罗小线大桥深基坑开挖专项施工方案

罗小线太子河大桥深基坑开挖专项施工方案编制：崔志诚审核：关亚军批准：中铁十九局第二工程有限公司罗小线太子河大桥项目经理部2014-3-15罗小线太子河大桥深基坑开挖专项施工方案一、工程概况1、罗小线大桥桥孔布置为20孔，设计为钻孔桩基础，桩墩每座3根，桩径为1.6米，桥台每座6根，桩径为1.2米，桩间采用系梁连接。其中开挖深度大于5.0m的深基坑共7座，统计如下表：序号墩台实测地面高程（m)设计系梁底高程（m）开挖深度（(m)静止水位高程（m)无水开挖深度（m)有水开挖深度(m)10#台33.7727.905.8731.012.763.1121#墩34.1727.206.9730.943.233.7432#墩33.1127.006.1130.692.423.6943#墩33.2526.506.7530.992.264.4954#墩32.9926.506.4930.672.324.17614#墩32.4326.505.9326.385.930.0077#墩27.1122.005.1126.550.564.552、基坑周边无建筑物，设计未详细考虑深坑开挖防护方案，拟0-4#、14#墩台采取轻型井点降水，放缓边坡开挖；7#墩拟采取筑岛+钢板桩围堰，长臂挖机开挖，确保基坑四周土体不坍塌。二、方案编制依据及参考资料1、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；2、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；3、新建罗小线太子河大桥工程施工图；三、工程地质及水文地质条件1）工程地质地层自上而下由杂填土、圆砾、卵石、全风化石灰岩、强风化石灰岩、中风风化石灰岩组成。水文地质：稳定水位深度为0.4m～5.6m，稳定标高为42.29～46.92m。地下水的类型为潜水。补给来源为大气降水，水位受季节性影响。对混凝土结构具有微腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性，对钢结构具有微腐蚀性。2）水文特征太子河流域的暴雨具有明显的季节特征，相对比较集中，大多集规划和河道整治中在汛期7、8两月，约占全年降水量的50%以上。太子河洪水由暴雨产生，洪水发生的时间与暴雨出现的时间较一致。罗小线大桥位于太子河干流，汤河河口下游2km处。大桥与下游辽阳站区间无较大大支流汇入，洪水Qp1%=7356m3/s，Qp2%=5050m3/s，主槽冲刷深度5.4m，滩地冲刷深度3.17m。四、地下水控制设计1、水位控制设计（1）、水位降深基坑中心处水位降深：S=(D-dw)+sw式中：s——要求降低的水位（m）；D——基坑开挖深度（m），D取7m；dw——地下水位埋深（m），为2m；sw——降下后的水位与基坑底距离（m）为0.5m。计算得s=5.5m（2）、影响半径估算轻型井点降水的影响半径：r=10*s*√K式中r——井点降水的影响半径（m）；s——要求降低的水位（m），取5.5m；K——渗透系数，取8m/d。计算得r=156m。（3）、等效半径r0=0.29(l+b)式中：r0——假想大井等效半径；l，b——基坑的长（14.5m）、宽（桥墩3.6m，桥台8m）。计算得r0=5.2m（桥墩）6.5m（桥台）。（4）、承压—潜水非完整井每天总涌水量Q=2.73kMs/(LG(1+r/r0))式中：Q——涌水量；K，r，r0——同前；M——含水层厚度，取30m；计算得Q=2416m3/d（桥墩）、2578m3/d（桥台）。（5）、单个管井（3.5寸小井）抽水量qo=120rs*l*3√K式中：qo——单个管井极限抽水量；rs——管井内部半径（cm），取30cm；l——水入滤水管高度（m），取2m；计算得qo=452m3/d。（6）、管井数量n=1.1*Q/qo式中：n——井点管数量；计算得n=5.8根（桥墩）,取6个井。6.2根，取7个井。满足要求。