桥梁基础基坑支护施工方案钢板桩文档格式.docx

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2、工程概况

2.1、工程概况

本深基坑位于XX区对XX镇XX村，中心里程DK28+106.18，桥长79.2m。

设计行车速度250km/h，线间距4.80m。

桥梁基础采用钻孔桩基础，桩径为Φ1.00m，共计48根；

承台共4个，其中桥台为一步承台，桥墩为二步承台。

桥墩圆端形实体墩，共2个。

桥台采用双线一字型桥台。

深基坑为2座桥墩，开挖基底标高为-110.787m，开挖深度为7.713米。

2.2、工程水文地质条件

2.2.1、地形地貌

本段地区主要为松花江阶地及漫滩，地势略有起伏，开阔，表层为杂填土、素填土、下部为黏土、粉质粘土、粉土。

自然地面6至8米以下为中砂。

2.2.2、地质条件

地质情况由上至下为：

第一层素填土10KPa,厚度2.4米；

第二层粉质粘土130Kpa，厚度2.9米；

第三层粉土170Kpa，厚度1.8米；

第四层中砂330Kpa，厚度4.9米；

第五层细砂190Kpa，厚度1.7米；

第六层中砂370Kpa，厚度2米；

第七层粗砂430Kpa，厚度3.8米。

2.3、周边环境

本基坑临近既有XX线距离11-12m，与既有XX线DK27涵洞平行设置。

本基坑另一侧为施工便道和山后村的农田。

并有一条通往XX方向的乡间路。

（详见附图一）

3、材料与设备计划

3.1、机械设备计划

序号

名称

型号

数量

备注

1

挖掘机

PC-200

1台

2

长臂挖掘机

3

自卸汽车

8t

5台

4

振动锤

ZDJ-600

5

汽车吊

30t

3.2、材料计划

拉森桩

OT22

226t/170根

L=15米

工字钢

I40a

600米

圆钢管

φ425

160米

钢板

δ=12mm

6平方米

4、施工方案

4.1、施工工艺：

场地平整→拉森桩围护→土方开挖（围檩和斜支撑同步施工）→设置排水沟和清淤→碎石和混凝土垫层施工→承台施工→墩台施工→基坑回填（围檩和斜支撑同步拆除）→拉森桩拔除

4.2、场地平整：

4.2.1、根据施工方案测量出基坑挖土的范围，基坑宽度根据一步承台外边每侧外扩3米，采用白灰线洒出挖土的范围。

4.2.2、采用挖掘机对白灰线内的施工场地进行平整，按既有自然地面标高下挖至118.5m处，然后对整个场地地面平整。

4.2.3、修筑机械设备入场施工道路，进场道路由施工便道进入现场，做好打桩机进场通道整修和地下大块石清理工作。

4.3、排水施工措施

4.3.1、根据本工程的位置特点和地下水埋藏情况，新建XX客专XX桥临近既有线较近，并且此地区为平原，排水困难，无排水去向。

并且地下水埋藏较浅且较丰富。

无法采用井点降水，只有采用止水钢板桩来控制基坑外水流进入。

对基坑内既有少量积水排净，基坑边缘设置排水沟和集水坑以控制外围水进入基坑。

3.1.1-1排水示意图

4.3.2、基坑四周设置排水明沟和两处集水坑，排水明沟，b=400mm，h=500mm，将沟中水引至集水坑中，采用钢护筒做集水坑壁围护结构，集水坑结构尺寸为a*b*h=500mm*500mm*1000mm。

4.3.3、每座基坑设2台50潜水泵抽水。

将水抽走，抽水期自挖土至基础回填土施工完停止，三班不停连续排水。

抽出的集水排向征用的临时用地内。

4.3.4、基坑中的集水随挖土随排出，不要长时间留置，以防对基底浸泡，形成淤泥对下步施工造成影响。

4.3.5、为防止雨雪天对施工的影响，在坑内四周布置排水沟及集水井，利用潜水泵抽出基坑。

另外，为防止地下水回流，在基础垫层下纵、横向布置排水盲沟，盲沟纵坡流向基坑四周的排水沟，使地下水流向排水沟。

4.4、钢板桩围护结构施工

4.4.1、钢板桩围护

围护结构采用拉森钢板桩支护形式，钢板桩为15m长的拉森OT22型，板桩墙内皮与承台基础外边线距离1.5米，用2I40a工字钢双拼作围檩，四角采用φ425mm无缝钢管支撑。

拉森板桩施打采用三层围檩法施工，四角采用圆钢管斜向支顶尽量减少倾斜误差的积累，保证实现封闭合拢，满足板桩墙的质量要求。

锚桩施工采用单独打入法，其轴线位置应准确，质量要求同板桩墙。

板桩围檩与板桩之间，有间隙处需用钢楔块楔紧，以求板桩正确受力。

详见附图二

4.4.2、钢板桩施工方案

1、施工工艺流程

基线确定定桩位钢板桩施打围檩、角撑、支撑土建施工

拔桩

2、操做方法

1）、基线确定：

测量员定出轴线，留出以后施工需要的工作面，确定钢板桩施工位置。

2）、定桩位。

按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。

3）、钢板桩施打，采用单独打入法，即吊升第一支钢板桩，准确对准桩位，振动打入土中，使桩端透过粘土层进入淤泥层。

吊第二支钢板桩，卡好企口，振动打入土中，如此重复操作，直至基坑钢板桩完成。

钢板桩施打时，由于钢板桩制作本身的误差、打桩时的偏差、施工条件的限制，使帷幕的实际长度无法保证按钢板桩标准宽度的整数倍，故此钢板桩帷幕转角及最终封闭合拢有相当难度。

