海德路基坑维护工程施工组织设计.docx
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海德路基坑维护工程施工组织设计
第一部分、基坑围护施工方案
一、工程概况
1、主体情况：
新建铁路天津至秦皇岛客运专线工程一标段滨海站的海德路框构中桥，位置在左线中线里程为DK42+219.80处，为四孔框构中桥，跨度为9.77+2*19.53+9.77，桥宽17米，桥身为钢筋砼结构。
基础为φ500管桩（桩长32米）桩项铺50㎝厚碎石垫层，碎石垫层上面为20厚C20砼垫层，垫层上为钢筋砼底板。
其中基底高程为5.77米。
土方挖深为6.0米，依据有关规定，需编制基坑围护专项施工方案。
2、工程地质及水文地质条件：
由地质报告可知，地面以下16米以内土质情况分布：
1）0～2米为黏土；2）2～4米为粉土（砂）；3）4～6米为淤泥质土；4）6～16米为淤泥质黏土。
地下水位在0.5米～1.0米之间，但经挖掘观察，地下水位在-4.0米以下。
二、围护方案的围护范围
海德路是一条拟建道路,它在本工程及拟建的动车走行线下穿过。
设计单位为天津市塘沽区市政设计院，建设单位是天津市塘沽区政府。
建设此桥的目的除了做为预留外，更重要的是改移塘黄公路。
施工顺序为：
海德桥施工塘黄公路临时过渡工程拆除塘黄公路施工塘黄公路处客专路基。
根据现在情况及条件，围护方案拟采用以下方案
附注：
围护结构边与管桩边的距离50cm,围护结构水平延伸的长度与海德路过渡施工单位协商确定。
三、围护结构的形式选择
经过多方面的市调查，比较适合本工程围护方案的结构形式有钢板桩围护、SMW工法桩围护、旋喷桩围护。
现将几种围护进行分析比较：
方案对比分析表
序号
对比项目
方案一
方案二
方案三
方案四
插拔40a型钢
SMW工法桩
旋喷桩
插拔钢板桩
1
有无施工经验
桥一队有
有
有，但不多
有
2
可行性
有成功的也有失败的
可行
可行
可行
3
安全方面
根据土质情况，有一定的危险性
安全系较高
安全系较高
安全系较高
4
质量是否容易控制
不易控制
较容易控制
容易控制
容易控制
6
对环境是否有污染
没有
不大
不大
没有
7
施工速度
10天
20天
26天
8天
8
成本
低
中等
高
低
9
下雨对施工的影响
不大
不大
较大
不大
10
现场是否具备施工条件
具备
具备
具备
具备
注明：
经济方案比较表见附表一
根据以上的分析对比，建议采用钢板桩围护结构施工
四、钢板桩围护设计方案
围护结构采用拉森钢板桩拉锚形式，钢板桩为15m长的拉森OT22型，板桩墙内皮与碎石垫层外边线重合，用HRB335Φ32钢筋取为拉锚杆，2[25C槽钢钢板桩双拼作围檩，锚桩采用12m长拉森OT22型桩替代，隔一锚一。
拉森板桩施打采用单层围檩法施工，尽量减少倾斜误差的积累，保证实现封闭合拢，满足板桩墙的质量要求。
锚桩施工采用单独打入法，其轴线位置应准确，质量要求同板桩墙。
锚杆入地50cm，用C20砼保护，杆端用2Φ32钢筋绑条固定，绑条与拉锚杆双面满焊。
板桩围檩与板桩之间，有间隙处需用钢楔块楔紧，以求板桩正确受力。
形式如下图:
基坑部分开挖深度6.0m。
五、钢板桩施工方案
1施工工艺流程
基线确定定桩位钢板桩施打围檩、角撑、支撑土建施工
拔桩
2、操做方法
⑴、基线确定：
测量员的在基坑边龙门架上定出轴线，留出以后施工需要的工作面，确定钢板桩施工位置。
⑵、定桩位。
按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。
⑶、钢板桩施打。
