箱涵施工钢板桩支护方案.docx
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箱涵施工钢板桩支护方案
基坑钢板桩支护案
1编制依据及说明
一、中国画西工程设计建设有限公司《深汕公路改造工程（一期）第1标段KO+000～K3+500》的桥涵施工图纸。
二、中国华西工程设计建设有限公司编制的《深汕公路改造工程（一期）工程地质勘察报告》；
三、现行建筑施工验收规、标准和规程。
四、省市地区建筑施工规定、文件。
五、我公司安全与质量管理规定以及多年来的建筑工程的施工经验。
六、现场实际查勘情况及施工条件。
七、《建筑地基基础工程施工质量验收规》（GB50202-2002）；
2工程概况
本标段以新桥立交附近为界，东北端接、两市交界处公路收费站，道路长3.5公里。
主要容包括道路工程、桥涵工程、给排水工程、电力电信及照明工程、燃气工程、交通设施、交通监控、绿化工程和其附属工程，道路等级为城市I级主干道（主线对应一级公路），红线宽度40~60米，双向6车道，设计行车速度60km/h,桥涵设计荷载为城-A级、公路-I级。
涵洞一览表
序号
桩号
结构形式
数-过水断面数-B×H（m）
长度（m）
功能
备注
1
K0+300～k0+395明渠
浆砌片明渠
1-2.0×2.0
95.19
排水
新建临时用
2
K2+599.613过路箱涵
钢筋砼箱涵
1-2.0×2.0
61.3
过路排水
新建
3
K2+867.187过路箱涵
钢筋砼箱涵
1-3.0×2.0
57.38
过路排水
新建
4
K0+000～k0+400沿路箱涵
钢筋砼箱涵
1-2.0×2.0
448.98
沿路排水
新建
3工程地质概况
根据地形勘察报告及钻桩施工记录，该场地段围地层自上而下分为：
杂填土层、
含砂亚粘土层、强风化砂砾岩层。
一、杂填土层：
层厚约0～1.3m；
二、含砂亚粘土层：
层厚约0.5～3.0m；
三、强风化砂砾岩层0.5～4.3m；
4钢板桩支护设计思路及要点
根据本工程场地地质情况特点，本工程钢板桩主要作用是为了减少道路开挖面积隔绝-2m～-5.5m地下水流入基坑，同时防止基坑土开控边坡塌，起到支护边坡的作用。
设计要点如下：
一、采用拉森式（U）型钢板桩，桩长6～9m；
二、钢板桩穿过含砂亚粘土层，进入强风化岩面；
三、K0+000～K0+400沿路钢板桩沿基坑两侧连续设置长约118m；K2+599.613过路箱涵及K2+599.613过路箱涵两处四都连续设置成封闭的帷幕长合计约299m。
四、为保证基坑安全，钢板桩帷幕上设置一道连续的工字钢或槽钢围檩以加强钢度及整体性；
5基坑稳定性换算
1、基本参数：
a）支护入土深度h：
3.5m；b）基坑深度t：
2.6;c）土体平均密度r：
16KN/m3；d）地面荷载q：
0；e）钢板桩长度L：
6m；f）软土聚力C：
5Kpa；h）软土mc摩擦角0：
8oi）角支撑钢梁Φ>220，长度约8.5m；j）钢板桩抗弯强度（抗森Ⅲ）δ：
182Mpa。
2、基本力学数据计算：
a）Ka=tg2（45-0/2）=tg41=0.72。
b）Kb=tg2（45+0/2）=tg249=1.323。
c）h0=2c/r
=2×5/16×
=0.72m。
d）Ea1/2（KaHa2）=1/2×0.756×3.52=4.63Kpa。
e）Ep=1/2（KpHp2）=1/2×1.323×3.52=8.1Kpa。
f）钢板桩桩身最大弯矩Mmax=Eaha·S—Ep·hp·S
=Ea·ha·H·L—Ep·hp·H·L
=3.92KNM
[ha=1/3（H‐ho）=0.93m,hp=0.39]
g）桩身最大剪力Qmax=Ea·ha·H·L—Ep·hp·H·L。
h）桩顶最大水平位移Umax=QH/δ=6.6mm。
i）钢板桩身应力强度δ=QH=12Mpa。
j）钢支撑长径：
<38.6。
3、结论：
a）土体作用于桩身的应力强度δ=12Mp<钢板桩抗弯强度[δ]（182Mpa），钢板桩支护不会折断。
b）桩顶最大位移Umax：
6.6mm，符合安全规。
c）钢支撑L/D=38.6<120的规要求，技术可行。
6施工组织计划
本工程采用项目经理负责制管理，由项目经理全权负责本项目的机械、材料和劳动力的组织及施工，项目管理架构如下：
7施工机械及设备
机械参数
机械名称
型号
数量
功率
使用部位
液压振动锤
MIL-2000
1台
安装于挖掘机上打钢板桩
履带式单斗挖掘机
W-1001
1台
1M3
吊液压振动锤
汽车式起重机
1台
30t
用于拨钢板桩
震动拔桩机
1台
45KW
拨钢板桩
履带式单斗挖掘机
W-1001
1台
1M3
挖槽、配合桩机作业及修路
气割机
1套
切割钢板桩
电焊机
XD1-200
2台
2KVA
钢板桩接长
全站仪
1台
测量放线
水准仪
S3-d
1台
抄平、沉降观测
