箱涵拉森钢板桩支护专项建筑施工组织设计及对策.doc

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1、- .箱涵深基坑专项方案报审表工程名称：偃师市XX路与310国道相交处箱涵工程施工单位：建兴市政工程XX致：新恒丰工程咨询XX我方已根据施工合同的有关规定完成了偃师市XX路与310国道相交处箱涵工程深基坑专项施工方案的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。附：箱涵深基坑专项施工方案承包单位章： 建兴市政工程XX工程经理：日期： 2017年11月16日专业监理工程师审查意见：同意修改后再报见附言不同意专业监理工程师：日期：总监理工程师审核意见：同意修改后再报见附言不同意工程监理机构：总监理工程师：日期：附注：特殊技术、工艺方案要经总监批准，一般由监理工程师审批。偃师市XX路与310

2、国道相交处箱涵工程深基坑施工专项方案 审批：编制单位：建兴市政工程XX编制日期： 2017年11月16日- . 可修编. 专业资料 目 录一、工程概况1二、施工工艺及方法21 钢板桩施工的一般要求22 钢板桩施工的顺序23 钢板桩的检验、吊装、堆放24 钢板桩施打35 挖土56 钢板桩的拔除57 钢板桩土孔处理6三、平安施工措施6四、拉森扣板桩受力验算81 工程概况82 计算依据93 支护布置情况简述94 主要材料力学性能95 主要计算容106 计算过程及结果10一、工 程 概 况工程名称：偃师市XX路与310国道相交处箱涵工程设计单位：省城乡建筑XXXX建立单位：偃师市住房和城乡规划建立局监

3、理单位: 新恒丰工程咨询XX 施工单位：建兴市政工程XX工程地点：偃师市偃师市XX大道新建工程位于偃师城区中部片区，路面宽度40m，路线呈西东走向。XX大道塔庄社区西至迎宾路为新建城市主干道标准道路红线宽度为40米，道路沿线与G310商都南路、槐新路、迎宾路三条现状道路相交，路线所在地南侧为洛岸河堤，路线穿塔庄村、西寺村等村庄。道路红线围多为农田，穿越村庄处，需要撤除红线现状建筑物。G310至槐新路段，河堤路已经完成修建。经实地踏勘，道路红线围无其他市政管线。路线在起点处与G310商都南路穿插，采用下穿的方式通过。本局部为桥涵工程。箱涵设计宽度为：2*2.5米人行道+3米非机动车道+0.5米分

4、隔护栏+11.75米机动车道箱涵顶部国道310设计宽度：0.3米人行道护栏+1米人行道+17.4米机动车道+1米人行道+0.3米人行道护栏桥面横坡：机动车道与非机动车道坡度为1.5%，人行道坡度为反向1.5%。涵底下穿道路路面构造与衔接道路路面构造一样，下设C20混凝土调拱层。二、施工工艺及方法本工程基槽开挖采用型15m长拉森钢板桩支护。拉森钢板桩采用履带式液压挖土机KATO-1250的液压振锤的锤机施打，施打前先熟悉地下管线、构筑物的情况，准确放出支护桩中心线，控制打入精度。1、钢板桩施工的一般要求 1钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于管道施工，尤其是井边缘外留有支模、拆模的余地。 2基槽

5、护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，防止不规那么的转角，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。 3在整个管道施工期间，挖土、吊运、扎钢筋、支模板、浇筑混凝土、回填等施工作业中，严禁碰撞支撑，制止任意撤除支撑，制止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。2、钢板桩施工的顺序 1钢板桩位置的定位放线 2施打钢板桩3挖土4箱涵施工 5拔除钢板桩回填中粗砂3、钢板桩的检验、吊装、堆放 1钢板桩的检验 对钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的钢板桩进展矫正，以减少打桩过程中的困难。 外观检验：包括外表缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和锁口形状

6、等项容。检查中要注意：a对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；b割孔、断面缺损的应予以补强；c假设钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度。原那么上要对全部钢板桩进展外观检查。 材质检验：对钢板桩母材的化学成分及机械性能进展全面试验。包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项容。每一种规格的钢板桩至少进展一个拉伸、弯曲试验。每20-50t重的钢板桩应进展两个试件试验。 2钢板桩吊运 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。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。 3钢板桩堆放

