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1、獨山大橋危橋改造工程拉森鋼板樁圍堰專項施工方案編制：審核：批準：安徽省路橋工程集團有限責任公司獨山大橋危橋改造工程項目部2015 年 7 月 1 日目錄第一章工程概況1第二章編制依據及技術指標.錯誤！未定義書簽。第三章施工難點分析 .錯誤！未定義書簽。第四章基坑及墩臺身施工3第五章基坑開挖安全措施8第六章安全應急救援預案10鋼板樁及圍檁、內支撐計算書12一、編制說明1.1 編制依據1. 公路橋涵施工技術規范 JTG/T F50-20112. 公路交通安全設施施工技術規范 JTG F71-20063. 交通部公路水運工程安全生產監督管理辦法4. 裕安區獨山大橋危橋改造工程施工合同、招標文件5. 2、安徽省國省干線公路標準化實施指南6. 江蘇淮安交通勘察設計研究院有限公司裕安區獨山大橋危橋改造工程施工圖設計及其它設計資料7. 現場踏勘調查所獲得的有關資料8. 我單位擁有的科技工法成果和現有的管理水平、 勞力設備、技術能力，以及長期從事高速公路建設所積累的豐富的施工經驗。1.2 編制原則1. 遵守合同文件各項條款要求， 全面響應和認真貫徹業主或監理工程師及授權人或代表的批示、指令和要求；2. 嚴格遵守合同文件明確的設計規范、 施工規范和質量評定與驗收標準；3. 堅持技術先進性、 科學合理性、 經濟適用性、 安全可靠性與實事求是相結合的原則；4. 自始至終對施工現場堅持實施全員、 全方位、全過3、程嚴密監控、動靜結合、科學管理的原則；5. 實施項目基礎管理，通過對勞務、設備、材料、資金、技術、方案、信息、時間與氣候條件的優化處置，實現成本、工期、質量及社會信譽的預期目標效果；6. 嚴格規范管理，強化精品意識，以“全員參與，工序過程嚴控制；以人為本，科學管理抓質量；開拓進取，勇于奉獻創精品。 ”的企業精神為指導， 努力使本工程成為內實外優的產品， 向業主交一項優質工程。二、工程概況2.1 工程簡介六安市裕安區獨山大橋位于獨山鎮境內，跨越河道為淠河； 全長 426 米，全寬 10 米，上部結構采用 14 30m先簡支后連續混凝土組合箱梁， 橋墩為柱式墩，樁基礎；橋臺為肋板式臺身，樁基礎；接4、線長約 1 公里，路基寬 8.5 米，路面寬7 米。其中 1#8#墩為涉水施工。見下圖：1#8#墩位于河床內，施工難度較大，河面常水位與系梁底平均高差位 4 米以上。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，根據現場勘查及圖紙地質圖中所示，地質結構基本為細砂（ Q4AL+PI): 層頂埋深 0.40-0.80m ，層頂埋深 0.40-0.80m ，層頂高程 52.66-55.38m ，曾底高程 51.26-54.04m ，層厚 0.80-1.40m ，灰白色，松散 - 稍密狀態，具振搗反應。該層分布普遍。層礫石（Q4AL+PL）：層頂5、埋深 0.00-2.10m ，層頂高程 49.77-54.04m ，層底高程 40.47-46.56m ，層厚 7.40-9.70m ，灰白色，中密狀態。該層分布普遍。層強風化砂巖（K）：層頂埋深8.20-11.70m ，層頂高程 40.47-46.56m ，層底高程 37.07-43.48m ，層厚 2.00-4.30m ，暗紅色，密實，風化未完全，風化呈砂土狀，夾基巖碎片，原巖結構基本被破壞。層中風化砂巖（ K）：此層未揭穿，揭露最大厚度為 10.80m，暗紅色，致密，層狀構造，碎屑結構，基巖裂隙不發育，泥質、鈣質膠結，遇水易軟化崩解的，較完整，巖體基本質量等級為 IV 級，屬軟巖。土體內6、摩擦角平均 16，土容重平均取值為 19kN/m3，產生的土壓力和水壓力相當大，圍堰平面開挖尺寸為 10.5 2.5m，再加之承臺及墩身下部作業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。第四章基坑及墩臺身施工基坑施工流程：施工準備測量定位插打鋼板樁開挖基坑逐層進行鋼板樁內支撐排水澆筑封底混凝土系梁施工墩柱蓋梁施工基坑回填逐步拆除內支撐墩身施工基坑回填鋼板樁拔出。第一節施工準備首先在鋼板樁堆放基地對鋼板樁進行分類、整理，選用同種型號的板樁，進行彎曲整形、修正、切割、焊接，整理出施工需要的型號（拉森7、 IV 號鋼板樁）、規格（ 45031015.5 ）、數量 2 套（ 9m130 根）的鋼板樁。鋼板樁進場前需要檢查整理， 發現缺陷隨時調整， 整理后在運輸和堆放時盡量不使其彎曲變形， 避免碰撞，尤其不能將連接鎖口碰壞。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。第二節測量定位對墩位承臺控制點標明并經過復核無誤后加以有效保護， 同時距離系梁臺邊線 0.65 米的位置放出鋼板樁插打位置，并用槽鋼定位，在保證鋼板樁垂直度的情況下逐根插打。第三節鋼板8、樁、圍檁及支撐布置經設計計算，該圍堰平均開挖深度為 4.6m，開挖尺寸為 10.5 2.5m，共布置 2 道支撐，具體布置見下圖。第一、二道圍檁均采用一根 H型鋼（ 4004002020），直撐、斜撐采用外徑 62cm，壁厚1cm的鋼管；第一道鋼管的頂面與原地面平齊，第二道圍檁中心距第一道圍檁中心 3.7m，第二道臨時支撐安裝在封底混凝土頂面上50cm處。基坑支撐布置圖：計算書詳見附件。第四節鋼板樁施工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23m的短樁作通過試驗，以 23 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，9、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。