污水管道深基坑开挖钢板桩支护施工专家论证方案.docx
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污水管道深基坑开挖钢板桩支护施工专家论证方案
乌沙河污水管道深基坑开挖钢板桩支护施工方案
第一章工程概况
一、工程概述
本项目为乌沙河截污污水管道,污水管道布置在河道两侧,管道总长各约7.5公里,沿线设计管为DN400-DN1500,设计坡度2‰;管道埋深约为2.5~9.5米,下游个别深度达到10米。
样板段深基坑开挖区域为K12+150-K12+780段污水管道,长度630米。
据钻探资料,揭露的地层岩性有:
杂填土、淤泥、粉质粘土、淤泥质粘土、细砂、粗砂、碎石、全风化千枚岩、强风化千枚岩。
杂填土属上层滞水,水量不大,受季节影响大;粉质粘土、淤泥、粉质粘土属微透水层、为相对隔水层,透水性差;细粗砂等属强透水层,为主要含水量,水量丰富。
为了给基坑开挖提供良好干燥的施工坏境,保证施工机械和工作人员的顺利作业,提高土体固结强度,稳定边坡、减缓基坑变形,我部决定对该段深基坑采用拉森钢板桩进行支护。
第二章支护、支撑系统的结构设计
一、支护、支撑结构选型
根据岩土工程勘察报告,本工程基坑开挖深度范围的土层主要为杂填土、淤泥、粉质粘土、淤泥质粘土、细砂、粗砂、碎石、全风化千枚岩、强风化千枚岩,地质条件差,同时管道基坑深度较大。
本工程根据基坑开挖深度,采用拉森钢板桩支护方式。
(一)管道基坑支护形式
1、管道基坑支护方式
K12+600-K0+780段,采用9米长III型拉森钢板桩加二道内支撑进行基坑支护,钢板桩之间采用HW250*250*11*11围檩进行连接,直径DN300*10的钢管进行内支撑。
第一道支撑距地面1000㎜,第二道支撑距第一道支撑2000㎜。
管道基坑支护方式示意图
二、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III型拉森钢板桩,宽400mm,高170mm,厚15.5mm,理论重量68Kg/m,要求拉森钢板桩无穿孔,修边调直后方可使用。
拉森钢板桩之间用HW250*250*11*11围檩进行连接,围檩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,采用φ300×10钢管进行内支撑,内支撑水平间距为4.0m,管道安装需调整对撑间距并及时回顶。
三、基坑监测要求
1、监测内容
(1)基坑周边沉降及位移监测
监测点和控制点均采用钢筋水泥制作,设置稳固。
采用或全站仪观测水平位移,采用精密水准仪观测垂直位移。
基坑开挖期间每开挖一层观测2次或每天观测2次,时间为上午开工前,下午收工后。
(2)土体侧向变形监测
沿基坑周边每20m布设一个测斜孔,测斜孔采用专用PVC管,管内正交的两组导向槽,埋入深度以进入弱风化岩为宜。
测斜孔埋置时角保其中一组导向槽垂直于基坑边线,测斜孔与钻孔壁间的空隙密实填砂并用水泥密封。
基坑开挖过程中每开挖支护一层观测一次。
第三章总体施工安排
本基坑工程主管道线长约11km,分段施工。
管沟支护采用9m长III型拉森钢板桩支护,拟安排三个井位为一个作业面,平行组织流水作业。
拉森钢板桩支护段打拔拉森桩采用振动打桩机/锤,每个作业面1台,挖掘机2台(1台超长臂挖掘机)。
拉森钢板桩支护段拟采用20T吊车垫钢板下管,吊车和人工配合管道对正,采用外拉法用两台15T手拉倒链平行对管子进行接口。
第四章基坑支护施工工艺及施工程序
一、钢板桩支护施工工艺及施工程序
钢板桩采用III型拉森钢板桩,钢板桩之间采用HW250*250*11*11围檩进行连接,围檩与每根钢板桩之间空隙须打入木楔抵紧,转角必须设置专用构件。
采用直径
φ300×10的钢管进行内支撑,管道安装须调整对撑间距并及时回顶。
吊装好管道后且回填砂密实度达到90%以上后方可拆除管道上方的钢支撑,以此为准,每3个井位为一个作业段。
1、钢板桩施工的一般要求
(1)板桩的设置位置要符合设计要求,便于基础施工,即在基础最突出的边缘外留有施工作业面。
(2)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。
(3)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、板桩施工的顺序
板桩准备→围檩支架安装→板桩打设→偏差纠正→拔桩。
3、板桩的检验、吊装、堆放
(1)板桩的检验
对板桩,一般有材质检验和外观检验,以便对不合要求的板桩进行矫正,以减少打桩过程中的困难。
外观检验:
包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等项内容。
(2)板桩吊运
装卸板桩宜采用两点吊。
吊运时,每次起吊的板桩根数不宜过多,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。
(3)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:
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。
4、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:
(1)采用全站仪和水平仪控制和调整导梁的位置。
(2)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。
(3)导梁不能随着板桩的打设而产生下沉和变形。
(4)导梁的位置应尽量垂直,并不能与板桩碰撞。
5、板桩施打
