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1、温州市域铁路赢段桥墩承台基坑支项施工方案中铁二局温州项目部2014年8月温州市域铁标段桥墩承台基坑支项施工方案编制：审核：审批：中铁二局温州项目部2013年8月一、工程概况设计概况2、地质水文条件 3、主要工程量 4、施工难点和重点二、专项施工方案整体概况 三、基坑支护施工方案设计（一）、施工方案设计依据及参数（二）、计算基坑外侧向水土压力（三）、计算护壁钢板桩的支撑能力钢板桩横支撑及围檩设计、主要工序施工工艺及施工方式（一）、主要工序施工工艺（二）、主要工序施工方式（三）、其他基坑施工支护方案的选择五、施工进度计划六、各项施工注意事项七、基坑临时支护工程量八、附件：设计检算书九、部份设计图一
2、、工程概况一、设计概况温州市域铁路S1线，设计速度目标值0120km/h本段双线铁线路间 距为4m4.4m铺设有碴轨道无缝线路SG6A标段施工范围为温州特大桥 315380墩，起止里程协K17+589.06DK19+895.14标段全长2300m，上部结构为30m、35m、40m现浇简支箱梁63 孔，60+100+60m持续梁一联；下部结构，桥墩采用圆端形桥墩，承 台为单层承台，基础为钻孔桩基础。标段内，陆地承台基坑开挖深度4,按照地质情形及现场用地情形， 采用放坡开挖或钢板桩支护；线路路条河道，在河道双侧的承台部份侵 入河道，采用筑岛围堰钢板桩施工坑开挖深度约6m,属于深基坑，以此 为对象编
3、制本专项方案。2、地质水文条件地质情形：表层0.51m素填土，其下为20m深淤泥。水文情形：地下水为孔隙水，埋深较浅，流量小，位于素填土层 内。河道处平均水深3m，台风期为4m，属于内陆河，无潮汐影响。表1地质各土层物理力学参数表土层重度 (kN/m3)粘聚力 (kPa)摩擦角 ( )基本承载力 (kpa)平均埋深层 厚(m)表层：素填土0.51下层：淤泥185440203、主要工程量 、填土筑岛约2400m3； 、挖基坑外运土方：20000m3； 、清除筑岛外运土方：2400m3； 、支护结构采用拉森钢板桩序号承台尺寸（m）类型基坑个数（个）基坑深度（m）钢板桩根数（根）单根长度（m）110
4、.2X6.9X2.5水中12611618210.2X6.9X2.5陆地383116939.5X5.9X2陆地122.51079411.4X9X2.5陆地231329514.3X10.4X3陆地2415494、施工的难点和重点地质较软弱，保证支撑受力靠得住。侵占河道的水中基坑，防 水、止水是重点。二、专项方案整体概况按照中华人民共和国住房和城乡建设部危险性较大的分部份项 工程安全管理办法200987号文的要求，针对本工程水中桥墩施 工安全性较大的深基坑分项工程编制专项施工方案。本专项方案编制 的主要内容包括基坑护壁桩、护壁桩支撑、基坑开挖等工作内容。其 筑岛及主体结构施工有危险的分项工程应按20
5、0987号文的相关要 求，另行编制专项施工方案；没有危险的分项工程应按相关专业要求 编制施工作业指导书。本桥位于河道双侧共计12个桥墩承台施工工期计划时刻，应避 开68月份的雨季施工。利用枯水期施工，河水位处于常水位及以 下高度，能够大大减轻基坑侧壁压力，增强基坑支护结构的稳固性。本方案依照常水位水深约3m设计基坑施工方案。按照设计文件 给出的桥址地质条件承台埋深在河床以下3m。考虑筑岛围堰要高出 常水位1mm，基坑开挖深度在6m。由于本桥桥址河床覆盖的淤泥质粘 土渗透水性能较差，决定止水钢板桩护壁围堰支护开挖施工方案，不 进行暗降水。每一个桥墩承台平面尺寸10.2m宽X6.9m长。为知足承台
6、底明 排水需要，和模板安装空间需要，每侧工作边预留1.5m宽。基坑护 壁桩围护尺寸为13.2m宽X9.9m长。基坑支护结构平面布置示用意 如图1所示。基坑护壁桩采用国产拉森W型钢板桩，插打止水口，单根长度不 短于18m，基坑底以下打入深度12m。护壁钢板桩在基坑深度范围内 设置一道水平横支撑梁。横支撑采用直径450mm、壁厚10mm钢管柱。 基坑长边、短边各布置两根支撑柱。钢板桩与支撑柱间设置腰梁（或 称围檩）。腰梁采用2根水平并置I50bH字钢梁，纵横腰梁拐角处形 成刚性焊接三角支撑（I28b）。角支抒坑内积水井 大扃-铜虫撑LS.iin4.4m4.4 m4.4rn图1、基坑支护结构平面布置
7、示用意三、基坑支护施工方案设计(一) 、施工方案设计依据及参数一、温州市域铁S1线SG6A标段桥设计文件；二、实施性施工组织设计；3、 铁路桥涵工程施工安全技术规程(TB-10303-200九、J946-2009)；4、铁路桥涵施工规范(TB10203-200二、J162-2002)；5、铁路路基支挡结构设计规范(TB10025-200 、J127-2001)；6、建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)；7、钢结构设计规范(GB50017-2003)；8、基坑侧壁安全品级及重要性系数丫。=0.9 ；参考建筑基坑支 护技术规程(JGJ120-99)取值；9、临时支护结构强度安全系数K=1.3
