深基坑支护方案.docx
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深基坑支护方案
深基坑支护安全专项方案
1、编制依据
1.1《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；
1.2《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；
1.3《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009）；
1.4《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
1.5新建济青高铁W河特大桥施工图及其它相关设计资料；
2、编制范围及目的
2.1编制范围
本方案适用于xx高铁9标W河特大桥31#-43#墩承台施工，包括钢板桩施工、土方开挖、基坑防护、钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑等施工。
2.2编制目的
根据现场地质情况，采用钢板桩围堰，施工插打方便，锁口封水比较容易，效果好。
3、工程概况
3.1工程简介
W河特大桥位于xxxx镇，大桥全长3.367km。
31#墩--43#墩为跨W河段，W河河宽约400m，水深最深处5.27m，利用W河枯水期，先筑岛围堰提供施工作业平台，围堰顶面总宽度为26.6m，平均顶标高为13.809m，W河最低水位标高11.7m，围堰按1:
2放坡施工。
便道宽度为6m，围堰上下游两侧设置防护栏杆，栏杆距离坡顶边线0.5m。
如下图1、图2、图3所示
图1
图2
图3
3.2工程地质情况
W河特大桥31#墩--43#墩跨W河段地质层如图4所示:
图4
4、施工方案设计
4.1主要施工技术方案
W河特大桥31#墩--43#墩为跨W河段，共计13个墩，此段承台均深入河床面，利用筑岛围堰提供施工作业平台，进行深基坑围护结构施工，为保证基坑开挖时的稳定性及施工的安全性，并能迅速形成施工环境拟采用钢板桩加内支撑做支护结构的施工方案。
4.2主要施工步骤
第一步：
试桩，引孔和钢板桩正式施打前先进行试桩，以探明地质情况，确定施工工艺参数及获得进度控制指标。
第二步：
引孔，由于本段地质粗砂层、泥岩层较硬，σ0=200-450KP，钢板桩试桩施打无法用震动锤直接打入，钢板桩插打前必须先进行引孔达到设计标高，然后钢板桩进行施打，采用振动锤施打，以保证钢板桩的嵌固深度满足计算要求。
采用φ100、φ125旋挖钻机跳桩法引孔，31#墩--43#墩引孔平面布置图如图5所示。
图5
第三歩：
基坑开挖，钢板桩围堰施工结束后进行基坑开挖施工，基坑分三层开挖，第一层为5m以内采用220型挖机开挖，第二层5m～桩基顶采用长臂挖机、90型小挖机，第三层桩基顶～封底混凝土底采用高压射水抽砂吸泥、长臂挖机、60型小挖机交替施工方式施工。
土方采用自卸车外运弃土场，泥浆采用罐车外运至弃浆池。
坑内采用明沟、集水井排水。
基坑开挖信息见表1
表131#--43#墩台基坑开挖基本信息表
墩号
承台（长×宽×高）
基坑开挖尺寸
承台底标高
筑岛围堰顶标高
封底混凝土底标高
开挖深度
备注
31#
12.5×8.1*2.5
12.8×10.4
3.230
13.808
2.930
10.578
32#
12.5×8.1*2.5
12.8×10.4
3.198
13.808
2.898
10.910
33#
12.5×8.1*2.5
12.8×10.4
2.665
13.800
2.365
11.435
34#
12.5×8.1*2.5
12.8×10.4
3.132
13.805
2.832
10.973
35#
12.5×8.1*2.5
12.8×10.4
3.099
13.810
2.799
11.011
36#
12.5×8.1*2.5
12.8×10.4
3.067
13.812
2.767
11.045
37#
12.5×8.1*2.5
12.8×10.4
3.034
13.804
2.734
11.070
38#
12.5×8.1*2.5
12.8×10.4
3.001
13.816
2.701
11.115
39#
12.5×8.1*2.5
12.8×10.4
2.969
13.817
2.669
11.148
40#
12.5×8.1*2.5
12.8×10.4
2.936
13.815
