裕溪河深坑钢板桩施工方案.docx
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裕溪河深坑钢板桩施工方案
裕溪河特大桥主墩深基坑专项施工方案
一、编制依据
1.1工程设计图纸
1.2对施工现场的调查情况
1.3主要适用标准、规范
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；
《安徽省公路水运重点工程建设项目安全生产管理指南》
《安徽省公路水运重点工程建设项目质量管理指南》
《建筑基坑监测技术规范》（GB50497-2009）
《建筑基坑支护基本规程》（JGJ120-2012）
二、工程概况
2.1、本桥跨裕溪河，主跨设计为130m，主墩采用群桩基础为26根Φ2m灌注桩基，40m*13.5m*4m钢筋砼承台，24#主墩承台旁设置一座栈桥式码头，码头与便桥相接，可通过水运运输原材料，也可运输混凝土及钢材运至准吨承台处、主墩先设置施工平台，在平台上设置钻机，桩基施工结束后下钢板桩围堰施工承台。
2.2、24、25#承台开挖范围内各土层由上而下依次见下表（以24#墩为例）：
承台开挖高程示意图
单位：
m
分层信息共2层
项目
分层名称
层厚
（m）
重度
（KN/m^3）
Ca
（kpa）
Φa
（度）
Cp
（kpa）
Φp
（度）
m值
（kpa）
t值
（kpa）
第一层
水
7.1
10
第二层
软土
4.105
18
6.1
6.8
6.1
6.8
70
20
第三层
软土
6.146
18.2
6.1
6.8
6.1
6.8
70
20
2.3、根据本工程地质实际情况，如：
水位高、渗水量大等不利因素，决定主墩承台基坑采用多支撑拉森4型钢板桩支护，同时用四台Φ150水泵抽水。
保证基底基本没水。
钢筋砼承台尺寸40m*13.5m*4m，支护根据施工的需要及钢板桩模数，设计围堰平面尺寸为44.5m×17m。
钢板桩平面示意图（单位：
cm）
钢板桩基坑剖面图
三、现场施工组织管理及进度安排
3.1、现场组织机构
为了统一协调指挥，确保工程高效、有序的进行，确保按期、优质、安全地完成工程范围内的各项工程。
承台施工由项目经理、总工程师、副经理直管。
工程部、安全部、质量部、合同部、材料部、试验室、办公室等其业务部门协同配合。
3.2、施工进度计划
3.2.1施工进度计划编制原则
1、本着先重点后一般、全面组织平行流水作业的原则，结合本标段工程实物量的分布情况,合理安排工期，以响应业主对本标段工程总工期要求。
2、考虑气温对施工的影响，通过对资源调配，满足工期要求。
3、切实做好施工协调配合工作，确保工程顺利进行。
3.2.2施工顺序
由于受施工环境的影响,本桥主墩共2个承台基坑，2套钢板桩，施工顺序为24#承台、25#承台。
3.2.3主要工程工期安排
以24#左幅承台为例，各主要工序安排详见下表：
（61天）
序号
工程项目
天数
备注
1
钢板桩插打
6
2
挖土+围檩
10
3
破桩头
4
4
封底+检桩
2
5
绑扎钢筋
8
6
立模板
2
7
浇注
1
8
墩柱施工
22
9
0、1#块支架安装
5
10
回填
2
9
钢板桩拆除
4
3.3、资源配置计划
3.3.1、机械设备配置
序号
机械设备名称
型号
单位
数量
备注
1
挖掘机
大宇220
台
1
打钢板桩
2
挖掘机
卡特330
台
1
长臂
3
吊车
QY25
台
1
4
打桩机
日立450
台
1
5
振动锤
90kw
台
1
6
装载机
50
台
1
7
电焊机
BX3-400
台
4
3.3.2、主要材料配置
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
钢板桩
20米拉森桩
根
280
2
支撑钢管
直径630
米
80
用于斜撑
3
H型钢
400*300*16
米
112
用于围檩
3.3.3、主要人员配置
现场主要负责邢磊，技术负责人项目总工郭峰，施工负责人项目副经理，安全部负责人张军，试验负责人李吉星，工程部长，测量负责人；下设主桥施工队，负责钢筋；模板及混凝土浇筑施工。
其它人员配置如下：
序号
工种
人数
备注
1
机械操作员
10
2
电工
2
3
电焊工
6
4
普工
20
5
测量工
2
四、钢板桩施工方案
4.1 、钢板桩支护施工流程
钢板桩的施工主要考虑打设、挖土、支撑、地下结构施工、回填、支撑拆除及板桩的拔除。
