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沟槽基坑钢板桩专项施工方案

2021-08-14 来源:世旅网
一、工程概况 ………………………………………………………… 1

二、方案编制的原则 ………………………………………………… 2

三、施工准备 ………………………………………………………… 2

四、支护结构形式确定 ……………………………………………… 3

五、拉森钢板桩支护施工 …………………………………………… 4

六、槽钢钢支护施工 ……………………………………………… 9

七、基坑开挖施工技术措施 ………………………………………… 12

八、打钢板桩设技术要求 …………………………………………… 12

九、钢板桩施工中特殊情况的处理 ………………………………… 14

十、沟槽施工安全措施 ……………………………………………… 14

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一、工程概况

(一)工程概述

本工程为襄阳市人民路(振华路~大庆路)工程,起于振华路,桩号 K0+735.22,止于大庆路,桩号 K3+790,全 3054.78 米,规划红线宽 50 米。

其中排水设计为:

(1)人民路(振华路~汉江路)

雨水:沿设计道路自东向西新建一排 d1500~d1800mm 雨水管,收集

沿线雨水后,接入人民路振华路以西段已设计 d2000mm 雨水管,经乔营泵 站系统排入汉江。

污水:保留道路北侧 d1000 排水管作为污水管。

(2) 人民路(汉江路~长虹路)

雨水:沿设计道路自东向西新建一排 d600~d1500mm 雨水管,收集沿 线雨水后,接入人民路下游设计 d1500mm 雨水管。

污水:沿人民路自东向西新建一排 d600 污水管道,收集沿线污水后, 接入汉江路已设计 d800mm 污水管。

(3) 人民路(长虹路~大庆路)

雨水:沿人民路自西向东新建一排 d1500~d2000mm 雨水管,汇集长 虹路及沿线雨水后,接入定中街护城河箱涵。

污水:沿人民路自西向东新建一排 d800 污水管道,收集沿线污水后, 接入大庆路污水管道。

本次工程采用明挖法施工,雨水管道基坑开挖深度为

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1.640~5.675m,坑壁及坑底地层为杂填土、粉质粘土。由于场区商业、 居民较密集,尤其在部分路段不能放坡且开挖较深,最大深度为

5.675m,故采用钢板桩进行基坑支护。

(二)工程地质和水文地质

(1)工程地质

拟建场地地形较平坦,地貌单元上属汉江一级阶地前沿,场地土部分 布第四系冲洪积黏性土,向下依次为砂砾石层。

(2)水文地质

场区位于汉江一级阶地,地下水类型主要分为土层的上层滞水、砂砾

石中的空隙承压水。上层滞水主要存在上部局部土层中,含水量较小,其

动态受季节性控制,主要接受大气降水和生活用水的渗透补给,勘察期间

测得上层滞水埋深 0.5~0.7m,水位标高为 65.37~67.7m;本次工程勘察测

得孔隙承压水水位埋深 3.7~6.7m,水位高程 60.22~61.62m,根据长期观 测资料,场区承压水水位变化幅度约 2m。

(三)施工场地条件

本段管线基坑开挖位于城市主干道上,行人及车辆对施工有严重影响, 各段施工都需做围蔽和疏导工作。

二、方案编制的原则

1、沟槽安全可靠:满足沟槽支护结构本身强度,稳定性以及变形的 要求,确保周围环境的安全。

2、支护施工便利、经济合理及保证工期:在安全可靠的前提下,选

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择施工工期短、有效的支护方案。

三、施工准备

1. 清除挖方区域内所有障碍物, 如地上高压、照明、通讯线路,电杆、

树木、旧有建筑物及地下给排水、煤气、供热管道,电缆、沟渠、基础、 坟墓等,或进行搬迁、改建、改线;。

2. 制定好现场场地平整、基坑开挖施工方案,绘制施工总平面布置图

和基坑士方开挖图, 确定开挖路线,基底标高、边坡坡度、排水沟、集水 井位置及土方堆放地点。

3. 完成测量控制网的设置, 包括控制基线、轴线和水准基点。场地

平整进行方格网桩的布置和标高测设,计算挖填土方量,对建筑物做好定位

轴线的控制测量和校核;进行土方工程的测量定位放线,并经检查复核元 误后,作为施工控制的依据。

4. 在施工区域内做好临时性排水设施,场地向排水沟方向做成不小 0.2%的坡度,使场地不积水,必要时设置截水沟、排洪沟。

5. 完成必需的临时设施,包括生产设施及生活设施及机械进出和土方运输 道路、临时供水供电线路。

6. 机械设备运进现场,进行维护检查、试运转,使处于良好的工作状态。

施工中监测内容:

(1)边坡、支护结构内力,变形。 (2)地下水位变化。

(3)周边建构筑物沉降位移。 (4)地下市政设施沉降及位移.