2.636
11.179
41#
12.5×8.1*2.5
12.8×10.4
2.903
13.800
2.603
11.197
42#
12.5×8.1*2.5
12.8×10.4
2.871
13.811
2.571
11.240
43#
12.5×8.1*2.5
12.8×10.4
3.338
13.821
3.038
10.783
第四歩：
支撑体系材料选用及安装，本段基坑支护体系均采用拉森钢板桩Ⅳ型钢板桩+H型钢围檩及内支撑作为围护体系，结构尺寸12.8m*10.4m,围护体系共设置三道，第一道围檩为2H500*300型钢,斜撑采用φ600*10钢管。
第二、三道围檩为3H500*300型钢，斜撑采用φ600*10钢管，横撑采用φ600*10钢管。
基坑开挖至每道围檩下50cm，按照设计标高及间距焊接牛腿，安装围檩及支撑。
31#--43#墩台支护方案如图6、图7所示，每个墩钢板桩围护结构技术参数选用详见表2。
图6
第五步：
封底混凝土浇筑，基坑开挖至封底混凝土设计标高，浇筑封底混凝土，厚度为30cm，封底混凝土与钢板桩之间设置10mm厚竹胶板，减少钢板桩与混凝土之间摩擦阻力，以便钢板桩拔出。
第六步：
承台浇筑，待封底混凝土强度达到75%以上施工承台，承台浇筑完成后，前后两侧回填中粗砂，形成临时支撑，拆除第二、三道横撑方便墩身施工，保留斜撑。
图7
第七步：
墩身浇筑，基坑回填，拆除围檩支撑，拨除钢板桩，深基坑施工结束。
4.3基坑围护结构体系计算说明
根据31#--43#墩地质实际情况，比较其基坑开挖深度，由于33#墩基坑开挖深度最深为11.435m,所以本方案计算说明选择33#墩为例，计算说明详见附件。
表231#-43#墩钢板桩围护结构信息表
墩号
钢板桩型号
围檩（长×宽）
围檩规格
支撑规格
承台底标高
加台顶标高
第三道围檩标高
第二道围檩标高
第一道围檩标高
最小嵌固深度
31#
18m拉森IV
12.8×10.4
HM500×300
Φ600×10
3.230
6.730
7.180
10.180
13.180
6.63
32#
18m拉森IV
12.8×10.4
HM500×300
Φ600×10
3.198
6.698
7.148
10.148
13.148
6.59
33#
18m拉森IV
12.8×10.4
HM500×300
Φ600×10
2.665
6.165
6.615
9.615
12.615
6.07
34#
18m拉森IV
12.8×10.4
HM500×300
Φ600×10
3.132
6.632
7.082
10.082
13.082
6.53
35#
18m拉森IV
12.8×10.4
HM500×300
Φ600×10
3.099
6.599
7.049
10.049
13.049
6.49
36#
18m拉森IV
12.8×10.4
HM500×300
Φ600×10
3.067
6.567
7.017
10.017
13.017
6.46
37#
18m拉森IV
12.8×10.4
HM500×300
Φ600×10
3.034
6.534
6.984
9.984
12.984
6.43
38#
18m拉森IV
12.8×10.4
HM500×300
Φ600×10
3.001
6.501
6.951
9.951
12.951
6.39
39#
18m拉森IV
12.8×10.4
HM500×300
Φ600×10
2.969
6.469
6.919
9.919
12.919
6.35
40#
18m拉森IV
12.8×10.4
HM500×300
Φ600×10
2.936
6.436
6.886
9.886
12.886
6.32
41#
18m拉森IV
12.8×10.4
HM500×300
Φ600×10
2.903
6.403
6.853
9.853
12.853
6.30
42#
18m拉森IV
12.8×10.4
HM500×300
Φ600×10
2.871
6.371
6.821
9.821
12.821
6.26
43#
18m拉森IV
12.8×10.4
HM500×300
Φ600×10
3.338
6.838
7.288
10.288
13.288
6.72
5、资源配置
表3劳动力用量计划表
序号
工种
单位
数量
备注
1
焊工
个
8
2
普工
个
12
3
测量员
个
2
4
安全员
个
1
5
技术员
个
1
6
钢筋工
个
8
7
木工
个
