某特大橋#～#墩承臺(tái)基坑鋼板樁圍堰施工技術(shù)方案

PAGE廈深鐵路XX特大橋33#～49#墩承臺(tái)基坑鋼板樁圍堰施工技術(shù)方案2009年4月審批欄編制：日期：審核：日期：批準(zhǔn)：日期：33#～49#基礎(chǔ)鋼板樁圍堰施工技術(shù)方案（開挖封底及承臺(tái)施工階段優(yōu)化）一、編制范圍廈深鐵路廣東段站前工程XX標(biāo)XX特大橋（DKXX）。33#～49#處XX中第一期筑島圍堰、承臺(tái)、墩身施工即將開始，根據(jù)計(jì)劃安排，承臺(tái)計(jì)劃在4月上旬開始施工。施工時(shí)期的XX控制水位的水位高度為＋0.43m～＋2.9m。本方案編制范圍：根據(jù)項(xiàng)目部對(duì)XX采用筑島進(jìn)行樁基施工,承臺(tái)、墩身采用鋼板樁支護(hù)設(shè)想方案的基礎(chǔ)上，針對(duì)XX流33#～49#承臺(tái)鋼板樁支護(hù)開挖方案根據(jù)XX水位地地質(zhì)情況進(jìn)行細(xì)化。二、編制依據(jù)（1）XX特大橋設(shè)計(jì)圖（廈深汕惠施（橋）-37（正式施工圖））。（2）承臺(tái)及鉆孔灌注樁參考圖（廈深汕惠施（橋參）-1）。（3）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的相關(guān)資料。（4）XX新區(qū)拉森鋼板樁支護(hù)工程實(shí)踐三、工程概況鉆孔樁施工采用筑島施工，筑島尺寸為13.9m×16.2m。承臺(tái)鋼板樁支護(hù)采用矩形平面形式，平面尺寸為9.5m×13.1m。鋼板樁采用拉森-Ⅲ型鋼板樁，長(zhǎng)12m，單個(gè)承臺(tái)鋼板樁共114根，重量82噸。鋼板樁頂在筑島形成內(nèi)坡后標(biāo)高0.8m，內(nèi)坡開挖土方及基坑開挖中的回填土約530m3將用于加大筑島尺寸,至?xí)r島體尺寸為17.5m×18.65m（所需土方為420m3），基坑底標(biāo)高按最深基坑38#墩計(jì)算為-5.8m。支撐體系采用雙層剛性對(duì)撐結(jié)構(gòu)，圍堰內(nèi)支撐對(duì)承臺(tái)施工影響較大。各墩筑島頂面標(biāo)高及承臺(tái)底標(biāo)高見下表。33#～49#號(hào)墩臺(tái)筑島及鋼板樁標(biāo)高表：墩號(hào)37383940島項(xiàng)高程1.81.81.81.8鋼板樁頂高程0.80.80.80.8承臺(tái)底高程-4.489-5.826-5.662-5.499基坑深5.2896.6266.4626.29912m板樁入土土6.7115.3745.5385.701淤泥層頂-8.12-9.11-9.72-8.1712m板樁入淤淤泥層3.082.091.483.03筑島及鋼板樁施工平（立）面圖：鋼板樁圍堰開挖采取分層開挖，砼封底的方式施工。鋼板樁圍堰施工主要工程量見下表。