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1、污水管道工程施工打拔拉森钢板桩专项方案编制:审核：二O 一七年 月 日污水管道工程施工打拔拉森钢板桩专项方案一、概述三亚市创意产业园X号路，5号路至中央景观大道K0+983K1+299 段、中央景观大道后段K0+560K0+904段现进行污水管道的施工，由于 沿线紧靠海边，地下水丰富，地下水位高，补给水速度快，地处细砂层，开 挖1.52米有一层1.5米厚的淤泥砂层，容易形成流沙、沙涌。且沟槽 开挖比较深，若采用传统的大开挖方案，施工难度大，危险性高，地处流沙 层，满足不了开挖要求。为保 证施工进度及施工安全，结合污水施工的实际 情况，所以采用拉森钢板桩方案。二、钢板桩设计2.1、钢板桩选用选用
2、拉森W号钢板桩，桩长6米，拉森W号钢板桩抗弯性能好，宽度 适中，运输周转便利，符合工程特点和基坑支护需要。2.2、打桩设备选用 拟采用MIL-2000型液压振动沉桩机，作为施打拉森 桩的主要动力。2.3、计算拉森桩入土深度钢板桩入土的深度，按单锚浅埋板桩计算， 假定上端为简支，下端为自由支承。这种板桩相当于单跨简支梁，作用在 桩后为主动土压力，作用在桩前为被动土压力，因为压力坑底以下的土重 度浮力小，因此，在不考虑土重度浮力因素的情况下，计算简图如下。主动土压力 Ea=1/2*e a*(H+t)=1/2y(H+t2) 2Ka被动土压力 Ep = 1/2*e *t=1/2yt 2Kp 式中：ea
3、：主动土压力最大压强ea= y(H+t)Kaep.:被动土压力最大压强ep =ytKaKa：主动土压力系数Ka= tg 02(45 o- 3 /2)= tg 2(45 0-16.9 o/2)=O.55Kp：被动土压力系数 2 0 2 0 0Kp= tg 2(45 0+3 /2)= tg 2(45 0+16.9 0/2)=1.82 3： 土的内摩擦角3 =16.9坑壁土的平均内摩擦角，3 = ( 33 2h2+ 3 3h3 )1h1+即E MA=0, 亦即 /(h1+h2+h3) = (159*199+114*211+197*49)/9=1690y土的重度 y=17.5Kn/m3 3H一基坑开挖
4、深度H=46m为了使钢板桩保持稳定，在A点的力矩等于零，EaHa-EpHp=Ea(* H+1/3*t )-Ep(H+2/3*t )=0 将以上数据代入以上式 中，可得下式32一. -t 3+4t 2-21t-36=0整理后即可求得所需的最小入土深度t=23m所以钢板桩总长度为：L=2+4 (3+6) =6m (9m)故选择6m和9m二种拉森桩作为围护桩是合理的。2.4、钢板桩稳定性验算板桩入土深度除保证本身的稳定性外，还应保证 基坑底部在施工期间不会出现隆起和管涌现象。在软土中开挖较深的基坑，当桩背后的重量超过基坑底面以下地基土的 承 载力时，地基的平衡状态受到破坏，常会发生坑壁土流动，坑顶下
5、陷，坑 底隆起的现象(如下图)，为避免这种现象发生，施工前，需对地基进行稳 定性验算。转动力距 Mov=G*x/2=(q+rh)x 2/2.xd稳定力距M r=X0则 Mr=nT式中一一地基土不排水剪切的抗剪强度，在饱和性软粘土中，T =0地 基稳定力距与转动力距之比称抗隆起安全系数，以K表示，若K满足下 式，则地基土稳定，不会发生隆起。K=Mr /Mor N12K=2n c/(q+yh) N1.2式中c一内聚力地质报告提供(平均)c=(20.5*1.99+12*2.11+16.1*4.9)/9=16.1kPa q一坑侧上部荷载回填土取q=10.0Kn/ tf 由抗隆起安全系数K=2nC/(q
