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1、洋口大桥主墩深基坑专项施工方案,中国中铁上海工程局二公司,中国中铁临海高等级公路如东段BT工程第三合同段,目录,一、编制依据,1）无锡市交通规划设计研究院提供的临海高等级公路工程施工图设计； 2）无锡市交通规划设计研究院提供的地质工程勘察报告； 3）建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）； 4）建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）； 5）公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）； 6）建筑施工计算手册； 7）路桥施工计算手册； 8）建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）。,二、工程概况,2.1工程简介 洋口大桥位于如东县长沙镇境内，起点桩号K47+46
2、9.92，路线向东南前行，连续跨越省道S221和四贯河（其中四贯河规划为洋口运河），终于洋口大桥东桥头，桩号为K48+006.14。桥梁设计中心线与河道边线右偏角约104.1度。桥下部结构为钻孔灌注桩基础。上部结构桥跨布置形式为（3-25）+（4-25）+（50+80+50）+（4-25）+（3-25）m，总长536.22m。桥梁主桥采用50+80+50m三跨预应力砼变截面连续箱梁跨越四贯河。,项目地理位置图,地质情况,2.2地质资料 据勘察设计单位对本地区的地质评价。根据钻探鉴别、现场静力触探实验、标准贯入实验结果及室内土工实验成果等资料分析，各地基土层分布及工程地质特称详细描述如下： 1-
3、1层素填土：以灰褐、黄灰色粉质粘土为主，局部粉土含量较多，含较多植物根茎等有机质。厚度0.501.30m，平均0.70m；层底标高1.883.40m，平均2.93m；层底埋深：0.501.30m，平均0.70m。 2-1层粉质粘土夹粉土：灰色，软塑，切面稍有光泽，韧性及干强度中等，略其摇震反应，具水平层埋，粉性随着深度的增加而增大。场区普遍分布，厚度1.001.80m，平均1.35m；层底标高:0.882.14m,平均1.58m；层底埋深：1.602.30m，平均2.05m。地基土承载力fa0=90kPa。 2-4层粉土：灰色，很湿。松散稍密，含云母碎屑，切面无光泽，韧性及干强度低，摇震反应迅
4、速，场区普遍分布，厚度：2.203.00m，平均2.58m；层底标高：-1.32-0.60m，平均-1.00m；层底埋深：4.505.00m，平均4.63m。地基土承载力fa0=100kPa。 3-1层粉土：灰色，很湿，稍密中密，切面无光泽，韧性及干强度低，摇震反应迅速，局部夹有粉砂薄层。场区普遍分布，厚度：1.502.00m，平均1.75m；层底标高：-3.30-2.10m，平均-2.75m；层底埋深：6.007.00m，平均6.38m。,地质情况,3-3层粉砂：青灰色，饱和，密实，局部夹有少许粉土，含云母碎屑。场区普遍分布，厚度：7.0011.00m，平均9.68m；层底标高：-25.80
5、-23.26m，平均-24.25m；层底埋深：27.0029.50m，平均27.88m。地基土承载力fa0=180kPa。 4-4层粉土：灰色，饱和，中密密实，切面无光泽，韧性及干强度低，摇震反应迅速，局部夹有粉砂薄层。场区普遍分布，厚度：6.509.00m，平均8.00m；层底标高：-32.82-31.26m，平均-32.25m；层底埋深：35.0036.50m，平均35.88m。地基土承载力fa0=170kPa。 5-1层粉细砂：青灰色，饱和，中密密实，局部夹有粉土，颗粒较均匀，分选性好。场区普遍分布，厚度：11.0013.50m，平均11.95m；层底标高：-44.76-43.82m，平
