深水基坑施工3卵石地层方案Word格式.docx

1、承台长26.1m，宽11.6m，属于大型水下基坑，需要确保基坑的稳定性，同时解决基坑排水问题。由于9#主墩地基承载力高，因此解决基坑排水问题是决定施工方案的最重要因素。根据公路施工手册-桥涵，对大方量渗水基坑的处理措施主要有3种：集水坑排水法、板桩法、帷幕法。（一）原设计板桩法主要采用钢板桩或钢管桩进行围堰打设，先阻水，然后抽水。目前，9#墩原地面标高为3658.4m，基坑设计底标高为3651.6m，高差6.8m。要使板桩起到隔水的作用，板桩的打设深度至少要大于8m。但是，由于卵石层地基承载力很大，一般打设深度小于6m，（钢便桥采用50钢管桩做支撑，采用60t振动锤施工，平均打设深度只能达到5

2、m），再加上基坑较大，成本过高，且达不到阻水效果，此法未通过。（二）原设计旋喷帷幕法采用高压旋喷机在基坑周围打设水泥桩，形成阻水帷幕，然后抽水。该法的施工需要有专业的施工队伍，施工完后需要等待水泥桩形成一定强度后方可开挖，耽误工期。再者，同板桩法，旋喷机无法穿透卵石地层进行喷浆，不能形成有效的阻水帷幕，也不能采用。（三）优化方案集水坑排水法1、方案优化指导思想（1）承台施工需要赶在汛期来临前完成，同时尽量压缩工期，力争墩柱在汛期前施工完成。因此，基坑的开挖越快越好；（2）西藏地区物资匮乏，专业施工设备和材料均需要从内地购买拉运至施工现场，需要合理选择施工工艺节约成本；（3）保护环境，严禁拉萨河

3、水污染；（4）制定环境恢复措施，保证施工后湖区恢复原样。2、方案确定采用板桩法，需要进场大量钢板桩以及施工用的履带吊和振动锤。所有材料和设备，均需要从内地购买拉运，不但施工成本增大，同时由于长途运输不能确保时间，因此施工工期也得不到保证。旋喷桩法，需要从内地进场高压旋喷机和专业施工队伍，同样是增加了成本，工期无法保证，同时旋喷桩在卵石地层施工，极易将水泥浆渗透入河水，造成拉萨河的污染；施工好的水泥墙帷幕，在承台施工完成后极难拆除，因此该法不宜采用。集水坑排水法采用大断面开挖基坑，除一次性增加抽水泵外，其余设备均不需增加。由于不需要外运设备材料，施工工艺简单实用，施工工期将被最大程度的压缩。同时

4、由于采用机械开挖，不会造成任何环境污染，完工后，恢复河床地形地貌也方便，因此确定采用大坡比开挖法进行基坑施工。3.4 大坡比开挖基坑施工方案和工艺（一）总体方案1、基坑尺寸设置基坑开挖好后，一要确保稳定，二要方便施工，因此，项目部严格按照有关要求对基坑进行开挖。（1）边坡设置根据公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）明挖地基基坑的相关要求，卵石土，且坡顶有动荷载时，坑壁坡度设置为1:1.25。同时，当基坑深度大于5m时，可加设施工平台（宽度不小于0.5m）。9#墩原地面标高为3658.4m，基坑设计底标高为3651.6m，基坑深度6.8m，为方便施工，在3m高度位置增设一个2.5m宽

5、的施工平台。（2）施工距离设置基坑深度6.8m，为方便集水沟和集水坑的挖设，为增加施工区域方便施工，同时也为施工安全距离的增加，设置基坑底部2m的施工距离。（3）特殊设置9#承台左侧11m为施工便桥，基坑的开挖会对便桥桩基造成影响，地基静载力的变化将危害到便桥整体的稳定。因此，需要对基坑范围内的地基进行加固，同时改变该处边坡的形式。（4）基坑开挖示意图根据现场实测的拉萨河水面标高，以及承台所处的实际位置，计划按照设置开挖。靠近便桥的一侧，由于空间较少，因此取消了2.5m施工平台的设置。同时，为了确保边坡的稳定，在基坑顶部1.5m位置，按照1m间距打设50钢管桩，然后将钢管桩用工字钢连接起来，形

