承臺基坑支護專項技術(shù)方案

承臺基坑支護專項技術(shù)方案承臺基坑支護專項技術(shù)方案承臺基坑支護專項技術(shù)方案xxx公司承臺基坑支護專項技術(shù)方案文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計，管理制度承臺基坑支護專項技術(shù)方案一、工程概況廣珠城際軌道交通工程ZH-3標(biāo)珠海市內(nèi)的特大橋共有5座，分別為：明珠站特大橋、明珠路特大橋、前山站特大橋、港昌路特大橋和珠海站特大橋。均為城市道路沿線上空高架橋，采用減振型框架板式無碴軌道。橋梁墩臺基礎(chǔ)采用Φ1.25m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。設(shè)計要求承臺埋深為地面以下0.5m，困難地段不低于0.2m，承臺基坑開挖深度～7.0m。橋梁位于道路中央綠化帶中，故而設(shè)計要求：施工中應(yīng)采取防護措施保證交通及施工安全，并且在基礎(chǔ)施工時利用鋼板樁圍護，并派專人24小時觀察，以確保既有公路安全。二、工程地質(zhì)條件橋梁沿明珠路、港昌路架設(shè)，場地地面主要為混凝土路面及公路中央綠化帶，地勢起伏較平緩，本橋地區(qū)土層按成因可劃分為：1、人工填土層(Qm1)，在場地內(nèi)均有分布，褐黃、褐紅等色，主要由粘性土組成，層厚～7.50m；2、第四系全新世海陸交互相沉積層(Q4mc)，該層在場地內(nèi)均有分布。由粘土、淤泥、淤泥質(zhì)粘土、粗砂、礫砂組成；3、第四系殘積層(Qel)，該層在場地內(nèi)分布較為普遍，按其狀態(tài)可分為軟塑狀和硬塑狀，以硬塑狀為主；4、燕山期(γ52)侵入花崗巖，青灰、灰白、肉紅等色，風(fēng)化場地不良地質(zhì)作用主要為淺層地基層中存在軟弱土層，軟土層主要為淤泥、淤泥質(zhì)粘土，淤泥含水量高、壓縮性高、承載力低，工程性能差。在場地內(nèi)大部分地段均有分布，呈透鏡狀產(chǎn)出，厚度～9.90m，該層為場地軟弱土層。水文地質(zhì)特征及評價：根據(jù)工點的水質(zhì)評價結(jié)果，結(jié)合場地周邊經(jīng)驗綜合評定，場地環(huán)境類別為Ⅱ類。地下水對砼具中等腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無侵蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱侵蝕性。根據(jù)現(xiàn)場承臺基坑實際開挖情況，地面以下埋有較厚流砂、水位較高，且位于市區(qū)內(nèi)施工，承臺施工需進行鋼板樁圍護，方能滿足施工安全要求。工程地質(zhì)條件表時代成因?qū)有蛱枎r土名稱狀態(tài)巖土施工工程分級基本承載力σ。(KPa)Φ(°)C(kPa)Qml(1)4填筑土松軟Ⅱ級普通土Q4mc(2)1黏土軟塑～硬塑Ⅱ級普通土13020~235~15(2)2淤泥質(zhì)粘土流塑Ⅱ級普通土50~7024~282~5(3)3粗砂松散～稍密Ⅱ級普通土20030~350(3)4礫砂松散～稍密Ⅱ級普通土200Qel(5)1粉質(zhì)粘土軟塑Ⅱ級普通土150(5)2粉質(zhì)粘土硬塑Ⅱ級普通土200γ526花崗巖W4Ⅱ級硬土2507花崗巖W3Ⅳ級軟石5008花崗巖W2Ⅴ級次堅石1000三、鋼板樁圍護方案承臺基坑圍護結(jié)構(gòu)采用6m、9m的長拉森式鋼板樁，圍護內(nèi)尺寸每邊比承臺大～1.5m，打入地下至地面平，然后開挖，在圍護上半部（距地表面下70~100cm）內(nèi)側(cè)安裝支撐系統(tǒng)，支撐系統(tǒng)采用I30工字鋼框架，設(shè)置集水井抽水，整平基底，使用C20混凝土封底，封底厚度不小于10厘米，承臺基坑支護方案施工圖(示意)如下：四、鋼板樁支護檢算以明珠站特大橋3#承臺（里程DK108+）為例，該處地面高程為4.12米，承臺底高程為-2.178米，開挖最終底面高程為-2.378米?