施工流程：
平台清理→打拉森钢板桩→抽水2→加固第一道围檩支撑【6.926】→抽水至5.00米→加固第二道围檩支撑【标高为3.426】→抽水挖土至10米→加固第三道围檩支撑【标高为-0
074】→抽水挖土至设计底标高[-4.35]→浇注200cm垫层→承台、墩结构施工→0#块、1#块施工→拉森钢板桩拆除。
4.2钢板桩检查、吊运及堆放
4.2.1检查：
对钢板桩的检查主要是外观检查，检查内容有：
表面缺陷、长度、宽度、厚度、平直度及锁口形状等。
需要注意的是：
1、对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；
2、割孔、断面缺损的应予以补强处理；
3、若有严重锈蚀的杜绝使用。
4.2.2吊运：
装卸钢板桩宜采用两点吊。
吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，注意保护锁口免受损伤。
钢板桩应堆放在平坦而坚固的场地上，必要时对场地地基土进行压实处理。
4.2.3在堆放时要注意：
1、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；
2、钢板桩要按型号、规格、长度、施工部位分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；
3、钢板桩应分别堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过1m。
4.3、 钢板桩的打设
1、 打桩前由技术部门负责放样立桩，桩机施工队拉线确立钢板桩中心线。
2、 钢板桩打设
单桩打入法以一块或两块钢板桩为一组，从一角开始逐块插打，直至合拢。
a.桩机自行将钢板桩夹吊至插点处进行插桩，插桩时锁口要对准，轻轻加以锤击并调整钢板桩的垂直度后加压锤击至标高深度。
b.在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，应在两个方向加以控制；
c.为防止锁口中心线平面位移，在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。
同时在围檩上预先算出每块板桩的位置，以便随时检查校正；
d.开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精度，以便起到导向作用，故每打入1-2m测量一次，打至预定深度后接着插打下一根。
3、钢板桩的转角和封闭合拢
由于钢板桩打入时倾斜且锁口部有空隙，这些都会给板桩墙的最终封闭合拢带来困难，因此采用轴线修整法解决。
轴线修整法通过对板桩墙闭合轴线设计长度和位置的调整，实现封闭合拢，封闭合拢处最好选在短边的角部。
4、钢板桩防渗漏措施
考虑到本项目施工区域为河道附近，地下水位相对较高，钢板桩主要依靠锁口自身密实性进行防漏，但是如果锁口不密、外侧水压力过大，钢板桩支护会出现渗漏。
根据一般施工经验，可采取如下措施进行预防和处理。
a.施工时的预防渗漏措施。
钢板桩渗漏一般出现在锁口位置，因此施工过程中重点加强对锁口的检查。
施打前在钢板桩锁口内抹黄油
b.施工后的小渗漏在钢板桩内侧开沟排水。
抽水后发现钢板桩锁口漏水，但不太严重时，可用破棉絮对渗漏位置填堵。
c.施工后的大渗漏处理。
对于渗漏较大时，则可用快速堵漏剂将锁口位置进行封堵，并增加水泵抽水，加快承台施工进度。
4.4、 基坑土方开挖
土方开挖应配合三层内支撑的安装分四次进行出土，选用1台斗容量1m3的挖机于基坑顶作业，较深部位的掘土换用1台长臂挖机施工；为安全起见，全部出土均外运至远离基坑点堆放，堆放点离基坑不得少于10米，等承台施工结束后再运回部分用于场内回填。
4.5基坑排水措施
根据现场情况，开挖施工过程中可能有地下水涌出，因此深基坑开挖过程中，需采取相应排水措施，以确保基坑施工的安全。
基坑底部挖临时排水沟，各拐角点设置集水井，用以排除基坑内积水。
4.6承台施工
土方开挖到标高后，及时浇筑封底砼，待封底砼具有一定强度后，开始绑扎承台钢筋及墩身预埋钢筋，立模，浇筑承台砼。
4.7拔桩
在承台顶预埋钢管立柱预埋件出地面，撤除钢围檩，在承台与钢板桩之间回填土，当回填至承台顶时即可拔除钢板桩。
1、拔桩顺序
对于封闭式钢板桩墙，拔桩的开始点离开桩角5根以上。
2、拔桩要点：
