管道安装基坑施工方案.docx
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管道安装基坑施工方案
佛山市南海经济开发区博爱路狮山段兴业路至科技路道路工程、佛山市南海区博爱路
（狮山段）景观桥工程
管道安装工程
基坑支护施工方案
编制：
审核：
审批：
中核华泰建设有限公司
佛山市南海区博爱路狮山段道路、景观桥工程
项目经理部
2015年7月
一、工程概况1
二、场地情况1
三、管线基坑明挖法施工方案、施工方法2
四、施工中的安全预控13
五、土方开挖工程安全技术措施13
六、文明施工措施15
佛山市南海经济开发区博爱路狮山段兴业路至科技路道路工程管道安装工程基坑支护施工方案
一、工程概况
本工程为博爱路新建道路（兴业北路～科技路段），设计道路中部路段为一座绿化景观桥，桥东侧至科技路路段周边部分为依云曦城已建楼盘，部分为施工工地和了场地，桥西侧至兴业北路段为绿地、山丘和鱼塘。
排水工程沿线铺设雨、污水管道解决道路路面及沿线周边地块的雨、污水排水问题，排水体制采用雨、污分流体制。
排水结构设计包括Φ400～Φ2000雨水管（管材采用级钢筋混凝土管）、400～500污水管（管材采用高密度聚乙烯双壁波纹管）管道地基处理及排水检查井、沉泥井的基坑开挖支护等。
二、场地情况
本项目场地线位与南海区狮山镇，属珠江三角洲腹部、三水盆地中部。
场地地貌单元以冲积平原为主，局部有剥蚀残丘，地表原为农林耕地、鱼塘及纵横交错的河涌，水体较发育。
综上所述，本建设项目场地地势略有起伏，大部分较为平坦，地貌类型较单一，地形地貌条件简单。
南海区地处北回归线南缘，土地肥沃，气候温和，雨量充足，四季常绿。
属亚热带海洋性季风气候，其特点是日照时间长，光能充足，长夏无冬，雨量充沛，温差幅度小，季风明显。
春季阴雨连绵，雨期较多，夏季高温湿热，暴雨集中，热带气旋暴雨经常出现，秋季凉爽，冬季严寒期短，雨量小。
年平均气温21.9℃，1月平均温度12.8℃，极端最低温度-1.9℃，7月平均温度28.7℃，极端最高温度38.5℃；无霜期352天。
因地处低纬度，临近南海，太阳辐射强烈，日照时间长，全年总日照数1500～2100小时，每年2～3月多阴雨，也是最潮湿的季节。
多年平均降雨量1622，年内降雨分配雨季在4～9月，暴雨集中在4～9月，降雨日数占全年49%，降雨量占全年的80%以上。
区内春全年主导风向为东北风，频率13%。
年平均风速2.4m，强风向为南东，最大风速20m。
每年7～9月份为台风盛季，对南海区有较大影响的热带气旋年平均1.6个，台风过境最大风速22m。
由于暴雨集中，地表径流强，对新开挖地表，易被冲刷损毁；另外台风盛行会给工程施工带来一定影响。
2．地质条件
根据地质勘察报告，原状土土层从上而下为：
<1>杂填土、<2>淤泥、<3>淤质粉砂、<4>粉质黏土、<5>残积土、<6>全风化岩、<7>强分化岩。
根据《广东处地震烈变区划图》（1990）划分，场地地震基本烈变为ⅤⅠ度区，按ⅤⅡ度设防，地震动反应谱特征周0.35S，地震加速度的设计取0.10g，场地土类型为软弱～中软场地土。
场土类别为Ⅱ类，对拟建工程安全不会构成严重威肋。
最高水位按设计地面以下0.5米计。
整个场地内水文地质条件较简单。
不良地质主要是浅层地基土层中存在流塑状淤泥质土。
三、管线基坑明挖法施工方案、施工方法
（一）管线基坑明挖法施工方案和支护原则
由于道路红线范围内的房屋（包括局部在红线范围内的房屋）等建（构）筑物均全部拆除，现有管道废除，考虑沟槽深度与现有周边环境的距离，本工程基坑等级均为三级基坑，开槽埋管管道基坑支护均采用以下支护原则：
（1）当管道为三级基坑，开挖残积士、全风化岩和强风化岩带时采用放坡开挖十降排水。
（2）管道沟槽深度<3.0m，属于施工措施，采用放坡开挖十降排水。
（3）3m≤管道沟槽深度<3.5m，采用6m长挂森钢板桩，围檩采用300×300×12×12工字钢，支撑采用Φ299×10钢管，平面间距≤4.0m，竖向间距详见如下管道开槽基坑支护示意图。
