拉森鋼板樁圍堰施工專項方案詳細

京滬高鐵蘊藻浜特大橋222號墩深大基坑施工專項方案第一章工程概況京滬高速鐵路于里程DK1284+865.86～DK1284+982.06處跨越蘊藻浜河，河流與線路中心線的夾角為73°，蘊藻浜河最高通航水位為1.96m，航道等級現狀為五級，規(guī)劃三級，通航凈寬70m，凈高7.5m，跨河橋梁結構為1-112m提籃拱。提籃拱主墩（222#）情況如下：樁基18根，直徑1.5m，樁頂標高-6.855m，樁底標高-89.855m，樁長83m，承臺為雙層承臺，承臺總高4.5m，下承臺尺寸22.1×10.6×3.0m，上層承臺尺寸21.2×7.25×1.5m，墩身高11.5m，墩身長19.2m，總寬5.25m。樁基分布情況見下圖：根據現場實測的地面標高為+2.44，承臺底標高-6.855，地面到承臺底高差為9.3米，該處地質條件以淤泥質粉質黏土和粉土為主?；娱_挖深度達10.3米（考慮混凝土封底1.0m）。承臺工程量及施工尺寸如下：序號尺寸數量（個）混凝土方量（立方）/每個備注110.6*22.1*3（7.25*21.2*1.5）1上承臺230.55方下承臺702.78方第二章編制依據及技術指標1、TB10002.5J464-2005《鐵路橋涵地基和基礎設計規(guī)范》2、TZ213-2005《高速鐵路橋涵工程施工技術指南》3、蘊藻浜特大橋京滬高徐滬施圖Ⅵ（橋）-1174、京滬高徐滬施圖（橋參）-承臺及鉆孔灌注樁鋼筋布置參考圖5、時速350Km客運專線鐵路通用設計圖《雙線矩形空心橋墩》（圖號：肆橋設（2008）4381-1）6、相關標準規(guī)范等該基坑所處位置地質條件很差，地下水位較高，基坑邊緣距蘊藻浜河20多米，蘊藻浜河河面標高+1.08，該處從現有地面以下6米范圍內為蘊藻浜河河道內清理出來的河底淤泥，給大面積挖土卸載造成相當大的困難，原有土質以淤泥質粉質黏土和粉土為主，狀態(tài)以流塑和軟塑為主，基本承載力較低，土體內摩擦角平均16°，土容重平均取值為19kN/m3，而且該基坑屬于深大基坑，開挖深度達10.3m，產生的土壓力和水壓力相當大，平面開挖尺寸為26.1×14.6m，再加之承臺及墩身下部作業(yè)施工需要在基坑內完成，給內部支撐造成很大困難，而且從基坑開挖到墩臺身施工過程中需要進行數次受力體系的轉換，給各道圍檁及內支撐的確定增加難度。型號

鋼板樁的設置位置應便于基礎施工，應在原地面下結構邊緣之外，并留有支、拆模板的操作空間；

鋼板樁平面不直的，應盡量使其平直整齊，避免不規(guī)則的轉角，以便順利將鋼板樁插打入地下，并利于圍檁支撐的設置。1、將鋼板樁運到工地后，鋼板樁在拼組前必須對其進行檢查、丈量、分類、編號，同時對兩側鎖口用一塊同型號長2～3m的短樁作通過試驗，以2～3人拉動通過為宜。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800～1000℃），焊補、鉚補、割除、接長等方法加以整修。插打鋼板樁之前須檢查振動錘。振動錘是打拔鋼板樁的關鍵設備，在打拔前一定要進行專門的檢查，確保線路暢通，功能正常。且功率達到40KW以上，而夾板牙齒磨損不宜太多。24米6、在插打過程中，加強測量工作，發(fā)現傾斜，及時調整，為保證插樁順利合攏，要求樁身垂直。在整個鋼板樁插打過程中必須保證合攏密實，以防漏水。下承臺尺寸22.1×10.6×3.0m，上層承臺尺寸21.2×7.25×1.5m）或在底部鋼板樁四周用編織袋或土工布將鋼板樁與封砼隔離，按一般砼施工進行。封底時由一邊向另一邊推進，但保證連續(xù)、不間斷、不留接縫、一次性完成。下層承臺澆筑養(yǎng)護完成，拆除模板，回填透水性材料，回填時分層整平，灌水密實，待回填到下層承臺頂標高（-3.855m）后，拆除第三道圍檁及支撐。拆除第三道圍檁及支撐后進行上層承臺的鋼筋綁扎，模板支立，混凝土澆筑等后續(xù)工作；上層承臺施工完成后，基坑回填透水性材料密實，拆除第二道圍檁及支撐，繼續(xù)施工下部墩身（4m范圍），施工完成后即可拆除第一道圍檁，完成后續(xù)各項工作。第九節(jié)鋼板樁拔出承臺墩身混凝土澆筑結束，將基坑回填完畢后，要將鋼板樁拔出再重新利用，拔樁時，盡量使鋼板樁下部與混凝土脫離，然后再進行拔樁。先略錘擊振動各拔高1～2m，然后按次序將所有鋼板樁均拔高1～2m，使其松動后，再依次拔除，對樁尖打卷及鎖口變形的樁，可加大拔樁設備的能力，將相鄰的樁一齊拔出。并注意一下幾點：1、為防止將臨近板樁同時拔出，宜將鋼板樁和加固的支撐圍檁逐根解除。2、按與插打鋼板樁順序相反的次序拔樁。3、將鋼板樁用振動錘再復打一次，可克服土的黏附力。4、拔出的鋼板樁應及時清除土砂，涂以油脂。變形較大的板樁需調直，完整的板樁要及時運出工地，堆置在平整的場地上。1、基坑開挖必須根據有關規(guī)范要求進行設計，并有計算書。2、挖掘機等機械在坑頂進行挖基出土作業(yè)時，機身距坑邊的安全距離應視基坑深度、坡度、土質情況而定，確?；拥陌踩?。3、深基坑四周設防護欄桿，人員上下要有專用爬梯。4、開挖中，當坑沿頂面裂縫、坑壁松塌或遇有涌水、涌砂影響基坑邊坡穩(wěn)定時要立即加固防護。5、基坑需抽排水開挖時，須配備足夠的抽排水設備。6、基坑開挖所設置的各種圍堰和基坑支撐，其結構必須堅固牢靠。基礎施工中，挖土、吊運、澆筑混凝土等作業(yè)，嚴禁碰撞支撐，并不得在支撐上放置重物。施工中發(fā)現圍堰、支撐有松動、變形等情況時，應及時加固，危及作業(yè)人員安全時要立即撤出。7、基坑支撐拆除時，應在施工負責人的指導下進行。拆除支撐應與基坑回填相互配合進行。有引起坑壁坍塌危險征兆時，必須采取加固措施。8、人工修整基坑時，操作人員之間要保持安全距離，一般大于2.5m。多臺機械開挖，挖土機間距要大于10m。挖土自上而下，逐層進行，嚴禁先挖坡腳的危險作業(yè)。9、運土道路的坡度、轉彎半徑要符合有關規(guī)定。10、在開挖基槽時要做好降雨防護措施，施工現場和基坑四周設排水溝及集水井，確保將場地內的積水及時排除。