某頂管工程深基坑施工方案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上某頂管工程深基坑施工方案某整治工程某分洪道（過某大道頂管段），深基坑（4.0m9.0m）開挖，進(jìn)水口、出水口渠箱基坑深4.5m，基坑寬度24m。工作井、接收井處渠箱基坑深9m，寬13m16m。地質(zhì)情況復(fù)雜，施工難度很較大，現(xiàn)編制符合現(xiàn)場實(shí)際情況，技術(shù)較先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理的施工組織設(shè)計，確保深基坑工程的安全及周圍環(huán)境的安全?；娱_挖施工順序?yàn)椋?施工準(zhǔn)備 拉森鋼板樁支護(hù) 基坑開挖 支撐 管基施工渠箱施工 回填 拔支護(hù)樁一、施工準(zhǔn)備1、根據(jù)施工圖紙測量放線，確定渠箱邊線，在邊線上每20m設(shè)基線樁，然后撒白灰線，作為管溝打支護(hù)樁之依據(jù)。2、依據(jù)撒灰線位置，遷移綠化、拆除障礙物及

2、各種既定設(shè)施，平整施工場地。3、做好臨建設(shè)施和安全、文明措施，作為施工時的用水、用電準(zhǔn)備工作。4、作好施工機(jī)械及設(shè)備的調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)工作。二、打支護(hù)樁由于受場地限制，且基坑地層以雜質(zhì)土、淤泥層和粉質(zhì)粘土層為主，土的摩擦力較小，透水性大，土質(zhì)穩(wěn)定性差，基坑開挖較深，不具備自然放坡條件，為確保開挖時基坑內(nèi)施工作業(yè)的安全和對周圍建、構(gòu)筑物及市政設(shè)施的正常使用造成影響及危害，該基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇拉森鋼板樁，它具有強(qiáng)度高，結(jié)合緊密，堵水性好，速度快等特點(diǎn)。1、打樁機(jī)械選擇根據(jù)工程規(guī)模、土質(zhì)情況、作業(yè)能力，作業(yè)環(huán)境打拉森式鋼板樁，采用振動沖擊打樁機(jī)械，即采用PC200履帶式挖土機(jī)帶油壓振動錘打樁。2、打樁方式的選

3、擇打樁方式采用單樁打入法，施工簡便、可不停地打、樁機(jī)行走路線短、速度快，但是容易傾斜，對此可在一根樁打入后，把它與前一根焊牢，既防止傾斜又避免被后打的樁帶入土中。3、擋土鋼板樁支護(hù)計算擋土鋼板樁根據(jù)基坑挖土深度、土質(zhì)情況、地質(zhì)條件和鄰近建筑管線情況，選用多錨（支撐）板樁形式，對坑壁支護(hù)，以便基坑開挖。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況分析，最危險處是工作井、接收井處渠箱施工，基坑開挖深9米，寬15米的基坑支護(hù)計算。多錨支撐式板樁計算，鋼板樁選用日本產(chǎn)拉森FSP-IV型鋼板樁，每延長米截面矩W=2270cm3/m，f=200Mpa，取基坑深H=9.0m，距板樁外2m地面附加荷載q=30KN/。根據(jù)地質(zhì)資料，不同深

4、度層土的密度r，內(nèi)摩擦角及粘聚力C的值，求得其加權(quán)平均值為 r1=(18.75×3.6+4.4×20+1×19.8)/9=19.48kN/m31=(10º×3.6+30º×4.4+18º×1)/9=20.7ºC1=(5×3.6+0+22×1)/9=4.4kpar2=(19.8×1.5+20.5×4.5)/6=20.325 kN/m32=(18º×1.5+20.5º×4.5)/6=23.3ºC1=(22

5、15;1.5+28×4.5)/6=26.5kpa故該土層為上軟下硬土層的情況（1） 計算作用于板樁上的土壓力強(qiáng)度，土壓力分布Ka1= tan2 (45º-20.7º/2)=0.478Ka2= tan2 (45º-23.3º/2)=0.433Kp2= tan2 (45º+23.3º/2)=2.309考慮鋼板樁與土間的摩擦力作用，取墻前K=1.666得K.Kp2=1.666×2.309=3.846K.Kp2- Ka2=3.413eAq=qka1=30×0.478=14.34kN/yq= tan(45º

