桥梁深基坑支护专项施工方案

桥梁深基坑支护专项施工方案一、工程概况本项目为某高速公路跨XX河特大桥工程，主桥采用(65+120+65)m预应力混凝土连续刚构体系，共设置2个主墩，墩位位于河道左岸河滩范围内，主墩承台设计尺寸为16.2m（顺桥向）×10.8m（横桥向）×4.5m（高度），承台底设计高程为-8.2m，墩位处原地面平均高程为+4.3m，基坑最大开挖深度为12.5m，设计基坑平面尺寸为19.2m×13.8m，基坑顶距河道防洪堤最近水平距离为18m。本工程深基坑开挖深度超过10m，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，专项方案经专家论证通过后实施。二、工程地质与水文条件根据工程地质勘察报告，墩位处土层自上而下分布参数如下：1.素填土：厚度1.2~2.5m，容重γ=18.2kN/m³，粘聚力c=10kPa，内摩擦角φ=12°，松散不均，承载力低；2.粉质粘土：厚度3.5~5.2m，容重γ=19.1kN/m³，粘聚力c=22kPa，内摩擦角φ=18°，可塑状态，承载力特征值fak=180kPa；3.粉砂层：厚度4.8~6.3m，容重γ=19.5kN/m³，粘聚力c=0kPa，内摩擦角φ=30°，中密状态，渗透系数k=8.2×10^-3cm/s，属于强透水层，承载力特征值fak=250kPa；4.中风化花岗岩：埋深14.2~15.6m，饱和单轴抗压强度fak=35MPa，整体性好，承载力满足设计要求。水文条件：区域稳定地下水位高程为+1.8m，地下水位受河道涨落影响，日变幅最大0.8m，百年一遇洪水位高程为+6.2m，含水层主要为粉砂层，地下水与河道水连通性好。三、支护结构设计及参数结合地质水文条件、开挖深度及周边环境要求，本工程采用φ1000mm钻孔灌注桩排桩+双排φ600mm高压旋喷桩止水帷幕+1道钢筋混凝土内支撑的支护形式，具体设计参数如下：1.支护排桩：桩中心距1.2m，沿基坑周边闭合布置，桩长18.0m，嵌固深度6.0m（伸入中风化花岗岩不小于0.5m），桩身混凝土强度等级C30，共布设56根。桩顶设置1000mm×800mm钢筋混凝土冠梁，冠梁顶高程与原地面齐平（+4.3m），混凝土强度C30。2.止水帷幕：双排高压旋喷桩布置在支护排桩外侧，与排桩间隙100mm，排距0.4m，桩中心距0.4m，桩长15.0m，伸入中风化花岗岩不小于0.5m，桩体水泥掺入量不小于25%，28d无侧限抗压强度不小于1.0MPa，相邻桩搭接厚度不小于200mm，可有效截断地下水渗流通道。3.内支撑：设置1道钢筋混凝土内支撑，支撑中心高程为+2.0m，沿基坑短方向（横桥向）布置2道主支撑，主支撑截面尺寸800mm×800mm，混凝土强度C30；沿顺桥向布置1道联系梁，截面尺寸600mm×600mm，支撑两端与冠梁刚性连接，中间设置1根格构柱支撑，格构柱尺寸为600mm×600mm，采用4根∠160×16角钢加缀板焊接成型，格构柱基础为4根φ800mm钻孔灌注桩，桩长10m，嵌入中风化花岗岩1.0m。4.设计验算结果：经专项验算，支护结构整体稳定安全系数K=1.42＞规范要求1.3，抗隆起安全系数K=2.21＞规范要求1.8，抗倾覆安全系数K=1.58＞规范要求1.2，所有指标满足规范要求，结构安全可靠。5.降水设计：基坑内布置3口管井降水井，井径φ600mm，井管内径φ300mm，井深15.0m，滤管长度8m，降水要求为基坑内地下水位稳定降至基坑底以下不小于1.0m，即水位高程不高于-9.2m。四、施工准备1.