承台基坑支护专项施工方案.doc
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中铁八局莞惠城际轨道交通项目承台基坑支护专项施工方案
承台基坑支护专项施工方案
一、工程概况
莞惠城际轨道交通工程GZH-10标段施工范围:
DK82+314(简支梁与连续梁分界、分界桥墩随连续梁计列)~DK91+140(路基与U型槽分界)。
正线长6.434km(短链2.392km),其中桥梁长6.298km(含高架车站),路基长0.136km。
桥梁均为城市道路沿线上空高架桥,采用减振型框架板式无碴轨道。
桥梁墩台基础采用Φ1.25m钻孔灌注桩基础。
设计要求承台埋深为地面以下0.5m,困难地段不低于0.2m,承台基坑开挖深度4~5m。
桥梁位于道路中央绿化带中,故而设计要求:
施工中应采取防护措施保证交通及施工安全,并且在基础施工时利用钢板桩围护,并派专人24小时观察,以确保既有公路安全。
二、工程地质条件
桥梁沿仲恺大道架设,场地地面主要为混凝土路面及公路中央绿化带,地势起伏较平缓,本标段地区土层按成因可划分为:
1、素填土层(①1Q4m1),在场地内均有分布,杂色、松散,主要由粘性土、碎石类土等组成,表面有路面砼,层厚约0.5m;2、粉质黏土(Q4el),红褐色或褐黄色,硬塑状态,大多为风化残积土,3、
1J全风化泥质粉砂岩:
岩心呈土柱状,已风化呈土状,可见原岩结构,局部风化不均呈碎块状;2J强风化泥质粉砂岩:
岩心呈块状、碎块状、短柱状,节理裂隙发育,裂隙面有铁锈;3J弱风化泥质粉砂岩:
岩心呈柱状、块状,局部呈碎块状,节理裂隙发育,岩质软。
水文地质特征及评价:
根据工点的水质评价结果,结合场地周边经验综合评定,场地环境类别为H1。
根据现场承台基坑实际开挖情况,地面以下埋有较厚流砂、水位较高,且位于市区内施工,承台施工需进行钢板桩围护,方能满足施工安全要求。
工程地质条件表
时代成因
层序号
岩土名称
状态
岩土施工
工程分级
基本承载力
σ。
(KPa)
Q4ml
①1
填筑土
松散
Q4el
④1
粉质黏土
硬塑
Ⅱ级普通土
200
Qel
⑿1
粉砂岩
全风化
Ⅲ级普通土
230
⑿2
粉砂岩
强风化
Ⅳ级普通土
350
⑿3
粉砂岩
弱风化
Ⅳ级普通
600
三、钢板桩围护方案
承台基坑围护结构采用9m、6m的长拉森式钢板桩,围护内尺寸每边比承台大1m,打入地下至地面平,然后开挖,在围护上半部(距地表面下70~100cm)内侧安装支撑系统,支撑系统采用I30工字钢框架,设置集水井抽水,整平基底,使用C15混凝土封底,封底厚度不小于10厘米,然后在支护中进行承台主体的施工。
承台基坑支护方案施工图(示意)如下:
四、构造要求
1、为防止接缝处漏水,在沉桩前应在锁口处嵌填黄油、沥青或其它密封止水材料。
2、在基坑转角处的支护钢板桩,应根据转角的平面形状做成相应的异形转角板桩,且转角桩和定位桩宜加长1m。
五、施工方法
1、施工准备:
将新旧钢板桩运到工地后,详细对其检查、丈量、分类、编号,同时对两侧锁口用一块同型号长2~3m的短桩作通过试验,以2~3人拉动通过为宜,或采用卷扬机拖拉,锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷,采用冷弯,热敲(温度不超过800~1000℃),焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。
同时接头强度与其它断面相等,接长焊接时,用坚固夹具夹平,以免变形,在焊接时,先对焊,再焊接加固板,对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。
在采用组桩插打时,每隔4~5m设有一道夹板,夹板在钢板桩起吊前夹好,插打时,逐付拆除,周转使用。
组桩及单桩的锁口内,涂以黄油混合物油膏(重量配合比为:
黄油:
沥青:
干锯末:
干粘土=2:
2:
2:
1),以减少插打时的摩阻力,并加强防渗性能。
2、导框安装与插打方法
进行安装导框时,先进行定位测量。
导框的安装,一般是先打定位桩。
导框在现场分段制作组装,固定在定位桩上:
待插打入少量钢板桩后,逐渐将导框固定到钢板桩上。
3、钢板桩的吊运插打与合拢
钢板桩检查合格后,运至作业现场,按插桩顺序堆码最多允许堆放四层,每层用垫木隔开高差不得大于10mm,上下层垫木中线要在同一垂直线上。
安插钢板桩使用吊机对钢板桩进行水平和垂直运输,将钢板桩吊至指定位置,使钢板桩成垂直状态,移向安插位置,插入已就位的钢板桩锁口中。
起吊前,锁口内嵌填黄油沥青混合料。
箍紧钢板用的弧度卡箍,待插入锁口时逐个解除。
4、抽水堵漏
钢板桩插打完,即可开挖。
在地表面下70~100cm处设置支撑,并检查各节点是否顶紧,防止因抽水而出现事故。
开挖至地下水位以下后,要设置集水井抽水,但抽水速度不能过快,且要随时观察支护的变化情况。
当锁口不紧密漏水时,用棉絮、麻袋等在内侧嵌塞,在桩脚漏水处用砼封底堵漏。
5、拔桩
钢板桩拔桩前,先将围护内的支撑陆续拆除,用原开挖土分层回填基坑,分层厚度不大于40cm,小型冲击夯机配合人工夯实。
对于含砂率较大的回填土可浇水后人工夯实。
回填至接近地面时,选择一组或一块较易拔除的钢板桩,先略锤击振动各拔高1~2m,然后挨次将所有钢板桩均拔高1~2m,使其松动后,再从一侧顺序拔除,对桩尖打卷及锁口变形的桩,可加大拔桩设备的能力,将相邻的桩一齐拔出,必要时进行切割。
施工工艺流程
施工准备
定位测量
导框安装
钢板桩吊运就位
插打钢板桩
围堰内清基
安装模板
基础、墩身砼灌注
砼养护
拆除模板
拔出钢板桩
六、机械设备配置
打钢板桩时选用履带自行式液压冲击打桩机。
主要机械设备明细表
序号
机械设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
打桩机
D32
台
1
2
75KW发电机
TZH250—4
台
1
3
震动拔桩锤
台
1
4
汽车吊
5T
台
1
5
抽水机
台
12
6
电焊机
台
3
7
切割机
台
1
8
汽车
4.5T自卸
辆
1
七、质量控制
1、在拼接钢板桩时,两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊,要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm,断面上的错位不大于2mm,使用新钢板桩时,要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件,并详细丈量尺寸,检验是否符合要求。
2、对组拼的钢板桩两端要平齐,误差不大于3mm,钢板桩组上下一致,误差不大于30mm,全部的锁口均要涂防水混合材料,使锁口嵌缝严密。
3、为保证插桩在转角处的顺利合拢,要求桩身垂直,并且周边的钢板数要均分,为保证桩身垂直,于第一组钢板桩设固定于作业面支撑上的导向木,顺导向木下插,使第一组钢板桩桩身垂直,由于钢板桩上下宽度不完全一致,锁口间隙也不完全一致,桩身仍有可能倾斜,在施工中加强测量工作,发现倾斜,及时调整,使每组钢板桩在顺支护周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰,同时为了使支护周边能为钢板桩数所均分,事先在地面或导梁上按钢板桩的实际宽度画出各组钢板桩的位置,使宽度误差分散,并在插桩时,据此调整钢板桩的平面位置,使误差不大于±15mm,当仍有困难时,在悬挂状态下进行调整。
在无法顺利合拢时,则根据合拢口的实际尺寸制造异形钢板桩合拢。
但要控制异形钢板桩上下宽度之差不超过桩长的2%。
4、在使用拼接接长的钢板桩时,钢板桩的拼接接头不能在支护的同一断面上,而且相邻桩的接头上下错开至少2m。
