某魯班獎(jiǎng)工程安全工程施工設(shè)計(jì)方案

1、 1工 程 概 況大學(xué)院附屬醫(yī)院綜合病房大樓位于市西寺路以南，為市濠河風(fēng)景名勝區(qū)，東臨繁華的南大街，西、南兩側(cè)緊鄰濠河，建設(shè)用地位于附屬醫(yī)院西南角，現(xiàn)外科病房大樓西側(cè)。工程用地總面積9100m2。工程總建筑面積62474m2，其中地上55111m2，地下7329m2，分為南、北兩棟建筑，通過15層連廊相連。南樓與原9層外科病房樓通過連廊相連。其他零星建筑面積34m2。南樓地上十九層，地下一層，北樓地上十七層、地下一層，建筑高度分別為南樓80.2m、北樓72.6m。裙房地上三層，地下一層，建筑高度為18.3m。工程造價(jià)1.31億元人民幣。該工程地下部分（人防）由省第筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)；地上部分由省

2、建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)；由總承包；監(jiān)理單位為市建設(shè)監(jiān)理XX公司。該大樓建筑造型新穎，南北兩樓雙峰交疊與秀麗的濠河交相輝映。通過15層連體廂廊貫通相連，現(xiàn)代化的裝飾手法充分展現(xiàn)了大樓的時(shí)代氣息，成為騰飛中的又一座標(biāo)志性建筑。11 建筑設(shè)計(jì)概況111人防部分（1） 地下人防部分設(shè)計(jì)分為A、B、C、D、四個(gè)單元，平時(shí)A、B單元為醫(yī)院管理用房，C單元為小型汽車停車庫，D單元為變配電房、水泵房等設(shè)備用房。戰(zhàn)時(shí)A單元為醫(yī)療救護(hù)站，防護(hù)等級(jí)為五級(jí)，防化級(jí)別為乙級(jí)；B單元為城市二等人員掩蔽部，防護(hù)等級(jí)為六級(jí)，防化級(jí)別為丙級(jí)；C單元為物資儲(chǔ)存庫，防護(hù)等級(jí)為六級(jí)，防化級(jí)別為丁級(jí)。（2） 本工程地下部分建筑面積為732

3、9，其中：人防建筑面積4985，人防隱蔽面積4221。（3） 防火分區(qū)的設(shè)置：A單元2個(gè)；B單元1個(gè)；C單元2個(gè)；D單元3個(gè)。（4） 平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換：有關(guān)平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換采用的預(yù)埋件、預(yù)留洞施工中一次到位，臨戰(zhàn)前在戰(zhàn)術(shù)規(guī)定期限，將所有平時(shí)使用的有關(guān)孔洞按戰(zhàn)時(shí)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行封堵施工，砌筑、堆壘防暴隔墻和擋墻，形成抗暴單元，轉(zhuǎn)入臨戰(zhàn)狀態(tài)。平時(shí)使用戰(zhàn)時(shí)封堵的通風(fēng)豎井，臨戰(zhàn)前按戰(zhàn)時(shí)風(fēng)施設(shè)計(jì)要求封堵風(fēng)口，用粗砂填實(shí)豎井。112建筑消防部分（1） 本工程消防類別為一類，耐火等級(jí)為一級(jí)。設(shè)計(jì)要求除正壓送風(fēng)、排油煙、廢氣以外的所有管道井待安裝結(jié)束后，在樓板處每隔兩層封堵；（2） 防火墻部位的所有設(shè)備管線待安裝后再進(jìn)行封砌，必

4、須嚴(yán)密封砌至梁板底部；（3） 所有電梯井道與機(jī)房必須用不低于2小時(shí)耐火極限的材料隔開，消防電梯機(jī)房門采用甲級(jí)防火門并且向外開；（4） 空調(diào)機(jī)房、變配電、消防水泵房、鍋爐房、電機(jī)房等設(shè)備房的門均采用甲級(jí)防火門并且要求向外開啟；（5） 外墻面裝飾幕墻，當(dāng)穿過垂直防火分區(qū)時(shí)，其窗檻墻的幕墻應(yīng)該在每層樓板外沿設(shè)置耐火極限不低于1小時(shí)，高度不低于800的不燃燒實(shí)體裙墻。113墻體部分（1） 本工程墻體除施工圖紙中標(biāo)明外，0.00標(biāo)高以下墻體均為黏土磚墻。M7.5水泥沙漿砌筑；并在0.06處的墻體中設(shè)防潮層一道，防潮層做法為20厚1：2水泥沙漿加5%防水劑；0.00標(biāo)高以上外墻為240厚KP1型多孔黏土磚

