桥承台深基坑开挖专项施工方案.docx

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桥承台深基坑开挖专项施工方案

*****立交桥工程

承台深基坑

开挖专项施工方案

编制：

审核：

批准：

****工程公司

2010年11月15日

承台深基坑开挖专项施工方案

一、工程概述

1、编制说明

因原《承台深基坑开挖专项施工方案》（2010年4月27日编制并经专家论证）是考虑B05、B06、B07、B08、B09号墩承台深基坑开挖时对104国道开挖卸载或对104国道进行钢板桩加固保护，但因工程所处位置的无法对104国道进行处理，经按原开挖方案施工B06号墩承台时发现无法满足结构安全，造成基坑坍塌。

现重新根据现场实际情况编制本工程的深基坑开挖专项施工方案。

2、编制依据

（1）《****工程施工图设计文件》；

（2）工程地质报告；

（3）国家现行设计规范、施工规范、及有关文件；

（4）我项目部对施工现场实地勘察及调查资料；

（5）丰门河围堰施工方案；

（6）《承台深基坑开挖专项施工方案》（2010年4月27日编制并经专家论证）；

（7）我公司积累的成熟技术、施工方法以及多年来从事同类工程的施工经验。

3、深基坑工程概况

3.1深基坑情况：

****工程涉及深基坑（大于4米）的有B05、B06、B07、B08、B09墩承台，均位于丰门河中，将***河围堰施工完成后方可进行深基坑施工。

具体见附表：

基坑

位置

原地面

标高

（m）

基底标高

（m）

沟槽或基坑深度

（m）

平面形状

尺寸

备注

B05

5.5

-3.5

9

7.2*20m

王字型承台

B06

5.5

-3.5

9

7.2*16.16m

王字型承台

B07

5.5

-3.5

9

7.5*9.2m

方型承台

B08

5.5

-3.5

9

7.5*9.2m

方型承台

B09

5.5

-3.5

9

7.2*22.5m

王字型、方型承台

原地面标高5.5m是指104国道路面标高

3.2地质情况

素填土：

灰、灰黄色，以碎石粘性土为主组成，局部含少量建筑垃圾或生活垃圾；土性湿~饱和，松散~稍密，中~高压缩性。

粘土：

灰黄色，含少量铁锰质氧化物、植物根等；韧性好，切面光滑，干强度高，摇震无反应；土性呈可~软塑，中~高压缩性。

淤泥：

青灰色，含少量粉细砂、腐植物碎屑、贝壳残片；具有水平微层理构造；土性呈流塑，高压缩性，高灵敏度。

基坑影响范围内各土层物理力学性质指标见附表

层号

岩土名称

含水量

（%）

孔隙比

天然重度（KN/m3）

剪切指标

地基承载力

（Kpa）

粘聚力（Kpa）

内摩擦角

（度）

粘土

32.8

1.009

18.1

17.0

10.8

31.7

淤泥

69.0

1.987

15.6

17.4

11.8

36.8

水文地质特性：

本场地表层素填土，具有透水性，以下粘土、淤泥属微透水性和弱含水性，主要以大气降水补给；层淤泥中的水平方向渗透性大于竖向。

二、深基坑支护设计

B05、B06、B07、B08、B09等5个墩基坑开挖深度均为9.0米，地质条件一般，坑壁上分布有一定厚度的淤泥土，坑底为淤泥土，均采用拉森钢板桩Ⅳ型结合临时钢支撑的围护形式。

