双港大桥承台基坑支护施工方案1.docx
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双港大桥承台基坑支护施工方案1
目录
一、工程概况1
二、编制依据2
三、总体施工流程2
四、施工队伍及工期安排3
五、机械设备与人员进场计划3
六、钢板桩基坑支护设计计算3
七、拉森钢板桩施工方法8
八、承台基底清理11
九、拉森钢板桩拔除12
十、质量制措施12
十一、支护结构及基坑周边的监控要求14
十二、应急方案14
十三、安全与环境保证措施15
十四、附图18
一、工程概况
1、概述
2、水文及地质条件
二、编制依据
1、依据施工组织设计；
2、依据工程施工图纸；
3、依据施工现场的实际情况；
4、地质勘测报告；
5、依据公路桥梁设计计算手册；
三、总体施工流程
施工准备→测量定位→导向桩制作→打钢板桩→一阶段开挖→焊接内支撑→二阶段开挖→排水→堵漏→清淤→封底→垫层→钢筋绑扎→模板安装→混凝土浇筑→钢板桩围堰拆除。
四、施工队伍及工期安排
针对承台施工的复杂性和工期的紧迫性，我部计划为本工程配备一支人员稳定，施工经验丰富的劳务施工队伍，以保证工程质量和工期要求。
五、机械设备与人员进场计划
主要施工机具、设备、人员组织情况如下表
序号
工种
人数
作业内容
机械名称及数量
1
电工
1
施工用电供应
/
2
电焊工
6
负责施工焊接
电焊机10台
3
吊车司机
2
25t/50t吊机的驾驶
25t、50t吊机各1辆
4
杂工
6
劳力补充、配属施工、劳务补充
/
5
挖掘机司机
2
挖掘机的驾驶
225挖掘机1辆
6
振动锤操作工
2
钢板桩的插打与拔除
8t履带式柴油打桩机
7
钢板桩
拉森Ⅳ
235
8
水泵
基坑底部抽水
4台
六、钢板桩基坑支护设计计算
现场条件：
1、基础深度-7.6m。
2、土的密度约为：
18.8KN/m3，内摩擦角Ф=20.1°
3、距板桩外1.5m均布荷载按20KN/m2计。
4、围堰内10cm厚C10封底砼。
5、拉森Ⅳ型钢板桩W=4670cm3，[f]=200MPa、
钢板桩平面布置、板桩类型选择，支撑布置形式，板桩入土深度、基底稳定性设计计算如下：
（1）作用于板桩上的土压力强度及压力分布图
ka=tgа（45°-φ/2）=tgа（45°-20.1/2）=0.49
Kp=tgа（45°+Ф/2）=tgа（45°+20.1/2）=2.05
板桩外侧均布荷载换算填土高度h1，
h1=q/r=20/18.8
=1.06m
+15.00m以上土压力强度Pa1：
Pa1=r*（h1+1.5）Ka=18.8*（1.06+1.5）*0.49
=23.6KN/m2
+15.00m以下土压力强度Pa2：
Pa2=[r*（h1+1.5）+（r-rw）*（15.00-11.95）]*Ka
=[18.8*（1.06+1.5）+（18.8-10）*3.05]*0.49
=36.74KN/m2
水压力（围堰抽水后）Pa3：
Pa3=rw*（15.0-11.95）=10*3.05
=30.5KN/m2
则总的主动压力（土体及水压力）Ea：
Ea=（23.6*2.56）/2+23.6*（2.56+3.05）+（36.74-23.6）*3.05/2+30.5*3.05/2
=226.8KN/m2
合力Ea距承台底的距离y：
226.8*y=23.6*2.56*3.05+2.56/3+23.6*3.05*3.05/2+（36.74-23.6）/2*3.05*3.05/3+3.05*3.05/2*3.05/3
=1.41m
（2）确定内支撑层数及间距
按等弯距布置确定各层支撑的间距,根据拉森Ⅳ型
钢板桩能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h:
h=
=393cm
=3.93m
根据具体情况，确定采用的布置如右图所示：
（3）内支撑反力
采用简支梁法近似计算各内支撑反力
P1=18.91×（1+1.06）/2+（18.97+23.6）×1/2/2+（23.6+34.74）×3.05/2/2+30.5×3.05/2/2=97.86KN/m
（4）钢板桩入土深度：
土的重度考虑浮力影响后，取r=8.8KN/m2
Kn=r（Kp-Ka）=8.8*（2.05-0.49）
=13.73KN/m3
则r*（Kp-Ka）*X*X*X*2/3*1/2
=1.41*226.8
得X=4.12
取安全系数K=1.1
X=1.1*4.12=4.53m
所以钢板桩的总长度L应大于：
