箱涵施工钢板桩支护方案.docx
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箱涵施工钢板桩支护方案.docx
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箱涵施工钢板桩支护方案
1编制依据及说明2
2工程概况2
3工程地质概况2
4钢板桩支护设计思路及要点3
5基坑稳定性换算3
6施工组织计戈U4
7施工机械及设备5
8钢板桩施工5
9土方工程的施工12
10基坑监测措施13
11施工工期14
12质量保证措施14
13安全施工措施14
14文明施工措施16
基坑钢板桩支护方案
1编制依据及说明
一、中国画西工程设计建设有限公司《深汕公路改造工程(一期)第1标段KO+OO0-K3+5O0〉的桥涵施工图纸。
二、中国华西工程设计建设有限公司编制的《深汕公路改造工程(一期)工程地质勘察报告》;
三、国家现行建筑施工验收规范、标准和规程。
四、广东省深圳市地区建筑施工规定、文件。
五、我公司安全与质量管理规定以及多年来的建筑工程的施工经验。
六、现场实际查勘情况及施工条件。
七、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002;
2工程概况
本标段以新桥立交附近为界,东北端接深圳、惠州两市交界处公路收费站,道路长3.5公里。
主要内容包括道路工程、桥涵工程、给排水工程、电力电信及照明工程、燃气工程、交通设施、交通监控、绿化工程和其附属工程,道路等级为城市I级主干道(主线对应一
级公路),红线宽度40~60米,双向6车道,设计行车速度60km/h,桥涵设计荷载为城-A级、公路-I级。
涵洞一览表
序号
桩号
结构形式
孔数-过水断面
孔数-BxH(m)
长度
(m)
功能
备注
1
K0+300〜kO+395明渠
浆砌片石明渠
1-2.0X2.0
95.19
排水
新建临时用
2
K2+599.613过路箱涵
钢筋砼箱涵
1-2.0X2.0
61.3
过路排水
新建
3
K2+867.187过路箱涵
钢筋砼箱涵
1-3.0X2.0
57.38
过路排水
新建
4
K0+000〜kO+4OO沿路箱涵
钢筋砼箱涵
1-2.0X2.0
448.98
沿路排水
新建
3工程地质概况
根据地形勘察报告及钻孔桩施工记录,该场地段范围内地层自上而下分为:
杂填土层、含砂亚粘土层、强风化砂砾岩层。
一、杂填土层:
层厚约0〜1.3m;
二、含砂亚粘土层:
层厚约0.5〜3.0m;
三、强风化砂砾岩层0.5〜4.3m;
4钢板桩支护设计思路及要点
根据本工程场地地质情况特点,本工程钢板桩主要作用是为了减少道路开挖面积隔绝
-2m〜-5.5m地下水流入基坑,同时防止基坑土方开控边坡塌方,起到支护边坡的作用。
设计要点如下:
一、采用拉森式(U)型钢板桩,桩长6〜9m;
二、钢板桩穿过含砂亚粘土层,进入强风化岩面;
三、K0+000〜K0+400沿路钢板桩沿基坑两侧连续设置长约118m;K2+599.613过路
箱涵及K2+599.613过路箱涵两处四周都连续设置成封闭的帷幕周长合计约299m。
四、为保证基坑安全,钢板桩帷幕上设置一道连续的工字钢或槽钢围檩以加强钢度及整体性;
5基坑稳定性换算
1、基本参数:
a)支护入土深度h:
3.5m;b)基坑深度t:
2.6;c)土体平均密度r:
16KN/md)地面荷载q:
0;e)钢板桩长度L:
6mf)软土内聚力C:
5Kpah)软土内me摩擦角0:
8°i)角支撑钢梁①>22Q长度约8.5mj)钢板桩抗弯强度(抗森川)S:
182Mpa
2、基本力学数据计算:
2———
a)Ka=tg(45-0/2)=tg41=0.72。
—匚
22■
b)Kb=tg(45+0/2)=tg49=1.323。
e)ho=2c/rVK?
