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1、.偃師市濱河路與310 國道相交處箱涵工程深基坑施工專項方案編制：審核：審批：編制日期：2017 年 11 月 16 日.目錄一、工 程 概 況 1 二、施工工藝及方法2 1鋼板樁施工的一般要求 2 2鋼板樁施工的順序 2 3鋼板樁的檢驗、吊裝、堆放 2 4鋼板樁施打 3 5挖土 56鋼板樁的拔除 57鋼板樁土孔處理 6 三、安全施工措施6 四、拉森扣板樁受力驗算81項目概況 82計算依據 93支護布置情況簡述 94主要材料力學性能 95主要計算內容 10 6計算過程及結果 10.一、工程 概 況工程名稱：偃師市濱河路與310 國道相交處箱涵工程設計單位：建設單位：監理單位:施工單位：工程地點2、：偃師市偃師市濱河大道新建工程位于偃師城區中部片區，路面寬度 40m，路線呈西東走向。濱河大道（塔莊社區西至迎賓路）為新建城市主干道標準道路紅線寬度為 40 米，道路沿線與G310（商都南路）、槐新路、迎賓路三條現狀道路相交，路線所在地南側為洛河北岸河堤，路線穿塔莊村、西寺村等村莊。道路紅線范圍內多為農田，穿越村莊處，需要拆除紅線內現狀建筑物。G310至槐新路段，河堤路已經完成修建。經實地踏勘，道路紅線范圍內無其他市政管線。路線在起點處與G310（商都南路）交叉，采用下穿的方式通過。本部分為橋涵工程。箱涵設計寬度為：2*（2.5 米人行道+3 米非機動車道+0.5 米分隔護欄+11.75 米機3、動車道）箱涵頂部國道 310 設計寬度：0.3 米人行道護欄+1米人行道+17.4 米機動車道+1米人行道+0.3 米人行道護欄橋面橫坡：機動車道與非機動車道坡度為1.5%，人行道坡度為反向1.5%。涵底下穿道路路面結構與銜接道路路面結構相同，下設C20 混凝土調拱.層。二、施工工藝及方法本工程基槽開挖采用型15m 長拉森鋼板樁支護。拉森鋼板樁采用履帶式液壓挖土機 KATO-1250 的液壓振錘的錘機施打，施打前先熟悉地下管線、構筑物的情況，準確放出支護樁中心線，控制打入精度。1、鋼板樁施工的一般要求（1）鋼板樁的設置位置要符合設計要求，便于管道施工，尤其是井邊緣外留有支模、拆模的余地。（2）4、基槽護壁鋼板樁的平面布置形狀應盡量平直整齊，避免不規則的轉角，以便標準鋼板樁的利用和支撐設置。各周邊尺寸盡量符合板樁模數。（3）在整個管道施工期間，挖土、吊運、扎鋼筋、支模板、澆筑混凝土、回填等施工作業中，嚴禁碰撞支撐，禁止任意拆除支撐，禁止在支撐上任意切割、電焊，也不應在支撐上擱置重物。2、鋼板樁施工的順序（1）鋼板樁位置的定位放線（2）施打鋼板樁（3）挖土（4）箱涵施工（5）拔除鋼板樁回填中粗砂 3、鋼板樁的檢驗、吊裝、堆放（1）鋼板樁的檢驗對鋼板樁，一般有材質檢驗和外觀檢驗，以便對不合要求的鋼板樁進行矯.正，以減少打樁過程中的困難。外觀檢驗：包括表面缺陷、長度、寬度、厚度、高度、端部矩形5、比、平直度和鎖口形狀等項內容。檢查中要注意：a）對打入鋼板樁有影響的焊接件應予以割除；b）割孔、斷面缺損的應予以補強；c）若鋼板樁有嚴重銹蝕，應測量其實際斷面厚度。原則上要對全部鋼板樁進行外觀檢查。材質檢驗：對鋼板樁母材的化學成分及機械性能進行全面試驗。包括鋼材的化學成分分析，構件的拉伸、彎曲試驗，鎖口強度試驗和延伸率試驗等項內容。每一種規格的鋼板樁至少進行一個拉伸、彎曲試驗。每20-50t 重的鋼板樁應進行兩個試件試驗。（2）鋼板樁吊運裝卸鋼板樁宜采用兩點吊。吊運時，每次起吊的鋼板樁根數不宜過多，并應注意保護鎖口免受損傷。吊運方式有成捆起吊和單根起吊。成捆起吊通常采用鋼索捆扎，而單根吊運常用6、專用的吊具。（3）鋼板樁堆放：鋼板樁堆放的地點，要選擇在不會因壓重而發生較大沉陷變形的平坦而堅固的場地上，并便于運往打樁施工現場。