管槽基坑钢板桩支护方案

湛江鉴江供水工程 管槽基坑钢板桩支护方案 广东水电二局鉴江供水枢纽工程盾构项目部 二 一六年五月 编 制 日 期 审 核 日 期 批 准 日 期 管线基坑钢板桩支护方案 广东水电二局湛江鉴江供水枢纽工程盾构项目部 0 目目 录录 1 1 工程概况工程概况 1 1 2 2 编制依据编制依据 2 2 3 3 工程地质条件工程地质条件 2 2 4 4 施工组织计划施工组织计划 3 3 4 14 1 项目管理架构项目管理架构 3 4 24 2 劳动力组织劳动力组织 3 4 34 3 施工进度安排施工进度安排 4 5 5 施工机械及设备施工机械及设备 4 4 6 6 钢板桩施工钢板桩施工 4 4 6 16 1 钢板桩施工的一般要求钢板桩施工的一般要求 4 6 26 2 钢板桩检验钢板桩检验 5 6 36 3 钢板桩吊运及堆放钢板桩吊运及堆放 5 6 46 4 施工工艺流程施工工艺流程 5 6 56 5 操作方法操作方法 5 6 66 6 钢板桩支护施工用电负荷钢板桩支护施工用电负荷 7 7 7 基坑监测措施基坑监测措施 7 7 7 17 1 基准网的建立基准网的建立 7 7 27 2 基坑支护变形观测基坑支护变形观测 8 7 37 3 观测要求观测要求 8 7 47 4 观测方法观测方法 8 8 8 质量保证措施质量保证措施 8 8 9 9 安全文明施工安全文明施工 9 9 9 19 1 组织机构组织机构 9 9 29 2 安全施工措施安全施工措施 9 10 10 相关的强制性条文相关的强制性条文 1111 附表 钢板桩支护主要材料表附表 钢板桩支护主要材料表 1212 管线基坑钢板桩支护方案 广东水电二局湛江鉴江供水枢纽工程盾构项目部 1 1 工程概况工程概况 湛江市鉴江供水枢纽工程东海岛段输水管线 D5 799 D7 481 段为钢铁基地 红星水库输水管线工程的一部分 位于东海岛湛江钢铁基地附近 输水管线采用陆地 埋钢管断面形式 管道安装分为 A 管 B 管两条 依次布置在输水管路中心线的左 右 两侧 且平行于管路中心线 两管中心高程与管路中心高程相等 主管管材采用钢管 SP 钢管管材为 Q235 B 型直缝钢管 输水主管内径为 1900mm 钢管壁厚为 20mm 钢管之间连接采用焊接 本段管线北接宝钢基地 1 门鉴江供水一期已安装完管道 南至东海岛铁路宝钢工 厂站南侧 全线长约 1 68Km 管线平行于宝钢进厂主干道疏港公路布置 距疏港公路 中心线 35m 管道沿线设置有附属设施如排气阀井室 2 座 压盖松套限位补偿接头 6 处 连通阀井室 1 座 阀室内安装有相关阀门 根据湛江市开发区重点项目建设协调 小组的统一安排 按照先地下 后地面的施工顺序 鉴江供水东海岛 D5 799 D7 481 段管线必须在东海岛铁路宝钢工厂站施工前完成埋设施工 本工程初步设计概算时管线工程基槽土方开挖原地面高程控制在 11 00m 以下 后 经湛江市重点项目建设协调小组统一安排 调整到以疏港公路路面高程为准 以此为 基础计算 本段管线基槽土方开挖平均挖深约 6m 9m 不等 槽底挖宽为 6 78m 原设计 边坡比例为 1 2 施工开挖拟采取每 100m 逐段开挖 运用反铲挖掘机配合自卸汽车水 平运输方式进行分段开挖 管道开挖深度分布表 管线桩号 D5 812D6 500D7 461 疏港公路高程 m 11 514 2512 5 管线沟槽底高程 m 5 55 14 7 沟槽深度 m 69 157 8 由上表可知 鉴江供水管槽开挖深度深 按照原设计边坡比例开挖势必导致开口 线进入疏港大道 为确保管槽土方开挖安全 以及为减少对疏港公路的破坏 施工期 间拟采取垂直开挖 每段基槽双侧边坡采用扶壁式钢板桩支撑断面形式进行支护施工 管线基坑钢板桩支护方案 广东水电二局湛江鉴江供水枢纽工程盾构项目部 2 扶壁式基坑钢板桩支护布置见下图 基坑钢板桩采用 型 9m 和 型 12m 拉森式 U 型 钢板桩 实行二面围护 钢板桩内侧为型钢围檩 围檩间设钢管支撑 扶壁式基坑钢板桩支护布置图 2 编制依据编制依据 1 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202 2002 2 