深基坑44444555.docx
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深基坑44444555
浍河大桥主墩深基坑专项施工方案
1编制依据
(1)工程设计图纸;
(2)对施工现场的调查情况;
(3)主要适用标准、规范:
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-2002)
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)
《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2002)
《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)
《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)
2工程概况
本桥位于安徽省濉溪县岳集境内,地貌单元为黄淮冲击平原中部,本桥跨越浍河,主跨设计为90m,根据设计资料,主墩采用群桩基础、12m*12m*3.5m钢筋砼承台,主墩处水面标高24.46米,水深1米,四个主墩承台顶标高20.458~20.779米,承台底标高16.958~17.279米。
承台开挖范围内各土层由上而下依次为:
粉质粘土:
厚度0.5~0.8米。
细砂土:
厚度11米。
根据本工程地基土质差,地下水位高、渗水量大等不利因素,决定主墩承台基坑采用多支撑拉森钢板桩支护。
钢板桩具有重量轻、强度高、锁口紧密、重复使用、施工方便、施工速度快等优点。
支护根据施工的需要及钢板桩模数,设计尺寸为16.8m×16.8m(见方案图)。
3现场施工组织管理及进度安排
3.1现场组织机构
为了统一协调指挥,确保工程高效、有序的进行,确保按期、优质、安全地完成工程范围内的各项工程。
项目经理部设经理、总工程师、副经理。
下设工程技术部、安全质量部、计划财务部、物资设备部、工程试验室、综合办公室等其业务部门。
详见《现场组织机构图》
3.2施工进度计划
3.2.1施工进度计划编制原则
(1)本着先重点后一般、全面组织平行流水作业的原则,结合本标段工程实物量的分布情况,合理安排工期,以响应业主对本标段工程总工期要求。
(2)考虑雨季施工影响,通过资源调配,满足工期要求。
(3)切实做好施工协调配合工作,确保工程顺利进行。
3.2.2施工顺序
由于受施工环境的影响,本桥主墩共4个承台基坑,施工顺序为15左——15右——16左——16右
3.2.3主要工程工期安排
根据进度安排的思路和原则,以单个承台为例,各主要工序安排详见下表:
4钢板桩支护施工方案
4.1 钢板桩支护施工流程
钢板桩的施工主要考虑打设、挖土、支撑、地下结构施工、回填、支撑拆除及板桩的拔除。
施工流程【流程中相关标高以16#墩(左幅)计算】:
打拉森钢板桩→挖土至23.160→第一道加固围檩支撑【标高24.160】→挖土至20.410→第二道加固围檩支撑【标高为21.410】→挖土至17.560→第三道加固围檩支撑【标高为15.560】→墩结构施工→拉森钢板桩拆除。
4.2 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,注意保护锁口免受损伤。
钢板桩应堆放在平坦而坚固的场地上,必要时对场地地基土进行压实处理。
在堆放时要注意:
(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) 钢板桩要按型号、规格、长度、施工部位分别堆放,并在堆放处设置标牌说明;
(3) 钢板桩应分别堆放,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3~4m,且上、下层垫木应在同一垂直线上,堆放的总高度不宜超过2m。
4.3 钢板桩的打设
(1) 打桩围檩支架(导向架)的设置。
为保证钢板桩沉桩的垂直度及施打板墙墙面的平整度,在钢板桩打入时应设置打桩围檩支架,围檩支架由围檩及围檩桩组成。
围檩采用双面布置形式,双面围檩之间的净距应比插入板桩宽度放大8~10mm。
下层围檩可设在离地面约500mm处。
围檩支架采用H型钢。
围檩与围檩桩之间用连接板焊接。
(2) 钢板桩打设
单桩打入法以一块或两块钢板为一组,从一角开始逐块插打,直至合拢。
① 先用吊车将钢板桩吊至插点处进行插桩,插桩时锁口要对准,每插入一块即套上桩帽,轻轻加以锤击;
② 在打桩过程中,为保证钢板桩的垂直度,用水平尺在两个方向加以控制;