；又ёo時間從開挖基礎(chǔ)到承臺澆筑完成，歷時近25天，開挖深度6.5米，鋼板樁使用長度10米鋼板樁使用期間各工序順序表1、設(shè)計檢算資料1鋼板樁頂高程H1：4.12施工水位H2：2.52地面標(biāo)高H0：4.12開挖底面標(biāo)高H3：-2.開挖深度H：6.498m3土的容重加權(quán)平均值γ：m3算例參數(shù)示意圖土浮容重γ’：m3內(nèi)摩擦角加權(quán)平均值Ф：°，粘聚力加權(quán)平均值c=。4均布荷q：m2。5基坑開挖長a=18.0m基坑開挖寬b=2、外力計算作用于板樁上的土壓力強度及壓力分布圖ka=tg2(45°-φ/2)=tg22)=kp=tg2(45°+φ/2)=tg2(45+2)=板樁外側(cè)均布荷載換算填土高度h，h=q/γ==1.09m樁頂以上土壓力強度Pa1Pa1=γ×h×ka=×+×=m2水位土壓力強度Pa2Pa2=γ×(h+)×ka=×+)×=m2開挖面土壓力強度Pa3Pa3={γ×(h+)+(γ-γw)+}×ka={×+)+×+}×=KN/m2開挖面水壓力(圍堰抽水后)Pa4：Pa4=γ+=10×+=m23、確定內(nèi)支撐層數(shù)及間距按支撐型鋼能承受的最大彎距確定各層支撐的間距和最大允許跨度h:I30工字鋼彎曲截面系WZ0=0.001350m3,折減系數(shù)β采用值WZ=βWZ0=×＝0.000945m容許抗拉強[σ]=200MPa由公式σ=M/Wz得：最大彎矩M0=Wz×[σ]=KN·m1假定最上層支撐位置與水位同高，則支點處彎矩M'=Pa1*(H1-H2)2/2+(Pa2-Pa1)(H1-H2)2/6==12*!SyntaxError·m<M0=·m中間計算結(jié)果為:(H1-H2)2/2=（）2/2==\#""!UnexpectedEndofFormula(Pa2-Pa1)=故，支撐點可設(shè)置在水位下。2根據(jù)上式判斷可知，內(nèi)支撐最大允許跨度h0由下式計算M0=Pa1h02/2+γka(H1-H2)2[h02(H1-H2)/3]/2+(Pa2-Pa1)[h0-(H1-H2)]2/2+(γw+γ')[h0-(H1-H2)]3/6代入數(shù)值得：=×h02+=10**!SyntaxError×+*（）2+（）3整理得：h03+h02+用牛頓法求解方程得:h0=3.201m根據(jù)實際情況確定支撐位置如圖所示4、鋼板樁入土深度及受力檢算土壓力計算:主動土壓力及考慮粘聚力:Ka=tg2（45°-φ/2）=主動土壓力及地面荷載引起側(cè)壓力合力的斜率:η=（γh+q）Ka/h=[×+20)/]×=被動土壓力按朗金土壓力公式的壓力系數(shù):Kp=1/tg2（45°-φ/2）=被動土壓力:ep=γxKp+2c√Kp=×x×＋2×5×=+,其中Ax+B為被動土壓力減去靜止土壓力（ηx）之值：A=,B=頂面設(shè)一內(nèi)撐,開挖到4.0m,此時k=1,hok=4.0m,hkk=h1k=,NK=N1,由多支點支撐排樁計算[公式1]求入土深度xm1/3×2×（×）xm2-（×）×3xm-[1/2××42×3-1/6××43]=0整理得：xm3-（）xm3+牛頓法解得xm=≈2.15m應(yīng)用多支點支撐排樁計算[公式