（4）3.5m≤管道沟槽深度<3.9m，采用0.3m放坡+6m长挂森钢板桩，围檩采用300×300×12×12工字钢，支撑采用Φ299×10钢管，平面间距≤4.0m，竖向间距详见如下管道开槽基坑支护示意图。
（5）3.9m≤管道沟槽深度<5.0m，采用9m长挂森钢板桩，围檩采用300×300×12×12工字钢，支撑采用Φ299×10钢管，平面间距≤4.0m，竖向间距详见如下管道开槽基坑支护示意图。
（6）5.0m≤管道沟槽深度<5.3m，采用0.3m放坡+9m长挂森钢板桩，围檩采用300×300×12×12工字钢，支撑采用Φ299×10钢管，平面间距≤4.0m，竖向间距详见如下管道开槽基坑支护示意图。
（6）5.3m≤管道沟槽深度<5.6m，采用12m长挂森钢板桩，围檩采用300×300×12×12工字钢，支撑采用Φ299×10钢管，平面间距≤4.0m，竖向间距详见如下管道开槽基坑支护示意图。
平面示意图如下
（二）管线基坑明挖法施工方法
本工程明挖基坑采用密扣式钢板桩支护及止水，开挖采用挖掘机倒退式开挖。
1、基坑支护
（1）材料要求
选择符合设计要求的钢板，钢板桩采取工厂加工，其表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状必须符合出厂质量标准。
重复使用的钢板应符合下表的检验标准要求，否则在打桩前应予以矫正。
重复使用的钢板桩检验标准
序号
检查项目
允许偏差
检查方法
单位
数值
1
2
桩垂直度
桩身弯曲度
％
<1
<2％L
尺量
L为桩长，尺量
3
齿槽平直度及光滑度
无电焊渣或毛刺
用1m长的桩段作通过试验
4
桩长度
不小于设计长度
尺量
钢板桩的检验
对钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的钢板桩进行矫正，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）桩身凡有割孔、断面缺损的应予以补强；
c）若钢板桩有严重锈蚀，应检测其实际断面厚度。
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20-50t重的钢板桩应进行两个试件试验。
钢板桩吊运
吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应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装夹具。
钢板桩堆放：
钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚实的场地上，并便于运往打桩施工现场。
堆放时应注意：
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、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明。
③钢板桩应分层堆放，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）钢板桩桩长确定
①基坑支护土压力采用朗肯公式进行。
常用的公式为：
主动土压力：
Eα=1/2γH22（45°-Φ/2）-2（45°-Φ/2）+2C2/γ
工中：
Eα——主动土压力（），
γ——土的容重，采用加权平均值。
H——挡土桩长（m）。
Φ——土的内摩擦角（°）。
C——土的内聚力（）。
被动土压力：
1/2γt2
式中：
——被动土压力（），
t——挡土桩的入土深度（m），
——被动土压力系数，
一般取K22（45°-Φ/2）。
②重视场内外水的问题。
注意降排水，因为土中含水量增加，抗剪强度降低，水分在较大，土粒表面形成润滑剂，使摩擦力降低，而较小颗粒结合水膜变厚，降低了土的内聚力。
综上所述，结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成，水压力和土压力分别按以下方式计算：
A.水压力：
因支护桩所处地层主要为粘性土层，另开挖前已作降水处理，故认为此压力采用水土合算是可行的。