33#～49#主要材料匯總表材料（項(xiàng)目）材質(zhì)規(guī)格單位單島合計(jì)備注拉森-Ⅲ型鋼板樁Q235B400m13685472圍堰內(nèi)圍檁土方開挖m3140560內(nèi)坡土方土方開挖m34001600筑島回填土土方開挖m33801140原河床土方混凝土素砼C20m324.999.6封底砼碎石m324.999.6封底墊層樁頭鑿除根1248四、施工計(jì)劃墩號(hào)日期項(xiàng)目墩號(hào)日期項(xiàng)目37383940樁基4月21日4月19日4月17日4月15日鋼板樁4月25日4月23日4月21日4月19日基坑土方4月30日4月28日4月26日4月24日破樁長(zhǎng)5月02日4月30日4月28日4月26日墊層5月03日5月01日4月29日4月27日驗(yàn)樁5月05日5月03日5月01日4月29日承臺(tái)鋼筋5月07日5月05日5月03日5月01日承臺(tái)模板5月08日5月06日5月04日5月02日承臺(tái)砼5月09日5月07日5月05日5月03日養(yǎng)生待強(qiáng)5月10日5月08日5月06日5月04日墩身鋼筋5月13日5月11日5月09日5月07日墩身模板5月15日5月13日5月11日5月09日墩身砼5月16日5月14日5月12日5月10日五、機(jī)械及勞動(dòng)力配置1、主要施工機(jī)具配置XX支護(hù)內(nèi)土體主要采用挖機(jī)進(jìn)行開挖，對(duì)于底部淤泥亞粘土層則采用高壓水槍配合泥漿泵除土開挖；投入鋼板樁打拔樁機(jī)1臺(tái)用于施工。打拔樁機(jī)為挖掘機(jī)加液壓高頻振動(dòng)錘改裝而成，最大打樁長(zhǎng)度為15m（與四架子隊(duì)共用）。33#～49#承臺(tái)鋼板樁圍堰施工主要機(jī)械配置見機(jī)械配置表序號(hào)機(jī)械設(shè)備名稱型號(hào)單位數(shù)量備注1鋼板樁打樁機(jī)日立550臺(tái)12混凝土罐車8m3臺(tái)33翻斗車6m3臺(tái)44挖機(jī)臺(tái)15泥漿泵臺(tái)26污水泵臺(tái)4其他附屬設(shè)備如振搗棒、電焊機(jī)由現(xiàn)場(chǎng)組織。2、人員表4-2勞動(dòng)力配置序號(hào)分項(xiàng)工程勞動(dòng)力人數(shù)備注1挖土102內(nèi)圍檁加工10通用人員3封底澆筑154支撐安裝、拆卸卸10六、施工方案1、綜述方案的要點(diǎn)是用在鋼板樁外部采取消減土層標(biāo)高在筑島上形成內(nèi)坡消減鋼板樁的外部荷載，以達(dá)到盡量減少鋼板樁的懸臂長(zhǎng)度，減少內(nèi)支撐以免影響施工目的。（1）筑島開挖后成內(nèi)坡,開挖的土體用于島外加寬加高在島體四周形成圍堰,擋水壩頂面標(biāo)高為+1.8m,形成內(nèi)坡后坑內(nèi)標(biāo)高為0.8m。（2）采用12m拉森Ⅲ型鋼板樁，根據(jù)鋼板樁入土的深度，按單錨淺埋板樁計(jì)算，采用雙層圍囹支撐，鋼板樁下層圍囹作為加固措施，不參與計(jì)算，。（3）圍堰采用干施工封底，封底混凝土厚度20cm，底部鋪設(shè)20cm碎石墊層。1.2地質(zhì)概況根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及筑島情況，自上而下土層分布為：①表層為筑島回填土，為便于鋼板樁的打入，在鋼板樁打入范圍內(nèi)填料采用細(xì)粒土進(jìn)行，挖除內(nèi)坡后，土層厚度為自0.5～3.7m。②次層稍密細(xì)砂，土層厚度為2～2.5m。③樁端地層為為淤泥質(zhì)粘土。鋼板樁施工地質(zhì)圖：1.3、鋼板樁的選用根據(jù)工程所在地場(chǎng)地特點(diǎn)，結(jié)合鋼板樁的特性、施工方法等方面進(jìn)行考慮，選用拉森Ⅲ號(hào)鋼板樁，拉森Ⅲ號(hào)鋼板樁寬度適中，抗彎性能好，依地質(zhì)資料及作業(yè)條件決定選用鋼板樁長(zhǎng)度12m。