管道安装深基坑施工方案.docx

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管道安装深基坑施工方案

一、工程概况…………………………………………………………………2

二、地质情况…………………………………………………………………3

三、管线基坑明挖法施工方案、施工方法…………………………………4

四、施工中的安全预控………………………………………………………12

五、土方开挖工程安全技术措施……………………………………………12

红卫村～龙潭村联络路道改造工程

管道安装工程深基坑支护施工方案

一、工程概况

本工程位于海珠区红卫村～龙潭村之间联络路段，为配合海珠区老干部局新址的建设对周边道路改造工程。

本合同段位于（红卫村～龙潭村）之间地段。

我司所属合同段包括道路、排水、交通等三个专业，整个工程包括A、B、C三条线。

工程名称：

红卫村、龙潭村联络路道路改造工程

建设地点：

红卫村、龙潭村之间联络路段；

建设规模：

红卫村、龙潭村联络路道路改造工程，深层水泥搅拌桩工程、水泥混凝土路面工程、人行道铺装工程及预制钢筋混凝土承插排水管（雨、污水管）管径为0.30～1.80m及双壁波纹管管径0.4～0.6m敷设工程、现浇钢筋混凝土（2×1.80m）箱渠工程、水泥砂浆砌毛石档墙工程。

承包方式：

包工、包料、包工期、包质量、包安全、包文明施工、综合单价包干、项目措施费包干；

质量标准：

符合国家有关施工质量验收标准；

工期要求：

2008年08月04日计划开工，施工总工期：

60日历天；（以现场监理工程师审批的开工报告为准）。

根据设计明挖基坑槽管道敷设最大埋深约3.60m，超过3m深度的为排水排污工程，施工采取密扣式钢板桩支护及止水。

二、地质情况

场区位于广州市海珠区，原始地貌属珠江三角洲冲积平愿区，地势平坦开阔。

本项目沿线建筑物密集，并以海珠区区委党校地址、海珠区老干部活动中心、海珠区教师进修学校及部分新开发的居住区为主。

沿线埋设了供水管道、雨水排水管道、电力电信等地下管线。

勘察属南亚热带季风气候，全年降水丰富，雨季明显，日照充足，夏季炎热，冬季一般较温暖。

在季风环流控制下，冬半年受大陆冷高压影响，吹偏北风，天气相对干燥，降水较少；下半年受海洋性气流的影响，吹偏南风，天气炎热，降水量大。

根据广州市区1951～1993年的气候资料，勘察区年平均气温21.9℃，极端最高气温38.7℃,极端最低气温0.0℃；年平均降水量1689～1877㎜,历年最大降水量2864.7㎜，最大月平均降水量288.7㎜，最大日降水量284.6㎜，夏秋两季常有强热带凤暴，每年平均1～4次，风力为7～9级，最大风力12级，极端最大风患可达34m/s，年平均风速1.9m/s。

2．地质条件

根据经验预计（由于没有质勘察报告），场地的岩土地层按其成因分类主要有：

第四系全新统人工填土层、耕植层（Q4ml）、第四系全新统海陆交通互相沉积层（Q4），残积层（Q）、白垩系数红色碎沉积岩（K）。

根据《广东处地震烈变区划图》（1990）划分，场地地震基本烈变为ⅤⅠ度区，按ⅤⅡ度设防，地震动反应谱特征周0.35S，地震加速度的设计取0.10g，场地土类型为软弱～中软场地土。

场土类别为Ⅱ类，对拟建工程安全不会构成严重威肋。

三、管线基坑明挖法施工方案、施工方法

（一）管线基坑明挖法施工方案

根据设计，明挖施工管线埋深为2～6m。

施工时将根据地质情况及施工场地条件选择支护方式，当管线埋深小于4m时，采用拉森钢板桩进行支护与止水；若基坑为淤泥软土地基时，双排钢板桩之间间隔2m加设横向支撑。

当管线埋深大于4m时，采用密扣式钢板桩进行支护与止水，双排钢板桩之间间隔2m加设横向支撑；若基坑为淤泥软土地基时，双排钢板桩之间间隔2m在钢板桩上下加设两道横向水平支撑，确保施工安全。

