承台基坑支护专项技术方案Word文档下载推荐.docx
《承台基坑支护专项技术方案Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《承台基坑支护专项技术方案Word文档下载推荐.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
（3）3
粗砂
松散～稍密
200
30~35
（3）4
砾砂
Qel
（5）1
粉质粘土
软塑
150
（5）2
硬塑
γ52
6
花岗岩
W4
Ⅱ级硬土
250
7
W3
Ⅳ级软石
500
8
W2
Ⅴ级次坚石
1000
三、钢板桩围护方案
承台基坑围护结构采用6m、9m的长拉森式钢板桩，围护内尺寸每边比承台大1.0～1.5m，打入地下至地面平，然后开挖，在围护上半部（距地表面下70~100cm）内侧安装支撑系统，支撑系统采用I30工字钢框架，设置集水井抽水，整平基底，使用C20混凝土封底，封底厚度不小于10厘米，然后在支护中进行承台主体的施工。
承台基坑支护方案施工图（示意）如下：
四、钢板桩支护检算
以明珠站特大桥3#承台（里程DK108+078.70）为例，该处地面高程为4.12米，承台底高程为-2.178米，开挖最终底面高程为-2.378米。
基坑支护时间从开挖基础到承台浇筑完成，历时近25天，开挖深度6.5米，钢板桩使用长度10米。
钢板桩使用期间各工序顺序表
破除混凝土路面，开挖深度0.3米
打桩机打钢板桩
钢板桩检修校核
基础土方开挖至-1.0m，-4m时
焊接钢板桩横向支撑
基础土方开挖至标高
基坑内排水
基底处理、铺垫层C20砼
检查标高及其他尺寸
检查垫层标高
承台主体施工
基坑回填
拔除钢板桩
1、设计检算资料
H1=4.12m
内支撑
3.4m
2.5m
3.0m
1.0m
地面
H3=-2.378
最大开挖线
钢板桩
H2=2.5
1钢板桩顶高程
H1：
4.120m
施工水位H2：
2.500m
2地面标高H0：
开挖底面标高
H3：
-2.378m
开挖深度H：
6.498m
3土的容重加权平均值γ：
18.3KN/m3算例参数示意图
土浮容重γ’：
10.0KN/m3
内摩擦角加权平均值Ф：
20.10°
，粘聚力加权平均值c=5.0KPa。
4均布荷q：
20.0KN/m2。
5基坑开挖长a=18.0m基坑开挖宽b=11.0m
2、外力计算
作用于板桩上的土压力强度及压力分布图
ka=tg2（45°
-φ/2）=tg2（45-20.10/2）=0.49
kp=tg2（45°
+φ/2）=
tg2（45+20.10/2）=2.05
板桩外侧均布荷载换算填土高度h，
h=q/γ=20.0/18.3=1.09m
桩顶以上土压力强度Pa1
Pa1=γ×
h×
ka=18.3×
1.09+0.25×
0.49=9.77KN/m2
水位土压力强度Pa2
Pa2=γ×
（h+4.12-2.50）×
ka
=18.3×
（1.09+4.12-2.50）×
0.49=24.3KN/m2
开挖面土压力强度Pa3
Pa3={γ×
（h+4.12-2.50）+（γ-γw）（2.5+2.378）}×
ka
={18.3×
（1.09+4.12-2.50）+（18.3-10）×
（2.5
+2.378）}×
0.49=44.14KN/m2
开挖面水压力（围堰抽水后）Pa4：
Pa4=γ（2.5+2.378）=10×
（2.5+2.378）=48.78KN/m2
3、确定内支撑层数及间距
按支撑型钢能承受的最大弯距确定各层支撑的间距和最大允许跨度h:
I30工字钢弯曲截面系WZ0=0.001350m3,折减系数β=0.7
采用值WZ=βWZ0=0.00135×
0.7＝0.000945m3
容许抗拉强[σ]=200MPa
由公式σ=M/Wz得：
最大弯矩M0=Wz×
[σ]=189.0KN·
m
1假定最上层支撑位置与水位同高，则支点处弯矩
M'
=Pa1*（H1-H2）2/2+（Pa2-Pa1）（H1-H2）2/6=
KN·
m<
M0=189.0KN·
中间计算结果为:
（H1-H2）2/2=（4.12-2.5）2/2=
（Pa2-Pa1）=14.53
故，支撑点可设置在水位下。
2根据上式判断可知，内支撑最大允许跨度h0由下式计算
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
代入数值得：
189.0=6.0×
h02+
×
1.21（h0-0.733）+4.916*（h0-1.10）2+3.333（h0-1.10）3
整理得：
3.333h03+5.921h02+6.692h0-191.454=0
用牛顿法求解方程得:
h0=3.201m
根据实际情况确定支撑位置如图所示
4、钢板桩入土深度及受力检算
