橋梁基礎(chǔ)基坑支護(hù)工程施工設(shè)計(jì)方案（鋼板樁)

1、橋梁基礎(chǔ)基坑支護(hù)施工方案(鋼板樁）【摘要】：這篇文章主要介紹了XX客運(yùn)專線X標(biāo)段XX橋工程深基坑施工中遇到的難題及施工方法：包括深基坑維護(hù)的施工技術(shù)措施；在施工中遇到的排水、土方開挖、土方回填等問題的施工方法?！娟P(guān)鍵詞】：深基坑、維護(hù)結(jié)構(gòu)、排水、土方開挖、承臺施工、土方回填1、編制說明 1.1、編制依據(jù) 客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南TZ213-2005 鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)TB10002.5-2005客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)鐵建設(shè)【2010】240號建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ120-99建筑施工計(jì)算手冊第二版建筑施工手冊第四版縮印本1.2、編制原則1.2.1、嚴(yán)格執(zhí)行施

2、工過程中涉及的相關(guān)規(guī)、規(guī)程和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；1.2.2、遵守、執(zhí)行合同文件各條款的具體要求，確保實(shí)現(xiàn)業(yè)主要求的工期、質(zhì)量、安全、環(huán)境保護(hù)、文明施工等各方面的目標(biāo)；1.2.3、結(jié)合工程實(shí)際情況，應(yīng)用新技術(shù)成果，使施工組織設(shè)計(jì)具有技術(shù)先進(jìn)、方案可靠、經(jīng)濟(jì)合理的特點(diǎn)；1.2.4、充分研究現(xiàn)場施工環(huán)境，妥善處理施工組織和周邊接口問題，使施工對周邊環(huán)境的影響最小化； 1.2.5、施工方案突出重點(diǎn)難點(diǎn)工程，力求做到多方論證優(yōu)化施工方案。 1.3、編制目的深基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)根據(jù)埋深和地下水情況采用拉森樁支護(hù)維護(hù)基坑的穩(wěn)定，由于基坑開挖深度較深，屬于深基坑工程，設(shè)置圍檁和斜支撐圍護(hù)，此基坑施工具有風(fēng)險高、危險性大的特

3、點(diǎn)。為了有效地消除這些對施工的不利影響，提高現(xiàn)場施工人員管理素質(zhì)和處理應(yīng)變能力，切實(shí)保障人員的生命安全、企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全和工地周邊環(huán)境安全，把安全影響減少到最低點(diǎn)，保證深基坑工程的順利進(jìn)行，特制定本專項(xiàng)深基坑支護(hù)施工方案。1.4、編制圍深基坑的拉森樁、圍檁、土方開挖、支撐體系安裝及拆除，以及各分部分項(xiàng)工程的質(zhì)量、環(huán)境、安全、文明施工、應(yīng)急管理等保證措施。2、工程概況2.1、工程概況本深基坑位于XX區(qū)對XX鎮(zhèn)XX村，中心里程DK28+106.18，橋長79.2m。設(shè)計(jì)行車速度250km/h，線間距4.80m。橋梁基礎(chǔ)采用鉆孔樁基礎(chǔ)，樁徑為1.00m，共計(jì)48根；承臺共4個，其中橋臺為一步承臺，橋墩

4、為二步承臺。橋墩圓端形實(shí)體墩，共2個。橋臺采用雙線一字型橋臺。深基坑為2座橋墩，開挖基底標(biāo)高為-110.787m，開挖深度為7.713米。2.2、工程水文地質(zhì)條件2.2.1、地形地貌本段地區(qū)主要為松花江階地及漫灘，地勢略有起伏，開闊，表層為雜填土、素填土、下部為黏土、粉質(zhì)粘土、粉土。自然地面6至8米以下為中砂。2.2.2、地質(zhì)條件地質(zhì)情況由上至下為：第一層素填土10KPa,厚度2.4米；第二層粉質(zhì)粘土130Kpa，厚度2.9米；第三層粉土170Kpa，厚度1.8米；第四層中砂330Kpa，厚度4.9米；第五層細(xì)砂190Kpa，厚度1.7米；第六層中砂370Kpa，厚度2米；第七層粗砂430Kp

