拉森鋼板樁圍堰施工專項方案詳細

京滬高鐵蘊藻浜特大橋222號墩深大基坑施工專項方案第一章工程概況京滬高速鐵路于里程DK1284+865.86～DK1284+982.06處跨越蘊藻浜河，河流與線路中心線的夾角為73°，蘊藻浜河最高通航水位為1.96m，航道等級現(xiàn)狀為五級，規(guī)劃三級，通航凈寬70m，凈高7.5m，跨河橋梁結(jié)構(gòu)為1-112m提籃拱。提籃拱主墩（222#）情況如下：樁基18根，直徑1.5m，樁頂標高-6.855m，樁底標高-89.855m，樁長83m，承臺為雙層承臺，承臺總高4.5m，下承臺尺寸22.1×10.6×3.0m，上層承臺尺寸21.2×7.25×1.5m，墩身高11.5m，墩身長19.2m，總寬5.25m。樁基分布情況見下圖：根據(jù)現(xiàn)場實測的地面標高為+2.44，承臺底標高-6.855，地面到承臺底高差為9.3米，該處地質(zhì)條件以淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土和粉土為主?；娱_挖深度達10.3米（考慮混凝土封底1.0m）。承臺工程量及施工尺寸如下：序號尺寸數(shù)量（個）混凝土方量（立方）/每個備注110.6*22.1*3（7.25*21.2*1.5）1上承臺230.55方下承臺702.78方第二章編制依據(jù)及技術(shù)指標1、TB10002.5J464-2005《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》2、TZ213-2005《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》3、蘊藻浜特大橋京滬高徐滬施圖Ⅵ（橋）-1174、京滬高徐滬施圖（橋參）-承臺及鉆孔灌注樁鋼筋布置參考圖5、時速350Km客運專線鐵路通用設(shè)計圖《雙線矩形空心橋墩》（圖號：肆橋設(shè)（2008）4381-1）6、相關(guān)標準規(guī)范等該基坑所處位置地質(zhì)條件很差，地下水位較高，基坑邊緣距蘊藻浜河20多米，蘊藻浜河河面標高+1.08，該處從現(xiàn)有地面以下6米范圍內(nèi)為蘊藻浜河河道內(nèi)清理出來的河底淤泥，給大面積挖土卸載造成相當大的困難，原有土質(zhì)以淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土和粉土為主，狀態(tài)以流塑和軟塑為主，基本承載力較低，土體內(nèi)摩擦角平均16°，土容重平均取值為19kN/m3，而且該基坑屬于深大基坑，開挖深度達10.3m，產(chǎn)生的土壓力和水壓力相當大，平面開挖尺寸為26.1×14.6m，再加之承臺及墩身下部作業(yè)施工需要在基坑內(nèi)完成，給內(nèi)部支撐造成很大困難，而且從基坑開挖到墩臺身施工過程中需要進行數(shù)次受力體系的轉(zhuǎn)換，給各道圍檁及內(nèi)支撐的確定增加難度。型號

鋼板樁的設(shè)置位置應(yīng)便于基礎(chǔ)施工，應(yīng)在原地面下結(jié)構(gòu)邊緣之外，并留有支、拆模板的操作空間；

鋼板樁平面不直的，應(yīng)盡量使其平直整齊，避免不規(guī)則的轉(zhuǎn)角，以便順利將鋼板樁插打入地下，并利于圍檁支撐的設(shè)置。1、將鋼板樁運到工地后，鋼板樁在拼組前必須對其進行檢查、丈量、分類、編號，同時對兩側(cè)鎖口用一塊同型號長2～3m的短樁作通過試驗，以2～3人拉動通過為宜。鎖口通不過或樁身有彎曲、扭曲、死彎等缺陷，采用冷彎，熱敲（溫度不超過800～1000℃），焊補、鉚補、割除、接長等方法加以整修。插打鋼板樁之前須檢查振動錘。振動錘是打拔鋼板樁的關(guān)鍵設(shè)備，在打拔前一定要進行專門的檢查，確保線路暢通，功能正常。且功率達到40KW以上，而夾板牙齒磨損不宜太多。24米6、在插打過程中，加強測量工作，發(fā)現(xiàn)傾斜，及時調(diào)整，為保證插樁順利合攏，要求樁身垂直。在整個鋼板樁插打過程中必須保證合攏密實，以防漏水。下承臺尺寸22.1×10.6×3.0m，上層承臺尺寸21.2×7.25×1.5m）或在底部鋼板樁四周用編織袋或土工布將鋼板樁與封砼隔離，按一般砼施工進行。封底時由一邊向另一邊推進，但保證連續(xù)、不間斷、不留接縫、一次性完成。下層承臺澆筑養(yǎng)護完成，拆除模板，回填透水性材料，回填時分層整平，灌水密實，待回填到下層承臺頂標高（-3.855m）后，拆除第三道圍檁及支撐。拆除第三道圍檁及支撐后進行上層承臺的鋼筋綁扎，模板支立，混凝土澆筑等后續(xù)工作；上層承臺施工完成后，基坑回填透水性材料密實，拆除第二道圍檁及支撐，繼續(xù)施工下部墩身（4m范圍），施工完成后即可拆除第一道圍檁，完成后續(xù)各項工作。第九節(jié)鋼板樁拔出承臺墩身混凝土澆筑結(jié)束，將基坑回填完畢后，要將鋼板樁拔出再重新利用，拔樁時，盡量使鋼板樁下部與混凝土脫離，然后再進行拔樁。先略錘擊振動各拔高1～2m，然后按次序?qū)⑺袖摪鍢毒胃?～2m，使其松動后，再依次拔除，對樁尖打卷及鎖口變形的樁，可加大拔樁設(shè)備的能力，將相鄰的樁一齊拔出。并注意一下幾點：1、為防止將臨近板樁同時拔出，宜將鋼板樁和加固的支撐圍檁逐根解除。2、按與插打鋼板樁順序相反的次序拔樁。3、將鋼板樁用振動錘再復(fù)打一次，可克服土的黏附力。4、拔出的鋼板樁應(yīng)及時清除土砂，涂以油脂。變形較大的板樁需調(diào)直，完整的板樁要及時運出工地，堆置在平整的場地上。1、基坑開挖必須根據(jù)有關(guān)規(guī)范要求進行設(shè)計，并有計算書。