=2X5/16xJ0.765=0.72m。
匚—
E.」
r\亠
22
d)Ed/2(KaHa)=1/2x0.756x3.5=4.63Kpa。
22
e)&=1/2(KpHp)=1/2x1.323x3.5=8.1Kpa。
f)钢板桩桩身最大弯矩Mna>=Eaha-S—Ep•hp•S
=Ea•ha•H-L—Ep-hp•H-L
=3.92KNM
[ha=1/3(H-ho)=0.93m,hp=0.39]
g)桩身最大剪力QaxEa•ha•H•L—Ep•hp•H•L。
h)桩顶最大水平位移UnaX=QH/5=6.6mm
i)钢板桩身应力强度S=QH=12Mpa
j)钢支撑长径:
<38.6。
3、结论:
a)土体作用于桩身的应力强度S=12Mp b)桩顶最大位移Ukax6.6mm符合安全规范。 C)钢支撑L/D=38.6<120的规范要求,技术可行。 6施工组织计划 本工程采用项目经理负责制管理,由项目经理全权负责本项目的机械、材料和劳动力 的组织及施工,项目管理架构如下: 7施工机械及设备 机械参数 机械名称 型号 数量 功率 使用部位 液压振动锤 MIL-2000 1台 安装于挖掘机上打钢板桩 履带式单斗挖掘机 W-1001 1台 1M 吊液压振动锤 汽车式起重机 1台 30t 用于拨钢板桩 震动拔桩机 1台 45KW 拨钢板桩 履带式单斗挖掘机 W-1001 1台 1M 挖槽、配合桩机作业及修路 气割机 1套 切割钢板桩 电焊机 XD1-200 2台 2KVA 钢板桩接长 全站仪 1台 测量放线 水准仪 S3-d 1台 抄平、沉降观测 8钢板桩施工 (1)材料选择。 采用拉森式(U型)钢板桩。 型号 尺寸(mm 截面积 A单根 2 (cm) 重量(kg/m) 惯性矩Ir 截面抵抗矩 宽度b 高度h 腹板厚11 翼缘厚t2 单根 母米宽 单根 (cm) 母米宽 4 (cm/m) 单根 3 (cm) 母米宽 3 (cm/m) 鞍IV型 400 18/0 15.5 10.5 99.14 77.73 193.33 4.025 31.963 343 2043 (2)钢板桩检验 由于本工程为钢板桩用于基坑的临时支护和止水,故不需进行材质检验而只对其做外 观检验,以便对不符合形状要求的钢板桩进行矫正,以减少打桩过程中的困难。 外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等内容。 检查中要注意: ①、对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除;②、有割孔、断面缺损的应予以补强;③、若钢板桩有严重锈蚀,应测量其实际断面厚度,以便决定在计算中是否需要折减。 原则上要对全部钢板桩进行外观检查,对不符合要求的钢板桩需进行矫正。 钢板桩重复利用的检验标准 检杳项目 允许偏差或允许值 检杳方法 单位 数值 桩垂直度 % <1 用钢尺量 桩身弯曲度 <2%L 用钢尺量L为桩长度 齿槽平直度及光滑度 无电焊渣毛刺 用1m长桩段做过试 验 桩长度 不小于设计长度 用钢尺量 (3)钢板桩吊运及堆放 装卸钢板桩宜采用两点吊。 吊运时,每次起吊的钢板桩根数不宜过多,并应注意保护锁口免受损伤。 吊运方式有成捆起吊和单捆起吊、钢筋捆扎、专人指挥。 钢板桩堆放的顺序、位置、方向和平面布置应考虑到以后的施工方便,并按型号、规格、长度施工部位分别堆放,堆放的高度不宜超过2M (4)施工工艺流程 放样T沉桩T|安装围擦|T|安装支撑|T|土方开挖|T混凝土管施工|T拔桩T回填 (5)操做方法 1基线确定: 施工员的在基坑边龙门架上定出轴线,留出以后施工需要的工作面,确定钢板桩施工位置。 2定桩位。 按顺序标明钢板桩的具体桩位,洒灰线标明。 3钢板桩施打。 采用单独打入法,即吊升第一支钢板桩,准确对准桩位,振动打入土中,使桩端透过砂层进入不透水的强(中)风化岩层。 吊第二支钢板桩,卡好企口,振动打入土中,如此重复操作,直至基坑钢板桩帷幕完成。 钢板桩施打时,由于钢板桩制作本身的误差、打桩时的偏差、施工条件的限制,使帷幕的实际长度无法保证按钢板桩标准宽度的整数倍,故此钢板桩帷幕最终封闭合拢有相当难度。 调整的办法,一般有采用异形钢板桩来闭合或通过调整帷幕轴线用标准桩实现闭合。 