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工程名称：利港电厂扩建机组容量：4*600MW编号：建-57-01类别：Ⅲ类作业指导书作业项目名称生产废水处理池拉锚式钢板桩挡土墙工程(保护电缆沟)出版日期2005-4-15审核批准编写审定编写单位会审作业指导书第0页共13页编写内容一、工程概况二、编制依据三、地质情况四、工程施工准备五、劳动力组织六、主要施工机具计划、材料计划七、施工方案八、质量保证措施九、安全施工措施十、文明施工措施十一、安全危险点十二、环境影响分析十三、附图作业指导书第1页共13页一、工程概况本项目为利港电厂三期生产废水处理池拉锚式钢板桩挡土墙工程(保护电缆沟)。该废水池长约40米，因一侧有电缆沟和施工道路，施工时不能采用大面积放坡开挖，必须采取支护措施。该废水池最大挖深约5.3米。根据地质报告，本工程土质上层为杂填土，以下分别为粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉土等，地质情况比较较复杂，地下水比较丰富。二、编制依据2.1图纸（1）《废水池施工图》；（2）《厂区岩土工程勘探报告》。2.2技术规范引用标准（1）《发电施工质量验收及评定标准》―――土建工程篇；（2）《电力建设安全健康与环境管理工作规定》DJ5009.1-2002；（3）《电力建设安全工作规程（火力发电厂部分）》；（4）《建筑施工手册》；（5）《建筑工程施工质量验收统一标准》（ＧＢ50300-2001）；（6）《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002（7）《建筑基坑工程技术规程》JGJ120-99（8）《建筑地基基础设计规范》GB5007-20022.3参考资料（1）《深基坑工程设计施工手册》龚晓南主编（2）《支挡结构设计手册》尉希成编著（3）《土力学及基础工程》陈希哲主编作业指导书第2页共13页（4）《地基与基础施工手册》江正荣编（5）《基坑与边坡事故警示录》曾宪明等编著（6）《现行建筑施工规范大全》（修订缩印本）（7）《建筑结构静力计算手册》三、地质情况详见《厂区岩土工程勘探报告》。四、工程施工准备4.1现场情况工程区域场地已平整。场内地标高约为+4.00米。施工用电已接至现场，道路可通至施工现场。4.2施工过程的策划（1）确定本工程的质量方针和目标，满足业主和法律要求。（2）认真阅读设计文件及工程地质勘察报告，进行施工图会审，有问题预先解决。（3）根据程序文件的要求，技术部门向项目部分发与本工程相关的施工图、技术规范、操作规程并组织学习，掌握施工工艺。（4）在技术质量部门的组织下，进行工程质量策划，并在施工方案的编制及施工过程中体现质量策划结果。（5）根据火电施工及本工程监理的要求，核对并备齐本工程技术资料表格，根据公司质量体系程序要求，备齐本工程质量体系运行记录表格。（6）根据已审查批准的施工方案编制技术质量及安全交底书，并对全体施工人员进行详细的交底作业指导书第3页共13页（7）配备适宜的打桩设备，保证施工机械设备的生产能力。（8）对所有参与本工程施工的人员进行入场教育工作。（9）现场设置临时排水沟，使其与业主指定的总排水系统相接，以解决施工期间现场地下水及雨后排水等问题。（10）做好材料储备场地及保管、储备条件的准备工作。五、劳动力组织施工人员安排：项目负责人1人；技术员１人；安全员１人；质检员１人；测量员1人；电工1人；焊接2-4人；机械操作人员2人；其它辅助工工种5-10人。六、主要施工机具计划、材料计划6.1主要施工机具（1）挖掘机：1台；（2）汽车（10Ｔ、长9米以上）：１辆；（3）电源箱：6只；（4）碘钨灯１０００Ｗ：20只；（5）水准仪Ｓ３：1台；（6）经纬仪Ｊ２：1台；（7）钢卷尺５０m：2把；（8）电焊机：2-3台；（9）50T吊车：1台；（10）16或25T吊车：1台；（11）DZ-40(60)振动压力沉桩锤：1只。作业指导书第4页共13页6.2周转及消耗性材料按基坑支护长度50米长计算。