中低速磁浮交通示范线工程区间桥梁承台基坑开挖施工方案.docx
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中低速磁浮交通示范线工程区间桥梁承台基坑开挖施工方案
中低速磁浮交通示范线工程
区间桥梁承台基坑开挖施工方案
一、编制依据3
二、工程概况3
1、总体概况3
2、地质概况3
3、水文地质4
三、施工方案4
四、施工准备11
1、现场准备11
2、技术准备11
3、机具、材料准备12
五、施工方法及要点14
六、工程质量保证措施20
1、基本要求20
2、施工保证措施21
3、质量保证体系21
七、安全措施23
八、施工用电保证措施25
1、电源25
2、施工用电安全措施26
九、雨季施工措施26
1雨季施工准备26
1.1防雨前期准备26
1.2现场排水系统26
2雨季施工措施27
2.1边坑防护27
2.2施工机械防护27
2.3施工应对措施27
十、施工机械安全保证措施28
十一、应急措施方案28
十二、文明施工要求和措施30
1、现场文明施工要求30
2、文明施工管理措施31
一、编制依据
1、某市中低速磁浮交通示范线(S1线)西段工程01标施工总平面布置图
2、某市中低速磁浮交通示范线(S1线)西段工程01标施工组织设计
3、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10415-2003)
4、《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》(TZ203—2008)
5、《中低速磁浮交通工程施工及验收规范》(Q/CYBGMJ004—2009)
二、工程概况
1、总体概况
本标段为某市中低速磁浮交通示范线(S1线)西段工程01标段,其范围从石门营-小园站-矿务局区间,设计里程DK0+222.909~DK2+831.717,包括石门营、小园车站两座框架结构车站,石门营车站至小园车站区间、小园车站至矿务局车站区间两个区间高架桥梁。
高架桥梁段有两处,分别为石门营站至小园站区间,设计里程为DK0+313.359~DK1+520.717,桥梁长度为1207.358;小园车站至矿务局车站区间,设计里程为DK1+610.717~DK2+786.717,桥梁长度为1176m。
标段桥梁总长为2383.358m。
2、地质概况
石门营车站至小园车站:
本工程场地勘测范围内的土层划分为人工填土层(Qml)、第四纪全新世坡洪积层(Q41dl+pl)、第四纪晚更新世坡洪积层(Q3dl+pl)、第四纪全新世冲洪积层(Q41al+pl)、第四纪晚更新世冲洪积层(Q3al+pl)和三叠系双泉组砂岩(T1+2sh)。
本场地第四纪冲洪积覆盖厚度一般小于50m,场地内除有填土层、混合土及风化岩分布外无湿陷性黄土、膨胀土及残积土等特殊性岩土分布。
小园车站至矿务局车站:
本工程场地勘测范围内的土层划分为人工填土层(Qml)、第四纪全新世冲洪积层(Q41al+pl)、第四纪晚更新世冲洪积层(Q3al+pl)。
根据本工程勘测时取得的地层资料及波速测试成果判定,本场地第四纪冲洪积覆盖层厚度大于5m,场地内有填土层、新近沉积土层及混合土等特殊性岩土分布。
3、水文地质
石门营车站至小园车站:
某平原地区地下水的赋存条件主要为基岩裂隙水和第四纪松散岩类空隙水,第四纪松散岩类空隙水又分为上层滞水、潜水和承压水。
区间起点~右DK0+497.000地下水埋深约为16.00m,标高约为96.05m。
右DK0+497.000~区间终点30m深度范围内为观测到地下水,30m以下的碎石类土层中可能分布有多层地下水。
小园车站至矿务局车站:
某平原地区地下水的赋存条件主要为基岩裂隙水和第四纪松散岩类空隙水,第四纪松散岩类空隙水又分为上层滞水、潜水和承压水。
地下水埋深约为20.00m,标高约为68.50m。
三、施工方案
石门营车站至小园车站高架区间共41轴,其中12#、13#、14#、15#、25#、26#、28#、29#、39#、40#共10个承台位于既有道路周边,且地下管线相对比较集中。
各承台基坑开挖时采用自然放坡(1:
1)与地下管线的位置关系见表3-1:
表3-1承台与地下管线位置关系
12#
13#
14#
15#
25#
26#
28#
29#
39#
40#
小园站至矿务局站高架区间共40轴,其中8#、9#、13#、14#、15#、16#、17#、23#、26#共9个承台位于既有道路周边,且地下管线相对比较集中。
各承台承台基坑开挖时采用自然放坡(1:
