东风渠和魏河深基坑承台施工方案 一、现场情况: 动车走行线 1、2 特大桥 3035墩位位于东风渠河床内，7678#墩位位于魏河河床内，承台底部位于地面以下 6 米左右,基坑开挖需要进行支护，以确保施工安全.该台位地下水位目前约为3。4 米，地质情况主要为粉土及粉质黏土,根据对多种施工方案的经济性、施工周期及安全性进行对比确定采用拉森型钢板桩进行施工。 二、施工方案： （一） 、施工准备 1、材料准备： 钢板桩采用 12 米长，对于靠近石武正线一侧无法一次性打成采用两根 6 米长进行焊接加长，以便于施工时两块钢板桩相互扣和,截面类型见附图一。W=400mm,h=170mm,t=15。5mm,截面面积A=96.9cm2,每米钢板桩截面模数 2270cm3， 共需要 12 米长拉森钢板桩 1136 根。 截面尺寸图 内部支撑采用 I45a 工字钢,共需要 6 根；准备部分袋装水泥，以便于止漏。 2、机械准备： 20 吨履带吊 1 台；3.5 吨振动锤 1 台；220 型挖掘机 1 台；长臂挖掘机 1 台；大功率抽水机 1 台;20 吨吊车 1 台；汽车泵一台。各种机械提前联系，随各道工序施工及时投入施工。 3、人员准备： 由于基坑较深,要加快施工速度，因此劳力方面要加大投入,本承台开挖共投入谱工 30 人、截桩头技工 6 人、钢筋工 30 人、模板工20 人、砼工 10 人。 （二）基坑施工方案: 承台尺寸为 8。75。12 米，承台施工需要钢板桩围堰范围约为 10.2 米7.1 米，内部加强支撑，以便于保证施工安全。 桩基施工完毕采用钢板桩进行围堰以便于承台施工， 具体施工措施为： 1、测量放线： 使用全站仪在作业平台上方放出承台围堰位置线， 采用白灰洒出钢板桩位置线，具体围堰尺寸为 10.2*7.1 米. 2、钢板桩围堰施工: 施工准备工作就位后采用履带吊起吊振动锤及钢板桩沿围堰边线进行钢板桩施工，使用震动锤沿钢板桩位置线将 12 米长钢板桩以相互咬合的方式打入土中，桩顶与地面平。振动锤施工中，要注意先将钢板桩以相互咬和方式对好位， 先依靠振动锤及钢板桩自重进行沉桩，待钢板桩沉桩稳定后,起吊振动锤开始打钢板桩。 由于钢板桩较长，柔性较大,前 4 米钢板桩下沉采用震动锤自由落体击打进行沉桩;4-7 米采用人工控制短时间起爆法进行击打沉桩;7 米以下采用震动锤起爆连续击打，直至打与地面平。 3、基坑开挖及支护: 钢板桩施工完毕后，对承台施工区域进行开挖，开挖范围为内侧 钢板桩围堰内，采用边开挖边支护的方式.基坑上部土体可采用普通挖掘机进行开挖,开挖深度至 2。 5 米后进行内部支撑； 支撑前采用 12槽钢制作牛腿焊接在竖向钢板桩上，各牛腿保持顶面水平一致,以便于围檩型钢的放置；围堰内部支撑采用 I45a 工字钢水平放置在围堰四周进行围檩支撑，内部采用 I40B 工字钢做支撑，围檩四角采用焊接连接，并增加斜角撑，具体支撑结构见附图三。 附图三 基坑支护完成后再向下开挖，由于开挖深度较大,下部开挖采用长臂挖掘机进行开挖。 第二层基坑开挖过程中，挖掘机不得靠近基坑，以防止基坑顶部荷载过大，产生较大土压力，造成基坑支撑结构受力不均匀.开挖过程中，设专人对挖掘机进行指挥,防止挖掘机碰到桩头及内部支撑系统。 4、基坑围堰堵漏： 基坑开挖完毕后,对错位的钢板桩之间的缝隙进行封堵,防止淤泥、流沙涌入基坑中。堵漏采用布袋装水泥对缝隙进行塞缝处理，缺口较大采用沙袋进行堆码封堵， 不宜采用沙袋封堵的采用钢板同钢板桩焊接进行封堵。直至所有渗漏点全部堵塞完毕,确保后续施工顺利进行. 5、基坑封底： 基坑开挖至设计标高及缝隙封堵完毕后， 采用人工进行破桩头及对基底进行清理、平整，并在基坑底部四周设置排水沟及在四角设置集水井,并采用大功率污水泵进行抽排水。以上各项施工完毕后采用 C20 混凝土对基坑底部施工区域硬化处理,硬化厚度 20CM，以便于进行承台施工。 6、承台施工： 桩基检测无误则可以进行承台施工， 承台施工采用常规施工方法.