堆放時應注意：堆放的順序、位置、方向和平面布置等應考慮到以后的施工方便；鋼板樁要按型號、規格、長度分別堆放，并在堆放處設置標牌說明；鋼板樁應分層堆放，每層堆放數量一般不超過5 根，各層間要墊枕木，墊木間距一般為3-4 米，且上、下層墊木應在同一垂直線上，堆放的總高度不宜超過 2 米。4、鋼板樁施打拉森鋼板樁施工關系到施工止水和安全，是本工程施工最關鍵的工序之一，.在施工中要注意以下施工有關要求：（1）全線采用型15m 長密扣拉森鋼板樁。拉森鋼板樁采用履帶式挖土機（帶7、震動錘機）施打。（2）打樁前，對鋼板樁逐根檢查，剔除連接鎖口銹蝕、變形嚴重的鋼板樁，不合格者待修整后才可使用。（3）打樁前，在鋼板樁的鎖口內涂油脂，以方便打入拔出。（4）在插打過程中隨時測量監控每塊樁的斜度不超過2%，當偏斜過大不能用拉齊方法調正時，拔起重打。施工中應根據具體情況變化施打順序，采用一種或多種施打順序，逐步將板樁打至設計標高。鋼板樁打設公差標準項目允許公差板樁軸線偏差土 10Cm 樁頂標高土 10Cm 板樁垂直度土 2(5）密扣且保證開挖后入土不小于2 米，保證鋼板樁順利合攏；特別是工作井的四個角要使用轉角鋼板樁，若沒有此類鋼板樁，則用舊輪胎或爛布塞縫等輔助措施密封。(6)打入樁8、后，及時進行樁體的閉水性檢查，對漏水處進行焊接修補，每天派專人進行檢查樁體。（7）外拉支撐架設.經過計算拉森鋼板樁支護采用9 道?28 鋼絲繩外拉錨。5、挖土土方開挖應分段連續施工，開挖至板樁頂以下1m 米處，進行拉錨施工。圍囹制做安裝：圍囹根據不同的開挖深度按設計要求設置，根據設計位置在鋼板樁內壁上焊圍囹托架，然后吊裝H 型鋼圍檁并焊接加固。因本工程管道開挖區為粘土，井點降水效果差，采用集水井集水潛水泵排水法，排除基槽滲水，保持基坑內無積水，減小土側壓力對扣板樁影響，便于管道施工。基坑周邊（約一倍樁長）范圍內盡量避免堆載。開挖過程中注意支護體系的變形觀察。基坑內作業時，有專職安全員負責。在基9、坑開挖過程中需要注意的問題：由于本工程在地下水位很高，鋼板樁的垂直度及搭接十分重要，當鋼板樁未貼靠在圍囹上部分，需作加墊處理，使鋼板樁的壓力傳到圍囹及支撐上，支撐的材料、制作、焊接必須嚴格按圖施工。6、鋼板樁的拔除基槽回填壓實后，盡早拔除鋼板樁，加快扣板樁周轉速度。拔樁后馬上用中粗砂將樁孔灌實。.（1）拔樁方法本工程拔樁采用振動錘拔樁：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，依靠附加起吊力的作用將樁拔除。（2）拔樁時應注意事項拔樁起點和順序：對封閉式鋼板樁墻，拔樁起點應離開角樁5 根以上。可根據沉樁時的情況確定拔樁起點，必要時也可用跳拔的方法。拔樁的順序最好10、與打樁時相反。振打與振拔：拔樁時，可先用振動錘將板樁鎖口振活以減小土的粘附，然后邊振邊拔。為及時回填拔樁后的土孔，當把板樁拔至比基礎底板略高時暫停引拔，用振動錘振動幾分鐘，盡量讓土孔填實一部分。對引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動的方法，每次振動15min，振動錘連續不超過 15h。7、鋼板樁土孔處理對拔樁后留下的樁孔，及時采用中粗砂灌入密實。三、安全施工措施1、基坑頂周邊設置連續封閉的安全護欄，防止人員墜落。2、靠近民房處需要進行觀測,3、開挖前，先進行圍檁施工，做好拉結后才能開挖至設計深度。4、為切實保證施工人員安全，樹立“安全第一，預防為主”的思想，根據國家建設部頒發的安全檢查評分標準制11、訂具體措施。5、建立安全保證體系，除企業已有的機構外，工地設立安全管理機構，工程項目設立安全小組、班組設安全員，形成一個健全的安全保證體系，工地的.