1)与地下管线的位置关系见表3-2:
表3-2承台与地下管线位置关系
8#
9#
13#
14#
15#
16#
17#
23#
26#
以上19个承台位于既有道路周边及中央绿化带上,且地下管线相对比较集中。
基坑采用自然放坡(1:
1)开挖时导致大量管线的改移和破坏既有道路。
鉴于以上不利情况,我标段开挖基坑采用工字钢防护。
采用工字钢垂直开挖将减少基坑周边地下管线改移的数量和减小对既有道路的干扰和破坏,开挖平面与地下管线关系图见表3-3(石小区间)、3-4(小矿区间):
表3-3石小区间钢板桩开挖与地下管线关系
12#
13#
14#
15#
25#
26#
28#
29#
39#
40#
表3-4小矿区间钢板桩开挖与地下管线关系
8#
9#
13#
14#
15#
16#
17#
23#
26#
四、施工准备
1、现场准备
(1).场地施工道路通畅,人行通道、车行通道分离。
(2).基坑边临边防护到位。
(3)、根据施工总平面布置图,布置施工机具和材料的堆放场地。
(4)、进行施工材料、机具、劳动力的组织就位工作。
开工前制定材料进场计划,及时调配进场,并提前进行原材料检验试验工作。
(5)、组织人员进行安全生产教育和技术交底。
(6)对现场施工区域范围内临近承台的地下管线位置做好标识,并设置警示标志,施工中加强对地下管线的保护,避免出现管线破坏意外事故。
2、技术准备
2.1、组织人员进场。
在平整完场地后立即组织进场,按施工管理架构配备有关人员,建立有施工经验、工作效率高的工地项目班子,确保工程管理质量。
2.2、测量放线
由项目部测量人员根据设计图纸放出承台的轴线及开挖边线,经监理及现场甲代确认后方可进行下一步工作。
承台结构尺寸、开挖深度及工字钢长度见表4-1:
表4-1承台结构尺寸、开挖深度及工字钢长度
石小区间承台统计
墩号
结构尺寸(m)
开挖深度(m)
承台高度(m)
工字钢长度(m)
12#
10.6×10.6
3.81
3.5
9
13#
9.1×6.3
3.153
2.5
9
14#
10.6×10.6
4.169
3.5
9
15#
7.9×6.3
4.2
2.5
9
25#
7.6×5.0
4.4
2
9
26#
5.8×5.3
2.69
2
9
28#
9.5×8.3
2.47
2
9
29#
9.5×8.3
2.745
2
9
39#
7.9×6.3
3.152
2.5
9
40#
10.6×10.6
4.924
3.5
9
小矿区间承台统计
8#
9.1×9.1
4.262
2.5
9
9#
7.9×6.3
3.298
2.5
9
13#
5.8×5.3
2.595
2
9
14#
7.6×5.3
3.035
2.5
9
15#
9.1×9.1
4.424
3.5
9
16#
9.1×9.1
4.31
3.5
9
17#
7.6×5.3
3.24
2.5
9
23#
7.6×5.3
3.222
2.5
9
26#
7.9×6.3
4.004
2.5
9
2.3、按施工要求及场地条件配置施工机械,在开工前做好施工机械安装调试工作。
2.4、组织现场施工人员学习工程质量、验收规范及作业指导书,进行专业技术培训。
3、机具、材料准备
根据工程的进度要求配置施工机械设备具体机械设备见下表4-2:
表4-2施工机械设备配备表
分项工
程名称
机械
名称
型号
单位
数量
进场
日期
备注
承台土方
开挖
液压反铲式挖掘机
1m3
台
1
重型运输车
20T
台
2
加油车
台
1
打桩机
台
1
根据承台的机构尺寸及开挖深度计算得出防护所需材料见下表4-3:
表4-3材料汇总表
石小区间
钢板桩承台号
钢板桩基坑宽(m)
钢板桩基坑长(m)
钢板桩根数
钢板桩重(t)
横撑重(t)
斜撑重(t)
钢管重(t)
12#
15.6
15.6
338
199.65
3.60
3.26
2.00
13#
11.6
14.1
278
164.49
2.97
2.81
1.81
14#
15.6
15.6
338
199.65
3.60
3.26
2.00
15#
11.3
12.9
262
154.91
2.79
2.61
1.65
25#
10.3
10.8
229
135.09
2.44
2.23
1.38
26#
10.3
10.8
229
135.09
2.44
2.23
1.38
28#
13.3
14.5
301
177.92
3.21
2.96
1.86
29#
13.3
14.5
301
177.92
3.21
2.96
1.86
39#