5、，砌筑沙漿標(biāo)號(hào)為M5混合沙漿。（2） 墻為200與120的輕質(zhì)材料，砌筑沙漿標(biāo)號(hào)為M5混合沙漿或墻體材料專用黏結(jié)材料。（3） 其他隔墻根據(jù)精裝修設(shè)計(jì)布置，墻體材料均為輕質(zhì)墻體材料，輕質(zhì)墻體材料的容重不應(yīng)大于700Kg/m2；同時(shí)要滿足（GBJ11888）民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)的有關(guān)要求。（4） 不同墻體材料的連接處，均應(yīng)該按結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求配置拉墻筋；砌筑時(shí)應(yīng)相互答接不能留通縫，遇框架結(jié)構(gòu)外墻填充墻不同墻體材料的相接處，粉刷時(shí)應(yīng)加設(shè)寬度不小于300的鋼絲網(wǎng)。114門窗部分（1） 本工程的鋁合金窗立樘均位于墻的中心線側(cè)，其外墻皮與墻中心線齊平；（2） 平開門立樘位置與開啟側(cè)墻體粉刷面層平，彈簧門立樘居墻

6、中心；（3） 外門窗的氣迷性等級(jí)要求應(yīng)該滿足建筑外窗空氣滲透性能分級(jí)與其檢測方法GB7107的規(guī)定，13層的外窗與陽臺(tái)門的氣密性等級(jí)不低于三級(jí)，4層與以上的外窗與陽臺(tái)門的氣密性等級(jí)不低于二級(jí)，以滿足建筑節(jié)能的要求；（4） 該施工圖所列門窗尺寸為門窗洞口尺寸，施工中門窗實(shí)際尺寸應(yīng)該根據(jù)外墻裝飾面材料的厚度與安裝構(gòu)造所需縫隙，由現(xiàn)場與供應(yīng)廠家協(xié)調(diào)確定。（5） 門垛做法除施工圖中注明外，砌體邊均120，混凝土邊均240，凡居開間中設(shè)置的門窗或洞口，在施工平面圖中不著標(biāo)注位置定位尺寸；（6） 窗臺(tái)高度低于900，均加設(shè)1050高的護(hù)欄。115建筑防水部分（1） 地下人防工程A、B單元防水設(shè)計(jì)等級(jí)為一級(jí)

7、，C、D單元防水等級(jí)為二級(jí)，防水混凝土抗?jié)B標(biāo)號(hào)為S8；外墻距底板上500處水平施工縫加鋼板止水帶，汽車坡道、連通口沉降縫采用PVC橡膠止水帶；（2） 凡穿越地下室外墻、與土體接壤的底板和頂板的所有通風(fēng)、給排水、電纜、設(shè)備預(yù)留洞口均應(yīng)設(shè)置防水套管，不得后鑿；12結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況121結(jié)構(gòu)形式（1） 該工程結(jié)構(gòu)形式采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，框架抗震等級(jí)為二級(jí)，剪力墻抗震等級(jí)為二級(jí)，建筑等級(jí)二級(jí)。設(shè)計(jì)使用年限50年。耐火等級(jí)一類一級(jí)?？拐鹪O(shè)防烈度6度。（2） 地下車庫為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，框架抗震等級(jí)為四級(jí)。（3） 主裙房地基基礎(chǔ)抗震等級(jí)為乙級(jí)，地下車庫地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)。122后澆帶、加強(qiáng)

8、帶、伸縮縫設(shè)置：（1） 南樓與北樓之間基礎(chǔ)埋深不同，故在南、北樓交界處設(shè)置后澆帶，后澆帶寬度1000mm。（2） 地下車庫中間，南北向位于軸23處設(shè)置一條加強(qiáng)帶，加強(qiáng)帶寬度2000mm。（3） 地下車庫與南北樓連通處，地下車庫與汽車通道連接處設(shè)置伸縮縫。123基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)概況：（1） 北樓均采用樁基-筏基基礎(chǔ)。樁型的選擇考慮到場地周邊有較多建筑、病房樓與管線等，采用無振動(dòng)、不擠土的鉆孔灌注樁。（2） 為有效控制南北樓與地下車庫之間的沉降差異，南北兩樓均以粉砂層作為樁端持力層，選用800mm鉆孔灌注樁，有效樁長42.5m。單樁豎向承載力特征值設(shè)計(jì)為2600KN。（3） 地下車庫選用600鉆孔灌注樁，