土压力计算:
主动土压力及考虑粘聚力:
Ka=tg2（45°
-φ/2）=0.49
主动土压力及地面荷载引起侧压力合力的斜率:
η=（γh+q）Ka/h=[（18.3×
6.5+20）/6.5]×
0.49=10.47
被动土压力按朗金土压力公式的压力系数:
Kp=1/tg2（45°
-φ/2）=2.04
被动土压力:
ep=γxKp+2c√Kp=18.3×
x×
2.04＋2×
5×
1.43=37.3x+14.3,
其中Ax+B为被动土压力减去静止土压力（ηx）之值：
A=37.3,B=14.3
顶面设一内撑,开挖到4.0m,
此时k=1,hok=4.0m,hkk=h1k=3.0,NK=N1,
由多支点支撑排桩计算[公式1]
求入土深度xm
1/3×
37.3xm3-1/2×
（10.47×
4-14.3-37.3×
3）xm2-（10.47×
4-14.3）×
3xm-[1/2×
10.47×
42×
3-1/6×
43]=0
整理得：
12.43xm3-（-42.16）xm2-82.74xm-139.6=0
12.43xm3+42.16xm2-82.74xm-139.6=0
牛顿法解得
xm=2.147≈2.15m
应用多支点支撑排桩计算[公式2]求N1
N1=1/2×
42+10.47×
4×
2.1-14.3×
2.1-1/2×
37.3×
2.12=171.71-112.28=59.43KN
M1=10.47×
12/2×
1/3=1.745KN·
M2=（10.47×
42）/2×
4/3-59.43×
3=-66.61KN·
设第二道内横撑后继续开挖至6.5m,
已知：
为k=2,Ni=N1=59.43hok=6.5m,h1k=5.5m,hkk=h2k=2.5,Nk=N2,
求xm如下
37.3xm3-1/2（10.47×
6.5-14.3-37.3×
2.5）xm2-（10.47×
6.5-14.3）×
2.5xm-[59.43×
5.5-2.5×
59.43＋1/2×
2.5×
6.52-1/6×
6.53]=0
整理得
12.43xm3-（-19.75）xm2-134.39xm-252.02=0
12.43xm3+19.75xm2-134.39xm-252.02=0
牛顿法解得:
xm=3.382m≈3.4m
由[公式2]得N2
N2=1/2×
6.52＋10.47×
6.5×
3.4-59.43-14.3×
3.4-1/2×
3.42=221.1＋231.39-59.43-48.62-215.59
=128.93KN
已知M1=1.75KN·
m,M2=-66.61KN·
m
M3=（10.47×
6.52）/2×
6.5/3-59.43×
5.5-128.93×
2.5=-169.97KN·
5、基坑底部的隆起验算
由普朗特尔公式计算地基承载力系数：
Nq=eπtgφtg2（45+φ/2）=6.463
Nc=（Nq-1）/tgφ=14.929
坑外各层土的天然容重加权γ1=18.3KN/m3
坑内各层土的天然容重加权γ2=18.2KN/m3
土的粘聚c=5.0KPa
故抗隆起安全系数
Ks=（γ2TNq+cNc）/（γ1（H+T）+q）=2.36>
1.3=Kl满足要求
基底隆起计算图如下
7、构造要求
1为防止接缝处漏水，在沉桩前应在锁口处嵌填黄油、沥青或其他密封止水材料。
2在基坑转角出的支护钢板桩，应根据转角的平面形状做成相应的异形转角板桩，且转角桩和定位桩宜加长1m。
五、施工方法
1、施工准备：
将新旧钢板桩运到工地后，详细对其检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2~3m的短桩作通过试验，以2~3人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉，锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯，热敲（温度不超过800~1000℃），焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。
同时接头强度与其它断面相等，接长焊接时，用坚固夹具夹平，以免变形，在焊接时，先对焊，再焊接加固板，对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。
在采用组桩插打时，每隔4~5m设有一道夹板，夹木在板桩起吊前夹好，插打时，逐付拆除，周转使用。
组桩及单桩的锁口内，涂以黄油混合物油膏（重量配合比为：
黄油：
沥青：
干锯末：
干粘土=2：
2：
1），以减少插打时的摩阻力，并加强防渗性能。
2、导框安装与插打方法
进行安装导框时，先进行定位测量。
导框的安装，一般是先打定位桩。
