承臺基坑支護專項技術(shù)方案

1、承臺基坑支護專項技術(shù)方案 一、工程概況廣珠城際軌道交通工程zh-3標珠海市內(nèi)的特大橋共有5座，分別為：明珠站特大橋、明珠路特大橋、前山站特大橋、港昌路特大橋和珠海站特大橋。均為城市道路沿線上空高架橋，采用減振型框架板式無碴軌道。橋梁墩臺基礎(chǔ)采用1.25m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。設(shè)計要求承臺埋深為地面以下0.5m，困難地段不低于0.2m，承臺基坑開挖深度6.57.0m。橋梁位于道路中央綠化帶中，故而設(shè)計要求：施工中應(yīng)采取防護措施保證交通及施工安全，并且在基礎(chǔ)施工時利用鋼板樁圍護，并派專人24小時觀察，以確保既有公路安全。二、 工程地質(zhì)條件橋梁沿明珠路、港昌路架設(shè)，場地地面主要為混凝土路面及公路中央綠化帶

2、，地勢起伏較平緩，本橋地區(qū)土層按成因可劃分為：1、人工填土層(qm1)，在場地內(nèi)均有分布，褐黃、褐紅等色，主要由粘性土組成，層厚1.357.50m；2、第四系全新世海陸交互相沉積層(q4mc)，該層在場地內(nèi)均有分布。由粘土、淤泥、淤泥質(zhì)粘土、粗砂、礫砂組成；3、第四系殘積層(qel)，該層在場地內(nèi)分布較為普遍，按其狀態(tài)可分為軟塑狀和硬塑狀，以硬塑狀為主；4、燕山期(52)侵入花崗巖，青灰、灰白、肉紅等色，風化后呈褐黃色，主要礦物成份為長石、石英及黑云母，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。場地不良地質(zhì)作用主要為淺層地基層中存在軟弱土層，軟土層主要為淤泥、淤泥質(zhì)粘土，淤泥含水量高、壓縮性高、承載力低，工程性能

3、差。在場地內(nèi)大部分地段均有分布，呈透鏡狀產(chǎn)出，厚度0.59.90m，該層為場地軟弱土層。水文地質(zhì)特征及評價：根據(jù)工點的水質(zhì)評價結(jié)果，結(jié)合場地周邊經(jīng)驗綜合評定，場地環(huán)境類別為類。地下水對砼具中等腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無侵蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱侵蝕性。根據(jù)現(xiàn)場承臺基坑實際開挖情況，地面以下埋有較厚流砂、水位較高，且位于市區(qū)內(nèi)施工，承臺施工需進行鋼板樁圍護，方能滿足施工安全要求。工程地質(zhì)條件表時代成因?qū)有蛱枎r土名稱狀態(tài)巖土施工工程分級基本承載力。(kpa)()c(kpa)qml(1)4填筑土松軟級普通土q4mc(2)1黏土軟塑硬塑級普通土1302023515(2)2淤泥質(zhì)粘土流塑級普通土507

4、0242825(3)3粗砂松散稍密級普通土20030350(3)4礫砂松散稍密級普通土200qel(5)1粉質(zhì)粘土軟塑級普通土150(5)2粉質(zhì)粘土硬塑級普通土200526花崗巖w4級硬土2507花崗巖w3級軟石5008花崗巖w2級次堅石1000 三、鋼板樁圍護方案承臺基坑圍護結(jié)構(gòu)采用6m、9m的長拉森式鋼板樁，圍護內(nèi)尺寸每邊比承臺大1.01.5m，打入地下至地面平，然后開挖，在圍護上半部（距地表面下70100cm）內(nèi)側(cè)安裝支撐系統(tǒng)，支撐系統(tǒng)采用i30工字鋼框架，設(shè)置集水井抽水，整平基底，使用c20混凝土封底，封底厚度不小于10厘米，然后在支護中進行承臺主體的施工。 承臺基坑支護方案施工圖(示