8
8
混凝土工
个
6
表4钢板桩围护结构材料数量计划表
序号
材料名称
单位
单个墩台数量
4个墩台用量
备注
1
18m钢板桩（平桩）
根
116
464
2
18m钢板桩（角桩）
根
4
16
3
HM500*300
t
45
180
4
Φ600*10螺旋焊管
t
9.3
37.2
5
-20钢板
t
6.5
26
6
[28工字钢
t
0.6
2.4
7
竹胶板
M2
107
1391
13个墩用量
表5单个墩机械设备用量计划表
序号
机械设备名称
单位
数量
备注
1
长臂挖机
台
1
2
220挖掘机
台
1
3
自卸车
辆
4
4
泥砂泵
台
2
5
振动打桩机
台
1
6
25t吊车
辆
1
7
电焊机
台
4
8
污泥运输车
辆
3
9
70T履带吊车
台
1
10
高压水枪
台
4
11
混凝土罐车
辆
8
12
汽车泵
辆
1
13
旋挖钻
台
2
6、工期计划安排
表6单个墩施工进度计划表
序号
项目说明
计划天数
开始时间
结束时间
备注
1
钢板桩引孔
5
2016.7.27
2016.7.31
2
钢板桩插打
5
2016.8.1
2016.8.5
3
基坑开挖\围檩支撑施工
5
2016.8.6
2016.8.10
4
破桩头
2
2016.8.11
2016.8.12
5
封底混凝土施工
1
2016.8.13
2016.8.13
6
承台施工
3
2016.8.14
2016.8.16
7
墩身施工
6
2016.8.17
2016.8.22
8
围檩拆除及回填
4
2016.8.23
2016.8.26
9
钢板桩拔出
4
2016.8.27
2016.8.30
31#-43#墩施工进度计划：
2016.7.27-2016.12.1（详见附件2）
7、主要施工工艺及施工控制要点
7.1钢板桩引孔
7.1.1施工工艺流程
测量放样钻孔对中钻进注浆引孔回填
7.1.2钢板桩引孔施工工艺
引孔总体设计我们使用的钢板桩为拉森Ⅳ型，“U”型结构，高40cm、宽17cm、长15m，采用直径100cm和125cm的旋挖钻机交替引孔，所引孔的中心线与钢板桩围堰轮廓的中心线保持一致，相联两孔的中心间距170cm，利用200振动锤强行插打，确保钢板桩底部与岩层的紧密结合，提高整体的稳定性和止水效果，每个引孔之间咬合27.5cm。
旋挖钻引完的孔位用黏土回填密实，以便钢板桩的插打。
7.1.3引孔施工控制要点
（1）每个引孔中心位置必须控制准确，保证相联孔之间的咬合尺寸满足要求，确保形成连续的整体。
（2）为了提高引孔效率，现场不埋设钢护筒，根据现场土质情况确定泥浆比重，必要时加入少量的纤维，保证护壁效果、防止孔壁坍塌。
（3）选择功率较大、钻杆较粗的旋挖钻机引孔，避免钻杆变形偏位，影响孔洞垂直度。
（4）采用“跳桩法”引孔，即先施工奇数直径100cm的孔，然后再施工偶数直径125cm的咬合孔，防止偏孔。
如果按顺序一个接一个咬合引孔，会出现孔位严重偏位的情况，因为已经引完的一侧松软，未引的一侧岩层坚硬，钻头所受阻力不均匀，会向阻力较小的（已经引完的松软一侧）方位偏移，达不到预期的引孔效果。
7.2钢板桩施工方法及流程
7.2.1钢板桩施工工艺流程
测量定位挖沟槽插打定位桩安装导框钢板桩吊装就位振动锤夹正钢板桩调整好钢板桩与导框距离下到土面插打钢板桩钢板桩合拢
7.2.2钢板桩的插打施工方法
先施打定位桩，施打完成后测量平面位置及垂直度，满足要求后，利用锁口导向及定位导向依次施打钢板桩。
如图所示
图8
7.2.3钢板桩施工控制要点
将事先加工好的定位桩精确垂直安设于基坑定位线上，并用与导梁工字钢焊接牢固，确保插打第一片钢板桩的垂直度。
第一片钢板桩以导梁为定位、垂直插（此项工作应反复仔细校正钢板桩位，确保垂直）至设计标高。
其余各钢板桩，则以已插好的钢板桩为准，起吊后人工扶持插入前一片钢板桩锁口，然后用振动锤振动下沉。
插入桩位的钢板桩需紧靠导梁。
插打一片或几片后，将已插好的钢板桩点焊固定于导梁上。
整个施工过程中，要用锤球始终控制每片桩的垂直度，及时调整。
插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合拢”的施工要点。
7.3围檩及内支撑施工方法及流程
7.3.1围檩内支撑施工工艺流程
测量定位第一道围檩标高开挖至第一道围檩设计标高安装第一道牛腿安装第一道围檩安装第一道斜撑测量定位第二道围檩标高开挖至第二道围檩设计标高安装第二道牛腿安装第二道围檩安装第二道斜撑测量定位第三道围檩标高开挖至第三道围檩设计标高安装第三道牛腿安装第三道围檩安装第三道斜撑及横撑如图9所示。