L=12大于4.53+1.06+（16.5-11.95）=10.14m（满足）
选用钢板桩长度12.0m。
（5）基坑底部的隆起验算
考虑地基土质均匀,依据地质勘察资料,其土体力学指标如下:
r=18.8KN/m3，围堰用土采用c＞21.1Kpa，q=20KN/m2
由抗隆起安全系数K=2πC/（q+rh）≥1.2
则：
h≤（2πC-1.2q）/1.2r
≤（2*3.14*21.1-1.2*20）/1.2*18.8
≤4.8m
即钢板桩周围土体不超过4.8m时，地基土稳定，不会发生隆起。
实际施工中，尽量减小坑沿活载，同时适当降低板桩侧土体高度，以避免基坑底部的隆起。
（6）基坑底管涌验算
根据不发生管涌条件：
K=（h＇+2t）r＇/h＇rw≥1.5
r＇=rs-rw=18.8-10.0=8.8KN/m3,t=5.0mh＇=3.50mrw=10.0KN/m3
则K=（3.5+2*5）*8.8/3.5*10
=3.4＞1.5
即当钢板桩入土深度超过5.0m时，不会发生管涌。
（7）坑底渗水量计算：
Q=K*A*ι=K*A*h＇/（h＇+2t）
根据填土地质资料，土的综合渗透系数取0.08m/d
则Q=（0.08*9.8*9.2*3.5）/（3.5+2*5）
=1.86m3
根据其渗水量的大小，为到达较好的降水效果利于承台施工，在承台外侧与钢板桩之间设置4个降水井。
（8）围囹受力计算（9.8m）:
1、支承力：
R=478.24KN
2、
支承布置见右图。
3、弯矩
围囹采用Ⅰ32C，同时腹板每隔1米两侧加焊一道，翼板间焊接2米通长钢板，加焊缀板后形成封闭箱型结构。
4、弯矩
Mmax=1/8q（l2-4a2）=1/8*97.86*（4*32-3.82）=263KN/m
σ=Mmax/W=263/（537.7*2）=244.56＞235MPa考虑到腹板加劲以及封闭箱型结构因此可以满足要求。
七、拉森钢板桩施工方法
1、钢板桩施工
（1）钢板桩的选用
本工程选用拉森Ⅳ止水钢板桩进行施工，该钢板桩为小锁口，有很好的止水能力，考虑到本工程地质情况的需要，拟采用桩长为12米的钢板桩。
首先在板桩堆放基地对钢板桩进行分类、整理，选用同种型号的板桩，进行弯曲整形、修正、切割、焊接，整理出施工需要的型号、规格、数量的钢板桩。
钢板桩进场前需要检查整理，发现缺陷随时调整，整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将连锁口碰坏。
桩打入前将桩尖处的凹槽底口封闭，避免泥土挤入，锁口宜涂以黄油或其它油脂，对锁口变形、锈蚀严重的钢板桩，整修矫正。
转角处采用90度的转角桩。
（2）施工放样与定位
①将施工区域控制点标明并经过复核无误后加以有效保护。
②在打桩时两端拉线作为导向位置及高程控制标志。
（3）钢板桩打入总体施工顺序
钢板桩从基坑设计中心开始打入第一片钢板桩，然后逐步向两边插打，最初的一、二块钢板桩的打设位置和方向要确保精度，以起到样板的作用。
每完成3米测量校正1次，确保在同一直线上。
每排钢板桩施打完毕后，即与槽钢焊接牢固。
根据起吊能力确定逐根插打到稳定的深度，待全部插打完毕后再依次打到设计标高。
钢板桩合龙通过精确计算，确定龙口位置，配置相应规格的异形钢板桩，现场实测异形钢板桩的角度和尺寸，根据实际切割焊接异形钢板桩，以确保整个围堰的密封性。
（4）钢板桩打入施工工艺
①吊车停在离打桩点约4m左右的地点，侧向施工，便于测量人员观察。
挂上振动锤，升高，理顺油管及电缆。
②锤下降，开液压口，拉一根桩至打桩锤下，锁口抹上润滑油，起锤。
③锤下降，使桩至夹口中，开动液压机，夹紧桩。
上升锤与桩，至打桩地点。
④对准桩与定位桩的锁口，锤下降，靠锤与桩自重压桩至淤泥以下一定深度不能下降为止。
⑤试开打桩锤30秒左右，停止振动，利用锤惯性打桩至坚实土层，开动振动锤打桩下降，控制打桩锤下降的速度，尽可能的使桩保持竖直，以便锁口能顺利咬合，提高止水能力。
⑥板桩至设计高度前40cm时，停止振动，振动锤因惯性继续转动一定时间，打桩至设计高度。
⑦松开液压夹口，锤上升，打第二根桩，以上类推至打完所有桩。
打桩前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物，在打完钢板桩后，开始进行钢板桩围堰内的止水处理。
（5）土方开挖
①基坑土方必须分层均衡开挖，土方开挖过程中防止土方开挖设备碰撞支撑结构，避免超挖扰动基底原状土，基底200mm-300mm的土层应采用人工开挖。