B.土压力：
桩后主动土压力，采用朗肯主动土压力计算，即：
Eα=1/2γH22（45°-Φ/2）-2（45°-Φ/2）+2C2/γ
桩前被动土压力，采用修正后的朗肯被动土压力计算，即：
＝1/2γt22。
式中：
＝〔Ψδ（Ψ+δ）Ψ〕2
③护坡桩的设计
该工程支护结构主要采用密扣拉森钢板桩考虑基坑附近施工车道动截荷的影响，支护设计时，参照部分支护结构设计的相关情形取地面均布载荷40，其他结构及土的工程地质概况：
A.桩上侧土压力：
①桩后侧主动土压力，计算时采用平均值的C（2.10）、Φ（30°）、γ（19.03），，得：
Eα=4.70H2-2.76108.49；
②桩前侧被动土压力：
计算时应采用平均值的C′、Φ′、γ′，得：
＝33.89676t2+104.5t；
③均布载荷对桩的侧压力：
由公式＝，得：
18.672H。
B.桩插入深度确定：
计算前须作如下假设：
（1）锚固点A无移动；
（2）钢板桩埋在地下无移动；
（3）自由端因较浅不作固定端，按地下简支计算。
a.建立方程：
对铰点（锚固点）A求矩，则必须满足：
Σ0
所以有：
1（23）〔23（）〕（2-α）q
式中：
K为安全系数，取2，得：
8.31t3+82.97t2-138.75114.12
b.插入深度及柱长计算：
根据实际情况t取最小正解；1.99m。
根据《建筑结构设计手册》及综合地质资料（由于没有地质资料，所以经验考虑），所以桩的总长度根据沟槽开挖深度而定：
当基坑深度=3m时，取安全系数为1.2：
（3+1.99）×1.2=5.98（m）取6m长钢板桩；
当基坑深度=4m时，取安全系数为1.3：
（4+1.99）×1.4=8.39（m）取9m长钢板桩；
当基坑深度=6m时，取安全系数为1.5：
（6.0+1.99）×1.5=11.98（m）取12m长钢板桩。
即设计图纸给定的基坑支护方式是合理安全的。
（3）机具、打桩方式的选择
根据本工程范围内地质及打桩长度，拟选用锤击打入法，锤的冲击力为400～500t。
打桩方式拟选用单桩打入法。
（4）钢板桩施工
钢板桩施工顺序：
施工准备及降水→定位放线→板桩定位→挖沟槽→安装导向架→沉打钢板桩→拆除导向架支架→安装支撑及围檩→基坑开挖→地下结构施工→回填土→拔除钢板桩。
1）施工准备
按照降水要求布置好场地范围内的降水，并在基坑两边合适位置设置排水沟，防止下雨灌入基坑。
将加工好的钢板桩运至施工现场，堆放在不影响打桩位置。
查明地下管线或地下构筑物，并使其外露，做好防护措施。
2）测量放线
根据管道基坑的设计底宽和应留的工作面宽确定开挖边线，开挖钢板桩槽，放出钢板桩线。
3）钢板桩打设
A、打桩围檩支架（导向架）的设置
在钢板桩打入时设置打桩围檩支架，以保证钢板桩沉桩的垂直度及施打板桩墙墙面的平整度。
在钢板桩施工中，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、坚固的导向架，亦称“施工围檩”。
导向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，双面围擦之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大8～15。
安装导向架时应注意以下几点：
（1）采用经纬仪和水平仪控制和调整导向架的位置。
（2）导斩架的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效。
（3）导向架不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形。
（4）导向架的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。
B、钢板桩打设
用吊车将钢板桩吊至插点处进行插桩，插桩时锁口对准，每插一块即套上桩帽，轻轻加以锤击。
在打桩过程中，用两台经纬仪在两个方向控制钢板桩的垂直度。
为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。