施工记录:挖方,填方情况、边坡顶堆截情况、气象条件。

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四、支护结构形式确定

根据基坑开挖深度、周边环境、坑壁地质条件情况,建议周围建筑物

较近地段遂采用拉森钢板桩及槽钢钢板桩进行支护,无建筑物地段采用放 坡方案,放坡坡比 1:25~1:1.50。施工中加强基坑的止排水措施。基坑

开挖注意其对附近构筑物的影响,开挖期间应对地面附近构筑物进行地表 沉降观测,确保施工安全。

五、拉森钢板桩支护施工

桩号

0+739.4~2+398.6、2+577.6~3+113、3+136~3+633、3+673~3+875.4 范围

采用拉森桩支护,拉森桩采用 9.0m 长度的拉森钢板桩加 1 道内支撑进行 支护,桩顶标高为现状地面标高土路床顶标高后,间距 0.4m,桩顶高以

下 1.0m 处设置一道内支撑。拉森钢板桩与箱涵外壁的距离为 0.8m。

拉森钢板桩均采用 FSP-TV 型,壁厚为 15.5mm,横截面积每片为

96.99m ,二次力矩每片 4670cm ,每米 38600cm ,截面模量每片 362cm ,

每米 2270cm3 。

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内支撑采用 ф273*7 螺旋焊钢管,间距 3.5m。内撑与桩体之间设置 一道腰梁,腰梁用 I25b 普通工字钢。内支撑、腰梁和桩体之间必需要焊 接,焊接尺寸为 8mm。

(一)拉森钢板桩结构计算

1、设计参数

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(1)钢板桩力学性能:

钢板桩采用 IV

型拉森桩,重量 76.1kg/m,每 1 米宽截面模量

W=2037cm3,允许应力为[σ]=210Mpa。

(2)计算拉森桩入土深度:

根据钢板桩入土的深度,按单锚浅埋板桩计算,假定上端为简支,下

端为自由支承。这种板桩相当于单跨简支梁,作用在桩后为主动土压力,

作用在桩前为被动土压力,压力坑底以下的土重度不考虑浮力影响,考虑 基坑深度平均约为 5.5m,计算简图如下:

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(二)拉森钢板桩支护施工

1、施工准备:

① 将新旧钢板桩运到工地后,详细检查、丈量、分类、编号;

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②钢板桩的整修。对有弯曲、破损、锁口不合的钢板板桩均进行修整, 采用的方法为:冷弯、热敲、焊补、割除。

③钢板桩长度不足时,可用同类型的钢板桩接长。接长采用焊接,先 对焊,再焊加固板。

2 、钢板桩的打设 ①导向安装

准确测量后,以开挖沟槽垂直沟壁作为导向 ②钢板桩插打

Ⅰ、打桩设备:日立长臂挖掘机液压振动锤式打桩机 Ⅱ、插打方法

先逐根插打管沟一侧,后再进行对立侧,分段插打,每段 40m。 Ⅲ、垂直度的控制

在钢板桩正面、侧面各站一人采用吊线锥的方法检查垂直度,观察点 远离钢板桩插打位置 50 米~100 米为易。

3、施工方法: 拉森钢板桩施工、插桩

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施工流程如下图所示:

钢板桩支护设计 钢板桩进场、校正、检验 施工准备 机械进场 钢板桩定位 插打钢板桩 沟槽开挖 循 环

内支撑焊接 管沟施工 拔出钢板桩

①按设计轴线要求放出拉森桩咬口轴线,轴线与开挖面一致

②沉桩前检查桩是否平直,完好。

③拉森桩打入后,保证桩顶上口平直,达到设计标高。

④拉森桩垂直度用二台经纬仪垂直控制,若出现偏差,通过吊机调正 吊点方位随时修正。发现垂直度超标,必须拔出重新开打。

⑤拉森桩采用单点起吊,吊点由钢丝绳长度确定,起吊垂直后进行喂

桩。桩底轻轻落地,桩顶倒向振动锤咬口处,振动锤开口咬合,液压夹紧,

起吊提升,吊至打桩位置的导向围檩处。施工人员护桩,插桩,桩翼板相 互贴紧,然后开锤起打,控制调整垂直度向下送桩。

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⑥桩送到设计标高后,振动锤咬口松开,复位,再移动锁口卡板,继 续重复下一根桩的施工。

(三)钢板桩在拆除工作中应注意:

1、钢板桩拔除先管沟施工完毕,先回填后拔出,采用长臂挖掘机液 压振动锤式打桩机进行施工。

2、拆除过程必须时刻注意施工安全。

六、槽钢钢板桩支护施工

桩号 2+398.6~2+420、2+572~2+577.6 范围的雨、污水管道采用槽钢 支护,槽钢采用 6.0m~8.0m 长度的[28b 槽钢或[28b 普通槽钢加 1 道内支 撑进行支护,桩顶标高为现状地面标高或土路床顶标高后,间距 0.25m, 桩顶标高以下 0.5m 处设置一道内支撑。[28b 普通槽钢与管道内壁的距离 为 0.8m 左右。

内支撑采用 ф273*7 螺旋焊钢管,间距 3.5m。内撑与桩体之间设置 一道腰梁,腰梁用 I25b 普通工字钢。内支撑、腰梁和桩体之间必需要焊 接,焊接尺寸为 8mm。

1、新建雨、污水管道沟槽采用开挖施工,挖深≤3m 采用直槽开挖, 沟槽两侧采用[28b 槽钢密咬排列,单根长 6m,打入管道基础以下 3m,外 露 3m,纵向每 3m 设置一道横撑,横撑采用工 28b 工字钢;挖深>3m 采 用混合槽,先放坡开挖至原地面下 1.5m,放坡坡比 1:1.25,其下采用直槽, 沟槽两侧采用[28b 槽钢密咬排列,单根长 6m,打入管道基础以下 3m,外 露 3m,纵向每 3m 设置一道横撑,横撑采用工 28b 工字钢。

1、根据沟槽边线,先开挖钢板桩槽,宽度为 0.60m,深度 0.50-1.0m 左右。采用 0.6t 的柴油打桩机施打,为保证钢板桩的打入质量,采用夹 板定位的沉桩方式。打桩操作严格执行《市政工程安全操作规程》。

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板桩的排列根据土质和沟槽深度,采用咬口形式。咬口钢板桩应咬口紧, 板桩挺直,不密缝的地方用木板或草包填塞。打桩时钢板桩顶部戴钢帽, 打桩时同时要作到横平竖直。当发现板桩入土过慢,桩锤回弹过大,应查 明原因,处理后方可继续施打。打桩前应查明地下管线或底下构筑物,必 要时将管线外露,采取保护措施后再打设板桩,或者局部不打设板桩,采 取其它支护措施。

3、槽钢施工的一般要求

(1)槽钢的设置位置要符合设计要求,便于沟槽施工。

(2)沟槽护壁工字钢的平面布置形状应尽量平直整齐,避免不规则的 转角,以便标准槽钢的利用和支撑设置。

(3)整个沟槽施工作业中,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。

4、槽钢钢施工的顺序

(1)槽钢钢位置的定位放线

(2)挖沟槽

(3)安装导梁

(4)施打槽钢钢

(5)拆除导梁

(6)挖沟槽

(7)设置工字钢横撑

(8)管道施工

(9)回填

(10)拔除槽钢钢

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5、施工工艺

①打桩机械选择

槽钢钢可采用锤击打入法、振动打入法、振动锤击打入法等施打方法。

本段沟槽施工考虑工程地质,现场作业环境,槽钢形式、重量、长度、数 量等具体条件,选用柴油打桩机振动锤击打入法进行施打。

②槽钢及钢板桩的检验及矫正用于沟槽支护的成品槽钢均为新品。第

一层开挖的深度一般为 1.5m-3m,开挖过程中要根据土质情况放好边坡。

为保护现场工作人员和操作人员的安全,沟槽的周围应设置不低于 1.2m

的硬质防护栏杆并设置安全标识。打桩时应尽量受力均匀,在基坑两侧打

完钢板桩时,方可进行沟槽基坑开挖。在钢板桩施工中,打设的允许误差

为:桩顶标高偏差±100mm,钢板桩轴线偏差±100mm,钢板桩垂直度偏差

为 1%;在打设过程中,应监测是否在允许误差范围内,超出时及时纠正。

6、钢板桩拔除

管道安装完成后,就可以进行分层回填,先回填至横撑位置,拆除横

撑后再继续回填至地面,再拔除钢板桩。拔除钢板桩时要注意对附近建筑

物的影响,对拔桩后产生的桩孔,需及时回填砂。拔桩前要考虑拔桩顺序,

拔桩时间以及桩空处理方法。沟槽内先用砂回填夯实,浇水沉实;拔桩的

顺序一般与打设桩顺序相反。拔除钢板桩宜用振动锤和起重机共同拔除。

振动锤产生强大振动破坏拔桩周围土体间的粘结力,依靠附加的起吊力克

服拔桩阻力将桩拔除;对较难拔的桩,亦可先用柴油锤先振动,然后再与

振动锤交替进行振打和振拔。将钢板桩拔出后,及时用砂子回填孔洞,或

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者用振动锤震动几分钟,让土孔填实。拔桩的空洞必须及时回填,回填方