2、降水井设计（1）、降水井按线形布置在河道一侧，距基坑顶1米，间距2.5米，井深10米。（2）、设计成孔井径：成井孔径为600以上，以确保填砾厚度。（3）、井管结构为：降水井采用内径为300mm，外径360mm的钢筋砼井管，其中包括滤水管（掺丝，可很好控制抽水时出水的含砂率）和井壁管(每根井管长度均为2.5m)。3、抽水设备选择可选择QJ型潜水泵，根据计算结果和设计降深选择合适流量和扬程的潜水泵，拟采用32～50m3/h，扬程15m的潜水泵。同时为了保证邻近建筑物的安全，必要时进行地下水的回灌。4、降水施工工艺（1）、测量放线根据甲方现场给定的基础平面图和设计方案，结合工地现场周边环境，测量放出各井位，并打入木桩。（2）、成孔采用CZ－22型冲击钻机成井，泥浆护壁工艺成孔。钻机就位安装好后，核对井位，确定无误后，人工开挖0.5m深，埋好护壁管，管径700mm，护壁管埋设完毕后开始钻进成孔，采用泥浆护壁，保持孔内泥浆高度，防止垮孔。（3）、吊装井管经现场技术负责人验收合格后，用抽筒清孔，吊装井管。井管之间焊接牢固，并保证垂直度。（4）、井结构降水井上部9.0米井壁管，下部1.0米滤水管。（5）、填砾在井管外填入规格1～3cm砾石滤料，填砾厚度12cm，填至井口。（6）、洗井采用空压机结合活塞洗井，洗井至井管通畅、水清，含砂量小于1/10000，以确保降水质量。（7）、降水过程控制结合单井的地质情况，井位附近无细砂层的降水井先降水，以控制出砂量并保证降水施工不影响基坑的持力层原状土结构。5、降水运转及维护（1）、修筑1500×2000×3000mm沉砂池2个，排水用PVC管引到河道内。。安泵排量30～50T/h，扬程15m（电机5.0千瓦）。（2）、降水期间应对抽水设备和运行状况进行维护检查，每天检查不少于3次，观测和记录水泵的工作压力，电动机、水泵温度，电流、出水等情况，发现问题及时处理，使抽水设备始终处于正常运转状态。五、深基坑放坡开挖1、基坑放坡开挖方案根据本工程现场的地质及水文条件，依据《公路桥涵施工技术规范》的规定基坑采用放坡开挖施工。杂填土、圆砾层按1：0.75放坡，卵石层1:1放坡。坑底尺寸在基础尺寸外加1米做为工作面，坑内采用集水坑排水，在基坑内承台范围外河流侧低处挖2个集水井，工作面外设置0.5米宽排水沟，排水沟设置一定纵向坡度，将水汇集至坑角集水坑内，用水泵排除至基坑外。基坑放坡开挖采用分步（分台阶）、接力开挖法，第一阶开挖深度H/2,第二阶开挖深度为H/2，采用接力开挖法，分两步进行，一台挖机由地面（原地面标高假设为0）挖至-H/2米，直接装汽车运走，另一台挖机由-H/2米挖至-H米，将土甩至上面挖机工作面内，装汽车运走。开挖时机械挖土，人工修坡，随时用坡度尺检查开挖坡度是否满足要求。2、基坑放坡开挖施工要点：（1）、根据基坑深度的实际情况，开挖采用自深挖区至浅挖区开挖。（2）、土方开挖由专人指挥，采取分层分段对称开挖。并严格遵循“分层开挖、严禁超挖”及“大基坑小开挖”的原则。当挖至标高接近基础底板标高时，边抄平边配合人工清槽，防止超挖，并按围护结构要求及时修整边坡及放坡，防止土方坍塌。防护桩体周围300mm土方采用人工清理，然后用挖机带走。（3）、基坑开挖程序：测量放线→切线分层开挖→排、降水→修坡整平→留足预留土层等，相邻基坑开挖时，遵循先深后浅或同时进行的施工工序。（4）、在开挖土方时,安排二人用经纬仪和水准仪进行轴线、中心点和桩的标高测量,确保位置正确和开挖土方时不得超挖。（5）、雨期施工时，基坑应分段进行开挖，并在基坑两侧围以土堤或挖排水沟，以防地面雨水流入基坑槽，同时应经常检查边坡和支护情况，防止坑壁受雨水浸泡造成塌方。（6）、基坑开挖施工至基础底板标高时，在24小时内必须完成素砼垫层，垫层延伸至围护结构边。3、基坑放坡开挖施工安全措施（1）、进入工地一定要戴硬质反光安全帽，操作工必须手戴防护手套，电工戴电工专用绝缘手套。（2）、用机械开挖时，应设专人盯测，以防坑底和坑侧超挖。