5、意)如下：四、鋼板樁支護檢算以明珠站特大橋3#承臺（里程dk108+078.70）為例，該處地面高程為4.12米，承臺底高程為-2.178米，開挖最終底面高程為-2.378米?；又ёo時間從開挖基礎(chǔ)到承臺澆筑完成，歷時近25天，開挖深度6.5米，鋼板樁使用長度10米。鋼板樁使用期間各工序順序表破除混凝土路面，開挖深度0.3米打樁機打鋼板樁鋼板樁檢修校核基礎(chǔ)土方開挖至-1.0m，-4m時焊接鋼板樁橫向支撐基礎(chǔ)土方開挖至標高基坑內(nèi)排水基底處理、鋪墊層c20砼基坑內(nèi)排水基坑內(nèi)排水基坑內(nèi)排水檢查標高及其他尺寸 檢查墊層標高承臺主體施工基坑回填拔除鋼板樁基坑內(nèi)排水 1、設(shè)計檢算資料h1=4.12m內(nèi)支撐

6、3.4m2.5m3.0m1.0m地面h3=-2.378最大開挖線鋼板樁h2=2.5 1 鋼板樁頂高程h1：4.120m 施工水位h2：2.500m 2 地面標高h0：4.120m 開挖底面標高h3：-2.378m 開挖深度h：6.498m 3土的容重加權(quán)平均值：18.3kn/m3 算例參數(shù)示意圖 土浮容重： 10.0kn/m3 內(nèi)摩擦角加權(quán)平均值：20.10，粘聚力加權(quán)平均值c=5.0kpa。 4均布荷q：20.0kn/m2 。 5基坑開挖長a=18.0m 基坑開挖寬b=11.0m2、 外力計算作用于板樁上的土壓力強度及壓力分布圖 ka=tg2(45-/2)=tg2(45-20.10/2)=0

7、.49 kp=tg2(45+/2)=tg2(45+20.10/2)=2.05 板樁外側(cè)均布荷載換算填土高度h， h=q/=20.0/18.3=1.09m 樁頂以上土壓力強度pa1 pa1=h ka =18.31.09+0.25 0.49=9.77kn/m2 水位土壓力強度pa2 pa2=(h+4.12 -2.50 ) ka =18.3(1.09+4.12 -2.50 ) 0.49=24.3kn/m2 開挖面土壓力強度pa3 pa3=(h+4.12 -2.50 )+(-w)(2.5 +2.378) ka =18.3(1.09+4.12 -2.50 )+(18.3-10) (2.5 +2.378)

8、 0.49 =44.14 kn/m2 開挖面水壓力(圍堰抽水后)pa4： pa4=(2.5+2.378)=10(2.5+2.378)=48.78kn/m23、 確定內(nèi)支撐層數(shù)及間距 按支撐型鋼能承受的最大彎距確定各層支撐的間距和最大允許跨度h: i30工字鋼彎曲截面系wz0=0.001350m3,折減系數(shù)=0.7 采用值wz=wz0=0.001350.70.000945m3 容許抗拉強= 200mpa 由公式=m/wz得： 最大彎矩m0=wz=189.0 knm 1假定最上層支撐位置與水位同高，則支點處彎矩 m=pa1*(h1-h2)2/2+(pa2-pa1)(h1-h2)2/6=21.13k

9、nm1.3=kl 滿足要求基底隆起計算圖如下7、 構(gòu)造要求1為防止接縫處漏水，在沉樁前應(yīng)在鎖口處嵌填黃油、瀝青或其他密封止水材料。2在基坑轉(zhuǎn)角出的支護鋼板樁，應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)角的平面形狀做成相應(yīng)的異形轉(zhuǎn)角板樁，且轉(zhuǎn)角樁和定位樁宜加長1m。五、施工方法1、施工準備：將新舊鋼板樁運到工地后，詳細對其檢查、丈量、分類、編號，同時對兩側(cè)鎖口用一塊同型號長23m的短樁作通過試驗，以23人拉動通過為宜，或采用卷揚機拖拉，鎖口通不過或樁身有彎曲、扭曲、死彎等缺陷，采用冷彎，熱敲（溫度不超過8001000），焊補、鉚補、割除、接長等方法加以整修。同時接頭強度與其它斷面相等，接長焊接時，用堅固夾具夾平，以免變形，在焊接