2、挖掘機等機械在坑頂進行挖基出土作業(yè)時，機身距坑邊的安全距離應(yīng)視基坑深度、坡度、土質(zhì)情況而定，確?；拥陌踩?。3、深基坑四周設(shè)防護欄桿，人員上下要有專用爬梯。4、開挖中，當坑沿頂面裂縫、坑壁松塌或遇有涌水、涌砂影響基坑邊坡穩(wěn)定時要立即加固防護。5、基坑需抽排水開挖時，須配備足夠的抽排水設(shè)備。6、基坑開挖所設(shè)置的各種圍堰和基坑支撐，其結(jié)構(gòu)必須堅固牢靠。基礎(chǔ)施工中，挖土、吊運、澆筑混凝土等作業(yè)，嚴禁碰撞支撐，并不得在支撐上放置重物。施工中發(fā)現(xiàn)圍堰、支撐有松動、變形等情況時，應(yīng)及時加固，危及作業(yè)人員安全時要立即撤出。7、基坑支撐拆除時，應(yīng)在施工負責人的指導(dǎo)下進行。拆除支撐應(yīng)與基坑回填相互配合進行。有引起坑壁坍塌危險征兆時，必須采取加固措施。8、人工修整基坑時，操作人員之間要保持安全距離，一般大于2.5m。多臺機械開挖，挖土機間距要大于10m。挖土自上而下，逐層進行，嚴禁先挖坡腳的危險作業(yè)。9、運土道路的坡度、轉(zhuǎn)彎半徑要符合有關(guān)規(guī)定。10、在開挖基槽時要做好降雨防護措施，施工現(xiàn)場和基坑四周設(shè)排水溝及集水井，確保將場地內(nèi)的積水及時排除。11、距離開挖邊線4m內(nèi)不允許堆放材料、挖出的土方和停放機具，4m外堆放高度不宜超過1.5m12、在開挖基坑邊沿處，必須按規(guī)范設(shè)兩道1.2m高的牢固欄桿和懸掛危險標志，并在夜間掛紅標志燈。嚴禁任何人在深坑處休息。13、夜間施工時，施工場地應(yīng)有足夠的照明。14、非機電專業(yè)操作人員不得擅自動用基礎(chǔ)機電設(shè)備。第六章安全應(yīng)急救援預(yù)案救援預(yù)案人員分工成立應(yīng)急響應(yīng)指揮小組，負責指揮及協(xié)調(diào)工作，具體分工及聯(lián)系方法如下：組長：李灝成員：楊曉武、張小寧、張康寧、趙元棟、王永峰、李相成、羅連1、李灝負責現(xiàn)場，任務(wù)是掌握了解事故情況，組織現(xiàn)場搶救。2、張小寧、韓國梁負責聯(lián)絡(luò)，任務(wù)是根據(jù)指揮小組命令，及時布置現(xiàn)場搶救，保持與當?shù)蒯t(yī)療、建設(shè)行政主管部門及勞動部門等單位的溝通。3、張康寧、趙元棟負責維持現(xiàn)場秩序，做好當事人、周圍人員的問訊記錄。4、張小寧、韓國梁負責安排調(diào)度車輛及其他救援物資并妥善處理好善后工作，負責保持與當?shù)叵嚓P(guān)部門的溝通聯(lián)系。通訊聯(lián)系方法醫(yī)院急救中心：120工地現(xiàn)場值班電話目負責人：李灝手機全員：王永峰手機術(shù)負責人：馬偉珊手機經(jīng)理：葉珠東手機場技術(shù)員：張康寧手機場技術(shù)員：趙元棟手機件：基坑支撐布置圖鋼板樁及圍檁、支撐計算書鋼板樁及圍檁、內(nèi)支撐計算書一、計算參數(shù)鋼板樁計算方法采用等值梁法?；娱_挖總深度按10.3m計算。施工機械荷載按20KPa的均布荷載進行計算。鋼板樁長度取24m，每延米截面矩2037cm3，鋼板樁容許抗彎應(yīng)力。土層容重取為19kN/m3，浮容重取值9kN/m3，水容重取值10kN/m3，地質(zhì)情況以粘性土為主，據(jù)調(diào)查土體內(nèi)摩擦角平均值為16°，主動土壓力系數(shù)，被動土壓力系數(shù)，被動土壓力修正系數(shù)K=1.44，取每延米鋼板樁為計算單元。二、設(shè)計工況及荷載組合設(shè)計工況一鋼板樁內(nèi)側(cè)已開挖至第二道圍檁處，開挖深度4.5m，第一道支撐已經(jīng)安裝，第二道支撐未安裝，在工況一條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側(cè)水位按+1.08m計算。設(shè)計工況二鋼板樁內(nèi)側(cè)已開挖至第二道圍檁處，開挖深度4.5m，第一、二道支撐已經(jīng)安裝，但尚未向下開挖，在工況二條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側(cè)水位按+1.08m計算。設(shè)計工況三鋼板樁內(nèi)側(cè)已開挖至第三道圍檁處，開挖深度6.5m，第一、二道支撐已經(jīng)安裝，第三道支撐未安裝，在工況三條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側(cè)水位按+1.08m計算。設(shè)計工況四鋼板樁內(nèi)側(cè)已開挖至第三道圍檁處，開挖深度6.5m，第一、二、三道支撐已經(jīng)安裝，但尚未開挖，在工況四條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側(cè)水位按+1.08m計算。設(shè)計工況五鋼板樁內(nèi)側(cè)已開挖至第四道圍檁處，開挖深度7.9m，第一、二、三道支撐已經(jīng)安裝，第四道圍檁未安裝，在工況五條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側(cè)水位按+1.08m計算。設(shè)計工況六鋼板樁內(nèi)側(cè)已開挖至第四道圍檁處，開挖深度7.9m，第一、二、三、四道支撐已經(jīng)安裝，但尚未開挖，在工況六條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側(cè)水位按+1.08m計算。