7.3.2围檩内支撑施工方法
钢板桩施工完成后，安装围檩及内支撑，围檩及内支撑上下共设置3道。
竖向间隔3m设置一道，围檩采用HM500*300型钢，横向支撑及斜撑采用Φ600加厚钢管。
按设计高程预先焊好短牛腿，牛腿采用[28槽钢加工，牛腿按3m间距设置。
待各围檩安装并连接就位后，再与钢板桩焊接牢固。
围檩合拢段按实际丈量长度在现场加工改制。
7.3.3围檩内支撑控制要点
（1）基坑土方开挖过程中同时进行内支撑的安装，以防土压力过大影响基坑内的施工安全。
（2）内支撑自上而下的设置，边挖边安装。
图9
（3）钢围檩（HM500*300）型安装在牛腿上，围檩接长采用缀板连接，安装围檩时接长焊缝错位拼装，围檩拼装、牛腿安装详见图10。
（4）横撑\斜撑使用φ600mm×10mm的螺旋焊管，各道支撑与围檩之间进行满焊连接，并保证焊接质量。
及时安装斜撑。
支撑与围檩焊接位置加垫20mm厚的钢板，使围檩上的力更加均匀地传到支撑上，以起到更好的支撑的作用。
支撑与围檩的材料、制作、焊接必须严格按要求施工，要特别注意检查钢材对接时的焊接质量。
图10
7.4基坑开挖
7.4.1基坑开挖施工方法
钢板桩打设施工结束后进行基坑开挖，本工程基坑开挖采用明挖法施工，土方开挖必须配合支撑的施工，分层进行开挖和支撑施工。
7.4.2基坑开挖控制要点如下：
（1）基坑开挖情况若与勘查报告不符时，应及时通知设计单位变更相应的设计参数调整设计方案；
（2）基坑顶部2.0m范围内，地面严禁堆放荷载及施加动荷载；
（3）基坑顶部周围应设置安全、可靠的护栏设施，高度1.2m；
（4）土方开挖至离坑底1m左右时，即应设置标高控制桩，以水准仪严密控制开挖深度，防止挖土超过坑底标高；
（5）基坑开挖至支撑下0.5米时，必须及时安装支撑；基坑开挖时派专人指挥挖机或吊车，注意施工中对支撑的保护；
（6）做好雨季的防水，降水工作，保证基坑的安全；开挖过程中坑底及时设置集水坑，及早排除坑底积水，且备足基坑渗漏水堵漏时所需材料，确保施工中发现渗漏水及时处理。
（7）开挖过程中随开挖随时在基坑四周施做时排水沟和集水井，及时排干坑内积水，确保开挖过程中基坑内不能出现明显积水。
基坑开挖至设计高程后，于基坑四周沿钢板桩设置一道20×20cm的排水沟，在基坑的四个腿落各设置一个集水井，集水井按60*60cm施工，井底较基坑底面低50cm，每个集水井放置一台潜水泵，将坑内积水及时排除。
7.5封底混凝土
封底混凝土按干挖至设计标高后浇筑普通混凝土考虑。
开挖过程中，如渗透水较多，开挖的过程中配备足够的水泵进行抽水，确保基坑底无积水。
开挖至坑底设计标高前预留20～30cm人工清理整平，并于基坑四周沿钢板桩侧修筑排水沟，于基坑四腿挖集水井，安装水泵抽水，以确保封底混凝土浇筑前基坑内无明显积水。
基坑封底混凝土厚度0.3m，封底砼标号C40,若大量渗水，则采用水下封底混凝土，厚度为0.6m。
7.6钢板桩围护结构拆除
7.6.1钢板桩围护结构拆除施工方法
待墩身施工结束后即可进行钢板桩围堰拆除工作，钢板桩围堰拆除工作与围堰施工程序相反进行。
首先回填土至第三道围檩标高处，拆除第三道围檩及内支撑，其余按此步骤进行直至最顶一层围檩拆除完毕。
对于封闭式钢板桩墙，拔桩的开始点离开桩角5根以上，必要时还可间隔拔除，拨桩的施工顺序与打桩顺序相反。
7.6.2钢板桩围护结构拆除控制要点
（1）拢桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的阻力，然后边振边拢。
对较难拔出的板桩可先用振动锤将桩振打下100～300mm，再与振动锤交替振打、振拔。
为及时回填拔桩后的土孔，在把钢板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。
（2）履带吊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。
（3）供振动锤使用的电源应为振动锤本身电动机额定机功率的1.2～2.0倍。
（4）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。
（5）拆除围护结构过程必须时刻注意施工安全。
7.7基坑监测
7.7.1监测依据
（1）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）
