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1、新建武汉至黄石城际铁路二标段 DK9+975涵洞基坑开挖安全支护方案目 录一 工程概况1二 编制依据1三 施工计划1四 钢板桩支护思路及要点2五 施工方法21、钢板桩的选用22、打桩设备23、确定基坑等级24、施工工艺流程35、钢板桩施工方法36、钢板桩施工方法37、基坑支护计算58、基坑支开挖89、雨季施工措施910、监测方案9六 安全管理体系及措施141、安全目标142、安全管理体系14七 应急预案171、预防措施182、教育培训与演练183、应急准备184、应急启动20附件一 水平位移监测日报表附件二 巡视监测日报表1 中国建筑股份有限公司武黄城际铁路二标项目经理部 新建武汉至黄石城际铁
2、路二标段 DK9+975涵洞基坑开挖安全支护方案DK9+975涵洞基坑开挖支护施工方案一、 工程概况武黄城际铁路DK9+975涵洞中心里程DK9+975，根据武汉花山公司与湖北城际公司协议，在DK9+975处设置护管涵，以通过燃气管及污水水管，采用2-3m框架涵形式，其中一孔中设置3根500污水管，另一孔设置1根300燃气管。涵洞全长42.2m，孔径2-2.5m*3m。涵洞原地面表层覆盖硬塑粉质粘土，厚度约5m，设计承载力150KPa，涵洞基底为硬塑粘土，设计承载力180KPa。涵洞靠线路小里程侧为土吴公路，土吴公路路堤高度12.2m，公路边坡坡脚距涵洞小里程边线1.05m，距涵洞基底5.1m
3、。涵洞基坑开挖时，基坑深度大，土吴公路边坡高，须采取必要的防护措施，确保土吴公路行车及涵洞施工安全。二、 编制依据1.高速铁路桥涵施工技术规范 2.高速铁路桥涵质量验收标准3高速铁路桥涵质量验收标准 4. 铁路工程施工安全技术规程 5. 简明施工计算手册 三、 施工计划1.总体施工计划序号工序时间（天）备注1打入钢板桩52基坑开挖及支护73涵身施工154基坑回填25拔除钢板桩3四、 钢板桩的支护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保证基坑边的稳固同时隔绝地下水流入基坑，起到支护边坡的作用。设计要点如下：1.采用拉森式型钢板桩，桩长12m；2.钢板桩穿过表层粘土层，进入基
4、底粘土层；3.钢板桩沿基坑四周连续设置成封闭的帷幕；4.为保证基坑安全，钢板桩入土深度不小于6.9m.五、 施工方法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，选用的拉森型钢板桩，拉森型钢板桩宽度适中，抗弯性能好，其主要技术参数为：W=1350cm3，g=60kg/m，依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度12m长，要求钢板桩入土深度不小于6.9m。 2. 打桩设备采用2台振动锤，用两台吊车配合进行打桩施工。3.确定基坑等级：根据建筑基坑支护技术规程（DB11/489-2007）的基坑等级划分规定 基坑侧壁安全等级划分开挖深度h（m）环境条件与工程地质、
5、水文地质条件0.50.51.01.0h15一级一级一级10h15一级一级二级一级二级h10一级二级二级三级二级三级注：h基坑开挖深度。相对距离比/。为管线、邻近建（构） 筑物基础边缘（桩基础桩端）离坑口内壁的水平距离与基础底面距基坑底垂直距离的比值. 工程地质、水文地质条件分类：复杂稍密以下碎石土、砂士和填土，软塑 流塑粘性土，地下水在基底标高之上，且不易疏干； 较复杂中密碎石土、砂土和填土，可塑粘性土，地下水位在基底标高之上，但易疏干； 简单密实碎石土、砂土和填土，硬塑坚硬粘性土，基坑深度范围内无地下水。由上述规定结合我工程实际情况得知,本基坑侧壁安全等级为三级。4.施工工艺流程本工程基坑施
6、工工艺流程为： 放坡 打桩定位放线 施打钢板桩 土方开挖 安装围檩及支撑 涵洞施工 回填土方 拔起钢板桩5.整平：在施打钢板桩之前，先用装载机和挖机配合将原地面整平，然后进行钢板桩施工。6.钢板桩施工方法 1)测量放线 由测量人员放出钢板支护结构的轴线和边线，然后在边线位置撒上白灰进行钢板桩的打设。 2)钢板桩的打设拉森钢板桩施工关系到施工止水和安全，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： 采用型9m长密扣拉森钢板桩。拉森钢板桩采用振打入法，采用单桩块打设。施工时，先用吊车吊起振动锤，振动锤将钢板桩上端夹紧。然后将钢板桩吊至插桩点进行插桩，插桩时对准锁口后将钢板桩振动打
7、入。施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况。打桩前，对钢板桩逐根检查，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。打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。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。钢板桩施打采用屏风式打入法施工。屏风式打入法不易使钢板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将10-20根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后在中间按顺序分1/3或1/2板桩高度打入。屏风式