10、時，先對焊，再焊接加固板，對新樁或接長樁、在樁端制作吊樁孔。在采用組樁插打時，每隔45m設(shè)有一道夾板，夾木在板樁起吊前夾好，插打時，逐付拆除，周轉(zhuǎn)使用。組樁及單樁的鎖口內(nèi)，涂以黃油混合物油膏（重量配合比為：黃油：瀝青：干鋸末：干粘土=2：2：2：1），以減少插打時的摩阻力，并加強防滲性能。2、導(dǎo)框安裝與插打方法 進行安裝導(dǎo)框時，先進行定位測量。導(dǎo)框的安裝，一般是先打定位樁。導(dǎo)框在現(xiàn)場分段制作組裝，固定在定位樁上：待插打入少量鋼板樁后，逐漸將導(dǎo)框固定到鋼板樁上。3、鋼板樁的吊運插打與合攏鋼板樁檢查合格后，運至作業(yè)現(xiàn)場，按插樁順序堆碼最多允許堆放四層，每層用墊木隔開高差不得大于10mm，上下層墊木

11、中線要在同一垂直線上。安插鋼板樁使用吊機對鋼板樁進行水平和垂直運輸，將鋼板樁吊至指定位置，使鋼板樁成垂直狀態(tài)，移向安插位置，插入已就位的鋼板樁鎖口中。起吊前，鎖口內(nèi)嵌填黃油瀝青混合料。箍緊鋼板用的弧度卡箍，待插入鎖口時逐個解除。4、抽水堵漏鋼板樁插打完，即可開挖。在地表面下70100cm處設(shè)置支撐，并檢查各節(jié)點是否頂緊，防止因抽水而出現(xiàn)事故。開挖至地下水位以下后，要設(shè)置集水井抽水，但抽水速度不能過快，且要隨時觀察支護的變化情況。當鎖口不緊密漏水時，用棉絮、麻袋等在內(nèi)側(cè)嵌塞，在樁腳漏水處用砼封底堵漏。5、拔樁鋼板樁拔樁前，先將圍護內(nèi)的支撐，從下到上陸續(xù)拆除，用原開挖土分層回填基坑，分層厚度不大于

12、40cm，小型沖擊夯機配合人工夯實。對于含砂率較大的回填土可澆水后人工夯實?；靥钪两咏孛鏁r，選擇一組或一塊較易拔除的鋼板樁，先略錘擊振動各拔高12m，然后挨次將所有鋼板樁均拔高12m，使其松動后，再從一側(cè)順序拔除，對樁尖打卷及鎖口變形的樁，可加大拔樁設(shè)備的能力，將相鄰的樁一齊拔出，必要時進行切割。施 工 工 藝 流 程施工準備定位測量導(dǎo)框安裝鋼板樁吊運就位插打鋼板樁圍堰內(nèi)清基安裝模板基礎(chǔ)、墩身砼灌注砼養(yǎng)護拆除模板拔出鋼板樁六、機械設(shè)備配置打鋼板樁時選用履帶自行式液壓沖擊打樁機。主要機械設(shè)備明細表序號機械設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1打樁機d32臺1275kw發(fā)電機tzh2504臺13震動拔樁