11.3
12.9
262
154.91
2.79
2.61
1.65
40#
12.4
16.6
314
247.45
3.35
3.25
2.13
小矿区间
钢板桩承台号
钢板桩基坑宽(m)
钢板桩基坑长(m)
钢板桩总根数
钢板桩总重(t)
横撑总重(t)
斜撑总重(t)
钢管总量(t)
8#
14.1
14.1
305
180.47
3.26
2.95
1.81
9#
11.3
12.9
262
154.91
2.79
2.61
1.65
13#
10.3
10.8
229
135.09
2.44
2.23
1.38
14#
10.3
10.8
229
135.09
2.44
2.23
1.38
15#
14.1
14.1
305
180.47
3.26
2.95
1.81
16#
14.1
14.1
305
240.63
3.26
2.95
1.81
17#
10.3
12.6
248
146.60
2.64
2.51
1.62
23#
10.3
12.6
248
146.60
2.64
2.51
1.62
26#
11.3
12.9
262
154.91
2.79
2.61
1.65
总计:
5243
3221.85
55.93
51.72
32.46
五、施工方法及要点
1.施工时,先使用挖掘机在路面上沿开挖线下挖出1.5m深后(路基结构层),用打桩机按下图布置打入工字钢。
工字钢排布方式为纵横向交替排布。
施工平面示意图和立面图分别见下图5-1、图5-2:
图5-1施工平面示意图
图5-2施工立面示意图
2.工字钢支护施工概况
基坑开挖均采用36b型9.0米长工字钢支护,按最深开挖深度工字钢稳定性检算如下:
γ=19.8KN/m3φ=30°c=0基坑深度4.924m车辆荷载按挂车120验算
等代均布土层厚度h=∑G/Bl0γ
B=13+Htan30°=13+4.924tan30°=15.8m
h=1200/(15.84×4.924×19.8)=0.8m
则土压力强度分布图如下所示:
设入土深度为x,则根据郎肯土压力计算需满足:
Ep×(2x/3+4.924)≥Ea×[(4.924+x+0.78)×2/3-0.78]……①
主动土压力Ea=(1/2)γ(4.924+x+0.78)2tan2(45°-φ/2)……②
被动土压力Ep=(1/2)γx2tan2(45°+φ/2)……③
9m长Ⅰ36b工字钢打入后顶面齐道路面(如上图所示),则入土深度为4.076m,代入①、②、③式,满足要求。
工字钢截面验算:
Ⅰ36b工字钢,则Wy=919cm3,每米布置3根,取如下计算简图:
取B点为固定端,Ea作用点距B点距离为1.9m,取单位墙长,则
Ea=(1/2)γ(4.924+1.2)2tan2(45°-φ/2)×1=108KN
B点处工字钢所受弯矩M=Ea×1.9=205KN·m
σ=M/3W=114.6/(3×919×10-6)=74MPa<[σ]=170MPa
满足要求。
工字钢用升降机就位后采用履带式液压挖土机加液压振锤的锤机施打,施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况,认真放出准确的支护桩中线。
考虑到工字钢较长,在施打中,工字钢容易向一边倾斜,由于倾斜误差积累不易纠正,难以控制工字钢的平直度,所以工字钢施工采用逐根打入法。
逐根打入法可以确保工字钢不发生屈曲、扭转、倾斜,打入精度高,易于实现封闭合拢。
施工时,将1根工字钢插入导架内,用缆风绳固定确保不摇摆,然后再施打。
3.工字钢施工的一般要求
(1)工字钢的设置位置要符合设计要求,便于土体的开挖施工。
(2)基坑护壁工字钢的平面布置形状应尽量平直整齐,避免不规则的转角,以便标准工字钢的利用和支撑设置。
(3)整个开挖施工期间,在挖土、吊运施工作业中,严禁碰撞支撑,禁止任意拆除支撑,禁止在支撑上任意切割、电焊,也不应在支撑上搁置重物。
4.工字钢施工的顺序
5.施工工艺
1)打桩机械选择
工字钢可采用锤击打入法、振动打入法、静力压入法及振动锤击打入法等施打方法,本段施工考虑工程地质,现场作业环境,工字钢形式、重量、长度、总数量等具体条件,选用振动锤击打入法进行施打。
2)工字钢的检验及矫正
用于基坑支护的成品工字钢均为新品,可按出厂标准进行检验;重复使用的工字钢使用前,质量进行检验,包括长度、宽度、厚度、高度等是否符合设计要求,有无表面缺陷,端头矩形比,垂直度和锁口形状等。
3)施打围檩支架(导向架)的设置