由于本工程钢板桩墙精度要求不高, 故采用后一方法来实现转角的闭合,即在转角处两侧各以10根钢板桩的宽度来调整轴线实现闭合。 或者本工程是管坑两侧支护不需闭合也可以。 如出现部分钢板桩长度不足,可采用焊接接长,一般用鱼尾板焊接法。 接长时避免相邻两桩接头在同一深度,接头位置应错开1M以上,且宜间隔放置打桩。 (6)围檩、拉杆 为加强钢板桩墙的整体刚度,沿钢板桩一周采用一圈围檩,采用2根32a普通工字钢 支撑于围檩上。 支撑与围檩之间焊接固定一块250X380X10钢板,钢板与工字钢支撑 之间采用等强度全面焊接。 如右图所示 (7)钢板桩拔除 管道全部工序施工完毕必须回填达到规定高度后方可进行钢板桩拔除,板桩拔除须采 振动锤夹紧徐徐的进行拔除,即利用振动锤产生的强迫振动扰动土质,破坏钢板桩周围土 的粘聚力以克服拔桩阻力,依次将桩拔除。 钢板桩拔除后留下的桩孔,必须及时做回填处理,回填采用水泥砂浆或中粗砂填实。 (8)支护数据计算: 本工程由中国华西工程设计有限公司设计的有管槽开挖基坑支护详图及钢板桩支护数 据,本方案根据数据计算,按设计施工。 基坑开挖深度一览表;详见钢板桩支护一览表 K0+000〜K0+400沿路排水箱涵土方开挖深度一览表 编号 距离起点位置 (m) 设计涵底砂砾垫层咼程(m) 实测现状地面 高程(m) 实测开挖深度高程高差(m) 备注 A1 0〜6 23.646 28.215 -4.569 钢板桩支护 A2 6〜12 23.637 28.324 -4.687 钢板桩支护 A3 12〜18 23.628 28.466 -4.838 钢板桩支护 A4 18〜24 23.619 28.541 -4.922 钢板桩支护 A5 24〜30 23.61 28.635 -5.025 钢板桩支护 A6 30〜36 23.601 28.738 -5.137 钢板桩支护 A7 36〜42 23.592 28.779 -5.187 钢板桩支护1 A8 42〜48 23.583 28.949 -5.366 钢板桩支护1 A9 48〜54 23.574 29.132 -5.558 钢板桩支护 A10 54〜60 23.565 29.21 -5.645 钢板桩支护 A11 60〜66 23.556 29.335 -5.779 钢板桩支护 A12 66〜72 23.547 29.405 -5.858 钢板桩支护 A13 72〜78 23.538 29.487 -5.949 钢板桩支护 A14 78〜84 23.525 29.603 -6.078 钢板桩支护 A15 84〜90 23.51 29.695 -6.185 钢板桩支护 A16 90〜96 23.495 29.808 -6.313 钢板桩支护 A17 96〜102 23.48 29.97 -6.49 钢板桩支护 A18 102〜108 23.465 29.483 -6.018 钢板桩支护 A19 108〜114 23.45 30.277 -6.827 钢板桩支护 A20 114〜120 23.435 30.388 -6.953 钢板桩支护 A21 120〜126 23.42 30.369 -6.949 钢板桩支护 A22 126〜132 23.405 30.314 -6.909 钢板桩支护 A23 132〜138 23.39 30.369 -6.979 钢板桩支护 A24 138〜144 23.375 30.376 -7.001 钢板桩支护 A25 144〜150 23.36 30.376 -7.016 钢板桩支护 A26 150〜156 23.345 30.476 -7.131 钢板桩支护 A27 156〜162 23.33 30.329 -6.999 钢板桩支护1 A28 162〜168 23.315 30.321 -7.006 钢板桩支护 A29 168〜174 23.3 30.249 -6.949 钢板桩支护 A30 174〜180 23.285 30.357 -7.072 钢板桩支护 A31 180〜186 23.27 30.362 -7.092 钢板桩支护 A32 186〜192 23.255 30.294 -7.039 钢板桩支护 A33 192〜198 23.24 30.241 -7.001 钢板桩支护 A34 198〜204 23.225 30.215 -6.99 钢板桩支护 A35 204〜210 23.21 30.288 -7.078 钢板桩支护 A36 210〜216 23.195 29.859 -6.664 钢板桩支护| A37 216〜222 23.18 28.521 -5.341 钢板桩支护 A38 222〜228 23.165 29.112 -5.947 钢板桩支护 A39 228〜234 23.15 29.95 -6.8 钢板桩支护 A40 234〜240 23.135 29.437 -6.302 钢板桩支护 A41 240〜246 23.12 29.035 -5.915 钢板桩支护 A42 246〜252 23.105 28.721 -5.616 钢板桩支护 A43 252〜258 23.09 28.414 -5.324 钢板桩支护 A44 258〜264 23.075 28.104 -5.029 钢板桩支护 A45 264〜270 23.06 27.789 -4.729 钢板桩支护 A46 270〜276 23.045 27.539 -4.494 钢板桩支护 A47 276〜282 23.03 27.604 -4.574 钢板桩支护 A48 282〜288 23.015 27.153 -4.138 钢板桩支护 A49 288〜294 23 26.89 -3.89 钢板桩支护 A50 294〜300 22.985 26.647 -3.662 钢板桩支护 A51 300〜306 22.97 26.4 -3.43 钢板桩支护 A52 306〜312 22.955 26.145 -3.19 钢板桩支护 A53 312〜318 22.94 25.933 -2.993 钢板桩支护 A54 318〜324 22.892 25.695 -2.803 钢板桩支护 A55 324〜330 22.82 25.478 -2.658 钢板桩支护 A56 330〜336 22.748 25.28 -2.532 钢板桩支护1 A57 336〜342 22.676 25.055 -2.379 1: 1放坡 A58 342〜348 22.604 24.935 -2.331 1: 1放坡 A59 348〜354 22.532 24.737 -2.205 1: 1放坡 A60 354〜360 22.56 24.642 -2.082 1: 1放坡 A61 360〜366 22.388 24.514 -2.126 1: 1放坡 A62 366〜372 22.316 24.176 -1.86 1: 1放坡 A63 372〜378 22.244 24.295 -2.051 1: 1放坡 A64 378〜384 22.172 24.219 -2.047 1: 1放坡 A65 384〜390 22.1 24.071 -1.971 1: 1放坡 A66 390〜396 22.028 23.994 -1.966 1: 1放坡 A67 396〜402 21.956 23.939 -1.983 1: 1放坡 A68 420〜408 21.884 23.86 -1.976 1: 1放坡 A69 408〜414 21.812 23.803 -1.991 1: 1放坡 A70 414〜420 21.74 23.736 -1.996 1: 1放坡 A71 420〜426 21.668 23.88 -2.212 1: 1放坡 A72 426〜432 21.596 23.821 2.225 1: 1放坡 A73 432〜438 21.524 23.798 -2.274 1: 1放坡 A74 438〜444 21.452 23.744 -2.292 1: 1放坡 A75 444〜448.98 21.38 23.041 -1.661 1: 1放坡 注: 以上的设计高程是砂砾垫层底的高程;钢板桩沿基坑两侧连续设置长约118m0 K2+599.613过路排水箱涵土方开挖深度一览表 编号 过路箱涵+两侧洞口长(m) 设计涵底砂砾垫层咼程(m) 实测现状地面 高程(m) 实测开挖深度高程高差(m) 备注 68.1 30.352 36.725 -6.373 钢板桩支护 注: 以上的设计高程是砂砾垫层底的高程;钢板桩沿基坑四周连续设置成封闭的帷幕(倒边施工分2次)周长约156mo