2、鋼板樁設(shè)計(jì)方案2.1計(jì)算拉森樁入土深度根據(jù)鋼板樁入土的深度，按單錨淺埋板樁計(jì)算，假定上端為簡(jiǎn)支，下端為自由支承。這種板樁相當(dāng)于單跨簡(jiǎn)支梁，作用在樁后為主動(dòng)土壓力，作用在樁前為被動(dòng)土壓力，壓力坑底以下的土重度不考慮浮力影響，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下。主動(dòng)土壓力Ea=12ea(H+t)=12γ(H+t)2Ka被動(dòng)土壓力Ep=12ept=12γt2Kp式中:ea—主動(dòng)土壓力最大壓強(qiáng),ea=γ(H+t)Ka；ep—被動(dòng)土壓力最大壓強(qiáng),ep=γtKp；Ka—主動(dòng)土壓力系數(shù)，Ka=tg2(45°-ψ2)=tg2(45°-ψ°2)=0.49；Kp—被動(dòng)土壓力系數(shù)，Kp=tg2(45°+ψ2)=tg2(45°+20°2)=2.04；ψ—土的內(nèi)摩擦角，ψ=20°；γ—土的重度，γ=17.5kN/m3；H—基坑開挖深度，H=6.6m；為了使鋼板樁保持穩(wěn)定，在A點(diǎn)的力矩等于零，即ΣMA=0，亦即EaHa-EpHp=Ea23(H+t)-Ep(H+23t)=0將以上數(shù)據(jù)代入上式中，可得下式：t3+6.76t2+41.29t+90.54=0整理后即可求得所需的最小入土深度t=5.03m所以鋼板樁總長(zhǎng)為：L=6.6+55.03==11.663m故選擇12m鋼鋼板樁作為為圍護(hù)支撐撐是合理的的。2.2、鋼板樁樁穩(wěn)定性驗(yàn)驗(yàn)算板樁入入土深度除除保證本身身的穩(wěn)定性性外，還應(yīng)應(yīng)保證基坑坑底部在施施工期間不不會(huì)出現(xiàn)隆隆起和管涌涌現(xiàn)象。在軟土土中開挖較較深的基坑坑，當(dāng)樁背背后的土柱柱重量超過過基坑底面面以下地基基土的承載載力時(shí)，地地基的平衡衡狀態(tài)受到到破壞，常常會(huì)發(fā)生坑坑壁土流動(dòng)動(dòng)，坑頂下下陷，坑底底隆起的現(xiàn)現(xiàn)象（如下下圖），為為避免這種種現(xiàn)象發(fā)生生，施工前前，需對(duì)地地基進(jìn)行穩(wěn)穩(wěn)定性驗(yàn)算算。轉(zhuǎn)動(dòng)力矩矩MOV=Gχ2=(qq+γh)χ22；穩(wěn)定力矩Mr==χ∫z00τχdθ；將土層視視為均質(zhì)土土，則Mr=2；式中-排的度和土與矩抗全以式基不隆M質(zhì)則式中C--內(nèi)聚力取經(jīng)經(jīng)驗(yàn)值C=233.5kPPaq--坑側(cè)上上部荷載回回填土取q=5..0kN//m2K=2π×223.55+177.5×66.6==1477.61120.55=1.222>1.22故基坑底不會(huì)產(chǎn)生隆起。式中中Mr未考慮土土體與板樁樁間的摩擦擦力以及垂垂直面AB上土體的的搞剪強(qiáng)度度對(duì)土體下下滑的陰力力，故偏于于安全。