橋梁基礎(chǔ)基坑支護施工方案(鋼板樁)

/tech/detailprof999440YT.htm"【摘要】：這篇文章主要介紹了XX客運專線X標段XX橋工程深基坑施工中遇到的難題及施工方法：包括深基坑維護的施工技術(shù)措施；在施工中遇到的排水、土方開挖、土方回填等問題的施工方法?！娟P(guān)鍵詞】：深基坑、維護結(jié)構(gòu)、排水、土方開挖、承臺施工、土方回填1、編制說明1.1、編制依據(jù)《客運專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》TZ213—2005《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》TB10002。5-2005《客運專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收暫行標準》鐵建設(shè)【2010】240號《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ120—99《建筑施工計算手冊》第二版《建筑施工手冊》第四版縮印本1。2、編制原則1。2。1、嚴格執(zhí)行施工過程中涉及的相關(guān)規(guī)范、規(guī)程和設(shè)計標準；1。2。2、遵守、執(zhí)行合同文件各條款的具體要求，確保實現(xiàn)業(yè)主要求的工期、質(zhì)量、安全、環(huán)境保護、文明施工等各方面的目標；1。2。3、結(jié)合工程實際情況,應(yīng)用新技術(shù)成果，使施工組織設(shè)計具有技術(shù)先進、方案可靠、經(jīng)濟合理的特點；1。2.4、充分研究現(xiàn)場施工環(huán)境,妥善處理施工組織和周邊接口問題,使施工對周邊環(huán)境的影響最小化;1.2.5、施工方案突出重點難點工程,力求做到多方論證優(yōu)化施工方案。1。3、編制目的深基坑的圍護結(jié)構(gòu)根據(jù)埋深和地下水情況采用拉森樁支護維護基坑的穩(wěn)定，由于基坑開挖深度較深,屬于深基坑工程，設(shè)置圍檁和斜支撐圍護,此基坑施工具有風(fēng)險高、危險性大的特點。為了有效地消除這些對施工的不利影響，提高現(xiàn)場施工人員管理素質(zhì)和處理應(yīng)變能力，切實保障人員的生命安全、企業(yè)的財產(chǎn)安全和工地周邊環(huán)境安全，把安全影響減少到最低點，保證深基坑工程的順利進行，特制定本專項深基坑支護施工方案.1.4、編制范圍深基坑的拉森樁、圍檁、土方開挖、支撐體系安裝及拆除,以及各分部分項工程的質(zhì)量、環(huán)境、安全、文明施工、應(yīng)急管理等保證措施。2、工程概況2。1、工程概況本深基坑位于XX區(qū)對XX鎮(zhèn)XX村，中心里程DK28+106。18，橋長79。2m.設(shè)計行車速度250km/h,線間距4。80m.橋梁基礎(chǔ)采用鉆孔樁基礎(chǔ),樁徑為Φ1.00m，共計48根；承臺共4個，其中橋臺為一步承臺,橋墩為二步承臺。橋墩圓端形實體墩，共2個。橋臺采用雙線一字型橋臺。深基坑為2座橋墩，開挖基底標高為—110.787m，開挖深度為7。713米。2。2、工程水文地質(zhì)條件2。2。1、地形地貌本段地區(qū)主要為松花江階地及漫灘，地勢略有起伏，開闊，表層為雜填土、素填土、下部為黏土、粉質(zhì)粘土、粉土。自然地面6至8米以下為中砂.2。2.2、地質(zhì)條件地質(zhì)情況由上至下為：第一層素填土10KPa,厚度2.4米;第二層粉質(zhì)粘土130Kpa,厚度2.9米；第三層粉土170Kpa,厚度1。8米;第四層中砂330Kpa，厚度4。9米；第五層細砂190Kpa,厚度1.7米；第六層中砂370Kpa，厚度2米；第七層粗砂430Kpa,厚度3.8米。2。3、周邊環(huán)境本基坑臨近既有XX線距離11—12m,與既有XX線DK27涵洞平行設(shè)置。本基坑另一側(cè)為施工便道和山后村的農(nóng)田.并有一條通往XX方向的鄉(xiāng)間路。（詳見附圖一）3、材料與設(shè)備計劃3.1、機械設(shè)備計劃序號名稱型號數(shù)量備注1挖掘機PC—2001臺2長臂挖掘機PC—2001臺3自卸汽車8t5臺4振動錘ZDJ—6001臺5汽車吊30t1臺3.2、材料計劃序號名稱型號數(shù)量備注1拉森樁OT22226t/170根L=15米2工字鋼I40a6003圓鋼管φ4251604鋼板δ=12mm6平方米4、施工方案4.HYPERLINK”/tech/detailprof999440YT。