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。2、履帶吊停在離打樁點就近的基坑邊，側向施工，便于測量人員觀察。掛上振動錘，升高，理順油管及電纜。3、錘下降，開液壓口，拉一根樁至打樁錘下，鎖口抹上潤滑油，并起錘。4、鋼板樁計算長度為9 米（基坑 5 米、入土 4 米），待鋼板樁尖離開地面 30cm時，停止上升。錘下降，使樁至夾口中，開動液壓機，夾緊樁。上升錘與樁至打樁地點。5、鋼板樁插打時，單樁的鎖口內10、均涂以黃油混合物油膏，以減少插打時的摩阻力并加強防滲性能。插打鋼板樁時從第一塊就應保持平整，幾塊插好后即插打一塊深的以保持穩定，然后繼續插打。6、在插打過程中，加強測量工作，發現傾斜，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。7、對準鋼板樁與定位樁的鎖口，靠震動錘與樁自重壓到樁所要插打的位置。8、試開打樁錘 30 秒左右，停止振動，利用錘慣性打樁至計算標高，開動振動錘打樁下降， 控制打樁錘下降的速度，盡可能的使樁保持豎直，以便鎖口能順利咬合，提高止水能力。9、 板樁至設計高度前40cm時，停止振動，振動錘因慣性繼續轉動一定時間，打樁至設計11、高度。10、松開液壓夾口，錘上升，打第二根樁，以上類推至打完所有樁。打樁前一般應在鎖口內涂以黃油、鋸末等混合物，在打完鋼板樁后，開始進行鋼板樁圍堰內的止水處理。第五節基坑開挖及墩臺施工土壓力和水壓力很大， 基坑開挖宜采用長臂挖機， 施工時機械離基坑越遠越好， 減小基坑邊緣處的動載。 各階段開挖時應在支撐位置向下多開挖 50cm，利于施工圍檁及支撐的設置，開挖到各道支撐位置后應及時安裝圍檁及內部支撐。鋼板樁插打完后， 向下開挖安裝第一道圍檁支撐；繼續開挖至標高處，安裝第二道圍檁及支撐；繼續開挖土方到系梁底一下 20cm，迅速施工封底混凝土層， 待封底混凝土強度達到要求后， 再進行受力轉換，由封底12、混凝土受力，即可進行后續破樁頭、樁基檢測、綁扎鋼筋、支模板等工作，以上施工的同時，應及時抽出基坑內的積水。在下系梁混凝土澆筑結束達到拆模要求后， 拆除模板，基坑用透水性材料回填密實到下承臺頂面后，拆除第二道支撐；開始施工墩身，墩身底面與地面高差較大， 考慮施工安全方便， 墩身施工時采用一次性澆筑，澆筑完成進行養護后拆模，及時回填透水性材料，密實后拆除第一道圍檁，繼續施工上部墩身。第六節基坑排水在滲水較小的情況下， 采用匯水井排水， 在基坑內承臺范圍外側較低處挖 4 個匯水井，并在周圍挖邊溝，使其低于基坑底面。對匯水井井壁要加以支護， 井底鋪一層粗砂或者碎石， 采用抽水機從匯水井抽水來排除滲水；13、 如果承臺低于砂土層且滲水較大時， 采用井點法降低地下水位，在距基坑邊 3-5m 距離進行鉆孔，埋下井點管，周圍填以砂石作過濾層， 上用黏土填封， 地面上通過主管與抽吸設備相聯進行抽水，以降低基坑四周的地下水位。第七節混凝土墊層施工采用直接澆筑混凝土墊層， 可能造成鋼板樁無法拔出， 所以澆筑墊層時在鋼板樁圍堰內側支模， 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， 以便鋼管樁在承臺施工完后順利拔出。 在混凝土澆筑之前，盡量要把水抽干，封底混凝土強度等級采用 C25，直接采用汽車泵輸送混凝土到指定位置， 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、不間斷、不留接縫、一次性14、完成。混凝土墊層厚度初定為100cm。第八節圍檁支撐拆除下層承臺澆筑養護完成，拆除模板，回填透水性材料，回填時分層整平，灌水密實，待回填到下系梁頂標高后，繼續施工下部墩身施工完成后即可拆除第一道圍檁，完成后續各項工作。第九節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12m，然后按次序將所有鋼板樁均拔高12m，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、15、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。第五章基坑開挖安全措施1、基坑開挖必須根據有關規范要求進行設計，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，確保基坑的安全。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16、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，嚴禁碰撞支撐，并不得在支撐上放置重物。施工中發現圍堰、支撐有松動、變形等情況時，應及時加固，危及作業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。9、運土道路的坡度、轉彎半徑要符合有關規定。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17、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1.5m, 危險時必須采取加固措施； 不得從基坑上方傾倒或拋擲毛石、磚等材料，應用滑槽輸送；半成品材料應做具體的運輸方案。12、在開挖基坑邊沿處，必須按規范設兩道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 安全應急救援預案一、安全生產事故應急救援實施在發生重大安全事故時的救援工作，盡量減少事故的危害，保障員工和周邊居民的人身健康和安全、 項目財產安全和周邊單位18、財產安全。特成立應急救援組織機構。