槽钢拉森钢板桩支护专项施工方案.docx
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槽钢拉森钢板桩支护专项施工方案
槽钢、拉森钢板桩支护
专
项
施
工
方
案
一、工程概况
本工程的主要内容有:
房屋保护采用施工单管旋喷桩,管道施工全线打木板桩、曹钢、拉森钢板桩开挖;Ⅱ级钢筋砼管道、钢筋砼渠箱作为排水管道工程,原道路拆除混凝土路面、基层等市政工程,
二、管道施工主要工程量
主要工程量:
挖沟槽土方:
7682m3。
管沟填石屑:
3801m3。
换填砂石:
785m3。
II级钢筋混凝土管:
850m;拉森钢板桩1426.77t;沟槽支护(槽钢)652t。
钢筋砼箱涵:
640m。
管道附构筑物:
雨水检查井15座;收水井44座;清淤泥量:
487方等。
三、施工总体安排
总体施工分两段进行,由于管道所处位置的场地土类型为软弱土、中软土,管道埋深较深,全线打槽钢及拉森钢板桩支护施工,特制定本工程的管道基槽开挖支护施工方案
四、施工工艺及方法
本工程管道基槽开挖采用II型6米或25C槽钢、Ⅲ型9米拉森钢板桩支护。
拉森钢板桩采用履带式液压挖土机KATO-1250的液压振锤的锤机施打,施打前先熟悉地下管线、构筑物的情况,准确放出支护桩中心线,控制打入精度。
1、钢板桩施工的一般要求
1.1钢板桩的设置位置要符合设计要求,便于管道施工,尤其是在检查井等其他各类井的边缘外留有支模、拆模的余地。
1.2基槽护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐,避免不规则的转角,以便标准钢板桩的利用和支撑设置。
各周边尺寸尽量符合板桩模数。
1.3在整个工程的管道施工期间,挖土、吊运、扎钢筋、支模板、浇筑混凝土、回填等施工作业中,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、钢板桩施工的顺序
2.1钢板桩位置的定位放线
2.2施打钢板桩
2.3挖土
2.4排污管、检查井等其他混凝土井的施工
2.5拔除钢板桩回填中粗砂
3、钢板桩的检验、吊装、堆放
3.1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:
1)对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除;
2)割孔、断面缺损的应予以补强;
3)若钢板桩有严重锈蚀,应测量其实际断面厚度。
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。
3.2钢板桩吊运
装卸钢板桩宜采用两点吊。
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具。
3.3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)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。
4、钢板桩施打
拉森钢板桩施工关系到施工止水和安全,是本工程施工最关键的工序之一,在施工中要注意以下施工有关要求:
4.1拉森钢板桩采用履带式挖土机(带震动锤机)施打。
4.2打桩前,对钢板桩逐根检查,剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩,不合格者待修整后才可使用。
4.3打桩前,在钢板桩的锁口内涂油脂,以方便打入拔出。
4.4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。
4.5施工中应根据具体情况变化施打顺序,采用一种或多种施打顺序,逐步将板桩打至设计标高。
钢板桩打设公差标准
项目
允许公差
板桩轴线偏差
土10Cm
桩顶标高
土10Cm
板桩垂直度
土2%
4.6密扣且保证开挖后入土不小于2米,保证钢板桩顺利合拢;特别是工作井的四个角要使用转角钢板桩,若没有此类钢板桩,则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。
4.7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。
4.8内支撑架设
经过计算拉森钢板桩支护可采用1-2道内支撑。
4.9拉森钢板桩的施工图见下:
5、挖土
5.1土方开挖应分段连续施工,开挖至板桩顶以下1.5米处,进行第1道支撑施工,开挖至板桩顶以下3.5米处,进行第2道支撑施工。
5.2围囹制做安装:
围囹及支撑根据不同的开挖深度按设计要求设置,根据设计位置在钢板桩内壁上焊围囹托架,然后吊装H型钢围檩并焊接加固。
5.3因本工程污水管道开挖区为软弱土、中软土,井点降水效果差,一般采用集水井集水潜水泵排水法,排除基槽渗水,保持基坑内无积水,减小土侧压力对扣板桩影响,便于污水管道施工。
5.4基坑周边(约一倍桩长)范围内尽量避免堆载。
5.5开挖过程中注意支护体系的变形观察。
5.6基坑内作业时,有专职安全员负责。
5.7在基坑开挖过程中需要注意的问题:
由于本工程在地下水位很高,钢板桩的垂直度及搭接十分重要,当钢板桩未贴靠在围囹上部分,需作加垫处理,使钢板桩的压力传到围囹及支撑上,支撑的材料、制作、焊接必须严格按图施工。
其次是挖土和支撑的架设施工过程必须紧密配合,挖土过程要保证安全的前提下,迅速为支撑施工创造工作面,支撑结构必须能较快地产生整体刚度或预紧力,两者配合就能较好地利用软土施工中的时空效应,有效地控制围护体系在受力后的变形。