7、：钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而巩固的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意： 堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便； 钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明； 钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2米。4、钢板桩施打 拉森钢板桩施工关系到施工止水和平安，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工有关要求： 1全线采用型15m长密扣拉森钢板桩。拉森钢板桩采用履带式挖土机带震动锤机施打。 2打桩前，对钢板桩逐

8、根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格者待修整后才可使用。 3打桩前，在钢板桩的锁口涂油脂，以方便打入拔出。 4在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。施工中应根据具体情况变化施打顺序，采用一种或多种施打顺序，逐步将板桩打至设计标高。钢板桩打设公差标准工程 允许公差板桩轴线偏差 土10Cm桩顶标高 土10Cm板桩垂直度 土2 (5密扣且保证开挖后入土不小于2米，保证钢板桩顺利合拢；特别是工作井的四个角要使用转角钢板桩，假设没有此类钢板桩，那么用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。 (6)打入桩后，及时进展桩体的闭水性检查，对漏水处进展焊

9、接修补，每天派专人进展检查桩体。7外拉支撑架设 经过计算拉森钢板桩支护采用9道28钢丝绳外拉锚。5、挖土 土方开挖应分段连续施工，开挖至板桩顶以下1m米处，进展拉锚施工。 围囹制做安装：围囹根据不同的开挖深度按设计要求设置，根据设计位置在钢板桩壁上焊围囹托架，然后吊装H型钢围檩并焊接加固。 因本工程管道开挖区为粘土，井点降水效果差，采用集水井集水潜水泵排水法，排除基槽渗水，保持基坑无积水，减小土侧压力对扣板桩影响，便于管道施工。 基坑周边约一倍桩长围尽量防止堆载。开挖过程中注意支护体系的变形观察。基坑作业时，有专职平安员负责。 在基坑开挖过程中需要注意的问题： 由于本工程在地下水位很高，钢板桩

10、的垂直度及搭接十分重要，当钢板桩未贴靠在围囹上局部，需作加垫处理，使钢板桩的压力传到围囹及支撑上，支撑的材料、制作、焊接必须严格按图施工。 6、钢板桩的拔除 基槽回填压实后，尽早拔除钢板桩，加快扣板桩周转速度。拔桩后马上用中粗砂将桩孔灌实。 1拔桩方法 本工程拔桩采用振动锤拔桩：利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克制拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。 2拔桩时应考前须知拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以

11、减小土的粘附，然后边振边拔。为及时回填拔桩后的土孔，当把板桩拔至比根底底板略高时暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一局部。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，振动锤连续不超过15h。7、钢板桩土孔处理对拔桩后留下的桩孔，及时采用中粗砂灌入密实。三、平安施工措施1、基坑顶周边设置连续封闭的平安护栏，防止人员坠落。2、靠近民房处需要进展观测,3、开挖前，先进展围檩施工，做好拉结 后才能开挖至设计深度。4、为切实保证施工人员平安，树立“平安第一，预防为主的思想，根据建立部颁发的平安检查评分标准制订具体措施。5、建立平安保证体系，除企业已有的机构外，工地设立平安管

12、理机构，工程工程设立平安小组、班组设平安员，形成一个健全的平安保证体系，工地的平安管理机构负责工地日常的平安工作，定期组织平安检查，对不符合要求的要及时发出整改通知，指导工程工程部和班组平安员的工作，对违章作业者进展批评教育和处分。6、优化平安技术组织措施，包括以改善施工劳动条件，防止伤亡事故和职业病为目的的一切技术措施，如积极改良施工工艺和操作方法，改善劳动条件，减轻劳动强度，消除危险因素，机械设备应设有平安装置。7、机械操作人员必须持证上岗，各种作业人员应配带相应的平安防护用具及劳保用品，严禁操作人员违章作业，管理人员违章指挥。8、施工中所有机械、电器设备必须到达平安防护标准，自制设备、设

13、施应通过平安检验，一切设备应经过工前性能检验合格前方可使用，并由专人负责，严格执行交接班制度，并按规定定期检查保养。9、凡进入现场的一切人员，均要戴平安帽，正确使用“三宝。要配合公司平安月检工作，工程工程部要实行周检，工程点要日检，施工中应抽检，及时消除平安隐患。10、严格执行各项平安操作规程，施工前要进展平安交底，每月定期进展平安教育，加强工人的平安意识教育。11、在主要入口处挂醒目的平安防火宣传语牌。12、现场施工用上下压设备及线路，严禁电线随地走，所有电掣应有门、有锁，有危险标志。严格执行?施工现场临时用电平安技术规?的规定，现场采用“三相五线制供电，执行“一机一闸一漏电保护开关制度。所