3、封底砼厚度驗(yàn)驗(yàn)算鋼板樁入土長(zhǎng)度度為6.5m，淤泥層層為1.5m，淤泥層層可視為不不透水層，計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)式如如下：K=γαLααγρLρ>1.22γαLα—基坑內(nèi)土體重量量，=1..75×6.4==11.338；γρLρ—基坑內(nèi)外水頭壓壓力，=1×7.6==7.6；K=γαLLαγρLρ=11.3387.66=1.550>1..2；K>1.2故地坑不不會(huì)產(chǎn)生管管涌及坑底底冒水情況況。式中基基坑內(nèi)土體體重量未考考慮土體與與板樁間的的摩擦力以以砼封底及及碎石墊層層，故偏于于安全。4、鋼板樁施工工工藝4.11鋼板樁施施工的一般般要求⑴鋼板板樁的設(shè)置置位置要符符合設(shè)計(jì)要要求，便于于排水管廊廊基礎(chǔ)施工工，即在基基礎(chǔ)最突出出的邊緣外外留有支模模、拆模的的余地。⑵基坑坑護(hù)壁鋼板板樁的平面面布置形狀狀應(yīng)盡量平平直整齊，避避免不規(guī)則則的轉(zhuǎn)角，以以便標(biāo)準(zhǔn)鋼鋼板樁的利利用和支撐撐設(shè)置。各各周邊尺寸寸盡量符合合板樁模數(shù)數(shù)。⑶整個(gè)個(gè)基礎(chǔ)施工工期間，在在挖土、吊吊運(yùn)、扎鋼鋼筋、澆筑筑混凝土等等施工作業(yè)業(yè)中，嚴(yán)禁禁碰撞支撐撐，禁止任任意拆除支支撐，禁止止在支撐上上任意切割割、電焊，也也不應(yīng)在支支撐上擱置置重物。4.22鋼板樁施施工的順序序根據(jù)施施工圖及高高程放設(shè)沉沉樁定位線線→實(shí)施表層層回填礦渣渣土剝離→根據(jù)定位位線控設(shè)沉沉樁導(dǎo)向槽槽→整修平整整施工機(jī)械械行走道路路→沉設(shè)圍護(hù)護(hù)樁→將圍護(hù)樁樁送至指定定標(biāo)高→焊接圍囹囹支撐→挖土→排水管廊廊施工→填土→拔除鋼板板樁。4.33鋼板樁的的檢驗(yàn)、吊吊裝、堆放放⑴鋼板板樁的檢驗(yàn)驗(yàn)鋼板樁樁運(yùn)到工地地后，需進(jìn)進(jìn)行整理。清清除鎖口內(nèi)內(nèi)雜物(如電焊瘤瘤渣、廢填填充物等)，對(duì)缺陷陷部位加以以整修。①鎖口口檢查的方方法：用一一塊長(zhǎng)約22米的同類型型、同規(guī)格格的鋼板樁樁作標(biāo)準(zhǔn)，將將所有同型型號(hào)的鋼板板樁做鎖口口通過檢查查。檢查采采用卷?yè)P(yáng)機(jī)機(jī)拉動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)鋼板樁平平車，從樁樁頭至樁尾尾作鎖口通通過檢查。對(duì)對(duì)于檢查出出的鎖口扭扭曲及“死彎”進(jìn)行校正正。②為確確保每片鋼鋼板樁的兩兩側(cè)鎖口平平行。同時(shí)時(shí)，盡可能能使鋼板樁樁的寬度都都在同一寬寬度規(guī)格內(nèi)內(nèi)。需要進(jìn)進(jìn)行寬度檢檢查，方法法是：對(duì)于于每片鋼板板樁分為上上中下三部部分用鋼尺尺測(cè)量其寬寬度，使每每片樁的寬寬度在同一一尺寸內(nèi)，每每片相鄰數(shù)數(shù)差值以小小于1為宜。對(duì)對(duì)于肉眼看看到的局部部變形可進(jìn)進(jìn)行加密測(cè)測(cè)量。對(duì)于于超出偏差差的鋼板樁樁應(yīng)盡量不不用。③鋼板板樁的其它它檢查，對(duì)對(duì)于樁身殘殘缺、殘跡跡、不整潔潔、銹皮、卷卷曲等都要要做全面檢檢查，并采采取相應(yīng)措措施，以確確保正常使使用。