5、a，厚度3.8米。 2.3、周邊環(huán)境本基坑臨近既有XX線距離11-12m，與既有XX線DK27涵洞平行設(shè)置。本基坑另一側(cè)為施工便道和山后村的農(nóng)田。并有一條通往XX方向的鄉(xiāng)間路。（詳見附圖一）3、材料與設(shè)備計(jì)劃3.1、機(jī)械設(shè)備計(jì)劃序號名 稱型 號數(shù)量備 注1挖掘機(jī)PC-2001臺2長臂挖掘機(jī)PC-2001臺3自卸汽車8t5臺4振動錘ZDJ-6001臺5汽車吊30t1臺3.2、材料計(jì)劃序號名 稱型 號數(shù)量備 注1拉森樁OT22226t/170根L=15米2工字鋼I40a600米3 圓鋼管425160米4鋼 板=12mm6平方米4、施工方案4.1、施工工藝：場地平整拉森樁圍護(hù)土方開挖（圍檁和斜支撐同

6、步施工）設(shè)置排水溝和清淤碎石和混凝土墊層施工承臺施工墩臺施工基坑回填（圍檁和斜支撐同步拆除）拉森樁拔除4.2、場地平整： 4.2.1、根據(jù)施工方案測量出基坑挖土的圍，基坑寬度根據(jù)一步承臺外邊每側(cè)外擴(kuò)3米，采用白灰線灑出挖土的圍。 4.2.2、采用挖掘機(jī)對白灰線的施工場地進(jìn)行平整，按既有自然地面標(biāo)高下挖至118.5m處，然后對整個場地地面平整。4.2.3、修筑機(jī)械設(shè)備入場施工道路，進(jìn)場道路由施工便道進(jìn)入現(xiàn)場，做好打樁機(jī)進(jìn)場通道整修和地下大塊石清理工作。4.3、排水施工措施4.3.1、根據(jù)本工程的位置特點(diǎn)和地下水埋藏情況，新建XX客專XX橋臨近既有線較近，并且此地區(qū)為平原，排水困難，無排水去向。并

7、且地下水埋藏較淺且較豐富。無法采用井點(diǎn)降水，只有采用止水鋼板樁來控制基坑外水流進(jìn)入。對基坑既有少量積水排凈，基坑邊緣設(shè)置排水溝和集水坑以控制外圍水進(jìn)入基坑。3.1.1-1 排水示意圖4.3.2、基坑四周設(shè)置排水明溝和兩處集水坑，排水明溝，b=400mm，h=500mm，將溝中水引至集水坑中，采用鋼護(hù)筒做集水坑壁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，集水坑結(jié)構(gòu)尺寸為a*b*h=500mm*500mm*1000mm。4.3.3、每座基坑設(shè)2臺50潛水泵抽水。將水抽走，抽水期自挖土至基礎(chǔ)回填土施工完停止，三班不停連續(xù)排水。抽出的集水排向征用的臨時用地。4.3.4、基坑中的集水隨挖土隨排出，不要長時間留置，以防對基底浸泡，形成淤

8、泥對下步施工造成影響。4.3.5、為防止雨雪天對施工的影響，在坑四周布置排水溝及集水井，利用潛水泵抽出基坑。另外，為防止地下水回流，在基礎(chǔ)墊層下縱、橫向布置排水盲溝，盲溝縱坡流向基坑四周的排水溝，使地下水流向排水溝。4.4、鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工4.4.1、鋼板樁圍護(hù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用拉森鋼板樁支護(hù)形式，鋼板樁為15m長的拉森OT22型，板樁墻皮與承臺基礎(chǔ)外邊線距離1.5米，用2I40a工字鋼雙拼作圍檁，四角采用425mm無縫鋼管支撐。拉森板樁施打采用三層圍檁法施工，四角采用圓鋼管斜向支頂盡量減少傾斜誤差的積累，保證實(shí)現(xiàn)封閉合攏，滿足板樁墻的質(zhì)量要求。錨樁施工采用單獨(dú)打入法，其軸線位置應(yīng)準(zhǔn)確，質(zhì)量要求同