K2+867.187过路排水箱涵土方开挖深度一览表 编号 过路箱涵+两侧洞口长(m) 设计涵底砂砾垫层咼程(m) 实测现状地面 高程(m) 实测开挖深度高程高差(m) 备注 62.98 32.65 36.418 -3.768 钢板桩支护 注: 以上的设计高程是砂砾垫层底的高程;钢板桩沿基坑四周连续设置成封闭的帷幕(倒边施工分2次)周长约143mo 钢板桩支护一览表 基坑开挖深度h1 支撑水平间距 支撑竖向间距 钢板桩埋深ho 钢板长度H 3mvh<4m 5.0m 0.5m 3.0m 7.0m 4mvh<5m 5.0m 0.5m 3.0m 8.0m 5mvh<6m 5.0m 1.0m 5.0m 11.0m 钢板桩支护详如图 *Ni 1 } ui卜出iv4 1洁一l讥1\1\1 '3 『r: B: ■130 10: jir-'h 9土方工程的施工 1、开挖前的准备: (1)做好箱涵沿线已建管道、构筑物、与本工程相衔接的支线接口,地质、地下水情况以及土方运输路线等的调查,制订相应的措施。 (2)按照箱涵设计放出开挖范围,并需要查明周边每根管线的位置、埋深、尺寸、并在地面标明,确认施工不会碰到周边管线或不影响周边管线才允许开工。 (3)挖试验槽,核对开槽形式,有地下水时要准备好排水设备,采取适当的排水措施。 (4)全面检查土方工程须用的挖土、运土机械、深基槽支护的拉森钢板桩、施打的桩机,以及其它机具是否完好,数量是否足够,人员是否充足,一切准备就绪方准进行开挖。 2、土方开挖: (1)按照测量成果的槽边线,有混凝土路面的采用切割机切开路面,采用风炮机与路面拆除机先将路面层及水泥稳定石粉渣层拆除粉碎,由挖土机连同基槽土方一同装载。 (2)挖土应依据分段管道的直径,埋深,土质等情况严格控制好基槽的坡势,并保证成槽断面符合要求,槽底平直,沟内无积水,转角符合要求。 (3)改造管道的沟槽深度均处在5m以内,根据本公司现阶段机械设备的机械性能(日本小松挖掘机),可采用挖土机一次性开挖到位,连同原状管道一起挖除装载,基槽开挖应分段进行,每段取定为30m开挖时应自上而下,从一侧向另一侧循序渐进,开挖过程中挖土机承载面前端应保持一定坡势,不准出现反坡倒悬现象,同时安排人力辅助修整沟槽,使沟槽的坡势和沟底的平整度符合设计及规范要求。 ⑷开挖时应跟踪测量,防止超挖,挖土至接近设计标高时,均应留出100〜150mn余 土层,在找平时用人工挖掉,保证槽底高程偏差在土20mn范围内。 (5)挖沟时不允许破坏沟底原状土,若施工不慎时,沟底原状土破坏时,用中粗砂夯实填平。 (6)沟槽土方开挖后应请有关单位进行验收,本改造管道基础的持力层正常情况下必须 落在粉细砂层或亚粘土层上,其地耐力大于120Kpa。 当局部遇到软弱地基(fuv90Kpa时应全部清除软土层,并视实际情况,分别采用压入毛石(小粒径),改换中粗砂或石粉渣等。 管道遇软硬土层时,应作厚度50cm的中粗砂褥性过渡,并分层压实,干密度大于16KN/m,如遇特殊情况时,应请设计院及监理单位根据现场情况研究处理,方可进入下一道工序的施工。 (7)沟槽开挖完毕,应请有关单位进行验槽合格后,方可进入下一道工序的施工。 10基坑监测措施 1、基准网的建立 为了科学地预测基坑支护的稳定和周边环境的变化,及时预报和提供准确可靠的变形数据,因此建立基坑支护施工变形与沉降观测网,定期进行变形沉降观测。 2、基坑支护变形观测 (1)基坑支护水平位移观测 在基坑边坡顶上布置基线(每基坑边一条),每条基线上设1〜3个变形观测点,同时又作为沉降观测点。 (2)基坑支护沉降观测利用远离场区的城市高程系水准控制点或独立水准点作为沉降观测的起算点,与以上 点联测,构成基坑支护沉降观测网。 四面围墙周边附近各布置四个沉降观测点,与基坑周边浅埋基础建(构)筑物、重要管线监测点一起构成监测周边环境的沉降观测网。 3、观测方法 (1)水平位移观测 分别在基线点四个角上设站,用《科力达》全站仪观测四边网的水平角度(四边形内角),并与城市的大地控制网三角点联测水平夹角,检查基线点是否发生位移,在基线点正确无误的情况下,同时在四角测端上分别以对应的相邻角点定向,并观测定向基线上各预埋点的水平位移量初始读数
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