坑底的控制标高应比设计标高提高15－30厘米；;（3）、坑壁的控制线应比设计标线提高10－15厘米或先打桩后挖土，机械挖完后，再用人工清坑。（4）、要保持对称，防止基坑结构承受偏载。基坑开挖应分层进行，高差不宜过大。土质越软，高差应越小。（5）应随时注意土壁的变动情况，如发现有大面积形象裂缝现象，必须暂停施工，报告项目经理进行处理；（6）、在基坑作业时，必须戴安全帽，严防上面土块及其他物体下砸伤头部，遇有地下水渗出时，应把水引到集水井加以排除；（7）、挖土方时，如发现有不能辩认的物品或事先没有预见到的地下电缆等，应及时停止操作，报告上级处理，严禁敲击或玩弄；（8）、遇有粉、细砂层时，要采用恰当的排水方式，以防产生流砂造成基坑坍塌。（9）、如果基坑开挖后，不能立即进行下一道工序施工时，可在基坑设计标高之上，预留0.15-0.3m厚的一层土不挖，待下一工序开始前，再用人工开挖至槽底的设计标高。否则在下雨时，基坑会浸水坍塌。（10）、验收合格方可进行作业，未经验收或验收不合格不准作下一道工序作业。六、7#墩基坑开挖支护方案1、围堰施工在现河道桥位两侧红线外20m处设两道围堰，详见附件3，采用Φ16圆木桩竹片内填粘土法，桩长6~8米，采用长臂挖机插打，围堰宽3.0米，标高+3.3米，竹篱笆挡土，挂贴薄膜彩布防渗，木桩间用钢筋拉结。2、基坑支护采用钢板桩、IIP型钢围檩加内支撑支护的方案。钢板桩采用与内支撑结合可保证不会倾覆破坏，在打完钢板桩之后，在钢板桩顶以下1.0米处设置一道IIP型钢围檩及直撑。基坑开挖期间可通过变形观测对钢板桩的位移进行有效控制，充分保证基坑安全。3、施工顺序：施工准备→筑岛围堰→测量定位→水面+2m标高找平→基坑支护打钢板桩→分层挖土填河→分次安装钢板桩内支撑→人工清运和排水→垫层→凿桩头、声测→放样→钢筋绑扎→模板安装→经监理复检合格→混凝土浇筑（养护）→系梁放样→钢筋绑扎→立模等→监理复检合格→系梁砼浇筑（保养）→填级配砂砾至河床→钢板桩拆除。4、钢板桩施工（1）、钢板桩施工工序及施工方法:本工程基坑支护采用9米长钢板桩配合内支撑进行支护，钢板桩施打深度以进入系梁底2-3米为准，施工机械采用40T履带吊车，配合振动锤及200KW专用（三相220V）发电机施工。用振动锤打入拉森Ⅳ型钢板桩作为围护结构，支撑体系采用HP300*300型钢水平内支撑，沿轴线方向间距5米设一道支撑，位置距钢板桩顶以下1.0米。内支撑与钢板桩之间连接处设置HP300*300型钢围檩，全部采用焊接固定。（2）、钢板桩矫正、除泥、除锈，在吊机配合下，使用千斤顶、大锤和氧气、乙炔等工具材料完成包括端部修整、桩体浇曲、扭曲及局部变形矫正、锁口变形矫正等矫正内容。（3）、测量放线，并将轴线延至施工场外以利于观测和检验。（4）、围檩制安：围檩及支撑设置在板桩墙顶以下0.5米处，根据设计位置在钢板桩内壁上焊围檩托架，然后吊装IIP型钢围檩并焊接加固。（5）、结构物的施工：土方开挖至设计基底后，进行换填砂及铺20CM的碎石垫层、再做基础等工序。（6）、钢板桩拔出：采用履带吊车，配合振动锤及200KW专用（三相220V）发电机拔桩。5、基坑开挖及基坑排水（1）根据基坑支撑位置体系进行开挖，以保证钢板桩支护结构及施工安全。（2）采用PC200长臂挖掘机按水平撑位置分层开挖，挖一层撑一道，钢板桩墙角撑上10～30cm采用人工修整成形，以免破坏基底土结构和碰损桩头。挖出的土方除部分用做回填外，其余集中堆放、自卸汽车集中外运。如基底土层发现有扰动现象，应立即将扰动土清除并及时回填砂、石垫层和浇捣砼垫层。基坑开挖完毕，并沿钢板桩内周开挖汇水沟在基坑两端空间挖埋Φ100㎝×100㎝砼管集水井，及时用潜水泵排水，保证坑底土面不久露、不泡水，验收合格后，按设计要求及时基底处理，并及时浇筑10㎝厚垫层混凝土，混凝土垫层顶标高即为承台底标高，因在承台施工中取消第三道水平撑，故在垫层混凝土边线与钢板桩间挂薄膜挡水,垫三夹板隔浆，以利拔桩。（3）土方开挖时，注意事项：在挖到工程桩附近时，应有专人指挥，明确标识工程桩所在位置；挖机抓斗应放慢