②发生异常状况时，应立即停止挖土，并立即查清原因和采取措施，方能继续挖土。
③挖出的土方应及时运走，严禁将土堆放在基坑四周。
（6）施工注意事项
①导向桩打好之后，以槽钢焊接牢固，确保导向桩不晃动，以便打桩时提高精确度。
②线桩插打，钢板桩起吊后人力将桩插入锁口，动作缓慢，防止损坏锁口，插入后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入。
③钢板桩振动插打到小于设计标高40cm时，小心施工，防止超深发生。
④封口时，精确计算异形钢板桩的尺寸，确保止水质量。
（7）围堰抽水与支撑
钢板桩围堰封闭后进行挖土及抽水，挖土及抽水过程中应严格控制速度和高度，并在围堰顶端设置一道安全支撑。
当施工达到预定的深度后，应及时加支撑防护。
钢板桩全部焊接牢固到导向槽钢上。
考虑到本工程施工场地很小，水下地质情况较差，周围动荷载和主动土压力较大，因此决定在围堰内部采用双拼32C组合槽钢做成骨架进行支撑，以保证安全。
（8）清淤
在抽水及进行内部支撑的过程中用泥浆泵配合高压射水将围堰内的淤泥清除，清除过程中同时使用抽水机对围堰内进行清淤补水，保证内外水头差不大于50cm，以保证围堰安全。
清淤时及时测量坑底标高，如达到设计底标高，停止高压射水。
如果抽水后发现清淤不到位，用人工清除剩余淤泥。
（9）混凝土封底浇注
当清淤达到要求后，即可按常规进行干封底施工。
封底时在钢板桩围堰内侧支模，封底厚度为依据现场施工情况。
（10）防渗与堵漏
钢板桩打入之前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。
当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞。
八、基底清理
（1）排水
钢板桩支护止水完成后，进行基底清理工作。
在承台四角挖集水坑，周边做排水沟，用水泵及时排除围堰内渗水。
（2）垫层
在承台范围内浇注封底混凝土时，将顶标高做到基础设计底标高处，并保持承台范围干燥。
九、拉森钢板桩拔除
（1）施工要点
①钢板桩拔除采用振动锤，作业前对每个板桩的打入情况，作详细调查，以此判断拔桩作业的难易程度。
②在承台模板拆除完成后，进行支撑的切割工作，用吊车进行拔桩。
③在内支撑全部拆除完成后，进行钢板桩的拔除。
在拔桩时，采用振动锤进行拔除，拔一根清理一根。
并及时运走，以保证场地的清洁。
（2）拔桩注意事项
①为防止将临近板桩同时拔出，宜将钢板桩和加固的槽钢逐根割断。
②先割除钢板桩的支撑，然后再拔围堰钢板桩。
③拔出的钢板桩应及时清除土砂，涂以油脂。
变形较大的板桩需调直，完整的板桩要及时运出工地，堆置在平整的场地上。
④将钢板桩用振动锤再复打一次，可克服土的黏附力。
⑤按与打板桩顺序相反的次序拔桩。
十、质量控制措施
（1）在拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm，使用新钢板桩时，要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件，并详细丈量尺寸，检验是否符合要求。
（2）对组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢板桩组上下一致，误差不大于30mm，全部的锁口均要涂防水混合材料，使锁口嵌缝严密。
（3）为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分，为保证桩身垂直，于第一组钢板桩设固定于围堰支撑上的导向木，顺导向木下插，使第一组钢板桩桩身垂直，由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致，锁口间隙也不完全一致，桩身仍有可能倾斜，在施工中加强测量工作，发现倾斜，及时调整，使每组钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰，同时为了使围堰周边能为钢板桩数所均分，事先在围堰导梁上按钢板桩组的实际宽度画出各组钢板桩的位置，使宽度误差分散，并在插桩时，据此调整钢板桩的平面位置，使误差不大于4-15mm，当仍有困难时，将合龙口两边各几组钢板桩不插到河床，在悬挂状态下进行调整。
在无法顺利合拢时，则根据合拢口的实际尺寸制造异形钢板桩。
但要控制异形钢板桩上下宽度之差不超过桩长的2％。