③ 为防止锁口中心线平面位移,在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板,阻止板桩位移。
同时在围檩上预先算出每块板桩的位置,以便随时检查校正;
④ 开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精度,以便起到样板导向作用,故每打入1m测量一次,打至预定深度后应立即用钢筋或钢板与围檩支架焊接固定。
(3) 钢板桩的转角和封闭合拢
由于钢板桩打入时倾斜且锁口部有空隙,这些都会给板桩墙的最终封闭合拢带来困难,因此采用轴线修整法解决。
轴线修整法通过对板桩墙闭合轴线设计长度和位置的调整,实现封闭合拢,封闭合拢处最好选在短边的角部。
具体作法如下:
① 沿长边方向打至离转角桩约有8块钢板桩时暂时停止,量出至转角桩的总长度和增加的长度;
② 在短边方向也照上述办法进行;
③ 根据长、短两边水平方向增加的长度和转角桩尺寸,将短边方向的围檩与围檩桩分开,用千斤顶向外顶出,进行轴线外移,经核对无误后再将围檩和围檩桩重新焊接固定;
④ 在长边方向的围檩内插桩,继续打设,插打到转角桩后,再转过来接着沿短边方向插打两块钢板桩;
⑤ 根据修正后的轴线沿短边方向继续向前插打,最后一块封闭合拢的钢板桩,设在短边方向从端部算起的第三块板桩的位置处。
(4)钢板桩的拔除
墩身结构施工至一定高度,下部结构强度达到100%,基坑外部回填完成,进行拔除钢板桩作业,以便重复使用。
拔除钢板桩前,应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间,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,设法减少拔桩带土,主要采用灌水、灌砂措施。
先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min~2min,使钢板桩周围的土松动,产生“液化”,减少土对桩的摩阻力,然后慢慢的往上振拔。
拔桩时注意桩机的负荷情况,发现上拔困难或拔不上来时,应停止拔桩,可先行往下施打少许,再往上拨,如此反复可将桩拔出来。
拔桩时应注意事项:
①拔桩起点和顺序:
对封闭式钢板桩墙,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,可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附,然后边振边拔。
对较难拔除的板桩可先用桩锤将桩振下100~300mm,再与振动锤交替振打、振拔。
③对引拔阻力较大的钢板桩,采用间歇振动的方法,每次振动15min,振动锤连续不超过1.5h。
(5)钢板桩防渗漏措施
考虑到本项目施工区域为河道回填,水位相对较高,钢板桩主要依靠锁口自身密实性进行防漏,但是如果锁口不密、外侧水压力过大,钢板桩支护会出现渗漏。
根据以往施工经验,可采取如下措施进行预防和处理。
①施工时的预防渗漏措施。
钢板桩渗漏一般出现在锁口位置,因此施工过程中重点加强对锁口的检查。
施工前用同型号的短钢板桩做锁口渗漏试验,检查钢板桩锁口松紧程度,过松或过紧都可能导致钢板桩施工后渗漏;施打前在钢板桩锁口内抹黄油;施打时控制好垂直度,不得强行施打,损坏锁口。
②施工后的小渗漏处理。
抽水后发现钢板桩锁口漏水,但不太严重时,可用破棉絮或勃土对渗漏位置填堵。
③施工后的大渗漏处理。
对于渗漏较大时,则可用快速堵漏剂将锁口位置进行封堵;渗漏严重时,在钢板桩支护渗漏外侧堵砂袋或散装细颗粒堵漏物(如木屑、炉渣、谷糠等),内侧用板条、棉絮、麻绒等在板内侧嵌塞。
4.4 基坑土方开挖
土方开挖应配合三层内支撑的安装分四次进行出土,选用1台斗容量1m3的挖机于基坑顶作业,较深部位的掘土换用1台长臂挖机施工;出土部分外运,剩余部分用于场内回填。
4.5 基坑排水措施
根据现场情况,开挖施工过程中可见有地下水涌出,因此深基坑开挖过程中,需采取相应排水措施,以确保基坑施工的安全。
基坑底部沿支护桩侧挖临时排水沟,基坑底部各拐角点设置集水井,用以排除基坑内积水。
4.6 拔桩
(1)拔桩顺序
对于封闭式钢板桩墙,拔桩的开始点离开桩角5根以上。
拔桩要点:
①拢桩时,可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的阻力,然后边振边拢。
对较难拔出的板桩可先用柴油锤将桩振打下100~300mm,再与振动锤交替振打、振拔。
为及时回填拔桩后的土孔,在把板桩拔至此基础底板略高时(如500mm)暂停引拔,用振动锤振动几分钟,尽量让土孔填实一部分;