导框在现场分段制作组装，固定在定位桩上：
待插打入少量钢板桩后，逐渐将导框固定到钢板桩上。
3、钢板桩的吊运插打与合拢
钢板桩检查合格后，运至作业现场，按插桩顺序堆码最多允许堆放四层，每层用垫木隔开高差不得大于10mm，上下层垫木中线要在同一垂直线上。
安插钢板桩使用吊机对钢板桩进行水平和垂直运输，将钢板桩吊至指定位置，使钢板桩成垂直状态，移向安插位置，插入已就位的钢板桩锁口中。
起吊前，锁口内嵌填黄油沥青混合料。
箍紧钢板用的弧度卡箍，待插入锁口时逐个解除。
4、抽水堵漏
钢板桩插打完，即可开挖。
在地表面下70~100cm处设置支撑，并检查各节点是否顶紧，防止因抽水而出现事故。
开挖至地下水位以下后，要设置集水井抽水，但抽水速度不能过快，且要随时观察支护的变化情况。
当锁口不紧密漏水时，用棉絮、麻袋等在内侧嵌塞，在桩脚漏水处用砼封底堵漏。
5、拔桩
钢板桩拔桩前，先将围护内的支撑，从下到上陆续拆除，用原开挖土分层回填基坑，分层厚度不大于40cm，小型冲击夯机配合人工夯实。
对于含砂率较大的回填土可浇水后人工夯实。
回填至接近地面时，选择一组或一块较易拔除的钢板桩，先略锤击振动各拔高1~2m，然后挨次将所有钢板桩均拔高1~2m，使其松动后，再从一侧顺序拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出，必要时进行切割。
施工准备
定位测量
导框安装
钢板桩吊运就位
插打钢板桩
围堰内清基
安装模板
基础、墩身砼灌注
砼养护
拆除模板
拔出钢板桩
施工工艺流程
六、机械设备配置
打钢板桩时选用履带自行式液压冲击打桩机。
主要机械设备明细表
序号
机械设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
打桩机
D32
台
2
75KW发电机
TZH250—4
3
震动拔桩锤
4
汽车吊
5T
5
抽水机
12
电焊机
切割机
汽车
4.5T自卸
辆
七、质量控制
1、在拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm，使用新钢板桩时，要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件，并详细丈量尺寸，检验是否符合要求。
2、对组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢板桩组上下一致，误差不大于30mm，全部的锁口均要涂防水混合材料，使锁口嵌缝严密。
3、为保证插桩在转角处的顺利合拢，要求桩身垂直，并且周边的钢板数要均分，为保证桩身垂直，于第一组钢板桩设固定于作业面支撑上的导向木，顺导向木下插，使第一组钢板桩桩身垂直，由于钢板桩上下宽度不完全一致，锁口间隙也不完全一致，桩身仍有可能倾斜，在施工中加强测量工作，发现倾斜，及时调整，使每组钢板桩在顺支护周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰，同时为了使支护周边能为钢板桩数所均分，事先在地面或导梁上按钢板桩的实际宽度画出各组钢板桩的位置，使宽度误差分散，并在插桩时，据此调整钢板桩的平面位置，使误差不大于±
15mm，当仍有困难时，在悬挂状态下进行调整。
在无法顺利合拢时，则根据合拢口的实际尺寸制造异形钢板桩合拢。
但要控制异形钢板桩上下宽度之差不超过桩长的2%。
4、在使用拼接接长的钢板桩时，钢板桩的拼接接头不能在支护的同一断面上，而且相邻桩的接头上下错开至少2m。
所以，在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺序堆码，插桩时按规定的顺序吊插。
5、在进行钢板桩的插打时，当钢板桩的垂直度较好，一次将桩打到要求深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即先将所有的桩打入约一半深度后，再第二次打到要求的深度。
6、打桩时必须在桩顶安装桩帽，以免桩顶破坏，切忌锤击过猛，以免桩尖弯卷，造成拔桩困难。
7、钢板桩支护在使用过程中，在基坑内抽水时，围护漏水可用板条、麻布等楔入锁口内嵌缝。
应经常检查各层支撑梁处与钢板桩之间的缝隙，并用木楔楔紧，使导梁受力均匀。
8、围护基坑回填后，拔除钢板桩前，首先将钢板桩与支撑梁焊接处切除，然后再选择一组或一块较易拔除的钢板桩，先略锤击振动后拔高1~2m，然后挨次将所有钢板均拔高1~2m，使都松动后，再挨次拔除。
最好是以打入顺序的反方向挨次拔出。
八、安全保证措施
为确保施工中的安全，在进行钢板桩围护施工时，必须将安全工作放在首位，预防为主。
1、对操作人员进行安全思想教育，提高安全意识，实行持证上岗制度，不经培训或无证者，不得进行上岗操作。
