某特大桥桥墩基坑钢板桩支护方案

某特大桥

61号墩基坑钢板桩支护方案

第一节 工程概况

某特大桥61号墩位于某大河中，承台挖深11.4米，为斜拉桥的主墩。承台开挖支护方式的选择必须达到止水挡土的目的。经市场调查决定采用日本生产的拉森式NKSP-V(L)钢板桩可达到止水挡土的目的。

第二节 编制依据

1、建筑施工计算手册 2、路桥施工手册 3、岩土工程 4、某特大桥施工图

第三节 工程地质条件

根据地质资料，该场地范围内地层主要为杂填土层、粉质粘土与粉土层

第四节 钢板桩支护方案

钢板桩选型：日本生产的拉森式NKSP-V(L)钢板桩，长度18米。 支护系统：围堰，3根并排I40b工字钢 支撑，3根并排I40b工字钢 围堰与支撑设三道。

布置方式见《61号墩钢板桩支护布置图》。

第五节 基坑稳定性检算

设计资料

.桩顶高程H1：0.836m 施工水位H2：0.836m .开挖底面标高H3：-10.564m 开挖深度H：11.4m .土的容重加权平均值γ1：18.3KN/m3

土浮容重γ’： 10.0KN/m3 内摩擦角加权平均值Ф：20.10° ④.均布荷q：20.0KN/m2

⑤.基坑开挖长a=23.6m 基坑开挖宽b=20.8m

1①②③

2 外力计算

作用于板桩上的土压力强度及压力分布图 ka=tg2(45°-φ/2)=tg2(45-20.10/2)=0.49 kp=tg2(45°+φ/2)=tg2(45+20.10/2)=2.05

板桩外侧均布荷载换算填土高度h, h=q/r=20.0/18.3=1.09m 桩顶以上土压力强度Pa1

Pa1=γ1×hKa=18.3×1.09×0.49=9.77KN/m2 开挖面土压力强度Pa2

Pa2=9.77+(18.3-10) ×11.4×0.49=56.2KN/m2 开挖面水压力(围堰抽水后)Pa3： Pa3=γ11.4=10×11.4=114KN/m2

3确定内支撑层数及间距

按等弯距布置确定各层支撑的NKSP-V(L)钢板桩 能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h: 弯曲截面系WZ0=0.003150m3,折减系数β=0.7 采用值WZ=βWZ0=0.00315×0.7＝0.002205m3 容许抗拉强[σ]= 200000.0KPa 由公式σ=M/Wz得：

最大弯矩M0=Wz×[σ]=441KN*m

6[f]Wh=?Ka=3.42m

3各支撑按等弯矩布置，则： h1=1.11h0=3.76m h2=0.88h0=3m h3=0.77h0=2.6m 故，至少需3层支撑。

根据实际情况确定支撑位置如图所示。 h0=1.000m h1=2.400m h2=3.5m 4各内支撑反力

采用1/2分担法近似计算各内支撑反力

q1=p1(h0+h1)/2= 18.3*0.49*3.42*3.4/2=52.1 KN/m q2=p2(h1+h)/2=18.3*0.49*3.4*5.9/2=165KN/m 5钢板桩入土深度及总桩长： 根据盾恩法求桩的入土深度

Kn=γ(Kp-Ka)=28.5

e1= KaγH=0.49*18.3*11.4=102.2KN/m2 γ(Kp-Ka)x2- KaγHx- KaγHL=0 28.5x2-102.2x-102.2*4.5=0 解得x=1.7m

Pb=18.3*11.4*0.49+20*0.49=112 KN/m2 y=112/(18.3*(1.6*2.05-0.49))=2.2m t0=y+x=3.9m t=1.2*3.9=4.68m

故总长度L=11.4+4.68=16.08m

选用钢板桩长度18m. 9围堰受力计算(23.6m) ①支承力：R=n/5=q2*a/5=779kN ②支承布置见右图。 ③围堰弯矩 支撑按等间距布置 l=23.6/5=4.72m

由于安装节点的整体性通常不易保证,故按简支粱计算: Mmax=q2l2/8=459KN*m 拟选用3根40工字钢 弯曲截面系数Wz=0.003270m3 容许抗拉强[σ]=200000.0KPa

能承受的最大弯矩M=Wz[σ]=654KN*m> Mmax=459KN*m 满足要求

10支撑杆受力计算 拟选用3根40工字钢

计算长度l0=23.6m，支撑面A=25830mm2，转动惯量I=651600000mm4，容重γ=235KN/m3，弯曲截面系Wz=3270000mm3。

根据《钢结构设计规范》GB50017-2003表5.1.2-1规定，为b类构件， 钢支撑初偏心lp=l0/500=0.047m 求长细比λ： i=I/A=158mm