6、;+20.7º/2)×2=2.89meAh= r1HKa1-2c1(ka1)+(H-3.7)-(H-3.7)Ka1 rw =19.48×9×0.478-2×4.4×(0.478)+(5.3-5.3×0.478) ×10 =83.803-6.084+27.666=105.685kN/ m2B點(diǎn)上 Pb上= eAq + eAh =105.385+14.34=119.725kN/ m2B點(diǎn)下 Pb下= r1HKa2-2c2(ka2)+(H-3.7)-(H-3.7)Ka2 rw+qka2=19.48×9×

7、;0.433-2×26.5×(0.433)+(5.3-5.3×0.433) ×10+30×0.433=75.914-34.875+30.051+12.99=84.08 kN/ m2eAc=r1Ka1×2.5=19.48×0.478×2.5=23.279 kN/ m2 （2）計算板樁墻上土壓力強(qiáng)度等于零的點(diǎn)離控土面的距離y，在y處板樁墻前的被動土壓力等于板樁墻后的被動土壓力，即y=Pb下/(r2- rw)(kkp2-ka2)+2c2(kkp2)+(ka2) =84.08/(20.325-10)×3.413+

8、2×26.5×(3.846)+(0.433) =84.08/(35.239+138.815)=0.48m（3）確定支撐層數(shù)及間距 按等彎矩布置法確定各層支撐的間距，板樁頂部懸臂的最大允許跨度為：h=3(6fw)/( r1ka1)= 3(6×200×105×2270)/(19.48×103×0.478) =308cm=3.0m取h0=2.5m h1=1.11×3.0=3.42m 取h1=3.3m h2=3.2m（4）用力矩分配法求解AS連續(xù)梁a、 計算固端彎矩AC段： MFCA=2.5×23.279

9、5;2.5/6=24.25kN.m/mCD段： MFDC=24.25×3.32/8+(2.91-2.91/3.3)×14.34×3.32/8+(39.457-23.279)×3.32/15+(65.493-39.457)(8-9×2.1/3.3+12×2.12/15/3.32)×2.12/24- MFCA /2 =33.010+39.591+11.745+12.423-12.125=84.644kN.m/mDS段： MFDS=-64.493×3.22×(3.2-3.2/3.68)/8-14.34×

10、;3.22 (3.2-3.2/3.68)/8-(105.385-65.493) ×3.22×(8-9×3.2/3.68+12×3.22/15/3.682)/24-84.08×0.482×(1-3×0.482/5/3.682)/6 =-195.363-42.776-13.256-3.196=-254.591kN.m/mb、 計算分配系數(shù)結(jié)點(diǎn)D DC=3EI/3.3/(3EI/3.3+3EI/3.68)=EI×1.1×3.68/(1.1×6.98EI)=0.527 DS =1-0.527=0.473

11、 力矩分配求得支點(diǎn)彎矩MC=24.25kN.m MD=174.206kN.m各支座反力：取CD段為隔離體 由MD=0RC×3.3=24.25+29.1×3.3+23.279×3.32/2+14.34×(3.3-0.39)2/2+(39.457-23.279)×3.32/2/3+(65.493-39.457)×(3.3-1.2)2/2/33.3 RC =24.25+96.03+126.754+60.716+29.363+19.136RC =107.944kN/m再由MS=0RC×(6.5+0.48)+ RD×(3.2

12、+0.48)=77.719×9×(1/3+0.48)/2+(105.385-77.719)×(6.5-1.2)×(6.5-1.2)/3+0.48/2+14.34×(6.5-0.39)×(6.5-0.39)/2+0.48+84.08×0.48×2×0.48/2/33.68 RD =1217.080+164.714+155.959+6.457-753.449RD=214.881kN/m又因 Ep-Ea=R故Ps=77.719×9/2+(105.385-77.719)×(6.5-1.2)/2