6、成钢管桩围堰。集水沟设置在基坑底角，尺寸为80cm宽，50cm深。集水井设置在承台右侧基坑底角，尺寸为长宽1.5m，深度1m。见图3.4.1。图3.4.1 基坑开挖剖面图。2、基坑渗水量计算根据公路施工手册-桥涵对基坑的渗水量进行计算，以确定基坑的大致渗水量，从而确定抽水设备的数量，以便施工时指导施工。（1）渗水系数的确定根据手册，渗水系数K按经验数据法可得：土层渗透系数K近似值，在卵石地层，K=100500 m/d按图纸颗粒大小的渗系数，在卵石地层，K=100200 m/d按照大基数进行计算以确保施工顺利，取K=200 m/d。（2）渗水量的计算根据基坑所在条件情况，选用相应公式计算基坑总渗

7、水量。基坑近河沿时：Q=1.366 K （H2-h2）/lg（2D/ r0）其中，Q 基坑总渗水量，m3/d K 渗水系数，m/d，取值200m/d H 含水层厚度，m，按地质报告取值5.7m h 抽水后稳定水位至不透水层厚度，m，封底混凝土标高3652.1m，水位平均标高3656.1m，取值4m D 基坑至水边距离，m，经测量，平均距离取值17m r0 引用基坑半径，m，矩形基坑，r0=（B+L）/4，B、L为基坑的宽度和长度，取值1.14，计算得出，r0=1.14（47.975+37.6）424.4m带入数据，得出：Q1=1302.7m3/h在水文资料不精确的情况下： Q2=F1q1+F2

8、q2其中，F1、F2 分别为基坑底面积、侧面积，m2 q1、q2 分别为基坑底面积侧面积平均渗水量，m3/m2F1坑底面积=（11.6+2+2）（26.1+1+2）=453.96 m2基坑抽水过程中，渗水面积为基坑底至水面（4m），且根据现场可见，集中渗水区域为承台左侧、下侧全部和右侧的一半，因此F2基坑渗水侧面积=（24.6+47.95）/241.25+（37.6+15.6）/21.25=282.99 m2根据经验数值，坑底单位面积渗水量为：土的类别土的特征与粒径q1（m3/h）粗砂及大砾石漂石层砂粒径2mm以上或砾石大漂石含量在30%以上2.04.0取平均值q1=3 m3/h。基坑侧面单位

9、渗水量估算：坑侧类别q2（m3/h）无支撑基坑按上表同类土质q1的20%30%取q2=30%q1=0.9 m3/h。Q 2 = F1q1+F2q2 =453.963282.990.9 =1644.87 m3/h取两种计算方法的平均值Q =（Q1+Q2）/2 =1473.8 m3/h为确保施工顺利，需要准备总抽水量为1800 m3/h的水泵。3、施工方案采用挖机直接开挖，开挖分两层进行，第一层开挖至台阶位置，第二层开挖至基坑底标高。开挖出来的卵石，用装载机及时铲走，避免堆载在坑边上造成边坡受压坍塌。（二）施工工艺流程测量放样开挖第一层基坑设置临时集水坑排水开挖第二层基坑设置集水坑排水修整基坑（三

10、）施工工艺1、测量放样根据基坑设计尺寸，放出最外边线，用白灰洒出灰线，方便挖机开挖。2、开挖基坑采用挖掘机开挖，按照测量放线进行开挖。先开挖至台阶处。见图3.4.2。图3.4.2 开挖至台阶位置。设置水泵，开始排水，同时开始进行第二次基坑开挖。图3.4.3 设置水泵，开始排水，同时开始进行第二次基坑开挖。继续开挖至设计承台底标高。机械开挖至基底设计标高以上2030cm时停止作业，由人工测量设计标高，然后严格控制开挖深度。由于封底混凝土为50cm厚，因此底标高不得高于设计标高，尽量挖深基坑，确保封底混凝土的厚度。基坑的开挖尺寸要符合设计要求。人工配合挖机对基底进行修整，确保各尺寸规格符合要求，方