基坑支护大样如下图：

（二）管线基坑明挖法施工方法

本工程明挖深基坑采用密扣式钢板桩支护及止水，开挖采用挖掘机倒退式开挖。

1、基坑支护

（1）材料要求

选择符合设计要求的钢板，钢板桩采取工厂加工，其表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状必须符合出厂质量标准。

重复使用的钢板应符合下表的检验标准要求，否则在打桩前应予以矫正。

重复使用的钢板桩检验标准

序号

检查项目

允许偏差

检查方法

单位

数值

1

2

桩垂直度

桩身弯曲度

％

<1

<2％L

尺量

L为桩长，尺量

3

4

齿槽平直度及光滑度

桩长度

无电焊渣或毛刺

不小于设计长度

用1m长的桩段作通过试验

尺量

（2）钢板桩桩长确定

①深基坑支护土压力

由于土的土质比较复杂，土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关，要精确地确定也是比较困难的。

目前，土压力的计算，仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。

常用的公式为：

主动土压力：

Eα=1/2γH2tg2（45°-Φ/2）-2CHtg（45°-Φ/2）+2C2/γ

工中：

Eα——主动土压力（KN），

γ——土的容重，采用加权平均值。

H——挡土桩长（m）。

Φ——土的内摩擦角（°）。

C——土的内聚力（KN）。

被动土压力：

EP=1/2γt2KPCt

式中：

EP——被动土压力（KN），

t——挡土桩的入土深度（m），

KP——被动土压力系数，

一般取K2=tg2（45°-Φ/2）。

②重视场内外水的问题。

注意降排水，因为土中含水量增加，抗剪强度降低，水分在较大，土粒表面形成润滑剂，使摩擦力降低，而较小颗粒结合水膜变厚，降低了土的内聚力。

综上所述，结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成，水压力和土压力分别按以下方式计算：

A.水压力：

因支护桩所处地层主要为粘性土层，另开挖前已作降水处理，故认为此压力采用水土合算是可行的。

B.土压力：

桩后主动土压力，采用朗肯主动土压力计算，即：

Eα=1/2γH2tg2（45°-Φ/2）-2CHtg（45°-Φ/2）+2C2/γ

桩前被动土压力，采用修正后的朗肯被动土压力计算，即：

EP＝1/2γt2KP+2KPCt。

式中：

KP＝〔CosΨCosδ-Sin（Ψ+δ）SinΨ〕2

③护坡桩的设计

该工程支护结构主要采用密扣拉森钢板桩考虑基坑附近施工车道动截荷的影响，支护设计时，参照部分支护结构设计的相关情形取地面均布载荷q=40KN/m，其他结构及土的工程地质概况：