11、距離開挖邊線4m內不允許堆放材料、挖出的土方和停放機具，4m外堆放高度不宜超過1.5m12、在開挖基坑邊沿處，必須按規(guī)范設兩道1.2m高的牢固欄桿和懸掛危險標志，并在夜間掛紅標志燈。嚴禁任何人在深坑處休息。13、夜間施工時，施工場地應有足夠的照明。14、非機電專業(yè)操作人員不得擅自動用基礎機電設備。第六章安全應急救援預案救援預案人員分工成立應急響應指揮小組，負責指揮及協調工作，具體分工及聯系方法如下：組長：李灝成員：楊曉武、張小寧、張康寧、趙元棟、王永峰、李相成、羅連1、李灝負責現場，任務是掌握了解事故情況，組織現場搶救。2、張小寧、韓國梁負責聯絡，任務是根據指揮小組命令，及時布置現場搶救，保持與當地醫(yī)療、建設行政主管部門及勞動部門等單位的溝通。3、張康寧、趙元棟負責維持現場秩序，做好當事人、周圍人員的問訊記錄。4、張小寧、韓國梁負責安排調度車輛及其他救援物資并妥善處理好善后工作，負責保持與當地相關部門的溝通聯系。通訊聯系方法醫(yī)院急救中心：120工地現場值班電話目負責人：李灝手機全員：王永峰手機術負責人：馬偉珊手機經理：葉珠東手機場技術員：張康寧手機場技術員：趙元棟手機件：基坑支撐布置圖鋼板樁及圍檁、支撐計算書鋼板樁及圍檁、內支撐計算書一、計算參數鋼板樁計算方法采用等值梁法?；娱_挖總深度按10.3m計算。施工機械荷載按20KPa的均布荷載進行計算。鋼板樁長度取24m，每延米截面矩2037cm3，鋼板樁容許抗彎應力。土層容重取為19kN/m3，浮容重取值9kN/m3，水容重取值10kN/m3，地質情況以粘性土為主，據調查土體內摩擦角平均值為16°，主動土壓力系數，被動土壓力系數，被動土壓力修正系數K=1.44，取每延米鋼板樁為計算單元。二、設計工況及荷載組合設計工況一鋼板樁內側已開挖至第二道圍檁處，開挖深度4.5m，第一道支撐已經安裝，第二道支撐未安裝，在工況一條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側水位按+1.08m計算。設計工況二鋼板樁內側已開挖至第二道圍檁處，開挖深度4.5m，第一、二道支撐已經安裝，但尚未向下開挖，在工況二條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側水位按+1.08m計算。設計工況三鋼板樁內側已開挖至第三道圍檁處，開挖深度6.5m，第一、二道支撐已經安裝，第三道支撐未安裝，在工況三條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側水位按+1.08m計算。設計工況四鋼板樁內側已開挖至第三道圍檁處，開挖深度6.5m，第一、二、三道支撐已經安裝，但尚未開挖，在工況四條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側水位按+1.08m計算。設計工況五鋼板樁內側已開挖至第四道圍檁處，開挖深度7.9m，第一、二、三道支撐已經安裝，第四道圍檁未安裝，在工況五條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側水位按+1.08m計算。設計工況六鋼板樁內側已開挖至第四道圍檁處，開挖深度7.9m，第一、二、三、四道支撐已經安裝，但尚未開挖，在工況六條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側水位按+1.08m計算。設計工況七鋼板樁內側已開挖至第五道圍檁處，開挖深度9.3m，第一、二、三、四道支撐已經安裝，第五道圍檁未安裝，在工況七條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側水位按+1.08m計算。設計工況八鋼板樁內側已開挖至第五道圍檁處，開挖深度9.3m，第一、二、三、四、五道支撐已經安裝，但尚未開挖，在工況八條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側水位按+1.08m計算。設計工況九鋼板樁內側已開挖至封底混凝土底，開挖深度10.3m，第一、二、三、五道支撐已經安裝，第四道支撐已經拆除，封底混凝土尚未澆筑，在工況九條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側水位按+1.08m計算。設計工況十鋼板樁內側已開挖至封底混凝土底，開挖深度10.3m，第一、二、三道支撐已經安裝，臨時支撐已全部拆除，封底混凝土已經達到要求強度，在工況十條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側水位按+1.08m計算。三、各工況下鋼板樁分析計算1、工況一鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內側的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（3.14+y）×0.5678+10×（3.14+y）=19×1.44×1.761y解得：y=1.878m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為281.85kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=8.73m<24-3.5=20.5m,入土深度滿足要求。2、工況二鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內側的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（3.14+y）×0.5678+10×（3.14+y）=19×1.44×1.761y解得：y=1.878m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為60.16kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=8.73m<24-3.5=20.5m,入土深度滿足要求。