根据拉森钢板桩模数，采用18m长规格。

拉森钢板桩采用专用打桩机打设。

支撑均采用ø600（壁厚10mm）钢管。

基坑土方开挖时随挖随撑。

三、深基坑支护施工

1、围堰施工

1）工程概况

****工程是构建****园区三期与周边路网的主要交通道路，位于潘岙路北，104国道和屿头北路交叉口以西，其中B匝道桥B05、B06、B07、B08、B09墩均在丰门河中，为方便深基坑施工，必须对**河进行断流围堰施工。

**河河道常水位高程为2.62m，河床底高程为1.3m左右，水流平缓。

2）围堰施工

因为**河河道不通航，**河内桥梁承台（B匝道桥）根据现场的实际情况，共设置二处围堰，围堰采用双排圆木桩围堰。

为确保安全，保证工期，尽量在讯期到来前进行围堰拆除排洪，否则讯期施工将按应急预案进行防讯。

在施工前先在**河的东西两侧进行围堰截流施工。

围堰木桩长度为6米，梢径15厘米，纵向间距为0.5米，横向间距为2.5米；待木桩施工完成后，在两排木桩内侧放入竹制格栅及土工织物，减少填土外漏，然后用挖掘机缓慢填入黏土，填土时分层用挖机抖夯实，如此直到填筑到水位标高1米以上；围堰宽2.5米，河道最深处围堰高约3.35米（河床底标高为1.30m左右，围堰顶标高为4.65m）。

待土方填至圆木设计桩顶时，内外侧圆木桩顶采用Φ6圆钢拉结。

围堰土方采用岸上基坑开挖线内的土方围堰，拆除用机械与人工配合拆除。

围堰体计算：

（1）地基承载力

围堰底土层地基承载力f=57KPa

堰体对堰底的压力：

（1）

式中：

--------堰体重度（kN/m3）;本工程取14.6

--------堰体高度（m）;本工程取3.35；

代入

（1）计算得:

p=γh

=14.6×3.35

=48.91KPa＜57KPa，安全。

（2）抗倾覆验算

①倾覆弯矩计算

A、水对堰体的作用：

（2）

式中：

--------水重度（kN/m3）；取10.0；

--------水深度（m）；本工程取2.35；

代入

（2）式计算得Es=γh=10.0×2.35=23.5KPa

合力Ps=γhh/2=10×2.35×2.35/2=27.6m

合力点至桩底的距离：

ls=（h/3）+3.35=（2.35/3）+3.35=4.1m

B、土体作用：

水下土体等效重度、等效内摩擦角、等效凝聚力（采用加权平均值计算）

a、等效重度：

（3）

式中：

------第①层土重度，取15.5kN/m3。

------第③层土重度，取11.8kN/m3。

------第①层土厚度，取1.00m。

------桩长范围内第③层土厚度，取0.65m。

代入式（3）得：

=（+）/（+）=14KN/m3

b、等效凝聚力：

（4）

式中：

------第①层土凝聚力，取0。

------第③层土凝聚力，取3kpa。

-------与（3）式同；

代入（4）式计算得：

=（+）/（+）=1.2kpa

c、等效内摩擦角：

（5）

式中：

------第①层土内摩擦角，取0。

------第③层土凝聚力，取1.0。

-------与（3）式同；

代入（5）式计算得：

=（+）/（+）=0.4kpa

主动土压力系数：

Ka=tan2（45°-ψe/2）

=tan（45°-0.4/2）

=0.47；√Ka

=0.66kpa

主动土压力计算：

Ea1=Es×Ka－2×Ce×√Ka

＝23.5×0.47－2×1.2×0.66

＝9.5KPa

Ea2=（Es＋γe（＋））×Ka－2×Ce×√Ka

＝（23.5＋14×（1＋0.65））×0.47－2×1.2×0.66

＝32.8KPa

主动土压力合力Pa＝（Ea1＋Ea2）×（＋）/2＝34.9KPa

合力作用点至桩底距离：

Pa×la＝[Ea1×（＋）×（＋）]/2＋[（Ea2－Ea1）×（＋）×（＋）]/3]（6）

将前面数据代入（6）式计算得：

la＝0.98m

故水压力和主动土压力产生的倾覆弯矩：

Ms＝Ps×ls＋Pa×la＝147.4KN.m

②抗倾覆弯矩计算

被动区土压力产生的抗倾覆弯矩

考虑到围堰内侧①淤泥层土质极差，把该层土的被动土压力贡献作为，安全储备，在计算中不予考虑。

被动土压力系数：

Kp=tan2（45°－5.7°/2）=0.818；√Kp=0.9kpa

Ep1=2×c×√Kp

=2×10×0.9

=18kpa

Ep2=γ××Kp＋2×c×√Kp

=10×0.65×0.818＋2×10×0.9

＝23.3kpa

被动土压力合力Pp＝0.5×（Ep1＋Ep2）×＝13.4KPa

合力作用点至桩底距离：

Pp×lp＝Ep1×××0.5＋0.5×（Ep2－Ep1）××/3（7）

将前面数据代入（7）式计算得：

lp＝0.3m

故被动土压力产生的抗倾覆弯矩：

Mp＝Pp×lp＝13.4×0.3＝4.02KN.m

由围堰体自重产生的抗倾覆弯矩：

（8）

式中：

------围堰体松木桩内侧宽度。

取2.5m；

------堰体高度，3.35m；

-------堰体容重（kN/m3）;本工程取14.6。

代入（8）式解得：

＝2.5×3.35×1×14.6×2.5×0.5

＝152.8KN.m

对堰体内侧桩底取弯矩：

抗倾覆安全系数

K＝（Mp＋MG）/Ms＝（4.02＋152.8）/147.4＝1.1；安全。

③抗滑移验算：

整体抗滑移：

（9）

式中：

-----围堰底土层的摩擦力；

＝10.0＋14.6×3.35×tan5.7°＝14.9kp

摩擦力＝τ×2.5×1＝14.9×2.5×1＝37.3kN

将相关数据代入（9）式

＝（13.4＋37.3）/34.9＝1.5，安全；

围堰施工时要注意的事项：

⊙采用较松散的粘土且不含石块、垃圾等杂物。

⊙围堰粘土填心时，用打夯机（或挖掘机）夯实，防止围堰渗漏滑坡。

⊙围堰后派专人对堰体随时进行观察、测量，发现问题及时采取加固措施。

⊙待围堰施工完毕，对堰内的水进行排除。

排水采用排水沟及集水坑并用水泵抽除的方法。

⊙待围堰内工程内容施工、养护完毕后，方可拆除该段围堰

2、深基坑支护施工

1）、测量放样定位

基坑或沟槽放样采用智能型全站仪测量定位。

B05、B06、B07、B08、B09墩基坑处放出拟打设钢板桩的位置。

2）、基坑围护施工方法

B05、B06、B07、B08、B09墩处均采用拉森钢板桩结合临时内支撑的围护形式，根据钢板桩模数，采用18m长规格。

根据现场情况，钢板桩顶标高控制为+5.5m，底标高-9.5m，采用专用打桩机打设。

共设置三道水平内撑，分别位于桩顶下2.0m、3.4m、2.5m位置，内撑采用600*10mm钢管，围檩采用双拼50a工字钢。

基坑到底后浇筑50cmC20砼封底，然后拆除第三道钢支撑施工承台。

内撑与基坑四周钢围檩焊接固定，通过围檩与钢板桩接触支撑；围檩材料为双拼[50a工字钢，均搁置在牛腿上与钢板桩焊接固定，围檩与钢板桩间塞铁楔形块接触传力；牛腿采用[10与钢板桩焊接。

基坑底设置厚度50cm的C20封底砼，砼全断面浇筑，与钢板桩有效接触，待砼达到设计强度后可拆除第三层水平支撑进行承台、墩身施工。

（1）打设钢板桩

钢板桩均为拉森钢板桩Ⅳ型。

槽钢均采用整材，无拼接。

打拔钢板桩采用专用机械，顶标高控制在+5.5m。

（2）基坑开挖

基坑开挖原则：

竖向分层，纵向分段，后退开挖施工。

根据支撑设计位置及现场实际情况，拟将基坑竖向分为三层。

土方开挖竖向分层为：

第一层开挖到第一道支撑底以下30cm，施工第一道围檩支撑；第二层基坑开挖至第二道支撑底以下30cm，施工第二道围檩支撑；第三层开挖至第三道支撑底以下30cm，施工第三道围檩支撑；然后开挖至承台底以下20cm后，再采用人工挖除30cm余土，避免扰动基底。

钢管支撑部位土方开挖后及时支撑，随挖随撑。

开挖出来的土方一律外运。

严禁直接堆在基坑边。

并适时对基坑边缘进行卸载。

（3）支撑和围檩施工

钢管支撑采用600*10mm钢管，围檩采用双拼50a工字钢焊接而成。

围檩支撑在桩顶下2.0m、3.4m、2.5m位置。

（4）浇筑封底砼

基坑开挖至承台底标高以下50cm后，采用碎石、粘土混合物整体找平。

整体浇筑C20砼封底，厚度为50cm，至设计承台底标高。

砼浇