（4）在使用拼接接长的钢板桩时，钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上，而且相邻桩的接头上下错开至少2m，所以，在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺利堆码，插桩时按规定的顺序吊插。
（5）在进行钢板桩的插打时，当钢板桩的垂直度较好，一次将桩打到要求深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即先将所有的桩打入约一半深度后，再第二次打到要求的深度。
（6）打桩时必须在桩顶安装桩帽，以免桩顶破坏，切忌锤击过猛，以免桩尖弯卷，造成拔桩困难。
十一、支护结构及基坑周边的监控要求
（1）对钢支撑焊缝施工工艺按照电焊工工艺标准。
（2）在基坑支护结构的使用过程中，应对支护结构和已有建筑物（道路、管线）进行监测，若遇到下列可能影响建筑物安全的情况之一时，若情况比较严重，应立即停止施工，并对支护结构和已有建筑物采取应急措施：
①当水平位移超过50mm，或位移速度达到2mm/d，且不能收敛。
②支护结构的支撑系统中有个别构件出现应力骤增、压屈、断裂、松弛和拔出的迹象。
③建筑物的不均匀沉降已大于相关规范规定的允许沉降差或建筑物倾斜速率连续三日0.0001H/d（H建筑承重结构高度）。
④基坑底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其它能够影响结构安全的征兆（如少量流沙、涌土、隆起、陷落等）。
⑤根据经验判断已出现其它必须加强监测的情况。
十二、应急方案
在土方挖至两米以下后，场地内保证有一台挖掘机随时调用，如发现开挖后，坡顶位移呈增大趋势且不收敛，立即用挖掘机挖向坡脚回填反压，直至位移稳定再采取加固措施而后再继续开挖，平时准备好300个编制袋，其中100个预先装满土，一旦发现位移增大不稳定时，可用土袋回填反压。
十三、安全与环保措施
（1）建立健全安全保证体系，使安全生产与环境保护工作制度化，经常化，保证工地的安全与环境保护工作贯穿整个工程施工的全过程。
（2）认真贯彻执行湖北省、鄂州市有关安全的方针政策、规章制度，对参与工程项目的职工进行教育和培训，牢固树立“安全第一”的思想，坚持“”安全生产,预防为主”的方针。
（3）做好安全工作交底，坚持工期讲安全，工中检查安全，工后评安全的“三工制”活动。
（4）项目经理及现场负责人对施工全过程的安全生产与环境保护工作承担领导和管理责任。
（5）根据钢支护的特点，以下主要工种应注意的安全事项：
①司机与起重工
司机与起重工必须是按劳动人事部门有关规定进行考核并取得合格证者。
司机必须了解所操作的起重机的工作原理，熟悉起重机的构造、各安全装置的功用及其调整方法，掌握该起重机各项性能的操作方法以及该起重机的维修保养技术。
不准斜吊物品，不准抽吊交错挤压物品，不准起吊埋在土里的物品。
有物品悬挂在半空时，司机操作人员不得离开工作岗位。
司机必须做好起重机的使用、维修、保养和交班记录的工作，严禁司机酒后上机操作。
②电焊工
电焊机外壳，必须接地良好，其电源装拆由电工进行。
电焊机要设单独的开关，开关应放在防雨的闸箱内，拉合应戴手套侧向操作。
焊钳与把线必须绝缘良好，连接牢固，更换焊条应戴手套。
在潮湿地点工作应在绝缘胶板或木板上。
更换场地移动把线时，应切断电源，并不得手持把线爬梯攀高。
雷雨时，应停止露天焊接作业。
工作结束时应切断电焊机电源，并坚持操作地点，确认无起火危险后，方可离开。
③振动沉桩机
振动沉桩时，禁止任何人停留在机架下方。
振动拔桩时，应垂直向上，边振边拔。
调整好偏心块后，应清楚箱内余物，方可试车。
打桩作业振动、噪声较大，打桩施工应按鄂州市、公司、项目的环境保护规定的时间段进行施工。
（6）“非施工人员不得靠近作业区”的安全警示牌挂好，同时现场施工管理人员须加强此方面的宣传教育工作。
（7）填筑平台周围施工人员、管理人员按要求作好以下安全防护工作：
必须穿上救生衣、戴安全帽、穿防滑鞋，不容许穿拖鞋或类似拖鞋的凉鞋上工地，并制定专项制度，安质部加强监督，对违章的施工人员、管理人员要进行经济处罚。
（8）警示灯、灯带要按要求安装，安质部负责制定专项的使用、管理制度，项目部设专人进行管理，负责电源的开、关控制工作和日常的检查、维修、更换。
（9）项目部编制专项施工方案，安质部要组织项目部全体职工认真学习，做到人人懂安全、人人监督现场安全施工，参与现场安全管理。
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