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1、橋梁基礎(chǔ)基坑支護(hù)施工方案(鋼板樁）【摘要】：這篇文章主要介紹了XX 客運(yùn)專線 X 標(biāo)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(hù)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。【關(guān)鍵詞】：深基坑、維護(hù)結(jié)構(gòu)、排水、土方開挖、承臺(tái)施工、土方回填1、編制說明1.1、編制依據(jù)客運(yùn)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(jì)規(guī)范TB10002.5-2005 客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)鐵建設(shè)【2010】240 號(hào)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ120-99 建筑施工計(jì)算手冊(cè)第二版建筑施工手冊(cè)第四版縮印本1.2、編制原則1.2.2、1、嚴(yán)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)；1.2.2、遵守、執(zhí)行合同文件各條款的具體要求，確保實(shí)現(xiàn)業(yè)主要求的工期、質(zhì)量、安全、環(huán)境保護(hù)、文明施工等各方面的目標(biāo)；1.2.3、結(jié)合工程實(shí)際情況，應(yīng)用新技術(shù)成果，使施工組織設(shè)計(jì)具有技術(shù)先進(jìn)、方案可靠、經(jīng)濟(jì)合理的特點(diǎn)；1.2.4、充分研究現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，妥善處理施工組織和周邊接口問題，使施工對(duì)周邊環(huán)境的影響最小化；1.2.5、施工方案突出重點(diǎn)難點(diǎn)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(hù)結(jié)構(gòu)根據(jù)埋深和地下水情況采用拉森樁支護(hù)維護(hù)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(hù)，此基坑施工具有風(fēng)險(xiǎn)高、3、危險(xiǎn)性大的特點(diǎn)。為了有效地消除這些對(duì)施工的不利影響，提高現(xiàn)場(chǎng)施工人員管理素質(zhì)和處理應(yīng)變能力，切實(shí)保障人員的生命安全、企業(yè)的財(cái)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(diǎn)，保證深基坑工程的順利進(jìn)行，特制定本專項(xiàng)深基坑支護(hù)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(xiàng)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(duì) XX 鎮(zhèn) XX 村，中心里程 DK28+106.18，橋長(zhǎng) 79.2m。設(shè)計(jì)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1.00m，共計(jì) 48 根；承4、臺(tái)共 4 個(gè)，其中橋臺(tái)為一步承臺(tái)，橋墩為二步承臺(tái)。橋墩?qǐng)A端形實(shí)體墩，共2 個(gè)。橋臺(tái)采用雙線一字型橋臺(tái)。深基坑為2 座橋墩，開挖基底標(biāo)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(shì)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(xì)砂 190Kp5、a，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(jì)劃3.1、機(jī)械設(shè)備計(jì)劃序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量備注1 挖掘機(jī)PC-200 1 臺(tái)2 長(zhǎng)臂挖掘機(jī)PC-200 1 臺(tái)3 自卸汽車8t 5 臺(tái)4 振動(dòng)錘ZDJ-600 1 臺(tái)5 汽車吊30t 1 臺(tái)3.2、材料計(jì)劃序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量備注1 拉森樁OT22 226t/170 根L=15 米2 工字鋼I40a6、 600 米3 圓鋼管 425 160 米4 鋼板=12mm 6 平方米4、施工方案4.1、施工工藝：場(chǎng)地平整拉森樁圍護(hù)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(tái)施工墩臺(tái)施工基坑回填（圍檁和斜支撐同步拆除）拉森樁拔除4.2、場(chǎng)地平整：4.2.1、根據(jù)施工方案測(cè)量出基坑挖土的范圍，基坑寬度根據(jù)一步承臺(tái)外邊每側(cè)外擴(kuò) 3 米，采用白灰線灑出挖土的范圍。4.2.2、采用挖掘機(jī)對(duì)白灰線內(nèi)的施工場(chǎng)地進(jìn)行平整，按既有自然地面標(biāo)高下挖至 118.5m 處，然后對(duì)整個(gè)場(chǎng)地地面平整。4.2.3、修筑機(jī)械設(shè)備入場(chǎng)施工道路，進(jìn)場(chǎng)道路由施工便道進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，做好打樁機(jī)進(jìn)場(chǎng)通道整修和地下大塊石清7、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(diǎn)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(diǎn)降水，只有采用止水鋼板樁來控制基坑外水流進(jìn)入。對(duì)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(jìn)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(hù)筒做集水坑壁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，集水坑結(jié)構(gòu)尺寸為 a*b*h=500mm*500mm*1000mm。4.3.3、每座基坑設(shè) 2 臺(tái) 50 潛水泵抽水8、。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。抽出的集水排向征用的臨時(shí)用地內(nèi)。4.3.4、基坑中的集水隨挖土隨排出，不要長(zhǎng)時(shí)間留置，以防對(duì)基底浸泡，形成淤泥對(duì)下步施工造成影響。4.3.5、為防止雨雪天對(duì)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。4.4、鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工4.4.1、鋼板樁圍護(hù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用拉森鋼板樁支護(hù)形式，鋼板樁為15m 長(zhǎng)的拉森 OT22 型，板樁墻內(nèi)皮與承臺(tái)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429、5mm 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(shí)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(dú)打入法，其軸線位置應(yīng)準(zhǔn)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(cè)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(biāo)明鋼板樁的具體樁位，灑灰線標(biāo)明。