13、+14.34×(6.5-0.35)+84.08×0.48/2- RC - RDPS=349.736+73.315+87.617+20.179-214.881-107.944PS =208.022 kN/m（5）計算鋼板樁的最小入土深度t0。t0=y+xx可根據(jù)Ps承墻前被動土壓力對鋼板樁底端D點(diǎn)的力矩相等求得，即PsX=( r2- rw) (kkp2-ka2)/2+2C2(kkp2)+(ka2)X2/3 =(35.239X2+138.815X)X/66×208.022=35.239X2+138.815X解得：t0=y+x=0.48+3.25=3.73m鋼板樁下端的

14、實(shí)際埋深應(yīng)位于X之下所需實(shí)際板樁的入土深度為t=1.1t0=1.1×3.73=4.0m實(shí)際操作時，把原地面降低1.5m，故12m長樁可以滿足基坑深9m，鋼板樁入土深度不少于4.0m要求的。（6）選擇鋼板樁截面 Mmax=174.206kN.m，鋼板樁允許抗彎應(yīng)力f=200mpa(=200×103kN/m2)，則所需鋼板樁的截面抵抗矩W為W=Mmax/=174.206×106/(200×103)=871.03cm3/m<<W=2270cm3/m故選用日本產(chǎn)拉森FSP-IV型鋼板樁滿足要求（7）板樁穩(wěn)定性驗(yàn)算板樁入土深度除保證本身的穩(wěn)定外，還應(yīng)保

15、證基坑底部在施工期間不會出現(xiàn)隆起和管涌現(xiàn)象。A、 基坑底后隆起驗(yàn)算當(dāng)墻背后的土柱重量超過基坑底面以下的地基承載力時，地基上的塑性平衡狀態(tài)便受到破壞，墻背后的土就會發(fā)生從墻腳下向基坑內(nèi)流動，基坑底面向上隆起，坑頂下陷的現(xiàn)象。為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)驗(yàn)算擋墻入土深度能否滿足抵抗基坑底隆起的要求。 Ks=(tNq+cNc)/ (h+t)+q 式中 t墻體入土深度（m）； 取t=4.0m h基坑開挖深度（m）； 取h=9.0m 坑底及墻后土體的密度（KN/m3）； 取=19.777 KN/m3C土的粘聚力（KN/m2）； 取C=15.147 KN/m2Q地面超載（KN/m2）； 盡量減少Nq、Nc地基承

16、載力系數(shù)，可按下式計算 Nq= tan2 (45°+/2)etanNc=(Nq-1)/ tan一般要求坑隆起安全系數(shù)Ks1.1-1.2 Nq= tan2 (45°+18.70/2) etg18.7° =1.9133e0.3301= 1.9133e 1.0372=5.40Nc=(5.40-1)/ (tan18.70)=4.24Ks=(19.777×5.4×4+15.447×4.24)/(19.777×12+0)=515.139/237.324=2.17>1.2 故坑底不會產(chǎn)生隆起B(yǎng)、 基坑底的管涌驗(yàn)算管涌主要是由于水頭差

17、所引起的，當(dāng)板樁插入透水性和內(nèi)聚力均小的飽和土中，如粉砂、淤泥.等,施工采用坑內(nèi)明溝排水時,則有可能發(fā)生管涌或流砂現(xiàn)象。為了安全施工，應(yīng)驗(yàn)算防止這種現(xiàn)象的發(fā)生。其驗(yàn)算式為：K=´/j式中 K坑管涌安全系數(shù)，一般取152.0 取K=1.5 ´土的浮重度； ´=19.777-10=9.777KN/m3 j 最大滲流力（動水壓力）j可采用下式計算：j= i = h´/（h´+2t）w式中 i 水頭梯度 t 板樁的入土深度 t=4.0m h´地下水位至坑底的距離（即地下水形成的水頭差）； h´=9.0-2.5=6.5m w地下水的重