采用单独打入法，即吊升第一支钢板桩，准确对准桩位，振动打入土中，使桩端透过粘土层进入淤泥层。
吊第二支钢板桩，卡好企口，振动打入土中，如此重复操作，直至基坑钢板桩完成。
钢板桩施打时，由于钢板桩制作本身的误差、打桩时的偏差、施工条件的限制，使帷幕的实际长度无法保证按钢板桩标准宽度的整数倍，故此钢板桩帷幕转角及最终封闭合拢有相当难度。
调整的办法，有采用异形钢板桩来闭合或通过调整帷幕轴线用标准桩实现闭合。
由于本工程钢板桩墙精度要求不高，故采用后一方法来实现转角的闭合，即在转角处两侧各以10根钢板桩的宽度来调整轴线实现闭合。
如出现部分钢板桩长度不足，可采用焊接接长，用鱼尾板焊接法。
接长时避免相邻两桩接头在同一深度，接头位置应错开1M以上，且间隔放置打桩。
⑷、围檩、支撑、角撑
为加强钢板桩墙的整体刚度，沿钢板桩墙全长设置围檩，围檩用槽钢组成，在池横断面用槽钢连接相对
侧钢板桩作为支撑。
为稳妥起见，
在钢板桩墙转角上另用槽钢
或角钢做角撑。
如右图所示。
⑸、钢板桩拔除
土建工程完毕后即进行钢
板桩的拔除。
采用振动锤等来进行钢板桩的拔除，即利用振动锤产生的强迫振动扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊的作用将桩拔除。
钢板桩拔除后留下的桩孔，必须即时做回填处理，回填一般用挤密法或填入法，所用材料为中砂。
3、变形观测
为确保围护结构正常工作，防止发生板桩位移大而影响施工，故需对钢板桩的位移进行跟踪观测，以便发生险情及时采取加固补强措施，板桩观测方法：
a:
在板桩墙两端外侧15m的板桩墙轴线上设立轴线控制点，控制点须在锚桩外侧或更远处的稳固点，控制点须稳定，并加以保护。
b:
在板桩顶部用红漆标出轴线位置，标记间距不得大于15m;控制点、位移标记应在开挖前布置，用红三角标示。
C:
观测采用挂线尺量的简易方法，但所挂麻线须挂直，尺量使麻线不得摇晃，若风大或挂线有困难时，采用经纬仪观测。
d:
在挖土期间及挖土完成后每天二次观位移测，即上班后一次，下班前一次，直至位移稳定。
当板桩位移速度发展较快时，应跟踪观测。
e:
当发现总位移超过100mm或日位移量大于20mm时应立即通知停止施工，及原位回填，通知施工、技术部门采用相应措施。
f:
观测数值应做好记录。
4、为方便框构桥基础处理在框构桥出口一侧设14.4米，1:
2放坡的坡道进入基坑进行施工。
六、排水施工措施
（1）根据该场地地下水埋藏条件、基坑开挖深度、本工程实际情况以及场地附近地区已有的施工经验，拟采用管井降水方案降低地下水位，即在基坑坑内四角各布设一个排水深井，由排水井统一将地下水抽出，达到阻截基坑外围地下水流入基坑的目的，从而满足基础施工对降水、排水的要求。
（2）在基坑四周及时设置排水明沟，挖b=300mm，h=500mm的沟，坑中增设2道过水明沟，b=200mm，h=250mm，将沟中水引至集水坑中。
（3）设4台50潜水泵抽水。
将水抽走，抽水期自挖土至基础回填土施工完停止，三班不停连续排水。
3、本工程施工期间正值雨季，为防止因雨水而使基坑积水，在坑内布置排水沟及集水井，利用潜水泵抽出基坑。
另外，为防止地下水回流，在基础垫层下纵横、向布置排水盲沟，盲沟纵坡流向基坑四周的排水沟，使地下水流向排水沟。
九、施工进度计划
1、总体安排：
我单位将根据图纸及现场情况，确认工期，计划2009年8月16日开工，总工期为15天，
2.计划安排
施工进度计划表
序号
施工项目
单位
数量
开工日期
完成日期
日历天
8月
9月
11月
12月
20
25
30
