污水管道深基坑开挖钢板桩支护施工专家论证方案.docx

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污水管道深基坑开挖钢板桩支护施工专家论证方案

乌沙河污水管道深基坑开挖钢板桩支护施工方案

第一章工程概况

一、工程概述

本项目为乌沙河截污污水管道，污水管道布置在河道两侧，管道总长各约7.5公里，沿线设计管为DN400-DN1500，设计坡度2‰；管道埋深约为2.5～9.5米，下游个别深度达到10米。

样板段深基坑开挖区域为K12+150-K12+780段污水管道，长度630米。

据钻探资料，揭露的地层岩性有：

杂填土、淤泥、粉质粘土、淤泥质粘土、细砂、粗砂、碎石、全风化千枚岩、强风化千枚岩。

杂填土属上层滞水，水量不大，受季节影响大；粉质粘土、淤泥、粉质粘土属微透水层、为相对隔水层，透水性差；细粗砂等属强透水层，为主要含水量，水量丰富。

为了给基坑开挖提供良好干燥的施工坏境，保证施工机械和工作人员的顺利作业，提高土体固结强度，稳定边坡、减缓基坑变形，我部决定对该段深基坑采用拉森钢板桩进行支护。

第二章支护、支撑系统的结构设计

一、支护、支撑结构选型

根据岩土工程勘察报告，本工程基坑开挖深度范围的土层主要为杂填土、淤泥、粉质粘土、淤泥质粘土、细砂、粗砂、碎石、全风化千枚岩、强风化千枚岩，地质条件差，同时管道基坑深度较大。

本工程根据基坑开挖深度，采用拉森钢板桩支护方式。

（一）管道基坑支护形式

1、管道基坑支护方式

K12+600-K0+780段，采用9米长III型拉森钢板桩加二道内支撑进行基坑支护，钢板桩之间采用HW250*250*11*11围檩进行连接，直径DN300*10的钢管进行内支撑。

第一道支撑距地面1000㎜，第二道支撑距第一道支撑2000㎜。

管道基坑支护方式示意图

二、本工程投入的拉森钢板桩的参数

本工程投入的拉森钢板桩采用III型拉森钢板桩，宽400mm，高170mm，厚15.5mm，理论重量68Kg/m，要求拉森钢板桩无穿孔，修边调直后方可使用。

拉森钢板桩之间用HW250*250*11*11围檩进行连接，围檩与每根拉森钢板桩之间空隙需打入木楔抵紧。

转角需设置专用构件，采用φ300×10钢管进行内支撑，内支撑水平间距为4.0m，管道安装需调整对撑间距并及时回顶。

三、基坑监测要求

1、监测内容

（1）基坑周边沉降及位移监测

监测点和控制点均采用钢筋水泥制作，设置稳固。

采用或全站仪观测水平位移，采用精密水准仪观测垂直位移。

基坑开挖期间每开挖一层观测2次或每天观测2次，时间为上午开工前，下午收工后。

（2）土体侧向变形监测

沿基坑周边每20m布设一个测斜孔，测斜孔采用专用PVC管，管内正交的两组导向槽，埋入深度以进入弱风化岩为宜。

测斜孔埋置时角保其中一组导向槽垂直于基坑边线，测斜孔与钻孔壁间的空隙密实填砂并用水泥密封。

基坑开挖过程中每开挖支护一层观测一次。

第三章总体施工安排

本基坑工程主管道线长约11km，分段施工。

管沟支护采用9m长III型拉森钢板桩支护，拟安排三个井位为一个作业面，平行组织流水作业。

拉森钢板桩支护段打拔拉森桩采用振动打桩机/锤，每个作业面1台，挖掘机2台（1台超长臂挖掘机）。

拉森钢板桩支护段拟采用20T吊车垫钢板下管，吊车和人工配合管道对正，采用外拉法用两台15T手拉倒链平行对管子进行接口。

第四章基坑支护施工工艺及施工程序

一、钢板桩支护施工工艺及施工程序

钢板桩采用III型拉森钢板桩，钢板桩之间采用HW250*250*11*11围檩进行连接，围檩与每根钢板桩之间空隙须打入木楔抵紧，转角必须设置专用构件。

采用直径φ300×10的钢管进行内支撑，管道安装须调整对撑间距并及时回顶。

吊装好管道后且回填砂密实度达到90%以上后方可拆除管道上方的钢支撑，以此为准，每3个井位为一个作业段。

1、钢板桩施工的一般要求

（1）板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工，即在基础最突出的边缘外留有施工作业面。

（2）基坑护壁板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准板桩的利用和支撑设置，各周边尺寸尽量符合板桩模数。

（3）整个基础施工期间，在挖土、吊运、浇筑混凝土等施工作业中，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。

2、板桩施工的顺序

板桩准备→围檩支架安装→板桩打设→偏差纠正→拔桩。

3、板桩的检验、吊装、堆放

（1）板桩的检验

对板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的板桩进行矫正，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、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等项内容。

（2）板桩吊运

装卸板桩宜采用两点吊。

吊运时，每次起吊的板桩根数不宜过多，注意保护锁口免受损伤。

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。

（3）板桩堆放：

板桩堆放的地点，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板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；

