承台深基坑开挖专项施工方案
一、工程概况
我局管段新建兰新铁路甘青段二标,陆地承台开挖深度4M以上时采取钢板桩支护;水中墩先设草袋围堰施工桩基础,承台开挖时再设钢板桩支护。 二、施工方案 1、钢板桩支护 1)钢板桩的选用
采用拉森III型钢板桩(B=400mm,H=125mm,t=13mm)。考虑地质情况和开挖深度的需要,先用不同长度的钢板桩。
钢板桩示意图及钢板桩围堰示意图见下图。
钢板桩锁口
2)钢板桩的插打 总体施工流程:
施工准备→测量定位→打钢板桩→钢板桩内支撑→清淤→封底→垫层→钢筋绑扎→模板安装→混凝土浇筑→钢板桩围堰拆除 钢板桩采用逐片插打逐渐纠偏直至合拢,插打时利用挖掘机或吊车附带钢丝绳吊起后,液压振动捶夹板夹住钢板桩到位,按要求沿承台四周每边外放1.25米要求,振动锤边振动边插打。为了确保插打位置准确,第一片钢板桩要从两个互相垂直的方向同时控制,确保其垂直度在1%内,然后以此为基础向两边插打。考虑到水位高的因素,转交处使用特制角桩插打,整个承台钢板桩形成一个整体,达到安全止水的最佳效果。 3)钢支撑结构形式
为了确保基坑开挖及钢板桩安全可靠,钢板桩围堰支撑尤为重要。具体支撑及安装位置见附图,支撑结构材料如下:
⑴、承台四周钢支撑采用GB/T11263-1998HW宽翼缘H型钢350mm×350mm型钢材,每个对角采用三块300mm×300mm×10mm钢板连接;对角斜撑采用Φ400mm壁厚10mm的钢管,对角处用四块250mm×250mm×10mm钢板连接;承台中间水平方向沿承台宽度方向采用Φ400mm壁厚10mm顶管1根支护用钢板连接。
⑵、钢支撑安装,在钢板桩竖向放出横梁安装标高位置,焊接牛腿12个,四周每边3个,确保四根安装围囹位于同一平面,四个角用钢板连接;其次,将四个对角斜撑分别防在型钢四个角上,保证其与型钢呈等边三角形,斜撑两侧用钢板与型钢连接;最后将宽度方向顶管两根放置焊接在型钢中间,整个结构均用钢板连接,形成整体。
4)、基坑开挖
基坑开挖前将圈梁与钢板桩连接牢固,以防圈梁下沉。开挖采用长臂挖掘机,开挖过程中,严禁挖掘机齿斗碰、挂钢板桩和内撑,挖掘不到位的采用人工配合。 基地开挖到位后,及时测量坑底标高,
如达到设计底标高,机械开挖不到位的地方,用人工清除剩余土体。人工在基底四周平整横坡,基坑底四周设20厘米深,30厘米宽的排水沟,并在对角设积水坑,利用潜水泵及时将积水排除。
当基坑开挖达到要求后,进行封底施工。封底时在钢板桩内侧支模,封底混凝土强度等级采用C20,厚度为0.2m。 见图片:
5)、钢板桩的拔除
基坑由于开挖深,危险系数高,承台边回填,钢板桩边拔除的方法,待承台施工完毕全部回填杂土后,挖掘机或吊车利用振动锤产生的强迫振动,扰动土质,破坏钢板桩周围的粘聚力以克服拔桩阻力,依靠附加起吊力的作用将桩拔除。 三、承台钢板桩设计计算书
按承台开挖深度7.33 m为例说明计算方法。
(一)已知条件: 1、施工水位:+17.50m 2、平台土围堰标高:+19.00m;
184q=20KN/㎡19.00钢板桩17.50150承台底面标高:+11.67m;承台厚4.8 m。
3、土的重度为:18.8KN/ m3,内摩擦角Ф=20.1°
4、距板桩外1.5m均布荷载按
28926011.6710.87最大开挖线封底砼20KN/ m2计。
5、围堰内50cm厚C20封底砼。
6、拉森Ⅳ型钢板桩 W=2037cm3,[f]=200MPa
(二)钢板桩平面布置、板桩类型选择,支撑布置形式,板桩入土深度、基底稳定性设计计算如下:
(1)作用于板桩上的土压力强度及压力分布图 ka=tgа(45°-φ/2)= tgа(45°-20.1/2)=0.49 Kp= tgа(45°+Ф/2)= tgа(45°+20.1/2)=2.05 板桩外侧均布荷载换算填土高度h1,
628211q=20KN/㎡50~805017.50130.62KN/㎡h1=q/r=20/18.8 =1.06m
+17.50m以上土压力强度Pa1:
Pa1=r*(h1+1.5)Ka=18.8*(1.06+1.5)*0.49 =23.6KN/m
2
钢板桩土压力分布图+17.50m以下土压力强度Pa2:
Pa2=[r*(h1+1.5)+(r-rw)*(17.5-11.67)]*Ka =[18.8*(1.06+1.5)+()18.8-10*5.83]*0.49 =48.7KN/m2
水压力(围堰抽水后)Pa3: Pa3=rw*(17.5-11.67)=10*5.83 =58.3 KN/m2
733内支撑