因截面为双轴对称，故λ=l0/i=149 查《规范》附表C得失稳系数φ=0.367 故σ1=N/A/φ= R/A/φ=779/25830/0.367=82176KPa< [σ]=200000.0KPa 自重弯矩M=γAl2/8=235*0.025830*23.6*23.6/8=42.3KN*m 故σ2=M/Wz=42.3/0.00327=12924KPa

则 σ=σ1+σ2=95100< [σ]=200000.0KP 满足要求

第六节 钢板桩施工

1、钢板桩检验。

由于本工程为钢板桩用于基坑的临时支护和止水，故不需进行材质检验而只对其做外观检验，以便对不符合形状要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。

外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等内容。检查中要注意：①、对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；②、

有割孔、断面缺损的应予以补强；③、若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算中是否需要折减。原则上要对全部钢板桩进行外观检查，对不符合要求的钢板桩需进行矫正。

2、钢板桩吊运及堆放

装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。钢板桩堆放的顺序、位置、方向和平面布置应考虑到以后的施工方便，并按型号、规格、长度施工部位分别堆放，堆放的高度不宜超过2M。

3、施工工艺流程

基线确定 定桩位 钢板桩施打 围堰、支撑 结构施工 拔桩 4、操做方法

⑴、基线确定：在基坑边定出轴线，留出以后施工需要的工作面，确定钢板桩施工位置。

⑵、定桩位。按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。

⑶、钢板桩施打。采用单独打入法，即吊升第一支钢板桩，准确对准桩位，振动打入土中。吊第二支钢板桩，卡好企口，振动打入土中，如此重复操作，直至基坑钢板桩支护完成。钢板桩施打时，由于钢板桩制作本身的误差、打桩时的偏差、施工条件的限制，使支护的实际长度无法保证按钢板桩标准宽度的整数倍，故此钢板桩支护最终封闭合拢有相当难度。调整的办法，一般有采用异形钢板桩来闭合或通过调整支护轴线用标准桩实现闭合。由于本工程钢板桩墙精度要求不高，故采用后一方法来实现转角的闭合。

⑷、围堰与支撑

为加强钢板桩的整体刚度，沿钢板桩墙全长设置围檩，围檩用3根40工字钢组成，通过拉杆固定于原已打好的钢板桩上，拉杆由两根Φ25钢筋组成，焊接于钢管锚杆上。支撑采用3根40工字钢组成。

⑸、钢板桩拔除。

承台施工完毕后即进行钢板桩的拔除。采用大型履带吊车与振动锤配合来进行钢板桩的拔除，即利用振动锤产生的强迫振动扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊车的作用将桩拔除。

钢板桩拔除后留下的桩孔，必须即时做回填处理，回填采用填入法，所用材料为中砂。

第七节 质量保证措施

1、严格遵守和执行有关的施工质量规范。

2、根据ISO9001标准要求，推行全面质量管理，建立质量保证体系，提高全员质量意识，确保质量管理惯彻整个施工过程。坚持质量自检、互检、交接检“三检”制。

3、实行质量管理项目部负责制，配置专职质检员，具体负责质量管理工作。严格按项目部管理体系进行施工管理。

4、钢板桩施打前必须进行选材，对有变形的进行矫正。 5、钢板桩施工时，每支之间必须扣好企口，防止漏水。

第八节 安全施工措施

1、基坑顶周边设置连续封闭的安全护栏，防止人员坠落。

2、开挖过程中，先进行围檩施工，做好支撑后才能开挖至设计深度。 3、建立安全保证体系，定期组织安全检查，对不符合要求的要及时发出整改通知，对违章作业者进行批评教育和处罚。

4、机械操作人员必须持证上岗，各种作业人员应配带相应的安全防护用具及劳保用品，严禁操作人员违章作业，管理人员违章指挥。

5、施工中所有机械、电器设备经过工前性能检验合格后方可使用，并由专人负责，严格执行交接班制度，并按规定定期检查保养。

6、严格执行各项安全操作规程，施工前要进行安全交底，每月定期进行安全教育，加强工人的安全意识教育。

7、在施工过程中，对地面沉降、支护位要定期观察测试，加强对支护的监控。 8、配电系统分级配电，本电箱、开关箱外观必须完整、牢固，防雨防尘。 9、多机作业用电必须分闸，严禁一闸多机和一闸多用，施工现场电缆、电线必须按规定架设，严禁拖地和乱拉乱搭。