18、度 w =10KN/ m3 t=(1.5×6.5×10-6.5×9.777)/(2×9.777)=(97.5-63.6)/39.55=0.86m<4m沒有可能產(chǎn)生管涌現(xiàn)象。4鋼板樁的打設(shè)支護(hù)樁采用拉森鋼板樁，樁長度為12.0m， 采用挖掘機(jī)配振動錘方法打樁，為保證樁的垂直度，應(yīng)用兩面三臺經(jīng)緯儀加以控制，打樁開始的一、二塊鋼板樁的打設(shè)位置和方向要確保精度，以起導(dǎo)向樣板的作用，故每入土1m測量一次。鋼板樁施工常遇問題的分析及處理：專心-專注-專業(yè)常遇問題 傾斜（板樁頭部向打樁行進(jìn)方向傾斜）共連（打板樁時和打入的鄰樁一起下沉）原因分析打樁行進(jìn)方向板樁貫入

19、阻力小鋼板樁傾斜彎曲使槽口阻力增加防止措施1）施工過程中用儀器隨時檢查、控制、糾正2）發(fā)生傾斜時，用鋼絲繩拉住樁身，邊拉邊 打，逐步糾正1）發(fā)生板樁傾斜及時糾正2）把發(fā)生共連的樁和已打好的樁一塊或數(shù)塊用角鐵電焊臨時固定5基坑支護(hù)工程的現(xiàn)場監(jiān)測（1）基坑觀測的內(nèi)容基坑監(jiān)測是本工程施工中一個必不可少的環(huán)節(jié)，施工中應(yīng)觀測基坑的穩(wěn)定性，周圍建筑物的變形等。其中基坑的穩(wěn)定觀測包括基坑外圍土體位移、沉降的觀測。施工中要進(jìn)行全面觀測，施工前在基坑四周設(shè)置觀測點(diǎn)，按照設(shè)計要求，每隔25m設(shè)置一個觀測點(diǎn)，邊施工邊觀測，保證基坑施工的安全。（2）基坑觀測點(diǎn)的布置按照設(shè)計要求每隔約25m設(shè)置一個觀測點(diǎn)，基坑南、北面

20、各布1個觀測點(diǎn)，東、西面各布5個觀測點(diǎn)，共布置12個觀測點(diǎn)，每面的觀測點(diǎn)成直線布置。在基坑四角各布置2個觀測控制點(diǎn)，施工過程中對控制點(diǎn)應(yīng)加以保護(hù)。其他觀測點(diǎn)布置根據(jù)現(xiàn)場情況而定。觀測點(diǎn)的制作要求規(guī)范美觀，并用水泥砂漿圍筑，觀測點(diǎn)做好后，必須嚴(yán)加保護(hù)，不得碰撞，擬采用磚塊圍筑，待須觀測時再移開磚塊。（3）監(jiān)測頻率基坑監(jiān)測的頻率要隨土方開挖進(jìn)度和基坑變化情況作調(diào)整，基坑監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)兩天后開始讀測原始值，且應(yīng)不少于2次。當(dāng)基坑開始挖土?xí)r，監(jiān)測次數(shù)要增加，開挖以后每天測量一次，當(dāng)基坑邊坡位移出現(xiàn)突變量，增加到一天兩次甚至兩小時觀測一次，當(dāng)邊坡位移趨于穩(wěn)定時，測量間隔時間可延長至510天。本基坑的監(jiān)測時間

21、為從基坑開挖至清水池結(jié)構(gòu)完成，土方回填。觀測結(jié)果務(wù)必全面、真實(shí)、整潔，并整理成冊。三、基坑開挖1、準(zhǔn)備工作a、先測放出基坑中線，沿基坑中線釘立木樁且編號，樁間距20m，測量各樁號原地面標(biāo)高，計算并標(biāo)明各樁號處挖土深度。b、根據(jù)施工圖紙及會同業(yè)主，查明地下既有埋設(shè)管線等設(shè)施的位置、埋深，開挖前對地下查明的既有管線等設(shè)施作好標(biāo)志，對作業(yè)人員進(jìn)行交底。c、線位控制樁和高程控制樁，須復(fù)檢合格，且辦好預(yù)檢手續(xù)。2、基坑開挖基坑開挖采用PC200挖掘機(jī)進(jìn)行土方開挖（對既有管線及設(shè)施的進(jìn)行人工開挖），在施工區(qū)段，開挖方向由基坑的一端向另一端進(jìn)行，視工程進(jìn)度情況也可由坑中間開始向兩端同時開挖，泥土由自卸汽車裝