13、錘臺14汽車吊5t臺15抽水機臺126電焊機臺37切割機臺18汽車4.5 t自卸輛1七、質(zhì)量控制1、在拼接鋼板樁時，兩端鋼板樁要對正頂緊夾持于牢固的夾具內(nèi)施焊，要求兩鋼板樁端頭間縫隙不大于3mm，斷面上的錯位不大于2mm，使用新鋼板樁時，要有其機械性能和化學(xué)成份的出廠證明文件，并詳細丈量尺寸，檢驗是否符合要求。2、對組拼的鋼板樁兩端要平齊，誤差不大于3mm，鋼板樁組上下一致，誤差不大于30mm，全部的鎖口均要涂防水混合材料，使鎖口嵌縫嚴密。3、為保證插樁在轉(zhuǎn)角處的順利合攏，要求樁身垂直，并且周邊的鋼板數(shù)要均分，為保證樁身垂直，于第一組鋼板樁設(shè)固定于作業(yè)面支撐上的導(dǎo)向木，順導(dǎo)向木下插，使第一組鋼

14、板樁樁身垂直，由于鋼板樁上下寬度不完全一致，鎖口間隙也不完全一致，樁身仍有可能傾斜，在施工中加強測量工作，發(fā)現(xiàn)傾斜，及時調(diào)整，使每組鋼板樁在順支護周邊方向及其垂直方向的傾斜度均不大于5，同時為了使支護周邊能為鋼板樁數(shù)所均分，事先在地面或?qū)Я荷习翠摪鍢兜膶嶋H寬度畫出各組鋼板樁的位置，使寬度誤差分散，并在插樁時，據(jù)此調(diào)整鋼板樁的平面位置，使誤差不大于15mm，當仍有困難時，在懸掛狀態(tài)下進行調(diào)整。在無法順利合攏時，則根據(jù)合攏口的實際尺寸制造異形鋼板樁合攏。但要控制異形鋼板樁上下寬度之差不超過樁長的2%。4、在使用拼接接長的鋼板樁時，鋼板樁的拼接接頭不能在支護的同一斷面上，而且相鄰樁的接頭上下錯開至少

15、2m。所以，在組拼鋼板樁時要預(yù)先配樁，在運輸、存放時，按插樁順序堆碼，插樁時按規(guī)定的順序吊插。5、在進行鋼板樁的插打時，當鋼板樁的垂直度較好，一次將樁打到要求深度，當垂直度較差時，要分兩次進行施打，即先將所有的樁打入約一半深度后，再第二次打到要求的深度。6、打樁時必須在樁頂安裝樁帽，以免樁頂破壞，切忌錘擊過猛，以免樁尖彎卷，造成拔樁困難。7、鋼板樁支護在使用過程中，在基坑內(nèi)抽水時，圍護漏水可用板條、麻布等楔入鎖口內(nèi)嵌縫。應(yīng)經(jīng)常檢查各層支撐梁處與鋼板樁之間的縫隙，并用木楔楔緊，使導(dǎo)梁受力均勻。8、圍護基坑回填后，拔除鋼板樁前，首先將鋼板樁與支撐梁焊接處切除，然后再選擇一組或一塊較易拔除的鋼板樁，

16、先略錘擊振動后拔高12m，然后挨次將所有鋼板均拔高12m，使都松動后，再挨次拔除。最好是以打入順序的反方向挨次拔出。八、安全保證措施 為確保施工中的安全，在進行鋼板樁圍護施工時，必須將安全工作放在首位，預(yù)防為主。1、對操作人員進行安全思想教育，提高安全意識，實行持證上崗制度，不經(jīng)培訓(xùn)或無證者，不得進行上崗操作。2、設(shè)專人負責日常檢查和養(yǎng)護工作，吊機、樁機等在作業(yè)時設(shè)專人給信號，避免人多時亂指揮，出現(xiàn)安全事故。4、對打樁機大臂及連接桿件、銷軸等，要按規(guī)定經(jīng)常檢查、檢修。防止樁架搖晃嚴重發(fā)現(xiàn)意外事故。5、地面輔助作業(yè)人員，必須戴好安全帽。嚴禁人員在吊裝作業(yè)面下站立或行走。嚴禁人員進入打樁機回轉(zhuǎn)范圍