安全管理機構負責工地日常的安全工作，定期組織安全檢查，對不符合要求的要及時發出整改通知，指導工程項目部和班組安全員的工作，對違章作業者進行批評教育和處罰。6、優化安全技術組織措施，包括以改善施工勞動條件，防止傷亡事故和職業病為目的的一切技術措施，如積極改進施工工藝和操作方法，改善勞動條件，減輕勞動強度，消除危險因素，機械設備應設有安全裝置。7、機械操作人員必須持證上崗，各種作業人員應配帶相應的安全防護用具及勞保用品，嚴禁操作人員違章作業，管理人員違12、章指揮。8、施工中所有機械、電器設備必須達到國家安全防護標準，自制設備、設施應通過安全檢驗，一切設備應經過工前性能檢驗合格后方可使用，并由專人負責，嚴格執行交接班制度，并按規定定期檢查保養。9、凡進入現場的一切人員，均要戴安全帽，正確使用“三寶”。要配合公司安全月檢工作，工程項目部要實行周檢，項目點要日檢，施工中應抽檢，及時消除安全隱患。10、嚴格執行各項安全操作規程，施工前要進行安全交底，每月定期進行安全教育，加強工人的安全意識教育。11、在主要入口處掛醒目的安全防火宣傳語牌。12、現場施工用高低壓設備及線路，嚴禁電線隨地走，所有電掣應有門、有鎖，有危險標志。嚴格執行施工現場臨時用電安全技術13、規范的規定，現場采用“三相五線”制供電，執行“一機一閘一漏電保護開關”制度。所有電器設備及金屬構架均應按規定設置可靠的接零及接地保護，施工現場所有用電設備，必須按規定設置漏電保護裝置，要定期檢查，發現問題及時處理。.13、加強安全教育和監督，堅持經常性的安全交底制度，提高施工人員的安全生產意識，及時消除事故隱患。14、在施工過程中，對地面沉降、支護位要定期觀察測試，加強對支護的監控。15、所有施工人員均應掌握安全用電基本知識和設備性能，用電人員各自保護好自用設備的負荷、地線和開關箱，發現問題及時找電工解決，嚴禁非專業電氣操作人員亂動電器設備。16、配電系統分級配電，本電箱、開關箱外觀必須完整、14、牢固，防雨防塵。17、多機作業用電必須分閘，嚴禁一閘多機和一閘多用，施工現場電纜、電線必須按規定架設，嚴禁拖地和亂拉亂搭。18、各種機械要有專人負責維修、保養，并經常對機械運行的關鍵部位進行檢查。19、使用機械時，操作員要密切注意機上的儀器、儀表、指針是否超出安全范圍，機體是否有異常振動及發出異響，出現問題應進行停電關機處理，不得擅離職守，隱瞞不報。20、設備基礎必須平穩、牢固，基本的錨固、支撐措施必須齊全，不得使用臨時支撐，高大機械在多風季節前設纜風繩。四、拉森扣板樁受力驗算：一、項目概況因下穿通道南側距離現狀洛河大橋較近，不具備放坡開挖條件，本項目綜合通道位置現狀條件、開挖深度、施工工期及15、工程造價等因素確定采用拉森鋼板樁（拉錨式）對通道南側進行基坑支護。具體見下圖：.基坑支護方案及位置示意圖二、計算依據1.建筑基坑支護技術規程（JGJ 120-2012）；2.深圳市基坑支護技術規范（SJG 05-2011）；3.一般用途鋼絲繩（GB/T 20118-2006）；4.偃師市下穿G310箱涵工程地質勘察報告（河南工程水文地質勘察院有限公司）（2017.05）；5.本項目主體工程施工圖圖冊；6.現場踏勘所得其他相關資料。三、支護布置情況簡述1.拉森鋼板樁：采用級拉森鋼板樁，基坑深度H=8.0m，鋼板樁錨固長度 7.0m，鋼板樁豎向總長為15.0m，其橫向寬度為 40.0m。2.拉錨：16、拉錨 28 鋼絲繩（67 類），拉錨間距為 4.0m，拉錨根數為 10根。3.錨碇：采用 D530 9mm 螺旋管，螺旋管間距為 2.0m，螺旋管深度為 8.0m，共計 16 根。螺旋官頂設置鋼橫梁，以加強其橫向連接。四、主要材料力學性能1.拉森鋼板樁：采用級拉森鋼板樁，鋼板樁力學性能為：每延米板樁截面面積A(cm2)198.00 每延米板樁壁慣性矩I(cm4)18200.00.