2]求N1N1=1/2××42+×4×=KNM1=×12/2×1/3=KN·mM2=（×42）/2×4/×3=KN·m設(shè)第二道內(nèi)橫撐后繼續(xù)開挖至6.5m,已知：為k=2,Ni=N1=hok=6.5m,h1k=5.5m,hkk=h2k=,Nk=N2,求xm如下1/3×2（×）xm2-（×）×[×整理得（）牛頓法解得:xm=3.382m≈3.4m由[公式2]得N2N2=1/2××＋××KN已知M1=KN·m,M2=KN·mM3=（×）/2××KN·m5、基坑底部的隆起驗算由普朗特爾公式計算地基承載力系數(shù)：Nq=eπtgφtg2(45+φ/2)=Nc=(Nq-1)/tgφ=坑外各層土的天然容重加權(quán)γ1=KN/m3坑內(nèi)各層土的天然容重加權(quán)γ2=KN/m3土的粘聚c=故抗隆起安全系數(shù)Ks=(γ2TNq+cNc)/(γ1(H+T)+q)=>=Kl滿足要求基底隆起計算圖如下7、構(gòu)造要求1為防止接縫處漏水，在沉樁前應(yīng)在鎖口處嵌填黃油、瀝青或其他密封止水材料。2在基坑轉(zhuǎn)角出的支護鋼板樁，應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)角的平面形狀做成相應(yīng)的異形轉(zhuǎn)角板樁，且轉(zhuǎn)角樁和定位樁宜加長1m。五、施工方法1、施工準(zhǔn)備：將新舊鋼板樁運到工地后，詳細(xì)對其檢查、丈量、分類、編號，同時對兩側(cè)鎖口用一塊同型號長2~3m的短樁作通過試驗，以2~3人拉動通過為宜，或采用卷揚機拖拉，鎖口通不過或樁身有彎曲、扭曲、死彎等缺陷，采用冷彎，熱敲（溫度不超過800~1000℃），焊補、鉚補、割除、接長等方法加以整修。同時接頭強度與其它斷面相等，接長焊接在采用組樁插打時，每隔4~5m設(shè)有一道夾板，夾木在板樁起吊前夾好，插打時，逐付拆除，周轉(zhuǎn)使用。組樁及單樁的鎖口內(nèi)，涂以黃油混合物油膏（重量配合比為：黃油：瀝青：干鋸末：干粘土=2：2：2：1），以減少插打時的摩阻力，并加強防滲性能。2、導(dǎo)框安裝與插打方法進行安裝導(dǎo)框時，先進行定位測量。導(dǎo)框的安裝，一般是先打定位樁。導(dǎo)框在現(xiàn)場分段制作組裝，固定在定位樁上：待插打入少量鋼板樁后，逐漸將導(dǎo)框固定到鋼板樁上。3、鋼板樁的吊運插打與合攏鋼板樁檢查合格后，運至作業(yè)現(xiàn)場，按插樁順序堆碼最多允許堆放四層，每層用墊木隔開高差不得大于10mm，上下層墊木中線要在同一垂直線上。安插鋼板樁使用吊機對鋼板樁進行水平和垂直運輸，將鋼板樁吊至指定位置，使鋼板樁成垂直狀態(tài)，移向安插位置，插入已就位的鋼板樁鎖口中。起吊前，鎖口內(nèi)嵌填黃油瀝青混合料。箍緊鋼板用的弧度卡箍，待插入鎖口時逐個解除。4、抽水堵漏鋼板樁插打完，即可開挖。在地表面下70~100cm處設(shè)置支撐，并檢查各節(jié)點是否頂緊，防止因抽水而出現(xiàn)事故。開挖至地下水位以下后，要設(shè)置集水井抽水，但抽水速度不能過快，且要隨時觀察支護的變化情況。當(dāng)鎖口不緊密漏水時，用棉絮、麻袋等在內(nèi)側(cè)嵌塞，在樁腳漏水處用砼封底堵漏5、拔樁鋼板樁拔樁前，先將圍護內(nèi)的支撐，從下到上陸續(xù)拆除，用原開挖土分層回填基坑，分層厚度不大于40cm，小型沖擊夯機配合人工夯實。對于含砂率較大的回填土可澆水后人工夯實?；靥钪两咏孛鏁r，選擇一組或一塊較易拔除的鋼板樁，先略錘擊振動各拔高1~2m，然后挨次將所有鋼板樁均拔高1~2m，使其松動后，再從一側(cè)順序拔除，對樁尖打卷及鎖口變形的樁，可加大拔樁設(shè)備的能力，將相鄰的樁一齊拔出，必要時進行切割。