7基坑开挖与回填工程施工设计方案.docx
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7基坑开挖与回填工程施工设计方案
基坑开挖及回填工程
第一节工程概况
一、编制依据
该专项方案编制主要依据：
施工合同、招标文件及图纸；现行规范、规程以及现场实际情况。
本工程为泰兴市浑水管道工程，管道起点为高港和泰兴边界，终点为拟建的开发区自来水厂，总长13.02KM；
本标段采用开挖施工的主要有：
1、预应力钢筒混凝土管，管径为DN1600，长度为3943米；
2、钢管直埋包封施工工，管径为D1620，长度为230米；
3、顶管工作井1座、接受井1座；
4、所有附属井室、支墩等。
沟槽开挖深度3～5m之间，沟槽开挖深度较深，局部基坑深度超过5米，属于深基坑。
部分地段不具备放坡开挖的条件，同时根据工程勘察报告及对实际地质的观察本标段主要为杂填土和淤泥质粉质粘土，地质条件差，管道沟槽深度较大，从安全及节约成本两方面考虑，此地段沟槽开挖采用垂直开挖，沟槽支护采用钢板桩和内支撑形式进行支护。
其余地段采用井点降水、放坡开挖。
第二节基坑支护开挖方案
一、基坑支护
1、管道沟槽支护方式
本工程沟槽支护采用拉森钢板桩配合内支撑进行支护。
采用8米长拉森钢板桩加一道内支撑进行基坑支护，钢板桩之间采用围檩进行连接，钢管进行内支撑，支撑设置在距地面1000mm位置。
钢板桩入土深度均为3.7m。
拉森钢板桩支护示意图（专项方案）
2、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热轧U型拉森钢板桩，钢板桩宽400mm，高150mm，腹板厚13.1mm，理论重量58.4Kg/m，要求拉森钢板桩无穿孔，修边调直后方可使用。
采用8米长拉森钢板桩加一道内支撑进行基坑支护，钢板桩之间采用H300*300*13*21围檩进行连接，围檀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，Ф350*12钢管进行内支撑，支撑设置在距地面1000mm位置。
本工程拉森钢板桩入土深度均为3.7m，钢管内支撑水平间距均为3.0m，管道安装需调整对撑间距并及时回顶。
二、钢板桩支护施工顺序及施工工艺
1、钢板桩支护总体施工顺序
结合本项目施工组织设计，钢板桩支护及沟槽开挖将结合排水、迁改管线施工，施工顺序如下：
清除开挖范围内路面结构层各地下障碍物→施工钢板桩、内支撑→基坑开挖→铺设垫层、埋设管道→回填→拆除内支撑→拔桩，灌孔。
2、钢板桩施工
采用8米长400*150热轧U型拉森钢板桩加一道内支撑进行基坑支护，钢板桩之间采用H300*300*13*21围檩进行连接，Ф350*12钢管进行内支撑，支撑设置在距地面1000mm位置。
2.1钢板桩施工前的准备工作
2.1.1钢板桩施工的一般要求
A板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工。
B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。
C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。
2.1.2钢板桩检验
对拉森钢板桩，一般有材质检验和外观检验，对用于基坑临时支护结构的钢板桩，主要进行外观检验，以便对不符合形状要求的钢板桩进行娇正，以减少打桩过程中的困难。
（1）外观检验
包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和锁口形状等项内容。
检查中要注意：
A对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；
B割孔、断面缺损的应予以补强；
C若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度。
原则上要对全部钢板桩进行外观检查。
（2）材质检验
对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。
包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。
每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。
每25～50t重的钢板桩应进行两个试件试验。
2.1.3钢板桩吊运及堆放
（1）钢板桩吊运
装卸钢板桩宜采用两点吊。
吊运时，每次起吊的板桩根数不宜过多，并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。
（2）钢板桩堆放：
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：
A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；
B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；
C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。
2.2测量放样
根据施工图纸和控制桩准确放出钢板桩中心线，经自检复核和监理检查复核合格后，方可施工。
2.3施工工艺流程
钢板桩位置的定位放线→挖沟槽→安装导向架→施工钢板桩→拆除导向架支架→挖土至第一层支撑下50cm位置处→安装第一层围檩及支撑→挖土至第二层支撑下50cm位置处→安装第二层围檩及支撑→挖土至设计标高→高排管、检查井施工→拆除全部支撑→回填中粗砂→拔除钢板桩。
2.4钢板桩的打设
2.4.1沟槽开挖