htm"1、施工工藝:場地平整→拉森樁圍護→土方開挖（圍檁和斜支撐同步施工）→設(shè)置排水溝和清淤→碎石和混凝土墊層施工→承臺施工→墩臺施工→基坑回填(圍檁和斜支撐同步拆除）→拉森樁拔除4.2、場地平整：4。2。1、根據(jù)施工方案測量出基坑挖土的范圍，基坑寬度根據(jù)一步承臺外邊每側(cè)外擴3米，采用白灰線灑出挖土的范圍。4。2。2、采用挖掘機對白灰線內(nèi)的施工場地進行平整，按既有自然地面標高下挖至118。5m處，然后對整個場地地面平整。4.2。3、修筑機械設(shè)備入場施工道路，進場道路由施工便道進入現(xiàn)場，做好打樁機進場通道整修和地下大塊石清理工作。4。3、排水施工措施4.3。1、根據(jù)本工程的位置特點和地下水埋藏情況，新建XX客專XX橋臨近既有線較近，并且此地區(qū)為平原，排水困難，無排水去向。并且地下水埋藏較淺且較豐富。無法采用井點降水,只有采用止水鋼板樁來控制基坑外水流進入.對基坑內(nèi)既有少量積水排凈，基坑邊緣設(shè)置排水溝和集水坑以控制外圍水進入基坑.3.1。1—1排水示意圖4.3。2、基坑四周設(shè)置排水明溝和兩處集水坑，排水明溝，b=400mm，h=500mm，將溝中水引至集水坑中,采用鋼護筒做集水坑壁圍護結(jié)構(gòu)，集水坑結(jié)構(gòu)尺寸為a＊b＊h=500mm*500mm4.3。3、每座基坑設(shè)2臺50潛水泵抽水。將水抽走,抽水期自挖土至基礎(chǔ)回填土施工完停止，三班不停連續(xù)排水。HYPERLINK”/tech/detailprof999440YT。htm"4。3.4、基坑中的集水隨挖土隨排出，不要長時間留置,以防對基底浸泡,形成淤泥對下步施工造成影響。4。3.5、為防止雨雪天對施工的影響,在坑內(nèi)四周布置排水溝及集水井，利用潛水泵抽出基坑.另外,為防止地下水回流，在基礎(chǔ)墊層下縱、橫向布置排水盲溝,盲溝縱坡流向基坑四周的排水溝，使地下水流向排水溝.HYPERLINK”http：///tech/detailprof999440YT.htm”4。4、鋼板樁圍護結(jié)構(gòu)施工4.4。1、鋼板樁圍護圍護結(jié)構(gòu)采用拉森鋼板樁支護形式，鋼板樁為15m長的拉森OT22型，板樁墻內(nèi)皮與承臺基礎(chǔ)外邊線距離1。5米，用2I40a工字鋼雙拼作圍檁，四角采用φ425mm無縫鋼管支撐。拉森板樁施打采用三層圍檁法施工，四角采用圓鋼管斜向支頂盡量減少傾斜誤差的積累，保證實現(xiàn)封閉合攏，滿足板樁墻的質(zhì)量要求.錨樁施工采用單獨打入法,其軸線位置應(yīng)準確,質(zhì)量要求同板樁墻。板樁圍檁與板樁之間，有間隙處需用鋼楔塊楔緊，以求板樁正確受力。詳見附圖二4.4.2、鋼板樁施工方案1、施工工藝流程基線確定定樁位鋼板樁施打圍檁、角撐、支撐土建施工拔樁2、操做方法1）、基線確定：測量員定出軸線，留出以后施工需要的工作面，確定鋼板樁施工位置。2)、定樁位。按順序標明鋼板樁的具體樁位,灑灰線標明。3）、鋼板樁施打，采用單獨打入法，即吊升第一支鋼板樁,準確對準樁位，振動打入土中，使樁端透過粘土層進入淤泥層。吊第二支鋼板樁，卡好企口,振動打入土中，如此重復(fù)操作，直至基坑鋼板樁完成。鋼板樁施打時，由于鋼板樁制作本身的誤差、打樁時的偏差、施工條件的限制，使帷幕的實際長度無法保證按鋼板樁標準寬度的整數(shù)倍，故此鋼板樁帷幕轉(zhuǎn)角及最終封閉合攏有相當難度。調(diào)整的辦法，有采用異形鋼板樁來閉合或通過調(diào)整帷幕軸線用標準樁實現(xiàn)閉合。由于本工程鋼板樁墻精度要求不高，故采用后一方法來實現(xiàn)轉(zhuǎn)角的閉合，即在轉(zhuǎn)角處兩側(cè)各以10根鋼板樁的寬度來調(diào)整軸線實現(xiàn)閉合.如出現(xiàn)部分鋼板樁長度不足，可采用焊接接長,用魚尾板焊接法.接長時避免相鄰兩樁接頭在同一深度，接頭位置應(yīng)錯開1M以上，且間隔放置打樁。4）、圍檁、支撐、角撐為加強鋼板樁墻的整體剛度,沿鋼板樁墻全長設(shè)置圍檁,圍檁用2＊40a工字鋼組成，在此橫斷面用工字鋼連接相對側(cè)鋼板樁作為支撐。為穩(wěn)妥起見,在鋼板樁墻轉(zhuǎn)角上另用φ425mm圓鋼管做角撐.如右圖所示。4。4。2。4—1角撐示意圖5）、鋼板樁拔除橋墩工程完畢后即進行鋼板樁的拔除。采用振動錘等來進行鋼板樁的拔除，即利用振動錘產(chǎn)生的強迫振動擾動土質(zhì),破壞鋼板樁周圍土的粘聚力以克服拔樁阻力,依靠附加起吊的作用將樁拔除。