11、可进行下一步工序的施工。见图3.4.4。图3.4.4 开挖至承台底标高。基坑的开挖坡度以保证边坡的稳定为原则，根据地质条件，开挖深度，现场的具体情况确定，当基坑壁坡不易稳定时，可放大坡比进行开挖。见图3.4.5。图3.4.5 右侧为开挖的施工台阶，上侧为加大坑壁放坡。基坑开挖好后，设置好泵站。总计约20台水泵，全部集中在基坑集水坑抽水。由于泵站要一直工作到承台混凝土浇筑完后拆模，因此必须设置备用电源，确保泵站不会断电。见图3.4.6。图3.4.6 左上角为基坑设置的泵站，3.5经济效益分析（一）采用板桩法施工方案所发生的费用分析1、钢板桩费用：钢板桩围堰尺寸为2813m，每根钢板桩长8m。选用

12、WRU30-700型钢板桩，宽度70cm，单位重119.3kg/m。一个承台所需钢板桩为112t，共需钢板桩约336t。拉萨地区没有钢板桩，需从内地拉运，由于内地没有这么远距离的钢板桩租赁业务，必须购买，其价格约为8000元/吨。即钢板桩需花费268.8万元。2、履带吊费用：拉萨没有履带吊，需从外省租赁。经联系协商，一个履带吊的进出场费用为30万元，每月租金约为10万元。主墩3个承台，施工周期受桩基施工进度的影响，约为3个月。因此，履带吊费用需花费约60万元。3、其它费用：不考虑振动锤的使用。基坑其余材料，如围檩和内撑，同样需从内地采购，花费约为一个承台15万元，则主墩3个承台需花费45万元。

13、通过以上分析可知，采用钢板桩施工方案，其机械设备发生的费用为：268.86045=373.8万元。（二）采用高压旋喷桩施工费用分析拉萨地区没有旋喷桩专业施工队伍，需从内地进场施工队。采用高压旋喷机喷浆施工，帷幕内尺寸为长30m、宽15m，两排桩呈梅花状布置，桩的中心距800mm，排距700mm，桩径1000mm，桩间搭接200mm，采用XY-100型钻机施工形成止水帷幕。一个承台基坑止水帷幕所需打设旋喷桩约为2250m。采用总价包干的分包形式，与队伍协商的价格为700元/m。即三个承台所需费用为70022503=472.5万元。（不包括拆除费用）同时，其余材料（围檩和内撑）按照板桩法施工计算，

14、大致为153=45万元。通过以上分析可知，采用高压旋喷桩止水帷幕施工方案，设备材料的费用为：472.545=517.5万元。（三）采用大断面开挖集水坑排水法费用分析根据计算，满足施工需要配备抽水总量为1800 m3/h的水泵。排水量为180 m3/h的潜水泵，从内地购买运至拉萨，整套约1.2万元/台。按照3个承台同时施工计算，需要费用为1.2103=36万元。其余费用基本上同前两种方案，不过由于基坑开挖量增大，需要增加大约10万元的挖机台班费。通过以上分析可知，采用大开挖基坑施工方案，设备材料的费用为：3610=46万元。（四）从三种方案对比情况来看，采用大断面开挖集水坑排水施工方案最多可节约

15、直接费用517.546=471.5万元。 三种方案费用统计表 单位：万元方案材料设备分包费用合计板桩法313.860373.8旋喷桩法45472.5517.5大开挖法103646方案（一）方案（三）=327.8万元方案（二）方案（三）=471.5万元3.6社会效益评价纳金大桥是我局第一个高海拔地区的桥梁项目，由于西藏地区的建设行业相对落后，桥梁施工的技术参考较少，需要项目部自行摸索、总结施工经验。卵石地层基坑大断面开挖集水坑排水法施工工艺，能够有效缩短工期，主墩3个承台仅用1个半月便完成了施工，每个基坑开挖最多耗时4天，为其节约了大量的时间。同时，基坑大开挖工艺成熟，安全可靠，质量受控，主桥承台在拉萨地区桥梁属第一规格，其基坑所取得的成功受到业主的大力赞同和表扬。采用该工艺施工，使投入施工的成本大大降低，同时为我公司高原卵石地层桥梁基础的施工技术和管理积累了经验。项目部将不断完善和总结，确保该工艺在西藏区域今后类似工程中推广应用。