所以,在组拼钢板桩时要预先配桩,在运输、存放时,按插桩顺序堆码,插桩时按规定的顺序吊插。
5、在进行钢板桩的插打时,当钢板桩的垂直度较好,一次将桩打到要求深度,当垂直度较差时,要分两次进行施打,即先将所有的桩打入约一半深度后,再第二次打到要求的深度。
6、打桩时必须在桩顶安装桩帽,以免桩顶破坏,切忌锤击过猛,以免桩尖弯卷,造成拔桩困难。
7、钢板桩支护在使用过程中,在基坑内抽水时,围护漏水可用板条、麻布等楔入锁口内嵌缝。
应经常检查各层支撑梁处与钢板桩之间的缝隙,并用木楔楔紧,使导梁受力均匀。
8、围护基坑回填后,拔除钢板桩前,首先将钢板桩与支撑梁焊接处切除,然后再选择一组或一块较易拔除的钢板桩,先略锤击振动后拔高1~2m,然后挨次将所有钢板均拔高1~2m,使都松动后,再挨次拔除。
最好是以打入顺序的反方向挨次拔出。
八、安全保证措施
为确保施工中的安全,在进行钢板桩围护施工时,必须将安全工作放在首位,预防为主。
1、对操作人员进行安全思想教育,提高安全意识,实行持证上岗制度,不经培训或无证者,不得进行上岗操作。
2、设专人负责日常检查和养护工作,吊机、桩机等在作业时设专人给信号,避免人多时乱指挥,出现安全事故。
4、对打桩机大臂及连接杆件、销轴等,要按规定经常检查、检修。
防止桩架摇晃严重发现意外事故。
5、地面辅助作业人员,必须戴好安全帽。
严禁人员在吊装作业面下站立或行走。
严禁人员进入打桩机回转范围内,并靠近打桩机工作部位。
7、拔桩时要先震动1~2分钟,再慢慢启动卷扬机拔桩。
在有松动后再边震边拔,防止蛮干。
8、对所有机械设备的制动及外露的液压软管、接头每天进行检查,存在摩损,损坏的要及时维修、更换。
九、环境监测
1、确定监测对象:
调查基坑周围相当于基坑开挖深度的2~3倍范围内地上的建筑物、高耸塔杆、输电线缆、古建文物、道路桥梁,以及地下管线(应区别其属压力的或非压力的)、人防等设施和障碍物。
如发现既有建筑物等已有裂损倾斜等情况,同时收集其详细资料,并在必要处做出标记或摄像、绘图等。
然后对调查对象承受地基变形的性能做出分析鉴定,确定应加监护方法。
检测项目及检测方法
序号
检测项目
位置及检测对象
检测方法及仪器
1
桩体变形
围护结构内
测斜仪
2
桩体水平位移
围护桩上端部
全站仪
3
支撑轴力
钢支撑端部
应力计
4
地面沉降
基坑周围1-1.5倍基坑深度范围内地表及建筑物
水准仪
5
土体侧向变形
靠近围护结构周边土体
测斜仪
6
围护结构侧土压力
围护结构侧土体
土压力计
7
钻孔桩内力
围护结构内
钢筋应力计
2、监测方式与方法
1) 地面沉降、水平位移
在观测部位按观测要求埋设观测桩,并作好观测前原始数据记录和观测点位附近地形、建筑物的平面位置图、立面图。
沉降观测使用精密水准仪和铟合金水准尺。
位移观测使用全站仪。
在这里要注意的是,要使用相同的仪器,在相同的位置上,由同一观测者按同一方案施测。
而且测量观测点要安全,其位置不要设在变形、位移区内。
2)围护结构侧土压力
此项的监测选用DKY—51—2型振弦读数仪。
(1)土压力计的安装
测量侧压力时,土压力计的安置如图1所示,在围护结构的外面钻孔埋设土压力计,并在孔中注入与土体性质基本一致的物质,填实空隙。
(2)土压力计的工作原理
土压力计使用双膜钢弦式。
工作原理跟钢筋计基本相同,其接触面对变化不大的土压力较为敏感,受力时引起钢弦振动或应变片变形,弦的自振频率也发生变化。
利用脉冲激励,使钢弦起振,并接收其频率。
按事先标定的“压力-频率”关系曲线,即得出作用在土压力计上的压力值。
3、监测人员
针对本工程监测的特点,成立了由3人组成的专业监测小组,其中2人具备测量、土力学、结构力学、计算机等方面的知识。
组长负责工程监测计划、组织及监测的质量审核。
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