①.［18槽钢3.10T；（其中围檩2.299T）②.Φ20钢丝绳400m；③.8米长拉森钢板桩（作地锚用）21.10T（60块）；④.9米长拉森钢板桩118.692T（300块）。七、施工方案7.1总体部署该废水池钢板桩采用打桩机打桩，打桩机拔桩。一次施工完成。7.2工期施工总工期约为16-20天（不含施工准备）。其中：钢板桩打入6-8天；拉锚施工4-5天（在挖土前进行）；拉锚拆除2天；拔钢板桩4-5天。7.3施工顺序(1)打钢板桩前期准备放线定位场地平整打桩机就位打钢板桩拉锚施工挖土。(2)拔钢板桩地下管沟施工结束后回填土回填土拆除拉锚拔钢板桩。7.4拉锚式钢板桩挡土墙的构造本工程采用拉锚式钢板桩挡土墙。其主要由钢板桩、拉锚二部分组成，钢板桩起承受水平土压力和防止土体沿滑动面移动作用。它的作业指导书第5页共13页稳定主要靠钢板桩顶部钢拉锚使钢板桩保持垂直、稳定，并确保两侧土体不向基坑内发生位移，钢板桩应插入土体一定深度，防止土体滑动和基坑向上隆起。拉锚式钢板桩支挡结构简单且便于施工，整个支挡系统均在基坑开挖之前和过程中较容易地完成，作业（包括拉锚和挖土）十分安全，施工质量容易保证，且较经济。本工程支护和地锚的钢板桩均采用轻型拉森钢板桩，长度分别为9m和8。单块钢板桩宽度382mm（即插口后每3块宽1m），厚度为8mm。该钢板桩施工方便、速度快，能有效阻隔地下水，确保基坑干作业。钢板桩水平围檩采用双拼18#槽钢，拉锚采用Φ20钢丝绳。7.5拉锚式钢板桩挡土墙的设计与施工1、土方开挖土方开挖必须遵循以下原则：①土方必须在钢板桩和拉锚施工结束后方可施工；②土方应垂直、分段开挖，严禁在已挖基坑边停车装土；③已挖基坑边禁止任何施工荷载；④土方放坡坡比应为1：1。2、钢板桩施工为保证打桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止钢板桩的弯曲变形和提高桩的贯入能力，须在板桩两侧满刷废机油，槽口应打入足够的黄油。在放线定位后，需设置一定刚度的坚固的导架，导架由围檩桩和导梁组成，本工程设置单层、双面导梁，导梁采用钢管或槽钢。本工程打桩机械采用打桩机配DZ-40振动压力沉桩锤，将板桩振压打入土中，16或25T吊车配合运输钢板桩。钢板桩的嵌固深度应由计算确定。基坑开挖后，基坑两侧各5m范围内不得堆积材料和行走作业指导书第6页共13页施工机械。结构施工结束拆除拉锚后，再用打桩机或50T吊车配DZ-40(60)振动压力沉桩锤将钢板桩拔出。3、钢板桩拉锚体系设计对拉锚基坑，造成基坑失稳的直接原因一般可归纳为两类：结构不足（墙体、拉锚等的强度或刚度不足）和地基土强度不足。根据地质资料分析，本工程不考虑基坑整体滑动或基底土隆起，本设计主要计算钢板桩、围檩、拉锚在施工全过程中的强度和稳定性。（1）拉锚的位置根据本工程特点拉锚应布置在钢板桩顶面与地面相平处，这样两道拉锚距基坑底约为5.3m。（2）钢板桩插入深度计算：根据地质报告，已知主动土压力区两层土的有关指标为：γ1a=18.5、φ1a=14.3、C1a=12；γ1b=18.1、φ1b=13.5、C1b=8。被动土压力区两层土的有关指标为：γ2=19.3、φ2=18.1、C2=15；γ3=18.7、φ3=22.1、C3=5。上式中γ—土的重度(KN/m3)，φ—土的内摩擦角(º)，C—土的内聚力(kpa)。由此可计算出地下管沟主动土压力区和被动土压力区的有关加权平均指标：主动土压力区：γa=18.3KN/m3φa=13.9ºCa=10.0kpa被动土压力区：γp=19.0KN/m3φp=20.1ºCp=10.0kpa主动土压力系数Ka=tg2(45º—13.9º/2)=0.612被动土压力系数Kp=tg2(45º+20.1º/2)=2.047如图A所示：主动土压力为：Ea=(1/2)ea(H+t)=(1/2)γa(H+t)2Ka=5.60(H+t)2被动土压力为：Ep=(1/2)ept=(1/2)γpt2Kp=19.45t2作业指导书第7页共13页为使钢板桩保持稳定，在A点的力矩应等于零，即∑MA=0。