9、板樁墻。板樁圍檁與板樁之間，有間隙處需用鋼楔塊楔緊，以求板樁正確受力。詳見附圖二 4.4.2、鋼板樁施工方案1、施工工藝流程基線確定 定樁位 鋼板樁施打 圍檁、角撐、支撐 土建施工 拔樁2、操做方法1）、基線確定：測量員定出軸線，留出以后施工需要的工作面，確定鋼板樁施工位置。2）、定樁位。按順序標(biāo)明鋼板樁的具體樁位，灑灰線標(biāo)明。3）、鋼板樁施打，采用單獨(dú)打入法，即吊升第一支鋼板樁，準(zhǔn)確對準(zhǔn)樁位，振動打入土中，使樁端透過粘土層進(jìn)入淤泥層。吊第二支鋼板樁，卡好企口，振動打入土中，如此重復(fù)操作，直至基坑鋼板樁完成。鋼板樁施打時，由于鋼板樁制作本身的誤差、打樁時的偏差、施工條件的限制，使帷幕的實(shí)際長度

10、無法保證按鋼板樁標(biāo)準(zhǔn)寬度的整數(shù)倍，故此鋼板樁帷幕轉(zhuǎn)角及最終封閉合攏有相當(dāng)難度。調(diào)整的辦法，有采用異形鋼板樁來閉合或通過調(diào)整帷幕軸線用標(biāo)準(zhǔn)樁實(shí)現(xiàn)閉合。由于本工程鋼板樁墻精度要求不高，故采用后一方法來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角的閉合，即在轉(zhuǎn)角處兩側(cè)各以10根鋼板樁的寬度來調(diào)整軸線實(shí)現(xiàn)閉合。如出現(xiàn)部分鋼板樁長度不足，可采用焊接接長，用魚尾板焊接法。接長時避免相鄰兩樁接頭在同一深度，接頭位置應(yīng)錯開1M以上，且間隔放置打樁。4）、圍檁、支撐、角撐為加強(qiáng)鋼板樁墻的整體剛度，沿鋼板樁墻全長設(shè)置圍檁，圍檁用2*40a工字鋼組成，在此橫斷面用工字鋼連接相對側(cè)鋼板樁作為支撐。為穩(wěn)妥起見，在鋼板樁墻轉(zhuǎn)角上另用425mm圓鋼管做角撐。

11、如右圖所示。 4.4.2.4-1 角撐示意圖5）、鋼板樁拔除橋墩工程完畢后即進(jìn)行鋼板樁的拔除。采用振動錘等來進(jìn)行鋼板樁的拔除，即利用振動錘產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動擾動土質(zhì)，破壞鋼板樁周圍土的粘聚力以克服拔樁阻力，依靠附加起吊的作用將樁拔除。鋼板樁拔除后留下的樁孔，必須即時做回填處理，回填一般用擠密法或填入法，所用材料為中砂。4.4.3、變形觀測為確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)正常工作，防止發(fā)生鋼板樁位移大而影響施工，故需對鋼板樁的位移進(jìn)行跟蹤觀測，以便發(fā)生險情及時采取加固補(bǔ)強(qiáng)措施，板樁觀測方法：1、在板樁墻兩端外側(cè)15m的板樁墻軸線上設(shè)立軸線控制點(diǎn)，控制點(diǎn)須在錨樁外側(cè)或更遠(yuǎn)處的穩(wěn)固點(diǎn)，控制點(diǎn)須穩(wěn)定，并加以保護(hù)。2、在板樁