6、均-44.20m；层底埋深：47.0048.50m，平均47.83m。地基土承载力fa0=200kPa。 5-5层细砂：青灰色，饱和，密实，局部夹有粉砂，颗粒较均匀，分选性好。该层未穿透。地基土承载力fa0=220kPa。,地质柱状图,水文地质情况,水文地质评价： 潜水主要赋存在表层的填土、2-1粉质黏土夹粉土中，2-4层粉土、3-1层粉土和3-2层粉砂中。其补给来源主要为地表水体及大气降水入渗，以蒸发为主要排泄方式。稳定水位埋深：1.00-1.70m，标高为：2.042.18m，水位年变幅约1.50m，桥梁设计时，地下水位埋深取0.50m。 承压水主要赋存于3-3层粉砂、4-4层粉土、5-1
7、层粉细砂、5-2层细砂土中，其补给来源主要为区外侧向径流及上部含水层越流补给：排泄以侧向径流为主。由于3-2T层淤泥质粉质黏土局部夹粉土，所以承压水与上部含水层连通，承压水水位与潜水水位基本一致。,现场情况,2.3相关参数 根据施工图纸可知本桥基坑开挖最深为8#墩承台，开挖深度7.40米，承台底高程均为-4.0m。由于8#承台有半幅位于四贯河河道中，地质构造较差并有积水，开挖难度最大， 因此计算时选取8#承台作为计算模型。 四贯河现有河口宽28m,水面宽约23m。规划洋口运河设计通航高程为3.04米,四贯河实际水位1.865m，河床底高程0.030m，水体基本无流速。目前四贯河无通航要求。,现
8、场平面图,8#墩位置平面图,8#墩位置立面图,现场图示,8#墩承台位置,9#墩承台位置,四贯河,钢便桥,项目部,砼搅拌站,三、编制原则,3.1围堰顶宜高出施工期间最高水位0.71m，最低不低于0.5m。 3.2围堰内要适应基础施工的尺寸要求，堰身尺寸断面要保证有足够的强度和稳定性，保证基坑开挖后，围堰不发生破裂、滑动或倾覆。 3.3基坑安全可靠：满足基坑支护结构本身强度，稳定性以及变形的要求，确保周围环境的安全。 3.4基坑支护及上部支架施工便利、经济合理及保证工期：在安全可靠的前提下，选择经济合理、最大限度地满足施工方便，缩短工期的支护方案。,四、支护结构形式,4.1围堰方案综述 综合考虑河
9、中水文特点及地质情况，从经济合理出发，承台基坑施工采用拉森钢板桩围堰方案。8#承台单幅尺寸为9.114.5m，距线路中心为1.25m，因此考虑将两幅承台同时开挖，钢围堰平面尺寸设计为：12.135m。采用宽0.4m，长度15m的ISP-拉森钢板桩。钢板桩顶高程为3.4m，高出原地面0.5m,并高出施工期间最高水位1.2m。,钢板桩围堰平面图,钢板桩围堰平面图,钢板桩围堰立面图,钢板桩围堰平面图,所需材料,8#承台钢板桩围堰工程数量表,所需机械设备,机械设备一览表,人员配备,管理人员组织计划,人员配备,施工人员组织计划,钢板桩受力计算,4.2.1钢板桩入土深度计算,钢板桩受力计算,4.2.1钢板
10、桩入土深度计算,钢板桩受力计算,4.2.1钢板桩入土深度计算,钢板桩受力计算,4.2.2钢板桩受力检算,钢围囹受力计算,4.3.1受力分析及材料特性 围囹主要受到钢板桩传来的荷载，因此底层围囹受力最大，荷载为均布荷载，大小与钢板桩支座反力数值相等q=299.6kN/m。 围囹材料性质：,钢围囹受力计算,4.3.1受力分析及材料特性,钢管支撑受力计算,4.4.1钢管受力分析及力学性能,钢管支撑受力计算,4.5斜撑钢管焊缝受力计算,基底抗突涌稳定性验算,4.6基坑底板抗突涌稳定性验算 4.7验算结论 通过以上的验算，说明拟定的钢板桩围堰的深基坑支护体系是可行的。,五、施工方案,5.1总体施工方案,
11、支撑加固,钢板桩围堰施工流程图,钢板桩围堰施工流程图,钢板桩围堰施工流程图,钢板桩围堰施工流程图,钢板桩围堰施工流程图,5.2分项施工方案,5.2.1降低场地标高 现有原地面高程为5.22m，基坑底面设计高程为-4.50m，先通过挖机挖土整体降低场地标高至2.90m，再进行主墩承台处深基坑开挖，开挖深度为7.4m。 降低场地标高时注意与省道221公路的距离和放坡坡度。综合考虑现场因素后，我们选在距离221公路3.5m外放坡开挖，坡度比为1:2.5。基坑开挖好后，在基坑顶部设置高1.2m的防护栏杆，并在顶部边缘浇筑高25cm、宽25cm的混凝土挡水墙。,5.2.2钢板桩围堰施工,（1）工艺流程,