法有振动法、剂实法及填入法。也可在桩拔时灌水,边振边拔并回填砂子。

七、基坑开挖施工技术措施

1、钢板桩打设完毕后,安装好支撑装置。然后进行基坑开挖施工,基 坑采用直槽的形式进行开挖,要求如下:

(1)机械开挖时,快挖至基础底标高,留有 300mm 厚的土方由人工修 挖,以减少钢板桩变形。

(2)机械开挖要注意挖斗等不能碰撞钢板桩及工程桩桩身。

2、基坑排水措施:考虑到降雨等影响,为了更好排水,土方开挖过程 中,在沟槽内管基两侧各挖一条排水沟,沟宽 0.3m,沟深 0.5m,每隔

50m 挖一个集水井,井直径为 1.0m,井底低于排水沟底 0.6m。施工中应 快速作业并及时抽排,保证沟槽不积水。

八、打钢板桩设技术要求

(一)拉森钢板桩支护施工的质量控制措施

1)拉森桩打入底标高,入土深度必须达到拉森桩桩长 2 分之 1 倍长 度以上,紧密咬口式呈长方形,弯曲的拉森桩(桩身弯曲矢度大于 1‰桩 长)不得使用。

2)拉森桩打好后,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。

3)在拆除前,必须回填灰土使围护内相平后方可拆除。

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4)钢板桩施打过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍物,导致钢 板桩打入深度不够,可采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。

5)钢板桩挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生 偏斜,采取以下措施进行纠偏:在发生偏斜位置将钢板桩往上拔

l.0m~2.0m,再往下锤进,如此上下往复振拔数次,可使大的块石被振碎 或使其发生位移,让钢板桩的位置得到纠正,减少钢板桩的倾斜度。

6)钢板桩沿轴线倾斜度较大时,采用异形桩来纠正,异形桩一般为 上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩,异形桩可根据实际倾斜度进 行焊接加工;倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再 锤击。

7)在基础较软处,有时发生施工当时将邻桩带入现象,采用的措施 是把相邻的数根桩焊接在一起,并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等 润滑济减少阻力。

(二)在使用槽钢进行钢板桩支撑时:

在打桩过程中,为保证钢板桩的垂直度,用两台经纬仪在两个方向加

以控制,打设桩前,测量定位放线,桩按线插入就位。为防止锁口中心线

平面移位,可在打桩进行方向的钢板桩琐口处设卡板,阻止板桩移位。采

用自行振动式钢板桩专用机械插打。打桩时,开始打设的第一、二块钢板

桩的打入位置和方向要确保精度,它可以起样板导向作用,一般每打入

1m 应测量一次。基坑开挖的同时及时利用槽钢横压和工字钢横撑对钢板

桩进行支顶。工字钢为工 22a 工字钢,固定于钢板桩之上,作横撑支护时

应及时在两端烧焊将工字钢固定于槽钢之上。横梁、横撑与钢板桩连接牢

固。由于沟槽的宽度较大,钢板桩的间距为 0.5m,如遇土质较差的地段,

横撑的纵向间距可适当加密,或多设一道横撑。横支撑施工时,由于槽钢

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的重量太重,施工时可用手动葫芦或吊机配合施工。如因装管或砌筑的需

要须将横撑转换,则必须按照先撑后拆的原则逐步转换,并要在有经验的

人员指导下进行,同时沟槽支撑要经常检查。在墙转角处双拼工 22a 工字

钢设置钢梁斜撑,斜撑与水平环梁焊接牢固。钢板桩中间每隔 5m 设置

300*300 钢梁的水平支撑,与环梁长边焊接牢固;中间水平支撑,可在沟 槽至标高,跟着逐根加设焊接。不影响基坑土方开挖。

九、钢板桩施工中特殊情况的处理;

整体滑动破坏,一般因桩的插入深度不够而引起,可临时加横撑加以

解决。在沟槽开挖过程中,如出现坑壁涌水、涌砂等现象,可能是由于施 工中锁扣未锁好或由于钢板桩变形等原因造成,应设法堵塞。

十、沟槽施工安全措施

1、沟槽上部边缘安装安全栏杆,栏杆上涂刷安全标设。

2、沟槽施工人员上下设置安全梯 1-2 座,梯双面设扶手栏杆。

3、操作人员施工必须带好安全帽,不允许把安全帽放在旁边操作。

4、沟槽上下运送材料及工具不允许向下抛送,必须传运或机吊运输。

5、机具电源电线经常检查,凡是脱皮、裂缝等电缆线必须修理完整, 防止漏电。

6、机械挖基坑土方,挖至槽底标高部位,留余 100-200mm 厚土方配 合人工处理。

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7、挖基坑土方时必须有专业施工人员现场直接指挥,配合测量人员, 严格控制基坑标高,严禁超挖。

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