深基坑钢板桩支护施工方案课件.pptx

一、工程概况,1、本工程为新建铁路天津至秦皇岛客运专线塘沽西跨京津塘特大桥，我管段里程范围DK19+500DK28+438。基坑开挖深度9m13.6m，根据场地工程地质及水文地质条件，在基坑开挖和使用过程中需要进行临时性基坑支护。 2、土质为各类黏性土、粉质粘土、粉土、粉砂、细砂等，夹淤泥、淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土。 3、表层地下水类型为第四系孔隙潜水，含水层厚度一般1030m，渗透系数小于10/d。潜水水位埋藏较浅，水位埋深0.393.10m，高水位期出现在雨季后期的9月份，低水位期出现在干旱少雨的45月份。潜水位年变化幅度的多年平均值约0.8m。 4、 根据业主提供的平面图及现场资料，基坑周边场地相对开阔，距离既有铁路线约为16m-18m，基坑安全等级按二级考虑。,二、钢板桩支护设计验算,1、土压力模型及系数调整 弹性法土压力模型,经典法土压力模型,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。板桩入土深度除保证本身的稳定性外，还应保证基坑底部在施工期间不会出现隆起和管涌现象。 根据盾恩法求桩的入土深度t 由公式HKa(hi+t)=(Kp-Ka)t2 Ka=tan2（45- /2） Kp=tan2（ 45+ /2）,3、钢板桩稳定性验算计算方法：瑞典条分法 整体稳定性验算一般采用土层的圆弧滑动面计算，不同于边坡验算的是，由于受支撑或锚杆的影响，圆心位于坑壁面上方，靠坑内侧附近。考虑支撑作用时，可不进行整体稳定性验算，当无支撑或者不考虑支撑作用时，可通过下式计算：,4、抗倾覆稳定性验算 考虑开挖过程中最不利情况，钢板桩未加支撑时绕桩底部发生转动， 抗倾覆安全系数:Mp被动土压力及锚杆力对桩底的弯矩, 其中锚杆力由等值梁法求得;Ma主动土压力对桩底的弯矩;,5、抗隆起验算 Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):,6、抗管涌验算 抗管涌稳定安全系数(K = 1.5):式中0侧壁重要性系数;土的有效重度(kN/m3);w地下水重度(kN/m3);h地下水位至基坑底的距离(m);D桩(墙)入土深度(m);,7、承压水验算 式中Pcz基坑开挖面以下至承压水层顶板间覆盖土的自重压力(kN/m2); Pwy承压水层的水头压力(kN/m2); Ky抗承压水头的稳定性安全系数，取1.5。,8、总体施工方案,根据基坑深度不同和承台尺寸不同，采用不同的支护类型。支护类型见下表。,钢板桩采用等强度焊接接长，焊接时先对焊或将接口补焊合缝，再焊加强板，相邻板桩接长缝相互错开。插打钢板桩前，原地面下降1m，边开挖边布置围檩以及支撑，第一层围檩采用单层350*350mmH型钢，距原地面1.5m，第二、第三层、第四层、第五层围檩采双层350*350mmH型钢，间距参照设计图，支撑的竖向间距在保证最后一道支撑和承台的施工净空后，可适当调整支撑间距，钢垫板及腰梁与内支撑接触处采用满焊焊接；腰梁与钢板桩接触处采用隔一焊一。支撑采用630mm（壁厚12mm）钢管，C20混凝土封底根据现场实际情况厚度为0.2m0.5m，支护详图见下图。,（1） 本防护适用于承台尺寸为：长度=12.5m，宽度=9.1m、8.1m；,平面布置、节点图,（2） 本防护适用承台尺寸为：长度=11m，宽度=8m；,平面布置图,三、钢板桩支护施工准备,1、钢板桩的选用 根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用拉森号钢板桩，拉森型钢板桩宽度适中，抗弯性能好。 2、施工人员配备,3、 施工机械配备,四、工期计划,1、施工准备（接桩、桩机就位、测量放线）：5天2、插打止水钢板桩：10天3、基坑开挖、支护：20天4、凿除桩头：2天5、破桩、混凝土封底：5天6、承台施工：6天7、承台回填：2天8、加台施工：5天9、墩身施工：10天10、回填、拆除支撑：20天11、拔除钢板桩、平整场地：2天平均一个深基坑施工需87天。,五、施工步骤,1、基坑施工（1）测量放样 钻孔桩施工完毕，场地平整，根据设计资料计算承台开挖线坐标，用全站仪测出开挖边线，敷设标志桩，并沿四周洒上白灰线，用水准仪测出原地面高程或者测出支护桩桩顶高程，确定钢板桩长度和基坑开挖深度。做好标志，便于开挖时直接丈量控制深度。（2）钢板桩施工 钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工，即在基础边缘外留有1.45m3m的支模、拆模工作空间。基坑护壁钢板桩的平面布置形状尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸尽量符合板桩模数。 整个基础施工期间，在挖土、吊运、绑扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，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。 钢板桩施工的顺序：实施表层土剥离根据施工图及高程放设沉桩定位线根据定位线控设钢板桩导向槽整修平整施工机械行走道路插打钢板桩将钢板桩送至指定标高焊接围护支撑挖土承台施工墩身施工回填土拔除钢板桩。