调整的办法，有采用异形钢板桩来闭合或通过调整帷幕轴线用标准桩实现闭合。

由于本工程钢板桩墙精度要求不高，故采用后一方法来实现转角的闭合，即在转角处两侧各以10根钢板桩的宽度来调整轴线实现闭合。

如出现部分钢板桩长度不足，可采用焊接接长，用鱼尾板焊接法。

接长时避免相邻两桩接头在同一深度，接头位置应错开1M以上，且间隔放置打桩。

4）、围檩、支撑、角撑

为加强钢板桩墙的整体刚度，沿钢板桩墙全长设置围檩，围檩用2*40a工字钢组成，在此横断面用工字钢连接相对侧钢板桩作为支撑。

为稳妥起见，在钢板桩墙转角上另用φ425mm圆钢管做角撑。

如右图所示。

4.4.2.4-1角撑示意图

5）、钢板桩拔除

桥墩工程完毕后即进行钢板桩的拔除。

采用振动锤等来进行钢板桩的拔除，即利用振动锤产生的强迫振动扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊的作用将桩拔除。

钢板桩拔除后留下的桩孔，必须即时做回填处理，回填一般用挤密法或填入法，所用材料为中砂。

4.4.3、变形观测

为确保围护结构正常工作，防止发生钢板桩位移大而影响施工，故需对钢板桩的位移进行跟踪观测，以便发生险情及时采取加固补强措施，板桩观测方法：

1、在板桩墙两端外侧15m的板桩墙轴线上设立轴线控制点，控制点须在锚桩外侧或更远处的稳固点，控制点须稳定，并加以保护。

2、在板桩顶部用红漆标出轴线位置，标记间距不得大于15m;

控制点、位移标记应在开挖前布置，用红三角标示。

3、观测采用挂线尺量的简易方法，但所挂麻线须挂直，尺量使麻线不得摇晃，若风大或挂线有困难时，采用经纬仪观测。

4、在挖土期间及挖土完成后每天二次观测位移，即上班后一次，下班前一次，直至位移稳定。

当板桩位移速度发展较快时，应跟踪观测。

5、当发现总位移超过100mm或日位移量大于20mm时应立即通知停止施工，及原位回填，通知施工、技术部门采用相应措施。

6、观测数值应做好记录。

4.4.4、材料：

钢板桩规格参数：

规格

厚度

宽度

单根

高度

截面积

重量

惯性矩

截面模量

t（mm）

W（mm）

H（mm）

A（cm2）

Wt（kg/m）

I（cm4/m）

Z（cm3/m）

OT22

10

600

260

112.7

88.5

53584

2200

4.2.4-1拉森桩示意图

4.4.5、计算公式

1、桩顶高程H1：

118.50m

2、坑底标高H0：

110.787m

开挖深度H：

7.713m

3、土的容重加权平均值γ：

γ=（0.813*17.5+19.2*2.9+20.2*1.8+19.7*2.2）/7.713=19.4KN/m3

内摩擦角加权平均值Ф：

Ф=（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/m2

5、基坑开挖长a=14m基坑开挖宽b=10.6m

6、外力计算

1）作用于板桩上的土压力强度及压力分布图

4.3.6-1拉森桩土压力分布图

主动土压力系数Ka=tg2（45°

-φ/2）=tg2（45-25/2）=0.41

被动土压力系数Kp=tg2（45°

+φ/2）=tg2（45+25/2）=2.46

主动土压强eAh=γhKa=19.4×

7.713×

0.41=61.35KN/m2

均布荷载对土产生的主动土压强eAq=qKa=30×

0.41=12.3KN/m2

Pb=eAh+eAq=61.35+12.3=73.65KN/m2

均布荷载产生主动土压强点距桩顶距离Yq=tg（45°

+φ/2）×

1.5=2.35m

2）计算y值（K值查表得1.7（K值为被动土压力修正系数））

钢板桩上土压力强度为零的点距基底的距离y=Pb/（r（K×

Kp-Ka））=73.65/（19.4×

（1.7×

2.46-0.41））=73.65/73.18=1.01m

3）按简支梁计算等值梁的两支点反力（Ra和P0）

∑Mc=0

P0=[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）×

（7.713-0.5+1.01/3）]/（7.713-0.5+1.01）

=（1098.28+298.92+561.59）/8.223

=238.21KN

∑Q=0

Ra=1/2×

61.35+（7.713-2.35）×

12.3+1/2×

1.01×

73.65-238.21=236.60+65.96+37.19-238.21=101.54KN

4）计算板桩最小入土深度

按《建筑施工计算手册》公式2-72得：

t0=y+x=1.01+4.42=5.43m

t=1.2t0=6.516m

钢板桩总长：

L=h+t=7.713+6.516=14.229m

5）选择钢板桩截面

先求钢板桩所受最大弯矩Mmax，最大弯矩处即剪力等于零处，设剪力等于零处距桩顶为x，则：

Ra-1/2x2rKa-（x-yq）qKa=0

101.54-1/2×

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=4.38m

Mmax=Ra（x-0.5）-[1/2rx2Kax/3+（x-yq）2/2×

qKa]

=101.54×

（4.38-0.5）-[1/2×

4.382×

0.41×

4.38/3+（4.38-2.35）2/2×

0.41]=393.98-111.39-25.34=257.25KN·

m

采用OT22型拉森桩，W=2200cm3,宽度600mm

σ=Mmax/W=（257.25N·

m×

1000）/2200=116.93mpa＜[σ]=200mpa

满足要求

h1=1.11h=3.56m

h2=0.88h=2.82m

h3=0.77h=2.47m

确定采用的布置为h0=0.7m，h1=2.2m,h2=2.2m。

层数为3层。

6）围檩验算