沟槽先开挖深度约1米，以便安放导向架，沟槽开挖时同步进行地基表层的探测，若发现地下障碍物，及时清除，清除空洞采用粘土回填，分层压实后再行后序工序施工。
2.4.2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：
A采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置。
B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。
C导梁不能随着板桩的打设而产生下沉和变形。
D导梁的位置应尽量垂直，并不能与板桩碰撞。
2.4.3钢板桩施打
A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。
B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。
C打桩前，在板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。
D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。
E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。
总之，施工中应根据具体情况变化施工顺序，采用一种或多种施工顺序，逐步将板桩打至设计标高，一次打入的深度一般为0.5～3.0m。
F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。
G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。
2.4.4钢板桩的拔除
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，扰动土体，破坏其与板桩间的摩阻力和吸附力并施加吊升力将桩拔出。
（2）拔桩时应注意事项
A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。
B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。
C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。
D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。
E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。
2.4.5钢板桩土孔处理
对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。
土孔回填材料采用砂子，回填的方法采用挤密填入法，回填时应做到密实并无漏填之处。
2.3钢板桩施工常遇问题及处理措施
钢板桩打设中常见质量问题有板桩倾斜、扭转、共连等，其原因及处理方法如下：
（1）倾斜（板桩头部向桩行进方向倾斜），产生的主要原因是被打桩与邻桩锁口间阻力较大，而打桩行进方向的惯入阻力小。
施工过程中要用仪器随时检查、控制和纠正；发生倾斜时用钢丝绳拉住桩身，边拉边打，逐步纠正；对先打的桩桩适度预留偏差（反向倾斜）。
（2）扭转，该现象产生的主要原因是因为钢板桩之间的连接采用的是铰接锁口，防止这种现象的方法是在打桩行进方向用卡板锁住板桩的前锁口；在钢板桩与围檀之间的两边空隙内，设滑轮支架，制止板桩下沉中的转动；在两块板桩锁口扣搭处的两边，用垫铁和木榫填实。
（3）共连（打板桩时和已打入的邻桩一起下沉），该现象产生的原因是钢板桩倾斜弯曲，使槽口阻力增加，处理措施是发生板桩倾斜及时纠正，把相邻已打好的桩一块或数块用角铁电焊临时固定。
2.4质量保证措施
（1）打桩前对地质情况作详细分析，确定钢板桩可能贯入的深度。
（2）钢板桩施工机械设备及材料必须进行进场验收，对不合格的机械设备及材料严禁进场施工及使用。
（3）由专职测量人员负责测量放线及桩位的定位。
（4）桩机必须端正、稳固、水平，用线锤保持其垂直度。
（5）桩机振动沉桩施工前，在打桩机行进方向用卡板锁牢钢板桩的前锁口。
（6）施工过程中用经纬仪随时检查钢板桩的垂直度，钢板桩发生倾斜时及时纠正。
2.5钢板桩质量控制标准
钢板桩打设控制标准
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
轴线偏差
±10cm
用全站仪测量
2
桩顶标高
±10cm
用水准仪测量
3
垂直度
1/100
垂球和卷尺检查
3、基坑支撑体系施工
3.1内支撑体系加工制作
3.1.1内支撑体系加工
围檩采用H300*300*13*21型钢，围檩位于钢牛腿支座上，钢牛腿支座与拉森钢板桩及围檩与内支撑采用焊接联接，焊角高8mm。
内支撑采用Ф350*12钢管，每隔3m布置一根。
每节标准长度按基坑尺寸定制，并准备好不同尺寸的钢锲块，确保钢支撑能做出细微调节。
3.1.2钢支撑加工质量标准
钢支撑的构件制作应符合《钢结构施工验收规范》和《钢结构焊接规程》的有关规定。
安装焊缝的焊接应选择合理的工艺，避免出现过大的焊接应力和变形。
钢支撑系统的允许误差见下表：
钢支撑系统制作允许偏差表
序号
项目
允许偏差
备注
1
构件制作
截面尺寸
±5mm
2
截面扭曲
≤8mm
3
轴线弯曲失高
f≤L/1000且≤12mm
L：
构件长
3.2、内支撑体系的安装
3.2.1围檩型钢安装
基坑开挖至支撑设计中线以下50cm的标高位置后，根据整个结构
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