3、工況三鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內側的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（5.14+y）×0.5678+10×（5.14+y）=19×1.44×1.761y解得：y=2.56m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為136.15kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=8.2m<24-5=19m,入土深度滿足要求。4、工況四鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內側的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（5.14+y）×0.5678+10×（5.14+y）=19×1.44×1.761y解得：y=2.56m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為55.84kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=8.2m<24-5=19m,入土深度滿足要求。5、工況五鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內側的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（6.54+y）×0.5678+10×（6.54+y）=19×1.44×1.761y解得：y=3.2m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為209.75kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=9.7m<24-6.4=17.6m,入土深度滿足要求。6、工況六鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內側的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（6.54+y）×0.5678+10×（6.54+y）=19×1.44×1.761y解得：y=3.2m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為88.3kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=9.7m<24-6.4=17.6m,入土深度滿足要求。7、工況七鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內側的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（7.94+y）×0.5678+10×（7.94+y）=19×1.44×1.761y解得：y=3.84m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為289.29kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=11.1m<24-7.8=16.2m,入土深度滿足要求。8、工況八鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內側的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（7.94+y）×0.5678+10×（7.94+y）=19×1.44×1.761y解得：y=3.84m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為136.4kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=11.1m<24-7.8=16.2m,入土深度滿足要求。9、工況九鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內側的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（8.94+y）×0.5678+10×（8.94+y）=19×1.44×1.761y解得：y=4.53m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為372.82kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=12.43m<24-10.3=13.7m,入土深度滿足要求。10、工況十鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內側的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（8.94+y）×0.5678+10×（8.94+y）=19×1.44×1.761y解得：y=4.53m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為248kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=12.43m<24-10.3=13.7m,入土深度滿足要求。四、圍檁及支撐分析計算80鋼管截面特性：60鋼管截面特性：H型鋼截面特性值1、第一、二道圍檁計算取最不利情況即工況三，最大荷載為310.25kN/m。計算簡圖：彎矩圖：剪力圖：軸力圖：第一、二道圍檁采用一根H型鋼（400×400×20×20），直、斜撐鋼管尺寸均為內徑60cm，壁厚1cm