22、車外運(yùn)棄土。在挖到距槽底50cm以內(nèi)時，測量放線人員應(yīng)配合抄出距槽底50cm水平線，在坑壁上釘水平標(biāo)高木樁，間距為每3m釘一個，隨時以木樁校核坑底標(biāo)高，最后拉通線檢查槽底標(biāo)高，據(jù)此修整坑底，進(jìn)行整平。防止錯挖或超挖，基底高程允許偏差±20mm。若出現(xiàn)超挖，必須回填石屑，夯實(shí)至設(shè)計標(biāo)高?；油趯挵聪率剑?B=D+b×2 B基坑底部寬度（mm） D管道外徑（mm） b管道一側(cè)工作面寬度（mm）基坑土方開挖后，基底四周挖排水明溝，于低洼處挖深設(shè)集水井，及時抽排基底積水，基坑頂部四周設(shè)截水溝，或用粘土筑成攔水壩，防止地表水流入基坑。嚴(yán)禁積水滲泡基底。3、土方外運(yùn)開挖的土留足回填土后

23、，余土均外運(yùn)，外運(yùn)至指定地點(diǎn)并堆放。本工程外棄土受廣州市道路交通的制約和影響，外棄土擬安排夜間集中進(jìn)行，為保持清潔防止車輛漏土，車斗門須嚴(yán)密，裝土?xí)r低于車箱高度，嚴(yán)禁水土混裝，車箱頂部須覆蓋，車輛須車身及車輪干凈，不污染路面。4、基坑開挖中出現(xiàn)的問題及相應(yīng)的應(yīng)變措施開挖中可能出現(xiàn)的問題1、支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲水、漏泥或開挖面以下出現(xiàn)冒水。2、開挖土方不均衡，支撐延時導(dǎo)致支護(hù)墻壁和支撐的受力變形速率變化過大，基坑回彈和周圍土體變位過大。3、護(hù)結(jié)構(gòu)剛度，強(qiáng)度不足，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大。4、基坑隆起，變形過大 5、支撐撓曲變形 6、支撐截面不足，有壓損跡象 7、圍護(hù)、支撐，周圍地表變形，坑底土體隆起變化速率均

24、急劇加大，基坑有失穩(wěn)趨勢。安全、穩(wěn)定應(yīng)變措施1、出現(xiàn)滲水，漏泥應(yīng)及時采取止水堵漏措施2、發(fā)現(xiàn)止水體在設(shè)計施工中的薄弱環(huán)節(jié)，及時采取加固彌補(bǔ)措施采用調(diào)整開挖及支撐的施工部位及參數(shù)，使基坑外荷均衡，減少每步開挖的空間尺寸，加快開挖支撐的時間，增加支撐復(fù)加預(yù)加軸力的次數(shù)。1、增加支撐臨時斜撐、角撐2、支撐加改預(yù)應(yīng)力3、調(diào)整支撐的豎向間距4、基坑四周卸載或坑內(nèi)壓載1、分區(qū)分步開挖，并在最下層開挖中，分步挖分步澆筑快硬砼墊層，先形成部分墊層底板抵制墻體位移。2、采用中心島法施工3、在坑底被動區(qū)土層中謹(jǐn)慎地超前一步進(jìn)行雙液快凝分層注漿加固土體或壓載1、加固支撐桿件，采用臨時拉系構(gòu)件縮短長細(xì)比必要時在水平向