5
10
15
20
25
25
30
5
1
工法桩施工
m
195
2009/8/20
2009/9/4
15
2
冠梁施工
m
195
2009/9/5
2009/9/9
5
3
第一道锚杆施工
根
98
2009/9/10
2009/9/15
6
4
第二道锚杆施工
根
140
2009/9/18
2009/9/23
6
5
拔除型钢
根
216
2009/11/23
2009/12/2
10
十、安全施工措施：
本工程的安全目标是在整个项目施工期间坚决杜绝各类重大责任事故、人身伤亡事故、消防事故、治保事故、交通事故、扰民事故及各类传染病发生。
安全管理领导小组
组长：
栗尚明
副组长：
宋仁江、钟字锐
组员：
郝友林刘焕新赵云峰、王盛
1.组织措施
①现场成立安全生产工作小组，设置专职安全员全面负责施工期间的安全工作，各班组设立兼职安全员负责具体检查监督工作，现场建立安全生产保证体系。
②坚持执行施工前的安全技术交底会议制度和开工前的安全教育制度，明确本工程的安全目标，落实各个岗位的安全职责。
③每周召开安全工作会议，进行安全工作的总结和布置。
④开展安全活动，在现场布置安全标语、横幅等，积极进行安全知识宣传教育。
⑤认真执行安全规程和操作要求，严禁违章作业，杜绝各类事故发生。
⑥对于各类安全违章行为坚决进行处理，限期整改。
⑦做好每天的安全生产记录，并填写安全日记。
2.用电措施
①开工前，专业电工和技术负责一起指导现场施工用电。
②所用配电箱采用苏州市建筑施工统一的配电箱，实行一机一闸一漏电保护装置。
主要配电箱均作接地，以防止感应电伤人。
③照明线路不能与动力线路混用，钻机、输浆泵等使用的拖缆，必须严格检查，不能使用绝缘性能差的或有破损的电缆。
④机械设备（如钻机、电焊机等）移位、电器检修时必须断电操作，严禁带电操作，并挂上警示牌。
移位时，须有专人指挥，专人照看电缆，防止电缆压坏损伤。
⑤移动电器、修理电器由专业电工进行，非专业人员严禁操作。
⑥所用配电箱漏电保护装置每天由专业电工进行检查，并在相应表格上记录。
⑦施工现场用电严格遵守《施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）》。
3.消防安全措施
①由队长、安全员组成现场消防安全领导小组，具体负责落实防火安全工作，以备突发情况下迅速采取行动，减小影响程度。
②健全消防制度，施工现场安排专人、专职负责，一旦发现隐患，立即进行消除。
③钻机、食堂、宿舍及材料仓库四周按照规定设置足够的灭火器，并由安全员检查落实到位。
④酸碱泡沫灭火器指定专人维护、管理、保养，定期调换药剂，标明换药时间，确保灭火器效能正常。
⑤场区或生活区，禁止私接电线，私接违章电器；严禁使用煤油炉、电炉烧煮。
⑥进行电焊、气割作业人员必须持证上岗，并实行动火申报制度，动火必须具有“二证一器一监护”才能进行。
⑦现场电焊、气割作业必须符合防火要求，严格执行“十不烧”规章制度。
⑧工地中的易燃易爆物品（如汽油、氧气瓶、乙炔瓶等）都必须按照规定设置，妥善保管。
⑨调查清楚施工现场周围道路两侧的城市专用消防龙头；进入工地的道路保持畅通，宽度不小于3.50m。
⑩加强警卫人员上岗责任心，每天上班后对工地临时设施进行一次防火巡查，消灭事故隐患。
4.现场施工操作区域防护措施
①搅拌桩钻机卷扬机滚筒系统设置封闭式防护罩。
②上钻塔操作必须配带安全带，塔上作业，塔下禁止站人，塔上作业时必须有人监护。
③吊车作业时，起重臂下严禁站人，并有专人统一进行指挥、调度。
④栏杆材料选用脚手架或Φ16以上钢筋，防护高度应有1.20米左右；并用黄黑油漆进行标注，设置醒目的安全标志。