②起重机应随振动锤的起动而逐渐加荷,起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限;
③供振动锤使用的电源应为振动锤本身电动机额定机功率的1.2~2.0倍;
④对引拔阻力较大的钢板桩,采用间歇振动的方法,每次振动15min,振动锤连续工作不超过1.5h。
(2)桩孔处理
钢板桩拔除后留下的土孔应及时回填处理,防止周围土体位移及沉降。
5 基坑监测
5.1 本基坑监测项目
包括支护结构的水平位移、周围地表沉降、桩内力、支撑轴力等。
5.2 监测点的位置及数量
(1) 在基坑顶部各转角处应设置沉降、倾斜及水平位移观测点;
(2) 支护板桩、支撑、围檩的应力及应变观测点应设置在受力较大位置,数量及位置宜结合现场条件确定。
(3)基坑底部回弹及隆起观测视现场情况确定。
5.3 监测与测试的控制指标
(1) 支护桩顶水平位移累计不大于30mm,位移速率不大于3mm/d。
(2) 桩身、围檩、支撑构件及立柱的应力值不大于设计值的80%;
5.4 监测要求
(1) 在围护结构施工前精确测定初始值。
(2) 施工中应加强对测试点及测试设备的保护,防止损坏;
(3) 应采取有效措施保证测试基准点的可靠性及测试设备的完好,以确保测试数据的准确性。
(4) 应及时向设计人员提供监测数据及最终测试评价成果,以便进行分析及采取相应的防范措施。
5.5 监测周期
在围护施工时,正常情况下,临近监测对象每2天观测1次,当日变化量或累计变化量超警戒值时,监测频率适当加密,每天观测1次。
特殊情况如监测数据有异常或突变,变化速率偏大等,适当加密监测频率,直至跟踪监测。
在地下结构施工阶段,各监测项目观测频率为2~3次/周,支撑拆除阶段1次/天。
6施工注意事项及要求
6.1基坑土方开挖应遵循分层、平衡、适时的原则,分层高度应与内支撑的竖向间距相对应,以内支撑下0.5米深为分层界限。
采用机械开挖时,坑底设计标高以上20cm由人工清除,不得超挖。
开挖到位后,应及时施工管道,严禁基坑暴露时间过长。
6.2做好基坑内的排水工作,雨季施工必须准备足够的抽排水设备。
6.3支护板桩施工应采取有效措施控制好桩位、垂直度及保证咬口及转角处的闭合。
6.4钢结构的焊接,必须是持有特种作业上岗证的人员操作,确保安全与质量。
6.5土方开挖期间,严格现场施工人员值班制度,教育司机,防止挖土机械碰撞支护结构,基坑四周严禁堆土或堆载。
6.6应作好可能发生事故的预防和抢险准备工作。
施工时发现地质情况与钻探资料相差较远,应立即会同业主、设计、监理等单位商量研究解决。
6.7 加强基坑监测,监测数据应及时通知有关人员。
7 深基坑施工安全措施
7.1 深基坑施工属于负高空作业,必须遵守高空作业之规程。
施工过程中及时作好基坑口的临边围护,禁止高空抛物、严防坠落。
7.2 进入工地一定要戴硬质反光安全帽,操作工必须手戴防护手套,电工戴电工专用绝缘手套。
7.3 用机械开挖时,应设专人盯测,以防坑底和坑侧超挖。
坑底的控制标高应比设计标高提高15-30厘米,坑壁的控制线应比设计标线提高10-15厘米,机械挖完后,再用人工清坑。
7.4 对开挖部分,在位置及深度上,要保持对称,防止基坑结构承受偏载。
基坑开挖应分层进行,高差不宜过大。
土质越软,高差应越小。
7.5 基坑底面不能暴露时间过长。
基坑开挖中间间歇间过长,变形会随着时间不断增加。
这种情况下,应考虑增加支护结构的强度。
8多支撑钢板桩设计计算
支撑层数和间距的布置是钢板桩施工中的重要问题,根据现场的支撑材料和开挖深度,采取在钢板桩内侧加三层围檩并设置支撑,按多支撑进行钢板桩计算,计算时仍采用等值梁法。
围护采用拉森Ⅳ型钢板桩,w=2037cm3,[f]=200mpa。
支护顶部荷载按70kn/m2计算。
钢板桩采用15m。
支护方案设计计算根据国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》。
内力计算方法
增量法
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
基坑等级
二级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.00
基坑深度H(m)
8.681{按测时水位抬高1.5m填土高度计算}
嵌固深度(m)
6.319{含封底1.5m}
桩顶标高(m)
25.960
钢板桩类型
Ⅳ拉森钢板桩{总长度15m}
土层数
3
坑内加固土
否
内侧降水最终深度(m)
10.181
外侧水位深度(m)
1.500
内侧水位是否随开挖过程变化
否
内侧水位距开挖面距离(m)
---
弹性计算方法按土层指定
ㄨ
弹性法计算方法
m法