a.拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的阻力，然后边振边拔。
对较难拔出的板桩可先用液压锤将桩振打下100～300mm，再与振动锤交替振打、振拔。
为及时回填拔桩后的土孔，在把板桩拔至此基础底板略高时（如500mm）暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分；
b.桩机应随振动锤的起动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器的压缩极限；
c.对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续工作不超过1.5h。
钢板桩拔除后留下的土孔应及时回填处理，防止周围土体位移及沉降。
4.8、注意事项：
1、钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便钢板桩的打设、合拢和支撑设置。
2、整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇砼等施工作业时，严禁碰撞及拆除支撑，严禁在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。
3、施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，以防破坏。
4、打桩前，对钢板桩应逐根检查，对不合格的钢板桩严禁使用，或等修复合格后才予以使用。
5、在插打过程中，严格控制每块钢板桩的垂直度，当偏斜较大无法调整时，应拔起重打。
五、 基坑监测
5.1本基坑监测项目
包括支护结构的水平位移、周围地表沉降、桩内力、支撑轴力等。
5.2监测点的位置及数量
1、在基坑顶部各转角处应设置沉降、倾斜及水平位移观测点；
2、支护板桩、支撑、围檩的应力及应变观测点应设置在受力较大位置，数量及位置宜结合现场条件确定。
3、基坑底部回弹及隆起观测视现场情况确定。
5.3监测与测试的控制指标
1、支护桩顶水平位移累计不大于30mm，位移速率不大于3mm/d。
5.4监测要求
1、在围护结构施工前精确测定初始值。
2、施工中应加强对测试点及测试设备的保护，防止损坏；
3、应采取有效措施保证测试基准点的可靠性及测试设备的完好，以确保测试数据的准确性。
4、应及时向设计人员提供监测数据及最终测试评价成果，以便进行分析及采取相应的防范措施。
5.5监测周期
在围护施工时，正常情况下，临近监测对象每天观测4次，当日变化量或累计变化量超警戒值时，监测频率适当加密，每天观测8次。
特殊情况如监测数据有异常或突变，变化速率偏大等，适当加密监测频率，直至跟踪监测。
在地下结构施工阶段，各监测项目观测频率为2～3次/周，支撑拆除阶段1次/天。
5.6加强施工期间围堰外围的堆载、防水处理措施，并增加对围堰、大堤、钢便桥等的监控。
六、质量保证措施
6.1严格遵守和执行有关的施工质量规范。
6.2根据ISO9001标准要求，推行全面质量管理，建立质量保证体系，提高全员质量意识，确保质量管理贯彻整个施工过程。
坚持质量自检、互检、交接检“三检”制。
6.3实行质量管理项目部负责制，配置专职质检员，具体负责质量管理工作。
严格按项目部管理体系进行施工管理。
6.4钢板桩施工前必须进行选材，对有变形的进行矫正。
6.5钢板桩统一为拉森式Ⅵ型，施工时，每支之间必须做好锁口处理，防止漏水。
6.6基坑土方开挖应遵循分层、平衡、适时的原则，分层高度应与内支撑的竖向间距相对应，以内支撑下0.5米深为分层界限。
采用机械开挖时，坑底封底C20垫层砼底标高以上20cm由人工清除，不得超挖。
开挖到位后，应及时施工封底C25垫层砼，严禁基坑暴露时间过长。
6.7做好基坑内的排水工作，雨季施工必须准备足够的抽排水设备。
6.8支护板桩施工应采取有效措施控制好桩位、垂直度及保证咬口及转角处的闭合。
6.9钢结构的焊接，必须是持有特种作业上岗证的人员操作，确保安全与质量。
6.10土方开挖期间，严格现场施工人员值班制度，教育司机，防止挖土机械碰撞支护结构，基坑四周严禁堆土或堆载。
6.11应作好可能发生事故的预防和抢险准备工作。
施工时发现地质情况与钻探资料相差较远，应立即会同业主、设计、监理等单位商量研究解决。
6.12加强基坑监测，监测数据应及时通知有关人员。
七、安全施工措施
