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1、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。【關鍵詞】：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1.2.2、1 、嚴格執行施工過程中涉及的相關規范、規程和設計標準；1.2.2 、遵守、執行合同文件各條款的具體要求，確保實現業主要求的工期、質量、安全、環境保護、文明施工等各方面的目標；1.2.3 、結合工程實際情況， 應用新技術成果， 使施工組織設計具有技術先進、方案可靠、經濟合理的特點；1.2.4 、充分研究現場施工環境，妥善處理施工組織和周邊接口問題，使施工對周邊環境的影響最小化；1.2.5 、施工方案突出重點難點工程，力求做到多方論證優化施工方案。1.3、編制目的深基坑的圍護結構根據埋深和地下水情況采用拉森樁支護維護基坑的穩定，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3、工具有風險高、危險性大的特點。為了有效地消除這些對施工的不利影響，提高現場施工人員管理素質和處理應變能力，切實保障人員的生命安全、企業的財產安全和工地周邊環境安全， 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量、環境、安全、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 區對 XX 鎮 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 。橋梁基礎采用鉆孔樁基礎，樁徑為14、.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、工程水文地質條件2.2.1 、地形地貌本段地區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 、地質條件地質情況由上至下為：第一層素填土10KPa, 厚度 2.4 米；第二層粉質粘土130Kpa ，厚度 2.9 米；第三層粉土 170Kpa ，厚度 1.8 米；第四層中砂 330Kpa ，5、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 方向的鄉間路。（詳見附圖一）3、材料與設備計劃3.1、機械設備計劃序號名 稱型 號數量備注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量備 注1拉森樁OT22226t/170 6、根L=15 米2工字鋼I40a600 米3圓鋼管425160 米4鋼板=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 、根據施工方案測量出基坑挖土的范圍，基坑寬度根據一步承臺外邊每側外擴 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場，做好打樁機進7、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。對基坑內既有少量積水排凈， 基坑邊緣設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構，集水坑結構尺寸為 a*b*h=500mm*500mm*1000mm。4.3.3 、8、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，三班不停連續排水。抽出的集水排向征用的臨時用地內。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，板樁墻內皮與承臺基礎外邊線距離1.5 米，用 9、2I40a 工字鋼雙拼作圍檁，四角采用425mm 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，保證實現封閉合攏，滿足板樁墻的質量要求。錨樁施工采用單獨打入法，其軸線位置應準確，質量要求同板樁墻。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10、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。調整的辦法，有采用異形鋼板樁來閉合或通過調整帷幕軸線用標準樁實現閉合。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閉合。如出現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，接頭位置應錯11、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。為穩妥起見，在鋼板樁墻轉角上另用 425mm 圓鋼管做角撐。如右圖所示。鋼板樁墻角撐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，即利用振動錘產生的強迫振動擾動土質，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構正12、常工作，防止發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15m 的板樁墻軸線上設立軸線控制點，控制點須在錨樁外側或更遠處的穩固點，控制點須穩定，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，若風大或掛線有困難時，采用經緯儀觀測。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，直至位移穩定。當板樁位移速度發展較快時，應跟蹤觀測。5、當發現總位移超過113、00mm 或日位移量大于 20mm 時應立即通知停止施工，及原位回填，通知施工、技術部門采用相應措施。6、觀測數值應做好記錄。4.4.4 、材料：鋼板樁規格參數：單根截面單根厚度寬度 慣性矩 截面模量高度 積 重量規格HAWtIZt(mm)W(mm)(mm)(cm2)(kg/m)(cm4/m )(cm3/m )OT 2210600260112.788.55358422004.2.4-1 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：=（0.813*17.5+19.2*2.9+20.214、*1.8+19.7*2.2）/7.713=19.4KN/m 3內摩擦角加權平均值：=(0.813*10+2.9*21+26.2*1.8+36*2.2)/7.713=254、地面均布荷 q：30.0KN/m 25、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5.0Cq=30/m2CR0aheaqAeeahaqesP0 sOO4.3.6-1 拉森樁土壓力分布圖主動土壓力系數Ka =tg2 (45-/2)=tg 2(45-25/2)=0.41被動土壓力系數Kp=tg 2(45 +/2)=tg 2(45+25/2)=2.46主動土壓強 eAh=15、hK a=19.4 7.713 0.41=61.35KN/m 2均布荷載對土產生的主動土壓強eAq =qK a=30 0.41=12.3KN/m 2Pb = eAh + e Aq =61.35+12.3=73.65KN/m2均布荷載產生主動土壓強點距樁頂距離 Yq= tg(45 +/2) 1.5=2.35m 2）計算 y 值（ K 值查表得 1.7（ K 值為被動土壓力修正系數） ）鋼板樁上土壓力強度為零的點距基底的距離y=P b /(r(K Kp-Ka)=73.65/(19.4 (1.72.46-0.41)=73.65/73.18=1.01m3）按簡支梁計算等值梁的兩支點反力（Ra 和 P016、）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)+(73.651.01)(7.713-0.5+1.01/3)/(7.713-0.5+1.01)=(1098.28+298.92+561.59)/8.223=238.21KNQ=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：6 po617、238.211429.26X19.53 4.42m( K K p K a )19.4(1.72.46 0.41)73.18t0=y+x=1.01+4.42=5.43mt=1.2t 0 =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M max ，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 -1/2x 2 rKa-(x-y q )qK a=0101.54-1/2 19.4 0.41x 2 -(x-2.35)300.41=0整理得： 3.977x 2 +12.3x-130.445=0x2+3.1x-32.8018、=0x=4.38mM max = R a(x-0.5)-1/2rx 2Ka x/3+(x-y q)2 /2qK a=101.54 (4.38-0.5)-1/2 19.4 4.38 20.41 4.38/3+(4.38-2.35) 2/2300.41=393.98-111.39-25.34=257.25KNm采用 OT22 型拉森樁， W=2200cm 3,寬度 600mm= M max /W= （257.25N m1000 ）/2200=116.93mpa =200mpa滿足要求h 3 6()W3 6 20010 522003 26400 10 73 3319 1073.21mrKa19.40.417.954h1=1.11 h=3.56mh2=0.88h=2.82mh3=0.77h=2.47m確定采用的布置為h0=0.7m ，h1=2.2m, h2=2.2m 。層數為 3 層。