9、有效樁長20m，單樁豎向抗拔承載力特征值設(shè)計(jì)為750KN。（4） 南北樓均為一層地下室，基礎(chǔ)底板采用等厚板承臺(tái)，底板厚1600mm。外墻厚分別為：350mm和450mm。底板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，頂板、墻板和柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45，底板、墻板和室外頂板抗?jié)B等級(jí)均為S8。（5） 地下車庫設(shè)計(jì)為地下一層，基礎(chǔ)底板、墻體與主樓相對(duì)獨(dú)立。基礎(chǔ)底板采用承臺(tái)、梁、板結(jié)構(gòu)形式，底板厚400mm；柱網(wǎng)間距為：6000 mm8000 mm；承臺(tái)為1200 mm1200 mm1200 mm；地梁截面南北向450 mm900 mm，東西向500 mm1100 mm。外墻厚分別為：350mm和450mm?；炷翉?qiáng)

10、度等級(jí)均為C30，抗?jié)B等級(jí)均為S8。（6） 南、北樓之間設(shè)有一道后澆帶，寬度1000mm；地下車庫設(shè)有一道加強(qiáng)帶，寬度為2000mm。后澆帶和加強(qiáng)帶部位混凝土標(biāo)號(hào)比同部位混凝土標(biāo)號(hào)提高一級(jí)。并在混凝土中添加微膨脹劑JM-改進(jìn)型，摻量為水泥用量的10。124鋼材等級(jí)與設(shè)計(jì)要求（1） 鋼材：分別采用 HPB235，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值Fy=210N/mm2和 HRB335，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值Fy=300N/mm2。預(yù)埋件、型鋼均采用Q235級(jí)鋼。鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95%的保證率。（2） 焊條：級(jí)鋼和Q235鋼采用E43型焊條；級(jí)鋼采用E50型焊條。（3） 鋼筋保護(hù)層設(shè)計(jì)要求：a、 0.00以下部分：底板、

11、墻板外層50、層20，梁、柱外層50、層30，頂板20（外層是指與土壤接觸面）。b、 0.00以上部分：梁、柱外為30，混凝土墻為20，板為20。鋼筋混凝土保護(hù)層除滿足上述要求外，還應(yīng)不小于主筋的直徑。（4） 鋼筋的錨固長度和搭接要求：0.00以下部分： 鋼筋直徑鋼筋類別錨固長度 La錨固長度 LaEd25抗震等級(jí)C30C35C40C30C35C40四級(jí)三級(jí)二級(jí)HPB23524d22d20d1.0La1.05La1.15LaHRB33530d27d25d33d30d27d搭 接 長 度 LIE鋼筋接頭面積百分率1.6（7） 求樁身Mmax:設(shè)剪力Q=0點(diǎn)位于基坑面下Y處，則有：28.4+84.

12、1+35.8+3.0-35.3-27.5=55.8Y+1/2（249.3-55.8）/6.5Y2Y2+3.7Y-5.9=0Y=1.2mMmax=28.4（0.64+7.2）+84.1（1.09+4.7）+35.8（0.48+3.7）+3.0（0.23+3.36）-35.3（0.39+2.2）-91.0（0.42+1.2）-1/255.81.22-1/314.91.23=582.4KNm/m（8） 配筋計(jì)算由前計(jì)算出支護(hù)樁在施工中“工況” 下最大彎矩值為: Mmax=582.4KNm/m設(shè)計(jì)樁徑900,樁中心距1100,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30,配筋1422（As=53202）級(jí)鋼筋（HRP335）

13、fc=14.3N/2 fy=300N/2（fyAs）/(fcmA)=（3005322）/（14.33.134502）=0.176=1+0.750.176-（1+0.750.176）2-0.5-0.6250.176 =0.313t=1.25-20.313=0.624sin=0.832 sint=0.925M=2/314.345030.8323+30040005320（0.832+0.925）/3.14=500.3+357.2=857.5582.41.251.01.1=800.8KNm（9）樁頂位移估算結(jié)果: =20 1.5 ok（7）抗滑移驗(yàn)算Ea=151.3KN/mEp=35.3+27.5+5