14、有电器设备及金属构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护，施工现场所有用电设备，必须按规定设置漏电保护装置，要定期检查，发现问题及时处理。13、加强平安教育和监视，坚持经常性的平安交底制度，提高施工人员的平安生产意识，及时消除事故隐患。14、在施工过程中，对地面沉降、支护位要定期观察测试，加强对支护的监控。15、所有施工人员均应掌握平安用电根本知识和设备性能，用电人员各自保护好自用设备的负荷、地线和开关箱，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器设备。16、配电系统分级配电，本电箱、开关箱外观必须完整、结实，防雨防尘。17、多机作业用电必须分闸，严禁一闸多机和一闸多用，施工现场电缆

15、、电线必须按规定架设，严禁拖地和乱拉乱搭。18、各种机械要有专人负责维修、保养，并经常对机械运行的关键部位进展检查。19、使用机械时，操作员要密切注意机上的仪器、仪表、指针是否超出平安围，机体是否有异常振动及发出异响，出现问题应进展停电关机处理，不得擅离职守，隐瞒不报。20、设备根底必须平稳、结实，根本的锚固、支撑措施必须齐全，不得使用临时支撑，高大机械在多风季节前设缆风绳。四、拉森扣板桩受力验算：一、工程概况因下穿通道南侧距离现状洛河大桥较近，不具备放坡开挖条件，本工程综合通道位置现状条件、开挖深度、施工工期及工程造价等因素确定采用拉森钢板桩拉锚式对通道南侧进展基坑支护。具体见下列图：基坑支

16、护方案及位置示意图二、计算依据1.?建筑基坑支护技术规程? JGJ 120-2012；2.?市基坑支护技术规?SJG 05-2011；3.?一般用途钢丝绳?GB/T 20118-2006；4.?偃师市下穿G310箱涵工程地质勘察报告?工程水文地质勘察院XX2017.05；5.本工程主体工程施工图图册；6.现场踏勘所得其他相关资料。三、支护布置情况简述1.拉森钢板桩：采用级拉森钢板桩，基坑深度H=8.0m，钢板桩锚固长度7.0m，钢板桩竖向总长为15.0m，其横向宽度为40.0m。2.拉锚：拉锚28钢丝绳67类，拉锚间距为4.0m，拉锚根数为10根。3.锚碇：采用D5309mm螺旋管，螺旋管间距

17、为2.0m，螺旋管深度为8.0m，共计16根。螺旋官顶设置钢横梁，以加强其横向连接。四、主要材料力学性能1.拉森钢板桩：采用级拉森钢板桩，钢板桩力学性能为：每延米板桩截面面积A(cm2)198.00每延米板桩壁惯性矩I(cm4)18200.00每延米板桩抗弯模量W(cm3)1350.00抗弯f(Mpa)2152.拉锚：拉锚28钢丝绳67类，依据?一般用途钢丝绳?GB/T 20118-2006，其公称抗拉强度1570MPa，钢丝绳最小破断拉力442KN。3.锚碇：D5309mm螺旋管，其力学性能如下：桩材料类型型钢钢材牌号Q235截面参数无缝钢管5309.0抗拉、抗压和抗弯f(Mpa)215抗剪

18、fv(Mpa)215截面塑性开展系数1.05桩间距(m)2五、主要计算容本次计算依据?建筑基坑支护技术规程?JGJ 120-2012，采用理正深基坑7.0进展计算。计算容主要有：1.拉森钢板桩自身构造计算截面验算、整体稳定性验算、抗倾覆验算、抗隆起验算、抗突涌验算、嵌固深度验算。2.拉锚自身强度验算。3.锚碇自身构造验算截面验算、整体稳定性验算、抗倾覆验算、嵌固深度验算。六、计算过程及结果6.1拉森钢板桩计算1计算受力简图：2根本信息规与规程?建筑基坑支护技术规程? JGJ 120-2012力计算方法增量法支护构造平安等级二级支护构造重要性系数01.00基坑深度h(m)8.000嵌固深度(m)