8、打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。施打顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。因此，施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。其选择原则是：当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序施打；反之，用逆向顺序施打；当屏风墙两端板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打；当板桩墙长度很长时，可用复合顺序施打。 总之，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，一次打入的深度一般为05-30米。钢板桩施工允许偏差板桩入土深度（cm）不小于6.9m板桩轴线偏差5cm板桩垂直度8%，不超10c
9、m支撑位置偏差20cm密扣且保证开挖后入土不小于6.9m，保证钢板桩顺利合拢；特别是工作基坑的四个角要使用转角钢板桩。同时在四个角分别用两排16的槽钢做斜支撑。7.基坑支护计算涵洞基坑属于深基坑，计划采用钢板桩进行支护，为减少土的侧向压力，在施工时维持土吴公路原有路堤边坡坡度不变，坡脚处根据涵洞位置预留80cm工作宽度垂直开挖，将涵洞开挖工作面整平。此时开挖深度为5.1m，施工机械在基坑内侧进行开挖对基坑坑壁影响小但是保守考虑施工机械对基坑壁的荷载取20kpa。土压力计算采用朗肯土压力理论，矩形分布模式。深度土层Kai1.5m素填土0.4900.7003.2m粉细砂0.7830.8852.4m
10、粉质粘土0.5680.7541.7611.3273.1m粉质粘土0.5680.7541.7611.3274.7m粉质粘土0.4900.7002.0401.428取素填土密度为2.0g/cm3，粘聚力为25，摩擦角为201）钢板桩内力计算作用于板桩上的土压力及水压力强度及压力分布见图。Ka=tg2（45 o-/2）= tg2（45 o-20/2）=0.49Kpi=tg2（45 o+/2）= 1.3tg2（45 o+20/2）=2.65板桩外侧均布荷载换算填土高度h0,h0=q/r=20.0/20=1.0m。设定钢板桩上土压力及水压力合力为零的点为反弯点，设其位于开挖面以下y处，则y=1.656m
11、按简支梁简化模型计算上部钢板桩，由得：(3+1.656)=-0.5(25.2-10.5)1.5(6-1.5/3+1.656)-10.51.5(6-1.5/2+1.656)+0.5(86.76-39.15)3.2(6-23.2/3-1.5/3+1.656)+3.239.15(6-23.2/2-1.5/3+1.656)+0.5(32.07-17.7)1.3(6-23.2/3-1.5/3-21.3/3+1.656)+1.317.7(6-23.2/3-1.5/3-21.3/2+1.656)+0.532.071.6562/31.656+0.542.41.6562/31.656解得： =214.84KN/
12、m=(25.2+10.5) 1.5/2+（39.15+86.76）3.2/2+(17.7+32.07)1.3/2+32.071.656/2+42.41.656/2-176.08=119.6kN/m设最大弯矩处距桩顶距离为x，则有：=42.4 x-（25.2-15.5）x+(86.76-39.15)x2/6/2+（32.07-17.7）x2/6/2解得x=5.58m所以， =(x-3)+(25.2-15.5)x2/2-42.4x2/2-0.5(86.76-39.15) x3/6/3-0.5（32.07-17.7）x3/6/3=154.88kNm计算钢板桩的最小入土深度。=4.076m考虑到桩端的
13、土质情况应乘以系数1.1-1.2，为了保证施工安全最小入土深度t=1.2（1.656+4.076）=6.878m2）钢板桩设计。采用拉森钢板桩，W=1350103mm，折减系数取，则：=163.89=200Mpa，满足要求，钢板桩支护不会折断。3）围檩设计因本工程为双层支撑，围檩所受荷载qk=/2=88.04kN/m。选用两排16的槽钢，W=11681033。按简支梁计算，最大弯矩Mmax=ql2/8=176.084.52/8=445.7kNm。=190.8=200Mpa，满足要求，钢板桩支护不会折断。4）稳定性验算（1）抗倾覆稳定性分析内侧土压力对支撑点的力矩：=0.5202.656.878
14、2（4+6.8782/3）=11762.85外侧土压力对支撑点的力矩：=8827.85则抗抗倾覆安全系数：=1.331.2，满足规范要求。（2）基底抗隆起稳定性分析。则抗隆起安全系数：1.7,满足规范要求。综上论算，该技术可行。 8.基坑开挖： 1）开挖顺序为：清除表面浮土 进行支撑支护 采用普通挖机与长臂挖机配合开挖剩余5.1m土方，距涵洞底预留1020cm 剩余土方人工清除至涵洞底。2）施工过程：沿着打入的钢板桩进行基坑开挖，开挖采用分层的方式进行，首先开挖至原地面以下1.3米，再此位置焊接两排16的槽钢作为围檩然后加固斜支撑加强钢板桩的四个角稳固，并再另个承台中心位置用两根直径60cm的钢管进行顶撑支护。支护完毕后再进行剩余土方的挖除，