8钢板桩施工
（1）材料选择。
采用拉森式（U型）钢板桩。
型号
尺寸（mm）
截面积
A单根
（cm2）
重量（kg/m）
惯性矩Ir
截面抵抗矩
宽度b
高度h
腹板厚t1
翼缘厚t2
单根
每米宽
单根（cm4）
每米宽（cm4/m）
单根（cm3）
每米宽（cm3/m）
鞍IV型
400
18/0
15.5
10.5
99.14
77.73
193.33
4.025
31.963
343
2043
（2）钢板桩检验
由于本工程为钢板桩用于基坑的临时支护和止水，故不需进行材质检验而只对其做外观检验，以便对不符合形状要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。
外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等容。
检查中要注意：
①、对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；②、有割、断面缺损的应予以补强；③、若钢板桩有重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算中是否需要折减。
原则上要对全部钢板桩进行外观检查，对不符合要求的钢板桩需进行矫正。
钢板桩重复利用的检验标准
检查项目
允偏差或允值
检查法
单位
数值
桩垂直度
%
<1
用钢尺量
桩身弯曲度
<2%L
用钢尺量L为桩长度
齿槽平直度及光滑度
无电焊渣毛刺
用1m长桩段做过试验
桩长度
不小于设计长度
用钢尺量
（3）钢板桩吊运及堆放
装卸钢板桩宜采用两点吊。
吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。
吊运式有成捆起吊和单捆起吊、钢筋捆扎、专人指挥。
钢板桩堆放的顺序、位置、向和平面布置应考虑到以后的施工便，并按型号、规格、长度施工部位分别堆放，堆放的高度不宜超过2M。
（4）施工工艺流程
放样→沉桩→安装围檩→安装支撑→土开挖→混凝土管施工→拔桩→回填
（5）操做法
①基线确定：
施工员的在基坑边龙门架上定出轴线，留出以后施工需要的工作面，确定钢板桩施工位置。
②定桩位。
按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。
③钢板桩施打。
采用单独打入法，即吊升第一支钢板桩，准确对准桩位，振动打入土中，使桩端透过砂层进入不透水的强（中）风化岩层。
吊第二支钢板桩，卡好企口，振动打入土中，如此重复操作，直至基坑钢板桩帷幕完成。
钢板桩施打时，由于钢板桩制作本身的误差、打桩时的偏差、施工条件的限制，使帷幕的实际长度无法保证按钢板桩标准宽度的整数倍，故此钢板桩帷幕最终封闭合拢有相当难度。
调整的办法，一般有采用异形钢板桩来闭合或通过调整帷幕轴线用标准桩实现闭合。
由于本工程钢板桩墙精度要求不高，故采用后一法来实现转角的闭合，即在转角处两侧各以10根钢板桩的宽度来调整轴线实现闭合。
或者本工程是管坑两侧支护不需闭合也可以。
如出现部分钢板桩长度不足，可采用焊接接长，一般用鱼尾板焊接法。
接长时避免相邻两桩接头在同一深度，接头位置应错开1M以上，且宜间隔放置打桩。
（6）围檩、拉杆
为加强钢板桩墙的整体刚度，沿钢板桩一采用一圈围檩，采用2根32a普通工字钢支撑于围檩上。
支撑与围檩之间焊接固定一块250×380×10钢板，钢板与工字钢支撑
之间采用等强度全面焊接。
如右图所示
（7）钢板桩拔除
管道全部工序施工完毕必须回填达到规定高度后可进行钢板桩拔除，板桩拔除须采振动锤夹紧的进行拔除，即利用振动锤产生的强迫振动扰动土质，破坏钢板桩围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依次将桩拔除。
钢板桩拔除后留下的桩，必须及时做回填处理，回填采用水泥砂浆或中粗砂填实。
（8）支护数据计算：
本工程由中国华西工程设计有限公司设计的有管槽开挖基坑支护详图及钢板桩支护数据，本案根据数据计算，按设计施工。
基坑开挖深度一览表；详见钢板桩支护一览表。
K0+000～K0+400沿路排水箱涵土开挖深度一览表
编号
距离起点位置（m）
设计涵底砂砾垫层高程（m）
实测现状地面高程（m）
实测开挖深度高程高差（m）
备注
A1
0～6
23.646
28.215
-4.569
钢板桩支护
A2
6～12
23.637
28.324
-4.687
钢板桩支护
A3
12～18
23.628
28.466
-4.838
钢板桩支护
A4
18～24
23.619
28.541
-4.922
钢板桩支护
A5
24～30
23.61
28.635
-5.025
钢板桩支护
A6
30～36
23.601
28.738
-5.137
钢板桩支护
A7
36～42
23.592
28.779
-5.