,钢板桩的接长：18m、21m、24m钢板桩采用15m、9m、6m同类型钢板桩等强度接长，焊接严格按照焊接规范施工，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm，对接好后再施焊加强板。 导向架的安装：在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，防止钢板桩的错位及屈曲变形，控制桩的打入精度，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导向架。导向架由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距一般为2535m，双面围檩之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大815mm。 钢板桩打设：根据现场施工条件，钢板桩采用单独打入法，即从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。因此，桩机行走路线短，施工简便，打设速度快。角桩为单独加工的异型钢板桩，为保证钢板桩围堰能够闭合，在插打线路的最后两米，调整钢板桩插打的平面角度，直至角桩打入，围堰闭合。,（3）挖土 土方采用普通挖掘机配合长臂挖掘机开挖，长臂挖掘机臂长18m，挖斗方量0.8m3，分层分区连续施工，并对称开挖，土方开挖至钢板桩顶以下1m处，进行围护支撑施工。挖至承台底设计标高，预留20cm人工清底，浇注封底混凝土。 围护制做安装：围护及支撑设置在板桩墙顶以下0.5米处，根据设计位置在钢板桩内壁上焊围护托架，然后吊装H型钢围檩并焊接加固。 土方开挖前在基坑外进行井点降水，降水控制在基坑临界面以下0.5m，保持基坑内无水，便于挖土，机械进出口通道及四周采用换填并铺垫钢板以扩散压力，减小侧压力。 基坑周边（约一倍桩长）范围内严禁堆载。 地面及坑内设排水措施。 开挖过程中注意支护体系的变形观察。 基坑内作业时，有专职安全员负责。,（4）变形观测 为准确及时的了解在施工的过程中基坑的变形情况,确保基坑的安全与稳定，采取一系列的监测措施。 在支护桩顶部每隔5m布设一个水平位移监测点，水平位移监测采用坐标法，平面控制采用两级控制。在远离基坑影响区域外 设立个若干一级基准点，构成平面三角形网，对基准网采用高精度全站仪进行边角联测，并采用平差软件进行平差处理，得到基准点的高精度，在上述监测点附近布设二级监测工作基点，每次监测时，将全站仪架设在基准点上，出工作基点平面坐标，再根据工地通视情况将仪器架设在其中的任一个工作基点上，测得各监测点在上述坐标系统中的平面直角坐标，通过两次观测所得各 监测点坐标之差即可得知这两次期间监测点的水平位移量。每天进行两次观测，做好变形记录。基坑变形的监控值见下表。变形观测参照二级基坑监控值，如观测变形量超过上表规定允许值，则立即采取加固措施。,（5）承台、加台施工工序：破除桩头，封底混凝土施工，桩基检测，钢筋加工、绑扎 ，模板施工 ，混凝土施工，混凝土养护 ，模板拆除 。（6）墩柱施工工序：钢筋制安 ，综合接地布置及沉降观测点设置 ，模板安装 ，混凝土浇筑 ，支承垫石和锚栓孔施工 ，混凝土养护，混凝土拆模。（7）基坑回填：待模板拆除后，采用沙砾分层、对称回填基坑，并夯实，从下向上逐次拆除支撑，边回填，边拆支撑，保持支撑体系的稳定性。（8）钢板桩的拔除：基坑回填完成后，再拔除钢板桩，以便重复使用。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间，否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给己施工的地下结构带来危害。设法减少拔桩带土十分重要，必要时采用灌水、灌砂填充措施。,六、确保工程安全的技术组织,安全是一个企业的生命线，因此施工时必须始终把安全放在第一位，项目所有人员必须加强学习，全体员工协作施工，形成齐抓共管安全的局面。当施工与安全发生矛盾时，要严格遵循“安全第一”的原则。 1、 安全保证组织体系,2、安全保证制度措施 (1)安全教育培训制度 (2)安全技术交底制度(3)安全事故报告制度(4)安全标志管理制度(5)安全生产检查制度(6)安全生产会议制度3、保证工程安全的管理措施 施工前必须与设计单位和建设单位的有关部门、相关铁路部门取得联系，确保施工信息沟通及时。报批施工方案，明确施工地段下的管线电缆设施的准确位置，同时进行防护或迁改，防止施工时造成破坏。,七、确保工期的技术组织措施,1、工期保证组织措施 2、工期保证制度措施 3、工期保证技术措施,八、文明施工/环保/协调保证体系及措施,1、文明施工/环保/协调保证体系 2、文明施工/环保/协调保证措施,九、特殊季节施工保证措施,1、夏季施工保证措施 2、雨季施工保证措施,十、既有线附近施工安全保证措施 既有线施工前项目部必须与相关单位签订施工协议，以保证既有线路的施工安全。此安全施工协议必须附带设计文件、施工安全技术组织措施等相关资料。并在对方允许并签订协议的情况下方可进行施工作业。施工时严格按照施工协议和施工方案进行施工，并执行有关技术标准、作业标准、工艺流程和卡控措施，严禁超范围作业，确保工程安全质量 。,十一、事件应急预案 桥梁深基坑承台施工，安全工作的重点放在预防基坑坍塌、预防施工用电、高空坠物安全、机械车辆事故等方面，充分考虑各种安全隐患，为安全顺利完成该项目工程，从技术上采取先进稳妥的施工方案。现场加强施工调度指挥、专职电工、安全员负责专项工作。,