5.操作措施
①搅拌桩第一次下沉预搅时，必须密切注意钻杆和电动机的负荷情况，遇到障碍物后，不得强行下钻，应注意操作方法，可通过转动一根钻杆来避开障碍物。
如仍不行，则停钻，分析原因，查明情况后再进行处理。
②起重、吊放必须采用无损钢丝绳，并用U形环十字卡牢固定部位，以防止滑扣。
③上塔进行动力头维修时，必须将刹车抱闸卡死，以防松动造成事故。
④忌用手直接搬运、移动滚筒和钢梁，必须采用撬棍、麻绳等工具，以防压伤。
钻孔桩施工搬运、拆卸导管，必须采用套圈（车胎或三角皮带）。
⑤搅拌桩输浆胶管下必须垫铺柔软物品，如草包、塑料袋等，以防输浆震动胶管摩擦造成胶管破裂。
⑥施工中任何操作者均不能擅自离开各自的操作岗位。
⑦灰浆台操作人员务必戴好防尘防护用品，扎紧裤口、袖口和领口，以免粉尘粘附皮肤。
6.锚杆施工应注意的几项目措施
①派专人对边坡开挖进行看护，禁止车辆在开挖边坡上方停车，发现异常情况，立即停止施工并采取相应的措施。
②如遇到雨天将工作面进行苫盖，避免雨水进入混凝土面与原状路基的接缝。
③在护坡对应的环路路肩内侧，支围挡封闭临时停车带。
④锚杆外端部的连接应牢靠。
7、交通措施
①现场材料运输车辆出入口设立专人指挥车辆进出，以免交通事故的发生。
②施工现场特别是水泥仓库出入口周围，应有一块比较大的空地，以利于材料运输车辆转弯、调头、进出。
③混凝土车辆进入现场后，必须先观察好行进路线，将影响通行的物品搬开，同时铺好路基钢板，确保畅通。
④现场出土，随挖随清，并对未开挖边坡进行保护。
8.夜间施工
①在现场四周设置2个镝灯和各类机台照明灯具，使任何一个操作和人行角度都有足够的亮度。
②进行夜间施工前到环保局办理《夜间施工许可证》，经批准后再安排夜间作业。
③在夜间施工期间，注意降低噪音，杜绝使用空气压缩机，避免机具猛烈撞击，严禁大喊大叫等。
十一、文明施工措施
文明施工是建设单位、施工单位共同企望的，也是社会各界所关注的，是评判施工企业整体素质和管理水平的重要依据。
1.场容场貌、文明建设措施
2.工地进行围墙围设，实行封闭式施工管理。
3.在施工现场主要通道附近设置安全宣传标语、安全警示牌、安全管理规定、现场规章制度、安全、文明施工、管线保护无重大事故计数牌和场地平面布置图等。
由专业人员进行设计、美化，并保持清洁。
4.建筑材料划区域按规格堆放整齐，施工区域与生活区域分隔，场容场貌保持整洁、有序、文明。
5.施工现场设置环通的排水沟，如需通行车辆，则盖上铁盖板、钢筋盖板或混凝土盖板，以确保场地内无大面积积水。
现场设置沉淀池，以便对排入下水道的污水进行沉淀处理。
6.在现场四周的围墙建筑物、办公室外墙等地方，设置反映企业精神、时代风貌的醒目宣传标语。
7.开展文明教育，施工人员均应遵守市民文明规范。
8.加强工地治安综合治理，做到目标管理、制度落实、责任到人。
施工现场的治安防范措施有力，重点要害部位防范设施有效到位。
9.做好与周边单位的协调工作，专人负责协调与市容、交通、环保、环卫、街道和当地警署等单位的横向关系。
在开工前召开现场协调会，以后定期主动召开会议，听取他们对工程建设的有关意见和建议，保证工程文明、顺利施工。
10.现场施工人员统一佩带胸卡，着统一的工作服和安全帽，并统一进行管理。
11.废土处理措施
1）沟槽开挖挖起的沉淤、杂填土和深层搅拌桩施工产生的涌土以及施工场区内的废土废料集中堆置在场区内统一的堆放点，再进行外运处理。
2）场区内的废土每天安排保洁人员进行清扫，及时处理。
3）搅拌桩施工产生的涌土在施工后应立即进行铲除、平整。