7.1施工现场设置隔离区，隔离施工现场与四周环境，防止闲杂人员进入施工现场，且钢板桩桩顶四周也必须设置连续封闭的钢管护栏，防止人员坠落。
7.2开挖前，先进行围檩施工，做好支撑后才能开挖至设计深度。
7.3为切实保证施工人员安全，树立“安全第一，预防为主”的思想，加强安全教育。
7.4建立安全保证体系，除企业已有的机构外，工地设立安全管理机构，工程项目设立安全小组、班组设安全员，形成一个健全的安全保证体系，工地的安全管理机构负责工地日常的安全工作，定期组织安全检查，对不符合要求的要及时发出整改通知，指导工程项目部和班组安全员的工作，对违章作业者进行批评教育和处罚。
7.5优化安全技术组织措施，改善劳动条件，减轻劳动强度，消除危险因素，机械设备应设有安全装置。
7.6机械操作人员必须持证上岗，各种作业人员应配带相应的安全防护用具及劳保用品，严禁操作人员违章作业，严禁管理人员违章指挥。
7.7施工中所有机械、电器设备必须达到国家安全防护标准，自制设备、设施应通过安全检验，一切设备应经过工前性能检验合格后方可使用，并由专人负责，严格执行交接班制度，并按规定定期检查保养。
7.8凡进入现场的一切人员，均要戴安全帽，正确使用“三宝”。
要配合公司安全月检工作，工程项目部要实行周检，项目点要日检，施工中应抽检，及时消除安全隐患。
7.9严格执行各项安全操作规程，施工前要进行安全交底，加强安全教育，提高工人的安全意识。
加强安全教育和监督，检查经常性的安全交底制度，提高施工人员的安全生产意识，及时消除事故隐患。
7.10在主要施工点入口处挂醒目的安全警示、宣传牌。
7.11施工现场严禁电线随地走，所有电箱应有门、有锁，有危险标志。
严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》的规定，现场采用“三相五线”制供电，执行“一机一闸一漏电保护开关”制度。
所有电器设备及金属构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护，施工现场所有用电设备，必须按规定设置漏电保护装置，要定期检查，发现问题及时处理。
配电系统分级配电，本电箱、开关箱外观必须完整、牢固，防雨防尘。
多机作业用电必须分闸，严禁一闸多机和一闸多用，施工现场电缆、电线必须按规定架设，严禁拖地和乱拉乱搭。
7.12加强对地面沉降、支护等的监控测试，防止出现不安全状况,制定相应的安全应急预案,并把安全应急预案为安全专项方案上报（应急预案见安全专项方案，已上报）.
7.13各种机械要有专人负责维修、保养，并经常对机械运行的关键部位进行检查。
使用时，操作员要密切注意机上的仪器、仪表、指针是否超出安全范围，机体是否有异常振动及发出异响，出现问题应进行停电关机处理，不得擅离职守，隐瞒不报。
设备基础必须平稳、牢固，基本的锚固、支撑措施必须齐全，不得使用临时支撑，高大机械在多风季节前设揽风绳。
八、文明施工措施
8.1为避免施工现场的混乱现象，现场文明施工划区域派专人负责，落实岗位责任制，搞好环境卫生工作。
8.2施工现场必须按施工平面图进行布置，不能随意改变。
8.3工地现场入口设置现场标志牌，明确各区域负责范围，不定期检查和督促。
8.4现场材料进场道路保持畅通无阻，排水畅通，无积水，场地整洁、材料堆放整齐，无施工垃圾。
九、应急预案
9.1一般规定
1、通过监测资料掌握变化趋势。
2、每天了解未来2~3天内的天气变化情况。
3、每天巡视基坑周边情况，做好相关记录。
9.2应急措施
1、出现险情征兆时，应及时与设计联系，采取回填土料、削坡减载等措施。
2、坑内原有地质勘察孔可能会冒水、涌砂，可采用土工布、粘土封填。
3、坑壁若有流土、渗水等不良现象，应区分对待，及时封堵、导流，制止事态扩大。
附钢板桩围堰的技术书
钢板围堰
1工程概况
该基坑设计总深10.623m，按二级基坑、选用《国家行业标准—建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）》进行设计计算。
钢板桩围堰总体布置图：
围堰平面布置图如下：
1.1土层参数
序号
土层名称
厚度
（m）
γkN/m3）
c（kPa）
φ（°）
c'
（kPa）
φ'
（°）
1
水
6.74
10.1
0.00
0.00
0.00
0.00
2
淤泥质粉质粘土
16.00
18.5
11.00
20.00
0.00
0.00