④鎖口口潤(rùn)滑及防防滲措施，對(duì)對(duì)于檢查合合格的鋼板板樁，為保保證鋼板樁樁在施工過過程中能順順利插拔，并并增加鋼板板樁在使用用時(shí)防滲性性能。每片片鋼板樁鎖鎖口都須均均勻涂以混混合油，其其體積配合合比為黃油油：干膨潤(rùn)潤(rùn)土：干鋸鋸沫＝5：5：3。⑵鋼板板樁吊運(yùn)裝卸鋼鋼板樁宜采采用兩點(diǎn)吊吊。吊運(yùn)時(shí)時(shí)，每次起起吊的鋼板板樁根數(shù)不不宜過多，并并應(yīng)注意保保護(hù)鎖口免免受損傷。吊吊運(yùn)方式有有成捆起吊吊和單根起起吊。成捆捆起吊通常常采用鋼索索捆扎，而而單根吊運(yùn)運(yùn)常用專用用的吊具。⑶鋼板板樁堆放鋼板樁樁堆放的地地點(diǎn)，要選選擇在不會(huì)會(huì)因壓重而而發(fā)生較大大沉陷變形形的平坦而而堅(jiān)固的場(chǎng)場(chǎng)地上，并并便于運(yùn)往往打樁施工工現(xiàn)場(chǎng)。堆堆放時(shí)應(yīng)注注意：①堆放放的順序、位位置、方向向和平面布布置等應(yīng)考考慮到以后后的施工方方便；②鋼板板樁要按型型號(hào)、規(guī)格格、長(zhǎng)度分分別堆放，并并在堆放處處設(shè)置標(biāo)牌牌說明；③鋼板板樁應(yīng)分層層堆放，每每層堆放數(shù)數(shù)量一般不不超過5根，各層層間要墊枕枕木，墊木木間距一般般為3-4米，且上、下下層墊木應(yīng)應(yīng)在同一垂垂直線上，堆堆放的總高高度不宜超超過2米。4.4鋼板樁打設(shè)鋼板樁施工要正正確選擇打打樁方法、打打樁機(jī)械和和流水段劃劃分，以便便使打設(shè)后后的板樁墻墻有足夠的的剛度和良良好的防水水作用，且且板樁墻面面平直，以以滿足基礎(chǔ)礎(chǔ)施工的要要求，對(duì)封封閉式板樁樁墻還要求求封閉合攏攏。根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工條條件，采用用單獨(dú)打入入法。此法是是從一角開開始逐塊插插打，每塊塊鋼板樁自自起打到結(jié)結(jié)束中途不不停頓。因因此，樁機(jī)機(jī)行走路線線短，施工工簡(jiǎn)便，打打設(shè)速度快快。但是，由由于單塊打打入，易向向一邊傾斜斜，累計(jì)誤誤差不易糾糾正，墻面面平直度難難以控制。⑴先由由測(cè)量人員員定出鋼板板樁圍堰的的軸線，可可每隔一定定距離設(shè)置置導(dǎo)向樁，導(dǎo)導(dǎo)向樁直接接使用鋼板板樁，然后后掛繩線作作為導(dǎo)線，打打樁時(shí)利用用導(dǎo)線控制制鋼板樁的的軸線，在在軸向法向向要求搞的的情況下，采采用導(dǎo)向架架。⑵準(zhǔn)備備樁帽及送送樁：打樁樁機(jī)吊起鋼鋼板樁，人人工扶正就就位。⑶單樁樁逐根連續(xù)續(xù)施打，注注意樁頂高高程不宜相相差太大。⑷在插插打過程中中隨時(shí)測(cè)量量監(jiān)控每塊塊樁的斜度度不超過2%，當(dāng)偏斜斜過大不能能用拉齊方方法調(diào)正時(shí)時(shí)，拔起重重打。4.55挖土⑴土方方開挖應(yīng)分分層連續(xù)施施工，用反反鏟挖機(jī)一一次開挖至至板樁頂以以下4米處，進(jìn)行行圍囹支撐撐施工。在在施工完畢畢圍囹支撐撐后，對(duì)乘乘余土體采采用泥漿泵泵配合高壓壓水槍松動(dòng)動(dòng)的方式進(jìn)進(jìn)行開挖。