8、。(二) 、计算基坑外侧向水土压力一、基坑深度范围内各土层内摩擦角加权平均值中=100；k二、基坑深度范围内各土层内重度加权平均值y =18(kN/m3)；3、基坑深度范围内侧向朗金主动土压力系数：K = tg 2(450 工)=0.7at24、基坑侧壁土压力：按照本桥桥墩埋置深度及地质条件，绘制基坑支护侧立面结构示用意图如图3所示。考虑坑顶有挖掘机、吊车、汽车、输送泵等车辆作业，地面活荷载记取q=20kN/m2。 、顶面水平侧压力：ea1=qxKa = 4kN/m2； 、坑底水平侧压力：匕2=，+而=89-6kN / m 2，其中基坑深度 h = 6mq = 20kN/rn图2、基坑支护侧立
9、面结构示用意（尺寸单位以cm计）（三）、计算护壁钢板桩的支撑能力一、计算钢板桩的上端悬臂抗弯能力拟采用拉森W型钢板桩，材质为Q235钢材。其物理技术规格如表2所示。表2拉森钢板桩技术规格型号尺寸规格单根垢冈板桩单根每米壁宽宽度高度厚度截面 积理论重量惯性 矩截面模量截面 积理论重量惯性 矩截面模量mmmmmmcm2kg/mcm4cm3cm2/mkg/mcm4/mcm3/msp-m4001251376.42602220223191150168001340SP-W40017015.596.9976.14670362242.5190386002270SP-V50020024.3133.8105796
10、0520267.621063003150为考虑挖基施工方便快捷，基坑顶部不设置横支撑，拟定在基 坑深度中部、承台以上位置设置一道横支撑，横支撑的设置位置兼顾 钢板桩上部悬臂和知足下部承台施工空间需要。由于本桥处于河道 中，远离建筑物，不重视坑外地表的沉降变形量，以知足坑内支护施 工安全为主要目标。按照SP-W型钢板桩允许抵抗弯矩计算钢板桩墙顶部份的最大 允许悬臂长度h：M _ 1 / 2yKah 2 + 1/6yKah 3 f max WW；fQ235钢材的弯曲应力设计控制强度，取f=210MPa经计算钢板桩的最大抗弯悬臂长度为：h 3.3m。按照基坑深度 情形研判，需要布置一道横支撑。为知足
11、承台施工空间方便，中间不 转换支撑，取支撑点h - 3m处。横支撑以下深度3m，知足承台持续浇 筑完工况需要，而不转换横支撑；承台施工完成后，基坑回填后撤掉 横支撑，钢板桩剩余悬臂段仍然知足支撑需要。在h 3m处，钢板桩最大弯矩（等于最大悬臂弯矩）：M皿119.7kN - m ；钢板桩的最大弯曲应力：am52.7MPa，安全储蓄系数K=4，远 大于1.3，结构安全知足要求。公式中：f-为Q235钢材的弯曲应力设计控制强度，取f=210MPa； 二、护壁钢板桩横撑上下设置间距考虑承台施工空间及钢板桩的承载能力需要，横支撑布置在3m 处，钢板桩的最大弯矩远小于其抗弯曲能力。钢板桩横支撑布置间距如图
12、3所示。q=20kN/mW V V V / eal图3、钢板桩横支撑布置间距示用意（尺寸单位以cm计）3、钢板桩整体抗倾覆（踢脚）稳固性验算为简便计算程序，桩墙外侧全高范围内各个土层内摩擦角加权平均值为巾=100，各土层密实重度加权平均值r=18 （KN/m3）。钢板桩抗倾覆受力分析简图如图4所示。q=20kN/mea3图4、钢板桩结构抗倾覆受力分析简图(尺寸单位以cm计) 、桩墙外侧主动土压力系数：K =tg 2(45。-二)=0.7；ai2 、基坑底部以下桩墙内侧被动土压力系数：K = tg 2（45。+k ）=L7。pi2主动土压力水平力标准值:e = Kaq = 14 kN / m 2
13、e 3 =yKaH + e 1 = 240.8kN/m2 被动土压力水平抗力标准值:e =yKa (H - h) = 367 kN / m2 p通过计算，桩墙外主动土压力重心与桩墙内侧被动土压力重心 距离R支撑点距离L1=8.7m，L2=11m。桩墙外主动土压力：Ea =1/2(ea1 + ea3)H = 2293kN /m ；桩墙内侧被动土压力：Ep = 1/ 2%(H - h) = 2202kN / m。EPL = 12由力矩平衡公式，可得：EaL 2，知足要求。(四) 、钢板桩横支撑及围檩设计一、横支撑水平布置间距的设定(1) 、计算横支撑的允许支撑能力横支撑柱拟采用直径450mm、壁厚
14、10mm钢管支撑柱，材质 Q235钢材。其几何特征指标：横截面积：A=138.23cm2，基坑长边 受压长度L=1320cm，两头按铰接形式结构计算。回转半径i=11.96cm， 长细比入=85,属于受压短杆形式。长细比折减系数查表，得6 =0.655；单根钢管支撑柱的允许支撑力：R = f kA = 1947kN/根。注意：水平支撑挠曲折减很小，已经忽略计算。未计算支撑管 上临时堆放物品的工况。(2) 、单根桩墙所需支撑荷载一一支反力依照钢板桩外侧土压力散布图图4所示，取1.0m宽钢板桩计算 其水平支撑荷载值。依照1/2条块分割计算法，通过计算1m宽钢板 桩每层支撑的最大水平荷载(分担的支撑反力)：横支撑柱，每米宽钢板桩外侧土压力为：R=286 (KN/m)。(3) 、计算钢管支撑柱水平方向布置间距a支撑柱承压安全系数取K=1.3。L=13.2m长边基坑水平根数n:n = LLR =1.49根；取n=2根K RL=9.9m的短边基坑