钢板桩支护
A8
42～48
23.583
28.949
-5.366
钢板桩支护
A9
48～54
23.574
29.132
-5.558
钢板桩支护
A10
54～60
23.565
29.21
-5.645
钢板桩支护
A11
60～66
23.556
29.335
-5.779
钢板桩支护
A12
66～72
23.547
29.405
-5.858
钢板桩支护
A13
72～78
23.538
29.487
-5.949
钢板桩支护
A14
78～84
23.525
29.603
-6.078
钢板桩支护
A15
84～90
23.51
29.695
-6.
钢板桩支护
A16
90～96
23.495
29.808
-6.313
钢板桩支护
A17
96～102
23.48
29.97
-6.49
钢板桩支护
A18
102～108
23.465
29.483
-6.018
钢板桩支护
A19
108～114
23.45
30.277
-6.827
钢板桩支护
A20
114～120
23.435
30.388
-6.953
钢板桩支护
A21
120～126
23.42
30.369
-6.949
钢板桩支护
A22
126～132
23.405
30.314
-6.909
钢板桩支护
A23
132～
23.39
30.369
-6.979
钢板桩支护
A24
～144
23.375
30.376
-7.001
钢板桩支护
A25
144～150
23.36
30.376
-7.016
钢板桩支护
A26
150～
23.345
30.476
-7.131
钢板桩支护
A27
～
23.33
30.329
-6.999
钢板桩支护
A28
～168
23.315
30.321
-7.006
钢板桩支护
A29
168～174
23.3
30.249
-6.949
钢板桩支护
A30
174～
23.285
30.357
-7.072
钢板桩支护
A31
～
23.27
30.362
-7.092
钢板桩支护
A32
～192
23.255
30.294
-7.039
钢板桩支护
A33
192～198
23.24
30.241
-7.001
钢板桩支护
A34
198～204
23.225
30.215
-6.99
钢板桩支护
A35
204～210
23.21
30.288
-7.078
钢板桩支护
A36
210～216
23.195
29.859
-6.664
钢板桩支护
A37
216～222
23.18
28.521
-5.341
钢板桩支护
A38
222～228
23.165
29.112
-5.947
钢板桩支护
A39
228～234
23.15
29.95
-6.8
钢板桩支护
A40
234～240
23.
29.437
-6.302
钢板桩支护
A41
240～246
23.12
29.
-5.915
钢板桩支护
A42
246～252
23.105
28.721
-5.616
钢板桩支护
A43
252～258
23.09
28.414
-5.324
钢板桩支护
A44
258～264
23.
28.104
-5.
钢板桩支护
A45
264～270
23.06
27.789
-4.729
钢板桩支护
A46
270～276
23.
27.539
-4.494
钢板桩支护
A47
276～282
23.03
27.604
-4.574
钢板桩支护
A48
282～288
23.015
27.
-4.
钢板桩支护
A49
288～294
23
26.89
-3.89
钢板桩支护
A50
294～300
22.985
26.647
-3.662
钢板桩支护
A51
300～306
22.97
26.4
-3.43
钢板桩支护
A52
306～312
22.955
26.145
-3.19
钢板桩支护
A53
312～318
22.94
25.933
-2.993
钢板桩支护
A54
318～324
22.892
25.695
-2.803
钢板桩支护
A55
324～330
22.82
25.478
-2.658
钢板桩支护
A56
330～336
22.748
25.28
-2.532
钢板桩支护
A57
336～342
22.676
25.