施工中切不可超挖和不及时施加支撑,土方施工要求分层均匀高效,以使支护结构处于正常的受力状态。
6、钢板桩的拔除
基槽回填压实后,尽早拔除钢板桩,加快扣板桩周转速度。
拔桩后马上用中粗砂将桩孔灌实。
6.1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,破坏钢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。
6.2拔桩时应注意事项
(1)拔桩起点和顺序:
对封闭式钢板桩墙,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。
为及时回填拔桩后的土孔,当把板桩拔至比基础底板略高时暂停引拔,用振动锤振动几分钟,尽量让土孔填实一部分。
(3)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,振动锤连续不超过1.5h。
7、钢板桩土孔处理
对拔桩后留下的桩孔,及时采用中粗砂灌入密实。
五、安全施工措施
1、基坑顶周边设置连续封闭的安全护栏,防止人员坠落。
2、靠近基坑边增加多一道卸荷措施。
3、开挖前,先进行围檩施工,做好支撑后才能开挖至设计深度。
4、为切实保证施工人员安全,树立“安全第一,预防为主,综合治理”的思想,根据国家建设部颁发的安全检查评分标准制订具体措施。
5、建立安全保证体系,除企业已有的机构外,工地设立安全管理机构,工程项目设立安全小组、班组设安全员,形成一个健全的安全保证体系,工地的安全管理机构负责工地日常的安全工作,定期组织安全检查,对不符合要求的要及时发出整改通知,指导工程项目部和班组安全员的工作,对违章作业者进行批评教育和处罚。
6、优化安全技术组织措施,包括以改善施工劳动条件,防止伤亡事故和职业病为目的的一切技术措施,如积极改进施工工艺和操作方法,改善劳动条件,减轻劳动强度,消除危险因素,机械设备应设有安全装置。
7、机械操作人员必须持证上岗,各种作业人员应配带相应的安全防护用具及劳保用品,严禁操作人员违章作业,管理人员违章指挥。
8、施工中所有机械、电器设备必须达到国家安全防护标准,自制设备、设施应通过安全检验,一切设备应经过工前性能检验合格后方可使用,并由专人负责,严格执行交接班制度,并按规定定期检查保养。
9、凡进入现场的一切人员,均要戴安全帽,正确使用“三宝”。
要配合公司安全月检工作,工程项目部要实行周检,项目点要日检,施工中应抽检,及时消除安全隐患。
10、严格执行各项安全操作规程,施工前要进行安全交底,每月定期进行安全教育,加强工人的安全意识教育。
11、在主要入口处挂醒目的安全防火宣传语牌。
12、现场施工用高低压设备及线路,严禁电线随地走,所有电掣应有门、有锁,有危险标志。
严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》的规定,现场采用“三相五线”制供电,执行“一机一闸一漏电保护开关”制度。
所有电器设备及金属构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护,施工现场所有用电设备,必须按规定设置漏电保护装置,要定期检查,发现问题及时处理。
13、加强安全教育和监督,坚持经常性的安全交底制度,提高施工人员的安全生产意识,及时消除事故隐患。
14、在施工过程中,对地面沉降、支护位要定期观察测试,加强对支护的监控。
15、所有施工人员均应掌握安全用电基本知识和设备性能,用电人员各自保护好自用设备的负荷、地线和开关箱,发现问题及时找电工解决,严禁非专业电气操作人员乱动电器设备。
16、配电系统分级配电,本电箱、开关箱外观必须完整、牢固,防雨防尘。
17、多机作业用电必须分闸,严禁一闸多机和一闸多用,施工现场电缆、电线必须按规定架设,严禁拖地和乱拉乱搭。
18、各种机械要有专人负责维修、保养,并经常对机械运行的关键部位进行检查。
19、使用机械时,操作员要密切注意机上的仪器、仪表、指针是否超出安全范围,机体是否有异常振动及发出异响,出现问题应进行停电关机处理,不得擅离职守,隐瞒不报。
20、设备基础必须平稳、牢固,基本的锚固、支撑措施必须齐全,不得使用临时支撑,高大机械在多风季节前设缆风绳。
六、支护计算
1、埋入深度计算:
根据现场情况,挖土深度H=3m,采用拉禁钢板桩,土体平均重度ρ=18KN/m3,平均内磨擦角δ=16°如图:
主动土压力系数Ka=tg²(45°-δ/2)=0.56
被动土压力系数Kp=tg²(45°+δ/2)=1.76
设钢板桩上土压力强度等于零的点距离为y1,在y1处被动土压力等于主动土压力。
1.6ρKpy=ρKa(H+y)
1.6×18×1.76×y1=18×0.56×(3+y1)
y1=1.4m
∑MA=0
P0×(1.4+3)=1/2×18×0.56×3²+1/2×18×0.56×1.4²×(1/3×1.4+3)
P0=18.09KN
Ra=1/2×18×0.56×(3²+1.4²)-18.09=37.15
最小入土深度计算:
y22=(9×37.15)/〔18×(1.76-0.56)〕
y2=3.93m
最小入土深度t=1.2×(1.4+3.93)=6.396,取t=9m。
2、钢板桩截面选取:
最大弯矩处即为剪力为零处,设剪力为零的点离地面距离X
Ra-1/2X2×ρ×Ka=0
X=2.71m
Mmax=RaX-1/2X2×ρ×Ka×X/3=67.24KN·m
采用Ⅲ号拉森钢板桩,W=1600cm3
F=M/W=67240/1600×10-6=42.03MPa<1/2〔f〕=100MPa
钢板桩计算简图