設(shè)計工況七鋼板樁內(nèi)側(cè)已開挖至第五道圍檁處，開挖深度9.3m，第一、二、三、四道支撐已經(jīng)安裝，第五道圍檁未安裝，在工況七條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側(cè)水位按+1.08m計算。設(shè)計工況八鋼板樁內(nèi)側(cè)已開挖至第五道圍檁處，開挖深度9.3m，第一、二、三、四、五道支撐已經(jīng)安裝，但尚未開挖，在工況八條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側(cè)水位按+1.08m計算。設(shè)計工況九鋼板樁內(nèi)側(cè)已開挖至封底混凝土底，開挖深度10.3m，第一、二、三、五道支撐已經(jīng)安裝，第四道支撐已經(jīng)拆除，封底混凝土尚未澆筑，在工況九條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側(cè)水位按+1.08m計算。設(shè)計工況十鋼板樁內(nèi)側(cè)已開挖至封底混凝土底，開挖深度10.3m，第一、二、三道支撐已經(jīng)安裝，臨時支撐已全部拆除，封底混凝土已經(jīng)達到要求強度，在工況十條件下最不利荷載組合：施工機械荷載+水壓力+主動土壓力+被動土壓力。鋼板樁外側(cè)水位按+1.08m計算。三、各工況下鋼板樁分析計算1、工況一鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內(nèi)側(cè)的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（3.14+y）×0.5678+10×（3.14+y）=19×1.44×1.761y解得：y=1.878m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結(jié)果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為281.85kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應(yīng)力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=8.73m<24-3.5=20.5m,入土深度滿足要求。2、工況二鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內(nèi)側(cè)的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（3.14+y）×0.5678+10×（3.14+y）=19×1.44×1.761y解得：y=1.878m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結(jié)果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為60.16kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應(yīng)力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=8.73m<24-3.5=20.5m,入土深度滿足要求。3、工況三鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內(nèi)側(cè)的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（5.14+y）×0.5678+10×（5.14+y）=19×1.44×1.761y解得：y=2.56m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結(jié)果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為136.15kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應(yīng)力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=8.2m<24-5=19m,入土深度滿足要求。4、工況四鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內(nèi)側(cè)的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（5.14+y）×0.5678+10×（5.14+y）=19×1.44×1.761y解得：y=2.56m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結(jié)果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為55.84kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應(yīng)力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=8.2m<24-5=19m,入土深度滿足要求。