建筑基坑支护技术规范 JGJ120 99 3 建设工程施工现场供用电安全规范 GB50194 93 4 水利水电工程施工组织设计规范 SL303 2004 5 工程建设标准强制性条文 6 工程测量规范 GB 50026 93 7 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300 2013 3 工程地质条件工程地质条件 根据以往管线土方开挖时探明的地下地质情况 本段管线浅层地基土主要为淤泥 质粘土 该场地范围内地层剩余土方自上而下分为 粉土 淤泥质粉质粘土层 淤泥 质粘土 1 粉土层 黄灰色 湿 松散 局部稍密 含少量云母及粘性土 摇振反应中 等 干强度韧性低 平均层厚约 1 4m 该层土自厂区到灌河逐渐变薄 至河岸附近尖 灭消缺失 该层土的重度为 20 1kN m3 粘聚力为 7 8kN m2 内摩擦角为 25 管线基坑钢板桩支护方案 广东水电二局湛江鉴江供水枢纽工程盾构项目部 3 2 淤泥质粉质粘土层 灰黄 浅灰色 软塑 稍有光泽 干强度韧性中等 含 云母腐蚀质 具水平层理 上部含氧化铁结核 平均层厚约 4 5m 左右 该层在局部地 段会消失 该层土的重度为 18 2kN m3 粘聚力为 13 7kN m2 内摩擦角为 12 5 3 淤泥质粘土层 浅灰 灰色 流塑 具水平层理 偶含有机质 夹薄层粉土 或粉砂 干强度韧性中等 局部含腐殖质 层底含贝壳 该层土工程场地内普遍分布 平均层厚约 10m 该层土的重度为 17 4kN m3 粘聚力为 14kN m2 内摩擦角为 11 4 施工组织计划施工组织计划 4 14 1 项目管理架构项目管理架构 本工程采用项目经理负责制管理 由项目经理全权负责本项目的机械 材料和劳 动力的组织及施工 项目管理架构如下 4 24 2 劳动力劳动力组织组织 根据工程工期要求 合理安排施工现场的劳动力 在施工过程中 施工人员要根 据设计图要求与本工程的施工顺序 科学地安排各工种的劳动力人数 做到统一安排 服从指挥 各司其职 严格施工纪律 施工劳动组织安排如表所示 表中数据按一个 工作面一班制考虑 基坑支护施工劳动力组织 一工作班 工工 种种人人 数数职职 责责 工程技术人员1负责全面指导现场施工 施工员1负责放线并控制板桩轴线 垂直度 吊车司机1负责开吊车 吊桩 振动锤桩工作 项目经理 1 人 项目总工 1 人 施工员 1 人 质安员 1 人 电工 1 人机长 2 人焊工 1 人 技术工人 10 人 项目副经理 2 人 管线基坑钢板桩支护方案 广东水电二局湛江鉴江供水枢纽工程盾构项目部 4 打桩技术工2负责控制油泵 电开关 桩准确就位 气割 电焊工1负责现场钢材切割 电焊工作 电工 机修工1 保证施工生产用电及用电安全及现场机械设备正常运 转工作 辅助工1负责现场机械设备正常运转 合计9 4 34 3 施工进度施工进度安排安排 基坑支护每 100m 为 1 个施工段 本段管线基坑支护共需 17 次完成 工程施工计 划安排与管道安装工程同步平行施工 其具体的钢板桩支护施工计划为施工准备 1 天 打 H 型钢桩 2 天 H 型钢围檩安装 1 天 基坑支护工程各道工序与管道安装工程各工序 均进行搭接施工 5 施工施工机械机械及及设备设备 本工程施工所配备的工程机械及设备的型号 数量等情况计划见下表 参数 名称 型号数量功率使用部位 履带式机械手 55t 2 台打拔钢板桩 履带式单斗挖掘机现代 2001 台 1M3 土方开挖回填 吊车1 台 8t 围檩 支撑吊装 电焊机 XD1 200 2 台 2KVA 围檩 支撑焊接 全站仪 苏一光 OTS632 1 台测量放线 经纬仪 J2 1 台测量放线 水准仪苏一光 S31 台抄平 沉降观测 运输车1 辆设备材料运输 6 6 钢板桩施工钢板桩施工 根据本工程场地地质情况特点 本工程钢板桩主要作用是为了隔绝地下水流入基 坑 同时支护起到挡土作用 减少土方开挖工程量和避免边坡失稳 缩短工期 设计 要点如下 1 采用 型 9m 和 型 12m 拉森式 U 型 钢板桩 2 钢板桩穿过淤泥质粉质粘土层 粉土 进入淤泥质粘土层 3 钢板桩沿管槽两侧连续设置 4 经初步计算 钢板桩帷幕上需要设置二道连续的三拼 I45a 型工字钢围檩 