19、7.000墙顶标高(m)0.000连续墙类型钢板桩每延米板桩截面面积A(cm2)198.00每延米板桩壁惯性矩I(cm4)18200.00每延米板桩抗弯模量W(cm3)1350.00抗弯f(Mpa)215有无冠梁无防水帷幕无放坡级数0超载个数1支护构造上的水平集中力22超载信息超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)120.000-3附加水平力水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是否参与序号(kN)(m)倾覆稳定整体稳定1开挖后-55.0000.5002开挖后-49.4007.0004土层信息土层数2坑加固土否侧降水最终深度(m)10.0

20、00外侧水位深度(m)10.000弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法m法力计算时坑外土压力计算方法主动5土层参数层号土类名称层厚重度浮重度黏聚力摩擦角与锚固体摩(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)擦阻力(kPa)1粉土8.2018.2-13.0023.0035.02粘性土6.8019.09.030.0012.0035.0层号黏聚力摩擦角水土计算方法m,c,K值不排水抗剪水下(kPa)水下(度)强度(kPa)1-m法9.58-20.0033.00分算m法4.68- 6土压力模型及系数调整 层号土类水土水压力外侧土压力外侧土压力侧土压力侧土压力名称调整系数调整系数1调整系数2调整系

21、数最大值(kPa)1粉土合算-1.0001.0001.00010000.0002粘性土分算1.0001.0001.0001.00010000.0007 工况信息 工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖8.000- 8 设计参数 整体稳定计算方法瑞典条分法稳定计算采用应力状态有效应力法稳定计算合算地层考虑孔隙水压力条分法中的土条宽度(m)0.40刚度折减系数K0.8509 计算结果构造计算 各工况力位移包络图地表沉降图：10 计算结果截面验算截面参数 弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25力取值 段力类型弹性法经典法力力号计算值计算值设计值实用值1基坑侧最大弯矩(kN.m)

22、166.950.00177.38177.38基坑外侧最大弯矩(kN.m)126.87900.94134.79134.79最大剪力(kN)93.05194.58116.32116.32截面验算 基坑侧抗弯验算(不考虑轴力)nei = Mn / Wx = 177.384/(1350.000*10-6) = 131.396(MPa) f = 215.000(MPa) 满足 基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)wai = Mw / Wx = 134.795/(1350.000*10-6) = 99.848(MPa) 1.30, 满足规要求。12抗倾覆稳定性验算抗倾覆(对支护底取矩)稳定性验算:Mp被动土压力

23、、支点力及附加水平力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于支撑支点力由支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma主动土压力和附加水平力对桩底的倾覆弯矩。 工况1： Kov = 1.316 = 1.200, 满足规要求。 12抗隆起验算从支护底部开场，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下：支护底部，验算抗隆起： Ks=(18.9777.00026.092+0.00038.638)/(18.563(8.000+7.000)+20.000)=11.614 Ks = 11.614 1.600，抗隆起稳定性满足。13突涌稳定性验算 K = D/ hww K = 2.000*18.92

24、0/30.000 = 1.261 = Kh = 1.10 基坑底部土抗承压水头稳定!式中:承压水含水层顶面至坑底的土层天然重度(kN/m3); D 承压水含水层顶面至坑底的土层厚度(m);w水的重度(kN/m3); hw 承压水含水层顶面的压力水头高度(m); Kh 突涌稳定平安系数，当前取值1.10，规要求不应小于1.100; K 突涌稳定平安系数计算值。14嵌固深度构造验算 根据公式: 嵌固构造深度=嵌固构造深度系数基坑深度 =0.8008.000=6.400m嵌固深度采用值7.000m = 6.400m,满足构造要求。15 嵌固段基坑侧土反力验算工况1：Ps = 689.396 Ep =

25、 1347.389，土反力满足要求。式中：Ps为作用在挡土构件嵌固段上的基坑侧土反力合力kN；Ep为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力kN。6.2拉锚自身强度计算由钢板桩计算所得，所有锚杆承当总水平力为2400KN，单个锚杆所受水平力为220KN。依据?一般用途钢丝绳?GB/T 20118-2006，钢丝绳最小破断拉力442KN，满足要求。6.3锚碇计算锚碇为8.0m长螺旋管，其间距为2.0m，钢板桩与螺旋管之间距离为10.0m，每根螺旋管管顶所受水平力为150KN。本次计算偏平安假定钢板桩后破裂面土体不起所用，等效折算后，螺旋管按排桩计算，其上受水平力137.5KN，基坑深度2.5m，嵌