3）、鋼板樁施打，采用單獨(dú)打入法，即吊升第一支鋼板樁，準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)樁位，振動(dòng)打入土中，使樁端透10、過粘土層進(jìn)入淤泥層。吊第二支鋼板樁，卡好企口，振動(dòng)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(shí)，由于鋼板樁制作本身的誤差、打樁時(shí)的偏差、施工條件的限制，使帷幕的實(shí)際長(zhǎng)度無法保證按鋼板樁標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)樁實(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)閉合。如出現(xiàn)部分鋼板樁長(zhǎng)度不足，可采用焊接接長(zhǎng)，用魚尾板焊接法。接長(zhǎng)時(shí)避免相鄰兩樁接頭在同一深度，接頭位置應(yīng)錯(cuò)開 1M 以上，且間隔放置打樁。4）、圍檁、11、支撐、角撐為加強(qiáng)鋼板樁墻的整體剛度，沿鋼板樁墻全長(zhǎng)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(duì)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 425mm 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(jìn)行鋼板樁的拔除。采用振動(dòng)錘等來進(jìn)行鋼板樁的拔除，即利用振動(dòng)錘產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng)擾動(dòng)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(shí)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(cè)為確保圍護(hù)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(duì)鋼板角撐鋼12、板樁墻樁的位移進(jìn)行跟蹤觀測(cè)，以便發(fā)生險(xiǎn)情及時(shí)采取加固補(bǔ)強(qiáng)措施，板樁觀測(cè)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(diǎn)，控制點(diǎn)須在錨樁外側(cè)或更遠(yuǎn)處的穩(wěn)固點(diǎn)，控制點(diǎn)須穩(wěn)定，并加以保護(hù)。2、在板樁頂部用紅漆標(biāo)出軸線位置，標(biāo)記間距不得大于15m;控制點(diǎn)、位移標(biāo)記應(yīng)在開挖前布置，用紅三角標(biāo)示。3、觀測(cè)采用掛線尺量的簡(jiǎn)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(shí)，采用經(jīng)緯儀觀測(cè)。4、在挖土期間及挖土完成后每天二次觀測(cè)位移，即上班后一次，下班前一次，直至位移穩(wěn)定。當(dāng)板樁位移速度發(fā)展較快時(shí)，應(yīng)跟蹤觀測(cè)。5、當(dāng)發(fā)現(xiàn)總位移超過 100mm 或日位移量大于 20mm 時(shí)應(yīng)立即通13、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(cè)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)OT 22 10 600 260 112.7 88.5 53584 2200 4.2.4-1 拉森樁示意圖4.4.5、計(jì)算公式1、樁頂高程 H1：118.50m 2、坑底標(biāo)高 H0：110.787m 開挖深度 H：7.713m 3、土的容重加權(quán)平均值：=（0.813*17.5+19.2*2.9+20.2*1.8+19.7*2.2）/7.713=114、9.4KN/m3內(nèi)摩擦角加權(quán)平均值：=(0.813*10+2.9*21+26.2*1.8+36*2.2)/7.713=254、地面均布荷 q：30.0KN/m25、基坑開挖長(zhǎng) a=14m 基坑開挖寬 b=10.6m 6、外力計(jì)算1）作用于板樁上的土壓力強(qiáng)度及壓力分布圖q=30/m2COseaqeah0.5COseaqeahRP0A04.3.6-1 拉森樁土壓力分布圖主動(dòng)土壓力系數(shù) Ka=tg2(45-/2)=tg2(45-25/2)=0.41 被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp=tg2(45+/2)=tg2(45+25/2)=2.46 主動(dòng)土壓強(qiáng) eAh=hKa=19.4 7.713 0.41=61.35KN15、/m2均布荷載對(duì)土產(chǎn)生的主動(dòng)土壓強(qiáng)eAq=qKa=30 0.41=12.3KN/m2 Pb=eAh+eAq=61.35+12.3=73.65KN/m2均布荷載產(chǎn)生主動(dòng)土壓強(qiáng)點(diǎn)距樁頂距離Yq=tg(45 +/2)1.5=2.35m 2）計(jì)算 y 值（K 值查表得 1.7（K 值為被動(dòng)土壓力修正系數(shù)）鋼板樁上土壓力強(qiáng)度為零的點(diǎn)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=1.01m 3）按簡(jiǎn)支梁計(jì)算等值梁的兩支點(diǎn)反力（Ra和 P0）Mc=0 P0=1/2 7.713*61.35 (2/3 7.713-0.5)+(7.716、13-2.35)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=0 Ra=1/2 7.713 61.35+(7.713-2.35)12.3+1/2 1.0173.65-238.21=236.60+65.96+37.19-238.21=101.54KN 4）計(jì)算板樁最小入土深度按建筑施工計(jì)算手冊(cè)公式2-72 得：mKKKpXapo42.453.1918.7326.1429)41.046.27.1(4.1921.17、2386)(6t0=y+x=1.01+4.42=5.43m t=1.2t0=6.516m 鋼板樁總長(zhǎng)：L=h+t=7.713+6.516=14.229m 5）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=0 101.54-1/2 19.4 0.41x2-(x-2.35)30 0.41=0 整理得：3.977x2+12.3x-130.445=0 x2+3.1x-32.80=0 x=4.38m Mmax=Ra(x-0.5)-1/2rx2Kax/3+(x-yq)2/2 qKa=101.54 (4.318、8-0.5)-1/2 19.4 4.382 0.41 4.38/3+(4.38-2.35)2/2 300.41=393.98-111.39-25.34=257.25KN m 采用 OT22 型拉森樁，W=2200cm3,寬度 600mm =Mmax/W=（257.25N m 1000）/2200=116.93mpa =200mpa 滿足要求mrKaWh21.31033193954.71026400341.04.1922001020063)(63775h1=1.11 h=3.56m h2=0.88h=2.82m h3=0.77h=2.47m 確定采用的布置為h0=0.7m，h1=2.2m,h2=2.2m。層數(shù)為 3 層。