技术准备：施工前完成图纸会审、现场平面控制点及高程点复核，专项方案通过专家论证及审批，对全体施工人员完成三级技术安全交底，布设基坑监测基准点，沿基坑顶外侧1m位置设置截水沟，截水沟截面尺寸为400mm×400mm，提前做好排水引导；施工前完成试成桩、试喷作业，确定钻进速度、提升速度、注浆压力等施工参数。2.人员准备：配置项目经理1名、项目总工1名、施工员2名、专职安全员2名、质量员1名、测量员2名，钻孔灌注桩班组15人、高压旋喷桩班组10人、钢筋模板班组12人、降水开挖班组8人，所有特种作业人员（起重工、电焊工、电工等）均持证上岗。3.机械准备：配置GPS-10型钻机2台、高压旋喷钻机1台、BW250型泥浆泵2台、GZB-40C型高压注浆泵1台、1.2m³挖掘机2台、50装载机1台、25t汽车吊1台、混凝土搅拌运输车6台、全站仪1台、自动安平水准仪1台、3寸潜水泵3台、自动化监测系统1套，所有机械进场前完成检验调试，状态良好。4.材料准备：HRB400级钢筋、P.O42.5级普通硅酸盐水泥、中粗砂、碎石均提前进场，完成原材料复试合格，混凝土配合比提前完成设计试配，满足强度及和易性要求。五、主要施工工艺及操作要点施工总体顺序：施工截水沟→高压旋喷桩止水帷幕→支护排桩→冠梁→格构柱及钢筋混凝土内支撑→降水→分层开挖→人工清底→垫层封闭→承台施工→基坑回填。1.高压旋喷桩止水帷幕施工①桩位放样：根据设计坐标放出桩位，偏差控制在50mm以内，做好标记；②钻机就位：调整钻机机身，保证钻杆垂直度偏差不大于1%，经检查合格后开始钻进；③钻进喷浆：钻至设计深度后，开启高压注浆泵，注浆压力控制在25~30MPa，水泥浆水灰比为1:1，旋转速度控制在15~20r/min，提升速度控制在15~20cm/min，粉砂层段降低提升速度至10~15cm/min，保证桩身密实；所有桩完成一次全段复喷，保证桩间搭接质量；④移机清洗：单桩施工完成后，及时清洗注浆管路，移位进行下一根桩施工，桩顶空孔段采用水泥土回填密实。相邻桩施工间隔不小于24h，避免扰动未凝固桩体。2.支护排桩施工①桩位放样后钻机就位，垂直度偏差控制在0.5%以内，采用泥浆护壁成孔，粉砂层段泥浆比重控制在1.2~1.4，其他层段控制在1.1~1.3；②成孔至设计深度后，进行清孔，孔底沉渣厚度控制在150mm以内；③钢筋笼分节加工吊装，节间采用双面搭接焊，焊接长度满足规范要求，吊装就位后固定，防止偏位；④采用导管法浇筑混凝土，导管埋深控制在2~6m，超灌高度不小于0.8m，保证桩头质量，相邻桩施工间隔不小于24h，防止串孔。3.冠梁及内支撑施工支护排桩施工完成，混凝土强度达到70%设计强度后，开挖冠梁沟槽，凿除桩头浮浆，清理基底，绑扎钢筋，支设钢模板，浇筑C30混凝土；冠梁施工完成后，依次绑扎内支撑钢筋、支模，分层浇筑混凝土，分层厚度不大于500mm，振捣密实，养护不少于7d；格构柱与基础桩浇筑时同步安装，保证垂直度偏差不大于1%，与内支撑钢筋连接牢固。4.降水施工内支撑混凝土强度达到100%设计强度后，开启降水井降水，提前3d降水，保证地下水位降至设计要求后方可开挖；降水过程中每日观测水位，做好记录，若水位下降不满足要求，增设降水井；基坑开挖过程中保持水位稳定，直至基坑回填完成后方可停止降水、封井。5.基坑开挖施工严格遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则，分三层开挖：①第一层：从原地面+4.3m开挖至+1.5m，开挖深度2.8m，开挖完成后施工冠梁及内支撑；②第二层：内支撑强度达到100%设计强度后，从+1.5m开挖至-3.0m，开挖深度4.5m，开挖过程中预留挖掘机工作面，严禁碰撞支护桩、内支撑及格构柱；③第三层：从-3.0m开挖至基坑底以上30cm，即-7.9m，剩余30cm采用人工清底，避免机械扰动基底，开挖总深度12.5m，满足设计要求。