施工工藝流程施工準(zhǔn)備定位測量導(dǎo)框安裝鋼板樁吊運就位插打鋼板樁施工準(zhǔn)備定位測量導(dǎo)框安裝鋼板樁吊運就位插打鋼板樁圍堰內(nèi)清基安裝模板基礎(chǔ)、墩身砼灌注砼養(yǎng)護拆除模板拔出鋼板樁六、機械設(shè)備配置打鋼板樁時選用履帶自行式液壓沖擊打樁機。主要機械設(shè)備明細(xì)表序號機械設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1打樁機D32臺1275KW發(fā)電機TZH250—4臺13震動拔樁錘臺14汽車吊5T臺15抽水機臺126電焊機臺37切割機臺18汽車T自卸輛1七、質(zhì)量控制1、在拼接鋼板樁時，兩端鋼板樁要對正頂緊夾持于牢固的夾具內(nèi)施焊，要求兩鋼板樁端頭間縫隙不大于3mm，斷面上的錯位不大于2mm，使用新鋼板樁時，要有其機械性能和化學(xué)成份的出廠證明文件，并詳細(xì)丈量尺寸，檢驗是否符合要求。2、對組拼的鋼板樁兩端要平齊，誤差不大于3mm，鋼板樁組上下一致，誤差不大于30mm，全部的鎖口均要涂防水混合材料，使鎖口嵌縫嚴(yán)密。3、為保證插樁在轉(zhuǎn)角處的順利合攏，要求樁身垂直，并且周邊的鋼板數(shù)要均分，為保證樁身垂直，于第一組鋼板樁設(shè)固定于作業(yè)面支撐上的導(dǎo)向木，順導(dǎo)向木下插，使第一組鋼板樁樁身垂直，由于鋼板樁上下寬度不完全一致，鎖口間隙也不完全一致，樁身仍有可能傾斜，在施工中加強測量工作，發(fā)現(xiàn)傾斜，及時調(diào)整，使每組鋼板樁在順支護周邊方向及其垂直方向的傾斜度均不大于5‰，同時為了使支護周邊能為鋼板樁數(shù)所均分，事先在地面或?qū)Я荷习翠摪鍢兜膶嶋H寬度畫出各組鋼板樁的位置，使寬度誤差分散，并在插樁時，據(jù)此調(diào)整鋼板樁的平面位置，使誤差不大于±15mm，當(dāng)仍有困難時，在懸掛狀態(tài)下進行調(diào)整。在無法順利合攏時，則根據(jù)合攏口的實際尺寸制造異形鋼板樁合攏。但要控制異形鋼板樁上下寬度之差不超過樁長的2%。4、在使用拼接接長的鋼板樁時，鋼板樁的拼接接頭不能在支護的同一斷面上，而且相鄰樁的接頭上下錯開至少2m。所以，在組拼鋼板樁時要預(yù)先配樁，在運輸、存放時，按插樁順序堆碼，插樁時按規(guī)定的順序吊插。5、在進行鋼板樁的插打時，當(dāng)鋼板樁的垂直度較好，一次將樁打到要求深度，當(dāng)垂直度較差時，要分兩次進行施打，即先將所有的樁打入約一半深度后，再第二次打到要求的深度。6、打樁時必須在樁頂安裝樁帽，以免樁頂破壞，切忌錘擊過猛，以免樁尖彎卷，造成拔樁困難。7、鋼板樁支護在使用過程中，在基坑內(nèi)抽水時，圍護漏水可用板條、麻布等楔入鎖口內(nèi)嵌縫。應(yīng)經(jīng)常檢查各層支撐梁處與鋼板樁之間的縫隙，并用木楔楔緊，使導(dǎo)梁受力均勻。8、圍護基坑回填后，拔除鋼板樁前，首先將鋼板樁與支撐梁焊接處切除，然后再選擇一組或一塊較易拔除的鋼板樁，先略錘擊振動后拔高1~2m，然后挨次將所有鋼板均拔高1~2m，使都松動后，再挨次拔除。最好是以打入順序的反方向挨次拔出。八、安全保證措施1、對操作人員進行安全思想教育，提高安全意識，實行持證上崗制度，不經(jīng)培訓(xùn)或無證者，不得進行上崗操作。2、設(shè)專人負(fù)責(zé)日常檢查和養(yǎng)護工作，吊機、樁機等在作業(yè)時設(shè)專人給信號，避免人多時亂指揮，出現(xiàn)安全事故。