围 檩间设二道 609 14mm 螺旋钢管支撑 水平间距 2m 垂直间距 3m 以加强钢度及整 管线基坑钢板桩支护方案 广东水电二局湛江鉴江供水枢纽工程盾构项目部 5 体性 第一道围檩和钢管支撑位于 11 0m 高程 第二道围檩和钢管支撑位于管顶 0 50m 高程 拉森钢板桩采用履带式液压挖土机 KATO 1250 的液压振锤的锤机施打 施打前先 准确放出支护桩中心线 控制打入精度 6 16 1 钢板桩钢板桩施工的一般要求施工的一般要求 1 钢板桩的设置位置要符合设计要求 既便于沟槽基础土方开挖施工 又要在沟 槽内留有余地 便于钢管焊接 涂装施工 2 基坑沟槽钢板桩的支护平面布置形状应尽量平直整齐 避免不规则的转角 以 便标准钢板桩的利用和支撑设置 各周边尺寸尽量复合板装模数 3 整个基础施工期间 在挖土 吊运 扎钢筋 浇筑混凝土等施工作业中 严禁 碰撞支撑 禁止任意拆除支撑 禁止在支撑上任意切割 电焊 也不应在支撑上搁置 重物 6 26 2 钢板桩检验钢板桩检验 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 对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除 有割孔 断面缺损的应予以补强 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 6 36 3 钢板桩吊运及堆放钢板桩吊运及堆放 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 吊运方式有成捆起吊和单捆起吊 钢筋捆扎 专人指挥 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 6 46 4 施工工艺施工工艺流程流程 基线确定 定桩位 钢板桩施打 围檩 支撑 土建施工 拔桩 6 56 5 操作方法操作方法 1 基线确定 施工员的在基坑边定出轴线 留出以后施工需要的工作面 确定 钢板桩施工位置 管线基坑钢板桩支护方案 广东水电二局湛江鉴江供水枢纽工程盾构项目部 6 2 定桩位 按顺序标明钢板桩的具体桩位 洒灰线标明 3 钢板桩施打 拉森钢板桩施工关系到施工止水和安全 是工程施工最关键的工序之一 在施工 中要注意以下施工要求 a 全线采用 型 9 0 米及 型 12m 长密扣拉森钢板桩 拉森钢板桩采用履带式 挖土机 带震动锤机 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 坑钢板桩帷幕完成 b 打桩前 对钢板桩逐根进行检查 剔除连接锁扣处的锈蚀 变形严重的钢板桩 待修整合合格后才可使用 整修后还不合格的禁用 c 打桩前 可在钢板桩的锁口内涂抹油脂 以方便钢板桩的打入 拔出 d 在钢板桩插打过程中 随着测量监控每块桩的斜度不超过 2 当偏斜过大不能 用拉齐方法调正时 必须拔起重打 e 密扣且保证开挖后入土不小于 2 米 保证钢板桩顺利合拢 特别是检查井位的 四个角要使用转角钢板桩 若没有此类钢板桩 则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密 封好 避免由于漏水带走泥沙 造成地面塌陷 f 为了避免沟槽土方开挖后 侧向土压力将钢板桩挤倒 钢板桩施打完毕后 用 H200 200 11 19mm 的工字钢将明渠两侧的拉森钢板桩分别连成整体 位置在桩顶以下 约 1 5m 左右的地方 用电焊条将其焊牢 然后每隔 5 米用空心圆形钢材 200 12mm 加以特制的活动节将两侧的钢板桩对称支撑 支撑时活动节的螺母必须拧紧 保证拉 森钢板桩的垂直度及沟槽开挖工作面 g 在基础沟槽开挖过程中 随时观察钢板桩的变化情况 若有明显的倾覆或隆起 状态 立即在倾覆或隆起的部位增加对称支撑 4 挖土 a 土方开挖应分段连续施工 开挖至板桩顶以下 1 5 米处 进行第 1 道支撑施工 开挖至板桩顶以下 3 5 米处 进行第 2 道支撑施工 b 因本工程管道开挖区为粘土 井点降水效果差 一般采用集水井集水潜水泵排 水法 排除基槽渗水 保持基坑内无积水 减小土侧压力对扣板桩影响 便于管道施 工 