(1)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。
(2)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。
(3)打桩前,在板桩的锁口内涂油脂,以方便打入拔出。
(4)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。
(5)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。
(6)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。
(7)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。
6、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,扰动土质,破坏板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力,依靠附加起吊力的作用将桩拔除。
(2)拔桩时应注意事项
①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。
②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。
③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。
④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。
⑤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。
7、板桩土孔处理
对拔桩后留下的桩孔,必须及时回填处理。
回填的方法采用填入法,填入法所用材料为砂。
二、槽钢支护的施工工艺及施工程序
槽钢支护根据本工程场地地质情况特点,本工程槽钢主要作用是为了防止基坑塌方,管道基槽采用[25a槽钢、钢板支护,桩长9m,基槽开挖前围护桩入土深度3m,基槽在开挖前要和设计图中的水位进行比较,如果水位高于井底,则设沙管井进行降水作业,沙管井深度应大于井底10m以上,安排一口沙管井降水。
施工时采用钢板桩围护法施工。
3.槽钢及围护施工
槽钢打设前先在距基槽边沿外侧1m位置测放施工位置,保证基槽施工空间。
(1)材料选择。
采用[25a槽钢和-10厚钢板。
(2)槽钢、钢板检验
由于本工程的槽钢、钢板用于基槽的临时支护和止水,故不需进行材质检验而只对其做外观检验,以便对不符合形状要求的槽钢进行矫正,以减少打桩过程中的困难。
外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等内容。
检查中要注意:
①、对打入槽钢有影响的焊接件应予以割除;②、有割孔、断面缺损的应予以补强;③、若槽钢有严重锈蚀,应测量其实际断面厚度,以便决定在计算中是否需要折减。
原则上要对全部槽钢进行外观检查,对不符合要求的槽钢需进行矫正。
5、槽钢吊运及堆放
装卸槽钢宜采用两点吊。
吊运时,每次起吊的槽钢根数不宜过多,并应注意保护锁口免受损伤。
吊运方式有成捆起吊和单捆起吊、钢筋捆扎、专人指挥。
槽钢堆放的顺序、位置、方向和平面布置应考虑到以后的施工方便,并按型号、规格、长度施工部位分别堆放,堆放的高度不宜超过2m。
7、操作方法
(1)、基线确定:
施工员的在基槽边龙门架上定出轴线,留出以后施工需要的工作面,确定槽钢施工位置。
(2)、定桩位。
按顺序标明槽钢的具体桩位,洒灰线标明。
(3)、打槽钢桩。
采用单独打入法,即吊升第一支槽钢,准确对准桩位,振动打入土中,使桩端透过砂层进入粘土层。
吊第二支槽钢,振动打入土中,如此重复操作,直至基槽二侧槽钢桩打设完成。
(4)、围檩、支撑
为加强槽钢墙的整体刚度,沿槽钢墙全长设置围檩,围檩用槽钢组成,通过拉杆固定。
在二道槽钢墙上另用槽钢做支撑,在支撑上另用槽钢或角钢做角撑。
槽钢之间用木板填塞。
如右图所示。
(5)、回填
基槽围护完成后,尽快安装排水管,为了不将铁路基础的稳固性破坏,防止拔取槽钢时引起塌方,因此管道安装完毕后,不进行槽钢拔取就立即进行回填处理,回填一般用挤密法或填入法,所用材料为中砂和道渣。
第五章基坑开挖及排水
一、基坑开挖
由于管槽开挖的土方量不大,每延米开挖出土量平均约18m3,每个作业段用二台挖掘机开挖与人工配合清底的方式,挖土要遵循“纵向分段、竖向分层先支后挖”的原则进行。
(一)拉森钢板桩支护管沟开挖
基坑深度H<6000㎜,采用9米长III型拉森钢板桩加二道内支撑进行基坑支护,第一道支撑距地面1000㎜,第二道支撑在挖至基底后安装。
(1)基坑开挖配备二台挖掘机,采取分层分段对称进行,在开挖过程中掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点,遵循“竖向分层、纵向分段、先支后挖”的施工原则。
(2)在基坑开挖过程中先掏槽安装-500mm(或-1000mm)处钢围檩、架设钢支撑,以尽早对围护结构进行支撑。
自卸汽车运输,基底以上30cm采用人工突击开挖,严格控制最后一次开挖,严禁超挖。
(3)分段开挖两端设截流沟和排水沟,渗水及雨水及时泵抽排走。
雨季
备足排水设备,做好预警工作,确保基坑安全。
(4)开挖过程中,按既定的监测方案对基坑及周围环境进行监测,以反馈信息指导施工。
(注:
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