（2）《建筑变形测量规范》JGJ8-2007
（3）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
（4）《工程测量规范》GB50026－2007
（5）基坑围护设计说明和施工图纸
7.7.2监测目的
为了确保围护结构的安全施工，必须对整个基坑施工过程和内部结构回筑过程进行施工监测。
对深基坑施工过程进行综合监测非常重要：
可以验证支护结构设计，指导基坑开挖和支护结构的施工或及时对局部进行加固调整；保证基坑支护结构的安全；确保施工人员、机械的安全。
7.7.3监测项目
根据规范要求，结合现场情况和地区经验，基坑顶部周围土体的水平、垂直位移；围护结构物顶部水平位移及沉降值；支撑系统的内力监测。
7.7.4监测点布置
按《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）规范布置监测点。
每天对钢板桩的高程和外侧土体位移观测均不少于2次，监测桩顶向基坑
内外的偏移量。
位移观测桩使用长度不小于2m的φ16螺纹钢筋打设至地下，顶部使用砂浆围固，观测桩离钢板桩距离：
短边方面侧2m，短边方向远离河道侧5m，长边方向4m。
沉降观测点设4个，布置在每个边方向的中间位置钢板桩上，用红色油漆做出明显标记。
测点布置如下图11所示。
7.7.5监测方法
（1）基坑顶部周围土体的水平、垂直位移
①监测仪器：
采用电子水准仪和电子全站仪。
②监测方法：
在通视条件良好且不受基坑开挖影响的地点设置叁个基准点，其中一个点放全站仪，另一个作为后视点，还有一个点作为备用和
图11
检查点（在前面有控制点被破坏时再使用）。
然后用全站仪测出各水平位移监测点的坐标。
第一次是初值，相对位移为零，以后每次测出的坐标与第一次坐标值相比较，计算出各点的水平位移；垂直位移（沉降）测量用苏电子水准仪配备沉降测量专用尺进行水准闭（附）合水准网精测量，测量三等水准测量标准进行外业观测。
表7沉降监测等级及精度要求表
等级
高差
中误差
视线
长度
前后
视距差
前后视距
累积差
视线
高度
闭合差
二级
≤0.5mm
≤50m
≤2m
≤3m
≥0.2m
≤10√n
围护墙顶位移观测关键在于基准点的选取，应确保起始点无位移或沉
降。
其次由于本工程要监测的范围较大为了得到可靠的监测成果在沉降测量外业后要注意数据分析和平差计算。
（2）围护结构物顶部水平位移及沉降值
监测仪器及监测方法同上
（3）支撑系统的内力监测
监测仪器：
采用振弦式轴力计
监测方法：
轴力计安装在支撑端头，可确定支撑轴向荷载和偏心荷载，
钢支撑变形主要体现在位移上，采用视准线法和水准法量测
7.7.6基坑监测报警值
结合规范，各监测内容的报警值如表8。
表8
序号
监测项目
累计值（mm）
变化速率（mm/d）
1
桩顶水平位移
30
3
2
桩顶竖向位移
20
2
3
周边地表竖向位移
35
3
4
支撑内力
60%f
7.7.7监测频度
施工前按规定进行初测，基坑开挖深度0～5m应1次/2d、基坑开挖深度5～10m应1次/1d；底板浇注后，1d～7d应1次/2d、7d～14d应1次/3d、14d～28d应1次/5d、大于28d应1次/10d。
当出现下列情况之一时，应加强监测，提高监测频率，并及时报告监测结果：
（1）监测数据达到报警值；
（2）监测数据变化量较大或者速率加快；
（3）基坑及周边大量积水、长时间连续降雨；
（4）基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值；
（5）周边地面出现突然较大沉降或严重开裂；
31#-43#基坑按Ⅰ级监测，现场监测、资料分析、监测成果由委托单位中铁十局集团济南勘察设计院负责实施。
8、质量保证措施
8.1开挖，安装过程中要密切注意土壤的移位变化。
8.2要得注意的是由于钢板桩在插打过程中受各种因素影响，整个夹具
的侧面顺直度会出现一定的偏差，夹具安装后与钢板桩之间会留有一定的间隙。
锤击中,保证锤.夹具。
桩三者轴线共线,以免偏击。
8.3拉森桩打入底标高，紧密咬口式呈长方形，弯曲的拉森桩不得使用。
8.4围护拉森桩打好后，首先检查拉森桩的咬口，如发现有脱缝时在开口处补插钢板桩，以减少缝隙中漏水、漏泥现象。
其次检查水平联系圈梁和支撑的安装情况是否符合设计要求。
8.
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