橋梁基礎基坑支護施工方案鋼板樁

/橋梁基礎基坑支護施工方案(鋼板樁）【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鍵詞】：深基坑、維護結構、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指南》TZ213-2005《鐵路橋涵地基和基礎設計規(guī)范》TB10002.5-2005《客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準》鐵建設【2010】240號《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-99《建筑施工計算手冊》其次版《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規(guī)范、規(guī)程和設計標準；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、質量、平安、環(huán)境愛惜、文明施工等各方面的目標；1.2.3、結合工程實際狀況，應用新技術成果，使施工組織設計具有技術先進、方案牢靠、經(jīng)濟合理的特點；1.2.4、充分探討現(xiàn)場施工環(huán)境，妥當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構依據(jù)埋深和地下水狀況接受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，設置圍檁和斜支撐圍護，此基坑施工具有風險高、緊急性大的特點。為了有效地消退這些對施工的不利影響，提高現(xiàn)場施工人員管理素養(yǎng)和處理應變實力，切實保障人員的生命平安、企業(yè)的財產(chǎn)平安和工地周邊環(huán)境平安，把平安影響削減到最低點，保證深基坑工程的順當進行，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量、環(huán)境、平安、文明施工、應急管理等保證措施。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。設計行車速度250km/h，線間距4.80m。橋梁基礎接受鉆孔樁基礎，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。橋臺接受雙線一字型橋臺。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、粉質粘土、粉土。自然地面6至8米以下為中砂。2.2.2、地質條件地質狀況由上至下為：第一層素填土10KPa,厚度2.4米；其次層粉質粘土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)境本基坑接近既有XX線距離11-12m，和既有XX線DK27涵洞平行設置。本基坑另一側為施工便道和山后村的農田。并有一條通往XX方向的鄉(xiāng)間路。（詳見附圖一）3、材料和設備支配3.1、機械設備支配序號名稱型號數(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、材料支配序號名稱型號數(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4.1、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、依據(jù)施工方案測量出基坑挖土的范圍，基坑寬度依據(jù)一步承臺外邊每側外擴3米，接受白灰線灑出挖土的范圍。4.2.2、接受挖掘機對白灰線內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、依據(jù)本工程的位置特點和地下水埋藏狀況，新建XX客專XX橋接近既有線較近，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。無法接受井點降水，只有接受止水鋼板樁來限制基坑外水流進入。對基坑內既有少量積水排凈，基坑邊緣設置排水溝和集水坑以限制外圍水進入基坑。-1排水示意圖4.3.2、基坑四周設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，接受鋼護筒做集水坑壁圍護結構，集水坑結構尺寸為a*b*h=500mm*500mm4.3.3、每座基坑設2臺50潛水泵抽水。將水抽走，抽水期自挖土至基礎回填土施工完停止，三班不停連續(xù)排水。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。4.4、鋼板樁圍護結構施工4.4.1、鋼板樁圍護圍護結構接受拉森鋼板樁支護形式，鋼板樁為15m長的拉森OT22型，板樁墻內皮和承臺基礎外邊線距離1.5米，用2I40a工字鋼雙拼作圍檁，四角接受φ425mm無縫鋼管支撐。拉森板樁施打接受三層圍檁法施工，四角接受圓鋼管斜向支頂盡量削減傾斜誤差的積累，保證明現(xiàn)封閉合攏，滿足板樁墻的質量要求。錨樁施工接受單獨打入法，其軸線位置應精確，質量要求同板樁墻。板樁圍檁和板樁之間，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，留出以后施工須要的工作面，確定鋼板樁施工位置。2）、定樁位。按依次標明鋼板樁的具體樁位，灑灰線標明。3）、鋼板樁施打，接受單獨打入法，即吊升第一支鋼板樁，精確對準樁位，振動打入土中，使樁端透過粘土層進入淤泥層。吊其次支鋼板樁，卡好企口，振動打入土中，如此重復操作，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，故此鋼板樁帷幕轉角及最終封閉合攏有相當難度。調整的方法，有接受異形鋼板樁來閉合或通過調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，故接受后一方法來實現(xiàn)轉角的閉合，即在轉角處兩側各以10根鋼板樁的寬度來調整軸線實現(xiàn)閉合。如出現(xiàn)部分鋼板樁長度不足，可接受焊接接長，用魚尾板焊接法。接長時避開相鄰兩樁接頭在同一深度，接頭位置應錯開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鋼板樁作為支撐。為穩(wěn)妥起見，在鋼板樁墻轉角上另用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。接受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，破壞鋼板樁四周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，必需即時做回填處理，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構正常工作，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)生險情剛好實行加固補強措施，板樁觀測方法：1、在板樁墻兩端外側15m的板樁墻軸線上設立軸線限制點，限制點須在錨樁外側或更遠處的穩(wěn)固點，限制點須穩(wěn)定，并加以愛惜。2、在板樁頂部用紅漆標出軸線位置，標記間距不得大于15m;限制點、位移標記應在開挖前布置，用紅三角標示。3、觀測接受掛線尺量的簡易方法，但所掛麻線須掛直，尺量使麻線不得搖擺，若風大或掛線有困難時，接受經(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，應跟蹤觀測。5、當發(fā)覺總位移超過100mm或日位移量大于20mm時應立刻通知停止施工，及原位回填，通知施工、技術部門接受相應措施。6、觀測數(shù)值應做好記錄。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)OT2210600260112.788.5535842200-1拉森樁示意圖4.4.5、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內摩擦角加權平均值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]=101.54×(4.