为保证工字钢沉入的垂直度及施打工字钢墙面的平整度,控制桩的打入精度,防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力,一般都需要设置一定刚度的、坚固的导架,亦称“施工围檩”。
围檩支架由围檩及围檩桩组成。
围檩可以双面布置,也可以单面布置一般下层围檩可设在离地约500mm处,双面围檩之间的净距应比插入工字钢宽度放大8-10mm。
围檩支架一般用型钢组成,如H型钢、工字钢、槽钢等,围檩入土深度一般为6-8m,间距2-3m,根据围檩截面大小而定,围檩之间用连接板焊接。
安装导架时注意以下几点:
1)采用全站仪和水平仪控制和调整导梁的位置。
2)导梁的高度要适宜,要有利于控制工字钢的施工高度和提高施工工效。
3)导梁不能随着工字钢的打设产生下沉和变形。
4)导梁的位置尽量垂直,并不能与工字钢碰撞。
6、工字钢吊运
装卸工字钢宜采用两点吊。
吊运时,每次起吊的工字钢根数不宜过多。
吊运方式有成捆起吊和单根起吊。
成捆起吊通常采用钢索捆扎,而单根吊运常用专用的吊具。
7、工字钢堆放
工字钢堆放的地点,要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上,并便于运往打桩施工现场。
堆放时应注意:
1)堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便;
2)工字钢要按型号、规格、长度分别堆放,并在堆放处设置标牌说明;
3)工字钢应分层堆放,每层堆放数量一般不超过5根,各层间要垫枕木,垫木间距一般为3-4米,且上、下层垫木应在同一垂直线上,堆放的总高度不宜超过2米。
8、工字钢施打
工字钢施工关系到基坑支护和安全,是本工程施工最关键的工序之一,在施工中要注意以下施工有关要求:
1)全段采用36b型9.0米长工字钢支护。
工字钢采用履带式挖土机(带震动锤机)施打,施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况,认真放出准确的支护桩中线。
2)打桩前,对工字钢逐根检查,剔除变形严重的工字钢,不合格者待修整后才可使用。
3)打桩前,在工字钢的头部涂油脂,以方便打入拔出。
4)在插打过程中随时测量监控每块工字钢的斜度不超过2%,当偏斜过大不能用拉齐方法调正时,拔起重打。
5)工字钢施打采用逐根打入法施工。
打入时能够确保工字钢不发生屈曲、扭转、倾斜,打入精度高,易于实现封闭合拢。
施工时,将1根工字钢插入导架内,用两根缆风绳固定好,防止工字钢摇摆,确保与回流线距离不小于2米,然后再施打。
将工字钢打至设计标高或一定深度,并严格控制垂直度,用电焊固定在围檩上。
施打顺序对工字钢垂直度、位移、轴线方向的伸缩、基坑凹凸及施打效率有直接影响,按先后顺序施打。
施工中根据具体情况变化施打顺序,采用一种或多种施打顺序,逐步将工字钢打至设计标高,一次打入的深度一般为0.5-3.0米。
6)密扣且保证开挖后入土不小于2米,保证工字钢顺利合拢;特别是工作井的四个角均要使用工字钢施打使之合拢。
7)打入工字钢后,每天派专人进行检查工字钢。
9、土方开挖
工字钢打完合拢后进行土方开挖,土方开挖采用挖机为主、人工为辅的作业方式。
挖土机挖土时要有专人指挥,控制好挖深,严禁超深,以免扰动原土结构。
在余下的250㎜厚土方由人工开挖至设计标高并清理基底,随清随由挖机将清好的土方挖走,要求清好后的土方即达到施工要求。
挖出的土不得堆放在边坡顶上,需及时运走。
土方开挖时,需对挖机手、挖土工人进行交底,说明工程桩位置、密度及大致埋深情况。
挖到桩位置时须小心开挖,不要碰到桩身,先由人工将桩边土剥离开,再根据挖斗宽确定是否由挖机挖除桩间土。
土方开挖工程质量要求见表5-3
表5-3土方开挖工程质量要求
项目
序号
项目
允许偏差或允许值(mm)
柱基、基坑、基槽
挖方场地平整
管沟
地(路)面基层
人工
机械
主控项目
1
标高
-50
±30
±50
-50
-50
2
长度、宽度(由设计中心线向两边量)
+200
-50
+300
-100
+500
-100
+100
-
一般项目
1
边坡
设计要求
2
表面平整度
20
20
50
20
20
3
基底土性
设计要求
注:
地(路)面基层的偏差只适用于直接在挖、填土方上做地(路)面的基层。
10、工字钢的拔除
基坑回填后,要拔除工字钢,以便重复使用。
拔除工字钢前,应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。