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
(m)
(kN/m3)
(kN/m3)
(kPa)
(度)
1
素填土
4.50
18.0
19.2
6.50
16.50
2
淤泥质土
7.80
19.2
17.9
9.17
11.67
3
湿陷性黄土
9.75
19.0
18.5
---
---
层号
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
水土
计算方法
m,c,K值
抗剪强度
擦阻力(kPa)
水下(kPa)
水下(度)
(kPa)
1
7.7
6.37
14.20
分算
m法
4.45
---
2
11.2
9.25
11.50
分算
m法
2.47
---
3
9.4
11.35
9.65
分算
m法
4.00
---
支锚道数
3
支锚
支锚类型
水平间距
竖向间距
入射角
总长
锚固段
道号
(m)
(m)
(°)
(m)
长度(m)
1
内撑
1.000
1.800
---
---
---
2
内撑
1.000
2.750
---
---
---
3
内撑
1.000
2.850
---
---
---
支锚
道号
预加力(kN)
支锚刚度(MN/m)
锚固体直径(mm)
工况号
锚固力调整系数
材料抗力(kN)
材料抗力调整系数
1
150.00
345.00
---
2~
---
1500.00
1.00
2
175.00
345.00
---
4~
---
1500.00
1.00
3
150.00
345.00
---
6~
---
1500.00
1.00
弹性法土压力模型:
经典法土压力模型:
层号
土类名称
水土
水压力
调整系数
主动土压力
调整系数
被动土压力
调整系数
被动土压力
最大值(kPa)
1
素填土
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
2
淤泥质土
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
3
湿陷性黄土
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
工况号
工况类型
深度(m)
支锚道号
1
开挖
2.500
---
2
加撑
---
1.内撑
3
开挖
6.050
---
4
加撑
---
2.内撑
5
开挖
7.900
---
6
加撑
---
3.内撑
7
开挖
8.681
---
各工况:
内力位移包络图:
地表沉降图:
计算方法:
瑞典条分法
应力状态:
总应力法
条分法中的土条宽度:
1.00m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks=0.796
圆弧半径(m)R=12.738
圆心坐标X(m)X=-2.088
圆心坐标Y(m)Y=6.173
抗倾覆安全系数:
Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
Ma——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
工况1:
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)
1内撑0.000---
2内撑0.000---
3内撑0.000---
Ks=2.017>=1.200,满足规范要求。
工况2:
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)
1内撑1500.000---
2内撑0.000---
3内撑0.000---
Ks=5.705>=1.200,满足规范要求。
工况3:
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)
1内撑1500.000---
2内撑0.000---
3内撑0.000---
Ks=3.037>=1.200,满足规范要求。
工况4:
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)
1内撑1500.000---
2内撑1500.000---
3内撑0.000---
Ks=5.014>=1.200,满足规范要求。
工况5:
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)
1内撑1500.000---
2内撑1500.000---
3内撑0.000---