c 基坑周边 约一倍桩长 范围内尽量避免堆载 管线基坑钢板桩支护方案 广东水电二局湛江鉴江供水枢纽工程盾构项目部 7 d 开挖过程中注意支护体系的变形观察 e 基坑内作业时 有专职安全员负责 在基坑开挖过程中需要注意的问题 a 由于本工程在地下水位很高 钢板桩的垂直度及搭接十分重要 当钢板桩未贴 靠在围囹上部分 需作加垫处理 使钢板桩的压力传到围囹及支撑上 支撑的材料 制作 焊接必须严格按图施工 b 其次是挖土和支撑的架设施工过程必须紧密配合 挖土过程要保证安全的前提 下 迅速为支撑施工创造工作面 支撑结构必须能较快地产生整体刚度或预紧力 两 者配合就能较好地利用软土施工中的时空效应 有效地控制围护体系在受力后的变形 施工中切不可超挖和不及时施加支撑 土方施工要求分层均匀高效 以使支护结构处 于正常的受力状态 4 钢板桩拔除 钢管焊接工程完毕后回填至管顶时即进行钢板桩的拔除 由于基坑较小 故须采 用履带式机械手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 依靠机械手的作用将桩拔除 钢板桩拔除后 留下的桩孔 必须即时做回填处理 回填一般用挤密法或填入法 所用材料为中砂 拔桩时应注意事项 a 拔桩起点和顺序 对封闭式拉森钢板桩墙 拔桩起点应离开角桩 5 根以上 可 根据沉桩时的情况确定拔桩起点 必要时也可用跳拔的方法 拔桩的顺序最好与打桩 时相反 b 振打与振拔 拔桩时 可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附 然后边 振边拔 对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下 100 300mm 再与振动锤交替振打 振拔 c 对引拔阻力较大的拉森钢板桩 采用间歇振动的方法 每次振动 15min 振动锤 连续不超过 1 5h 6 66 6 钢板桩支护施工用电负荷钢板桩支护施工用电负荷 一个作业班组打钢板桩的组合用电的机械为 DZ45A 型振动沉拔锤 高压油泵 Bx3 500 2 或 Bx3 500 电焊机一台 这些机械的用电功率分别为 45 60 KW 4KW 17KW 振动沉拔锤与高压油泵同时工作 电焊机与振动沉拔锤 高压油泵不 同时工作 一个作业班组打钢板桩的最大用电量为 49 64 KW 管线基坑钢板桩支护方案 广东水电二局湛江鉴江供水枢纽工程盾构项目部 8 7 7 基坑监测措施基坑监测措施 7 17 1 基准网的建立基准网的建立 为了科学地预测基坑支护的稳定和周边环境的变化 及时预报和提供准确可靠的 变形数据 因此要建立基坑支护施工变形与沉降观测网 定期进行变形沉降观测 7 27 2 基坑支护变形观测基坑支护变形观测 1 桩顶垂直及水平位移监测 监测桩顶的垂直及水平位移 监测点按均匀 对 称 预测位移较大 重要性等因素设置 根据测量结果掌握围护桩顶的垂直及水平位 移变化情况 2 桩身及坑外土体的监测 监测围护桩随基坑开挖深度的增加 桩身水平位移 的变化速率及最大位移值 及时预警 确保基坑稳定及其周围环境的安全 测量时每 0 5m 往返测试 1 次 在挖土前读取初始读数 以后至少每天测读 1 次 7 37 3 观测要求观测要求 1 在围护结构施工前 须测得初读数 2 在基坑降水及开挖期间 须做到一日一测 在基坑施工期间的观测间隔 可 视测得的位移及内力变化情况加长或减短 3 报警值 围护结构水平 垂直位移报警值大于 3mm 日或累计大于 30mm 坑外地表土体位移报警值为日变化量为 2mm 或累计变化量 30mm 7 47 4 观测方法观测方法 1 水平位移观测 分别在基线点四个角上设站 用 J2 型经纬仪观测四边网的水平角度 四边形内角 并与厂区的大地控制网三角点联测水平夹角 检查基线点是否发生位移 在基线点正 确无误的情况下 同时在四角测端上分别以对应的相邻角点定向 并观测定向基线上 各预埋点的水平位移量初始读数 2 沉降观测 对基坑边上的各点及周边点建立的沉降观测网的测量方法为 首先自远离基坑的 水准控制点开始观测 引测至基坑周围后 按编定的各点观测次序依次观测 最后测 至另一水准控制点符合 观测仪器采用 S3型精密水准仪 8 8 