否则,由于拔桩的振动影响,以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移,会给己施工的地下结构带来危害,并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。
设法减少拔桩带土十分重要,目前主要采用灌水、灌砂措施。
1)拔桩方法
本工程拔桩采用振动锤拔桩:
利用振动锤产生的强迫振动,扰动土质,破坏工字钢周围土的粘聚力以克服拔桩阻力,依靠附加起吊力的作用将桩拔除。
2)拔桩时应注意事项
①拔桩起点和顺序:
对封闭式工字钢支护结构,拔桩起点应离开角桩5根以上。
可根据沉桩时的情况确定拔桩起点,必要时也可用跳拔的方法。
拔桩的顺序最好与打桩时相反。
②振打与振拔:
拔桩时,可先用振动锤将工字钢接口振活以减小土的粘附,然后边振边拔。
对较难拔除的工字钢可先用柴油锤将桩振下100-300mm,再与振动锤交替振打、振拔。
有时,为及时回填拔桩后的土孔,当把工字钢拔至比基础底板略高时暂停引拔,用振动锤振动几分钟,尽量让土孔填实一部分。
③起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷,起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。
④供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的1.2-2.0倍。
⑤对引拔阻力较大的工字钢,采用间歇振动的方法,每次振动15min,振动锤连续不超过1.5h。
10、工字钢土孔处理
工字钢拔除后留下的土孔应及时回填处理,特别是周围有建筑物、构筑物或地下管线的场合,尤其应注意及时回填,否则往往会引起周围土体位移及沉降,并由此造成临近建筑物等的破坏。
土孔回填材料常用砂子,也有采用双液注浆(水泥与水玻璃)或注入水泥砂浆。
回填方法可采用振动法、挤密法填入法及注入法等,回填时应做到密实并无漏填之处。
六、工程质量保证措施
1、基本要求
(1)严格按照公司质量保证的要求开展工作,使质量工作贯穿于各个部门、各个环节、各道工序。
(2)抓好质量预控和质量意识教育。
组织施工人员学习施工规范、操作规程和质量检查标准,进行技术交底和质量通病防治教育,使施工人员了解工程概况,掌握工程要领及质量要求,做到人人心中有标准,个个心中求质量。
(3)严把质量关。
选用优质的设备,对工程中使用的各种设备把住采购和验收两个关。
(4)坚持三级检查验收制度,严把分项工程验收关。
在每个分项或工序施工过程中,认真执行操作班自检、施工员全面检、质量员核验检三道关。
(5)建立工程质量保证体系和质量管理责任制,做好各级质量交底。
2、施工保证措施
(1)组织技术交底,向班组进行技术操作和质量标准的交底工作;
(2)严格按设计图、施工方案和施工规范等组织指导施工;
(3)土方开挖前,了解和掌握场地周边的地下情况,避开一切障碍物;
(4)基坑开挖后,在48小时内必须完成防护作业;
(5)流通场地附近的排水管道,及时排清周边积水;若周边有裂隙,应作必要的填补,严防地表水下渗。
3、质量保证体系
3.1、质量保证体系
实行全面、全员、全过程中的质量管理建立由班组、施工队、项目部组成的三级质量保证体系,定期召开质量分析会,对存在的问题全面分析,找出原因,制定对策,确保质量。
施工过程中严格遵守监理程序,服从监理工程师各项指令。
(1)加强技术管理:
认真贯彻各项目技术管理制度、开工前落实各项人员岗位责任制,做好技术交底,使每个施工人员做到对工程的总体要求明确,对本岗位职责、质量和技术要求有深刻了解。
(2)实行项目技术负责人质量负责制,建立完善的质量管理和质量信息网络,项目技术负责领导下的质量管理小组,具有检查、监督、指导各班组、各工序的工作质量和工作成果的权利,并将检查结果上报项目经理部,做为考核班组和个人的依据并与经济收入挂钩。
(3)对影响成果质量的关键工序明确责任人,前一道工序对下道工序负责,凡不符合质量标准的前道工序不纠正不得转入下道工序。
(4)实行质检员24小时跟班作业制度,严格掌握各工序的质量标准,防患于未然。
(5)认真做好各种原始记录施工日记,做到准确、及时、齐全,整理汇总反馈信息,进一步指导施工。
(6)基坑底标高+20cm不得扰动,基坑边线25cm范围内,边坡不得挖亏。
(7)开工前向全体职工进行安全技术交底,针对本工程的特
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