12、頂部用紅漆標(biāo)出軸線位置，標(biāo)記間距不得大于15m;控制點(diǎn)、位移標(biāo)記應(yīng)在開挖前布置，用紅三角標(biāo)示。3、觀測采用掛線尺量的簡易方法，但所掛麻線須掛直，尺量使麻線不得搖晃，若風(fēng)大或掛線有困難時，采用經(jīng)緯儀觀測。4、在挖土期間及挖土完成后每天二次觀測位移，即上班后一次，下班前一次，直至位移穩(wěn)定。當(dāng)板樁位移速度發(fā)展較快時，應(yīng)跟蹤觀測。5、當(dāng)發(fā)現(xiàn)總位移超過100mm或日位移量大于20mm時應(yīng)立即通知停止施工，及原位回填，通知施工、技術(shù)部門采用相應(yīng)措施。6、觀測數(shù)值應(yīng)做好記錄。4.4.4、材料：鋼板樁規(guī)格參數(shù)：規(guī)格厚度寬度單根高度截面積單根重量慣性矩截面模量t(mm)W(mm)H (mm)A (cm2)Wt

13、(kg/m)I (cm4/m )Z (cm3/m )OT 2210600260112.788.55358422004.2.4-1 拉森樁示意圖4.4.5、計(jì)算公式1、樁頂高程H1：118.50m2、坑底標(biāo)高H0：110.787m開挖深度H：7.713m3、土的容重加權(quán)平均值：=（0.813*17.5+19.2*2.9+20.2*1.8+19.7*2.2）/7.713=19.4KN/m3摩擦角加權(quán)平均值：=(0.813*10+2.9*21+26.2*1.8+36*2.2)/7.713=25°4、地面均布荷q：30.0KN/m25、基坑開挖長a=14m 基坑開挖寬b=10.6m6、外力計(jì)

14、算1）作用于板樁上的土壓力強(qiáng)度及壓力分布圖4.3.6-1 拉森樁土壓力分布圖主動土壓力系數(shù)Ka=tg2(45°-/2)=tg2(45-25/2)=0.41 被動土壓力系數(shù) Kp=tg2(45°+/2)=tg2(45+25/2)=2.46 主動土壓強(qiáng)eAh=hKa=19.4×7.713×0.41=61.35KN/m2 均布荷載對土產(chǎn)生的主動土壓強(qiáng)eAq=qKa=30×0.41=12.3KN/m2 Pb= eAh+ eAq=61.35+12.3=73.65KN/m2 均布荷載產(chǎn)生主動土壓強(qiáng)點(diǎn)距樁頂距離Yq= tg(45°+/2) 

15、5;1.5=2.35m2）計(jì)算y值（K值查表得1.7（K值為被動土壓力修正系數(shù)）鋼板樁上土壓力強(qiáng)度為零的點(diǎn)距基底的距離y=Pb/(r(K×Kp-Ka)=73.65/(19.4×(1.7×2.46-0.41)=73.65/73.18=1.01m3）按簡支梁計(jì)算等值梁的兩支點(diǎn)反力（Ra和P0）Mc=0P0=1/2×7.713*61.35×(2/3×7.713-0.5)+(7.713-2.35)×12.3×(7.713-2.35)/2+2.35-0.5)+(73.65×1.01) ×(7.713-0.

16、5+1.01/3)/(7.713-0.5+1.01)=(1098.28+298.92+561.59)/8.223 =238.21KNQ=0Ra=1/2×7.713×61.35+(7.713-2.35)×12.3+1/2×1.01×73.65-238.21=236.60+65.96+37.19-238.21=101.54KN4）計(jì)算板樁最小入土深度按建筑施工計(jì)算手冊公式2-72得：t0=y+x=1.01+4.42=5.43mt=1.2t0=6.516m鋼板樁總長：L=h+t=7.713+6.516=14.229m5）選擇鋼板樁截面先求鋼板樁所受最

17、大彎矩Mmax，最大彎矩處即剪力等于零處，設(shè)剪力等于零處距樁頂為x，則：Ra-1/2x2rKa-(x-yq)qKa=0101.54-1/2×19.4×0.41x2-(x-2.35) ×30×0.41=0整理得：3.977x2+12.3x-130.445=0 x2+3.1x-32.80=0 x=4.38mMmax= Ra(x-0.5)-1/2rx2Kax/3+(x-yq)2/2×qKa=101.54×(4.38-0.5)-1/2×19.4×4.382×0.41×4.38/3+(4.38-2.35)2/2×30×0.41=393.98-111.39-25.34=257.