4）废土外运时，在施工现场出入口必须安排保洁人员冲洗运输车辆，以防将废土带到马路上去。
5）严格执行“门前三包”措施，做到工地内污水不外溢，建筑垃圾集中堆放并及时清运。
6）工程竣工验收确保“场地清、无渣土垃圾”等。
十二、劳动力组织安排
本项工程主要管理人员现场工长1名，技术负责人1名，技术1名，安质员1名，机长2名，电、焊工各1名，施工人员10名。
合计：
17名；
十三、施工机械及设备
机械参数
机械名称
型号
数量
功率
使用部位
液压振动锤
MIL-2000
1台
安装于挖掘机上打钢板桩
履带式单斗挖掘机
W-1001
1台
1M3
挖槽、配合桩机作业及修路、吊液压振动锤
震动拔桩机
1台
45KW
拨钢板桩
气割机
1套
切割钢板桩
电焊机
XD1-200
2台
2KVA
钢板桩接长
经纬仪
J2
1台
测量放线
水准仪
1台
抄平、沉降观测
主要材料计划
主要材料计划表
序号
材料名称
规格、型号
单位
数量
使用时间
备注
1
水泥
普硅32.5
t
470
2009.08.20
2
工字钢
Ⅰ25b
根
217
2009.08.20
3
减摩剂
㎏
360
2009.08.20
4
钢铰线
φ15.2
根
228
2009.09.10
5
砼
C30
m3
78
2009.09.05
6
钢筋
综合
t
26
2009.09.01
7
苯板
10mm厚
m3
4.2
2009.09.01
十四、施工平面布置：
SMW工法桩施工，水泥罐、搅拌站如下图：
第二部分设计计算部分
一、设计参数及执行规范
1设计参数
✧基坑开挖深度：
6.0m；
✧地面施工超载取30kPa；
✧侧压力：
采用水土合算，土力学指标采用固结快剪峰值指标；
2执行规范
&国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
&国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
&国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
&国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
&国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）
&行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
&其他有关规范、施工操作规程、行业标准
二、围护结构计算
本次围护设计采用同济启明星基坑设计计算软件进行验算。
1启明星软件验算内容
（1）整体稳定性验算
（2）坑底、墙底抗隆起验算
（3）抗倾覆（踢脚）验算
（4）抗渗流验算
（5）围护结构变形
共设1道支撑，见下表。
中心标高（m）
刚度（MN/m2）
预加轴力（kN/m）
-1.5
100
二、地质条件
场地地质条件和计算参数下表，地下水位标高为-1m。
土层
层底标高（m）
层厚（m）
重度（kN/m3）
（）
c（kPa）
渗透系数
（m/d）
压缩模量
（MPa）
m（kN/m4）
kmax（kN/m3）
粘土
-2.24
2.24
18.3
5
15
1500
粘土
-3.94
1.7
20.1
25.2
20
12180.8
淤泥质粘土
-7.94
4
18.1
5
11
1100
淤泥质粘土
-14.04
6.1
17.9
5
10
1000
粘土
-29.04
15
20.1
25.2
20
12180.8
三、工况