A.桩上侧土压力：

①桩后侧主动土压力，计算时采用经验的C、Φ、γ，Φ=21.32，得：

Eα=4.70H2-2.76H+108.49；

②桩前侧被动土压力：

计算时应采用平均值的C′、Φ′、γ′，得：

Ep＝33.89676t2+104.5t；

③均布载荷对桩的侧压力：

由公式Eq＝qKaH，得：

Eq=18.672H。

B.桩插入深度确定：

计算前须作如下假设：

（1）锚固点A无移动；

（2）钢板桩埋在地下无移动；

（3）自由端因较浅不作固定端，按地下简支计算。

a.建立方程：

对铰点（锚固点）A求矩，则必须满足：

ΣMA=0

所以有：

1KEP（23t+h-a）=Eq〔23（h+t）-a〕+Ep（h+t2-α）q

式中：

K为安全系数，取2，得：

8.31t3+82.97t2-138.75t=114.12

b.插入深度及柱长计算：

根据实际情况t取最小正解；t=1.99m。

根据《建筑结构设计手册》及综合地质资料（由于没有地质资料，所以经验考虑），取安全系数为1.2，所以桩的总长度根据沟槽开挖深度而定：

当基坑深度=3m时：

L=h+1.5t=（3+1.99）×1.2=5.98（m）取6m长钢板桩；

当基坑深度=4m时：

L=h+1.5t=（4+1.99）×1.2=5.98（m）取7m长钢板桩；

当基坑深度=6m时：

L=h+1.5t=（6.0+1.99）×1.2=9.58（m）取10m长钢板桩。

（3）机具、打桩方式的选择

根据本工程范围内地质及打桩长度，拟选用锤击打入法，锤的冲击力为400～500t。

打桩方式拟选用单桩打入法。

（4）钢板桩施工

钢板桩施工顺序：

施工准备及降水→定位放线→板桩定位→挖沟槽→安装导向架→沉打钢板桩→拆除导向架支架→安装支撑及围檩→基坑开挖→地下结构施工→回填土→拔除钢板桩。

1）施工准备

按照降水要求布置好场地范围内的降水，并在基坑两边合适位置设置排水沟，防止下雨灌入基坑。

将加工好的钢板桩运至施工现场，堆放在不影响打桩位置。

查明地下管线或地下构筑物，并使其外露，做好防护措施。

2）测量放线

根据管道基坑的设计底宽和应留的工作面宽确定开挖边线，开挖钢板桩槽，放出钢板桩线。

3）钢板桩打设

A、打桩围檩支架（导向架）的设置

在钢板桩打入时设置打桩围檩支架，以保证钢板桩沉桩的垂直度及施打板桩墙墙面的平整度。

B、钢板桩打设

用吊车将钢板桩吊至插点处进行插桩，插桩时锁口对准，每插一块即套上桩帽，轻轻加以锤击。

在打桩过程中，用两台经纬仪在两个方向控制钢板桩的垂直度。

为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。

d.开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精确，以便起到样板导向作用。

每打入1m应测量一次，打至预定深度后应立即用钢筋或钢板与围檩支架焊接固定。

C、钢板桩的转角

当钢板桩打到检查井位置需要加宽时，采用直角异形钢板转角。

钢板桩打入时的倾斜且锁口有空隙时，采用异形板桩、轴线修整等方法调整。

4）钢板桩的拔除

当地下管线安装施工完成并检验合格后，基坑回填，做好拔桩准备。

拔桩采用振动拔桩法，利用振动锤对板桩施加振动力，扰动土体，破坏其与板桩间的摩阻力和吸附力并施加吊升力将桩拔出。

拔桩顺序：

拔桩按打桩的相反顺序拔出。

拔桩要点：

拔桩时，先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的阻力，边振边拔。

对较难拔出的板桩用锤打下100～300mm，再与振动锤交替振打、振拔。

为及时回填拔桩后的土孔，在板桩拔至基础底板以上500mm时，暂停拔桩，用振动锤振动几分钟，让土孔填实一部分。

起重机应随振动锤的起动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。

振动锤使用的电源应为振动锤本身电动机额定功率的1.2～2.0倍。

对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续工作不超过1.5h。

⑤桩孔处理

钢板桩拔除后留下的土孔要及时回填处理。

土孔回填材料选用砂子，用振动法做到密实并无漏填，防止周围土体位移及沉降，并由此造成临近建筑物等的破坏。

2、沟槽土方开挖

基坑开挖采用机械和人工结合的方法施工，挖掘机倒退式挖土。

挖土时，为防止扰动沟槽底土层，自然基础管段，机械挖土控制在基底标高以上20～30㎝处，剩余部分采用人工挖土、修整槽底；当管道基础设计采用深层水泥搅拌桩加固的管段，机械挖土应控制在基地标高以上50cm，剩余土方采用人工挖土，铲除桩头至设计桩顶，修整槽底；当管道基础设计采用换填的管段，机械挖土控制在换填基底标高以上20～30㎝处，剩余部分采用人工挖土、修整槽底；沟槽挖土，随挖随运，及时外运至业主指定的弃土场，沟槽边不得堆土，以减少沟槽壁的侧压力。