d.开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精确，以便起到样板导向作用。
每打入1m应测量一次，打至预定深度后应立即用钢筋或钢板与围檩支架焊接固定。
C、钢板桩的转角
当钢板桩打到检查井位置需要加宽时，采用直角异形钢板转角。
钢板桩打入时的倾斜且锁口有空隙时，采用异形板桩、轴线修整等方法调整。
D、质量检验
钢板桩打设公差标准
项目
允许公差
备注
板桩轴线偏差
土10
桩顶标高
土10
板桩垂直度
2％
密扣且保证开挖后桩尖入土不小于2米，保证钢板桩顺利合拢；打入桩后，在开挖过程中要及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处要进行焊接修补，防止产生水土流失，每天派专人进行检查桩体。
4）钢板桩的拔除
基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。
拔除钢板桩前，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，以及拔桩带土过多容易引起地面沉降和位移，给己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。
设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水震实、和夯实的措施。
当地下管线安装施工完成并检验合格后，基坑回填，做好拔桩准备。
拔桩采用振动拔桩法，利用振动锤对板桩施加振动力，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。
拔桩顺序：
拔桩按打桩的相反顺序拔出。
拔桩要点：
拔桩时，先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的阻力，边振边拔。
对较难拔出的板桩用锤打下100～300，再与振动锤交替振打、振拔。
为及时回填拔桩后的土孔，在板桩拔至基础底板以上500时，暂停拔桩，用振动锤振动几分钟，让土孔填实一部分。
起重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弹簧的压缩极限。
振动锤使用的电源应为振动锤本身电动机额定功率的1.2～2.0倍。
对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15，振动锤连续工作不超过1.5h。
⑤桩孔处理
钢板桩拔除后留下的土孔要及时回填处理。
土孔回填材料选用砂子，用振动法做到密实并无漏填，防止周围土体位移及沉降，并由此造成临近建筑物等的破坏。
2、沟槽土方开挖
基坑开挖采用机械和人工结合的方法施工，挖掘机倒退式挖土。
挖土时，为防止扰动沟槽底土层，自然基础管段，机械挖土控制在基底标高以上20～30㎝处，剩余部分采用人工挖土、修整槽底；当管道基础设计采用深层水泥搅拌桩加固的管段，机械挖土应控制在基地标高以上50，剩余土方采用人工挖土，铲除桩头至设计桩顶，修整槽底；当管道基础设计采用换填的管段，机械挖土控制在换填基底标高以上20～30㎝处，剩余部分采用人工挖土、修整槽底；沟槽挖土，随挖随运，及时外运至业主指定的弃土场，沟槽边不得堆土，以减少沟槽壁的侧压力。
为保证槽底土的强度和稳定，施工时不得超挖，也不能扰动；若超挖应用砂石回填夯实，严禁用土回填。
沟槽排水根据当地水文、气象等资料，管道施工期间如为多雨季节，我们必须在沟槽底一侧设置排水明沟，确保沟槽内无水施工。
在沟槽开挖接近尾声时，应迅速做好管道基础准备，迅速摊铺碎石和浇筑混凝土基础，不使沟底土基暴露时间过长，造成不必要的损害。
沟槽开挖成形后，设置安全防护标志，保证行人等的安全。
注意事项：
（1）土方开挖前，必须先测量放线，测设高程。
在挖掘土方施工中应进行中线、槽断面高程的校核。
机械挖土应有预留量，宜人工配合机械挖掘。
挖平至槽底标高。
（2）土方开挖至槽底后，应由设计人验收地基，对松软地基确定加固措施。