③板桩应分层堆放，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。

4、导架的安装

在板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，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”。

导架采用单层双面形式，通常由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距一般为2.5～3.5米，双面围檩之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大8～15mm。

安装导架时应注意以下几点：

（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，要有利于控制板桩的施工高度和提高施工工效。

（3）导梁不能随着板桩的打设而产生下沉和变形。

（4）导梁的位置应尽量垂直，并不能与板桩碰撞。

5、板桩施打

（1）板桩用吊机带振锤施打，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，对板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的普通板桩，不合格者待修整后才可使用。

（3）打桩前，在板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。

（4）在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。

（5）板桩施打采用屏风式打入法施工。

屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。

施工时，将10～20根板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。

通常将屏风墙两端的一组板桩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，然后在中间按顺序分1/3或1/2板桩高度打入。

屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。

施打顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。

因此，施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。

其选择原则是：

当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序施打；反之，用逆向顺序施打；当屏风墙两端板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打；当板桩墙长度很长时，可用复合顺序施打。

（6）密扣且保证开挖后入土不小于2米，保证板桩顺利合拢；特别是工作井的四个角要使用转角板桩，若没有此类板桩，则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。

（7）打入桩后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专人进行检查桩体。

6、板桩的拔除

基坑回填后，要拔除板桩，以便重复使用。

拔除板桩前，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，会给已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。

（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，破坏板桩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柴油锤将桩振下100～300mm，再与振动锤交替振打、振拔。

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。

7、板桩土孔处理

对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。

回填的方法采用填入法，填入法所用材料为砂。

二、槽钢支护的施工工艺及施工程序

槽钢支护根据本工程场地地质情况特点，本工程槽钢主要作用是为了防止基坑塌方，管道基槽采用[25a槽钢、钢板支护，桩长9m，基槽开挖前围护桩入土深度3m，基槽在开挖前要和设计图中的水位进行比较，如果水位高于井底，则设沙管井进行降水作业，沙管井深度应大于井底10m以上，安排一口沙管井降水。

施工时采用钢板桩围护法施工。

3.槽钢及围护施工

槽钢打设前先在距基槽边沿外侧1m位置测放施工位置，保证基槽施工空间。

（1）材料选择。

采用[25a槽钢和-10厚钢板。

（2）槽钢、钢板检验

由于本工程的槽钢、钢板用于基槽的临时支护和止水，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槽钢进行矫正，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、对打入槽钢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、若槽钢有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算中是否需要折减。

原则上要对全部槽钢进行外观检查，对不符合要求的槽钢需进行矫正。

5、槽钢吊运及堆放

装卸槽钢宜采用两点吊。

吊运时，每次起吊的槽钢根数不宜过多，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。

槽钢堆放的顺序、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。

7、操作方法

（1）、基线确定：

施工员的在基槽边龙门架上定出轴线，留出以后施工需要的工作面，确定槽钢施工位置。

（2）、定桩位。

按顺序标明槽钢的具体桩位，洒灰线标明。

（3）、打槽钢桩。

采用单独打入法，即吊升第一支槽钢，准确对准桩位，振动打入土中，使桩端透过砂层进入粘土层。

吊第二支槽钢，振动打入土中，如此重复操作，直至基槽二侧槽钢桩打设完成。

（4）、围檩、支撑

为加强槽钢墙的整体刚度，沿槽钢墙全长设置围檩，围檩用槽钢组成，通过拉杆固定。

在二道槽钢墙上另用槽钢做支撑，在支撑上另用槽钢或角钢做角撑。

槽钢之间用木板填塞。

如右图所示。

（5）、回填

基槽围护完成后，尽快安装排水管，为了不将铁路基础的稳固性破坏，防止拔取槽钢时引起塌方，因此管道安装完毕后，不进行槽钢拔取就立即进行回填处理，回填一般用挤密法或填入法，所用材料为中砂和道渣。

第五章基坑开挖及排水

一、基坑开挖

由于管槽开挖的土方量不大，每延米开挖出土量平均约18m3，每个作业段用二台挖掘机开挖与人工配合清底的方式，挖土要遵循“纵向分段、竖向分层先支后挖”的原则进行。

（一）拉森钢板桩支护管沟开挖

基坑深度H<6000㎜，采用9米长III型拉森钢板桩加二道内支撑进行基坑支护，第一道支撑距地面1000㎜，第二道支撑在挖至基底后安装。

（1）基坑开挖配备二台挖掘机，采取分层分段对称进行，在开挖过程中掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点，遵循“竖向分层、纵向分段、先支后挖”的施工原则。

（2）在基坑开挖过程中先掏槽安装-500mm（或-1000mm）处钢围檩、架设钢支撑，以尽早对围护结构进行支撑。

自卸汽车运输，基底以上30cm采用人工突击开挖，严格控制最后一次开挖，严禁超挖。

（3）分段开挖两端设截流沟和排水沟，渗水及雨水及时泵抽排走。

雨季备足排水设备，做好预警工作，确保基坑安全。

（4）开挖过程中，按既定的监测方案对基坑及周围环境进行监测，以反馈信息指导施工。