亦即：Ea·（2/3）（H+t）－Ep·[H+（2/3）t]－2Cpt（H+t/2）√Kp=0上式中：Ea——主动土压力，为5.60(H+t)2；Ep——被动土压力，为19.45t2；H——基坑开挖深度，为5.3m；t——钢板桩入土深度；Cp——基坑底以下土的内聚力，为10.0kpa；Kp——被动土压力系数，为2.047。将相关数据代入上式后变为：t3+19.138t2－17.638t－60.178=0经试算t=2.2m.。钢板桩理论入土深度应大于1.5t=3.3m。而钢板桩实际可入土深度约为3.4m，因此9m长钢板桩能够满足要求。（3）拉锚强度验算A、拉锚力计算根据∑X=0，可求得作用在A点单位长度上的拉锚拉力Ri为：Ri－Ea+Ep+2Cpt√Kp=0Ri=107.94KN/mB、拉锚强度验算设拉锚间间距均为L=2.8m，则每个拉锚的拉力均为：R=2.8·Ri=302.232KN选择纤维芯公称直径20钢丝绳（钢丝绳公称抗拉强度大于1470N/mm2）作为拉锚，每根钢丝绳的最小破断力为194KN。因此每个作业指导书第8页共13页拉锚应采用两根钢丝绳，才能满足要求。钢丝绳与围檩连接采用捆扎方式，钢丝绳与钢地锚连接采用在钢地锚上焊拉环，再拉接的方式，两种方式都必须将钢丝绳用夹头夹牢。钢丝绳中间采用拉紧器将钢丝绳拉紧。考虑到影响土体侧压力的因素很多，为了确保整个拉锚体系的稳定、安全，现场应配备足够的18#槽钢和钢丝绳，以便对可能发生的拉锚体系变形进行加固。所有钢结构搭接焊缝均应满焊，焊缝厚度应符合钢结构规范的要求。（4）钢板桩抗弯验算假定钢板桩上端为简支，下端为固定端。每块钢板桩允许抗弯强度分别为Mg=11.97KN-m，每1米宽钢板桩抗弯强度为M1g=35.91KN-m，则双排钢板桩每1米宽的抗弯强度为M2g=71.82KN-m。参照《建筑结构静力计算手册》，查表按照三角型荷载计算弯矩：Mmax=0.0298qL2=49.687KN-m≤M2g上式中q=γaHKa=59.358KN/m；L=H=5.3m。由以上计算可知双排钢板桩的抗弯强度可以满足要求。（5）槽钢围檩抗弯验算。本工程围檩采用双拼18号槽钢，详见平面布置图。拉锚与围檩连接的计算简图见图B。已知双拼18#槽钢对其x—x轴的截面系数W=2×141.4=282.8cm3；[f]=210MPa；取安全系数K=1.5；作用在围檩上的均布荷载为Q=107.94KN/m。作业指导书第9页共13页围檩为多跨连续梁结构，若取一跨计算，可将其视为两端固定梁计算，跨距为2.8m。则：MXY=QL2XY／24=35.26KN-m=3526000N-cmMXY/W=3526000/282.8=12468N/cm2[f]/1.5=14000N/cm2当取安全系数1.5，拉锚间距为2.8m时，槽钢围檩的抗弯强度能够满足要求。4、排桩墙支护工程能重复使用的钢板桩检验标准表：4.2.2-1序号检验项目允许偏差或允许值检查方法单位数值1桩垂直度%1用钢尺量2桩身弯曲度2%L用钢尺量，L为桩长3齿槽平直度及光滑度无电焊渣或毛刺用1m长的桩段做通过验收4桩长度不小于设计长度用钢尺量5、监测钢板桩施工中和成型后，必须对整个钢板桩拉锚体系进行监测。其内容一般包括：①墙后土、基坑底和钢板桩的沉降（隆起）和位移；②相邻建筑物、道路的位移沉降；③.钢板桩、围檩的弯曲变形；监测主要手段是采用仪器和钢皮尺来测量和观察，每天不得少于3次。发现位移或变形，要及时分析原因，必要时采取补强措施，并及时撤出基坑内的施工人员。具体监控值见下表（本工程属二级基坑）：表：5.1.7基坑变形的监控值（cm）6.降排水措施为保证基坑干作业，减小地下水对钢板桩的侧压力，应在钢板桩外侧采用井点或管井降低底下水位。井点或管井应在钢板桩施工结束后再实施。井点或管井的数量和深度应由结构施工单位进行计算并负责组织实施。八、质量保证措施⑴工程施工前，对参加本工程的所有人员进行质量和安全技术交底。⑵所有机械、器具施工前要严格检查，确保正常施工无故