对槽底的坑穴、空洞进行挖填夯实。
（3）已挖至槽底的沟槽，后续工序应安排紧密连续，尽量缩短晾槽时间。
并注意不使槽底土壤结构遭受扰动及破坏，不能连续施工的土槽应留出的预留量，待施工前再开挖。
（4）土方施工必须保证施工范围内的排水畅通，应先设置临时排水设施，解决排水出路，要防止地面雨水入槽。
（5）直埋管道的土方开挖，宜以一个补偿段作为一个工作段。
一次挖土成活。
管线位置、槽底高程、坡度、平面拐点、坡度折点等必须经测量检查合格。
四、施工中的安全预控
1、明挖深基坑施工安全预控
（1）施工准备阶段对施工区域既有管线进行充分调查，确保管线安全。
开挖前再采用雷达探测器进行复查，为确保万无一失。
（2）为防止塌方及止水，基坑开挖前施打密扣式钢板桩进行防护，每2m加设1条横向支撑梁。
同时现场备足横向支撑梁，以备急用。
（3）开挖前做好地面排水措施，确保排水沟渠、地下管线畅通，严防雨水灌入沟槽，影响安全。
（4）施工过程中，设专职安全员每天进行现场巡查，发现安全危险源，及时采取措施，将安全隐患彻底消灭在萌芽状态，确保施工安全。
五、土方开挖工程安全技术措施
1．进入现场必须遵守安全生产管理制度及相关规定、纪律。
2．土方工程开挖前编制开挖方案，并按经审批认可后的方案进行开挖。
3．挖土中发现管道，电缆及其他埋设物应及时报告，不得擅自处。
4．挖土时要注意土壁的稳定性，发现有裂缝及倾、坍可能时，人员要立即离开并及时处理。
5．人工挖土时应由上至下，逐层挖掘，前后操作人员间距不应小于2～3m，堆土要在1m以外，且高度不得超过1.5m，严禁偷岩或在孤石下挖土，夜间应有充足的照明。
6．在基坑或深井下作业时，必须戴安全帽，严防上面土块及其物体下落砸伤头部，遇有地下水渗出时，应把水引到集水井加以排除。
7．每日或雨后必须检查土壁及支撑稳定情况,在确保安全的情况下继续工作，并且不得将土和其他物件堆在支撑上，不得在支撑下行走或站立。
8．在水下作业，必须严格检查电器的接地或接零和漏电保护开关，电缆应完好，并穿戴防护用品。
9．机械挖土，启动前应检查离合器、钢丝绳等，经空车试运转正常后再开始作业。
10．机械操作中进铲不应过深，提升不应过猛。
11．机械不得在输电线路下工作，在输电线路一侧工作，不论在任何情况下，机械的任何部位与架空输电线路的最近距离应符合安全规程要求。
12．机械应停在坚实的地基上，如基础过差，应采取走道板等加固措施，不得将挖土机履带与挖空的基坑平行2m停、驶。
运土汽车不宜靠近基坑平行行驶，防止坍方翻车。
13．电缆两侧1m范围内应采用人工挖掘。
14．配合拉铲的清坡、清底工人，不准在机械回转半径下工作。
15．向汽车上卸土应在车子停稳后进行，禁止铲斗从汽车驾驶室上越过。
16．基坑四周必须设置1.5m高护栏，要设置一定数量临时上下施工楼梯。
17．场内道路应及时整修，确保车辆安全畅通，各种车辆应有专人负责指挥引导。
18．车辆进出门口的人行道下，如有地下管线（道）必须铺设厚钢板，或浇捣混凝土加固。
19．在开挖基坑时，必须设有确实可行的排水措施，以免基坑积水，影响基坑土壤结构。
20．基坑开挖前，必须摸清基坑下的管线排列和地质开采资料，以利考虑开挖过程中的意外应急措施（流砂等特殊情况）。
21．清坡清底人员必须根据设计标高作好清底，不得超挖。
如果超挖，不得将松土回填，以免影响基础质量。
22．开挖出的土方，要严格按照组织设计堆放，不得堆于基坑侧，以免引起地面堆载超荷引起土体位移、板桩位移或支撑破坏。
23．挖土机械不得在施工中碰撞支撑，以免引起支撑破坏或拉损。
六、文明施工措施
1、在工地出入口设置洗车槽，配置高压枪，严格要求车辆驶出工地前要进行冲洗，避免将砂泥夹带出马路。
2、专人负责路况维护工作，对因施工造成的路面破损、凹陷等及时进行修补，确保路况完好。
3、安排专人清扫施工现场及附近的道路，并给现场的机动道淋水。
4、交通维持：
在运输车辆进出施工现场的路口，设专人维持交通，疏导行人及车辆。
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