每延米板樁抗彎模量W(cm3)1350.00 抗彎 f(Mpa)215 2.拉錨：拉錨 28 鋼絲繩（67 類），依據一般用途鋼絲繩（GB/T 20118-2006），其公稱抗拉強度1570MPa，鋼絲繩最小破斷拉力417、42KN。3.錨碇：D530 9mm 螺旋管，其力學性能如下：樁材料類型型鋼鋼材牌號Q235 截面參數無縫鋼管 5309.0 抗拉、抗壓和抗彎 f(Mpa)215 抗剪fv(Mpa)215 截面塑性發展系數1.05 樁間距(m)2 五、主要計算內容本次計算依據建筑基坑支護技術規程（JGJ 120-2012），采用理正深基坑 7.0 進行計算。計算內容主要有：1.拉森鋼板樁自身結構計算（截面驗算）、整體穩定性驗算、抗傾覆驗算、抗隆起驗算、抗突涌驗算、嵌固深度驗算。2.拉錨自身強度驗算。3.錨碇自身結構驗算（截面驗算）、整體穩定性驗算、抗傾覆驗算、嵌固深度驗算。六、計算過程及結果6.1 拉森鋼板樁18、計算1）計算受力簡圖：.2）基本信息規范與規程建筑基坑支護技術規程 JGJ 120-2012 內力計算方法增量法支護結構安全等級二級支護結構重要性系數 01.00 基坑深度 h(m)8.000 嵌固深度(m)7.000 墻頂標高(m)0.000 連續墻類型鋼板樁每延米板樁截面面積 A(cm2)198.00 每延米板樁壁慣性矩 I(cm4)18200.00 每延米板樁抗彎模量 W(cm3)1350.00.抗彎 f(Mpa)215 有無冠梁無防水帷幕無放坡級數0 超載個數1 支護結構上的水平集中力2 2）超載信息超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號(kPa,kN/m)(m)(m)(m19、)(m)1 20.000-3）附加水平力水平力作用類型水平力值作用深度是否參與是否參與序號(kN)(m)傾覆穩定整體穩定1 開挖后-55.000 0.500 2 開挖后-49.400 7.000 4）土層信息土層數2 坑內加固土否內側降水最終深度(m)10.000 外側水位深度(m)10.000.彈性計算方法按土層指定彈性法計算方法m 法內力計算時坑外土壓力計算方法主動5）土層參數層號 土類名稱層厚重度浮重度黏聚力內摩擦角與錨固體摩(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)擦阻力(kPa)1 粉土8.20 18.2-13.00 23.00 35.0 2 粘性土6.80 19.0 9.020、 30.00 12.00 35.0 層號黏聚力內摩擦角水土計算方法 m,c,K 值不排水抗剪水下(kPa)水下(度)強度(kPa)1-m 法9.58-2 0.00 33.00 分算m 法4.68-6）土壓力模型及系數調整層號土類水土水壓力外側土壓力外側土壓力內側土壓力內側土壓力名稱調整系數調整系數1 調整系數2 調整系數最大值(kPa)1 粉土合算-1.000 1.000 1.000 10000.000.2 粘性土分算1.000 1.000 1.000 1.000 10000.000 7）工況信息工況工況深度支錨號類型(m)道號1 開挖8.000-8）設計參數整體穩定計算方法瑞典條分法穩定計算21、采用應力狀態有效應力法穩定計算合算地層考慮孔隙水壓力條分法中的土條寬度(m)0.40 剛度折減系數 K 0.850 9）計算結果（結構計算）各工況內力位移包絡圖.地表沉降圖：10）計算結果（截面驗算）截面參數彎矩折減系數0.85 剪力折減系數1.00 荷載分項系數1.25 內力取值段內力類型彈性法經典法內力內力.