为保证槽底土的强度和稳定，施工时不得超挖，也不能扰动；若超挖应用砂石回填夯实，严禁用土回填。

沟槽排水根据当地水文、气象等资料，管道施工期间如为多雨季节，我们必须在沟槽底一侧设置排水明沟，确保沟槽内无水施工。

在沟槽开挖接近尾声时，应迅速做好管道基础准备，迅速摊铺碎石和浇筑混凝土基础，不使沟底土基暴露时间过长，造成不必要的损害。

沟槽开挖成形后，设置安全防护标志，保证行人等的安全。

注意事项：

（1）土方开挖前，必须先测量放线，测设高程。

在挖掘土方施工中应进行中线、槽断面高程的校核。

机械挖土应有预留量，宜人工配合机械挖掘。

挖平至槽底标高。

（2）土方开挖至槽底后，应由设计人验收地基，对松软地基确定加固措施。

对槽底的坑穴、空洞进行挖填夯实。

（3）已挖至槽底的沟槽，后续工序应安排紧密连续，尽量缩短晾槽时间。

并注意不使槽底土壤结构遭受扰动及破坏，不能连续施工的土槽应留出的预留量，待施工前再开挖。

（4）土方施工必须保证施工范围内的排水畅通，应先设置临时排水设施，解决排水出路，要防止地面雨水入槽。

（5）直埋管道的土方开挖，宜以一个补偿段作为一个工作段。

一次挖土成活。

管线位置、槽底高程、坡度、平面拐点、坡度折点等必须经测量检查合格。

四、施工中的安全预控

1、明挖深基坑施工安全预控

（1）施工准备阶段对施工区域既有管线进行充分调查，确保管线安全。

开挖前再采用雷达探测器进行复查，为确保万无一失。

（2）为防止塌方及止水，基坑开挖前施打密扣式钢板桩进行防护，每2m加设1条横向支撑梁。

同时现场备足横向支撑梁，以备急用。

（3）开挖前做好地面排水措施，确保排水沟渠、地下管线畅通，严防雨水灌入沟槽，影响安全。

（4）施工过程中，设专职安全员每天进行现场巡查，发现安全危险源，及时采取措施，将安全隐患彻底消灭在萌芽状态，确保施工安全。

五、土方开挖工程安全技术措施

1．进入现场必须遵守安全生产管理制度及相关规定、纪律。

2．土方工程开挖前编制开挖方案，并按经审批认可后的方案进行开挖。

3．挖土中发现管道，电缆及其他埋设物应及时报告，不得擅自处理。

4．挖土时要注意土壁的稳定性，发现有裂缝及倾、坍可能时，人员要立即离开并及时处理。

5．人工挖土时应由上至下，逐层挖掘，前后操作人员间距不应小于2～3m，堆土要在1m以外，且高度不得超过1.5m，严禁偷岩或在孤石下挖土，夜间应有充足的照明。

6．在基坑或深井下作业时，必须戴安全帽，严防上面土块及其物体下落砸伤头部，遇有地下水渗出时，应把水引到集水井加以排除。

7．每日或雨后必须检查土壁及支撑稳定情况,在确保安全的情况下继续工作，并且不得将土和其他物件堆在支撑上，不得在支撑下行走或站立。

8．在水下作业，必须严格检查电器的接地或接零和漏电保护开关，电缆应完好，并穿戴防护用品。

9．机械挖土，启动前应检查离合器、钢丝绳等，经空车试运转正常后再开始作业。

10．机械操作中进铲不应过深，提升不应过猛。

11．机械不得在输电线路下工作，在输电线路一侧工作，不论在任何情况下，机械的任何部位与架空输电线路的最近距离应符合安全规程要求。

12．机械应停在坚实的地基上，如基础过差，应采取走道板等加固措施，不得将挖土机履带与挖空的基坑平行2m停、驶。

运土汽车不宜靠近基坑平行行驶，防止坍方翻车。

13．电缆两侧1m范围内应采用人工挖掘。

14．配合拉铲的清坡、清底工人，不准在机械回转半径下工作。

15．向汽车上卸土应在车子停稳后进行，禁止铲斗从汽车驾驶室上越过。

16．基坑四周必须设置1.5m高护栏，要设置一定数量临时上下施工楼梯。

17．场内道路应及时整修，确保车辆安全畅通，各种车辆应有专人负责指挥引导。

18．车辆进出门口的人行道下，如有地下管线（道）必须铺设厚钢板，或浇捣混凝土加固。

19．在开挖基坑时，必须设有确实可行的排水措施，以免基坑积水，影响基坑土壤结构。

20．基坑开挖前，必须摸清基坑下的管线排列和地质开采资料，以利考虑开挖过程中的意外应急措施（流砂等特殊情况）。

21．清坡清底人员必须根据设计标高作好清底，不得超挖。

如果超挖，不得将松土回填，以免影响基础质量。

22．开挖出的土方，要严格按照组织设计堆放，不得堆于基坑侧，以免引起地面堆载超荷引起土体位移、板桩位移或支撑破坏。

23．挖土机械不得在施工中碰撞支撑，以免引起支撑破坏或拉损。