二、處理突發事件應急預案的原則為認真貫徹落實 中華人民共和國安全生產法和建設工程安全生產管理條例，增強憂患意識，居安思危，減少施工事故的發生，提高自防自救意識， 結合本工程的施工特點， 主要針對可能出現的安全生產事故和自然災害制定獨山大橋危橋改造項目涉水 18#墩施工安全生產應急預案，其基本原則為 :堅持“以人為本，預防為主”的原則。通過強化日常安全管理，落實各項安全防范措施，查堵各種事故隱患，做到防患于未然。施工前期，針對施工過程中存在的重大危險源，提前預測，并制定生產安全事故應急救援預案， 建立應急救援組織及配備應急人員， 配備必要的應急救援器材、設備，以19、防突發事件，并定期組織演練，確保施工安全。各作業班組緊緊結合各自實際情況，成立應急小組，做好相關應急準備工作，確保施工安全。安全生產機構框圖如下：三、應急救援領導小組應急救援領導小組由組長、副組長、成員三部分組成：組長由項目經理擔任，副組長由副經理、總工程師擔任。成員由項目其他領導、各部門負責人、安全員、質量員、現場管理人員組成。組長：盧軍球副組長：王家林周衍超組員：洪杰、黃培松、徐輝、徐德圣、程衛衛、項目安全管理部安全 QC小組責任人：周衍超專職安全員：胡毛毛、許鳴、違建軍附件：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。基坑開挖總20、深度按5m計算。施工機械荷載按20KPa的均布荷載進行計算。3鋼板樁長度取9m，每延米截面矩 2037cm，鋼板樁容許抗彎應力210MPa 。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K a2(4516 ) 0.5678tan，被動土壓力系數tan2 (45 16)2K a1.761，被動土壓力修正系數 K=1.44，取每延米鋼板2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21、：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。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y191.36 0.5678+9（3.14+y ）0.5678+10（3.14+y ）=191.44 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22、的最大彎矩為，鋼3板樁采用拉森 IV 型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm，則鋼板樁應力為：maxM281.85103138.4MPa 210MPaW2037鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深t6P06202.45x6.06 m(KK p K a )33.07t=1.1 （x+y）=8.73m24-3.5=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y191.36 0.5678+9（3.14+y ）0.5678+10（3.14+y ）=191.44 1.761y解得： y=1.878m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看23、計算結果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為，鋼板樁采用拉森IV 型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量3W=2037cm，則鋼板樁應力為：maxM60.16 10329.53MPa 210MPaW2037鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深t6P06202.45x6.06 m(KK p K a )33.07t=1.1 （x+y）=8.73m24-3.5=20.5m, 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：A254.469cm2 ,Wx5091cm3 ,i x28.64cmA191.637cm2,Wcm3,ix21.569cmx2876.1H型鋼截面特性值1、第一、24、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（ 4004002020），直、斜撐鋼管尺寸均為內徑60cm，壁厚 1cm。（ 1）圍檁驗算經計算，最大彎矩值為515.372kN.m, 最大剪力值 714.5kN。maxM515.372103157MPa 1.4 203MPaW3279.46maxQmax Sx 714.5102100.4MPa1.3 110.5MPaI x35.5720max0.677ql 46.25mm L / 40012.5mm100EI圍檁采用一根H型鋼強度、剛度均滿足要求。（ 2）支撐鋼管驗算支撐鋼管最大軸力為 1373.793kN。鋼管長細比l 01380，查表得壓桿穩定系數0.786i x6421.569N max1373.793 10，支撐采用 60max0.78691.21MPa 203MPaA191.637鋼管，強度滿足要求。（ 3）斜撐鋼管驗算最大軸力為 2362kN，最大彎矩為。鋼管長細比l 0670，查表得壓桿穩定系數0.932i x3121.569maxN maxM max2362 10125.0710 3175.73MPa 203MPaAWx0.932 191.6372876.1斜撐采用 60 鋼管強度滿足要求。計算簡圖：彎矩圖：剪力圖：軸力圖：