25、及豎向增設(shè)支撐2、地面上對稱卸載，坑內(nèi)壓載對支撐斷面加固，在豎向及水平向增設(shè)支撐對基坑進(jìn)行局部甚至全面回填或放水回灌以得到臨時穩(wěn)定，贏得時間進(jìn)行地基或支撐加固5、 支撐開挖支撐施工是決定深基坑工程成敗優(yōu)劣的關(guān)鍵工序，基槽兩側(cè)之間設(shè)橫壓梁（圍檁）加支撐的方法支護(hù)，應(yīng)邊開挖邊支撐，圍檁應(yīng)沿?fù)鯄χ苓呥B續(xù)走通設(shè)置，圍檁和支撐梁要用2I36b槽鋼焊接鋼梁，支撐用500鋼管，每2.5m設(shè)一根，見基坑支護(hù)剖面圖。（深4-5m基坑只設(shè)一道支撐） a、支撐驗(yàn)算：由于支撐最大反力RD=214.881kN/m，設(shè)支撐間距為2.5m，支撐軸心壓力為N=214.881×2.5=537.203kN外徑500鋼管

26、，壁厚10mm，理論重量120.83kg/mi=0.35d0 d0=(d+D)/2=(480+500)/2=490b、截面幾何特性：A=(50/2)2-(48/2)2=49=153.86cm2i=0.35 d0=0.35×49=17.15cmc、和值：=l/I=2300/17.15=134.1<=150查表因焊接對任意軸屬b類=0.307d、支撐的整體穩(wěn)定：N/(A)=537.203×103/(0.307×153.86×102)=94.4N/mm2<f=215滿足整體穩(wěn)定的要求。支撐應(yīng)隨挖隨撐，并嚴(yán)密頂緊牢固，嚴(yán)禁挖好后一次支撐。支撐的拆除，

27、應(yīng)按回填順序依次進(jìn)行，多層支撐應(yīng)自下而上，逐層拆除，拆除一層，經(jīng)回填夯實(shí)后，再拆上層，拆除支撐時，應(yīng)注意防止附近建筑物或構(gòu)筑物產(chǎn)生下沉和破壞，必要時采取加固措施。開挖支撐施工時，應(yīng)注意以下措施：、 要分層開挖，每挖一層及時加好一道支撐；、 在每層土開挖中，同時開挖的部分，在位置及深度上，要以保持對稱為原則，防止基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)承受偏載；、 在施工管理中，加強(qiáng)對支撐構(gòu)件的生產(chǎn)及安裝質(zhì)量的保證措施；、 規(guī)定施工場地、土方、材料、設(shè)備的堆放場地及堆放量，限定基坑邊的超載。、 確保排水、堵水及降水的措施，嚴(yán)防圍護(hù)墻體發(fā)生水土流失而導(dǎo)致基坑失穩(wěn)。四、渠箱施工1、換填碎石、砂按設(shè)計要求換填300mm厚砂、碎石

28、3:7，作碎石砂墊層。采用中、粗砂，碎石最大粒徑不得大于換填層厚的三分之二或不大于50mm，換填時控制好厚度，且鋪平夯實(shí)，密實(shí)度達(dá)到95%以上。五、溝槽回填管道試壓和防腐處理合格后，即可進(jìn)行管溝槽回填，回填前應(yīng)先排除槽內(nèi)積水，清理雜物，回填按30cm一層，分層填筑夯實(shí)，并分層按規(guī)定做好密實(shí)度檢測試驗(yàn)。六、鋼板樁的拔除基槽回填后，即可拔除鋼板樁，拔除鋼板樁采用振動錘，它產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動擾動土體，破壞鋼板樁與周圍土體的粘結(jié)力使拔樁阻力減少，在附加起吊力作用下將樁拔除，拔樁的順序一般與打設(shè)的順序相反。拔樁時的振動加上拔樁時再帶土過多，會引起地面的沉降和土體位移，還可能會給已施工的地下結(jié)構(gòu)帶來危害，并影響鄰近建（構(gòu)）筑物，道路和地下管線的安全。拔樁時應(yīng)盡量設(shè)法減