號計算值計算值設計值實用值1 基坑內側最大彎矩(kN.m)166.95 0.00 177.38 177.38 基坑外側最大彎矩(kN.m)126.87 900.94 134.79 134.79 最大剪力(kN)93.05 194.58 116.32 116.32 截面驗算基坑內側抗彎驗22、算(不考慮軸力)nei=Mn/Wx =177.384/(1350.000*10-6)=131.396(MPa)f=215.000(MPa)滿足基坑外側抗彎驗算(不考慮軸力)wai=Mw/Wx =134.795/(1350.000*10-6)=99.848(MPa)1.30,滿足規范要求。12）抗傾覆穩定性驗算抗傾覆(對支護底取矩)穩定性驗算:Mp 被動土壓力、支點力及附加水平力對樁底的抗傾覆彎矩,對于內支撐支點力由內支撐抗壓力決定;對于錨桿或錨索，支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。Ma 主動土壓力和附加水平力對樁底的傾覆彎矩。工況1：Kov=1.316=1.200,滿足規范要求。1223、）抗隆起驗算.從支護底部開始，逐層驗算抗隆起穩定性，結果如下：支護底部，驗算抗隆起：Ks=(18.9777.000 26.092+0.000 38.638)/(18.563(8.000+7.000)+20.000)=11.614 Ks=11.614 1.600，抗隆起穩定性滿足。13）突涌穩定性驗算 K=D/hw w K=2.000*18.920/30.000=1.261=Kh=1.10 基坑底部土抗承壓水頭穩定!式中:承壓水含水層頂面至坑底的土層天然重度(kN/m3);D 承壓水含水層頂面至坑底的土層厚度(m);w水的重度(kN/m3);hw 承壓水含水層頂面的壓力水頭高度(m);Kh 突涌24、穩定安全系數，當前取值1.10，規范要求不應小于 1.100;K 突涌穩定安全系數計算值。14）嵌固深度構造驗算根據公式:嵌固構造深度=嵌固構造深度系數基坑深度 =0.8008.000=6.400m.嵌固深度采用值 7.000m=6.400m,滿足構造要求。15）嵌固段基坑內側土反力驗算工況1：Ps=689.396 Ep=1347.389，土反力滿足要求。式中：Ps為作用在擋土構件嵌固段上的基坑內側土反力合力（kN）；Ep為作用在擋土構件嵌固段上的被動土壓力合力（kN）。6.2 拉錨自身強度計算由鋼板樁計算所得，所有錨桿承擔總水平力為2400KN，單個錨桿所受水平力為 220KN。依據一般用途25、鋼絲繩（GB/T 20118-2006），鋼絲繩最小破斷拉力 442KN，滿足要求。6.3 錨碇計算錨碇為 8.0m長螺旋管，其間距為 2.0m，鋼板樁與螺旋管之間距離為10.0m，每根螺旋管管頂所受水平力為150KN。本次計算偏安全假定鋼板樁后破裂面內土體不起所用，等效折算后，螺旋管按排樁計算，其上受水平力137.5KN，基坑深度 2.5m，嵌固深度 5.5m。1）計算圖式.2）基本信息規范與規程建筑基坑支護技術規程 JGJ 120-2012 內力計算方法增量法支護結構安全等級三級支護結構重要性系數 00.90 基坑深度 h(m)2.500 嵌固深度(m)5.500 樁頂標高(m)0.00026、 樁材料類型型鋼鋼材牌號Q235 截面參數無縫鋼管 5309.0.抗拉、抗壓和抗彎 f(Mpa)215 抗剪 fv(Mpa)215 截面塑性發展系數1.05 樁間距(m)2.000 有無冠梁無防水帷幕無放坡級數0 超載個數1 支護結構上的水平集中力1 3）超載信息超載 類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)1 10.000-4）拉錨力水平力作用類型水平力值作用深度是否參與是否參與序號(kN)(m)傾覆穩定整體穩定1 開挖后137.500 0.500 5）土層信息土層數2 坑內加固土否.