-2.379
1：
1放坡
A58
342～348
22.604
24.935
-2.331
1：
1放坡
A59
348～354
22.532
24.737
-2.205
1：
1放坡
A60
354～360
22.56
24.642
-2.082
1：
1放坡
A61
360～366
22.388
24.514
-2.126
1：
1放坡
A62
366～372
22.316
24.176
-1.86
1：
1放坡
A63
372～378
22.244
24.295
-2.
1：
1放坡
A64
378～384
22.172
24.219
-2.047
1：
1放坡
A65
384～390
22.1
24.
-1.971
1：
1放坡
A66
390～396
22.
23.994
-1.966
1：
1放坡
A67
396～402
21.956
23.939
-1.983
1：
1放坡
A68
420～408
21.884
23.86
-1.976
1：
1放坡
A69
408～414
21.812
23.803
-1.991
1：
1放坡
A70
414～420
21.74
23.736
-1.996
1：
1放坡
A71
420～426
21.668
23.88
-2.212
1：
1放坡
A72
426～432
21.596
23.821
2.225
1：
1放坡
A73
432～438
21.524
23.798
-2.274
1：
1放坡
A74
438～444
21.452
23.744
-2.292
1：
1放坡
A75
444～448.98
21.38
23.041
-1.661
1：
1放坡
注：
以上的设计高程是砂砾垫层底的高程；钢板桩沿基坑两侧连续设置长约118m。
K2+599.613过路排水箱涵土开挖深度一览表
编号
过路箱涵+两侧洞口长（m）
设计涵底砂砾垫层高程（m）
实测现状地面高程（m）
实测开挖深度高程高差（m）
备注
68.1
30.352
36.725
-6.373
钢板桩支护
注：
以上的设计高程是砂砾垫层底的高程；钢板桩沿基坑四连续设置成封闭的帷幕（倒边施工分2次）长约156m。
K2+867.187过路排水箱涵土开挖深度一览表
编号
过路箱涵+两侧洞口长（m）
设计涵底砂砾垫层高程（m）
实测现状地面高程（m）
实测开挖深度高程高差（m）
备注
62.98
32.65
36.418
-3.768
钢板桩支护
注：
以上的设计高程是砂砾垫层底的高程；钢板桩沿基坑四连续设置成封闭的帷幕（倒边施工分2次）长约143m。
钢板桩支护一览表
基坑开挖深度h1
支撑水平间距
支撑竖向间距
钢板桩埋深ho
钢板长度H
3m＜h≤4m
5.0m
0.5m
3.0m
7.0m
4m＜h≤5m
5.0m
0.5m
3.0m
8.0m
5m＜h≤6m
5.0m
1.0m
5.0m
11.0m
钢板桩支护详如图
9土工程的施工
1、开挖前的准备：
（1）做好箱涵沿线已建管道、构筑物、与本工程相衔接的支线接口，地质、地下水情况以及土运输路线等的调查，制订相应的措施。
（2）按照箱涵设计放出开挖围，并需要查明边每根管线的位置、埋深、尺寸、并在地面标明，确认施工不会碰到边管线或不影响边管线才允开工。
（3）挖试验槽，核对开槽形式，有地下水时要准备好排水设备，采取适当的排水措施。
（4）全面检查土工程须用的挖土、运土机械、深基槽支护的拉森钢板桩、施打的桩机，以及其它机具是否完好，数量是否足够，人员是否充足，一切准备就绪准进行开挖。
2、土开挖：
（1）按照测量成果的槽边线，有混凝土路面的采用切割机切开路面，采用风炮机与路面拆除机先将路面层及水泥稳定粉渣层拆除粉碎，由挖土机连同基槽土一同装载。
（2）挖土应依据分段管道的直径，埋深，土质等情况格控制好基槽的坡势，并保证成槽断面符合要求，槽底平直，沟无积水，转角符合要求。
