安全環(huán)保部總工程師安全總監(jiān)施工技術(shù)部財(cái)務(wù)管理部計(jì)劃合同部物資設(shè)備部綜合辦公室應(yīng)急預(yù)案組織機(jī)構(gòu)圖2、應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組職責(zé)負(fù)責(zé)重、特大事故的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急搶險(xiǎn)救援指揮,對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)性情況進(jìn)行技術(shù)、資金和設(shè)備支持,在施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生重特大事故時(shí)以最快的時(shí)間達(dá)到現(xiàn)場(chǎng),分析緊急狀態(tài)和確定風(fēng)險(xiǎn)事故級(jí)別,負(fù)責(zé)分部和有關(guān)地方管理部門(mén)、組織、機(jī)構(gòu)

39、聯(lián)絡(luò)和報(bào)告事故情況,制定搶險(xiǎn)救援的方案措施,領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急搶險(xiǎn)救援工作,確定緊急狀態(tài)的解除,協(xié)助事故原因的調(diào)查和處理工作。在上級(jí)和有關(guān)地方部門(mén)進(jìn)入的情況下,參與制定搶險(xiǎn)救援方案措施,做好應(yīng)急搶險(xiǎn)救援配合工作。四、應(yīng)急預(yù)案的基本要求1、發(fā)生人員傷亡事故后,施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處理措施一般規(guī)定 當(dāng)發(fā)生事故時(shí),負(fù)傷人員或者最先發(fā)現(xiàn)事故的人,應(yīng)立即報(bào)告項(xiàng)目經(jīng)理或?qū)ｍ?xiàng)安全負(fù)責(zé)人,并應(yīng)馬上組織人力現(xiàn)場(chǎng)搶救傷害者,根據(jù)傷情需要,協(xié)助醫(yī)務(wù)人員運(yùn)送傷者到醫(yī)院或撥打“120”,請(qǐng)求協(xié)助搶救。 1.1事故發(fā)生后,各級(jí)人員應(yīng)保鎮(zhèn)靜及冷靜,切實(shí)負(fù)起本身責(zé)任,主動(dòng)控制局面。要有組織、有指揮和結(jié)合實(shí)際進(jìn)行妥善處理。 1.2 第一時(shí)間

40、進(jìn)行“救死扶傷”,采取措施救護(hù)受傷(害)人員,對(duì)必須在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行緊急搶救的,應(yīng)采取應(yīng)急方法如止血、人工呼吸等進(jìn)行施救。否則必須立即用工地的交通工具或截出租車(chē)將傷者送到就近醫(yī)院進(jìn)行搶救。同時(shí)應(yīng)采取有效措防止事故蔓延擴(kuò)大。 1.3 認(rèn)真保護(hù)事故現(xiàn)場(chǎng)及善后工作。凡與事故有關(guān)的物體、痕跡、狀態(tài)不得破壞,并劃出保護(hù)區(qū)禁止閑人進(jìn)入。 1.4 因搶救受傷(害)人員,以及疏導(dǎo)交通等原因,需要移動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)某些物體時(shí),必須做好現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記、拍照、錄像或繪制現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)圖,并寫(xiě)出書(shū)面記錄,妥善保存現(xiàn)場(chǎng)重要痕跡、物證等。 2、 發(fā)生火警、火災(zāi)事故時(shí),施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處理措施一般規(guī)定。 2.1 應(yīng)立即了解起火部位及燃燒的物質(zhì),積極搶救傷者

41、及使用施工現(xiàn)場(chǎng)所有消防器材進(jìn)行滅火自救工作。 2.2 迅速準(zhǔn)確地?fù)艽?19報(bào)警。在撥打119時(shí),做到鎮(zhèn)靜撥號(hào),說(shuō)清火災(zāi)單位的名稱、地址、電話號(hào)碼、燃燒部位、燃燒物質(zhì)的性能等。 2.3報(bào)警后,派專人到約定的路口迎接消防隊(duì)。 2.4 在消防部門(mén)到達(dá)前,對(duì)易燃、易爆的物質(zhì)采取正確有效的隔離。根據(jù)火場(chǎng)情況,機(jī)動(dòng)靈活地選擇滅火工具。 2.5 在撲救現(xiàn)場(chǎng),應(yīng)行動(dòng)統(tǒng)一,如火勢(shì)擴(kuò)大,一般撲救不可能時(shí),應(yīng)及時(shí)組織撤退撲救人員,避免不必要的傷亡。 3、 利用一切可行的通訊工具按規(guī)定時(shí)間內(nèi)將事故情況進(jìn)行層級(jí)上報(bào)。 4、發(fā)生事故層級(jí)上報(bào)時(shí)限。 4.1 輕傷事故,應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)報(bào)告企業(yè)負(fù)責(zé)人、安全管理部門(mén)和基層工會(huì)組織

42、。 4.2 重傷事故,一般情況下,事故單位應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)報(bào)上級(jí)主管單位,由上級(jí)主管單位分XX市有關(guān)部門(mén)。對(duì)涉外有影響的,事故單位應(yīng)在事故發(fā)生后4小時(shí)內(nèi)如實(shí)報(bào)上級(jí)主管單位。 4.3 重傷3人或死亡1至2人的事故,事故單位應(yīng)在事故發(fā)生后4小時(shí)內(nèi)如實(shí)報(bào)上級(jí)主管單位,由上級(jí)主管單位分XX市有關(guān)部門(mén)。 4.4 死亡3人以上重大、特別重大死亡事故應(yīng)在事故發(fā)生后2小時(shí)XX市人民政府,同時(shí)報(bào)上級(jí)主管單XX市勞動(dòng)行政部門(mén)、工會(huì)組織、公安部門(mén)。 4.5 發(fā)生急性中毒、中署事故,除報(bào)上級(jí)主管單XX公司安質(zhì)部、辦公室)外,應(yīng)同時(shí)XX市衛(wèi)生行政部門(mén)。 4.6 發(fā)生爆炸物品爆炸事故和火災(zāi)事故,除報(bào)報(bào)上級(jí)主管單XX公司質(zhì)安部、辦公室)外,應(yīng)同時(shí)XX市公安部門(mén)。5、防止