內側降水最終深度(m)10.000 外側水位深度(m)1027、.000 彈性計算方法按土層指定彈性法計算方法m 法內力計算時坑外土壓力計算方法主動 6）土層參數層號 土類名稱層厚重度浮重度黏聚力內摩擦角與錨固體摩(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)擦阻力(kPa)1 雜填土8.20 18.2-13.00 23.00 35.0 2 雜填土6.80 19.0 9.0 30.00 12.00 35.0 層號黏聚力內摩擦角水土計算方法 m,c,K 值不排水抗剪水下(kPa)水下(度)強度(kPa)1-m 法9.58-2 0.00 33.00 分算m 法4.68-7）土壓力模型及系數調整層號 土類水土水壓力外側土壓力外側土壓力內側土壓力內側土壓力名稱28、調整系數調整系數1 調整系數2 調整系數最大值(kPa).1 雜填土合算-1.000 1.000 1.000 10000.000 2 雜填土分算1.000 1.000 1.000 1.000 10000.000 8）工況信息工況工況深度支錨號類型(m)道號1 開挖2.500-9）設計參數整體穩定計算方法瑞典條分法穩定計算采用應力狀態有效應力法穩定計算合算地層考慮孔隙水壓力條分法中的土條寬度(m)0.40 剛度折減系數 K 0.850 10）結構計算11）內力位移包絡圖.12）地表沉降圖13）截面計算截面參數彎矩折減系數0.85 剪力折減系數1.00 荷載分項系數1.25 內力取值段 內力類型彈29、性法經典法內力內力.號計算值計算值設計值實用值基坑內側最大彎矩(kN.m)0.00 0.00 0.00 0.00 1 基坑外側最大彎矩(kN.m)400.71 2.14 383.18 383.18 最大剪力(kN)149.40 6.33 168.07 168.07 截面驗算基坑內側抗彎驗算(不考慮軸力)nei=Mn/(*Wx)=0.000/(1.050*1887.170*10-6)=0.000(MPa)f=215.000(MPa)滿足基坑外側抗彎驗算(不考慮軸力)wai=Mw/(*Wx)=383.183/(1.050*1887.170*10-6)=193.378(MPa)1.25,滿足規范要求30、。15）抗傾覆穩定性驗算抗傾覆(對支護底取矩)穩定性驗算:Mp 被動土壓力、支點力及附加水平力對樁底的抗傾覆彎矩,對于內支撐支點力由內支撐抗壓力決定;對于錨桿或錨索，支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。Ma主動土壓力和附加水平力對樁底的傾覆彎矩。工況1：Kov=1.267=1.150,滿足規范要求。16）抗隆起驗算.1)從支護底部開始，逐層驗算抗隆起穩定性，結果如下：支護底部，驗算抗隆起：Ks=(18.2005.500 8.661+13.000 18.049)/(18.2002.500+5.500)+10.000)=7.080 Ks=7.080 1.400，抗隆起穩定性滿足。深度8.200處，驗算抗隆起：Ks=(18.2005.700 2.974+30.000 9.285)/(18.200(2.500+5.700)+10.000)=3.686 Ks=3.686 1.400，抗隆起穩定性滿足。17）嵌固深度構造驗算根據公式:嵌固構造深度=嵌固構造深度系數基坑深度 =0.8002.500=2.000m 嵌固深度采用值 5.500m=2.000m,滿足構造要求。18）嵌固段基坑內側土反力驗算工況1：Ps=465.867 Ep=984.146，土反力滿足要求。式中：.Ps為作用在擋土構件嵌固段上的基坑內側土反力合力（kN）；Ep為作用在擋土構件嵌固段上的被動土壓力合力（kN）。