14、13.9=576.7KN/mKh=（0.7Mp+Wu）/Ea =（0.7576.7+549.120.2）/151.3 =3.391.3 ok（8）抗剪力驗(yàn)算取基坑面下凈土壓力強(qiáng)度零點(diǎn)處。平面格柵布置，格柵間距為3.m，擋土墻寬度為3.2m，格柵樁寬度為1.2m，平面不對(duì)稱布置，前排樁寬度為1.2m，后排樁寬度為o.7m。max =（QS）/（Ib） =0.15qu即出現(xiàn)剪力破壞（9）樁身應(yīng)力計(jì)算由于水泥土樁抗壓強(qiáng)度小于混凝土樁，取凈土壓力強(qiáng)度零點(diǎn)處驗(yàn)算。M = 361.6KNm/mW壓 = 7。669/1.52 = 5.05m3W拉 = 7.669/1.68 = 4.56m3（10）抗壓驗(yàn)算m

15、ax = 1.25rorcZ + Mmax/W = 1.25119.35.34+（1.251361.63）/5.05 = 397.3Kpa 0.06qu即出現(xiàn)抗拉破壞，采取措施為：在攪拌樁水泥土中插入483.51000鋼管。4、5、11、支護(hù)壓頂圈梁計(jì)算（1） 圈梁設(shè)計(jì)：圈梁截面按7001000計(jì)算，混凝土為C30。（2） 抗彎計(jì)算：按最不利情況荷載取R1=141.7KN/m計(jì)算。M=（1/2）141.78.521.25=1066.4KNm=（1066.4106）/（14.37009652）=0.11141=1/2（1+1-20.114）=0.939As=As，=（1066.41060.8）/

16、（3009650.939） = 3138.32取725 則As=34302（3） 抗剪計(jì)算：V=（1/2）141.78.51.25=752.8KN0.25fcbho = 2414.9KN V0.7 ftbho = 676.2KN V則構(gòu)造配箍筋選用8四支箍，實(shí)取S=2004、5、12、基坑止水設(shè)計(jì)計(jì)算整個(gè)基坑四周外圍采用雙排雙軸深層攪拌樁形成一個(gè)全封閉止水帷幕，=15%，水灰比0.5，相鄰樁搭接200，抗管涌驗(yàn)算為：kg=r，（h，+2t）/（rwh）（1）南樓基坑管涌驗(yàn)算南樓基坑挖深-6m，地下水位在地面下-1.5m，水頭差= 6.-1.5+1=5.5m 止水樁L=12mt，= 12.0-6

17、.0-1.0 = 5m rw=10KN/m3r，= 8.9KN/m3則：k=8.9（5.5+25）/（105.5）=2.51 1.0（2）北樓基坑抗管涌計(jì)算北樓基坑挖土深度為-6.5m，地下水位在地面下-1.5m，水頭差= 6.5-1.5+1=6.0m 止水樁L=13mt，= 13.0-6.5-1.0 = 5.5m rw=10KN/m3r，= 8.9KN/m3則：k=8.9（6.+25.5）/（106.0）=2.52 2.0（3）地下車庫基坑抗管涌驗(yàn)算地下車庫基坑挖土深度為-5.5m，地下水位在地面下-1.5m，水頭差= 5.5-1.5+0.5=5.0m 止水樁L=11mt，= 11.0-5.

18、5-1.0 = 4.5m rw=10KN/m3r，= 8.9KN/m3則：k=8.9（5.+24.5）/（105.0）=2.49 2.04、5、13、基坑降水設(shè)計(jì)計(jì)算（1）基坑涌水量的估算根據(jù) Q = KHSq得 Q = 0.537.O450.0O.6 = 1001.7 m3/d式中：K=0.53m/d H= 7.0m S= 450.0m q= 0.6（2）基坑含水靜儲(chǔ)量的估算：給水度u取0.2V= （Hh）Su=（7.501.2）（31.576）+（43.453.2）0.2= 5926.0m3（3）單井出水量的估算：計(jì)劃采用500預(yù)制混凝土管，濾管長度L=12mq=102DL3K=1020.