工况编号
工况类型
深度（m）
支撑刚度
（MN/m2）
支撑编号
预加轴力
（kN/m）
1
开挖
2
2
加撑
1.5
100
1
3
开挖
6
工况简图如下：
四、计算内力弯矩包络图如下所示：
计算结果：
最大位移变形：
S=71mm
最大标准弯矩：
M＝509.3KN*m/m
第一道支撑最大轴力：
N=235KN/m
钢板桩强度检验：
初步选用OT22钢板桩，长度15米，惯性矩53584cm4/m,截面弹性模量2200cm3/m,
钢材材质S355J0C;
其最大抗弯能力：
M’＝355*2200/1000=781.0KN*m/m
安全系数：
K=781/509.3=1.53>1.4（满足）
五、计算内力弯矩包络图如下所示：
抗管涌验算:
按砂土，安全系数K=2.944
按粘土，安全系数K=3.762
六.材料：
钢板桩规格参数：
规格
厚度
宽度
单根高度
截面积
单根重量
惯性矩
截面模量
t（mm）
W（mm）
H（mm）
A （cm2）
Wt（kg/m）
I（cm4/m）
Z（cm3/m）
OT22
10
600
260
112.7
91.6
53584
2200
4.备注
该处场地土层软弱，抗剪强度较低，建议选用OT22及以上规格钢板桩，桩长不小于15米为宜。
基坑布置一道内支撑，坑内布置格构柱。
（1）工法桩结构验算
I25b型钢（水平间距0.9m）最大弯矩设计值为：
74.5×1.25×1.0=93.1kN*m/m，即每根型钢承受弯矩设计值不小于：
93.1×0.9=83.8kN*m，则
型钢满足抗弯要求；
型钢最大剪力设计值为：
113.3×1.25×1.0=141.6kN/m，
即每根型钢承受剪力设计值不小于141.6×0.9=127.5kN，则
，型钢满足抗剪要求；
（2）钢绞线抗拔承载力验算
Φ15.2钢绞线抗拔力设计值为184.8kN/根
第一道锚桩（水平间距2m）内置2根钢绞线，需要抗拔力设计值为
N=46.9×2.0×1.25/cos15°=121.8kN<369.6kN，满足抗拔要求；
第二道锚桩（水平间距1.5m）内置3根钢绞线，需要抗拔力设计值为
N=174.3×1.5×1.25/cos15°=336.6kN<554.4kN，满足抗拔要求；
（3）钢围檩截面抗弯验算
按（五跨）连续梁计算，第一道钢围檩（16号双拼工字钢）承受的弯矩设计值为：
由
M=0.107*232.4*1.5*1.5*1.25=69.94KN.M（应选用18号双拼工字钢）
由σ=Mmax/W=69.94*1000*1000/（185.4*2*1000）=188.6N/mm2﹤fy=215N/mm2
满足抗弯设计要求。
（4）桩土相互作用提供的斜锚桩抗拔承载力计算
滑裂面角度
，其中
为基坑底以上各土层的加权平均值：
则滑裂面角度：
锚桩自由段计算示意图
根据上图可得到各道锚桩的自由段长度，实际计算中按偏保守考虑,第一、二道锚桩的自由段长度分别取4.5m、3.0m。
由协会标准《加筋水泥土锚桩支护技术规程》（CECS147：
2004）第5.1.6条：
斜锚桩抗拔承载力设计值：
对于第一道锚桩长12m，主要位于2粉质砂土层内，旋喷桩与土的极限侧摩阻力
取45kPa：
；
对于第一道锚桩长9m，主要位于2粉质砂土层内，旋喷桩与土的极限侧摩阻力
取45kPa：
第二道锚桩长13m，主要位于3淤泥质粘土、4淤泥质粉质粘土层内，旋喷桩与土的极限侧摩阻力
取35kPa：
；
由
，取
（二级基坑）
对于第一道锚桩：
；
对于第二道锚桩：
；
故桩土相互作用提供的斜锚桩抗拔承载力满足设计要求
升级会员 