（3）改造管道的沟槽深度均处在5m以，根据本公司现阶段机械设备的机械性能（日本小松挖掘机），可采用挖土机一次性开挖到位，连同原状管道一起挖除装载，基槽开挖应分段进行，每段取定为30m，开挖时应自上而下，从一侧向另一侧循序渐进，开挖过程中挖土机承载面前端应保持一定坡势，不准出现反坡倒悬现象，同时安排人力辅助修整沟槽，使沟槽的坡势和沟底的平整度符合设计及规要求。
（4）开挖时应跟踪测量，防止超挖，挖土至接近设计标高时，均应留出100～150mm余土层，在找平时用人工挖掉，保证槽底高程偏差在±20mm围。
（5）挖沟时不允破坏沟底原状土，若施工不慎时，沟底原状土破坏时，用中粗砂夯实填平。
（6）沟槽土开挖后应请有关单位进行验收，本改造管道基础的持力层正常情况下必须落在粉细砂层或亚粘土层上，其地耐力大于120Kpa。
当局部遇到软弱地基（fu＜90Kpa）时应全部清除软土层，并视实际情况，分别采用压入毛（小粒径），改换中粗砂或粉渣等。
管道遇软硬土层时，应作厚度50cm的中粗砂褥性过渡，并分层压实，干密度大于16KN/m3，如遇特殊情况时，应请及监理单位根据现场情况研究处理，可进入下一道工序的施工。
（7）沟槽开挖完毕，应请有关单位进行验槽合格后，可进入下一道工序的施工。
10基坑监测措施
1、基准网的建立
为了科学地预测基坑支护的稳定和边环境的变化，及时预报和提供准确可靠的变形数据，因此建立基坑支护施工变形与沉降观测网，定期进行变形沉降观测。
2、基坑支护变形观测
（1）基坑支护水平位移观测
在基坑边坡顶上布置基线（每基坑边一条），每条基线上设1～3个变形观测点，同时又作为沉降观测点。
（2）基坑支护沉降观测
利用远离场区的城市高程系水准控制点或独立水准点作为沉降观测的起算点，与以上点联测，构成基坑支护沉降观测网。
四面围墙边附近各布置四个沉降观测点，与基坑边浅埋基础建（构）筑物、重要管线监测点一起构成监测边环境的沉降观测网。
3、观测法
（1）水平位移观测
分别在基线点四个角上设站，用《科力达》全站仪观测四边网的水平角度（四边形角），并与城市的控制网三角点联测水平夹角，检查基线点是否发生位移，在基线点正确无误的情况下，同时在四角测端上分别以对应的相邻角点定向，并观测定向基线上各预埋点的水平位移量初始读数。
（2）沉降观测
对基坑边上的各点及边点建立的沉降观测网的测量法为：
首先自远离基坑的城市水准控制点开始观测，引测至基坑围后，按编定的各点观测次序依次观测，最后测至另一水准控制点符合，观测仪器采用S3型精密水准仪。
4、基坑围建（构）筑物等的监测措施
本工程对基坑边50米围的所有建（构）筑物进行监测，并特别对临近坑边1.5H～2.0H围建（构）筑物，包括道路、市政管道、电力电缆、电信管网等加强监测力度。
具体监测措施是：
（1）对建（构）筑物，定期进行沉降变形观测。
（2）施工前，了解地下管线的分布情况，对整个场地的地下管线进行摸底，并在地面投影其轴线走向，布置变形观测点进行监测；对某些变形要求较高及紧邻基坑开挖边缘的重要管线，预先做好加固处理措施。
11施工工期
本工程施工工期计划为XX天，具体为：
钢板桩施打X天，围檩、角撑施工X天。
12质量保证措施
1、格遵守和执行有关的施工质量规。
2、根据ISO9001标准要求，推行全面质量管理，建立质量保证体系，提高全员质量意识，确保质量管理惯彻整个施工过程。
坚持质量自检、互检、交接检“三检”制。
3、实行质量管理项目部负责制，配置专职质检员，具体负责质量管理工作。
格按项目部管理体系进行施工管理。
4、钢板桩施打前必须进行选材，对有变形的进行矫正。
5、钢板桩统一为拉森式（U）型，施工时，每支之间必须扣好企口，防止漏水。
6、桩端必须透过含砂亚粘土层，进入不透水的强风化岩面。
13安全施工措施
1、基坑顶边设置连续封闭的安全护栏，防止人员坠落。
2、靠近基坑边不准堆放土及其它重物。
3、开挖前，先进行围檩施工，做好支撑后才能开挖至设计深度。
4、为切实保证施工人员安全，树立“安全第一，预防为主”的思想，根据建设部颁发的安全检查评分标准制订具体措施
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