17、內(nèi)，并靠近打樁機工作部位。7、拔樁時要先震動12分鐘，再慢慢啟動卷揚機拔樁。在有松動后再邊震邊拔，防止蠻干。8、對所有機械設(shè)備的制動及外露的液壓軟管、接頭每天進行檢查，存在摩損，損壞的要及時維修、更換。九、環(huán)境監(jiān)測1、確定監(jiān)測對象：調(diào)查基坑周圍相當于基坑開挖深度的23倍范圍內(nèi)地上的建筑物、高聳塔桿、輸電線纜、古建文物、道路橋梁，以及地下管線（應(yīng)區(qū)別其屬壓力的或非壓力的）、人防等設(shè)施和障礙物。如發(fā)現(xiàn)既有建筑物等已有裂損傾斜等情況，同時收集其詳細資料，并在必要處做出標記或攝像、繪圖等。然后對調(diào)查對象承受地基變形的性能做出分析鑒定，確定應(yīng)加監(jiān)護方法。2、監(jiān)測方式與方法1）地面沉降、水平位移在觀測部位

18、按觀測要求埋設(shè)觀測樁，并作好觀測前原始數(shù)據(jù)記錄和觀測點位附近地形、建筑物的平面位置圖、立面圖。沉降觀測使用精密水準儀和銦合金水準尺。位移觀測使用全站儀。在這里要注意的是,要使用相同的儀器,在相同的位置上,由同一觀測者按同一方案施測。而且測量觀測點要安全,其位置不要設(shè)在變形、位移區(qū)內(nèi)。 2）圍護結(jié)構(gòu)側(cè)土壓力此項的監(jiān)測選用dky512型振弦讀數(shù)儀。（1）土壓力計的安裝 測量側(cè)壓力時,土壓力計的安置如圖1所示,在圍護結(jié)構(gòu)的外面鉆孔埋設(shè)土壓力計,并在孔中注入與土體性質(zhì)基本一致的物質(zhì),填實空隙。（2）土壓力計的工作原理 土壓力計使用雙膜鋼弦式。工作原理跟鋼筋計基本相同,其接觸面對變化不大的土壓力較為敏感

19、,受力時引起鋼弦振動或應(yīng)變片變形,弦的自振頻率也發(fā)生變化。利用脈沖激勵,使鋼弦起振,并接收其頻率。按事先標定的“壓力-頻率”關(guān)系曲線,即得出作用在土壓力計上的壓力值。3、監(jiān)測人員針對本工程監(jiān)測的特點,成立了由3人組成的專業(yè)監(jiān)測小組,其中2人具備測量、土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、計算機等方面的知識。組長負責工程監(jiān)測計劃、組織及監(jiān)測的質(zhì)量審核。十、zh-3標（珠海段）承臺型號圖及鋼板樁支護工程數(shù)量見下表：序號實用墩號規(guī)格型號使用圖號結(jié)構(gòu)尺寸（cm）簡圖數(shù)量鋼板樁支護面積（m2）鋼板樁支護重量（t）鋼板樁水平支護重量（t）一、明珠站特大橋4213253.402054.28303.081、0#、17#f型通橋-

20、iii-07下臺750*1080*250+上臺600*320*1002766.8118.8514.902、1#本圖施橋41-01-17下臺800*940*250+上臺540*350*100136957.207.293、9-16#無570*900*250245097.6790.13147.664、2#-8#、18-25#本圖施橋41-01-18下臺800*1500*300+上錐臺650*330*2001570201088.10133.23二、明珠路特大橋1、0、3、8、11-35、38-49、52、60、63-79#f型通橋-iii-07下臺750*1080*250+上臺600*320*1005922620.63506.19439.672、1-2#、50-51#g型通橋-iii-08下臺800*1500*300+上錐臺540*310*20041872290.1635.533、4、7、9、10、84、87#本圖施圖橋-42-1-30下臺750*1080*250+上臺650*330*10062322359.9145.0