开挖过程中，弃土堆放在基坑顶距离坑口不小于5m的位置，堆载高度不超过1.5m，严禁在坑边超载堆载，重型机械及车辆严禁在坑边2m范围内通行。人工清底完成后，24h内浇筑10cm厚C15混凝土垫层封闭基底，避免基底泡水或扰动。六、质量控制标准及要点1.主控项目质量标准①高压旋喷桩：桩位偏差≤50mm，垂直度偏差≤1%，桩长不小于设计值，桩间搭接长度≥200mm，28d无侧限抗压强度≥1.0MPa，合格率100%；②支护排桩：桩位偏差≤50mm，垂直度偏差≤0.5%，桩径偏差≤+50mm，桩身完整性检测Ⅰ类桩占比≥90%，Ⅱ类及以上桩占比100%，混凝土强度满足设计要求；③冠梁及内支撑：截面尺寸偏差±20mm，轴线偏差≤30mm，顶标高偏差±20mm，混凝土强度满足设计要求；④基坑开挖：基底标高偏差控制在-50mm~+20mm，基坑平面尺寸不小于设计值，坡度偏差不大于设计值的0.1倍。2.质量控制要点①止水帷幕施工必须保证桩间搭接质量，施工过程中若出现停机超过3h，必须对桩体进行复喷，搭接长度不小于0.5m，避免出现渗漏通道；②支护排桩嵌固深度必须满足设计要求，严禁私自缩短桩长，桩头浮浆必须彻底凿除，保证冠梁与桩体连接牢固；③必须待内支撑混凝土强度达到100%设计强度后方可进行下一层开挖，严禁提前开挖；④基底严禁扰动，若出现超挖，采用C15混凝土回填，不得用土回填，基底出现浸水、软土必须全部清除换填。七、监测方案1.监测项目及布置：本工程监测项目包括①支护桩顶水平位移②支护桩顶竖向位移③内支撑轴力④地下水位⑤周边地面沉降⑥格构柱竖向位移。桩顶水平位移每10m布置1个监测点，基坑四个角各增设1个点，共布设12个点；内支撑轴力每道主支撑布设2个测点，共4个点；地下水位基坑内布设3个、坑外布设2个观测孔，共5个点；周边地面沉降沿坑边每10m布设1个点，共8个点；格构柱布设1个竖向位移测点。2.监测频率：基坑开挖期间每日监测2次，开挖完成至垫层浇筑完成每日监测1次，承台施工期间每2d监测1次；遇到降雨、位移接近预警值、渗漏水等异常情况，加密至每2h监测1次。3.控制标准：桩顶水平位移累计控制值30mm，日变化速率≤3mm/d；桩顶竖向位移累计控制值20mm，日变化速率≤2mm/d；内支撑轴力控制值为设计值的80%（1600kN）；地下水位日变化速率≤500mm/d；周边地面沉降累计控制值30mm，日变化速率≤2mm/d；格构柱竖向位移累计控制值10mm，日变化速率≤1mm/d。当监测数据达到预警值（控制值的80%），立即停止施工，撤出作业人员，上报参建各方分析处理，监测稳定后方可复工。八、安全文明施工及应急处置1.安全文明施工：基坑周边设置1.2m高防护栏杆，刷红白警示漆，挂安全警示标志，夜间设置红色警示灯，坑口1m范围内严禁堆放任何物料；作业人员进入现场必须佩戴安全帽，上下基坑设置专用爬梯，每座基坑设置2部爬梯，严禁攀爬支护结构或支撑；施工用电采用三级配电两级保护，水泵等用电设备做好绝缘防护，接地接零可靠；雨天后复工前必须检查支护结构稳定性，确认安全后方可作业；施工现场每日洒水降尘，水泥浆经沉淀池沉淀后排放，严禁直接排入河道，弃土及时清运，生活垃圾集中处理。2.应急处置：成立应急领导小组，项目经理任总指挥，24h值班，提前储备应急物资：编织袋2000袋、P.O42.5水泥100t、备用挖掘机1台、备用发电机1台、潜水泵5台、急救医药箱1套，与就近医院建立应急联动机制。①渗漏水处置：轻微渗漏水采用水泥浆封堵；带砂渗漏立即停止施工，坑内堆载反压，坑外渗漏位置补打高压旋喷桩止水，处理完成监测合格后方可复工；②位移超标处置：立即停止开挖，撤出所有人员，坑脚堆载反