5、工況五鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內(nèi)側(cè)的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（6.54+y）×0.5678+10×（6.54+y）=19×1.44×1.761y解得：y=3.2m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結(jié)果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為209.75kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應(yīng)力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=9.7m<24-6.4=17.6m,入土深度滿足要求。6、工況六鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內(nèi)側(cè)的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（6.54+y）×0.5678+10×（6.54+y）=19×1.44×1.761y解得：y=3.2m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結(jié)果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為88.3kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應(yīng)力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=9.7m<24-6.4=17.6m,入土深度滿足要求。7、工況七鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內(nèi)側(cè)的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（7.94+y）×0.5678+10×（7.94+y）=19×1.44×1.761y解得：y=3.84m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結(jié)果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為289.29kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應(yīng)力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=11.1m<24-7.8=16.2m,入土深度滿足要求。8、工況八鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內(nèi)側(cè)的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（7.94+y）×0.5678+10×（7.94+y）=19×1.44×1.761y解得：y=3.84m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結(jié)果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為136.4kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應(yīng)力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=11.1m<24-7.8=16.2m,入土深度滿足要求。9、工況九鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內(nèi)側(cè)的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（8.94+y）×0.5678+10×（8.94+y）=19×1.44×1.761y解得：y=4.53m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結(jié)果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為372.82kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應(yīng)力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=12.43m<24-10.3=13.7m,入土深度滿足要求。10、工況十鋼板樁圍堰外的主動土壓力等于內(nèi)側(cè)的被動土壓力的平衡點距開挖底面的距離y19×1.36×0.5678+9×（8.94+y）×0.5678+10×（8.94+y）=19×1.44×1.761y解得：y=4.53m計算簡圖：彎矩圖：支反力：查看計算結(jié)果圖形得出，鋼板樁的最大彎矩為248kN.m，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，每延米鋼板樁的抗彎模量W=2037cm3，則鋼板樁應(yīng)力為：鋼板樁的強度滿足要求。驗算鋼板樁埋深tt=1.1（x+y）=12.43m<24-10.3=13.7m,入土深度滿足要求。四、圍檁及支撐分析計算80鋼管截面特性：60鋼管截面特性：H型鋼截面特性值1、第一、二道圍檁計算取最不利情況即工況三，最大荷載為310.25kN/m。計算簡圖：彎矩圖：剪力圖：軸力圖：第一、二道圍檁采用一根H型鋼（400×400×20×20），直、斜撐鋼管尺寸均為內(nèi)徑60cm，壁厚1cm