质量保证措施质量保证措施 管线基坑钢板桩支护方案 广东水电二局湛江鉴江供水枢纽工程盾构项目部 9 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 钢板桩统一为拉森式 U 型 施工时 每块之间必须扣好企口 防止漏水 9 9 安全文明施工安全文明施工 9 19 1 组织机构组织机构 安全施工组织机构如下图 9 29 2 安全施工措施安全施工措施 1 基坑顶周边设置连续封闭的安全护栏 防止人员坠落 2 开挖前 先进行围檩施工 做好支撑后才能开挖至设计深度 3 为切实保证施工人员安全 树立 安全第一 预防为主 的思想 根据国家 建设部颁发的安全检查评分标准制订具体措施 4 建立安全保证体系 除企业已有的机构外 工地设立安全管理机构 工程项 目设立安全小组 班组设安全员 形成一个健全的安全保证体系 工地的安全管理机 构负责工地日常的安全工作 定期组织安全检查 对不符合要求的要及时发出整改通 知 指导工程项目部和班组安全员的工作 对违章作业者进行批评教育和处罚 5 优化安全技术组织措施 包括以改善施工劳动条件 防止伤亡事故和职业病 项目经理 王国华 项目部经理 何泰利 项目副经理 兰武强 项目总工 柳镇家 专职安全员 黄民 质检员 冯少华 施工员 颜水增 测量员 陈汉强 施工班长 舒猛 管线基坑钢板桩支护方案 广东水电二局湛江鉴江供水枢纽工程盾构项目部 10 为目的的一切技术措施 如积极改进施工工艺和操作方法 改善劳动条件 减轻劳动 强度 消除危险因素 机械设备应设有安全装置 6 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 7 施工中所有机械 电器设备必须达到国家安全防护标准 自制设备 设施应 通过安全检验 一切设备应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 8 凡进入现场的一切人员 均要戴安全帽 正确使用 三宝 要配合公司安全 月检工作 工程项目部要实行周检 项目点要日检 施工中应抽检 及时消除安全隐 患 9 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 10 在主要入口处挂醒目的安全防火宣传语牌 11 现场施工用高低压设备及线路 严禁电线随地走 所有电掣应有门 有锁 有危险标志 严格执行 施工现场临时用电安全技术规范 的规定 现场采用 三相 五线 制供电 执行 一机一闸一漏电保护开关 制度 所有电器设备及金属构架均 应按规定设置可靠的接零及接地保护 施工现场所有用电设备 必须按规定设置漏电 保护装置 要定期检查 发现问题及时处理 12 加强安全教育和监督 坚持经常性的安全交底制度 提高施工人员的安全生 产意识 及时消除事故隐患 13 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 14 所有施工人员均应掌握安全用电基本知识和设备性能 用电人员各自保护好 自用设备的负荷 地线和开关箱 发现问题及时找电工解决 严禁非专业电气操作人 员乱动电器设备 15 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 16 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 17 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 18 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 管线基坑钢板桩支护方案 广东水电二局湛江鉴江供水枢纽工程盾构项目部 11 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 19 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 20 根据施工需要 计划配备如下特殊工种 实际施工时 可根据实际情况予以 增减 施工特种作业人员情况见下表 序号序号姓名姓名工种工种证件编号证件编号发证日