鋼板樁拔除后留下的樁孔，必須即時做回填處理，回填一般用擠密法或填入法，所用材料為中砂。4.4。3、變形觀測為確保圍護結(jié)構(gòu)正常工作,防止發(fā)生鋼板樁位移大而影響施工,故需對鋼板樁的位移進行跟蹤觀測，以便發(fā)生險情及時采取加固補強措施，板樁觀測方法：1、在板樁墻兩端外側(cè)15m的板樁墻軸線上設(shè)立軸線控制點,控制點須在錨樁外側(cè)或更遠處的穩(wěn)固點，控制點須穩(wěn)定,并加以保護。2、在板樁頂部用紅漆標出軸線位置，標記間距不得大于15m；控制點、位移標記應(yīng)在開挖前布置，用紅三角標示。3、觀測采用掛線尺量的簡易方法,但所掛麻線須掛直，尺量使麻線不得搖晃，若風(fēng)大或掛線有困難時,采用經(jīng)緯儀觀測。4、在挖土期間及挖土完成后每天二次觀測位移，即上班后一次，下班前一次，直至位移穩(wěn)定。當板樁位移速度發(fā)展較快時，應(yīng)跟蹤觀測。5、當發(fā)現(xiàn)總位移超過100mm或日位移量大于20mm時應(yīng)立即通知停止施工，及原位回填，通知施工、技術(shù)部門采用相應(yīng)措施。6、觀測數(shù)值應(yīng)做好記錄。4.4。4、材料:鋼板樁規(guī)格參數(shù)：規(guī)格厚度寬度單根高度截面積單根重量慣性矩截面模量t（mm）W(mm)H（mm）A(cm2）Wt（kg/m）I(cm4/m）Z(cm3/m）OT2210600260112。788.55358422004.2。4—1拉森樁示意圖4HYPERLINK”/tech/detailprof999440YT。htm”。4.5、計算公式1、樁頂高程H1：118.50m2、坑底標高H0：110。787m開挖深度H：7.713m3、土的容重加權(quán)平均值γ：γ=（0。813*17.5+19.2＊2。9+20.2*1。8+19.7＊2。2）/7。713=19.4KN/m3內(nèi)摩擦角加權(quán)平均值Ф：Ф=（0.813*10+2。9*21+26.2＊1.8+36＊2。2)/7。713=25°4、地面均布荷q：30。0KN/m25、基坑開挖長a=14m基坑開挖寬b=10.6m6、外力計算1）作用于板樁上的土壓力強度及壓力分布圖HYPERLINK"/tech/detailprof999440YT。htm”4。3。6—1拉森樁土壓力分布圖主動土壓力系數(shù)Ka=tg2（45°—φ/2）=tg2（45-25/2）=0.41被動土壓力系數(shù)Kp=tg2(45°+φ/2）=tg2(45+25/2）=2。46主動土壓強eAh=γhKa=19。4×7。713×0.41=61。35KN/m2均布荷載對土產(chǎn)生的主動土壓強eAq=qKa=30×0。41=12。3KN/m2Pb=eAh+eAq=61.35+12。3=73。65KN/m2均布荷載產(chǎn)生主動土壓強點距樁頂距離Yq=tg（45°+φ/2)×1.5=2.35m2)計算y值（K值查表得1。7（K值為被動土壓力修正系數(shù)））鋼板樁上土壓力強度為零的點距基底的距離y=Pb/(r（K×Kp-Ka）)=73.65/(19.4×（1。7×2.46-0。41)）=73。65/73。18=1。01m3）按簡支梁計算等值梁的兩支點反力（Ra和P0）∑Mc=0P0=［1/2×7。713＊61.35×（2/3×7.713-0。5)+(7。713—2。35）×12。3×(（7。713—2。35）/2+2。35-0。5)+（73。65×1。01)×(7。713—0。5+1。01/3)］/(7。713—0。5+1。01）=（1098。28+298。92+561。59）/8。223=238。21KN∑Q=0Ra=1/2×7.713×61.35+（7。713—2。35）×12.3+1/2×1.01×73.65—238。21=236.60+65.96+37。19—238.21=101.54KN4）計算板樁最小入土深度按《建筑施工計算手冊》公式2—72得：t0=y+x=1。01+4。42=5。43mt=1.2t0=6。516m鋼板樁總長：L=h+t=7。713+6。516=14.229m5）選擇鋼板樁截面先求鋼板樁所受最大彎矩Mmax，最大彎矩處即剪力等于零處,設(shè)剪力等于零處距樁頂為x，則：Ra—1/2x2rKa-（x-yq）qKa=0101.54—1/2×19.4×0.41x2-（x—2。35）×30×0。41=0整理得：3.977x2+12.3x-130。445=0x2+3。1x—32.80=0x=4。38mMmax=Ra（x-0。5）-［1/2rx2Kax/3+（x—yq）2/2×qKa]=1