26、固深度5.5m。1计算图式 2 根本信息规与规程?建筑基坑支护技术规程? JGJ 120-2012力计算方法增量法支护构造平安等级三级支护构造重要性系数00.90基坑深度h(m)2.500嵌固深度(m)5.500桩顶标高(m)0.000桩材料类型型钢钢材牌号Q235截面参数无缝钢管5309.0抗拉、抗压和抗弯f(Mpa)215抗剪fv(Mpa)215截面塑性开展系数1.05桩间距(m)2.000有无冠梁 无防水帷幕无放坡级数0超载个数1支护构造上的水平集中力13超载信息超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)110.000-4拉锚力水平力作

27、用类型水平力值作用深度是否参与是否参与序号(kN)(m)倾覆稳定整体稳定1开挖后137.5000.5005土层信息土层数 2坑加固土 否侧降水最终深度(m)10.000外侧水位深度(m)10.000弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法m法力计算时坑外土压力计算方法主动 6土层参数层号土类名称层厚重度浮重度黏聚力摩擦角与锚固体摩(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)擦阻力(kPa)1杂填土8.2018.2-13.0023.0035.02杂填土6.8019.09.030.0012.0035.0层号黏聚力摩擦角水土计算方法m,c,K值不排水抗剪水下(kPa)水下(度)强度(kPa)1-m

28、法9.58-20.0033.00分算m法4.68- 7土压力模型及系数调整 层号土类水土水压力外侧土压力外侧土压力侧土压力侧土压力名称调整系数调整系数1调整系数2调整系数最大值(kPa)1杂填土合算-1.0001.0001.00010000.0002杂填土分算1.0001.0001.0001.00010000.0008工况信息 工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖2.500-9设计参数整体稳定计算方法瑞典条分法稳定计算采用应力状态有效应力法稳定计算合算地层考虑孔隙水压力条分法中的土条宽度(m)0.40刚度折减系数K0.85010构造计算 11力位移包络图12地表沉降图13 截面计算 截面参数

29、 弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25力取值段力类型弹性法经典法力力号计算值计算值设计值实用值基坑侧最大弯矩(kN.m)0.000.000.000.001基坑外侧最大弯矩(kN.m)400.712.14383.18383.18最大剪力(kN)149.406.33168.07168.07截面验算 基坑侧抗弯验算(不考虑轴力)nei = Mn/(* Wx) = 0.000/(1.050*1887.170*10-6) = 0.000(MPa) f = 215.000(MPa) 满足 基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)wai = Mw/(* Wx) = 383.183/(1.050

30、*1887.170*10-6) = 193.378(MPa) 1.25, 满足规要求。15抗倾覆稳定性验算 抗倾覆(对支护底取矩)稳定性验算:Mp被动土压力、支点力及附加水平力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于支撑支点力由支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。 Ma主动土压力和附加水平力对桩底的倾覆弯矩。 工况1： Kov = 1.267 = 1.150, 满足规要求。 16抗隆起验算 1) 从支护底部开场，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下：支护底部，验算抗隆起： Ks=(18.2005.5008.661+13.00018.049)/(18.2002.500+5.5

31、00)+10.000)=7.080 Ks = 7.080 1.400，抗隆起稳定性满足。 深度8.200处，验算抗隆起： Ks=(18.2005.7002.974+30.0009.285)/(18.200(2.500+5.700)+10.000)=3.686 Ks = 3.686 1.400，抗隆起稳定性满足。17嵌固深度构造验算 根据公式: 嵌固构造深度=嵌固构造深度系数基坑深度 =0.8002.500=2.000m嵌固深度采用值5.500m = 2.000m,满足构造要求。18嵌固段基坑侧土反力验算工况1：Ps = 465.867 Ep = 984.146，土反力满足要求。式中：Ps为作用在挡土构件嵌固段上的基坑侧土反力合力kN；Ep为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力kN。 专业资料