6、+rh)N 1.2贝lj：h W(2nC -1.2q)/1.2rW (2*3.14*16.1-1.2*10)/1.2*17.5W 4.24m即钢板桩周围土体不超过4.24m时，地基土稳定，不会发生隆起。实际 施工中，尽量减小坑沿活载，同时适当降低板桩侧土体高度，以避免基坑 底部的隆起。式中Mr未考虑土体与板桩间的摩擦力以及垂直面AB上土体的抗剪强度 对土体下滑的阻力，故偏于安全。2.5、求最大弯矩、复核拉森钢板桩的强度Mmax=Ka*q*H2/2+y* Ka H 2/2*/3=0.57*5*4.1 2/2+17.5*0.57*4.1 2/2*4.1/3=138.5KN.m 拉森钢板桩的截面系数
7、 WX=2230C3m, 。 =200 N/mm2,2 2。max=Mmax/WX =62.1 N/mm 2 :。 =200 N/mm2 满足要求。2.6、围檩受力计算q1=39.5*4.1/2=81kg围檩采用I 25a，同时腹板每隔1米两侧加焊一道，翼板间焊接2米通 长钢板，加焊缀板后形成封闭箱型结构。弯矩Mmax=1/8ql2 =1/8*81*2.82=78.4 KN.m围檩采用双排I 25a的截面系数WX=402c3m, 。 =200 N/mm2,。max=Mmax/WX2 2=97.5 N/mm 2 。 =200 N/mm2满足要求。三、钢板桩施工3.1施工工艺流程蛛施工准备定位测虽
8、导框安装插打钢板桩钢板桩吊运就位上方开挖钢板桩支撑抽水管道砂基础管道安装拔出钢板桩土方回填及夯实3.2 施工方法3.2.1、钢板桩选型及准备工作本工程采用拉森III型钢板桩，拉森III型钢板桩技术参数如下：根据建筑施工计算手册第3章支护工程下表查得拉森W型钢板桩参数:钢板桩型号与技术规格型号截面尺寸每延长米面积(CM2)每延长米重量每延长米面 积(CM 3)Bht1t2拉森1140010010.561.18(4I8g0)874拉森III40014511.08. 5198.0060.01600拉森V40012513.011.0236.0074.02037拉森V42018020.512.0303.
9、00100.03000拉森巧42022022.014.0370.00121.84200鞍V40015515.510.5247.0077.02040注：1.拉森型钢板桩长度有6米，根据需要可焊接接长；2.鞍IV型亦属拉森型项目选用：拉森W每延米单位重74.0kg。钢板桩运到工地后均进行详细 检查、丈量、分类、编号。按插打顺序堆码，每层用垫木隔开。两侧锁口用 一块同型号长23m的短桩做通过试验，锁口通不过或存在桩身弯曲、扭 曲、死弯等缺陷，均需加以整修。3.2.2定位测量与导框安装在进行安装导框时，先进行定位测量。测量放出定位桩的位置，然后挖 机挖出一道沟槽，在沟槽两端固定住定位桩，桩间距通常为1
10、5m。定位桩 之间通过导框连接固定在定位桩上。3.2.3钢板桩插打起吊前，锁口内嵌填黄油沥青混合料，以减少插打时的摩阻力并加强防渗 性能。采用单桩进行施打，第一根钢板桩的打设尤其重要。要U型卡通过钢 板桩端头 处的吊孔与钢丝绳相联，然后用50T履带吊起吊至待插打位置，放 松副钩，使钢板桩成垂直状态，脱出小沟，移向安插位置。水平方向通过导 向框控制，竖直方向通过人工吊垂线观察钢板桩是否垂直。钢板桩施打采用50T履带吊配合DZ-60（600kn）振动锤进行。钢板桩起吊 后须以人力扶持插入前一块的锁口内，动作要缓慢，防止损坏锁口，插入 以后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入，或用锤重下压，比较困难时，人工用