由于施工空间有限， 可先将钢模板沿基坑支撑空隙放至承台底部靠边缘部分，再进行钢筋绑扎及立模板.承台砼浇注采用汽车泵进行浇注，承台浇注完毕后及时进行覆盖洒水养护。 待砼强度达到拆模要求后进行模板拆除.由于基坑壁与承台间空隙较小，大型钢模难以拆除，考虑采用竹模板施工承台。 承台模板拆除后采用采用挖掘机回填基坑至承台平，然后将内部支撑系统拆除.回填后承台顶距地表高差仅 4 米,则钢板桩依靠自身强度完全可以抵抗基坑外侧向土压力。 7、墩身施工： 承台施工完毕后,自承台顶搭设支架进行墩身钢筋安装，墩身施工采用定型钢模，砼浇注采用泵车进行施工。墩身分两次浇注成型,第一次浇注至墩帽以下，第二次完成墩帽浇注. 8、拔除钢板桩： 墩身施工完毕后采用震动锤及振冲器进行钢板桩拔出施工。 拔出的钢板桩及时进行整修,以便于下次施工使用。 注:基坑施工完毕后，承台及墩身施工均采用常规方法进行,在本方案中不再进行详细描述。 三、安全防护措施： 由于本台位基坑埋深较大，且地下水位较高，存在多个工序交叉作业，施工安全风险极大，施工过程中需要采取多种安全防护措施进行安全防护,以确保施工安全： 1、本台位施工前，应加强施工人员的安全培训,进行安全教育，进行专项安全技术交底。 使每个施工作业人员了解各施工阶段的危险点,加强自身防护,防止安全事故放生. 2、所有机械操作人员必须经过专门培训，持证上岗，严禁无证操作。 3、基坑开挖过程中，设置专人进行指挥，防止挖掘机开挖过程中碰到内支撑及桩头造成安全事故。 4、吊车吊装作业时，现场安全防护人员应首先检查钢丝绳是否有断丝及磨损,发现问题即使更换处理.吊车吊装过程中，设置专人对吊车进行指挥，防止碰撞内部支撑。 5、施工现场 24 小时设置专人进行防护，并加强基坑支撑监控，发现基坑周边土体开裂，钢板桩变形倾斜、内部支撑变形及其他异常情况，均应发出警报，将基坑内操作人员撤离施工现场，并对基坑周边土进行清理开挖， 减小基坑侧向土压力， 并及时加强内部支撑系统. 6、 基坑四周设置围栏进行安全防护,防止人员跌落基坑内.便道侧也需要设置围栏，并禁止重型车辆从边坡边通行。基坑内设置不少于2 道爬梯，发现问题，及时将施工人员撤离并进行处理。 7、基坑开挖土方及时进行清理，土体不得在基坑周遍堆放，防止土压力过大，确保施工安全。 四：钢板桩结构检算: 钢板桩及内部支撑系统结构受力检算详见附件一. 中铁七局集团有限公司 石武客专郑州动车组运用所项目部项目部一分部 2010 年 10 月 10 日 附件一：钢板桩支护系统结构检算 钢板桩支护检算 一钢板桩的受力检算 此计算过程的原理为单锚板桩的等值梁法。 （1） 计算作用于钢板上的土压力强度。 承台台所处土质情况为粉土及粉质粘土,其土体力学指标取为， ， ,。 板桩土压力分布图 （2）计算 y 值 y 为从最大主动土压力处到土压力为 0 处的距离。 (3）按简支梁计算等值梁两支点的反力（Ra 和 Po) 对 C 点取矩，由,得 C A S O Ra h=6m y x eAh to 3.5mPa 1m 由,得 （4）计算板桩最小入土深度 钢板桩总长 因为单锚板桩的等值梁法计算结果比较保守， 且在计算中降低了周边土的指标系数，故在实际中 12m 长的钢板桩可以满足深基坑支护的要求。 （6）选择钢板桩截面 先求钢板桩所受最大弯矩。 最大弯矩处即剪力等于 0 处， 设剪力等于0 处距板桩顶为 x,则 即 因此， 采用拉森型钢桩支护， 在 1m 的范围内进行验算,钢板桩取 0.7 折减系数， 故， 槽钢强度满足要求. 根据拉森型钢桩能承受最大弯矩确定桩顶悬臂端的最大允许跨度 在承台模板拆除后四周回填压实， 拆除内支撑钢板桩依靠自身强度完全可以抵抗基坑外侧向土压力 二支撑型钢的受力检算 支撑工字钢受力简化图 此支撑型钢使用在钢板桩距离地面 2.5m 处的支护。 按照受力简化图计算, 故 强度满足要求。 q=85.67KN/m 10m