续表
序号
土层名称
厚度（m）
M
（MN/m4）
Kmax
（MN/m3）
分算
/合算
1
水
6.74
0.0
0.0
合算
2
淤泥质粉质粘土
16.00
7.3
0.0
合算
地下水位埋深：
0.00m。
1.2基坑周边荷载
地面超载：
0.0kPa
2开挖与支护设计
基坑支护方案如图：
基坑支护方案图
2.1挡墙设计
·挡墙类型：
钢板桩；
·嵌入深度：
8.877m；
·露出长度：
1.500m；
·型钢型号：
Q420bz-400×170；
·桩间距：
800mm；
2.2支撑（锚）结构设计
本方案设置3道支撑（锚），各层数据如下：
第1道支撑（锚）为平面内支撑，距墙顶深度1.843m，工作面超过深度0.300m，预加轴力0.00kN/m，对挡墙的水平约束刚度取100000.0kN/m/m。
第2道支撑（锚）为平面内支撑，距墙顶深度5.343m，工作面超过深度0.300m，预加轴力0.00kN/m，对挡墙的水平约束刚度取200000.0kN/m/m。
第3道支撑（锚）为平面内支撑，距墙顶深度8.843m，工作面超过深度0.300m，预加轴力0.00kN/m，对挡墙的水平约束刚度取200000.0kN/m/m。
2.3工况顺序
该基坑的施工工况顺序如下图所示：
3内力变形计算
3.1计算参数
水土计算（分算/合算）方法：
按土层分/合算；
水压力计算方法：
静止水压力，修正系数：
1.0；
主动侧土压力计算方法：
朗肯主动土压力，分布模式：
矩形，调整系数：
1.0，负位移不考虑土压力增加；
被动侧基床系数计算方法：
"m"法，土体抗力不考虑极限土压力限值；
墙体抗弯刚度折减系数：
1.0。
3.2计算结果
3.2.1内力变形结果
每根桩抗弯刚度EI=64848kN.m2。
以下内力和土体抗力的计算结果是每根桩的；支撑反力是每延米的。
支（换）撑反力范围表
抗力
相对桩顶深度（m）
最小值（kN/m）
最大值（kN/m）
支撑
第1道支撑
1.84
0.0
56.1
第2道支撑
5.34
0.0
161.2
第3道支撑
8.84
0.0
215.3
坑内侧土体抗力安全系数：
-13296.29～21.64。
4整体稳定计算
4.1计算参数
整体稳定计算方法：
瑞典条分法；
应力状态计算方法：
有效应力法，孔压考虑土性；
土钉法向力折减系数：
ξ=0.5；
土钉切向力折减系数：
ξ=1.0；
锚杆法向力折减系数：
ξ=0.5；
锚杆切向力折减系数：
ξ=1.0；
桩墙抗滑考虑方式：
滑面绕桩；
浸润线不考虑止水帷幕；
滑弧搜索不考虑局部失稳；
考虑开挖工况；
搜索范围：
坡顶：
全范围；坡底：
全范围；
搜索方法：
遗传算法。
4.2计算结果
4.2.1开挖至-2.84m（深10.62m）
滑弧：
圆心（2.14m,-0.00m），半径：
19.66m，起点（-17.52m,0.00m），终点（18.68m,10.62m），拱高比0.749；
下滑力：
1192.25kN/m；
土体（若有则包括搅拌桩和坑底加固土）抗滑力：
2433.80kN/m；
土钉/锚杆抗滑力：
0.00kN/m；
桩墙的抗滑力：
0.00kN/m；
安全系数：
2.04，要求安全系数：
1.3。
5坑底抗隆起（圆弧滑动）计算
5.1计算参数
滑弧中心：
最下道支撑；
滑弧位置：
通过桩底；
应力状态计算方法：
总应力法；
桩墙弯曲抗力：
不考虑；
垂直滑面阻力：
忽略；
滑面水平应力：
不考虑。
5.2计算结果
下滑力：
841.2kN/m；
抗滑力：
1773.2kN/m；
安全系数：
2.11，要求安全系数：
1.9。
6钢板桩强度计算
6.1计算参数
设计值系数：
1.25；
弯矩折减系数：
1.0。
6.2计算结果
最大弯矩标准值：
150.2kN.m；
弯矩设计值：
187.8kN.m；
钢板桩抗弯截面模量：
1816000.0mm3；
钢板桩边缘正应力：
103417.2kPa；
抗弯强度设计值：
380000.0kPa。
7抗渗流稳定计算
7.1计算参数
抗渗流计算方法：
临界水力坡度法，垂直渗径换算系数（上段）：
0.8，垂直渗径换算系数（下段）：
1.0，水平渗径换算系数：
0.0，有效重度计算方法：
由饱和重度计算。
7.2计算结果
抗渗流稳定安全系数：
，要求安全系数：
1.5。
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