19、366.030.5 = 174.9m3/d（4）管井?dāng)?shù)量的估算： 根據(jù)本工程進(jìn)度要求，計(jì)劃預(yù)降水按10天計(jì)算： Q1 = V/10 = 5926/10 = 592.6 m3/d 即 Q = Q+Q1=1001.70+592.6=1594.3 m3/d管井?dāng)?shù)量為: n = 1.5Q/q = 1.51594.3/174.9 = 13.67故: 采用14口管井（5）、管井深度的計(jì)算： L = 6.0+1.0+0.120.0+6.0=15.0m 故: 管井深度取: L = 16 m（6）、單井降水圍 降水井 - 0.70 自然土層 自然水位線 - 7.45（北樓） 6.55（南樓） 基坑土層面 基坑底

20、設(shè)計(jì)水位線 500 -15.70 -16.70 降水半徑r=10m5、基坑降水方案根據(jù)本工程的地質(zhì)勘探報(bào)告，水位于地表下1.01.50m，穩(wěn)定水位在地表以下1.401.90m左右，約相當(dāng)于高程2.60m，水位變幅1m左右，最高水位可取3.60m，而且基坑距濠河較近，同時(shí),支護(hù)與止水幕墻施工結(jié)束早于工程樁施工,工程樁施工量的地表水進(jìn)入基坑土層,因而需降水的幅度較大，所以采用深井泵（管井井點(diǎn)降水）復(fù)合真空泵降水井（輕型井點(diǎn)降水）。主要降水原理是：在真空泵（利用輕型井點(diǎn)真空泵）作用下，管井與管井四周土層形成一定的真空度，地下水在負(fù)壓作用下，由高壓向低壓流動(dòng)進(jìn)入管井，由深井泵抽出；在真空圍以外的土層，

21、水在重力作用下，形成水力坡度，向管井流動(dòng)。由于加了真空泵，它不僅可以抽取土層中的自由水，而且還能吸取土層中的一部分弱結(jié)合水。這種復(fù)合型的降水方法，在工程實(shí)例中，具有較強(qiáng)的降水效果。5、1、管井井點(diǎn)降水方案5、1、1、井點(diǎn)布置本工程基坑底標(biāo)高：南樓-6.55，北樓-7.45，室外標(biāo)高-0.7m。降水面積：南樓2394 ，北樓2309,合計(jì)4703。經(jīng)測算需要14口井，每口井降水面積約300。其中北樓布置6口井，南樓布置8口井，由于南北樓基坑為連體，南樓井口布置時(shí)，應(yīng)該考慮兼顧到南北樓連體位置。具體見：井點(diǎn)布置平面圖。5、1、2、管井沉設(shè)（1） 管井的沉設(shè)采用泥漿護(hù)壁、機(jī)械螺旋鉆機(jī)成井工藝。其方法

22、是在鉆機(jī)鉆孔的同時(shí)，向孔送入泥漿，護(hù)住井壁以免塌方，具體參照鉆孔灌注樁成孔工藝要求。（2） 鉆孔的直徑要比井管外徑大200。成孔后要進(jìn)行清孔，然后下井管，隨即填充綠豆砂作為過濾層。井管采用500混凝土管。（3） 洗井是管井沉設(shè)中最后一道重要工序，其作用是清除井泥沙和過濾層淤塞，使井的出水量達(dá)到正常要求。洗井方法采用水泵洗井法或空氣壓縮機(jī)洗井法。5、1、3、管井設(shè)備裝置要求（1） 管井井點(diǎn)的設(shè)備主要是由管井、吸水管與水泵組成。管井目前采用的基本有兩種：鋼管和混凝土管，本工程采用的是500混凝土管。（2） 混凝土管管井的徑為400，分實(shí)管與濾管兩種，過濾管的孔隙率為20%25%，吸水管采用100膠

23、塑管，其下端沉入管井抽吸時(shí)的最低水位以下，為了啟動(dòng)水泵和防止水泵在運(yùn)行中突然停泵時(shí)發(fā)生水倒灌，在吸水管底部應(yīng)該裝置逆止閥。（3） 井點(diǎn)降水采用的水泵一般選用24英寸潛水泵或單級(jí)離心泵。本工程井點(diǎn)降水似采用潛水泵。（4） 水泵安裝前須檢查電機(jī)和泵體，確認(rèn)完好無誤后方可安裝。施工過程中必須保證各連接部位密封可靠，安裝完畢須進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，有不正?，F(xiàn)象必須與時(shí)排除。5、2、輕型井點(diǎn)降水方案輕型井點(diǎn)降水法就是沿基坑的 四周將許多直徑較細(xì)的井點(diǎn)管埋入地下蓄水層，井點(diǎn)管的上端通過彎連管與總管相連接，利用抽水設(shè)備將地下水從井點(diǎn)管不斷抽出，將原有地下水位降至坑底以下。5、2、1、輕型井點(diǎn)設(shè)備輕型井點(diǎn)設(shè)備主要有管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。管路系統(tǒng)包括：濾