11、大 锤敲打钢板桩使其下降，待插入一定深度并站立稳定后，方可加以锤击。 3.2.4钢板桩支撑钢板桩材料选用拉森钢板桩，方案拟南、北两侧各展开一 个施工段，每个施工段长约80米，沿管道南北两侧纵向同时布置、交错施 工。桩打入深度可根据排水管道的设计埋入深度来确定，K0+983 K1+299、K0+560K0+904段打钢板桩单根桩长为6m的IV拉森钢板 桩。钢板桩打设完毕后，为防止开挖后钢板桩受到侧压力时变形或内倾，在 沟槽开挖0.5-1m深以后拟用10号槽钢沿打设方向与钢板桩焊接加固，使 之成为一个整体，每间隔3m采用螺栓连接10号槽钢一道以作水平支撑见 图。3.2.5 土方开挖及抽水钢板桩插打
12、完，即可开挖抽水。先支撑再抽水，并检查各节点是否顶紧， 板桩与导框间木楔是否敲紧，防止因抽水而出现事故。抽水速度不能过 快，且要随时观察钢板桩两边的变化情况。降水系统：本方案拟采用以下降水系统的其中之一均可：1）在已开挖至 设计 高程的管道沟底两边设置400X600哑碎石盲沟，沿线间隔3040m设 一集水坑（LXBXH）2000X1000X1000哑。集水坑一面紧靠钢板桩，另外 三面干砌500哑厚块石护壁，集水坑底部干铺500 mm厚块石镇流。工程结 束后集水坑回填碎石。抽水设备采用出水直径100 m污水杂质泵抽水，以 防流砂堵塞水泵。为了保证安全，每台泵都必须安装漏电保护器，避免漏电 伤人事
13、故发生；2）在已开挖至设计高程的管道沟底两侧采用人工各挖一条 400X500 mm的明沟，顺着沟槽而排，末端采用机械开挖一个 1000X1000X1000 m的集水坑，采用砂袋围堰。工程结 束后集水坑回填碎 石。抽水设备采用出水直径100 mm污水杂质泵抽水，以防流砂 堵塞水泵。 为了保证安全，水泵必须安装漏电保护器，避免漏电伤人事故发生。钢板桩 两侧之间支撑完成后即可进行下层土方开挖，开挖出来的土方外运（暂定场 地内运输1km内），不得堆方于左右两边的平台上，防止两侧平台堆荷载过 大，产生过大的侧压力，破坏钢板桩的支撑。机械挖至设计基低标高以上 20cm,再采用人工清理。并配备一定的测量人员
14、随时进行测量，防止超挖或欠挖。3.2.6管道基础及管道安装A. 管道基础基础如落在填土层上，将填土必须挖除换填中粗砂；管径D500HDPE双 壁 波纹管，基础采用200mm厚级配碎石基础，接口具体做法详见06MS201- 1,管顶以上500哑回填中粗砂分层夯实，密度系数N 0.95。B. 管道安装1）下管基础验收合格后，即可安管。运管至施工现场，沿线摊开，监理单位 做好严格按产品标准进行逐节检验，不符合标准的不得使用，同时要逐个 检查橡胶圈不得有割裂、破损、气泡、大飞边等缺陷。管材要经试验合格后 才能使用，并要由质保单，合格证书。在施工时，排管前做好清除基础表面 污泥、杂物和积水，复核好高程样
15、板的中心位置与标高。排管自下游排向上 游。下管采用人工和50T履带吊机配合。铺管时，将管节平稳吊下，用手 拉葫芦吊将管子平移到排管得接口处，用人工安排放置，调整管节的标高和 轴线，使管子平顺相接。管道铺设验收合格后，即可进行混凝土管座及接口 施工。a检查中线、高程：每一管节安装完成后，应校对管体的轴线位置与 高程，符合 设计要求后，既可进行管体轴向锁定和两侧固定。b用探尺检查胶圈位置：检查插口推入承口的位置是否符合要求，用探尺伸入 承 插口间隙中检查胶圈位置是否正确。C锁管：铺管后为防止前几节管子的管口移动，可用钢丝绳和倒链锁在后面 的管子上。锁管示意见图：d、安装管道后进行闭水试验，合格后回填中粗砂至管顶以上0.5m,水撼 砂，相 对密度要求N 95%管顶0.5m以上采用回填土。3.2.7拔除钢板桩管道安装完毕后，经监理单位验收通过后即可进行管道的回填。采用分 层回填分层夯实得施工方法。管顶以上0.5m范围内用