12、5.2.2钢板桩围堰施工,（2）导架的安装 导架由导梁和钢管桩等组成，导梁采用型钢。在平面上分单面和双面，高度上分单层和双层。本工程采用单层双面导架。钢管桩间距3.5m4.5m，双面导梁之间间距比板桩墙厚度大815mm。 导架位置不能与钢板桩相碰。钢管桩不能随钢板桩打设而下沉或变形。导梁的高度适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效，用经纬仪和水平仪控制导梁位置和高度。,5.2.2钢板桩围堰施工,（3）钢板桩的打设 用DZ90KW振动锤沿导向架插打钢板桩，打桩时采用单根板桩施工法与屏风法打桩相结合。先将板桩一根根地打入土中，为防止倾斜，在一根桩打入后，把它与前一根焊牢，即防止倾斜又避免被后
13、打的桩带入土中。将1020根板桩插入土中一定深度，使桩机来回锤击，并使两端桩先打到要求深度，再将中间部分的板桩顺次打入，这样可防止板桩的倾斜与转动。 在打桩过程中，为保证垂直度，用两台经纬仪 在两个方向加以控制。为防止锁口中心平面位 移，在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板， 阻止板桩位移。同时在围囹上预先算出每块板 块的位置，以便随时检查校正 钢板桩插打至剩余3块时，测量合拢口上下差， 焊制异型钢板桩，使合拢口的钢板桩打至设计 标高。 钢板桩打设完毕，经检查合格后，即可拆除导架。,DZ90震动锤钳住钢板桩,5.2.2钢板桩围堰施工,（4）钢板桩的支撑 根据现场情况与计算结果，钢板桩采用ISP-
14、IV型拉森钢板桩，长15m，钢板桩入土深度7.6m。内侧设钢围囹2层，围囹采用I40a工字钢。支撑采用460mm壁厚10mm的钢管，基坑长向围囹上设置7道，共14道横支撑，基坑转角围囹处加强支撑共8道，与板墙呈45夹角。钢管与钢板桩采紧密焊接。,5.2.2钢板桩围堰施工,（5）围堰止水、排水措施 由于本围堰事先采取填河筑坝的形式，通过基坑底板抗突涌稳定性验算及8#墩处地质资料，可知本围堰内的水主要是地下渗水。根据建筑施工计算手册第249页4.5条基坑涌水量计算可知本围堰总涌水量Q（m3/d）可按下式计算： Q=1.36KH2/lg(R+r0)-lgr0 根据本基坑参数，以及地质资料可知，式中K
15、=5，H=2.18+4.5+4=10.68， R=100，r0=0.35(35+12.1)/4=13.4。通过计算可知Q=836.2 m3/d， 即每小时涌水量q=Q/24=34.8 m3/h。 根据建筑施工计算手册第248页表4-13以及我部以往的施工经验可知只需配置一台2.2KW的潜水泵基坑满足在开挖过程中的排水需要，已知本基坑底排水扬程为8m，配置型号为JQB-4-31，功率为2.2KW的潜水泵每小时能抽排水50m3,是基坑涌水量的1.5倍。为保险起见，我们配置两台2.2KW潜水泵，以确保基坑内抽排水通畅。 由于土壁渗水量很小，只要施打钢板桩时注意锁口咬合紧密基本就能避免土壁水渗漏，可在
16、钢板桩施打前，在锁口处涂抹混合油膏（即黄油、沥青等），既能增加防渗性能，还能减小板桩间的摩擦力。,5.2.2钢板桩围堰施工,（6）基坑开挖 钢板桩围堰成型后，先进行堰内抽水和堵漏。在保证基坑内无水的情况下即进行基坑开挖。 由于基坑深度达到7.4米，故选择加长臂（13米）反铲挖掘机进行基坑开挖。 机械开挖时，必须要注意随挖随撑，在挖土至第一道支撑以下0.5m即标高为1.4m处时，安装第一道围囹及支撑。继续挖土至第二道支撑以下0.5m即标高为-1.3m处时，安装第二道围囹及支撑。在每次开挖前要仔细检查围堰的稳固性，在保证基坑安全的前提下进行下一步的开挖。 挖土过程中，挖机挖斗不能碰撞钢板桩和支撑装置以及钻孔灌注桩桩身。附着在钢板桩上的土由人工清除。快挖至基础底标高，留有30cm 厚的土方由人工修挖。,5.2.2钢板桩围堰施工,（7）封底混凝土垫层施工 为了减小变形，基坑挖到设计标高（-4.5m）后应尽快打混凝土垫层，垫层能起到部分底支撑的作用，以减少钢板桩变形。还能起到封底，防止地下水外渗的作用。 选用C30混凝土作为封底混凝土，厚度为50cm。封底前在底部钢板桩四周用塑