⑵圍囹囹制做安裝裝：第一層層圍囹及支支撐設(shè)置在在板樁墻頂頂以下0..5米處，第二層層圍囹設(shè)在在承臺(tái)頂面面以上0..5米處。根據(jù)設(shè)設(shè)計(jì)位置在在鋼板樁內(nèi)內(nèi)壁上焊圍圍囹托架，然然后吊裝H型鋼圍檁檁并焊接加加固。⑶基坑坑周邊范圍圍內(nèi)嚴(yán)禁堆堆載。⑷地面面及坑內(nèi)設(shè)設(shè)排水措施施。⑸開挖挖過程中注注意支護(hù)體體系的變形形觀察。⑹基坑坑內(nèi)作業(yè)時(shí)時(shí)，有專職職安全員負(fù)負(fù)責(zé)。在基坑坑開挖過程程中需要注注意的問題題：由于工工程在地下下水位很高高的軟土地地基中施工工，所以鋼鋼板樁的垂垂直度及搭搭接就十分分重要，當(dāng)當(dāng)鋼板樁未未貼靠在圍圍囹上部分分，需作加加墊處理，使使鋼板樁的的壓力傳到到圍囹及支支撐上，支支撐的材料料、制作、焊焊接必須嚴(yán)嚴(yán)格按圖施施工。其次是是挖土和支支撐的架設(shè)設(shè)施工過程程必須緊密密配合，挖挖土過程要要保證安全全的前提下下，迅速為為支撐施工工創(chuàng)造工作作面，支撐撐結(jié)構(gòu)必須須能較快地地產(chǎn)生整體體剛度或預(yù)預(yù)緊力，兩兩者配合就就能較好地地利用軟土土施工中的的時(shí)空效應(yīng)應(yīng)，有效地地控制圍護(hù)護(hù)體系在受受力后的變變形。施工工中切不可可超挖和不不及時(shí)施加加支撐，土土方施工要要求分層均均勻高效，以以使支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)處于正正常的受力力狀態(tài)。4.66鋼板樁的的拔除基坑回回填后，要要拔除鋼板板樁，以便便重復(fù)使用用。拔除鋼鋼板樁前，應(yīng)應(yīng)仔細(xì)研究究拔樁方法法順序和拔拔樁時(shí)間，否否則，由于于拔樁的振振動(dòng)影響，以以及拔樁帶帶土過多會(huì)會(huì)引起地面面沉降和位位移，會(huì)給給己施工的的地下結(jié)構(gòu)構(gòu)帶來危害害，并影響響臨近原有有建筑物、構(gòu)構(gòu)筑物或底底下管線的的安全。設(shè)設(shè)法減少拔拔樁帶土十十分重要，目目前主要采采用灌水、灌灌砂措施。先用打打拔樁機(jī)夾夾住鋼板樁樁頭部振動(dòng)動(dòng)1min～2min，使鋼板板樁周圍的的土松動(dòng)，產(chǎn)產(chǎn)生“液化”，減少土土對(duì)樁的摩摩阻力，然然后慢慢的的往上振拔拔。拔樁時(shí)時(shí)注意樁機(jī)機(jī)的負(fù)荷情情況，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)上拔困難難或拔不上上來時(shí)，應(yīng)應(yīng)停止拔樁樁，可先行行往下施打打少許，再再往上撥，如如此反復(fù)可可將樁拔出出來。拔樁時(shí)時(shí)應(yīng)注意事事項(xiàng)：①拔樁樁起點(diǎn)和順順序：對(duì)封封閉式鋼板板樁墻，拔拔樁起點(diǎn)應(yīng)應(yīng)離開角樁樁5根以上?？煽筛鶕?jù)沉樁樁時(shí)的情況況確定拔樁樁起點(diǎn)，必必要時(shí)也可可用跳拔的的方法。拔拔樁的順序序最好與打打樁時(shí)相