10、各种机械要有专人负责维修、保养，并经常对机械运行的关键部位进行检查。 11、使用机械时，操作员要密切注意机上的仪器、仪表、指针是否超出安全范围，机体是否有异常振动及发出异响，出现问题应进行停电关机处理，不得擅离职守，隐瞒不报。

12、设备基础必须平稳、牢固，基本的锚固、支撑措施必须齐全，不得使用临时支撑，高大机械在多风季节前设缆风绳。

第九节 文明施工措施

1、施工现场设排水设施，保持场内无积水；施工临时道路保持平整、坚实、畅通。

2、现场内的土方、零散碎料和垃圾及时清理、码放，以免影响施工。 3、施工现场的机械、消防、安全、卫生、环保等指定专人负责，并定期检查作好记录。

4、施工现场各种标语牌，字迹书写规范，工整完美，并经常保持清洁完美。

5、料具和预制构件分类码放整齐。码放预制构件和模板的场地要求平整、密实，有排水措施，码放符合规定。

6、施工现场的材料保管，依据材料的性能采取必要的防雨、防潮、防晒、防火、防尘、防破坏等措施。易燃、易爆、易碎品及时入库，专库专管，并设明显标志。

7、对影响社会交通及周围居民出行地段设专人疏导、设立显著的施工警示牌和宣传标语。

8、施工现场设专人洒水降尘，防止扬尘。在施工工地出口设专人对进出场车辆进行全方位清扫，防止车辆带泥上路。

第十节 应急预案

1、应急指挥机构

为保证生产安全事故应急救援工作顺利实施，避免事故施救过程中的盲目性，使应急救援工作有组织、有领导，项目经理部成立应急救援指挥机构，在指挥机构的统一指挥下，各部门密切配合，协同作战，迅速、有效地组织和实施应急救援，尽可能地避免和减少损失。

应急救援指挥机构指挥部设在项目经理部，成立以项目经理为组长，书记、安全总监、总工、副经理为副组长，各部门参与的应急指挥机构。应急指挥机构框架图如下：

成立应急预案领导小组：组长由项目经理担任。

项目经理 书记、安全总监 应急指挥机构 总工程师、副经理 事故现场处理机构 信息管理机构 外部公关协调机构 支持保障机构 工程技术部施工班组安全质量部综合办公室计划合同部财务部办公室物资设备部 应急指挥机构框架图 2、应急救援行动原则

（1）处理事故险情时，应首先考虑人身安全，其次应尽可能减少环境污染和财产损失，并按有利恢复施工生产的原则组织应急行动。

（2）迅速疏散无关人员，最大限度减少人员伤亡。阻断危险物质来源，防止二次事故发生。

（3）保持通讯畅通，调集救助力量，迅速控制事态发展。

（4）正确分析事故险情，划定危险区域，在确保人员和财产安全的前提下，组织应急抢险行动。

3、应急救援物资设备

应急救援物资设备表

序1 2 3 4 5 6 7 8 设备名称 抢险指挥车 吊车 挖掘机 装载机 电焊机 型钢 砂土 黄色警戒带 数量 1辆 1辆 1台 1台 2台 100吨 2000方 200米 备注 4、应急预案 ⑴基坑坍塌

预防措施：基坑采用钢板桩+支撑支护；基坑周边设挡土埝；配备4台水泵（其中一台备用），用于排除坑底积水；在土方开挖过程中采用分层开挖及时施工加固横撑；加强基坑监测，在发现基坑与支护变形过大立即采取型钢顶撑与注浆等措施防止坍塌。

应急措施如下：

首先调集机械车辆、人员对倒塌物进行清理，清理时注意保护受伤人，受伤人抢救出来后对受伤者进行现场紧急抢救，同时现场负责人对事故情况向项目应急预案实施领导小组报告。

小组领导接到报告后，立即制定应急方案，组织人、物、财、车等进行合理配置，积极抢救事故受害者。同时组织人力在滑塌处码放编制袋。同时安排专人保护现场，为事故现场的调查做好准备。

5、应急通信联络方式 现场主要负责人联系方式

职 务 组 长 姓 名 副组长 组 员 后勤保障组 通讯联络组 抢险抢修组 技术支持组 工程部长 安质部长 联系方式 备 注 项目经理 现场施工管理 事故处理 附件：61号墩钢板桩支护布置图

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