4、對打樁機大臂及連接桿件、銷軸等，要按規(guī)定經(jīng)常檢查、檢修。防止樁架搖晃嚴(yán)重發(fā)現(xiàn)意外事故。5、地面輔助作業(yè)人員，必須戴好安全帽。嚴(yán)禁人員在吊裝作業(yè)面下站立或行走。嚴(yán)禁人員進入打樁機回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，并靠近打樁機工作部位。7、拔樁時要先震動1~2分鐘，再慢慢啟動卷揚機拔樁。在有松動后再邊震邊拔，防止蠻干。8、對所有機械設(shè)備的制動及外露的液壓軟管、接頭每天進行檢查，存在摩損，損壞的要及時維修、更換。九、環(huán)境監(jiān)測1、確定監(jiān)測對象：調(diào)查基坑周圍相當(dāng)于基坑開挖深度的2～3倍范圍內(nèi)地上的建筑物、高聳塔桿、輸電線纜、古建文物、道路橋梁，以及地下管線（應(yīng)區(qū)別其屬壓力的或非壓力的）、人防等設(shè)施和障礙物。如發(fā)現(xiàn)既有建筑物等已有裂損傾斜等情況，同時收集其詳細(xì)資料，并在必要處做出標(biāo)記或攝像、繪圖等。然后對調(diào)查對象承受地基變形的性能做出分析鑒定，確定應(yīng)加監(jiān)護方法。2、監(jiān)測方式與方法1）

地面沉降、水平位移在觀測部位按觀測要求埋設(shè)觀測樁，并作好觀測前原始數(shù)據(jù)記錄和觀測點位附近地形、建筑物的平面位置圖、立面圖。沉降觀測使用精密水準(zhǔn)儀和銦合金水準(zhǔn)尺。位移觀測使用全站儀。在這里要注意的是,要使用相同的儀器,在相同的位置上,由同一觀測者按同一方案施測。而且測量觀測點要安全,其位置不要設(shè)在變形、位移區(qū)內(nèi)。

2）圍護結(jié)構(gòu)側(cè)土壓力此項的監(jiān)測選用DKY—51—2型振弦讀數(shù)儀。（1）土壓力計的安裝

測量側(cè)壓力時,土壓力計的安置如圖1所示,在圍護結(jié)構(gòu)的外面鉆孔埋設(shè)土壓力計,并在孔中注入與土體性質(zhì)基本一致的物質(zhì),填實空隙。（2）土壓力計的工作原理

土壓力計使用雙膜鋼弦式。工作原理跟鋼筋計基本相同,其接觸面對變化不大的土壓力較為敏感,受力時引起鋼弦振動或應(yīng)變片變形,弦的自振頻率也發(fā)生變化。利用脈沖激勵,使鋼弦起振,并接收其頻率。按事先標(biāo)定的“壓力-頻率”關(guān)系曲線,即得出作用在土壓力計上的壓力值。3、監(jiān)測人員

針對本工程監(jiān)測的特點,成立了由3人組成的專業(yè)監(jiān)測小組,其中2人具備測量、土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、計算機等方面的知識。組長負(fù)責(zé)工程監(jiān)測計劃、組織及監(jiān)測的質(zhì)量審核。十、ZH--3標(biāo)（珠海段）承臺型號圖及鋼板樁支護工程數(shù)量見下表：序號實用墩號規(guī)格型號使用圖號結(jié)構(gòu)尺寸（cm）簡圖數(shù)量鋼板樁支護面積（m2）鋼板樁支護重量（t）鋼板樁水平支護重量（t）一、明珠站特大橋421、0#、17#F型通橋-III-07下臺750*1080*250+上臺600*320*10022、1#本圖施橋41-01-17下臺800*940*250+上臺540*350*10013693、9-16#無570*900*250244、2#--8#、18--25#本圖施橋41-01-18下臺800*1500*300+上錐臺650*330*200157020二、明珠路特