Ks=4.360>=1.200,满足规范要求。
工况6:
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)
1内撑1500.000---
2内撑1500.000---
3内撑1500.000---
Ks=5.679>=1.200,满足规范要求。
工况7:
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)
1内撑1500.000---
2内撑1500.000---
3内撑1500.000---
Ks=5.473>=1.200,满足规范要求。
----------------------------------------------
安全系数最小的工况号:
工况1。
最小安全Ks=2.017>=1.200,满足规范要求。
抗隆起验算
Prandtl(普朗德尔)公式(Ks>=1.1~1.2),注:
安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部):
Ks=1.192>=1.1,满足规范要求。
Terzaghi(太沙基)公式(Ks>=1.15~1.25),注:
安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部):
Ks=1.310>=1.15,满足规范要求。
[隆起量的计算]
注意:
按以下公式计算的隆起量,如果为负值,按0处理!
式中δ———基坑底面向上位移(mm);
n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;
ri———第i层土的重度(kN/m3);地下水位以上取土的天然重度(kN/m3);地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3);
hi———第i层土的厚度(m);
q———基坑顶面的地面超载(kPa);
D———桩(墙)的嵌入长度(m);
H———基坑的开挖深度(m);
c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);
φ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);
r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3);
δ=227(mm)
抗管涌验算{按封底砼厚度1.5m}
抗管涌稳定安全系数(K>=1.5):
式中γ0———侧壁重要性系数;
γ'———土的有效重度(kN/m3);
γw———地下水重度(kN/m3);
h'———地下水位至基坑底的距离(m);
D———桩(墙)入土深度(m);
K=5.095>=1.5,满足规范要求。
附:
围檩计算
按照钢连续梁模型计算(HW400×400×13×21H型钢围檩【第1、2道加固围檩】
执行规范:
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
[基本信息]
左支座固定右支座固定
跨号跨长(m)截面名称
13.969热轧宽翼缘H型钢(GB11263-2005):
xh=HW400x400(型号)xh=HW400x400
23.431热轧宽翼缘H型钢(GB11263-2005):
xh=HW400x400(型号)xh=HW400x400
32.000热轧宽翼缘H型钢(GB11263-2005):
xh=HW400x400(型号)xh=HW400x400
43.431热轧宽翼缘H型钢(GB11263-2005):
xh=HW400x400(型号)xh=HW400x400
53.969热轧宽翼缘H型钢(GB11263-2005):
xh=HW400x400(型号)xh=HW400x400
[计算结果]
跨号:
1
左 中 右
上部弯矩(kN-m):
2.78540.00002.5422
下部弯矩(kN-m):
0.00001.39340.0000
剪 力(kN ):
4.14940.0613-4.0269
跨号:
2
左 中 右
上部弯矩(kN-m):
2.54220.00001.2594
下部弯矩(kN-m):
0.00001.16420.0000
剪 力(kN ):
3.90790.3739-3.1601
跨号:
3
左 中 右
上部弯矩(kN-m):
1.25940.22941.2594
下部弯矩(kN-m):
0.0
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- 基坑 44444555