2、设专人负责日常检查和养护工作，吊机、桩机等在作业时设专人给信号，避免人多时乱指挥，出现安全事故。
4、对打桩机大臂及连接杆件、销轴等，要按规定经常检查、检修。
防止桩架摇晃严重发现意外事故。
5、地面辅助作业人员，必须戴好安全帽。
严禁人员在吊装作业面下站立或行走。
严禁人员进入打桩机回转范围内，并靠近打桩机工作部位。
7、拔桩时要先震动1~2分钟，再慢慢启动卷扬机拔桩。
在有松动后再边震边拔，防止蛮干。
8、对所有机械设备的制动及外露的液压软管、接头每天进行检查，存在摩损，损坏的要及时维修、更换。
九、环境监测
1、确定监测对象：
调查基坑周围相当于基坑开挖深度的2～3倍范围内地上的建筑物、高耸塔杆、输电线缆、古建文物、道路桥梁，以及地下管线（应区别其属压力的或非压力的）、人防等设施和障碍物。
如发现既有建筑物等已有裂损倾斜等情况，同时收集其详细资料，并在必要处做出标记或摄像、绘图等。
然后对调查对象承受地基变形的性能做出分析鉴定，确定应加监护方法。
2、监测方式与方法
1）
地面沉降、水平位移
在观测部位按观测要求埋设观测桩，并作好观测前原始数据记录和观测点位附近地形、建筑物的平面位置图、立面图。
沉降观测使用精密水准仪和铟合金水准尺。
位移观测使用全站仪。
在这里要注意的是,要使用相同的仪器,在相同的位置上,由同一观测者按同一方案施测。
而且测量观测点要安全,其位置不要设在变形、位移区内。
2）围护结构侧土压力
此项的监测选用DKY—51—2型振弦读数仪。
（1）土压力计的安装
测量侧压力时,土压力计的安置如图1所示,在围护结构的外面钻孔埋设土压力计,并在孔中注入与土体性质基本一致的物质,填实空隙。
（2）土压力计的工作原理
土压力计使用双膜钢弦式。
工作原理跟钢筋计基本相同,其接触面对变化不大的土压力较为敏感,受力时引起钢弦振动或应变片变形,弦的自振频率也发生变化。
利用脉冲激励,使钢弦起振,并接收其频率。
按事先标定的“压力-频率”关系曲线,即得出作用在土压力计上的压力值。
3、监测人员
针对本工程监测的特点,成立了由3人组成的专业监测小组,其中2人具备测量、土力学、结构力学、计算机等方面的知识。
组长负责工程监测计划、组织及监测的质量审核。
十、ZH--3标（珠海段）承台型号图及钢板桩支护工程数量
见下表：
实用墩号
使用图号
结构尺寸（cm）
简图
钢板桩支护面积（m2）
钢板桩支护重量（t）
钢板桩水平支护重量（t）
一、
明珠站特大桥
42
13253.40
2054.28
303.08
1、
0#、17#
F型
通桥-III-07
下台750*1080*250+上台600*320*100
766.8
118.85
14.90
2、
1#
本图
施桥41-01-17
下台800*940*250+上台540*350*100
369
57.20
7.29
3、
9-16#
无
570*900*250
24
5097.6
790.13
147.66
4、
2#--8#、18--25#
施桥41-01-18
下台800*1500*300+上锥台650*330*200
15
7020
1088.10
133.23
二、
明珠路特大桥
0、3、8、11-35、38--49、52、60、63--79#
59
22620.6
3506.19
439.67
1--2#、50--51#
G型
通桥-III-08
下台800*1500*300+上锥台540*310*200
1872
290.16
35.53
4、7、9、10、84、87#
施图桥-42-1-30
下台750*1080*250+上台650*330*100
2322
359.91
45.06
5、6、36、37、80、83、85、86
施图桥-42-1-31
3744
580.32
71.05
5、
81、82#
施图桥-42-1-33
下台960*1460*300+上锥台800*410*200
990
153.45
19.06
6、
53--59#
E型
通桥-III-06
1512
234.36
43.98
7、
61、62
H型
通桥-III-10
下台1040*1440*300+上锥台590*310*200
1008
156.24
19.64
三、
港昌路特大桥
57
0-5、8、11-18、21、29、32、38、41、49、52-54#
9201.6
1426.25
178.85
9、10#
19-20、30-31、39-40、50-51
22-28、33-37、42-48、55-56
21
4536
703.08
131.93
6-7#
下台800*940*250+上台600*350*100
756
117.18
14.88
车站桥以明珠站特大桥为代表
合计
286
79821
12372.26
1696.50
承台基坑钢板桩围护施工方案设计简图见附页
升级会员 